JP2003262585A - Method for manufacturing surface plasmon resonance sensor - Google Patents

Method for manufacturing surface plasmon resonance sensor

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JP2003262585A
JP2003262585A JP2002063644A JP2002063644A JP2003262585A JP 2003262585 A JP2003262585 A JP 2003262585A JP 2002063644 A JP2002063644 A JP 2002063644A JP 2002063644 A JP2002063644 A JP 2002063644A JP 2003262585 A JP2003262585 A JP 2003262585A
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Japan
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sensor
forming
substrate
plasmon resonance
surface plasmon
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroaki Usui
博明 臼井
Hiromoto Tamura
弘基 田村
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Stanley Electric Co Ltd
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Stanley Electric Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problems that a conventional surface plasmon resonance sensor of this type has required a light source, a spectroscope, etc., at measurements to require a relatively large size and cause a high price and required expert knowledge for measurements to lower a general-purpose property. <P>SOLUTION: This method for manufacturing a surface plasmon resonance sensor 1 comprises: a first process for forming a light receiving element 4 and a circuit part 3 on a semiconductor substrate 2; a second process for forming a plurality of LEDs 5 having different wavelengths on the substrate 2 by a MOCVD method; and a third process for making a transparent, optically reactive, thermosetting resin adhere between the LEDs 5 and the light receiving element 4 by a photolithography means, heating, melting, and setting the optically reactive, thermosetting resin in a hydrophobic liquid of the approximately same specific gravity with the surface of the semiconductor substrate directed downward, and forming a sensor part 10 at a required part. Therefore, it is possible to integrally form the sensor part on the semiconductor substrate 2 with a light source and a circuit part, to eliminate the need for external apparatuses, and to solve the problems. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、例えば液体中に含
まれる糖分量など液体成分、組成を、この液体を接触さ
せることで測定可能とするセンサに関するものであり、
詳細には光学的な現象である表面プラズモン共鳴作用に
より組成分析などを行うことなく簡便かつ迅速に測定を
可能とするセンサの製造方法に係るものである。 【0002】 【従来の技術】従来のこの種の表面プラズモン共鳴セン
サ90(以下にSPRセンサ90と略称する)の構成の
例を示すものが図12であり、基板91上にクラッド層
92としてフッ素系樹脂の成膜を行い、その基板91上
にメタクリル樹脂で形成され一辺が0.5mm角程度とし
た略正方形断面のコア93を設置する。更に前記コア9
3の表面上の約10mm程度の範囲に金(Au)、銀(A
g)などにより厚さ50nm程度の金属膜94を形成し、
この金属膜94の部分をもって測定部としている。 【0003】測定にあたっては、前記コア93中にハロ
ゲンランプ80などによる白色光を一端から透過させて
おき、白色光の出力側である他端では分光器81など、
光の波長成分を計測できる機器が設置されている。そし
て、前記金属膜94の部分に被測定物である液体を接触
させて測定を行う。 【0004】図13は上記に構成を説明したSPRセン
サ90の作用を示すグラフであり、図中に符号Gで示す
曲線は前記金属膜94、即ち、測定部に純水を接触させ
たときの分光器において測定される波長特性であり、図
中に符号Sで示すものは上記純水に砂糖(ショ糖)を添
加したときの同じ分光器における波長特性Sである。 【0005】このように、SPRセンサ90において
は、測定部に接触する液体の屈折率が大きい程、減衰す
る波長が長波長側に移行する特性があり、例えば、清涼
飲料における糖分の添加量などを簡便かつ迅速に測定で
きるものとなる。また、SPRセンサ90においては、
直接に液体中に光を透過させることなく、糖分濃度(屈
折率)を測定できるものであるので、有色の液体でも計
測が可能であり、例えば血液による免疫検査など様々な
分野への応用の展開が期待されている。 【0006】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来のSPRセンサ90においては、確かにSPRセ
ンサ90の部分はそれ程に大きなものではないが、光入
力部であるハロゲンランプ80は大電力を消費し、ま
た、発熱も膨大であり、人体に近接した状態で使用する
には難があると言わざるを得ない。また、出力側に接続
される分光器81においても大型で高価なものとなるの
は否めず、また、操作も煩雑であり取り扱いに専門家を
必要とするなど、誰にでも操作が可能であるとは言え
ず、更にいえば、前記SPRセンサ90においてもより
一層に小型化することが好ましく、即ち、従来例のもの
では、大型で高価であり、実用性に問題点を生じてい
る。 【0007】 【課題を解決するための手段】本発明は、前記した従来
のSPRセンサに生じる課題を解決するための具体的手
段として、表面プラズモン共鳴センサの製造方法であっ
て、該製造方法が、Si、または、GaAs系の半導体
基板に受光素子、センサ駆動回路、分析評価回路を集積
したIC基板を形成する第一工程と、前記IC基板上に
青から赤に至り波長の異なる複数の発光部をMOCVD
法により形成する第二工程と、前記IC基板上の前記発
光部と前記受光素子との間に透明な光反応性熱硬化樹脂
の適量をホトリソ手段により付着させ、該光反応性熱硬
化樹脂を比重が略同一でこの光反応性熱硬化樹脂に対し
疎水性の液体中で前記IC基板表面を下方とする状態で
加熱溶融および硬化を行わせ、更に必要部分にクラッ
ド、金属薄膜を成膜してセンサ部を形成する第三工程と
を有することを特徴とする表面プラズモン共鳴センサの
製造方法を提供することで課題を解決するものである。 【0008】 【発明の実施の形態】つぎに、本発明を図に示す実施形
態に基づいて詳細に説明する。図1〜図10は本発明に
係る表面プラズモン共鳴センサ1(以下に、SPRセン
サ1と略称する)の製造方法を工程の順に示すものであ
る。図1は本発明に係る製造方法の第一工程を示すもの
であり、図1中に符号2で示すものは、Si、または、
GaAs系とした半導体基板である。 【0009】そして、本発明では、まず第一工程とし
て、この半導体基板2に公知の回路形成技術を用いてセ
ンサ駆動回路、分析評価回路などが集積された回路部3
と、ホトダイオードなどとした受光素子4とを形成し、
前記半導体基板2をIC化するものである。 【0010】本発明では、続く第二工程として、図2に
示すように前記半導体基板2上の適宜位置にMOCVD
法(有機金属化学気相蒸着法)により、発光色が青紫色
から赤色までとした複数のLED5(発光ダイオー
ド)、または、LD(レーザーダイオード)を形成す
る。 【0011】図3は、現在、一般的に市場に供給されて
いるLED中の代表的な17種類の発光スペクトルSP
1〜SP17を示すグラフであり、一部に中心波長がが
重複するものもあるが、大略で波長470nm(青色)か
ら波長700nm(赤色)までの範囲に、ほぼ万遍なく中
心波長が分布するものとなっている。 【0012】従って、これら17種類のLEDの内か
ら、SPRセンサ1としての測定範囲に対する中心波長
の分布が均一になるように適宜なものを選んで半導体基
板2上に形成し、前記回路部3中のセンサ駆動回路は、
例えば、波長の短い順に1個宛順次に点灯させるような
回路構成とされている。また、前記したセンサ駆動回路
は、測定部に液体の接触がない状態で、それぞれのLE
D5に対して同じ出力電流が受光素子4に得られるよう
に点灯電流も制御している。 【0013】図4〜図10は、本発明に係るSPRセン
サ1の製造方法の第三工程を示すものであり、先ず、前
記回路部3と受光素子4とが形成された半導体基板2の
表面上には透明樹脂による成膜が行われて透明絶縁層6
が形成(図4参照)される。しかる後に、前記受光素子
4およびLED5に対応する部分など、半導体基板2に
対して光の取込み、光の取出しを行う部分を除く必要部
分にアルミニウムの蒸着などにより反射遮光層7を形成
(図5参照)する。 【0014】上記反射遮光層7が形成された更に上面に
はフッ素系樹脂など低屈折で撥水性に優れる樹脂による
成膜が行われてクラッド層8が形成される。尚、このと
きには、上記反射遮光層7と同様に、受光素子4部分、
LED5部分など半導体基板2に光の取込み、光の取出
しを行う部分、および、後に説明する光導路9、およ
び、センサ部10が設けられる部分にはクラッド層8は
形成されていない(図6参照)ことを標準とする。 【0015】また、前記反射遮光層7、クラッド層8の
形成にあたっては、前記半導体基板2の表面の全面にホ
トレジスト膜を塗布しておき、ホトリソ法などで前記ホ
トレジスト膜を反射遮光層7、クラッド層8の成膜が不
要な部分に残すものとしておき、前記反射遮光層7、あ
るいは、クラッド層8をホトレジスト膜が成膜された状
態で成膜し、しかる後にホトレジスト膜を除去する、い
わゆるリフトオフ法などで形成すれば良いものである。 【0016】このようにクラッド層8が形成された後に
は、市場にホトレジスト膜の形成を目的として供給され
ている透明な光反応性熱硬化性樹脂(例えば、JSR
(株)商品名:MFR−343H)を用いてホトリソ法
などにより光導路基材9aを、前記受光素子4から複数
のLED5にいたり敷設する。このときに、続く工程に
よりセンサ部10が設けられるものであるので、複数の
LED5からの光導路基材9aは、上記センサ部10が
設けられる位置までに一本に統合され(図7、図8参
照)ている。 【0017】図9は、前記光導路基材9aから光導路9
を形成する工程を示すものであり、本発明では光導路基
材9aが下側になる状態で、浴槽20に満たされたシリ
コンオイル21中に浸漬される。前記浴槽20には図1
0に示すようにヒータ22が付属され、前記シリコンオ
イル21は光導路基材9aが液化するのに適宜な温度に
加熱されている。 【0018】また、前記シリコンオイル21は、液化し
た状態の光導路基材9aとほぼ同じ比重のものが選択さ
れているので、光導路基材9aは液化した状態において
も、滴下、垂下など重力の作用を受けることが無く、液
化した状態での形状は専らに光導路基材9aの表面張力
により決定されるものとなる。 【0019】よって、光導路基材9aの端部においては
略半球状となり、中間部では略円筒状となる。そして、
シリコンオイル21中でこの状態を保ち加熱を続ける
と、前記光導路基材9aは、上記の形状を保ち熱硬化す
るものとなり、即ち、図11に示すように本発明に係る
光導路9が完成する。 【0020】続いて、上記光導路9の適宜な位置に、金
(Au)、銀(Ag)あるいは白金(Pt)の膜10a
を膜厚30〜70nmとして成膜すれば、その部分がセン
サ部10となり、本発明のSPRセンサ1は完成する。
よって、本発明の製造方法によれば、第一工程から第三
工程にいたる全ての工程が、半導体ICなどを生産する
技術で行われるものとなり、即ち、SPRセンサ1の極
小形化が可能となるのである。尚、前記光導路9の前記
センサ部10以外の部分の表面にもクラッド層7を設け
る(図11参照)などは自在である。 【0021】上記の製造方法としたSPRセンサ1の使
用にあたっては、被測定物である液体をセンサ部10に
接触させ、回路部3のセンサ駆動回路は、例えば最も短
波長である中心波長を有するLED5の一個を点灯さ
せ、そして、受光素子4からの出力を読み取り、これを
記録する。 【0022】続いて、回路部3は2番目に短い中心波長
を有するLED5に切り換えて点灯を行わせ、この状態
における受光素子4からの出力を読み取り記録する。こ
のように、複数のLED5を順次に切り換えて、最も長
波長のLED5の出力までを記録していけば、それらの
出力値から液体の濃度(屈折率)読み取れるものとな
る。 【0023】尚、各LED5の輝度調整は、センサ部1
0に液体の接触がない状態で個々のLED5を順次に点
灯していき、前記受光素子4の出力に全て同じ値が得ら
れるように点灯電流を調整して行けば良いものである。
また、実際の測定にあたっては事前にセンサ部10に純
水などを接触させ、較正を行うことが精度の維持の上か
ら好ましい。 【0024】このように、本発明の製造方法に係るSP
Rセンサ1では、小面積の半導体基板2上に光源(LE
D5)、センサ(センサ部10)、および、センサ駆動
回路と分析評価回路とを有する回路部3とが一体として
形成されているので、従来例で必要とされたハロゲン電
球、分光器などを不要とし、SPRセンサ1自体で測定
結果が得られるものとなる。従って、測定システム全体
の超小型化が可能となると共に、測定のための操作も格
段に簡素化できるものとなる。 【0025】 【発明の効果】以上に説明したように本発明により、表
面プラズモン共鳴センサの製造方法であって、該製造方
法が、Si、または、GaAs系の半導体基板に受光素
子、センサ駆動回路、分析評価回路を集積したIC基板
を形成する第一工程と、前記IC基板上に青から赤に至
り波長の異なる複数の発光部をMOCVD法により形成
する第二工程と、前記IC基板上の前記発光部と前記受
光素子との間に透明な光反応性熱硬化樹脂の適量をホト
リソ手段により付着させ、該光反応性熱硬化樹脂を比重
が略同一でこの光反応性熱硬化樹脂に対し疎水性の液体
中で前記IC基板表面を下方とする状態で加熱溶融およ
び硬化を行わせ、更に必要部分にクラッド、金属薄膜を
成膜してセンサ部を形成する第三工程とを有する表面プ
ラズモン共鳴センサの製造方法としたことで、半導体基
板上に、光源、光源駆動回路、計測回路と共にセンサ部
も一体化して形成可能とし、従来は外付け機器として必
要であった光源、分光器などを不要とし、表面プラズモ
ン共鳴センサを専門知識を持たないものにも取り扱い可
能として、この種の表面プラズモン共鳴センサの超小型
化、および、測定操作の簡素化に極めて優れた効果を奏
するものである。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION [0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a sensor capable of measuring a liquid component such as an amount of sugar contained in a liquid and a composition by bringing the liquid into contact with the liquid. And
More specifically, the present invention relates to a method for manufacturing a sensor that enables simple and rapid measurement without performing composition analysis or the like by a surface plasmon resonance action, which is an optical phenomenon. 2. Description of the Related Art FIG. 12 shows an example of the structure of a conventional surface plasmon resonance sensor 90 (hereinafter abbreviated as SPR sensor 90) of this type. A base resin 93 is formed on the substrate 91, and a core 93 made of methacrylic resin and having a substantially square cross section having a side of about 0.5 mm square is provided on the substrate 91. Further, the core 9
Gold (Au), silver (A)
g) to form a metal film 94 having a thickness of about 50 nm,
The portion of the metal film 94 is a measuring portion. In the measurement, white light from a halogen lamp 80 or the like is transmitted through the core 93 from one end, and a spectroscope 81 or the like is provided at the other end on the output side of the white light.
Equipment that can measure the wavelength component of light is installed. Then, measurement is performed by bringing a liquid to be measured into contact with the metal film 94. FIG. 13 is a graph showing the operation of the SPR sensor 90 having the above-described structure. In the figure, a curve indicated by a symbol G indicates the case where pure water is brought into contact with the metal film 94, that is, the measuring portion. The wavelength characteristic measured by the spectroscope is indicated by the symbol S in the figure, and is the wavelength characteristic S of the same spectrometer when sugar (sucrose) is added to the pure water. [0005] As described above, the SPR sensor 90 has such a characteristic that the longer the refractive index of the liquid in contact with the measuring portion, the longer the wavelength of attenuation shifts to the longer wavelength side. Can be measured easily and quickly. In the SPR sensor 90,
Because it can measure the sugar concentration (refractive index) without transmitting light directly into the liquid, it can measure even colored liquids, and can be applied to various fields such as immunoassay with blood. Is expected. However, in the above-described conventional SPR sensor 90, the portion of the SPR sensor 90 is certainly not so large, but the halogen lamp 80 as the light input section is large. It consumes electric power and generates a great deal of heat, so it must be said that it is difficult to use it in a state close to the human body. In addition, the spectroscope 81 connected to the output side is unavoidably large and expensive, and can be operated by anyone, for example, the operation is complicated and a specialist is required for handling. However, it is preferable to further reduce the size of the SPR sensor 90. That is, the conventional example is large and expensive, and has a problem in practicality. [0007] The present invention provides a method of manufacturing a surface plasmon resonance sensor as a specific means for solving the above-mentioned problems occurring in the conventional SPR sensor, wherein the manufacturing method comprises the steps of: A first step of forming an IC substrate on which a light receiving element, a sensor driving circuit, and an analysis and evaluation circuit are integrated on a semiconductor substrate of Si, GaAs, or GaAs; and a plurality of light emitting lights having different wavelengths from blue to red on the IC substrate. MOCVD part
A second step of forming by a method, an appropriate amount of a transparent photoreactive thermosetting resin is adhered between the light emitting portion and the light receiving element on the IC substrate by photolithography means, and the photoreactive thermosetting resin is The photoreactive thermosetting resin having substantially the same specific gravity is heated and melted and cured in a hydrophobic liquid with the surface of the IC substrate facing downward, and a clad and a metal thin film are formed on necessary portions. And a third step of forming a sensor portion by using the method. A method for manufacturing a surface plasmon resonance sensor, comprising: Next, the present invention will be described in detail based on an embodiment shown in the drawings. 1 to 10 show a method of manufacturing a surface plasmon resonance sensor 1 (hereinafter abbreviated as SPR sensor 1) according to the present invention in the order of steps. FIG. 1 shows the first step of the manufacturing method according to the present invention. In FIG.
This is a GaAs-based semiconductor substrate. In the present invention, first, as a first step, a circuit section 3 in which a sensor driving circuit, an analysis evaluation circuit, and the like are integrated on the semiconductor substrate 2 by using a known circuit forming technique.
And a light receiving element 4 such as a photodiode,
The semiconductor substrate 2 is formed into an IC. In the present invention, as a subsequent second step, MOCVD is performed at an appropriate position on the semiconductor substrate 2 as shown in FIG.
A plurality of LEDs 5 (light emitting diodes) or LDs (laser diodes) whose emission color ranges from blue-violet to red are formed by a method (metal organic chemical vapor deposition). FIG. 3 shows a typical 17 kinds of emission spectra SP in LEDs currently generally marketed.
It is a graph showing 1 to SP17, in which the center wavelength is partially overlapped, but the center wavelength is almost uniformly distributed in a range from a wavelength of 470 nm (blue) to a wavelength of 700 nm (red). It has become something. Therefore, an appropriate LED is selected from these 17 types of LEDs so that the distribution of the center wavelength in the measurement range as the SPR sensor 1 becomes uniform, and is formed on the semiconductor substrate 2. The sensor drive circuit inside is
For example, the circuit configuration is such that the LEDs are sequentially lit one by one in the order of shorter wavelength. In addition, the above-described sensor driving circuit is configured such that each of the LEs is operated in a state where there is no liquid contact with the measuring unit.
The lighting current is also controlled so that the same output current can be obtained in the light receiving element 4 with respect to D5. FIGS. 4 to 10 show a third step of the method for manufacturing the SPR sensor 1 according to the present invention. First, the surface of the semiconductor substrate 2 on which the circuit section 3 and the light receiving element 4 are formed is shown. A transparent resin layer 6 is formed on the transparent insulating layer 6.
Is formed (see FIG. 4). Thereafter, a reflective light-shielding layer 7 is formed by vapor deposition of aluminum or the like on portions necessary for taking in and taking out light from the semiconductor substrate 2 such as portions corresponding to the light receiving elements 4 and the LEDs 5 (FIG. 5). refer. A cladding layer 8 is formed on the upper surface on which the reflective light-shielding layer 7 is formed by using a resin having low refractive index and excellent water repellency, such as a fluorine resin. In this case, similarly to the reflective light shielding layer 7, the light receiving element 4 portion,
The cladding layer 8 is not formed in a portion where light is taken in and out of the semiconductor substrate 2 such as the LED 5 portion, and a portion where the light guide 9 and the sensor portion 10 described later are provided (see FIG. 6). ) Is the standard. In forming the reflective light-shielding layer 7 and the cladding layer 8, a photoresist film is applied to the entire surface of the semiconductor substrate 2 and the photoresist film is coated by the photolithography method or the like. The layer 8 is left in an unnecessary portion, and the reflective light-shielding layer 7 or the cladding layer 8 is formed in a state where the photoresist film is formed, and then the photoresist film is removed. It may be formed by a method or the like. After the cladding layer 8 is formed as described above, a transparent photoreactive thermosetting resin (for example, JSR) supplied on the market for forming a photoresist film is used.
A light guide substrate 9a is inserted from the light receiving element 4 to a plurality of LEDs 5 by a photolithography method or the like using (trade name: MFR-343H). At this time, since the sensor unit 10 is provided in a subsequent step, the light guide base materials 9a from the plurality of LEDs 5 are integrated into a single unit up to the position where the sensor unit 10 is provided (see FIGS. 8). FIG. 9 is a view showing the light guide 9 from the light guide base material 9a.
In the present invention, the light guide substrate 9a is immersed in the silicon oil 21 filled in the bathtub 20 with the light guide substrate 9a facing down. FIG.
0, a heater 22 is attached, and the silicone oil 21 is heated to an appropriate temperature for liquefying the light guide substrate 9a. Since the silicon oil 21 is selected to have substantially the same specific gravity as the liquefied light guide base material 9a, the light guide base material 9a may be dropped or drooped even in the liquefied state. And the shape in the liquefied state is determined solely by the surface tension of the light guide substrate 9a. Therefore, the end portion of the light guide substrate 9a has a substantially hemispherical shape, and the intermediate portion has a substantially cylindrical shape. And
If this state is maintained in the silicone oil 21 and heating is continued, the light guide base material 9a maintains the above-mentioned shape and becomes thermoset, that is, the light guide 9 according to the present invention is completed as shown in FIG. I do. Subsequently, a film 10a of gold (Au), silver (Ag) or platinum (Pt) is formed at an appropriate position on the light guide 9.
Is formed to a film thickness of 30 to 70 nm, the portion becomes the sensor section 10, and the SPR sensor 1 of the present invention is completed.
Therefore, according to the manufacturing method of the present invention, all the steps from the first step to the third step are performed by a technology for producing a semiconductor IC or the like, that is, the SPR sensor 1 can be miniaturized. It becomes. The cladding layer 7 may be provided on the surface of the light guide 9 other than the sensor section 10 (see FIG. 11). In using the SPR sensor 1 manufactured as described above, the liquid to be measured is brought into contact with the sensor unit 10 and the sensor driving circuit of the circuit unit 3 has, for example, a center wavelength which is the shortest wavelength. One of the LEDs 5 is turned on, and the output from the light receiving element 4 is read and recorded. Subsequently, the circuit section 3 switches to the LED 5 having the second shortest center wavelength to turn on the LED 5, and reads and records the output from the light receiving element 4 in this state. As described above, by sequentially switching the plurality of LEDs 5 and recording up to the output of the LED 5 having the longest wavelength, the concentration (refractive index) of the liquid can be read from those output values. The brightness of each LED 5 is adjusted by the sensor unit 1.
The LEDs 5 may be sequentially lit in a state where there is no liquid contact with 0, and the lighting current may be adjusted so that the same value is obtained in all the outputs of the light receiving elements 4.
In addition, in actual measurement, it is preferable to perform calibration by bringing pure water or the like into contact with the sensor unit 10 in advance from the viewpoint of maintaining accuracy. As described above, the SP according to the manufacturing method of the present invention is used.
In the R sensor 1, a light source (LE) is placed on a semiconductor substrate 2 having a small area.
D5) Since the sensor (sensor section 10) and the circuit section 3 having the sensor drive circuit and the analysis and evaluation circuit are formed integrally, the halogen bulb, the spectroscope, and the like required in the conventional example are unnecessary. The measurement result can be obtained by the SPR sensor 1 itself. Therefore, the whole measurement system can be miniaturized, and the operation for measurement can be greatly simplified. As described above, according to the present invention, there is provided a method of manufacturing a surface plasmon resonance sensor, the method comprising the steps of: forming a light receiving element and a sensor driving circuit on a Si or GaAs semiconductor substrate; A first step of forming an IC substrate on which an analysis and evaluation circuit is integrated; a second step of forming a plurality of light emitting portions having different wavelengths from blue to red on the IC substrate by MOCVD; An appropriate amount of a transparent photoreactive thermosetting resin is adhered between the light emitting portion and the light receiving element by photolithography, and the specific gravity of the photoreactive thermosetting resin is substantially the same as the photoreactive thermosetting resin. A third step of performing heating and melting and curing in a hydrophobic liquid with the IC substrate surface downward, and further forming a sensor portion by forming a clad and a metal thin film on necessary portions. The manufacturing method of the Mont Resonance sensor enables the sensor unit to be formed integrally with the light source, light source drive circuit, and measurement circuit on the semiconductor substrate. Light sources and spectroscopes that were conventionally required as external devices Is unnecessary, and the surface plasmon resonance sensor can be handled even without special knowledge, which is extremely effective in miniaturizing this kind of surface plasmon resonance sensor and simplifying the measurement operation. .

【図面の簡単な説明】 【図1】 本発明に係る表面プラズモン共鳴センサの製
造方法の第一工程を示す平面図である。 【図2】 同じく本発明に係る表面プラズモン共鳴セン
サの製造方法の第二工程を示す断面図である。 【図3】 第二工程で形成されるLEDの中心発光波長
の例を示すグラフである。 【図4】 同じく本発明に係る表面プラズモン共鳴セン
サの製造方法の第三工程における透明絶縁層の形成工程
を示す説明図である。 【図5】 同じく第三工程における反射遮光層の形成工
程を示す説明図である。 【図6】 同じく第三工程におけるクラッド層の形成工
程を示す説明図である。 【図7】 同じく第三工程における光導路基材の敷設状
態を示す平面図である。 【図8】 図7のA−A線に沿う断面図である。 【図9】 同じく第三工程における導光路の形成工程を
示す説明図である。 【図10】 導光路の形成工程において用いられる浴槽
を示す説明図である。 【図11】 本発明に係る表面プラズモン共鳴センサの
製造方法により製造された表面プラズモン共鳴センサを
示す断面図である。 【図12】 従来例を示す説明図である。 【図13】 表面プラズモン共鳴センサの作用を示すグ
ラフである。 【符号の説明】 1……表面プラズモン共鳴センサ(SPRセンサ) 2……半導体基板 3……回路部 4……受光素子 5……LED 6……透明絶縁層 7……反射遮光層 8……クラッド層 9……光導路 9a……光導路基材 10……センサ部 20……浴槽
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a plan view showing a first step of a method for manufacturing a surface plasmon resonance sensor according to the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view showing a second step of the method for manufacturing the surface plasmon resonance sensor according to the present invention. FIG. 3 is a graph showing an example of a center emission wavelength of an LED formed in a second step. FIG. 4 is an explanatory view showing a step of forming a transparent insulating layer in a third step of the method for manufacturing a surface plasmon resonance sensor according to the present invention. FIG. 5 is an explanatory view showing a reflection light shielding layer forming step in the third step. FIG. 6 is an explanatory view showing a clad layer forming step in the third step. FIG. 7 is a plan view showing the state of laying the light guide substrate in the third step. FIG. 8 is a sectional view taken along line AA of FIG. 7; FIG. 9 is an explanatory view showing a light guide path forming step in the third step. FIG. 10 is an explanatory view showing a bathtub used in a step of forming a light guide path. FIG. 11 is a cross-sectional view showing a surface plasmon resonance sensor manufactured by the method for manufacturing a surface plasmon resonance sensor according to the present invention. FIG. 12 is an explanatory diagram showing a conventional example. FIG. 13 is a graph showing the operation of a surface plasmon resonance sensor. [Description of Signs] 1 ... Surface plasmon resonance sensor (SPR sensor) 2 ... Semiconductor substrate 3 ... Circuit section 4 ... Light receiving element 5 ... LED 6 ... Transparent insulating layer 7 ... Reflective light shielding layer 8 ... Cladding layer 9 Light guide 9a Light guide base material 10 Sensor part 20 Bathtub

Claims (1)

【特許請求の範囲】 【請求項1】 表面プラズモン共鳴センサの製造方法で
あって、該製造方法が、Si、または、GaAs系の半
導体基板に受光素子、センサ駆動回路、分析評価回路を
集積したIC基板を形成する第一工程と、前記IC基板
上に青から赤に至り波長の異なる複数の発光部をMOC
VD法により形成する第二工程と、前記IC基板上の前
記発光部と前記受光素子との間に透明な光反応性熱硬化
樹脂の適量をホトリソ手段により付着させ、該光反応性
熱硬化樹脂を比重が略同一でこの光反応性熱硬化樹脂に
対し疎水性の液体中で前記IC基板表面を下方とする状
態で加熱溶融および硬化を行わせ、更に必要部分にクラ
ッド、金属薄膜を成膜してセンサ部を形成する第三工程
とを有することを特徴とする表面プラズモン共鳴センサ
の製造方法。
Claims 1. A method of manufacturing a surface plasmon resonance sensor, comprising: integrating a light receiving element, a sensor drive circuit, and an analysis evaluation circuit on a Si or GaAs semiconductor substrate. A first step of forming an IC substrate, and a plurality of light emitting portions having different wavelengths from blue to red on the IC substrate,
A second step of forming by a VD method, and applying an appropriate amount of a transparent photoreactive thermosetting resin between the light emitting portion and the light receiving element on the IC substrate by photolithography means; The photoreactive thermosetting resin is heated and melted and cured in a hydrophobic liquid with the surface of the IC substrate facing downward, and a clad and a metal thin film are formed on necessary portions. And a third step of forming a sensor section by performing the method.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007248253A (en) * 2006-03-15 2007-09-27 Omron Corp Optical part, optical sensor, surface plasmon sensor, and fingerprint authentication
CN105823759A (en) * 2016-06-15 2016-08-03 中国工程物理研究院材料研究所 Surface plasma resonance sensor based on silicon optical waveguides on insulator

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