JPS63503402A - 絶縁された環境検知トランスデューサ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 絶縁された環境検知トランスデユーサ装置聚ＩＪＬ服 本出願は１９８５年１月２３日出願の米国特許出願第６９３，９０７号の部分継 続出願である。

関連出願として、米国特許出願第５７２．１８２号、米国特許出願第５７２，１ ９９号、米国特許出願第５７２，１８５号、米国特許出願第５７２．２１３号、 および、米国特許出願第４４１．９０２号があり、これらは参照される。

３」１ＪＬｊ−沃 本発明は例えばソリッドステート物理的および電気化学的トランスデユーサなど の環境検知装置およびこれら装置の製造方法に係り、特に装置が露出される環境 に対して高度に保護されている装置に係る。

化学的環境の種々の物理的または化学的量（温度、変位、速度、化学的組成、ｐ Ｈ１加速度、力、圧力、流れなど）を監視して化学的または生化学的工程を制御 し、空気または水の量を決定し、または、生医学的、農業分類的数値作動的、あ る程度の信号予備処理または情報、選択性の小寸法高化学的感度、化学的スピシ ーズに対する可逆性または総合性応答についての選択。

温度不感知性または補償性および低動力作動について要望されている。さらに、 測定装置は長期間にわたり良好な電気化学的安定性と、良好な物理的弾性および 強度と、腐食および化学的浸食に対する良好な抵抗性を持つ必要がある。電気的 測定装置の場合、装置の出力は良好な信号ノイズ比を与えるため電気的インピー ダンスの低いものとする。化学的感知装置は測定される化学的現象に対してネル ンスト応答（Ｎｅｒｎｓｔｉａｎｒｅｓｐｏｎｓｅ）を持つ必要がある。

検知の１つの方法として物質の化学的特性の測定と監視において電位の測定があ り、電位は測定される化学的活性によって定まる。ベルグフエルド（Ｂｅｒｇｖ ｅｌｄ）は水溶液中の水素およびナトリュームイオンの活動を金属酸化物半導体 フィールド効果トランジスタ（以下ＭＯ５ＦＥＴと略称する）のゲート金属を除 去したものによって測定することを提案している。ベルグフエルド（Ｐ、　Ｂｅ ｒｇｖｅｌｄ）著「イオン感知性フィールド効果トランジスタの開発、作動およ び電気物理学への応用ｊ生医学技術のＩＥＥＥ会報（１９７２年９月ＢＭＥ−１ ９巻３４２−３５１頁）参照、特にゲート金属のないＭＯＳＦＥＴが水溶液中に 配置されると二酸化シリコンの絶縁層が水和して、つぎに水和層内の不純物のた めにイオン選択性となるとベルグフェルドは示しており、ＭＯＳＦＥＴの絶縁層 が水和した後、装置を測定される溶液に浸漬してその導電性の変化を記録してイ オン活性測定が行い得るとベルグフェルドは提案している。そこでベルグフェル ドの装置は通常イオン感知性フィールド効果トランジスタ（ＩＳＦＥＴ）と名付 けられる。

ベルグフェルドの研究によりイオン感知性電極の分野において他の研究が導かれ 、米国特許第４，０２０，８３０号に記載された化学的感知性フィールド効果ト ランジスタ（ＣＨＥＭＦＥＴ）などがあり、これも参照される。該特許に記載さ れるようにＣＨＥＭＦＥＴはゲート金属が化学的に感知性のものによって置換さ れたＭＯＳＦＥＴであり、これが該装置が露出される化学物質によって作用する 。該特許の第１図、第２図に示すように、ＣＨＥＭＦＥＴは構造的にはＭＯＳＦ ＥＴと同様であるが、トランジスタのチャンネル部の上方の酸化物絶縁体上の金 属ゲート層の代りに、層または膜３８が設けられ、任意的として、溶液に露出さ れるＣＨＥＭＦＥＴの上述以外の部分を覆って非浸透性の層４４が設けられる。

ＣＨＥＭＦＥＴ構造の変形例が米国特許第４，１８０，７７１号、４，２１８， ２９８号、４，２３２，３２６号、４．２３８，７５７号、４，３０５，８０２ 号、４，３３２，６５８号、　４，３５４，３０８号、４，４８５，２７４号、 　４，３９７，７１４号などに記載されている。

米国特許出願第４４１，９０２号にはこの構造の改良例が記載されている。

物理的量を変換する物理的トランスデユーサは公知であり、例えばフィンク（Ｄ 、　Ｊ、　Ｆｉｎｋ）著「電子技術便覧Ｊ　（１９８２年マグロ−ヒル社）２６ −５２頁ないし２６−５７頁；デベリン（Ｅ、　Ｏ，Ｄｏｅｂｅｌｉｎ）著「測 定装置、応用と設計」（１９８３年マグロ−ヒル社、第３版）；アロツカ化（Ｊ 、　Ａ。

Ａ１１ｏｃｃａおよびＡ、　５ｔｕａｒｔ）著「トランスデユーサの理論と応用 Ｊ（１９８４年レストン社）に記載されている。

ソリッドステート電子技術の発達により、物理的トランスデユーサは微小化して 上述欠点の幾つかは除去され、従来の寸法のものと同一または改良された性能を 持つものとなっている。

これらの改良に拘らず、上述所望のトランスデユーサの性能を達成するためには 多くの改良が必要である。

１つの問題点は装置が露出される溶液によって浸食され、化学的作用を受けやす いことがある。

化学的手段によって化学的またはイオン性のものを測定する分野において、この 問題点を解決するため、いくつかの技術が提案されている０例えば米国特許第４ ．１８０，７７１号明細書には化学的に感知性の装置をゲート層から離れて配置 しワイヤによって連結することによりこの問題を解決する構造を示している。併 し、この装置は充分満足には作用せず、製造が比較的面倒である。

拡張ゲートフィールド効果トランジスタＥＧＦＥＴは電子装置の本体から離れた 化学的現象を測定するために有用な電子装置の１つである。この装置の一般的な 説明が米国特許出願第５７２，１８２号に記載されている。

通常この装置は電位または電流を測定する。該特許出願に示すようにこの装置は ４つの素子を含む二手導体基層の第１の部分の上の化学的検知手段と、基層の第 １の部分から離れた第２の部分上の活性電子装置のある形式のものと、活性電子 装置と検知手段とを連結する手段と、活性電子装置と検知手段との間の導体のた めの保護体とである。併し、これら装置はそれが監視する溶液の作用を受けて性 能の劣化を招きやすい、ｔｓ液液中イオンが大量にシリコンに移動して測定に影 響を与え、化学的監視装置としての装置の有効性を損なう結果を招く。

米国特許出願第６９３，９０７号には、化学的検知手段と活性電子装置とを非活 性の基層の同一表面の離れた区域に配置しこれらを保護された導体で連結するこ とにより、上述問題点を解決する構造が示される。特に活性電子は基層にエピタ キシャルに形成されてモノリシック構造をなす半導体材料内にあり、検知部と活 性電子と保護導体とは通常の写真石版技術により製造される。化学的検知手段は 壁によって活性電子から隔離され、壁を通して基層と保護導体とが貫通する。そ の結果活性電子は該化学的検知手段が露出される化学的環境から保護される。

月ｍ−！ 本発明によるトランスデユーサ構造は化学的環境の各種の化学的および物理的現 象の変換に使用される。

この構造においてトランスデユーサ手段と活性電子とは非活性の基層の同一表面 の離れた区域に配置され。

コネクタ手段によって連結される。壁が活性電子とトランスデユーサ手段とを隔 離し、該トランスデユーサが露出される環境から活性電子を保護する。望ましく は、活性電子は基層にエピタキシャルに形成されてモノリシック構造をなす半導 体材料内にあり、トランスデユーサと活性電子とコネクタ手段とは通常の写真石 版技術により製造される。

以下余白 図面の簡単な説明 本発明によるこれらの、および他の目的、特徴、利点は、以下の望ましい発明の 実施例の詳細な説明からさらに容易に明らかとなるだろう。

第１図は、絶縁物を有する化学的センサの斜視図である。

第２図は、本発明の望ましい実施例の斜視図である。

第３図は、一連の流れ図、および第１図の装置の一部の構成を示す平面図である 。

第４図は、本発明のコネクタの望ましい実施例の斜視図である。

第５図は、第４図のａ−ａ線に沿う断面図である。

望ましい実施例の簡単な説明 第１図は、出願番号６９３，９０７号の第２図から再現されたものである。第１ 図に示されるように、環境検出装置は、基層３０、活性エレクトロニクス４０、 第１および第２の化学的検出層５０．５５、該層５０゜５５をそれぞれ活性エレ クトロニクスに接続する被保護導体６０．６５．導電線７０．７２．７４．およ び気密シール８０を含む化学的検出手段および絶縁物を有する。

図示の如く、基層は、サファイア（ｕｓ　ｏ　ａ　）である。

気密シールも同様に、同じ材料で作ることができ、基層と一体に形成することが できる０選択的には、他のどの気密シール剤も、ウェハ作製段階でホトリソグラ フィー技術により当該装置に適用できる。他の気密シール剤の例は＋　ＣＶＤあ るいはスパッタ・セラミックス、パリレンまたはポリイミドである。

化学的検出層は、調査すべき化学的あるいはイオン的種（スピーシーズ）をモニ ターするのに適当などの材料からも作ることができる。例えば、スパッタされた イリジウム酸化物は、ベーパーを計るのに適当である。他のそのような材料の多 くは、上記で参照された出願および特許において示されている。これらの層は、 基層３０の上に一体になるように形成される。

被保護導体は、ドープされた多結晶シリコンのような信号線６２．６７、および 同様にドープされた多結晶シリコンで形成することのできる保護６４．６９から 成る。上述のように、例えば、出願番号５７２，１８２号においては、活性エレ クトロニクスは、典型的には、モノリシック集積回路電界効果トランジスタ増幅 器、あるいはいくつかのそのような増幅器であり、また、該増幅器の出力は、導 電１＆６ｏ、６５の共軸の保護６４．６９にブートストラップされたものが有利 である。３つの導電１ｇ７０．７２．７４は、それぞれ、図示のごとく接地、出 力、および電源供給を与える。

望ましくは、当該装置は、壁８２に取り付けられ、該層を通って化学的検出層５ ０．５５が突出する。この形状では、化学的検出層は、上記壁によって限定され た管の中を流れる流体の化学的性質をモニターするために使用される。その結果 、活性エレクトロニクス４０および導電線７０．７２．７４が該流体から保護さ れた上記壁の外側に残っている間は、化学的検出層のみが流体と接する。

第１図の環境検出装置は、化学的検出層をエレクトロニクスから離すので、信頼 性および寿命においてＥＧＦＥＴやＣＨＥＭＦＥＴにおける重要な改良を与える 一方、該装置は、もっばら化学的手段を介して化学的種をモニターする用途に限 定される。

本発明に従って、化学的環境に対する同様な保護は、不活性な基層の同じ面の分 離された領域上に計測手段と活性エレクトロニクスを形成することによって、か つ、活性エレクトロニクスを化学的環境から離す壁のような構造物を通過するコ ネクタによって計測手段と能動エレクトロニクスとを連絡することによって、す べての変換装置に与えられる。きそうは、モノリシック集積回路（すなわち、［ それらの要素が、該基層の中に形成された要素の少なくとも１つと共に、半導体 基層上、あるいはその中の本来の位置に形成される」もの−アイ・イー・イー・ イースタンダードディクショナリ　エレクトリ力ルアンドエレクトロニクスター ムズ（セカンドイー・ディー　１９７７年）を提供するために、該基層上にエピ タキシャル成長された半導体の中に活性エレクトニクスが形成されることができ るように選択される。そして、計測手段、活性エレクトロニクス、およびコネク タ一手段は、すべて写真石版（ホトリソグラフィー）工程により形成することが できる。半導体がシリコンの場合は、基層はサファイアが望ましい。

本発明に従って形成された装置の望ましい実施例は、第２図に示される。当該装 置は、基層１３０．活性エレクトロニクス１４０、第１および第２の薄膜光学フ ィルター１４２，１４４、それぞれ薄膜フィルター１４２．１４４、光学セル１ ４６および光学検出器１４８を光源１６０に接続する、光学セル１４６、光学検 出器１４８、光学ウェイヴガイド１５０、導電線１７０．１７２．１７４および 気密シール１８０から成る。

図示の如く、基層は、サファイア（ｕｚｏｉ）である。

同様に、気密シールは、同じ材料で基層と一体に作ることができる。選択的には 、他のどの気密シール剤も、ウェハ作製段階で写真石版（ホトリソグラフィー） 技術により当該装置に適用できる。他の気密シール剤の例は、ＣＶＤあるいはス パッタ・セラミックス、パリレンまたはポリイミドである。

第１および第２の薄膜フィルター１４２，１４４は、トランズミッタンス・スペ クトラからのある波長を取す除くのに適当などの材料からも作ることができる。

これらの薄膜フィルターは、ホトリソグラフィー技術を用いて基層１３０上にそ れと一体になるように形成される。

光学セル１４６は、図示のように、化学的検出材料の層であり、該材料は、該層 が特定の化学的な環境に置かれたときに、その光学的性質が変化し、従って、該 層を通過する光線を変調する。ｐＨの計測のために、例えば、該層は、与えられ た波長範囲にわたってその吸収度がｐＨ濃度と共に変化するｐＨ吸収染料であり 得る。

選択的には、光学セルは、蛍光性の化学的性質を有する材料から成る化学的検出 層であり得る。この場合、その環境における特定の化学薬品は、ウエイヴ・ガイ ドに沿って、かつ、光学セルが、該光学セルを通って進む光信号とは異なる波長 で典型的に蛍光性を示す引き金となる。最適条件の計測のために、蛍光強度をサ ンプリングするウェイヴ・ガイドは、励起放射へと正しい角度で案内される。

光学検出器１４８は、それに向けられた光学信号を有効に検出し、それに応答し て電気信号を発生するどの固体装置であってもよい、一般に、ホトトランジスタ 、およびピンホトダイオードやアバランシェダイオードのようなホトダイオード を含む固体光学検出器が用いられる。該検出器は、基層１３０上にそれと一体に 写真石版（ホトリソグラフィー）技術を用いて形成される。

光学ウェイヴ・ガイド１５０は、光学信号の伝達手段であり、超純性溶融珪酸、 ガラス、あるいは透明プラスチックで作ることができる。それは、薄膜フィルタ ー１４２，１４４、光学セル１４６、および光学検出器１４８を光源１６０に連 絡するように、固体基層１３０上に、スパッタリング、拡散技術を用いて形成さ れる。

活性エレクトロニクス１４０は、典型的にはモノリシック集積回路増幅器か、あ るいは信号調節手段のようないくつかの増幅器である。３つの導電線１７０．１ ７２．１７４は、それぞれ図示のように接地、出力、および電源供給を与える。

光源１６０は、ウェイヴガイド１５０の一端に向けられる。典型的には、該光源 によって発せられる光信号は、単色であり得るが、白色光である。示されるよう に、光源１６０は、基層と一体になるように適当に形成されるが、該基層から離 れて置かれる０例えば。

ＬＥＤ半導体装置は、基層と混成構造を形成するために、基層の中に形成できる 。選択的には、ＬＥＤ半導体装置は、ウェイヴ・ガイドの材料の特性と適合する 光学バンドギャップ特性を有するモノリシック基層上に形成することができ、ま た、そのときモノリシック基層は、基層１３０の中に形成できる。有利なことに は、光源を装置に一体的に形成することによって、光学ファイバに沿って典型的 に伝達される分離された光源からの光信号を結合する必要性は除かれる。

光源１６０からの光信号は、ウェイヴガイドに沿って、かつ、薄膜フィルター１ ４２、光学セル１４６、薄膜フィルター１４４を通って伝達され、光学検出器１ ４８に与えられる。光学検出器からの出力信号は。

典型的には、光学検出器に与えられる光信号の強度に比例する電気ポテンシャル である。この電気信号は、導電線１７０および１７２を横切って現われる。

発明を実施するにあたって、電圧は、基準電圧を供給するために、導電線１７０ と１７２との間に掛けられる。続いて、当該装置の光学セルは、計測される化学 的種（スピーシーズ）を含む環境にさらされる。有利なことには、特定の化学種 は、光学セルの化学的層と相互に働き、かつそれを通過する光信号、およびこの ような導電線１７０および１７２を横切る電圧を変調するために、その光学的特 性を変化させる。導電線１７０および１７２に印加された変調された電圧と基準 電圧との相違は、計測される特定の化学的種の環境におけるその濃度と一致する 。

以下余白 本発明を説明するために、壁１８２が第２図に示されており。

その壁を通して光学セル１４６が突出している。この配置構成では、前記壁によ り定められている管の中を流れる流体の化学特性をモニター監視するために光学 セルを用いることができる。その結果、光学セルだけが流体と接触し、一方、活 性エレクトロニクス及び導線１７０．１７２．１７４は流体から保護された壁の 外側に止まる。

締り返すが、我々は、そのようにすることが望ましくても、我々の発明を光感短 手段に限定はしない、我々は、測定手段は、例えば温度、重力、圧力等のような 異なる物理特性に対して感知力を有する我々の装置と共に使用できるということ を再度強調する。

光学的トランスデユーサの写真石版成形における本発明の実施は、第３図のフロ ー・チャート及び平面図に示されている。平面図は第３図の右側に示されており 、不活性基層２３０の上部表面の一部分を表している（ｄｅｐｉｃｔ）−その中 で前述したような光学的トランスデユーサが作られ形成されることになっている 。従来の写真石版においては、複数の同一の装置が同時に作られ、各々は前記基 層の異なる地域で作られる。しかしながら、便宜上そのような装置の一つだけに ついてその構成を述べる。

基層２３０は、典型的には、サファイヤのモノリシックのウェハである。シリコ ンのエピタキシャル層は、写真石版法で処理され、光学検出器２４８を含む活性 電子装置を有する絶縁域２４０を提供する。ウェイヴガイド２５０は薄膜光学コ ンダクタ及び写真石版法パターンニングによる被覆により形成される。それから 。

アース、出力及び電圧供給導線２７０．２７２．２７４が、金属の被覆及び写真 石版パターンニングにより形成される。アース線２７０及び電圧供給線２７４は 、エレクトロニクス２４０の適した部分に接続される。出力線２７２はエレクト ロニクス２４０の出力部分に接続される。その後、この装置は薄膜誘電体２８０ の層の形成により不動態化される。ウエイヴガイド線及び金属被覆２７１．２７ ３．２７５に対する接触窓が写真石版法により形成される。それから、薄膜フィ ルタ２４２，２４４及び光学セル２４６を設置するためのウェイヴガイド中に窓 が定められている。

これらのエレメントは写真石版法により被覆形成される。

第１図乃至第３図の装置は、感知装置が設置される環境の物理特性及び化学特性 をモニターすることができる。壁８２．１８２は、直径４８インチの管の壁また は（ｉｎ　ｂｅｔ＋１ｅｅｎ）のマイクロ・ピペット等の壁でもよい、これは、 船体や飛行機の胴体として使用できる。特に興味ある場合としては、使い捨て用 に作りたい試験管、ピペット、フラスコまたはビーカーのような容器コンテナの 部分としてこの壁の利用する場合である。

低生産コストで大量生産が可能なため、そのような使い捨て容器コンテナを作る ことは実際的である。同様の半導体集積回路の生産に固有の経済的事情のため、 第１乃至第３図の集積回路及びセンサの生産コストは又大量生産により非常に低 く抑えることができる。このようにして、第１図乃至第３図の装置を使い捨て設 備の形で作ることができる。

前述したような使い捨て設備を使用する際の難点の一つは、使い捨てエレメント 要素と使い捨てエレメントに電力を供給し且つそれらによって作られた信号を用 いる装置の間に信頼性置ける接続を提供しなければならないことである。

ある先行例の接続システムによると、導電性ワイヤ線は環境感知装置の超小型電 子部品のリード線に直接ハンダ付けされる。しかしながら、この技術は、手作業 による配線（ワイヤリング）及びハンダ付けを必要とする。他の配線や基層の他 の表面にハンダが漏れて余計な回路を作ってしまわないように細心の注意を払わ なければならない、ハンダ接続の穴開け（ドリリング・アウト）またはりフロー イング（ｒｅｆｌｏｗｉｎｇ）を必要とするため、回路明細口（サーキットリー ）を変更することは又難しく、ハンダは微粒子化及び拡散化され、または端子盤 の他の表面を流れるように溶融状態に変化するという結果が生じ、変化していな い回路明細図の汚染または電気的ショートの原因となる。

これらの問題を克服するために、他の方法が用いられる。ある方法では、Ｒコネ クタが一方の端でワイヤと接続されている。ブロックの開口はモノリシック・チ ップ上の電気的接続を受入れて維持する。この方法によりワイヤをチップに容易 に取付けることができる一方で、モニターされるべき導電体（エレクトリカル・ コンダクタ）数の変化の如きパッケイジ設計の変化のために異なるコネクタを設 計することは経済的な面から実行不可能である。

環境検知装ｗ３２０のためのコネクタ・システム３１０の説明的実施例が第４図 の斜視図及び第４図のａ　−ａ線に沿った第５図の断面図に示されている。この 環境検知装置は基層３３０から成り、この上にセンサ３５０．３５５．エレクト ロニクス３４０及び電気接点パッド３７１．３７３．３７５が形成されている。

コネクタ・システム３１０は、更にコネクタ３８０が基層３３０と噛み合うとき パッド３７１．３７３．３７５それぞれとオーム接触（オーミック・コンタクト ）をするように配置されたコネクタ３９１．３９３，３９５を含む雌コネクタ３ ８０から成る。

センサ３５０．３５５は、典型的には、複数の化学的又はイオン感知性表面であ り、その各々は特定の化学品又はイオンとの接触により純粋に電気的ポテンシャ ルを上げる。純粋に例としてあげれば、これらのセンサは出願番号５７２，１９ ２号に一般的に開示されているタイプのものでよい。

導電体３６２．３６７は、これらの電気的ポテンシャルを活性エレクトロニクス ３４０に伝え、例証的に周知の半導体形成技術を用いて形成される。

活性エレクトリカルス３４０は、典型的には増幅器３４２．３４４及びマルチプ レクサ３４６から成るモノリシック集積回路である。増幅器３４２，３４４の各 々は、化学的感知表面３５０゜３５５それぞれからの即時の信号を受け、前記信 号に応じ出力点で増幅され、フィルターにかけられた信号を作り出す、マルチプ レクサ３４６は、増幅器３４２．３４４からのアナログ情報を電導電体３４８上 に時間多重送信（タイム・マルチプレクサ）する。

都合のよいことには、そのような多重送信はチップとなる電気的接点の数を最少 にすることである。

３本の導線３７０，３７２，３７４は、アース、活性エレクトロニクス３４０か らの出力及び及び活性エレクトロニクスへの電圧供給を提供する。これらは、周 知の半導体形成技術を用いて形成される。

電気接点バッド３７１．３７３．３７５は各々導線３７０．３７２．３７４の一 端でそれぞれ供給され、又周知の半導体形成技術を用いて形成される。このパッ ドは、コネクタ３８０が基層と基台するときに物理的耐久性を有するようにポリ シリコン材で形成されることが望ましい、更に、これらのパッドは、コネクタ３ ８０の接触フィンガー３９１．３９３，３９５それぞれと容易に接続するように 充分大きく形成される。

コネクタ３８０は、従来の雌コネクタのどんなものでも良く、望ましくは印刷配 線基板に用いられる標準的な雌コネクタである。

接触フィンガー３９１．３９３，３９５はコネクタ３８０中の開口３８１一方の 側ぞいに位置する。３本のワイヤ線から成る導線３９６は、一端で接触フィンガ ー３９１．３９２．３９５に電気的に接続されている。典型的には、各々のワイ ヤ線は接点パッドの一つとハンダにより接続されている。他の一端では、導線は 電気的設備に接続されている。特に、接触フィンガー３９３と連合しているワイ ヤはモニタリング設備に接続され一方、接触フィンガー３９５．３９１と連合し ているワイヤは電圧供給の陽端子及び陰端子のそれぞれに接続されている。

本発明の詳細な説明すると１周囲感知装置の電気的接点パッド３７１．３７３． ３７５は、コネクタ３８０の接触フィンガー３９１．３９３，３９５と電気的に 接触しているように、環境感知装置はコネクタ３８０の関口に挿入されている。

コネクタのプラグの中のパッドからのワイヤは、測定装置及び電力源に接続され ている。モニターされるべき化学品は、化学的感知エレメント３５０．３５５が 周囲の化学的種（ケミカル・スピーシーズ）と相互に影響しあい、それに答えて 測定装置に信号を発生させるよう、Ｎ３８２により定められている周囲の容器に 挿入される。この信号は電気接点バッド及び接触フィンガーを通して測定するた め電気的測定設備式と送られる。

前述したことにより１本発明の多数の修正態様が明らかとなる。

以下余白 第３図 国際調査報告 Ｉｓ電−−ｉロー１−ｍ＾ＨｋＮＩＩＩＩＩト−・ｐｃτ１０Ｓ８７１００６２ ５

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. １．非活性の基層と、 前記基層の第１の表面の第１の部分上に一体に形成されたモノリシックな半導体 装置と、 前記基層の第１の表面の第１の部分から離れた第２の部分上に一体に形成され、 環境の少なくとも１つの特性を検知する手段と、 前記検知する手段と半導体装置とを連結する手段と、を含む、環境検知ソリッド ステートトランスデューサ装置。
2. ２．非活性の基層がサファイヤであり、半導体装置がシリコン製である請求の範 囲第１項記載のトランスデューサ装置。
3. ３．半導体装置が少なくとも１つのトランジスタを含む、請求の範囲第１項記載 のトランスデューサ装置。
4. ４．検知手段が光学的トランスデユーサである請求の範囲第１項記載のトランス デユーサ装置。
5. ５．検知手段が温度的トランスデユーサである請求の範囲第１項記載のトランス デユーサ装置。
6. ６．検知手段が重力測定型トランスデユーサである請求の範囲第１項記載のトラ ンスデユーサ装置。
7. ７．前記検知手段が露出される環境から半導体装置を封止する手段が設けられて いる請求の範囲第１項記載のトランスデユーサ装置。
8. ８．封止する手段が基層に一体的に形成されている請求の範囲第７項記載のトラ ンスデユーサ装置。
9. ９．基層が壁を貫通して突出しており、該壁の一方側に検知手段が配置され、他 方側に半導体装置が配置されている請求の範囲第１項記載のトランスデユーサ装 置。
10. １０．非活性の基層の第１の表面の第１の部分上に半導体層を該第１の表面上に エピタキシャルに成長せしめることにより半導体装置を形成し、該装置を半導体 層内において写真石版的に限定し、写真石版手段により基層の前記表面の第１の 部分から離れた第２の部分上に環境の少なくとも１つの特性を検知する手段を形 成し、 該検知する手段と半導体装置とを連結し、該検知する手段が露出する環境から半 導体装置を封止する、各工程から成る環境検知ソリッドステートトランスデユー サ装置を製造する方法。
11. １１．非活性の基層がサファイヤであり、半導体装置がシリコン製である請求の 範囲第１０項記載のトランスデユーサ装置を製造する方法。
12. １２．半導体装置を封止する工程が基層と一体的に半導体装置を囲む封止を形成 する請求の範囲第１０項記載のトランスデユーサ装置を製造する方法。
13. １３．環境の少なくとも１つの特性を検知する手段を有する環境検知手段と、 前記装置の第１の表面の第１の部分上に一体的に形成された電気接点パッドと、 前記装置と一体の電子回路と、 前記検知手段と電子回路とを連結し電子回路と電気接点パッドとを連結する手段 と、 電気接点パッドを電気的装置に連結する手段と、を含む環境検知装置のためのコ ネクタ装置。
14. １４．前記電子回路がマルチプレクサを含む請求の範囲第１３項記載のコネクタ 装置。
15. １５．前記コネクタ装面が、一端に開口を有する雌コネクタプラグと、前記開口 の内方表面に形成された電気接点パッドとを含み、前記開口が前記環境検知装置 の電気接点パッドを収容し、該電気接点パッドを前記開口表面上の電気接点パッ ドに対して確実に保持する請求の範囲第１３項記載のコネクタ装置。