検出素子およびそれを用いた検出装置
【課題】高感度化が可能な検出素子を提供する。
【解決手段】検出素子１０は、基体１，４と、絶縁部材２，３と、支持体５と、電極６，７とを備える。絶縁部材２は、基体１の一主面に形成され、凹部を有する。絶縁部材３は、絶縁部材３および基体４に接して形成される。基体４は、支持体５の一主面に形成される。電極６は、基体１の絶縁部材２が形成された面と反対面に形成される。電極７は、基体４に接続されるように支持体５の表面５Ａ、側面５Ｂおよび裏面５Ｃに形成される。その結果、検出素子１０は、絶縁部材２，３によって囲まれた間隙部８を備える。また、基体１は、絶縁部材２，３および支持体５（石英）を介して基体４と結合される。そして、電圧が電極６，７間に印加されたときに基体１，４間に流れる電流が測定され、間隙部８に入った検出対象物が検出または分析される。
【解決手段】検出素子１０は、基体１，４と、絶縁部材２，３と、支持体５と、電極６，７とを備える。絶縁部材２は、基体１の一主面に形成され、凹部を有する。絶縁部材３は、絶縁部材３および基体４に接して形成される。基体４は、支持体５の一主面に形成される。電極６は、基体１の絶縁部材２が形成された面と反対面に形成される。電極７は、基体４に接続されるように支持体５の表面５Ａ、側面５Ｂおよび裏面５Ｃに形成される。その結果、検出素子１０は、絶縁部材２，３によって囲まれた間隙部８を備える。また、基体１は、絶縁部材２，３および支持体５（石英）を介して基体４と結合される。そして、電圧が電極６，７間に印加されたときに基体１，４間に流れる電流が測定され、間隙部８に入った検出対象物が検出または分析される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、検出素子およびそれを用いた検出装置に関し、特に、粒子を検出する検出素子およびそれを用いた検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、液体中に浮懸する粒子を計算する計算装置が検出装置として血球分析装置に使用されている。この計算装置は、粒子が通過する孔と、粒子が孔を通過するときに流れる電流が変化する２個の電極とを備える（特許文献１〜４）。
【０００３】
また、２個の半導体（Ｓｉ）基板の間の距離が絶縁体（ＳｉＯ２）の厚さにより規定された構造の検出装置が知られている。この検出装置は、２個の半導体基板の間の距離が絶縁体の厚さにより高い精度で規定されるため、半導体基板間の距離が検出対象物の大きさよりも大きく、かつ、検出対象物の大きさに近くなるように２個の半導体基板を高い精度で配置でき、容易に高感度化できる（特許文献５）。
【特許文献１】米国特許第２６５６５０８号公報
【特許文献２】特公昭３０−５６９９号公報
【特許文献３】米国特許第３５０２９７４号公報
【特許文献４】特公昭４２−２２００号公報
【特許文献５】特開２００３−３１５２９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
検出対象物を高感度で検出するためには、２個の半導体基板間の距離をできる限り小さくする必要がある。しかし、従来の検出装置においては、２個の半導体基板間の距離を小さくすると、２個の半導体基板間の絶縁性が低下し、検出対象物を検出する感度が低下するという問題がある。
【０００５】
そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、高感度化が可能な検出素子を提供することである。
【０００６】
また、この発明の別の目的は、高感度化が可能な検出素子を用いた検出装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明によれば、検出素子は、第１の基体と、第２の基体と、絶縁部材と、間隙部と、電流抑制部材とを備える。第２の基体は、第１の基体に対向して設けられる。絶縁部材は、第１の基体と第２の基体との距離を厚さにより規定する。間隙部は、第１の基体と第２の基体との間に設けられる。電流抑制部材は、第１の基体と第２の基体との間の漏れ電流を抑制する。そして、第２の基体は、電流抑制部材が第１の基体の間隙部側と反対側の一主面にのみ接して形成されている場合、間隙部側の表面に絶縁膜を含む。
【０００８】
好ましくは、電流抑制部材は、第２の基体に対向して設けられ、絶縁部材に接する電気絶縁性の支持体からなる。第１の基体は、絶縁部材と隙間を隔てて支持体の間隙部側の一主面に配置される。第１および第２の基体の各々は、金属、金属合金、金属半導体化合物、半金属、半導体、透明導電体および導電性有機物のいずれかからなる。
【０００９】
好ましくは、第２の基体は、半導体からなり、絶縁部材は、第２の基体の材料を含む絶縁物からなる。
【００１０】
好ましくは、第２の基体は、シリコン材料からなり、絶縁部材は、第２の基体の熱酸化物、第２の基体の熱窒化物、第２の基体の熱炭化物、およびこれらの化合物のいずれかからなる。
【００１１】
好ましくは、第２の基体は、シリコン材料からなる。絶縁部材は、第１および第２の絶縁部材からなる。第１の絶縁部材は、第２の基体の熱酸化物、第２の基体の熱窒化物、第２の基体の熱炭化物、およびこれらの化合物のいずれかからなる。第２の絶縁部材は、第１の絶縁部材と異なる絶縁材料からなる。
【００１２】
好ましくは、支持体は、石英からなり、第１の絶縁部材は、熱酸化物からなり、第２の絶縁部材は、熱酸化物と異なるシリコン酸化膜からなる。
【００１３】
好ましくは、第１の基体は、金属からなり、第２の基体は、半導体からなる。
【００１４】
好ましくは、第１の基体は、ｐ型の半導体からなり、第２の基体は、ｎ型の半導体からなる。
【００１５】
好ましくは、電流抑制部材は、第１および第２の基体の少なくとも一方の基体の間隙部側の表面に設けられた量子ドットからなる。第１および第２の基体の各々は、金属、金属合金、金属半導体化合物、半金属、半導体、透明導電体および導電性有機物のいずれかからなる。
【００１６】
好ましくは、量子ドットは、半導体、シリサイドおよび金属のいずれかからなる。
【００１７】
好ましくは、第１の基体は、ｐ型の半導体からなり、第２の基体は、ｎ型の半導体からなる。
【００１８】
好ましくは、電流抑制部材は、第１および第２の基体の少なくとも一方の基体の間隙部側の表面に任意の距離を隔てて設けられた複数の絶縁膜からなる。
【００１９】
好ましくは、第１の基体は、ｐ型の半導体からなり、第２の基体は、ｎ型の半導体からなる。
【００２０】
好ましくは、検出素子は、装着検出部をさらに備える。装着検出部は、当該検出素子の装着の履歴を示すマークが付される。
【００２１】
また、この発明によれば、検出装置は、検出素子と、装着部と、光源部と、光検出部と、検出／分析部とを備える。検出素子は、請求項１４に記載の検出素子からなる。装着部は、検出素子が装着される。光源部は、検出素子の間隙部に光を照射する。光検出部は、検出素子の間隙部からの光を検出する。検出／分析部は、光検出部における検出結果に基づいて検出対象物を検出または分析する。そして、検出素子の装着検出部は、検出素子が装着部に装着されることによりマークが付される。
【００２２】
さらに、この発明によれば、検出装置は、検出素子と、装着部と、電源と、測定部と、検出／分析部とを備える。検出素子は、請求項１４に記載の検出素子からなる。装着部は、検出素子が装着される。電源は、検出素子の第１および第２の基体間に電圧を印加する。測定部は、第１および第２の基体間に流れる電流を測定する。検出／分析部は、測定部によって測定された電流に基づいて検出対象物を検出または分析する。そして、検出素子の装着検出部は、検出素子が装着部に装着されることによりマークが付される。
【００２３】
さらに、この発明によれば、検出装置は、検出素子と、光源部と、光検出部と、検出／分析部とを備える。検出素子は、請求項１に記載の検出素子からなる。光源部は、検出素子の間隙部に光を照射する。光検出部は、検出素子の間隙部からの光を検出する。検出／分析部は、光検出部における検出結果に基づいて検出対象物を検出または分析する。
【００２４】
好ましくは、光源部は、波長が異なる複数の光を間隙部に照射する。
【００２５】
好ましくは、光検出部は、検出素子の間隙部に存在する対象物から発せられる蛍光を検出する。
【００２６】
さらに、この発明によれば、検出装置は、検出素子と、電源と、測定部と、検出／分析部とを備える。検出素子は、請求項１に記載の検出素子からなる。電源は、検出素子の第１および第２の基体間に電圧を印加する。測定部は、第１および第２の基体間に流れる電流を測定する。検出／分析部は、測定部によって測定された電流に基づいて検出対象物を検出または分析する。
【発明の効果】
【００２７】
この発明においては、第１および第２の基体間に流れる漏れ電流は、電流抑制部材によって抑制される。その結果、第１および第２の基体間に流れる電流が微小になり、その微小な電流に基づいて、検出対象物が検出または分析される。
【００２８】
したがって、この発明によれば、検出対象物を高感度で検出または分析できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００３０】
［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１による検出素子の構成を示す斜視図である。図１を参照して、検出素子１０は、基体１，４と、絶縁部材２，３と、支持体５と、電極６，７とを備える。
【００３１】
基体１は、たとえば、ｎ型シリコン（ｎ−Ｓｉ）からなる。絶縁部材２は、たとえば、ｎ−Ｓｉの熱酸化物（熱ＳｉＯ２）からなり、基体１の一主面に形成される。そして、絶縁部材２は、基体１の幅方向ＤＲ１の略中央部に凹部を有する。
【００３２】
絶縁部材３は、たとえば、ＳＯＧ（Ｓｐｉｎ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）による酸化膜（ＳｉＯ２）からなり、絶縁部材２と支持体５との間に絶縁部材２および支持体５に接して形成される。基体４は、たとえば、Ａｌからなり、絶縁部材３および支持体５に接するように支持体５の絶縁部材３側の表面５Ａに形成される。この場合、基体４は、幅方向ＤＲ１において絶縁部材２の凹部の略中央に配置される。支持体５は、たとえば、石英からなる。
【００３３】
電極６は、たとえば、アルミニウム（Ａｌ）からなり、基体１の絶縁部材２が形成された面と反対側の一主面に形成される。電極７は、たとえば、Ａｌからなり、略コの字形状の断面形状を有する。そして、電極７は、支持体５の一部を挟み込むように支持体５の表面５Ａ、側面５Ｂおよび裏面５Ｃに形成され、その一方端が基体４に接続される。
【００３４】
上述したように、絶縁部材２が凹部を有し、絶縁部材３が絶縁部材２に接して形成される結果、検出素子１０は、絶縁部材２，３によって囲まれる間隙部８を備える。
【００３５】
基体１は、５５０μｍの厚みを有し、絶縁部材２のうち、絶縁部材３に接する部分は、６００ｎｍの厚みを有し、絶縁部材２のうち、間隙部８に接する部分は、２ｎｍの厚みを有する。
【００３６】
また、絶縁部材３は、２ｎｍの厚みを有し、基体４は、５０ｎｍの厚みを有し、支持体５は、５００μｍの厚みを有する。
【００３７】
更に、電極６，７の各々は、１００ｎｍの厚みを有する。
【００３８】
このように、絶縁部材２のうち、間隙部８に接する部分、および絶縁部材３は、電子がトンネル可能な厚みを有する。
【００３９】
図２は、図１に示す検出素子１０の寸法を説明するための図である。図２を参照して、検出素子１０は、２０ｍｍの長さＬ、２０ｍｍの幅Ｗおよび１．０５ｍｍの高さＨを有する。また、絶縁部材２と基体４との間隔ｄは、１ｍｍである。
【００４０】
図３は、図２に示すＡ方向から見た検出素子１０の平面図である。図３を参照して、間隙部８は、幅ｗおよび高さｈを有する。そして、幅ｗは、７ｍｍに設定され、高さｈは、５９８ｎｍに設定される。
【００４１】
図４および図５は、それぞれ、図１に示す検出素子１０の製造方法を示す第１および第２の工程図である。図４を参照して、検出素子１０の製造が開始されると、（１００）面を有するｎ−Ｓｉ基板の表面が洗浄され、基体１が準備される（図４の工程（ａ）参照）。
【００４２】
その後、基体１の表面がウェット酸化により酸化され、基体１の一主面上に熱酸化膜（熱ＳｉＯ２）２１が形成される（図４の工程（ｂ）参照）。この場合、ウェット酸化の条件は、水分を含有する酸素ガス中の基体１の熱酸化温度が１０００℃であり、熱酸化時間が３００分である。そして、熱酸化膜２１の表面にレジストを塗布し、フォトリソグラフィを用いてレジストをパターンニングし、マスク用のレジスト２２を熱酸化膜２１の表面に形成する（図４の工程（ｃ）参照）。
【００４３】
そうすると、レジスト２２をマスクとして熱酸化膜２１をエッチングし、その後、レジスト２２を除去する。これによって、絶縁部材２が基体１の一主面上に形成される（図４の工程（ｄ）参照）。
【００４４】
そして、Ａｌからなる電極６が蒸着によって基体１の裏面（絶縁部材２が形成された面と反対面）に形成される（図４の工程（ｅ）参照）。
【００４５】
引き続いて、図５を参照して、石英からなる支持体５の表面にＡｌを蒸着し、その蒸着したＡｌをパターンニングして基体４と、電極７の一部とを支持体５の一主面に形成する（図５の工程（ｆ）参照）。
【００４６】
その後、ＳＯＧ（Ｓｐｉｎ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）を用いて基体４と電極７の一部とを覆うように支持体５の一主面上にＳｉＯ２からなる絶縁部材３を形成する（図５の工程（ｇ）参照）。必要があれば、絶縁部材３の形成後、絶縁部材３をエッチングし、絶縁部材３の厚みを所望の厚みに設定する。
【００４７】
そうすると、絶縁部材３が図４に示す工程（ｅ）で作製された絶縁部材２に接するように、支持体５を基体１上に配置し、窒素雰囲気中で室温、１００℃、２００℃および４００℃のいずれかの温度で３０分間、熱処理して絶縁部材３を絶縁部材２に接着させる（図５の工程（ｈ）参照）。これによって、間隙部８が形成されるとともに、基体１，４間の距離が絶縁部材２の厚みによって決定される。
【００４８】
なお、絶縁部材２は、シリコンの熱酸化膜からなり、絶縁部材３は、ＳＯＧを用いて形成した酸化膜からなるので、窒素雰囲気中における熱処理によって絶縁部材３は、絶縁部材２と容易に接着する。
【００４９】
その後、電極７の残りの部分を蒸着によって支持体５に形成し、検出素子１０が完成する（図５の工程（ｉ）参照）。
【００５０】
図６は、図１に示す検出素子１０を用いた検出装置の概略図である。図６を参照して、検出装置１００は、検出素子１０と、電気配線２０と、直流電源３０と、交流電源４０と、測定部５０と、検出／分析部６０とを備える。
【００５１】
電気配線２０は、検出素子１０の電極６と電極７との間に接続される。直流電源３０は、電気配線２０中に接続される。交流電源４０は、電気配線２０中に接続される。測定部５０は、電気配線２０中に接続される。
【００５２】
直流電源３０は、電気配線２０を介して検出素子１０の電極６，７間に直流電圧を印加する。交流電源４０は、電気配線２０を介して検出素子１０の電極６，７間に交流電圧を印加する。ここで、交流電圧は、低周波数（たとえば、１０μＨｚ）から高周波数（たとえば、１００ＭＨｚ）の正弦波電圧、ランプ電圧、三角波電圧およびパルス電圧等のひずみ波電圧からなる。
【００５３】
測定部５０は、直流電圧または交流電圧が検出素子１０の電極６，７間に印加されたときの直流電流または交流電流を測定し、その測定した直流電流または交流電流を検出／分析部６０へ出力する。
【００５４】
検出／分析部６０は、測定部５０から受けた直流電流または交流電流に基づいて、後述する方法によって、検出対象物を検出し、または検出対象物を分析（特定）する。
【００５５】
図７は、図１に示す検出素子１０を用いた検出対象物の検出方法を説明するための図である。検出装置１００は、圧力が大気圧よりも低い減圧下で気体分子または原子を検出し、大気圧下で気体分子または原子を検出し、さらに、液体中の液体分子を検出する。
【００５６】
この場合、検出装置１００の検出素子１０は、真空中（大気圧よりも低い圧力を有する気体中）、気体媒質中および液体媒質中に配置される。
【００５７】
図７を参照して、検出装置１００は、真空中、気体媒質中および液体媒質中で気体分子、気体原子および液体分子を検出する場合、気体分子、気体原子および液体分子等の検出対象物が間隙部８に存在しないときに検出素子１０の電極６，７間に流れる電流Ｉ０を測定しておき（図７の（ａ）参照）、その後、気体原子および液体分子等の検出対象物９が間隙部８に存在するときに検出素子１０の電極６，７間に流れる電流Ｉｍを測定する（図７の（ｂ）参照）。そして、検出装置１００は、電流Ｉ０と電流Ｉｍとの変化分を検出して気体分子、気体原子および液体分子を検出する。
【００５８】
真空中で検出対象物９を検出する場合、媒質は、電気的に絶縁性であり、気体中および液体中で検出対象物９を検出する場合、媒質は、電気的に絶縁性または電気的に伝導性である。
【００５９】
したがって、検出装置１００は、検出対象物９の周囲の媒質が電気的に絶縁性である場合、電気伝導性の検出対象物９を検出でき、検出対象物９の周囲の媒質が電気伝導性である場合、電気的に絶縁性の検出対象物９を検出できる。
【００６０】
媒質が電気的に絶縁性である場合、直流電圧が電極６，７間に印加されても、直流電流が間隙部８を介して基体１，４間に流れず、電気伝導性の検出対象物９が間隙部８に入ると、直流電流は、電極７から基体４へ流れ、基体４と検出対象物９との間をトンネルして検出対象物９へ流れ、さらに、検出対象物９と基体１との間をトンネルして基体１に流れ、基体１から電極６へ流れる。したがって、絶縁部材２の凹部と絶縁部材３との間隔は、検出対象物９の大きさ以上であり、かつ、検出対象物９の大きさに近い値に設定される。
【００６１】
また、媒質が電気伝導性である場合、直流電圧が電極６，７間に印加されると、直流電流は、電極７から基体４へ流れ、基体４と媒質との間をトンネルして媒質へ流れ、さらに、媒質と基体１との間をトンネルして基体１に流れ、基体１から電極６へ流れる。そして、電気的に絶縁性の検出対象物９が間隙部８に入ると、直流電圧が電極６，７間に印加されても、直流電流は、間隙部８の検出対象物９を介して基体１，４間に流れない。
【００６２】
したがって、検出装置１００は、検出対象部９が間隙部８に存在しないときの電流Ｉ０と、検出対象部９が間隙部８に存在するときの電流Ｉｍとを測定することによって検出対象部９を検出できる。
【００６３】
すなわち、検出対象物９の周囲の媒質が電気的に絶縁性である場合、検出装置１００は、検出素子１０の電極６，７間に直流電圧を印加しながら検出素子１０に流れる電流を測定する。この場合、検出装置１００は、媒質だけが間隙部８に存在するとき、電流Ｉ０（直流電流）を検出し（図７の（ｃ）参照）、電気伝導性の検出対象物９が間隙部８に入ったとき、電流Ｉｍ（直流電流）を検出する（図７の（ｄ）参照）。
【００６４】
従って、検出装置１００は、図７の（ｄ）に示す電流Ｉｍを検出することによって電気伝導性の検出対象物９を検出したことを検知する。
【００６５】
一方、検出対象物９の周囲の媒質が電気伝導性である場合、検出装置１００は、検出素子１０の電極６，７間に直流電圧を印加しながら検出素子１０に流れる電流を測定する。この場合、検出装置１００は、媒質だけが間隙部８に存在するとき、電流Ｉ０（直流電流）を検出し（図７の（ｅ）参照）、電気的に絶縁性の検出対象物９が間隙部８に入ったとき、電流Ｉｍ（直流電流）を検出する（図７の（ｆ）参照）。
【００６６】
従って、検出装置１００は、図７の（ｆ）に示す電流Ｉｍを検出することによって電気絶縁性の検出対象物９を検出したことを検知する。
【００６７】
このように、検出装置１００は、検出素子１０の間隙部８に検出対象物９が存在しないときの電流Ｉ０と間隙部８に検出対象物９が存在するときの電流Ｉｍとの変化分を検知して検出対象物９を検出する。
【００６８】
検出装置１００は、検出素子１０を用いて検出対象物９を特定（すなわち、分析）できる。より具体的には、検出装置１００は、種類が解っている検出対象物９が間隙部８に入ったときの電流Ｉｍ０を予め測定し、検出対象物９の名称と電流Ｉｍ０との対応表を作成して記憶しておき、実際の検出時に検出素子１０に流れる電流Ｉｍ１を測定し、その測定した電流Ｉｍ１に一致する電流Ｉｍ０に対応する検出対象物９の名称を対応表を参照して抽出することによって検出対象物９を特定（分析）する。
【００６９】
なお、交流電圧が電極６，７に印加される場合も、同様にして、検出対象物９が検出または分析される。また、基体１がシリコンからなり、基体４が金属（Ａｌ）からなるので、基体４−間隙部８−基体１の構造は、ＭＯＳ（Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）構造となる。したがって、ＭＯＳダイオードと同様な電流−電圧特性、コンダクタンス−電圧特性およびキャパシタンス−電圧特性のいずれかを測定することによって、検出装置１００は、検出対象物９を検出または分析できる。
【００７０】
図８は、図１に示す検出素子１０におけるキャパシタンスと印加電圧との関係を示す図である。図８において、縦軸は、キャパシタンスを表し、横軸は、印加電圧を表す。また、黒丸は、超純水を間隙部８に滴下したときのキャパシタンスと印加電圧との関係（Ｃ−Ｖ特性）を示し、白丸は、ｐＨ＝３．７の酢酸溶液を間隙部８に滴下したときのキャパシタンスと印加電圧との関係を示す。
【００７１】
なお、Ｃ−Ｖ特性を測定する場合、検出素子１０の絶縁部材２のうち、間隙部８に接する部分は、２０ｎｍの厚みを有し、絶縁部材３は、３００ｎｍの厚みを有する。このように、Ｃ−Ｖ特性を測定する場合、絶縁部材２のうち、間隙部８に接する部分、および絶縁部材３は、電子がトンネル不可能な厚みを有する。
【００７２】
図８を参照して、Ｃ−Ｖ特性は、イオンの動きによるヒステリシスを有する。そして、ｐＨ＝３．７の酢酸溶液を間隙部８に滴下することによって、Ｃ−Ｖ特性は、負電圧側へシフトする。これは、間隙部８に面した絶縁部材２，３を構成するＳｉＯ２の表面におけるＳｉと水素との化合物群の負電荷が減少したためである。したがって、超純水だけを間隙部８に滴下してＣ−Ｖ特性を測定し、その後、酢酸溶液を間隙部８に滴下してＣ−Ｖ特性を測定することによって、酢酸を検出または分析できる。
【００７３】
なお、ヒステリシスは、コンダクタンス−電圧特性（Ｇ−Ｖ特性）においても観測された。また、超純水にＤＮＡ（Ｄｅｏｘｙｒｉｂｏ Ｎｕｃｌｅｉｃ Ａｃｉｄ）を溶解した溶液を間隙部８に滴下した場合においても、ヒステリシスを有するＣ−Ｖ特性が観測されるとともに、ＤＮＡ溶液を間隙部８に滴下することによって、Ｃ−Ｖ特性は、負電圧側へシフトする。したがって、超純水だけを間隙部８に滴下してＣ−Ｖ特性を測定し、その後、ＤＮＡ溶液を間隙部８に滴下してＣ−Ｖ特性を測定することによって、ＤＮＡ溶液を検出または分析できる。
【００７４】
上述したように、検出装置１００は、検出素子１０の基体１，４間に流れる電流の変化を測定して検出対象物９を検出または分析する。そして、検出素子１０において、２つの基体１，４は、２つの絶縁部材２，３および支持体５（石英からなる）を介して結合されている。したがって、２つの絶縁部材２，３および支持体５を介して基体１，４間に漏れ電流が流れるのを抑制できる。すなわち、絶縁部材２は、シリコンの熱酸化膜からなり、絶縁部材３は、ＳＯＧを用いた酸化膜からなるので、シリコンの熱酸化膜を膜厚方向に貫くピンホールが熱酸化膜中に発生し、ＳＯＧを用いた酸化膜中にもピンホールが発生しても、２つの絶縁部材２，３中のピンホールが接することは想定し難い。また、基体４は、幅方向ＤＲ１において絶縁部材２と間隔ｄを有するので、絶縁部材２，３および支持体５を介して基体１，４間に漏れ電流が流れるには、漏れ電流が絶縁部材３および支持体５（＝石英）を面内方向に流れる必要がある。したがって、２つの絶縁部材２，３および支持体５を介して基体１，４間に漏れ電流が流れるのを抑制できる。
【００７５】
このように、２つの基体１，４を種類の異なる２つの酸化物で結合することによって漏れ電流が基体１，４間に流れるのを抑制できる。その結果、検出対象物９を高感度に検出できる。また、検出素子１０の信頼性を向上できる。
【００７６】
また、検出素子１０の絶縁部材２は、基体１の材料であるシリコンを熱酸化して形成された熱酸化物からなるので、パーティクルが基体１と絶縁部材２との間に入るのを防止できる。
【００７７】
さらに、検出装置１００は、検出素子１０に流れる電流を測定して検出対象物９を検出または分析するので、通常のバイオセンサが備えている分子識別素子部を必要としない。したがって、検出装置１００を小型にできるとともに、検出装置１００を簡単に製造できる。
【００７８】
間隙部８の幅ｗ、高さｈおよび長さは、検出対象物９の大きさよりも大きく形成されているが、検出対象物９の大きさと同等に形成されている場合、高感度で検出対象物９を１個ずつ検出できる。
【００７９】
また、 間隙部８の長さが間隙部８の幅ｗおよび高さｈよりも長い場合、１個または複数の検出対象物９を高感度で検出できる。そして、検出された検出対象物の個数および間隙部８の大きさによって検出対象物９の濃度を求めることができる。
【００８０】
さらに、間隙部８の幅ｗが間隙部８の高さｈおよび長さよりも大きい場合、１個または複数の検出対象物９を高感度で検出できる。
【００８１】
さらに、間隙部８の幅ｗおよび長さが間隙部８の高さｈよりも大きい場合、１個または複数の検出対象物９を高感度で検出できる。
【００８２】
さらに、基体１，４の少なくとも一方の間隙部８側の表面積が基体１，４間の最短距離の二乗と同等以上である場合、１個または複数の検出対象物９を同時に検出できる。この場合、感度を高くするためには、基体１，４間の距離を検出対象物９よりも大きく、かつ、検出対象物９の大きさに近くすることが望ましい。
【００８３】
間隙部８の高さｈが１０ｎｍ程度よりも小さく形成されている場合、検出素子１０を容器内に設置し、容器内を超高真空度に真空排気したとき、基体１，４間に電圧を印加することによって、電子のトンネル効果によるトンネル電流が基体１，４間に流れる。検出対象物９が間隙部８に導入されたとき、トンネル抵抗が小さくなり、所定の電圧が基体１，４間に印加されると、検出対象物９が間隙部８に導入されていないときよりもトンネル電流が大きくなるので、検出対象物９を検出できる。
【００８４】
また、媒質のみが間隙部８に導入されたときも、トンネル電流が大きくなる。媒質中の検出対象物９を検出する際、媒質のみが間隙部８に存在するときと、検出対象物９が間隙部８に導入されたときとでトンネル電流の変化を測定することによって、間隙部８における検出対象物９の存在または通過を検出できる。この場合、媒質のトンネル電流は、検出対象物９のトンネル電流と大きく異なることが好ましい。
【００８５】
さらに、トンネル抵抗（またはトンネル電流）と電圧との関係を測定し、その測定したトンネル抵抗（またはトンネル電流）−電圧特性を記憶することにより、間隙部８中の検出対象物を分析または同定できる。
【００８６】
また、間隙部８の高さｈが１０μｍ〜１００μｍの範囲に設定されている場合、血球、花粉および粒子等を高感度に検出できる。
【００８７】
さらに、間隙部８の高さｈが１μｍ〜１０μｍの範囲に設定されている場合、大腸菌、バクテリアおよび粒子を高感度に検出できる。
【００８８】
さらに、間隙部８の高さｈが１００ｎｍ〜１μｍの範囲に設定されている場合、インフルエンザウィルスおよび粒子を高感度に検出できる。
【００８９】
さらに、間隙部８の高さｈが１０ｎｍ〜１００ｎｍの範囲に設定されている場合、たんぱく質、酵素および粒子を高感度に検出できる。
【００９０】
さらに、間隙部８の高さｈが１ｎｍ〜１０ｎｍの範囲に設定されている場合、デオキシリボ核酸（ＤＮＡ）、たんぱく質、脂肪酸分子およびフラーレン分子を高感度に検出できる。
【００９１】
さらに、間隙部８の高さｈが０．１ｎｍ〜１ｎｍの範囲に設定されている場合、水素分子、酸素分子、水分子、アルゴン原子、一酸化炭素分子およびビスフェノールＡを高感度に検出できる。この場合、複数の同じ物質の検出対象物９が間隙部８に導入されても、物質が異なると、基体１，４間に流れる電流と電圧との関係が異なるので、検出対象物９の物質を同定できる。しかし、複数の同じ物質の検出対象物９が間隙部８に導入された場合、間隙部８中における複数の検出対象物９の並び方によって、基体１，４間に流れる電流の大きさが変わるので、間隙部８の大きさは、検出対象物９が１個ずつしか導入されない大きさにすることが好ましい。すなわち、検出対象物９を高い信頼性で検出するためには、間隙部８の大きさを検出対象物９の大きさよりも大きいが、検出対象物９と同等に設定することが望ましい。間隙部８を通る最短距離が０．１ｎｍ〜１００μｍであることが好ましく、０．１ｎｍ〜１０μｍであることがより好ましく、０．１ｎｍ〜１μｍであることがより好ましく、０．１ｎｍ〜１００ｎｍであることがより好ましく、０．１ｎｍ〜１０ｎｍであることがより好ましく、０．１ｎｍ〜１ｎｍであることがより好ましい。
【００９２】
さらに、間隙部８の幅ｗおよび高さｈが間隙部８の長さ方向に沿って変化している場合、検出対象物９が孔（＝間隙部８の長さ方向））を通過するときの電流の変化が孔の形状によって変化する。したがって、検出対象物９が異なる形状の孔を通過した時に測定された電流の変化を比較することによって検出対象物９を分析できる。
【００９３】
上述したように、検出装置１００は、真空中で検出対象物９を検出または分析できる。したがって、検出装置１００は、真空度計測装置、真空用粒子計数装置、真空用粒子分析装置、ガス分圧計測装置およびガス分析装置のいずれかとして利用可能である。
【００９４】
また、検出装置１００は、気体媒質中で検出対象物９を検出または分析できる。したがって、検出装置１００は、ガス濃度計、気体用粒子計数装置、気体用粒子分析装置、ガス分圧計、およびガス分析装置として利用可能である。
【００９５】
更に、検出装置１００は、液体媒質中で検出対象物９を検出または分析できる。そして、容器内に液体媒質が流入したときの直流抵抗、コンダクタンスおよびキャパシタンスのいずれかを予め測定しておけば、間隙部８中における検出対象の液体の存在または通過を検出することができる。検出された液体の量によって、検出対象の液体濃度を求めることができる。また、直流抵抗、コンダクタンスおよびキャパシタンスのいずれかと電圧との関係を測定し、その測定した直流抵抗、コンダクタンスおよびキャパシタンスのいずれかと電圧との関係と、液体の名称との対応表を作成しておくことにより、間隙部８中の液体を分析または同定できる。検出装置１００により測定を行なう場合、必要に応じて検出対象の液体を希釈してもよい。
【００９６】
したがって、検出装置１００は、液濃度計、液分析装置として利用可能である。また、検出装置１００は、液体媒質容器内の粒子の検出または分析が可能であり、液体用粒子係数装置または液体用粒子分析装置として利用可能である。たとえば、検出装置１００は、血液、デオキシリボ核酸（ＤＮＡ）およびたんぱく質を計測分析するバイオセンサとして、または水中の環境汚染物質を計測分析するセンサとして利用可能である。
【００９７】
液体媒質または検出対象液体が間隙部８に流入するためには、間隙部８の大きさを大きくすることが好ましい。
【００９８】
一方、感度を高くするためには、間隙部８の高さｈを検出対象物の大きさと同等に近い大きさまで小さくすることが好ましい。したがって、間隙部８の高さは、液体媒質または検出対象液体が間隙部８に流入できる高さの範囲で高さｈが小さくなるように設定されることが好ましい。また、検出対象液体の凝固を防止するために、または物質表面や絶縁体表面に検出対象物が付着するのを抑制するために、必要に応じて間隙部８に面する物質表面または絶縁体表面を適当な無機物または有機物の不活性物質で被覆することが好ましい。このような無機物の不活性物質としては、アルミナおよびサファイアがあり、有機物の不活性物質としては、２−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン重合体、ポリジメチルシロキサンおよびポリエチレングリコールがある。さらに、直流電圧または交流電圧を基体１，４間に印加し、電気泳動法によって検出対象物を間隙部８に導入するようにしてもよい。さらに、液体媒質または検出対象液体が間隙部８に流入し易くするために、必要に応じて、間隙部８に面する物質表面または絶縁体表面を適当な親水性の無機物または有機物で被覆するようにしてもよい。このような無機物としては、シリコン酸化物および石英があり、有機物としては、ポリビニルアルコール、または酸素プラズマ処理によって形成されたポリジメチルシロキサンがある。
【００９９】
なお、基体１，４の各々は、一般的には、Ａｌ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｓｎ、Ｔａ、Ｗ、Ｉｒ、ＰｔおよびＡｕ等の金属またはこれらの合金、またはチタンシリサイド、ニッケルシリサイド、モリブデンシリサイド、タンタルシリサイド、およびタングステンシリサイド等の金属半導体化合物、または窒化チタン、窒化ジルコニウム、および窒化ハフニウム等の金属窒化物、またはグラファイト、アンチモンおよびビスマス等の半金属、または単結晶シリコン、多結晶シリコン、非晶質シリコン、ゲルマニウム、ガリウムヒ素、ガリウムアルミニウムヒ素、インジウムリン、およびインジウムアンチモン等の半導体、または酸化インジウム、酸化スズおよび酸化亜鉛等の透明導電物、またはポリアセチレンおよびテトラチアフルバレン−テトラシアノキノジメタン等の導電性有機物からなっていればよい。
【０１００】
また、絶縁部材２，３の各々は、一般的には、シリコン酸化物等の半導体酸化物、またはシリコン窒化物等の半導体窒化物、またはシリコンカーバイト等の半導体炭化物、アルミナ、サファイア、酸化チタン、酸化クロム、酸化ジルコニウム、および酸化タンタル等の金属酸化物、または窒化アルミニウム等の金属窒化物、または石英、ホウ珪酸等のガラス、雲母、フォトレジスト、ポリイミド、ポリテトラフロロエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルエーテルケトンおよびポリジメチルシロキサン等の電気絶縁性有機物からなっていればよい。すなわち、絶縁部材２，３の各々は、基体１の材料を含む絶縁物、アルミナ、サファイア、酸化チタン、酸化クロム、酸化ジルコニウム、および酸化タンタル等の金属酸化物、または窒化アルミニウム等の金属窒化物、または石英、ホウ珪酸等のガラス、雲母、フォトレジスト、ポリイミド、ポリテトラフロロエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルエーテルケトンおよびポリジメチルシロキサン等の電気絶縁性有機物からなっていればよい。
【０１０１】
検出素子１０において、好ましくは、基体４は、ｐ型の半導体からなり、基体１は、ｎ型の半導体からなる。また、検出素子１０において、好ましくは、基体４は、ｎ型の半導体からなり、基体１は、ｐ型の半導体からなる。つまり、検出素子１０において、好ましくは、基体１，４は、ｐ−ｎ接合を形成する半導体材料からなる。その結果、電気伝導性の検出対象物９が間隙部８に導入されると、検出対象物９中の電子がｐ−ｎ接合における電界によってｐ型半導体からｎ型半導体の方向へ移動し、検出対象物９中の正孔がｐ−ｎ接合における電界によってｎ型半導体からｐ型半導体の方向へ移動する。したがって、外部から直流電圧または交流電圧を検出素子１０に印加しなくても、検出対象物９が間隙部８に導入されたときの電流Ｉｍと検出対象物９が間隙部８に導入されないときの電流Ｉ０とに変化が生じ、検出対象物９を検出または分析できる。
【０１０２】
図９は、実施の形態１による他の検出素子の構成を示す斜視図である。実施の形態１による検出素子は、図９に示す検出素子１０Ａであってもよい。図９を参照して、検出素子１０Ａは、図１に示す検出素子１０の絶縁部材２を絶縁部材２５，２６および絶縁膜２７に代えたものであり、その他は、検出素子１０と同じである。
【０１０３】
絶縁部材２５，２６は、シリコンの熱酸化物からなり、基体１および絶縁部材３の両方に接して基体１と絶縁部材３との間に形成される。この場合、絶縁部材２５は、絶縁部材２６との距離が間隙部８の幅ｗになるように絶縁部材２６から離されて形成される。絶縁膜２７は、シリコンの熱酸化膜からなり、絶縁部材２５，２６間において基体１の間隙部８側の表面の全面に形成される。したがって、絶縁膜２７は、検出素子１０Ａの幅方向ＤＲ１の両端において絶縁部材２５，２６に接する。
【０１０４】
その結果、検出素子１０Ａにおいては、間隙部８は、絶縁部材３，２５，２６および絶縁膜２７によって形成される。
【０１０５】
絶縁部材２５，２６は、６００ｎｍの厚みを有し、絶縁膜２７は、２ｎｍの膜厚を有する。
【０１０６】
図１０は、図９に示す検出素子１０Ａの製造方法を説明するための一部の工程図である。検出素子１０Ａは、図４および図５に示す工程（ａ）〜（ｉ）の工程（ｄ）を図１０に示す工程（ｄ１），（ｄ２）に代えた工程（ａ）〜（ｃ），（ｄ１），（ｄ２），（ｅ）〜（ｉ）に従って製造される。
【０１０７】
上述した工程（ｃ）において、基体１の表面まで熱酸化膜２１をエッチングする（図１０の工程（ｄ１）参照）。そして、基体１の表面をドライ酸化して絶縁膜２７を基体１の表面に形成する（図１０の工程（ｄ２）参照）。この場合、ドライ酸化の条件は、酸素ガス中の基体１の熱酸化温度が９００℃であり、熱酸化時間が１分である。その後、上述した工程（ｅ）〜（ｉ）が順次実行され、検出素子１０Ａが製造される。
【０１０８】
検出素子１０Ａにおいても、基体１，４は、絶縁部材３，２５（または２６）および支持体５（＝石英）を介して結合されるので、基体１，４間における漏れ電流を抑制できる。その結果、検出対象物９を高感度に検出できる。
【０１０９】
なお、絶縁部材２５，２６および絶縁膜２７の各々は、一般的には、シリコン酸化物等の半導体酸化物、またはシリコン窒化物等の半導体窒化物、またはシリコンカーバイト等の半導体炭化物、アルミナ、サファイア、酸化チタン、酸化クロム、酸化ジルコニウム、および酸化タンタル等の金属酸化物、または窒化アルミニウム等の金属窒化物、または石英、ホウ珪酸等のガラス、雲母、フォトレジスト、ポリイミド、ポリテトラフロロエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルエーテルケトンおよびポリジメチルシロキサン等の電気絶縁性有機物からなっていればよい。すなわち、絶縁部材２５，２６および絶縁膜２７の各々は、基体１の材料であるシリコンを含む絶縁膜、アルミナ、サファイア、酸化チタン、酸化クロム、酸化ジルコニウム、および酸化タンタル等の金属酸化物、または窒化アルミニウム等の金属窒化物、または石英、ホウ珪酸等のガラス、雲母、フォトレジスト、ポリイミド、ポリテトラフロロエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルエーテルケトンおよびポリジメチルシロキサン等の電気絶縁性有機物からなっていればよい。
【０１１０】
また、検出素子１０，１０Ａにおいては、基体４は、幅方向ＤＲ１において、複数に分割されていてもよい。
【０１１１】
さらに、検出装置１００は、検出素子１０の代わりに検出素子１０Ａを備えていてもよい。
【０１１２】
上述したように、検出素子１０，１０Ａにおいて、間隙部８は、半導体酸化物、半導体窒化物、半導体炭化物、金属酸化物、金属窒化物、ガラス、および電気絶縁性有機物等の不活性膜または不動態膜からなる絶縁部材２，３（または絶縁部材３，２５，２６および絶縁膜２７）によって囲まれるため、検出対象物９が検出素子１０，１０Ａと反応し難く、検出対象物９の構造が壊れにくくなり、または検出対象物９が検出素子１０，１０Ａに付着し難くなる。その結果、検出素子１０，１０Ａの信頼性を高くできる。
【０１１３】
また、基体１に正の電圧を印加し、基体４に負の電圧を印加した場合、絶縁部材２，３（または絶縁部材３，２５，２６および絶縁膜２７）は、不活性膜であるため、検出対象物９と反応し難く、陰極のみで反応し易い検出対象物９を検出する際、検出素子１０，１０Ａの信頼性を高くできる。
【０１１４】
さらに、基体１に負の電圧を印加し、基体４に正の電圧を印加した場合、陽極のみで反応し易い検出対象物９を検出する際、検出素子１０，１０Ａの信頼性を高くできる。
【０１１５】
さらに、検出素子１０，１０Ａにおいては、絶縁膜（絶縁部材２の薄い部分、絶縁部材３および絶縁膜２７のいずれか）の厚みが、１０ｎｍよりも厚い厚みに形成されている場合、絶縁膜（絶縁部材２の薄い部分、絶縁部材３、および絶縁膜２７のいずれか）を流れる電流が小さいため、媒質および検出対象物９がキャパシタンスを測定するために十分な電気絶縁性を有していない場合、基体１と基体４との間のキャパシタンスを測定することにより検出対象物９を検出することができる。
【０１１６】
さらに、絶縁膜（絶縁部材２のうち、薄い部分、絶縁部材３、および絶縁膜２７のいずれか）の厚みが、０．２ｎｍ〜１０ｎｍに形成されている場合、電子のトンネル効果による電流が絶縁膜（絶縁部材２の薄い部分、絶縁部材３、および絶縁膜２７のいずれか）を流れるので、媒質または検出対象物９を介して基体１，４間に流れる電流を測定することにより、検出対象物９を検出または分析できる。
【０１１７】
さらに、基体１，４間に所定の電圧を印加した場合、基体１、絶縁膜（絶縁部材２の薄い部分または絶縁膜２７）、間隙部８中の電気伝導性の媒質、絶縁膜（絶縁部材３）および基体４の間を電子の共鳴トンネル効果による電流が流れるので、電気絶縁性の検出対象物９を検出できる。
【０１１８】
さらに、基体１，４間に所定の電圧を印加した場合、基体１、絶縁膜（絶縁部材２の薄い部分または絶縁膜２７）、間隙部８中の電気伝導性の検出対象物９、絶縁膜（絶縁部材３）および基体４の間を電子の共鳴トンネル効果による電流が流れるので、電気伝導性の検出対象物９を検出できる。
【０１１９】
絶縁膜（絶縁部材２の薄い部分、絶縁部材３、および絶縁膜２７のいずれか）の厚みが薄い程、絶縁膜（絶縁部材２の薄い部分、絶縁部材３、および絶縁膜２７のいずれか）を流れる電流が大きくなるので、絶縁膜（絶縁部材２の薄い部分、絶縁部材３、および絶縁膜２７のいずれか）の厚みは、０．２ｎｍ〜５ｎｍの範囲が好ましく、０．２ｎｍ〜１ｎｍの範囲がより好ましい。
【０１２０】
図１１は、この発明の実施の形態１による他の検出装置の概略図である。この発明による実施の形態１による検出装置は、図１１に示す検出装置１００Ａであってもよい。図１１を参照して、検出装置１００Ａは、図６に示す検出装置１００の電気配線２０、直流電源３０、交流電源４０、測定部５０および検出／分析部６０を検出／分析部６０Ａ、光源部９０および光検出部１１０に代えたものであり、その他は、検出装置１００と同じである。
【０１２１】
光源部９０は、検出素子１０の絶縁部材２を介して間隙部８に光を照射する。この場合、絶縁部材２は、上述したように絶縁材料からなるので、光源部９０からの光を透過する。
【０１２２】
光検出部１１０は、間隙部８に導入された検出対象物９が発する蛍光を受け、その受けた蛍光を電圧に変換して検出／分析部６０Ａへ出力する。
【０１２３】
検出／分析部６０Ａは、光検出部１１０からの電圧に基づいて、間隙部８における検出対象物９を検出または分析する。より具体的には、検出／分析部６０Ａは、検出対象物９が間隙部８に導入されていないときに光検出部１１０が検出する電圧Ｖ０と、検出対象物９が間隙部８に導入されているときに光検出部１１０が検出する電圧Ｖｍとを比較し、電圧Ｖｍが電圧Ｖ０よりも大きいことを検知して検出対象物９を検出する。
【０１２４】
また、検出／分析部６０Ａは、各検出対象物９の名称と、電圧Ｖｍとの対応表を保持しており、光検出部１１０から受けた電圧Ｖｍに対応する検出対象物９の名称を対応表を参照して抽出し、検出対象物９を分析する。
【０１２５】
なお、検出装置１００Ａにおいては、光源部９０は、複数の波長を有する光を間隙部８に照射するようにしてもよい。この場合、検出対象物９は、複数の波長のうち、自己に固有な波長を有する光に反応して蛍光を発する。したがって、検出対象物９に固有な波長を有する光によって検出対象物を検出できる。
【０１２６】
また、検出装置１００Ａにおいては、基体１，４の少なくとも一方を透明導電物によって構成するようにしてもよい。これによって、光源部９０から出射された光を容易に間隙部８に導入できる。
【０１２７】
さらに、検出装置１００Ａは、検出素子１０に代えて検出素子１０Ａ（図９参照）を備えていてもよい。
【０１２８】
図１２は、この発明の実施の形態１によるさらに他の検出装置の概略図である。この発明の実施の形態１による検出装置は、図１２に示す検出装置１００Ｂであってもよい。図１２を参照して、検出装置１００Ｂは、図６に示す検出装置１００の検出／分析部６０を検出／分析部６０Ｂに代え、光源部９０および光検出部１１０を追加したものであり、その他は、検出装置１００と同じである。
【０１２９】
光源部９０および光検出部１１０については、上述したとおりである。検出／分析部６０Ｂは、測定部５０から受けた電流に基づいて、検出／分析部６０と同じ方法によって検出対象物９を検出または分析し、光検出部１１０から受けた電圧に基づいて、検出／分析部６０Ａと同じ方法によって検出対象物９を検出または分析する。
【０１３０】
なお、検出装置１００Ｂにおいては、検出素子１０を検出素子１０Ａ（図９参照）に代えてもよい。
【０１３１】
図１３は、この発明の実施の形態１によるさらに他の検出装置の概略図である。この発明の実施の形態による検出装置は、図１３に示す検出装置１００Ｃであってもよい。図１３を参照して、検出装置１００Ｃは、図６に示す検出装置１００の検出素子１０を検出装置１８に代え、装着部１２０を追加したものであり、その他は、検出装置１００と同じである。
【０１３２】
図１４は、図１３に示す検出素子１８の構成を示す概略図である。図１４を参照して、検出素子１８は、図１に示す検出素子１０に装着検出部１３０を追加したものであり、その他は、検出素子１０と同じである。
【０１３３】
装着検出部１３０は、検出素子１０の支持体５の裏面５Ｃに配置される。そして、装着検出部１３０は、検出素子１８が図１３に示す装着部１２０に装着されると、検出素子１８が装着部１２０に装着されたことを示すマークが付く。
【０１３４】
再び、図１３を参照して、装着部１２０は、導電部材１２１，１２３と、絶縁部材１２２とからなる。絶縁部材１２２は、検出素子１０の高さＨに略等しい幅および検出素子１０の長さＬに略等しい長さを有する。
【０１３５】
導電部材１２１は、その一方端が絶縁部材１２２の一方の端面に当接し、導電部材１２３は、絶縁部材１２２の他方の端面に当接する。その結果、導電部材１２１は、導電部材１２３に対向する。また、線Ｂ−Ｂ間における装着部１２０の断面形状は、略コの字形状からなる。
【０１３６】
電気配線２０は、装着部１２０の導電部材１２１，１２３に接続される。
【０１３７】
そして、検出素子１８が装着部１２０に装着されると、導電部材１２１は、電極６に接触し、導電部材１２３は、電極７に接触する。
【０１３８】
検出素子１８は、新たに製造された検出素子１０に装着検出部１３０を追加したものに限らず、一旦、装着部１２０に装着され、検出対象物９の検出または分析に用いられた後、装着部１２０から外され、間隙部８を洗浄した検出素子からなる。この場合、検出素子１８が装着部１２０に、一旦、装着されたものであるかどうかは、装着検出部１３０にマークが付いているか否かによって判定される。このように、検出装置１００Ｃに用いられる検出素子１８は、新品の検出素子、または、一旦、使用された検出素子からなる。
【０１３９】
なお、検出素子１８は、検出素子１０Ａ（図９参照）に装着検出部１３０を追加した検出素子であってもよい。
【０１４０】
実施の形態１においては、絶縁部材２，３および支持体５は、「電流抑制部材」を構成する。
【０１４１】
また、絶縁部材３，２５，２６および支持体５は、「電流抑制部材」を構成する。
【０１４２】
［実施の形態２］
図１５は、実施の形態２による検出素子の構成を示す斜視図である。図１５を参照して、実施の形態２による検出素子１１は、図１に示す検出素子１０の絶縁部材３を絶縁部材３１に代えたものであり、その他は、検出素子１０と同じである。
【０１４３】
絶縁部材３１は、ＳＯＧを用いたＳｉＯ２からなり、絶縁部材２の２つの凸部間に２つの凸部に接するように形成される。その結果、検出素子１１においては、絶縁部材２は、基体１および支持体５の両方に接するように基体１と支持体５との間に配置される。そして、間隙部８は、絶縁部材２，３１によって形成される。
【０１４４】
なお、絶縁部材２および支持体５は、クランプによって接着される。
【０１４５】
検出素子１１においては、基体１，４は、絶縁部材２および支持体５（＝石英）を介して相互に結合されるので、シリコンの熱酸化物からなる絶縁部材２にピンホールが発生しても、その発生したピンホールを介して流れる電流が支持体５（＝石英）を面内方向に流れて基体４に到達することは、考え難いので、漏れ電流が基体１，４間に流れるのを抑制できる。その結果、検出素子１１を用いて検出対象物９を高感度に検出できる。
【０１４６】
検出素子１１は、図４および図５に示す工程（ａ）〜（ｉ）に従って製造される。そして、工程（ｇ）において、ＳＯＧを用いたＳｉＯ２からなる絶縁部材３１は、支持体５（＝石英）上にスピンコートにより塗布され、ベークされた後、絶縁部材２の２つの凸部間に入る寸法にパターンニングされることにより形成される。
【０１４７】
なお、検出素子１１においては、絶縁部材３１は、基体４の表面全体を覆っていればよく、間隙部８の幅ｗ全体にわたって形成されていなくてもよい。
【０１４８】
また、絶縁部材３１は、一般的には、シリコン酸化物等の半導体酸化物、またはシリコン窒化物等の半導体窒化物、またはシリコンカーバイト等の半導体炭化物、アルミナ、サファイア、酸化チタン、酸化クロム、酸化ジルコニウム、および酸化タンタル等の金属酸化物、または窒化アルミニウム等の金属窒化物、または石英、ホウ珪酸等のガラス、雲母、フォトレジスト、ポリイミド、ポリテトラフロロエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルエーテルケトンおよびポリジメチルシロキサン等の電気絶縁性有機物からなっていればよい。すなわち、絶縁部材３１は、基体４の材料を含む絶縁物、アルミナ、サファイア、酸化チタン、酸化クロム、酸化ジルコニウム、および酸化タンタル等の金属酸化物、または窒化アルミニウム等の金属窒化物、または石英、ホウ珪酸等のガラス、雲母、フォトレジスト、ポリイミド、ポリテトラフロロエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルエーテルケトンおよびポリジメチルシロキサン等の電気絶縁性有機物からなっていればよい。
【０１４９】
さらに、検出素子１１は、図９に示す検出素子１０Ａの絶縁部材３を絶縁部材３１に代えたものであってもよい。
【０１５０】
実施の形態２による検出装置は、図６に示す検出装置１００、図１１に示す検出装置１００Ａ、図１２に示す検出装置１００Ｂ、および図１３に示す検出装置１００Ｃにおいて検出素子１０を検出素子１１に代えた検出装置からなる。
【０１５１】
なお、実施の形態２においては、絶縁部材２，３１および支持体５は、「電流抑制部材」を構成する。
【０１５２】
その他は、実施の形態１と同じである。
【０１５３】
［実施の形態３］
図１６は、実施の形態３による検出素子の構成を示す斜視図である。図１６を参照して、実施の形態３による検出素子１２は、図１に示す検出素子１０の絶縁部材３を削除したものであり、その他は、検出素子１０と同じである。
【０１５４】
検出素子１２においては、間隙部８は、絶縁部材２、基体４および支持体５によって形成される。そして、基体１，４は、絶縁部材２および支持体５（＝石英）を介して結合される。その結果、基体１，４間に流れる漏れ電流を抑制でき、検出対象物９を高感度に検出できる。
【０１５５】
検出素子１２は、図４および図５に示す工程（ａ）〜工程（ｉ）から工程（ｇ）を削除した工程（ａ）〜（ｆ），（ｈ），（ｉ）に従って製造される。
【０１５６】
また、実施の形態３による検出装置は、図６に示す検出装置１００、図１１に示す検出装置１００Ａ、図１２に示す検出装置１００Ｂ、および図１３に示す検出装置１００Ｃにおいて検出素子１０を検出素子１２に代えた検出装置からなる。
【０１５７】
なお、実施の形態３においては、絶縁部材２および支持体５は、「電流抑制部材」を構成する。
【０１５８】
その他、実施の形態１と同じである。
【０１５９】
［実施の形態４］
図１７は、実施の形態４による検出素子の構成を示す斜視図である。図１７を参照して、実施の形態４による検出素子１３は、図１に示す検出素子１０の基体１、絶縁部材２および電極６を支持体３２、絶縁部材３３，３４、基体３５および電極３６に代えたものであり、その他は、検出素子１０と同じである。
【０１６０】
支持体３２は、たとえば、石英からなる。絶縁部材３３，３４の各々は、図１に示す絶縁部材２と同じ材料からなり、支持体５，３２の両方に接して支持体５，３２間に配置される。この場合、絶縁部材３３は、絶縁部材３４から離れて配置される。
【０１６１】
基体３５は、図１に示す基体１と同じ材料からなり、支持体３２（＝石英）の支持体５側の一主面に形成される。電極３６は、たとえば、Ａｌからなり、支持体３２の端面および支持体３２の基体３５が形成された面と反対面に形成され、基体３５に接続される。
【０１６２】
その結果、検出素子１３においては、間隙部８は、支持体５，３２、基体４，３５および絶縁部材３３，３４によって形成される。
【０１６３】
図１８は、図１７に示すＡ方向から見た検出素子１３の平面図である。図１８を参照して、絶縁部材３３は、間隙部８の幅ｗに等しい距離だけ絶縁部材３４から離れた位置に配置される。そして、絶縁部材３３，３４の各々は、間隙部８の高さｈに等しい厚みを有する。また、基体３５は、５０ｎｍの厚みを有する。
【０１６４】
基体４と絶縁部材３３，３４との間隔ｄ１は、１ｍｍに設定され、基体３５と絶縁部材３３，３４との間隔ｄ２は、１ｍｍに設定される。
【０１６５】
検出素子１３は、電極７，３６を介して基体４，３５間に流れる電流を検出して検出対象物９を検出または分析する。そして、検出素子１３においては、２つの基体４，３５は、支持体５（＝石英）、絶縁部材３３，３４および支持体３２（＝石英）を介して結合されるため、基体４，３５間に流れる漏れ電流を抑制でき、検出対象物９を高感度に検出できる。
【０１６６】
図１９は、図１７に示す検出素子１３の製造方法の一部を示す工程図である。図１９を参照して、検出素子１３の製造が開始されると、支持体３２（＝石英）の表面が洗浄され（図１９の工程（ａ１）参照）、シラン（ＳｉＨ４）ガスおよび酸素（Ｏ２）ガスを原料ガスとするプラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｕｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）によってシリコン酸化膜（ＳｉＯ２）３７を支持体３２（＝石英）の一主面に堆積し（図１９の工程（ｂ１）参照）、その堆積したシリコン酸化膜（ＳｉＯ２）３７の表面にレジストを塗布し、フォトリソグラフィを用いてレジストをパターンニングし、マスク用のレジスト３８をシリコン酸化膜（ＳｉＯ２）３７の表面に形成する（図１９の工程（ｃ１）参照）。
【０１６７】
そうすると、レジスト３８をマスクとしてシリコン酸化膜（ＳｉＯ２）３７をエッチングし、その後、レジスト３８を除去する。これによって、絶縁部材３３，３４が基体３２の一主面上に形成される（図１９の工程（ｄ３）参照）。
【０１６８】
そして、ＳｉＨ４ガスを用いたプラズマＣＶＤによりＳｉからなる基体３５を支持体３２の一主面に形成し、その後、Ａｌからなる電極３６を蒸着によって支持体３２の裏面（基体３５が形成された面と反対面）および側面に形成する（図１９の（ｅ１）参照）。
【０１６９】
そして、図５に示す工程（ｆ）〜工程（ｉ）を順次実行し、検出素子１３が完成する。
【０１７０】
なお、実施の形態４による検出装置は、図６に示す検出装置１００、図１１に示す検出装置１００Ａ、図１２に示す検出装置１００Ｂ、および図１３に示す検出装置１００Ｃにおいて検出素子１０を検出素子１３に代えた検出装置からなる。
【０１７１】
なお、実施の形態４においては、支持体５，３２および絶縁部材３３，３４は、「電流抑制部材」を構成する。
【０１７２】
その他、実施の形態１と同じである。
【０１７３】
［実施の形態５］
図２０は、実施の形態５による検出素子の構成を示す斜視図である。図２０を参照して、実施の形態５による検出素子１４は、図１に示す検出素子１０の絶縁部材２を絶縁部材３９に代えたものであり、その他は、検出素子１０と同じである。
【０１７４】
絶縁部材３９は、シリコンの熱酸化物からなり、基体１および絶縁部材３の両方に接し、基体１と絶縁部材３との間に配置される。そして、絶縁部材３９は、薄膜部３９１と、厚膜部３９２とからなり、薄膜部３９１は、２ｎｍの厚みを有し、厚膜部３９２は、６００ｎｍの厚みを有する。
【０１７５】
検出素子１４においては、絶縁部材３は、検出素子１４の幅方向ＤＲ１の一部において絶縁部材３９に接する。すなわち、絶縁部材３は、絶縁部材３９の厚膜部３９２のみに接する。その結果、絶縁部材３，３９によって形成される間隙部８Ａは、幅方向ＤＲ１における一方端が開口状態になっている。したがって、検出対象物９を間隙部８Ａに入り易くできる。
【０１７６】
また、検出素子１４においては、基体４は、絶縁部材３９の薄膜部３９１に対向する位置に配置される。
【０１７７】
図２１は、図２０に示すＡ方向から見た検出素子１４の平面図である。図２１を参照して、間隙部８Ａは、幅ｗおよび高さｈを有する。したがって、絶縁部材３９の薄膜部３９１は、幅ｗを有し、厚膜部３９２は、幅Ｗ−ｗを有する。
【０１７８】
図２２は、図２０に示す検出素子１４の製造方法の一部を示す工程図である。検出素子１４は、図４および図５に示す工程（ａ）〜（ｉ）の工程（ｃ），（ｄ）を図２２に示す工程（ｃ２），（ｄ４）に代えた工程（ａ），（ｂ），（ｃ２），（ｄ４），（ｅ）〜（ｉ）に従って製造される。
【０１７９】
上述した工程（ｂ）の後、熱酸化膜２１の上にレジストを塗布し、フォトリソグラフィによりレジストをパターンニングして熱酸化膜２１の表面にマスク用のレジスト４１を形成する（図２２の工程（ｃ２）参照）。そして、レジスト４１をマスクとして熱酸化膜２１をエッチングし、絶縁部材３９を形成する（図２２の工程（ｄ４）参照）。その後、上述した工程（ｅ）〜（ｉ）が順次実行され、検出素子１４が製造される。
【０１８０】
検出素子１４においても、基体１，４は、絶縁部材３，３９および支持体５（＝石英）を介して結合されるので、基体１，４間における漏れ電流を抑制できる。その結果、検出対象物９を高感度に検出できる。
【０１８１】
なお、絶縁部材３９は、一般的には、シリコン酸化物等の半導体酸化物、またはシリコン窒化物等の半導体窒化物、またはシリコンカーバイト等の半導体炭化物、アルミナ、サファイア、酸化チタン、酸化クロム、酸化ジルコニウム、および酸化タンタル等の金属酸化物、または窒化アルミニウム等の金属窒化物、または石英、ホウ珪酸等のガラス、雲母、フォトレジスト、ポリイミド、ポリテトラフロロエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルエーテルケトンおよびポリジメチルシロキサン等の電気絶縁性有機物からなっていればよい。すなわち、絶縁部材３９は、基体１の材料を含む絶縁物、アルミナ、サファイア、酸化チタン、酸化クロム、酸化ジルコニウム、および酸化タンタル等の金属酸化物、または窒化アルミニウム等の金属窒化物、または石英、ホウ珪酸等のガラス、雲母、フォトレジスト、ポリイミド、ポリテトラフロロエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルエーテルケトンおよびポリジメチルシロキサン等の電気絶縁性有機物からなっていればよい。
【０１８２】
上述したように、検出素子１４は、幅方向ＤＲ１の一方端が開口状態になっている間隙部８Ａを備えるので、検出対象物９を間隙部８Ａに入り易くできる。
【０１８３】
また、液体媒質中の検出対象物９を検出する際には、絶縁部材３９のうち、厚膜部３９２を液体に浸漬せずに薄膜部３９１だけを液体に浸漬すればよいので、間隙部８Ａに面する絶縁部材３，３９の表面に沿って流れる漏れ電流を小さくできる。その結果、検出対象物を高感度で検出できる。
【０１８４】
なお、検出素子１４においては、基体１，４間の距離が絶縁部材３９の厚膜部３９２側で最も短く、かつ、厚膜部３９２から離れるに従って階段的に長くなるように、基体１，４の表面が階段状に形成されていてもよい。この場合、検出対象物９の大きさに近い表面間距離の領域で電流が流れ、検出対象物９を検出できる。このような構造では、各領域の表面間の距離によって高い感度で検出できる検出対象物の大きさの範囲を設定できるので、検出素子１４を用いれば、所定の範囲の大きさを有する検出対象物を検出できる。
【０１８５】
また、検出素子１４においては、基体１，４間の距離が絶縁部材３９の厚膜部３９２から離れるに従って階段的に長くなるように、基体１および基体４のいずれか一方の厚みが階段状に薄く形成されていればよく、基体１および基体４の他方の厚みは、一定であってもよい。
【０１８６】
さらに、実施の形態５による検出装置は、図６に示す検出装置１００、図１１に示す検出装置１００Ａ、図１２に示す検出装置１００Ｂ、および図１３に示す検出装置１００Ｃにおいて検出素子１０を検出素子１４に代えた検出装置からなる。
【０１８７】
なお、実施の形態５においては、絶縁部材３，３９および支持体５は、「電流抑制部材」を構成する。
【０１８８】
その他、実施の形態１と同じである。
【０１８９】
［実施の形態６］
図２３は、実施の形態６による検出素子の構成を示す斜視図である。図２３を参照して、実施の形態６による検出素子１５は、支持体４２，４６と、基体４３，４７と、絶縁部材４４，４５と、電極４８，４９とを備える。
【０１９０】
支持体４２は、たとえば、石英からなる。基体４３は、基体１，４と同じ材料からなり、支持体４２中に埋め込まれる。絶縁部材４４，４５の各々は、絶縁部材２と同じ材料からなる。そして、絶縁部材４４，４５は、支持体４２，４６の両方に接し、支持体４２と支持体４６との間に形成される。
【０１９１】
支持体４６は、たとえば、石英からなる。基体４７は、基体１，４と同じ材料からなり、基体４３に対向するように支持体４６中に埋め込まれる。電極４８は、たとえば、Ａｌからなり、基体４３に接続されるように支持体４２の表面に形成される。電極４９は、たとえば、Ａｌからなり、基体４７に接続されるように支持体４６の表面に形成される。
【０１９２】
検出素子１５においては、間隙部８Ｂは、支持体４２、基体４３、絶縁部材４４，４５、支持体４６および基体４７によって形成される。
【０１９３】
支持体４２，４６および基体４３，４７の各々は、５００μｍの厚みを有し、絶縁部材４４，４５の各々は、６００ｎｍの厚みを有し、電極４８，４９の各々は、１００ｎｍの厚みを有する。
【０１９４】
図２４は、図２３に示すＡ方向から見た検出素子１５の平面図である。図２４を参照して、検出素子１５は、検出素子１０と同じ幅Ｗおよび１ｍｍの高さＨを有し、間隙部８Ｂは、幅ｗおよび高さｈを有する。
【０１９５】
基体４３，４７の各々は、５ｍｍの幅ｗ１を有し、それぞれ、支持体４２，４６の幅方向の中央部に配置される。その結果、基体４３，４７は、間隙部８Ｂの幅方向の中央部に相互に対向するように配置され、基体４３，４７と絶縁部材４４，４５との間隔ｄ４は、１ｍｍに設定される。
【０１９６】
また、電極４８，４９は、６ｍｍの幅ｗ２を有し、それぞれ、支持体４２，４６の幅方向の中央部に面して配置される。その結果、電極４８，４９は、それぞれ、基本４３，４７に接続される。
【０１９７】
検出素子１５においては、２つの基体４３，４７は、支持体４２（＝石英）、絶縁部材４４（または絶縁部材４５）および支持体４６（＝石英）を介して結合されるので、基体４３，４７間に流れる漏れ電流を抑制できる。その結果、検出対象物９を高感度に検出できる。
【０１９８】
なお、検出素子１５においては、基体４３，４７の少なくとも一方の間隙部８Ｂに面する表面を基体４３，４７の材料を含む絶縁膜（たとえば、シリコン酸化物等の半導体酸化物、またはシリコン窒化物等の半導体窒化物、またはシリコンカーバイト等の半導体炭化物）、アルミナ、サファイア、酸化チタン、酸化クロム、酸化ジルコニウム、および酸化タンタル等の金属酸化物、または窒化アルミニウム等の金属窒化物、または石英、ホウ珪酸等のガラス、雲母、フォトレジスト、ポリイミド、ポリテトラフロロエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルエーテルケトンおよびポリジメチルシロキサン等の電気絶縁性有機物からなる絶縁膜で覆うようにしてもよい。これによって、実施の形態１において説明した効果と同じ効果が得られる。
【０１９９】
また、実施の形態６による検出装置は、図６に示す検出装置１００、図１１に示す検出装置１００Ａ、図１２に示す検出装置１００Ｂ、および図１３に示す検出装置１００Ｃにおいて検出素子１０を検出素子１５に代えた検出装置からなる。
【０２００】
なお、実施の形態６においては、支持体４２，４６および絶縁部材４４，４５は、「電流抑制部材」を構成する。
【０２０１】
その他は、実施の形態１と同じである。
【０２０２】
［実施の形態７］
図２５は、実施の形態７による検出素子の構成を示す斜視図である。図２５を参照して、実施の形態７による検出素子１６は、図１に示す検出素子１０の絶縁部材２，３をそれぞれ絶縁部材５１，５２に代え、基体４を基体５３，５４に代え、電極７を電極５５，５６に代えたものであり、その他は、検出素子１０と同じである。
【０２０３】
絶縁部材５１は、ｎ−Ｓｉの熱ＳｉＯ２からなり、基体１の一主面に形成される。絶縁部材５２は、ＳＯＧを用いたＳｉＯ２からなり、絶縁部材５１と支持体５との間に絶縁部材５１および支持体５に接して形成される。その結果、検出素子１６は、２つの絶縁部材５１，５２によって囲まれた間隙部８Ｃを有する。
【０２０４】
基体５３，５４の各々は、たとえば、Ａｌからなり、絶縁部材５２および支持体５に接するように支持体５の絶縁部材５２側の表面５Ａに形成される。この場合、基体５４は、幅方向ＤＲ１において基体５３から離されて形成される。そして、基体５３，５４の各々は、５０ｎｍの厚みを有する。
【０２０５】
電極５５，５６の各々は、たとえば、Ａｌからなり、略コの字形状の断面形状を有する。そして、電極５５，５６は、それぞれ、基体５３，５４に接続される。この場合、電極５５は、支持体５の一部を挟み込むように支持体５の表面５Ａ、側面５Ｄおよび裏面５Ｃに形成される。また、電極５６は、支持体５の一部を挟み込むように支持体５の表面５Ａ、側面５Ｂおよび裏面５Ｃに形成される。そして、電極５５，５６の各々は、１００ｎｍの厚みを有する。
【０２０６】
図２６は、図２５に示すＡ方向から見た２つの絶縁部材５１，５２および２つの基体５３，５４の平面図である。図２６を参照して、絶縁部材５１は、柱状部５１１，５１４と、薄膜部５１２と、厚膜部５１３とを含む。また、絶縁部材５２は、薄膜部５２１，５２３と、厚膜部５２２とを含む。
【０２０７】
絶縁部材５１の柱状部５１１は、絶縁部材５２の薄膜部５２１に接し、絶縁部材５１の柱状部５１４は、絶縁部材５２の厚膜部５２２および薄膜部５２３に接する。絶縁部材５１の薄膜部５１２は、絶縁部材５２の薄膜部５２１に対向し、絶縁部材５１の厚膜部５１３は、絶縁部材５２の厚膜部５２２に対向する。
【０２０８】
その結果、間隙部８Ｃは、２つの間隙部８１Ｃ，８２Ｃからなる。そして、間隙部８１Ｃは、絶縁部材５１の柱状部５１１および薄膜部５１２と、絶縁部材５２の薄膜部５２１とによって囲まれる。また、間隙部８２Ｃは、絶縁部材５１の厚膜部５１３および柱状部５１４と、絶縁部材５２の厚膜部５２２とによって囲まれる。
【０２０９】
絶縁部材５１の柱状部５１１，５１４は、６００ｎｍの厚みを有し、薄膜部５１２は、２ｎｍの厚みを有し、厚膜部５１３は、２０ｎｍの厚みを有する。また、絶縁部材５２の薄膜部５２１，５２３は、２ｎｍの厚みを有し、厚膜部５２２は、２０ｎｍの厚みを有する。
【０２１０】
基体５３は、絶縁部材５２の薄膜部５２１を介して間隙部８１Ｃに対向するように配置され、基体５４は、絶縁部材５２の厚膜部５２２を介して間隙部８２Ｃに対向するように配置される。
【０２１１】
図２７は、図２５に示すＡ方向から見た検出素子１６の平面図である。図２７を参照して、間隙部８１Ｃは、幅ｗ１および高さｈを有し、間隙部８２Ｃは、幅ｗ１および高さｈ１を有する。幅ｗ１は、３．５ｍｍ（＝ｗ／２）に設定され、高さｈ１は、５６２ｎｍに設定される。
【０２１２】
絶縁部材５１の薄膜部５１２、絶縁部材５１の厚膜部５１３および絶縁部材５２の厚膜部５２２は、幅ｗ１を有する。
【０２１３】
基体５３，５４の各々は、３．３ｍｍの幅ｗ２を有する。その結果、基体５３，５４間の間隔は、０．４ｍｍに設定される。
【０２１４】
なお、この発明においては、絶縁部材５１の薄膜部５１２は、絶縁部材５１の厚膜部５１３および絶縁部材５２の厚膜部５２２と異なる幅を有するようにしてもよい。
【０２１５】
図２８は、図２５に示す検出素子１６における検出対象物の検出方法を説明するための断面図である。図２８を参照して、絶縁部材５１の薄膜部５１２および絶縁部材５２の薄膜部５２１は、２ｎｍの厚みを有するため、検出対象物９が間隙部８１Ｃに存在する場合、トンネル電流が薄膜部５１２を介して基体１と間隙部８１Ｃとの間に流れるとともに、薄膜部５２１を介して基体５３と間隙部８１Ｃとの間に流れる。
【０２１６】
したがって、電極６，５５間に直流電圧を印加したときに、電極６−基体１−薄膜部５１２−間隙部８１Ｃ−薄膜部５２１−基体５３−電極５５からなる経路を流れる電流を測定することによって、間隙部８１Ｃに存在する検出対象物９を検出または分析できる。より詳細には、間隙部８１Ｃの媒質が電気的に絶縁性であり、かつ、検出対象物９が電気的に導電性である場合、薄膜部５１２，５２１をトンネルしたトンネル電流は、間隙部８１Ｃに存在する複数の検出対象物９を介して間隙部８１Ｃを流れる。また、間隙部８１Ｃの媒質が電気的に導電性であり、かつ、検出対象物９が電気的に絶縁性である場合、薄膜部５１２，５２１をトンネルしたトンネル電流は、間隙部８１Ｃの媒質を介して間隙部８１Ｃを流れる。
【０２１７】
また、絶縁部材５１の厚膜部５１３および絶縁部材５２の厚膜部５２２は、２０ｎｍの厚みを有するため、基体１と間隙部８２Ｃとの間および基体５４と間隙部８２Ｃとの間には、トンネル電流が流れない。また、基体５４（Ａｌ）、厚膜部５２２、間隙部８２Ｃ、厚膜部５１３および基体１（ｎ−Ｓｉ）は、ＭＯＳ構造を構成する。
【０２１８】
したがって、電極６，５６間に電圧を印加したときのＣ−Ｖ特性を測定することによって、間隙部８２Ｃに存在する検出対象物９を検出または分析できる。
【０２１９】
そして、電極６−電極５５間に流れる電流を測定することによって間隙部８１Ｃに存在する検出対象物９を検出または分析する方法は、検出対象物９の抵抗率を測定することによって検出対象物９を検出または分析する方法である。
【０２２０】
また、Ｃ−Ｖ特性を測定することによって間隙部８２Ｃに存在する検出対象物９を検出または分析する方法は、検出対象物９の誘電率を測定することによって検出対象物９を検出または分析する方法である。
【０２２１】
したがって、検出素子１６は、検出対象物９の抵抗率を利用して検出対象物９を検出または分析する検出部と、検出対象物９の誘電率を利用して検出対象物９を検出または分析する検出部とを兼ね備えた検出素子である。
【０２２２】
そして、検出素子１６においては、基体５３，５４は、絶縁部材５２および支持体５（石英）を介して連結されるため、絶縁部材５１，５２および支持体５を介して基体１，５３間および基体１，５４間に流れる漏れ電流が抑制される。
【０２２３】
したがって、検出素子１６を用いることによって、検出対象物９を高感度に検出または分析できる。
【０２２４】
図２９および図３０は、それぞれ、図２５に示す検出素子１６の製造方法を示す第１および第２の工程図である。図２９を参照して、検出素子１６の製造が開始されると、上述した図４に示す工程（ａ），（ｂ）に従って、熱酸化膜２１が基体１の一主面上に形成される（図２９の工程（ａ），（ｂ）参照）。
【０２２５】
そして、熱酸化膜２１の表面にレジストを塗布し、フォトリソグラフィを用いてレジストをパターンニングし、マスク用のレジスト５７を熱酸化膜２１の表面に形成する（図２９の工程（ｃ３）参照）。
【０２２６】
そうすると、レジスト５７をマスクとして熱酸化膜２１をエッチングし、その後、レジスト５７を除去する。これによって、熱酸化膜２１Ａが基体１の一主面上に形成される（図２９の工程（ｄ５）参照）。
【０２２７】
引き続いて、熱酸化膜２１Ａの表面にレジストを塗布し、フォトリソグラフィを用いてレジストをパターンニングし、マスク用のレジスト５８を熱酸化膜２１Ａの表面に形成する（図２９の工程（ｅ２）参照）。
【０２２８】
そして、レジスト５８をマスクとして熱酸化膜２１Ａをエッチングし、その後、レジスト５８を除去する。これによって、絶縁部材５１が基体１の一主面上に形成される。
【０２２９】
その後、Ａｌからなる電極６が蒸着によって基体１の裏面（絶縁部材５１が形成された面と反対面）に形成される（図２９の工程（ｆ１）参照）。
【０２３０】
引き続いて、図３０を参照して、石英からなる支持体５の表面にＡｌを蒸着し、その蒸着したＡｌをパターンニングして基体５３，５４と、電極５５，５６の一部とを支持体５の一主面に形成する（図３０の工程（ｇ１）参照）。
【０２３１】
その後、ＳＯＧを用いて基体５３，５４と電極５５，５６の一部とを覆うように支持体５の一主面上にＳｉＯ２からなる酸化膜５９を形成する（図３０の工程（ｈ１）参照）。
【０２３２】
そして、酸化膜５９の表面にレジストを塗布し、フォトリソグラフィを用いてレジストをパターンニングし、マスク用のレジスト６１を酸化膜５９の表面に形成する（図３０の工程（ｉ１）参照）。
【０２３３】
そして、レジスト６１をマスクとして酸化膜５９をエッチングし、その後、レジスト６１を除去する。これによって、絶縁部材５２が支持体５の一主面上に形成される（図３０の工程（ｊ）参照）。
【０２３４】
そうすると、図２９に示す工程（ｆ１）で作製された絶縁部材５１に絶縁部材５２が接するように、支持体５を基体１上に配置し、窒素雰囲気中で室温、１００℃、２００℃および４００℃のいずれかの温度で３０分間、熱処理して絶縁部材５２を絶縁部材５１に接着させる（図３０の工程（ｋ）参照）。これによって、間隙部８Ｃ（８１Ｃ，８２Ｃ）が形成されるとともに、基体１と基体５３，５４との間の距離が絶縁部材５１の厚みによって決定される。
【０２３５】
なお、絶縁部材５１は、シリコンの熱酸化膜からなり、絶縁部材５２は、ＳＯＧを用いて形成した酸化膜からなるので、窒素雰囲気中における熱処理によって絶縁部材５２は、絶縁部材５１と容易に接着する。
【０２３６】
その後、電極５５，５６の残りの部分を蒸着によって支持体５に形成し、検出素子１６が完成する（図３０の工程（ｌ）参照）。
【０２３７】
なお、絶縁部材５１，５２の各々は、一般的には、シリコン酸化物等の半導体酸化物、またはシリコン窒化物等の半導体窒化物、またはシリコンカーバイト等の半導体炭化物、アルミナ、サファイア、酸化チタン、酸化クロム、酸化ジルコニウム、および酸化タンタル等の金属酸化物、または窒化アルミニウム等の金属窒化物、または石英、ホウ珪酸等のガラス、雲母、フォトレジスト、ポリイミド、ポリテトラフロロエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルエーテルケトンおよびポリジメチルシロキサン等の電気絶縁性有機物からなっていればよい。すなわち、絶縁部材５１，５２の各々は、基体１の材料を含む絶縁物、アルミナ、サファイア、酸化チタン、酸化クロム、酸化ジルコニウム、および酸化タンタル等の金属酸化物、または窒化アルミニウム等の金属窒化物、または石英、ホウ珪酸等のガラス、雲母、フォトレジスト、ポリイミド、ポリテトラフロロエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルエーテルケトンおよびポリジメチルシロキサン等の電気絶縁性有機物からなっていればよい。
【０２３８】
図３１は、実施の形態７による検出装置の概略図である。図３１を参照して、実施の形態７による検出装置１００Ｄは、検出素子１６と、配線２０，７０と、直流電源３０と、交流電源４０と、測定部５０と、検出／分析部６０Ｃとを備える。
【０２３９】
配線２０は、検出素子１６の電極６と電極５５との間に接続される。配線７０は、検出素子１６の電極６と電極５６との間に接続される。
【０２４０】
検出装置１００Ｄにおいては、直流電源３０、交流電源４０および測定部５０は、配線２０，７０中に接続される。この場合、直流電源３０および交流電源４０は、それぞれ直流電圧および交流電圧を独立に２本の配線２０，７０に印加できるように配線２０，７０に接続される。また、測定部５０は、２本の配線２０，７０を流れる電流（直流電流または交流電流）を独立に検出できるように配線２０，７０中に接続される。
【０２４１】
そして、測定部５０は、配線２０中を流れる直流電流または交流電流を測定し、その測定した直流電流または交流電流を検出／分析部６０Ｃへ出力する。また、測定部５０は、配線７０を用いてＣ−Ｖ特性を測定し、その測定したＣ−Ｖ特性を検出／分析部６０Ｃへ出力する。
【０２４２】
検出／分析部６０Ｃは、測定部５０から受けた直流電流（または交流電流）と、Ｃ−Ｖ特性とに基づいて間隙部８Ｃに入った検出対象物９を検出または分析する。
【０２４３】
このように、検出装置１００Ｄは、直流電流（または交流電流）およびＣ−Ｖ特性に基づいて検出対象物９を検出または分析するので、直流電流（または交流電流）のみ、またはＣ−Ｖ特性のみを用いて検出対象物９を検出または分析する場合よりも検出対象物９を高感度に検出または分析できる。
【０２４４】
また、実施の形態７による検出装置は、図１１に示す検出装置１００Ａにおいて、検出素子１０を検出素子１６に代えたものであってもよい。
【０２４５】
さらに、実施の形態７による検出装置は、図１１に示す光源部９０および光検出部１１０を図３１に示す検出装置１００Ｄに追加したものであってもよい。この場合、検出／分析部６０Ｃは、測定部５０から直流電流（または交流電流）およびＣ−Ｖ特性を受け、光検出部１１０から電圧を受け、その受けた直流電流（または交流電流）、Ｃ−Ｖ特性および電圧に基づいて、検出対象物９を検出または分析する。
【０２４６】
さらに、実施の形態７による検出装置は、図１３に示す装着部１２０を図３１に示す検出装置１００Ｄに追加したものであってもよい。この場合、図１４に示す装着検出部１３０を検出素子１６に追加した検出素子が装着部１２０に脱着される。
【０２４７】
なお、実施の形態７においては、絶縁部材５１，５２および支持体５は、「電流抑制部材」を構成する。
【０２４８】
その他は、実施の形態１と同じである。
【０２４９】
［実施の形態８］
図３２は、実施の形態８による検出素子の構成を示す斜視図である。図３２を参照して、実施の形態８による検出素子１７は、基体６２，６６と、絶縁部材６３，６４と、複数の量子ドット６５と、電極６７，６８とを備える。
【０２５０】
基体６２は、ｎ−Ｓｉからなる。絶縁部材６３，６４の各々は、シリコンの熱酸化物からなり、基体６２，６６の両方に接して基体６２と基体６６との間に形成される。この場合、絶縁部材６３は、絶縁部材６４から離されて形成される。複数の量子ドット６５の各々は、シリコンドットからなり、基体６２の表面に形成される。基体６６は、ｎ−Ｓｉからなる。
【０２５１】
電極６７は、Ａｌからなり、基体６２の裏面（＝量子ドット６５が形成される面と反対の面）に形成される。電極６８は、Ａｌからなり、基体６６の裏面（基体６２に対向する面と反対の面）に形成される。
【０２５２】
基体６２，６６の各々は、５００μｍの厚みを有する。絶縁部材６３，６４の各々は、６００ｎｍの厚みを有する。複数の量子ドット６５の各々は、半球形状を有し、直径が１０ｎｍ程度であり、高さが２〜３ｎｍである。電極６７，６８の各々は、１００ｎｍの厚みを有する。
【０２５３】
検出素子１７においては、間隙部８Ｄは、基体６２，６６、絶縁部材６３，６４および量子ドット６５によって形成される。
【０２５４】
図３３は、図３２に示すＡ方向から見た検出素子１７の平面図である。図３３を参照して、検出素子１７は、検出素子１０と同じ幅Ｗおよび１ｍｍの高さＨを有する。そして、間隙部８Ｄは、幅ｗおよび高さｈを有する。その結果、絶縁部材６３，６４の各々は、（Ｗ−ｗ）／２の幅を有する。
【０２５５】
図３４は、図３２に示す検出素子１７の製造方法を説明するための工程図である。検出素子１７の製造が開始されると、（１００）面を有するｎ−Ｓｉの表面が洗浄され、基体６２が準備される（図３４の工程（ａ２）参照）。
【０２５６】
そして、基体６２の表面をウェット酸化により酸化し、基体６２の一主面上に熱酸化膜（熱ＳｉＯ２）６９を形成する（図３４の工程（ｂ２）参照）。この場合、ウェット酸化の条件は、水分を含有する酸素ガス中の基体１の熱酸化温度が１０００℃であり、熱酸化時間が３００分である。そして、熱酸化膜６９の表面にレジストを塗布し、フォトリソグラフィを用いてレジストをパターンニングし、マスク用のレジスト７１を熱酸化膜６９の表面に形成する（図３４の工程（ｃ４）参照）。
【０２５７】
そうすると、レジスト７１をマスクとして熱酸化膜６９をエッチングし、その後、レジスト７１を除去する。これによって、絶縁部材６３，６４が基体６２の一主面上に形成される（図３４の工程（ｄ６）参照）。
【０２５８】
そして、ＳｉＨ４ガスを用いたプラズマＣＶＤ法により絶縁部材６３，６４間の基体６２の表面にシリコン薄膜を堆積する。そうすると、シリコン薄膜は、自己組織化によって量子ドットになる。これによって、量子ドット６５が基体６２の表面に形成される。そして、Ａｌからなる電極６７が蒸着によって基体６２の裏面（量子ドット６５が形成された面と反対面）に形成される（図３４の工程（ｅ３）参照）。
【０２５９】
その後、（１００）面を有するｎ−Ｓｉの表面を洗浄し、基体６６を準備する。そして、Ａｌからなる電極６８を基体６６の裏面に形成する（図３４の工程（ｆ２）参照）。
【０２６０】
そうすると、基体６６が絶縁部材６３，６４に接するように２つの基体６２，６６をクランプにより挟み込む（図３４の工程（ｇ２）参照）。これにより、検出素子１７が完成する。
【０２６１】
図３５は、図３２に示す検出素子１７における検出対象物の検出方法を説明するための図である。検出素子１７は、図７において説明した方法と同じ方法によって検出対象物９を検出または分析する。すなわち、検出素子１７は、図３５に示すように検出対象物９が間隙部８Ｄに入ったときに、基体６２，６６間に流れる電流を測定することによって検出対象物９を検出または分析する。この場合、量子ドット６５Ａ，６５Ｂおよび検出対象物９（または間隙部８Ｄの媒質）を介して基体６２，６６間に電流が流れるので、基体６２，６６間に流れる電流は、量子ドット６５が基体６２の表面に形成されていない場合よりも小さくなる。
【０２６２】
なお、図３５においては、検出対象物９が量子ドット６５Ａ，６５Ｂの直径よりも大きい場合を示すが、検出対象物９が量子ドット６５Ａ，６５Ｂの直径以下である場合も、量子ドット６５Ａ，６５Ｂおよび検出対象物９（または間隙部８Ｄの媒質）を介して基体６２，６６間に電流が流れるので、基体６２，６６間に流れる電流は、量子ドット６５が基体６２の表面に形成されていない場合よりも小さくなる。
【０２６３】
したがって、検出素子１７を用いることによって、検出対象物９を高感度に検出または分析できる。
【０２６４】
図３６は、実施の形態８による他の検出素子の構成を示す平面図である。実施の形態８による検出素子は、図３６に示す検出素子１７Ａであってもよい。図３６を参照して、検出素子１７Ａは、図３２に示す検出素子１７の量子ドット６５を量子ドット７２に代えたものであり、その他は、検出素子１７と同じである。
【０２６５】
量子ドット７２は、量子ドット６５と同じ材料からなり、１０ｎｍ程度の直径および２〜３ｎｍの高さを有する。そして、量子ドット７２は、基体６６の間隙部８Ｄ側の表面に形成される。したがって、検出素子１７Ａにおいては、間隙部８Ｄは、基体６２、絶縁部材６３，６４、基体６６および量子ドット７２によって形成される。
【０２６６】
検出素子１７Ａは、図３４に示す工程（ａ２）〜（ｇ２）に従って製造される。この場合、図３４の説明における基体６２を基体６６に読み替え、基体６６を基体６２に読み替え、量子ドット６５を量子ドット７２に読み替えればよい。
【０２６７】
検出素子１７Ａは、基体６２，６６間に流れる電流を測定して検出対象物９を検出または分析し、電流は、量子ドット７２を介して基体６２，６６間を流れる。したがって、検出素子１７Ａにおいて、基体６２，６６間を流れる電流は、量子ドット７２が形成されていない場合よりも小さくなり、検出対象物９を高感度に検出または分析できる。
【０２６８】
図３７は、実施の形態８によるさらに他の検出素子の構成を示す平面図である。実施の形態８による検出素子は、図３７に示す検出素子１７Ｂであってもよい。図３７を参照して、検出素子１７Ｂは、図３２に示す検出素子１７に量子ドット７２を追加したものであり、その他は、検出素子１７と同じである。
【０２６９】
量子ドット７２は、基体６６の間隙部８Ｄ側の表面に形成される。したがって、検出素子１７Ｂにおいては、間隙部８Ｄは、基体６２、絶縁部材６３，６４、基体６６および量子ドット６５，７２によって形成される。
【０２７０】
図３８は、図３７に示す検出素子１７Ｂの製造方法を説明するための工程図である。図３８に示す工程図は、図３４に示す工程図の工程（ｆ２），（ｇ２）を工程（ｆ３），（ｇ３），（ｉ２）に代えたものであり、その他は、図３４に示す工程図と同じである。
【０２７１】
図３８を参照して、上述した工程（ｅ３）の後、（１００）面を有するｎ−Ｓｉを洗浄して基体６６を準備し、その準備した基体６６の一主面上に量子ドット７２を量子ドット６５の形成方法と同じ方法によって形成する（工程（ｆ３）参照）。
【０２７２】
その後、基体６６の量子ドット７２が形成された面と反対面にＡｌを蒸着して電極６８を形成する（工程（ｇ３）参照）。
【０２７３】
そうすると、基体６６が絶縁部材６３，６４に接するように２つの基体６２，６６をクランプにより挟み込む（工程（ｉ２）参照）。これにより、検出素子１７Ｂが完成する。
【０２７４】
検出素子１７Ｂは、基体６２，６６間に流れる電流を測定して検出対象物９を検出または分析し、電流は、２つの量子ドット６５，７２を介して基体６２，６６間を流れる。したがって、検出素子１７Ｂにおいて、基体６２，６６間を流れる電流は、量子ドット６５，７２が形成されていない場合よりも小さくなり、検出対象物９を高感度に検出または分析できる。また、検出対象物９を検出素子１７または１７Ａよりも高感度に検出または分析できる。
【０２７５】
図３９は、実施の形態８によるさらに他の検出素子の構成を示す平面図である。実施の形態８による検出素子は、図３９に示す検出素子１７Ｃであってもよい。図３９を参照して、実施の形態８による検出素子１７Ｃは、図３２に示す検出素子１７に絶縁膜７３を追加したものであり、その他は、検出素子１７と同じである。
【０２７６】
絶縁膜７３は、シリコン酸化膜からなり、量子ドット６５を覆うように形成される。そして、絶縁膜７３は、２ｎｍの厚みを有する。この場合、絶縁膜７３は、量子ドット６５の表面を覆っていればよく、基体６２の間隙部８Ｄに面した表面の全体を覆っていなくてもよい。
【０２７７】
したがって、検出素子１７Ｃにおいては、間隙部８Ｄは、基体６２、絶縁部材６３，６４、基体６６および絶縁膜７３によって形成される。
【０２７８】
検出素子１７Ｃは、図３４に示す工程（ａ２）〜（ｇ２）の工程（ｅ３）と工程（ｆ２）との間に、たとえば、ＳｉＨ４ガスおよびＯ２ガスを用いたプラズマＣＶＤにより量子ドット６５を覆うようにシリコン酸化膜からなる絶縁膜７３を形成する工程を追加した工程に従って製造される。
【０２７９】
検出素子１７Ｃは、基体６２，６６間に流れる電流を測定して検出対象物９を検出または分析し、電流は、量子ドット６５および絶縁膜７３を介して基体６２，６６間を流れる。したがって、検出素子１７Ｃにおいて、基体６２，６６間を流れる電流は、量子ドット６５および絶縁膜７３が形成されていない場合よりも小さくなり、検出対象物９を高感度に検出または分析できる。また、検出対象物９を検出素子１７よりも高感度に検出または分析できる。
【０２８０】
なお、絶縁膜７３は、一般的には、基体６２の材料を含む絶縁膜（たとえば、シリコン酸化物等の半導体酸化物、またはシリコン窒化物等の半導体窒化物、またはシリコンカーバイト等の半導体炭化物）、アルミナ、サファイア、酸化チタン、酸化クロム、酸化ジルコニウム、および酸化タンタル等の金属酸化物、または窒化アルミニウム等の金属窒化物、または石英、ホウ珪酸等のガラス、雲母、フォトレジスト、ポリイミド、ポリテトラフロロエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルエーテルケトンおよびポリジメチルシロキサン等の電気絶縁性有機物からなっていればよい。
【０２８１】
図４０は、実施の形態８によるさらに他の検出素子の構成を示す平面図である。実施の形態８による検出素子は、図４０に示す検出素子１７Ｄであってもよい。図４０を参照して、検出素子１７Ｄは、図３６に示す検出素子１７Ａに絶縁膜７４を追加したものであり、その他は、検出素子１７Ａと同じである。
【０２８２】
絶縁膜７４は、シリコン酸化膜からなり、量子ドット７２を覆うように形成される。そして、絶縁膜７４は、２ｎｍの厚みを有する。この場合、絶縁膜７４は、量子ドット７２の表面を覆っていればよく、基体６６の間隙部８Ｄに面した表面の全体を覆っていなくてもよい。
【０２８３】
したがって、検出素子１７Ｄにおいては、間隙部８Ｄは、基体６２、絶縁部材６３，６４、基体６６および絶縁膜７４によって形成される。
【０２８４】
検出素子１７Ｄは、検出素子１７Ａの製造方法において、基体６６の一主面に量子ドット７２を形成した後に、たとえば、ＳｉＨ４ガスおよびＯ２ガスを用いたプラズマＣＶＤにより量子ドット７２を覆うようにシリコン酸化膜からなる絶縁膜７４を形成する工程を追加した工程に従って製造される。
【０２８５】
検出素子１７Ｄは、基体６２，６６間に流れる電流を測定して検出対象物９を検出または分析し、電流は、量子ドット７２および絶縁膜７４を介して基体６２，６６間を流れる。したがって、検出素子１７Ｄにおいて、基体６２，６６間を流れる電流は、量子ドット７２および絶縁膜７４が形成されていない場合よりも小さくなり、検出対象物９を高感度に検出または分析できる。また、検出対象物９を検出素子１７，１７Ａよりも高感度に検出または分析できる。
【０２８６】
なお、絶縁膜７４は、一般的には、基体６６の材料を含む絶縁膜（たとえば、シリコン酸化物等の半導体酸化物、またはシリコン窒化物等の半導体窒化物、またはシリコンカーバイト等の半導体炭化物）、アルミナ、サファイア、酸化チタン、酸化クロム、酸化ジルコニウム、および酸化タンタル等の金属酸化物、または窒化アルミニウム等の金属窒化物、または石英、ホウ珪酸等のガラス、雲母、フォトレジスト、ポリイミド、ポリテトラフロロエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルエーテルケトンおよびポリジメチルシロキサン等の電気絶縁性有機物からなっていればよい。
【０２８７】
図４１は、実施の形態８によるさらに他の検出素子の構成を示す平面図である。実施の形態８による検出素子は、図４１に示す検出素子１７Ｅであってもよい。図４１を参照して、検出素子１７Ｅは、図３７に示す検出素子１７Ｂに絶縁膜７３，７４を追加したものであり、その他は、検出素子１７Ｂと同じである。
【０２８８】
絶縁膜７３は、量子ドット６５を覆うように形成され、絶縁膜７４は、量子ドット７２を覆うように形成される。したがって、検出素子１７Ｅにおいて、間隙部８Ｄは、基体６２、絶縁部材６３，６４、基体６６および絶縁膜７３，７４によって形成される。
【０２８９】
検出素子１７Ｅは、図３８に示す工程図において、工程（ｅ３）と工程（ｆ３）との間に、たとえば、ＳｉＨ４ガスおよびＯ２ガスを用いたプラズマＣＶＤにより量子ドット６５を覆うようにシリコン酸化膜からなる絶縁膜７３を形成する工程を追加し、工程（ｇ３）と工程（ｉ２）との間に、たとえば、ＳｉＨ４ガスおよびＯ２ガスを用いたプラズマＣＶＤにより量子ドット７２を覆うようにシリコン酸化膜からなる絶縁膜７４を形成する工程を追加した工程図に従って製造される。
【０２９０】
検出素子１７Ｅは、基体６２，６６間に流れる電流を測定して検出対象物９を検出または分析し、電流は、量子ドット６５，７２および絶縁膜７３，７４を介して基体６２，６６間を流れる。したがって、検出素子１７Ｅにおいて、基体６２，６６間を流れる電流は、量子ドット６５，７２および絶縁膜７３，７４が形成されていない場合よりも小さくなり、検出対象物９を高感度に検出または分析できる。また、検出対象物９を検出素子１７，１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ，１７Ｄよりも高感度に検出または分析できる。
【０２９１】
上述したように、量子ドット６５および／または量子ドット７２は、基体６２，６６間に流れる電流を抑制するので、「電流抑制部材」を構成する。
【０２９２】
なお、実施の形態８による検出装置は、図６に示す検出装置１００、図１１に示す検出装置１００Ａ、図１２に示す検出装置１００Ｂ、および図１３に示す検出装置１００Ｃの検出素子１０を検出素子１７，１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ，１７Ｄ，１７Ｅのいずれかに変えた検出装置からなる。
【０２９３】
また、基体６２，６６の各々は、一般的には、Ａｌ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｓｎ、Ｔａ、Ｗ、Ｉｒ、ＰｔおよびＡｕ等の金属またはこれらの合金、またはチタンシリサイド、ニッケルシリサイド、モリブデンシリサイド、タンタルシリサイド、およびタングステンシリサイド等の金属半導体化合物、または窒化チタン、窒化ジルコニウム、および窒化ハフニウム等の金属窒化物、またはグラファイト、アンチモンおよびビスマス等の半金属、または単結晶シリコン、多結晶シリコン、非晶質シリコン、ゲルマニウム、ガリウムヒ素、ガリウムアルミニウムヒ素、インジウムリン、およびインジウムアンチモン等の半導体、または酸化インジウム、酸化スズおよび酸化亜鉛等の透明導電物、またはポリアセチレンおよびテトラチアフルバレン−テトラシアノキノジメタン等の導電性有機物からなっていればよい。
【０２９４】
さらに、絶縁部材６３，６４の各々は、一般的には、基体６２，６６の材料を含む絶縁物（たとえば、シリコン酸化物等の半導体酸化物、またはシリコン窒化物等の半導体窒化物、またはシリコンカーバイト等の半導体炭化物）、アルミナ、サファイア、酸化チタン、酸化クロム、酸化ジルコニウム、および酸化タンタル等の金属酸化物、または窒化アルミニウム等の金属窒化物、または石英、ホウ珪酸等のガラス、雲母、フォトレジスト、ポリイミド、ポリテトラフロロエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルエーテルケトンおよびポリジメチルシロキサン等の電気絶縁性有機物からなっていればよい。
【０２９５】
さらに、量子ドット６５，７２の各々は、一般的には、半導体、シリサイド、および金属のいずれかからなっていればよい。したがって、検出素子１７Ｂ，１７Ｅにおいて、量子ドット６５，７２は、相互に異なる材料からなっていてもよく、直径および／または高さが相互に異なっていてもよい。そして、量子ドット６５，７２の各々が金（Ａｕ）からなる場合、量子ドット６５，７２の各々は、ラングミュア−ブロジェット法（水上に浮かべたナノ粒子や分子などの単層膜を基板に転写する方法）によって形成される。また、量子ドット６５，７２の各々がシリサイドからなる場合、量子ドット６５，７２の各々は、上述した方法によってＳｉからなる量子ドットを形成し、その後、その形成した量子ドット上に蒸着によって金属を形成し、さらに、熱処理を行なうことによって形成される。
【０２９６】
さらに、検出素子１７Ｅにおいて、絶縁膜７３，７４は、相互に異なる材料からなっていてもよく、膜厚が相互に異なっていてもよい。
【０２９７】
検出素子１７，１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ，１７Ｄ，１７Ｅにおいては、好ましくは、基体６２は、ｐ型の半導体からなり、基体６６は、ｎ型の半導体からなる。また、検出素子１７，１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ，１７Ｄ，１７Ｅにおいては、好ましくは、基体６２は、ｎ型の半導体からなり、基体６６は、ｐ型の半導体からなる。つまり、検出素子１７，１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ，１７Ｄ，１７Ｅにおいては、好ましくは、基体６２，６６は、ｐ−ｎ接合を形成する半導体材料からなる。その結果、電気伝導性の検出対象物９が間隙部８Ｄに導入されると、検出対象物９中の電子がｐ−ｎ接合における電界によってｐ型半導体からｎ型半導体の方向へ移動し、検出対象物９中の正孔がｐ−ｎ接合における電界によってｎ型半導体からｐ型半導体の方向へ移動する。したがって、外部から直流電圧または交流電圧を検出素子１７，１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ，１７Ｄ，１７Ｅに印加しなくても、検出対象物９が間隙部８Ｄに導入されたときの電流Ｉｍと検出対象物９が間隙部８Ｄに導入されないときの電流Ｉ０とに変化が生じ、検出対象物９を検出または分析できる。
【０２９８】
その他は、実施の形態１における説明と同じである。
【０２９９】
［実施の形態９］
図４２は、実施の形態９による検出素子の構成を示す斜視図である。図４２を参照して、実施の形態９による検出素子１９は、基体８１，８５と、絶縁部材８２，８３と、複数の絶縁膜８４と、電極８６，８７とを備える。
【０３００】
基体８１は、たとえば、ｎ−Ｓｉからなる。絶縁部材８２，８３の各々は、シリコンの熱酸化物からなり、基体８１，８５の両方に接して基体８１と基体８５との間に形成される。この場合、絶縁部材８２は、絶縁部材８３から離されて形成される。複数の絶縁膜８４の各々は、シリコンの熱酸化膜からなり、略長方形の平面形状を有する。そして、複数の絶縁膜８４は、略平行に基体８１の表面に形成される。基体８５は、ｎ−Ｓｉからなる。
【０３０１】
電極８６は、Ａｌからなり、基体８１の裏面（＝絶縁膜８４が形成される面と反対の面）に形成される。電極８７は、Ａｌからなり、基体８５の裏面（基体８１に対向する面と反対の面）に形成される。
【０３０２】
基体８１，８５の各々は、５００μｍの厚みを有する。絶縁部材８２，８３の各々は、６００ｎｍの厚みを有する。複数の絶縁膜８４の各々は、１０ｎｍよりも厚い厚みを有し、一般的には、電子およびホールがトンネル不可能な厚みを有する。電極８６，８７の各々は、１００ｎｍの厚みを有する。
【０３０３】
検出素子１９においては、間隙部８Ｅは、基体８１，８５、絶縁部材８２，８３および複数の絶縁膜８４によって形成される。
【０３０４】
図４３は、図４２に示すＡ方向から見た検出素子１９の平面図である。図４３を参照して、検出素子１９は、検出素子１０と同じ幅Ｗおよび１ｍｍの高さＨを有する。そして、間隙部８Ｅは、幅ｗおよび高さｈを有する。その結果、絶縁部材８２，８３の各々は、（Ｗ−ｗ）／２の幅を有する。また、各絶縁膜８４は、２ｍｍの幅を有し、隣接する２つの絶縁膜８４の間隔は、０．２５ｍｍである。
【０３０５】
図４４は、図４２に示す検出素子１９の製造方法を説明するための工程図である。図４４を参照して、検出素子１９の製造が開始されると、（１００）面を有するｎ−Ｓｉの表面が洗浄され、基体８１が準備される（工程（ａ３）参照）。
【０３０６】
そして、基体８１の表面を上述した条件を用いたウェット酸化により酸化し、基体８１の一主面上に熱酸化膜（熱ＳｉＯ２）８８を形成する（工程（ｂ３）参照）。そして、熱酸化膜８８の表面にレジストを塗布し、フォトリソグラフィを用いてレジストをパターンニングし、マスク用のレジスト８９を熱酸化膜８８の表面に形成する（工程（ｃ５）参照）。
【０３０７】
そうすると、レジスト８９をマスクとして熱酸化膜８８をエッチングし、その後、レジスト８９を除去する。これによって、絶縁部材８２，８３が基体８１の一主面上に形成される（工程（ｄ７）参照）。
【０３０８】
そして、ｎ−Ｓｉからなる基体８１の表面をドライ酸化により酸化し、熱酸化膜からなる絶縁膜９０を基体８１の表面に形成する（工程（ｅ４）参照）。この場合、ドライ酸化の条件は、たとえば、絶縁膜９０の厚みが２０ｎｍである場合、酸素ガス中の基体８１の熱酸化温度が１０００℃であり、熱酸化時間が２０分である。その後、フォトリソグラフィを用いて絶縁膜９０をパターンニングし、基体８１の表面に複数の絶縁膜８４を形成するとともに、基体８１の裏面（基体８１の複数の絶縁膜８４が形成された面と反対の面）にＡｌを蒸着して電極８６を形成する（工程（ｆ４）参照）。
【０３０９】
そして、（１００）面を有するｎ−Ｓｉの表面を洗浄して基体８５を準備し、Ａｌからなる電極８７を基体８５の裏面に形成する（工程（ｇ４）参照）。
【０３１０】
そうすると、基体８５が絶縁部材８２，８３に接するように２つの基体８１，８５をクランプにより挟み込む（工程（ｉ３）参照）。これにより、検出素子１９が完成する。
【０３１１】
図４５は、図４２に示す検出素子１９における検出対象物の検出方法を説明するための図である。検出素子１９は、図７において説明した方法と同じ方法によって検出対象物９を検出または分析する。すなわち、検出素子１９は、図４５に示すように検出対象物９が間隙部８Ｅに入ったときに、基体８１，８５間に流れる電流を測定することによって検出対象物９を検出または分析する。この場合、絶縁膜８４Ａ，８４Ｂ，８４Ｃの隙間および検出対象物９（または間隙部８Ｅの媒質）を介して基体８１，８５間に電流が流れるので、基体８１，８５間に流れる電流は、絶縁膜８４Ａ，８４Ｂ，８４Ｃが基体８１の表面に形成されていない場合よりも小さくなる。
【０３１２】
なお、図４５においては、検出対象物９が絶縁膜８４Ａ，８４Ｂ，８４Ｃの隙間の大きさよりも大きい場合を示すが、検出対象物９が絶縁膜８４Ａ，８４Ｂ，８４Ｃの隙間の大きさ以下である場合も、電流は、絶縁膜８４Ａ，８４Ｂ，８４Ｃの隙間および検出対象物９（または間隙部８Ｅの媒質）を介して基体８１，８５間を流れるので、基体８１，８５間に流れる電流は、絶縁膜８４Ａ，８４Ｂ，８４Ｃが基体８１の表面に形成されていない場合よりも小さくなる。
【０３１３】
したがって、検出素子１９を用いることによって、検出対象物９を高感度に検出または分析できる。
【０３１４】
図４６は、実施の形態９による他の検出素子の構成を示す平面図である。実施の形態９による検出素子は、図４６に示す検出素子１９Ａであってもよい。図４６を参照して、検出素子１９Ａは、図４２に示す検出素子１９の絶縁膜８４を絶縁膜９１に代えたものであり、その他は、検出素子１９と同じである。
【０３１５】
絶縁膜９１は、絶縁膜８４と同じ材料からなり、１０ｎｍよりも厚い厚み（一般的には、電子および正孔がトンネル不可能な厚み）を有し、２ｍｍの幅を有する。そして、複数の絶縁膜９１は、０．２５ｍｍの間隔で基体８５の間隙部８Ｅ側の表面に形成される。したがって、検出素子１９Ａにおいては、間隙部８Ｅは、基体８１、絶縁部材８２，８３、基体８５および絶縁膜９１によって形成される。
【０３１６】
検出素子１９Ａは、図４４に示す工程（ａ３）〜（ｉ３）に従って製造される。この場合、図４４の説明における基体８１を基体８５に読み替え、基体８５を基体８１に読み替え、絶縁膜８４を絶縁膜９１に読み替えればよい。
【０３１７】
検出素子１９Ａは、基体８１，８５間に流れる電流を測定して検出対象物９を検出または分析し、電流は、複数の絶縁膜９１の隙間を介して基体８１，８５間を流れる。したがって、検出素子１９Ａにおいて、基体８１，８５間を流れる電流は、複数の絶縁膜９１が形成されていない場合よりも小さくなり、検出対象物９を高感度に検出または分析できる。
【０３１８】
図４７は、実施の形態９によるさらに他の検出素子の構成を示す平面図である。実施の形態９による検出素子は、図４７に示す検出素子１９Ｂであってもよい。図４７を参照して、検出素子１９Ｂは、図４２に示す検出素子１９に絶縁膜９１を追加したものであり、その他は、検出素子１９と同じである。
【０３１９】
絶縁膜９１は、基体８５の間隙部８Ｅ側の表面に形成される。したがって、検出素子１９Ｂにおいては、間隙部８Ｅは、基体８１、絶縁部材８２，８３、基体８５および絶縁膜８４，９１によって形成される。
【０３２０】
図４８は、図４７に示す検出素子１９Ｂの製造方法を説明するための工程図である。図４８に示す工程図は、図４４に示す工程図の工程（ｇ４），（ｉ３）を工程（ｇ５），（ｉ４），（ｊ１），（ｋ１）に代えたものであり、その他は、図４４に示す工程図と同じである。
【０３２１】
図４８を参照して、上述した工程（ｆ４）の後、（１００）面を有するｎ−Ｓｉを洗浄して基体８５を準備し、その準備した基体８５の一主面を酸化膜の厚みが２０ｎｍであるときの酸化条件を用いてドライ酸化し、基体８５の一主面に熱酸化膜９２を形成する（工程（ｇ５）参照）。
【０３２２】
そして、フォトリソグラフィを用いて熱酸化膜９２をパターンニングし、絶縁膜９１を基体８５の表面に形成する（工程（ｉ４）参照）。その後、基体８５の絶縁膜９１が形成された面と反対面にＡｌを蒸着して電極８７を形成する（工程（ｊ１）参照）。
【０３２３】
そうすると、基体８５が絶縁部材８２，８３に接するように２つの基体８１，８５をクランプにより挟み込む（工程（ｋ１）参照）。これにより、検出素子１９Ｂが完成する。
【０３２４】
検出素子１９Ｂは、基体８１，８５間に流れる電流を測定して検出対象物９を検出または分析し、電流は、複数の絶縁膜８４の間隙および複数の絶縁膜９１の間隙を介して基体８１，８５間を流れる。したがって、検出素子１９Ｂにおいて、基体８１，８５間を流れる電流は、複数の絶縁膜８４および９１が形成されていない場合よりも小さくなり、検出対象物９を高感度に検出または分析できる。また、検出対象物９を検出素子１９または１９Ａよりも高感度に検出または分析できる。
【０３２５】
上述したように、絶縁膜８４および／または絶縁膜９１は、基体８１，８５間に流れる電流を抑制するので、「電流抑制部材」を構成する。
【０３２６】
なお、実施の形態９による検出装置は、図６に示す検出装置１００、図１１に示す検出装置１００Ａ、図１２に示す検出装置１００Ｂ、および図１３に示す検出装置１００Ｃの検出素子１０を検出素子１９，１９Ａ，１９Ｂのいずれかに変えた検出装置からなる。
【０３２７】
また、検出素子１９，１９Ａ，１９Ｂにおいて、絶縁膜８４，９１は、一般的には、基体８１，８５の材料を含む絶縁膜（たとえば、シリコン酸化物等の半導体酸化物、またはシリコン窒化物等の半導体窒化物、またはシリコンカーバイト等の半導体炭化物）、アルミナ、サファイア、酸化チタン、酸化クロム、酸化ジルコニウム、および酸化タンタル等の金属酸化物、または窒化アルミニウム等の金属窒化物、または石英、ホウ珪酸等のガラス、雲母、フォトレジスト、ポリイミド、ポリテトラフロロエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルエーテルケトンおよびポリジメチルシロキサン等の電気絶縁性有機物からなっていればよい。
【０３２８】
さらに、基体８１，８５の各々は、一般的には、Ａｌ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｓｎ、Ｔａ、Ｗ、Ｉｒ、ＰｔおよびＡｕ等の金属またはこれらの合金、またはチタンシリサイド、ニッケルシリサイド、モリブデンシリサイド、タンタルシリサイド、およびタングステンシリサイド等の金属半導体化合物、または窒化チタン、窒化ジルコニウム、および窒化ハフニウム等の金属窒化物、またはグラファイト、アンチモンおよびビスマス等の半金属、または単結晶シリコン、多結晶シリコン、非晶質シリコン、ゲルマニウム、ガリウムヒ素、ガリウムアルミニウムヒ素、インジウムリン、およびインジウムアンチモン等の半導体、または酸化インジウム、酸化スズおよび酸化亜鉛等の透明導電物、またはポリアセチレンおよびテトラチアフルバレン−テトラシアノキノジメタン等の導電性有機物からなっていればよい。
【０３２９】
さらに、絶縁部材８２，８３の各々は、一般的には、シリコン酸化物等の半導体酸化物、またはシリコン窒化物等の半導体窒化物、またはシリコンカーバイト等の半導体炭化物、アルミナ、サファイア、酸化チタン、酸化クロム、酸化ジルコニウム、および酸化タンタル等の金属酸化物、または窒化アルミニウム等の金属窒化物、または石英、ホウ珪酸等のガラス、雲母、フォトレジスト、ポリイミド、ポリテトラフロロエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルエーテルケトンおよびポリジメチルシロキサン等の電気絶縁性有機物からなっていればよい。
【０３３０】
さらに、検出素子１９Ｂにおいて、絶縁膜８４，９１は、相互に異なる材料からなっていてもよく、膜厚が相互に異なっていてもよい。
【０３３１】
検出素子１９，１９Ａ，１９Ｂにおいては、好ましくは、基体８１は、ｐ型の半導体からなり、基体８５は、ｎ型の半導体からなる。また、検出素子１９，１９Ａ，１９Ｂにおいては、好ましくは、基体８１は、ｎ型の半導体からなり、基体８５は、ｐ型の半導体からなる。つまり、検出素子１９，１９Ａ，１９Ｂにおいて、好ましくは、基体８１，８５は、ｐ−ｎ接合を形成する半導体材料からなる。その結果、電気伝導性の検出対象物９が間隙部８Ｅに導入されると、検出対象物９中の電子がｐ−ｎ接合における電界によってｐ型半導体からｎ型半導体の方向へ移動し、検出対象物９中の正孔がｐ−ｎ接合における電界によってｎ型半導体からｐ型半導体の方向へ移動する。したがって、外部から直流電圧または交流電圧を検出素子１９，１９Ａ，１９Ｂに印加しなくても、検出対象物９が間隙部８Ｅに導入されたときの電流Ｉｍと検出対象物９が間隙部８Ｅに導入されないときの電流Ｉ０とに変化が生じ、検出対象物９を検出または分析できる。
【０３３２】
その他は、実施の形態１における説明と同じである。
【０３３３】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【０３３４】
この発明は、高感度化が可能な検出素子に適用される。また、この発明は、高感度化が可能な検出素子を用いた検出装置に適用される。
【図面の簡単な説明】
【０３３５】
【図１】この発明の実施の形態１による検出素子の構成を示す斜視図である。
【図２】図１に示す検出素子の寸法を説明するための図である。
【図３】図２に示すＡ方向から見た検出素子の平面図である。
【図４】図１に示す検出素子の製造方法を示す第１の工程図である。
【図５】図１に示す検出素子の製造方法を示す第２の工程図である。
【図６】図１に示す検出素子を用いた検出装置の概略図である。
【図７】図１に示す検出素子を用いた検出対象物の検出方法を説明するための図である。
【図８】図１に示す検出素子におけるキャパシタンスと印加電圧との関係を示す図である。
【図９】実施の形態１による他の検出素子の構成を示す斜視図である。
【図１０】図９に示す検出素子の製造方法を説明するための一部の工程図である。
【図１１】この発明の実施の形態１による他の検出装置の概略図である。
【図１２】この発明の実施の形態１によるさらに他の検出装置の概略図である。
【図１３】この発明の実施の形態１によるさらに他の検出装置の概略図である。
【図１４】図１３に示す検出素子の構成を示す概略図である。
【図１５】実施の形態２による検出素子の構成を示す斜視図である。
【図１６】実施の形態３による検出素子の構成を示す斜視図である。
【図１７】実施の形態４による検出素子の構成を示す斜視図である。
【図１８】図１７に示すＡ方向から見た検出素子の平面図である。
【図１９】図１７に示す検出素子の製造方法の一部を示す工程図である。
【図２０】実施の形態５による検出素子の構成を示す斜視図である。
【図２１】図２０に示すＡ方向から見た検出素子の平面図である。
【図２２】図２０に示す検出素子の製造方法の一部を示す工程図である。
【図２３】実施の形態６による検出素子の構成を示す斜視図である。
【図２４】図２３に示すＡ方向から見た検出素子の平面図である。
【図２５】実施の形態７による検出素子の構成を示す斜視図である。
【図２６】図２５に示すＡ方向から見た２つの絶縁部材および２つの基体の平面図である。
【図２７】図２５に示すＡ方向から見た検出素子の平面図である。
【図２８】図２５に示す検出素子における検出対象物の検出方法を説明するための断面図である。
【図２９】図２５に示す検出素子の製造方法を示す第１の工程図である。
【図３０】図２５に示す検出素子の製造方法を示す第２の工程図である。
【図３１】実施の形態７による検出装置の概略図である。
【図３２】実施の形態８による検出素子の構成を示す斜視図である。
【図３３】図３２に示すＡ方向から見た検出素子の平面図である。
【図３４】図３２に示す検出素子の製造方法を説明するための工程図である。
【図３５】図３２に示す検出素子における検出対象物の検出方法を説明するための図である。
【図３６】実施の形態８による他の検出素子の構成を示す平面図である。
【図３７】実施の形態８によるさらに他の検出素子の構成を示す平面図である。
【図３８】図３７に示す検出素子の製造方法を説明するための工程図である。
【図３９】実施の形態８によるさらに他の検出素子の構成を示す平面図である。
【図４０】実施の形態８によるさらに他の検出素子の構成を示す平面図である。
【図４１】実施の形態８によるさらに他の検出素子の構成を示す平面図である。
【図４２】実施の形態９による検出素子の構成を示す斜視図である。
【図４３】図４２に示すＡ方向から見た検出素子の平面図である。
【図４４】図４２に示す検出素子の製造方法を説明するための工程図である。
【図４５】図４２に示す検出素子における検出対象物の検出方法を説明するための図である。
【図４６】実施の形態９による他の検出素子の構成を示す平面図である。
【図４７】実施の形態９によるさらに他の検出素子の構成を示す平面図である。
【図４８】図４７に示す検出素子の製造方法を説明するための工程図である。
【符号の説明】
【０３３６】
１，４，３５，４３，４７，５３，５４，６２，６６，８１，８５ 基体、２，３，２５，２６，３１，３３，３４，３９，４４，４５，５１，５２，８２，８３，１２２ 絶縁部材、５，３２，４２，４６ 支持体、５Ａ 表面、５Ｂ，５Ｄ 側面、５Ｃ 裏面、６，７，３６，４８，４９，５５，５６，６７，６８，８６，８７ 電極、８，８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄ，８Ｅ，８１Ｃ，８２Ｃ 間隙部、９ 検出対象物、１０，１０Ａ，１１〜１７，１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ，１７Ｄ，１７Ｅ，１８，１９，１９Ａ，１９Ｂ 検出素子、２０，７０ 電気配線、２１，２１Ａ，６９，８８，９０，９２ 熱酸化膜、２２，３８，４１，５７，５８，６１，７１，８９ レジスト、２７，７３，７４，８４，８４Ａ，８４Ｂ，８４Ｃ，９１ 絶縁膜、３０ 直流電源、３７ シリコン酸化膜、４０ 交流電源、５０ 測定部、５９ 酸化膜、６５，６５Ａ，６５Ｂ，７２ 量子ドット、６０，６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃ 検出／分析部、９０ 光源部、１１０ 光検出部、１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ 検出装置、１２０ 装着部、１２１，１２３ 導電部材、１３０ 装着検出部、３９１，５１２，５２１，５２３ 薄膜部、３９２，５１３，５２２ 厚膜部、５１１，５１４ 柱状部。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、検出素子およびそれを用いた検出装置に関し、特に、粒子を検出する検出素子およびそれを用いた検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、液体中に浮懸する粒子を計算する計算装置が検出装置として血球分析装置に使用されている。この計算装置は、粒子が通過する孔と、粒子が孔を通過するときに流れる電流が変化する２個の電極とを備える（特許文献１〜４）。
【０００３】
また、２個の半導体（Ｓｉ）基板の間の距離が絶縁体（ＳｉＯ２）の厚さにより規定された構造の検出装置が知られている。この検出装置は、２個の半導体基板の間の距離が絶縁体の厚さにより高い精度で規定されるため、半導体基板間の距離が検出対象物の大きさよりも大きく、かつ、検出対象物の大きさに近くなるように２個の半導体基板を高い精度で配置でき、容易に高感度化できる（特許文献５）。
【特許文献１】米国特許第２６５６５０８号公報
【特許文献２】特公昭３０−５６９９号公報
【特許文献３】米国特許第３５０２９７４号公報
【特許文献４】特公昭４２−２２００号公報
【特許文献５】特開２００３−３１５２９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
検出対象物を高感度で検出するためには、２個の半導体基板間の距離をできる限り小さくする必要がある。しかし、従来の検出装置においては、２個の半導体基板間の距離を小さくすると、２個の半導体基板間の絶縁性が低下し、検出対象物を検出する感度が低下するという問題がある。
【０００５】
そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、高感度化が可能な検出素子を提供することである。
【０００６】
また、この発明の別の目的は、高感度化が可能な検出素子を用いた検出装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明によれば、検出素子は、第１の基体と、第２の基体と、絶縁部材と、間隙部と、電流抑制部材とを備える。第２の基体は、第１の基体に対向して設けられる。絶縁部材は、第１の基体と第２の基体との距離を厚さにより規定する。間隙部は、第１の基体と第２の基体との間に設けられる。電流抑制部材は、第１の基体と第２の基体との間の漏れ電流を抑制する。そして、第２の基体は、電流抑制部材が第１の基体の間隙部側と反対側の一主面にのみ接して形成されている場合、間隙部側の表面に絶縁膜を含む。
【０００８】
好ましくは、電流抑制部材は、第２の基体に対向して設けられ、絶縁部材に接する電気絶縁性の支持体からなる。第１の基体は、絶縁部材と隙間を隔てて支持体の間隙部側の一主面に配置される。第１および第２の基体の各々は、金属、金属合金、金属半導体化合物、半金属、半導体、透明導電体および導電性有機物のいずれかからなる。
【０００９】
好ましくは、第２の基体は、半導体からなり、絶縁部材は、第２の基体の材料を含む絶縁物からなる。
【００１０】
好ましくは、第２の基体は、シリコン材料からなり、絶縁部材は、第２の基体の熱酸化物、第２の基体の熱窒化物、第２の基体の熱炭化物、およびこれらの化合物のいずれかからなる。
【００１１】
好ましくは、第２の基体は、シリコン材料からなる。絶縁部材は、第１および第２の絶縁部材からなる。第１の絶縁部材は、第２の基体の熱酸化物、第２の基体の熱窒化物、第２の基体の熱炭化物、およびこれらの化合物のいずれかからなる。第２の絶縁部材は、第１の絶縁部材と異なる絶縁材料からなる。
【００１２】
好ましくは、支持体は、石英からなり、第１の絶縁部材は、熱酸化物からなり、第２の絶縁部材は、熱酸化物と異なるシリコン酸化膜からなる。
【００１３】
好ましくは、第１の基体は、金属からなり、第２の基体は、半導体からなる。
【００１４】
好ましくは、第１の基体は、ｐ型の半導体からなり、第２の基体は、ｎ型の半導体からなる。
【００１５】
好ましくは、電流抑制部材は、第１および第２の基体の少なくとも一方の基体の間隙部側の表面に設けられた量子ドットからなる。第１および第２の基体の各々は、金属、金属合金、金属半導体化合物、半金属、半導体、透明導電体および導電性有機物のいずれかからなる。
【００１６】
好ましくは、量子ドットは、半導体、シリサイドおよび金属のいずれかからなる。
【００１７】
好ましくは、第１の基体は、ｐ型の半導体からなり、第２の基体は、ｎ型の半導体からなる。
【００１８】
好ましくは、電流抑制部材は、第１および第２の基体の少なくとも一方の基体の間隙部側の表面に任意の距離を隔てて設けられた複数の絶縁膜からなる。
【００１９】
好ましくは、第１の基体は、ｐ型の半導体からなり、第２の基体は、ｎ型の半導体からなる。
【００２０】
好ましくは、検出素子は、装着検出部をさらに備える。装着検出部は、当該検出素子の装着の履歴を示すマークが付される。
【００２１】
また、この発明によれば、検出装置は、検出素子と、装着部と、光源部と、光検出部と、検出／分析部とを備える。検出素子は、請求項１４に記載の検出素子からなる。装着部は、検出素子が装着される。光源部は、検出素子の間隙部に光を照射する。光検出部は、検出素子の間隙部からの光を検出する。検出／分析部は、光検出部における検出結果に基づいて検出対象物を検出または分析する。そして、検出素子の装着検出部は、検出素子が装着部に装着されることによりマークが付される。
【００２２】
さらに、この発明によれば、検出装置は、検出素子と、装着部と、電源と、測定部と、検出／分析部とを備える。検出素子は、請求項１４に記載の検出素子からなる。装着部は、検出素子が装着される。電源は、検出素子の第１および第２の基体間に電圧を印加する。測定部は、第１および第２の基体間に流れる電流を測定する。検出／分析部は、測定部によって測定された電流に基づいて検出対象物を検出または分析する。そして、検出素子の装着検出部は、検出素子が装着部に装着されることによりマークが付される。
【００２３】
さらに、この発明によれば、検出装置は、検出素子と、光源部と、光検出部と、検出／分析部とを備える。検出素子は、請求項１に記載の検出素子からなる。光源部は、検出素子の間隙部に光を照射する。光検出部は、検出素子の間隙部からの光を検出する。検出／分析部は、光検出部における検出結果に基づいて検出対象物を検出または分析する。
【００２４】
好ましくは、光源部は、波長が異なる複数の光を間隙部に照射する。
【００２５】
好ましくは、光検出部は、検出素子の間隙部に存在する対象物から発せられる蛍光を検出する。
【００２６】
さらに、この発明によれば、検出装置は、検出素子と、電源と、測定部と、検出／分析部とを備える。検出素子は、請求項１に記載の検出素子からなる。電源は、検出素子の第１および第２の基体間に電圧を印加する。測定部は、第１および第２の基体間に流れる電流を測定する。検出／分析部は、測定部によって測定された電流に基づいて検出対象物を検出または分析する。
【発明の効果】
【００２７】
この発明においては、第１および第２の基体間に流れる漏れ電流は、電流抑制部材によって抑制される。その結果、第１および第２の基体間に流れる電流が微小になり、その微小な電流に基づいて、検出対象物が検出または分析される。
【００２８】
したがって、この発明によれば、検出対象物を高感度で検出または分析できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００３０】
［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１による検出素子の構成を示す斜視図である。図１を参照して、検出素子１０は、基体１，４と、絶縁部材２，３と、支持体５と、電極６，７とを備える。
【００３１】
基体１は、たとえば、ｎ型シリコン（ｎ−Ｓｉ）からなる。絶縁部材２は、たとえば、ｎ−Ｓｉの熱酸化物（熱ＳｉＯ２）からなり、基体１の一主面に形成される。そして、絶縁部材２は、基体１の幅方向ＤＲ１の略中央部に凹部を有する。
【００３２】
絶縁部材３は、たとえば、ＳＯＧ（Ｓｐｉｎ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）による酸化膜（ＳｉＯ２）からなり、絶縁部材２と支持体５との間に絶縁部材２および支持体５に接して形成される。基体４は、たとえば、Ａｌからなり、絶縁部材３および支持体５に接するように支持体５の絶縁部材３側の表面５Ａに形成される。この場合、基体４は、幅方向ＤＲ１において絶縁部材２の凹部の略中央に配置される。支持体５は、たとえば、石英からなる。
【００３３】
電極６は、たとえば、アルミニウム（Ａｌ）からなり、基体１の絶縁部材２が形成された面と反対側の一主面に形成される。電極７は、たとえば、Ａｌからなり、略コの字形状の断面形状を有する。そして、電極７は、支持体５の一部を挟み込むように支持体５の表面５Ａ、側面５Ｂおよび裏面５Ｃに形成され、その一方端が基体４に接続される。
【００３４】
上述したように、絶縁部材２が凹部を有し、絶縁部材３が絶縁部材２に接して形成される結果、検出素子１０は、絶縁部材２，３によって囲まれる間隙部８を備える。
【００３５】
基体１は、５５０μｍの厚みを有し、絶縁部材２のうち、絶縁部材３に接する部分は、６００ｎｍの厚みを有し、絶縁部材２のうち、間隙部８に接する部分は、２ｎｍの厚みを有する。
【００３６】
また、絶縁部材３は、２ｎｍの厚みを有し、基体４は、５０ｎｍの厚みを有し、支持体５は、５００μｍの厚みを有する。
【００３７】
更に、電極６，７の各々は、１００ｎｍの厚みを有する。
【００３８】
このように、絶縁部材２のうち、間隙部８に接する部分、および絶縁部材３は、電子がトンネル可能な厚みを有する。
【００３９】
図２は、図１に示す検出素子１０の寸法を説明するための図である。図２を参照して、検出素子１０は、２０ｍｍの長さＬ、２０ｍｍの幅Ｗおよび１．０５ｍｍの高さＨを有する。また、絶縁部材２と基体４との間隔ｄは、１ｍｍである。
【００４０】
図３は、図２に示すＡ方向から見た検出素子１０の平面図である。図３を参照して、間隙部８は、幅ｗおよび高さｈを有する。そして、幅ｗは、７ｍｍに設定され、高さｈは、５９８ｎｍに設定される。
【００４１】
図４および図５は、それぞれ、図１に示す検出素子１０の製造方法を示す第１および第２の工程図である。図４を参照して、検出素子１０の製造が開始されると、（１００）面を有するｎ−Ｓｉ基板の表面が洗浄され、基体１が準備される（図４の工程（ａ）参照）。
【００４２】
その後、基体１の表面がウェット酸化により酸化され、基体１の一主面上に熱酸化膜（熱ＳｉＯ２）２１が形成される（図４の工程（ｂ）参照）。この場合、ウェット酸化の条件は、水分を含有する酸素ガス中の基体１の熱酸化温度が１０００℃であり、熱酸化時間が３００分である。そして、熱酸化膜２１の表面にレジストを塗布し、フォトリソグラフィを用いてレジストをパターンニングし、マスク用のレジスト２２を熱酸化膜２１の表面に形成する（図４の工程（ｃ）参照）。
【００４３】
そうすると、レジスト２２をマスクとして熱酸化膜２１をエッチングし、その後、レジスト２２を除去する。これによって、絶縁部材２が基体１の一主面上に形成される（図４の工程（ｄ）参照）。
【００４４】
そして、Ａｌからなる電極６が蒸着によって基体１の裏面（絶縁部材２が形成された面と反対面）に形成される（図４の工程（ｅ）参照）。
【００４５】
引き続いて、図５を参照して、石英からなる支持体５の表面にＡｌを蒸着し、その蒸着したＡｌをパターンニングして基体４と、電極７の一部とを支持体５の一主面に形成する（図５の工程（ｆ）参照）。
【００４６】
その後、ＳＯＧ（Ｓｐｉｎ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）を用いて基体４と電極７の一部とを覆うように支持体５の一主面上にＳｉＯ２からなる絶縁部材３を形成する（図５の工程（ｇ）参照）。必要があれば、絶縁部材３の形成後、絶縁部材３をエッチングし、絶縁部材３の厚みを所望の厚みに設定する。
【００４７】
そうすると、絶縁部材３が図４に示す工程（ｅ）で作製された絶縁部材２に接するように、支持体５を基体１上に配置し、窒素雰囲気中で室温、１００℃、２００℃および４００℃のいずれかの温度で３０分間、熱処理して絶縁部材３を絶縁部材２に接着させる（図５の工程（ｈ）参照）。これによって、間隙部８が形成されるとともに、基体１，４間の距離が絶縁部材２の厚みによって決定される。
【００４８】
なお、絶縁部材２は、シリコンの熱酸化膜からなり、絶縁部材３は、ＳＯＧを用いて形成した酸化膜からなるので、窒素雰囲気中における熱処理によって絶縁部材３は、絶縁部材２と容易に接着する。
【００４９】
その後、電極７の残りの部分を蒸着によって支持体５に形成し、検出素子１０が完成する（図５の工程（ｉ）参照）。
【００５０】
図６は、図１に示す検出素子１０を用いた検出装置の概略図である。図６を参照して、検出装置１００は、検出素子１０と、電気配線２０と、直流電源３０と、交流電源４０と、測定部５０と、検出／分析部６０とを備える。
【００５１】
電気配線２０は、検出素子１０の電極６と電極７との間に接続される。直流電源３０は、電気配線２０中に接続される。交流電源４０は、電気配線２０中に接続される。測定部５０は、電気配線２０中に接続される。
【００５２】
直流電源３０は、電気配線２０を介して検出素子１０の電極６，７間に直流電圧を印加する。交流電源４０は、電気配線２０を介して検出素子１０の電極６，７間に交流電圧を印加する。ここで、交流電圧は、低周波数（たとえば、１０μＨｚ）から高周波数（たとえば、１００ＭＨｚ）の正弦波電圧、ランプ電圧、三角波電圧およびパルス電圧等のひずみ波電圧からなる。
【００５３】
測定部５０は、直流電圧または交流電圧が検出素子１０の電極６，７間に印加されたときの直流電流または交流電流を測定し、その測定した直流電流または交流電流を検出／分析部６０へ出力する。
【００５４】
検出／分析部６０は、測定部５０から受けた直流電流または交流電流に基づいて、後述する方法によって、検出対象物を検出し、または検出対象物を分析（特定）する。
【００５５】
図７は、図１に示す検出素子１０を用いた検出対象物の検出方法を説明するための図である。検出装置１００は、圧力が大気圧よりも低い減圧下で気体分子または原子を検出し、大気圧下で気体分子または原子を検出し、さらに、液体中の液体分子を検出する。
【００５６】
この場合、検出装置１００の検出素子１０は、真空中（大気圧よりも低い圧力を有する気体中）、気体媒質中および液体媒質中に配置される。
【００５７】
図７を参照して、検出装置１００は、真空中、気体媒質中および液体媒質中で気体分子、気体原子および液体分子を検出する場合、気体分子、気体原子および液体分子等の検出対象物が間隙部８に存在しないときに検出素子１０の電極６，７間に流れる電流Ｉ０を測定しておき（図７の（ａ）参照）、その後、気体原子および液体分子等の検出対象物９が間隙部８に存在するときに検出素子１０の電極６，７間に流れる電流Ｉｍを測定する（図７の（ｂ）参照）。そして、検出装置１００は、電流Ｉ０と電流Ｉｍとの変化分を検出して気体分子、気体原子および液体分子を検出する。
【００５８】
真空中で検出対象物９を検出する場合、媒質は、電気的に絶縁性であり、気体中および液体中で検出対象物９を検出する場合、媒質は、電気的に絶縁性または電気的に伝導性である。
【００５９】
したがって、検出装置１００は、検出対象物９の周囲の媒質が電気的に絶縁性である場合、電気伝導性の検出対象物９を検出でき、検出対象物９の周囲の媒質が電気伝導性である場合、電気的に絶縁性の検出対象物９を検出できる。
【００６０】
媒質が電気的に絶縁性である場合、直流電圧が電極６，７間に印加されても、直流電流が間隙部８を介して基体１，４間に流れず、電気伝導性の検出対象物９が間隙部８に入ると、直流電流は、電極７から基体４へ流れ、基体４と検出対象物９との間をトンネルして検出対象物９へ流れ、さらに、検出対象物９と基体１との間をトンネルして基体１に流れ、基体１から電極６へ流れる。したがって、絶縁部材２の凹部と絶縁部材３との間隔は、検出対象物９の大きさ以上であり、かつ、検出対象物９の大きさに近い値に設定される。
【００６１】
また、媒質が電気伝導性である場合、直流電圧が電極６，７間に印加されると、直流電流は、電極７から基体４へ流れ、基体４と媒質との間をトンネルして媒質へ流れ、さらに、媒質と基体１との間をトンネルして基体１に流れ、基体１から電極６へ流れる。そして、電気的に絶縁性の検出対象物９が間隙部８に入ると、直流電圧が電極６，７間に印加されても、直流電流は、間隙部８の検出対象物９を介して基体１，４間に流れない。
【００６２】
したがって、検出装置１００は、検出対象部９が間隙部８に存在しないときの電流Ｉ０と、検出対象部９が間隙部８に存在するときの電流Ｉｍとを測定することによって検出対象部９を検出できる。
【００６３】
すなわち、検出対象物９の周囲の媒質が電気的に絶縁性である場合、検出装置１００は、検出素子１０の電極６，７間に直流電圧を印加しながら検出素子１０に流れる電流を測定する。この場合、検出装置１００は、媒質だけが間隙部８に存在するとき、電流Ｉ０（直流電流）を検出し（図７の（ｃ）参照）、電気伝導性の検出対象物９が間隙部８に入ったとき、電流Ｉｍ（直流電流）を検出する（図７の（ｄ）参照）。
【００６４】
従って、検出装置１００は、図７の（ｄ）に示す電流Ｉｍを検出することによって電気伝導性の検出対象物９を検出したことを検知する。
【００６５】
一方、検出対象物９の周囲の媒質が電気伝導性である場合、検出装置１００は、検出素子１０の電極６，７間に直流電圧を印加しながら検出素子１０に流れる電流を測定する。この場合、検出装置１００は、媒質だけが間隙部８に存在するとき、電流Ｉ０（直流電流）を検出し（図７の（ｅ）参照）、電気的に絶縁性の検出対象物９が間隙部８に入ったとき、電流Ｉｍ（直流電流）を検出する（図７の（ｆ）参照）。
【００６６】
従って、検出装置１００は、図７の（ｆ）に示す電流Ｉｍを検出することによって電気絶縁性の検出対象物９を検出したことを検知する。
【００６７】
このように、検出装置１００は、検出素子１０の間隙部８に検出対象物９が存在しないときの電流Ｉ０と間隙部８に検出対象物９が存在するときの電流Ｉｍとの変化分を検知して検出対象物９を検出する。
【００６８】
検出装置１００は、検出素子１０を用いて検出対象物９を特定（すなわち、分析）できる。より具体的には、検出装置１００は、種類が解っている検出対象物９が間隙部８に入ったときの電流Ｉｍ０を予め測定し、検出対象物９の名称と電流Ｉｍ０との対応表を作成して記憶しておき、実際の検出時に検出素子１０に流れる電流Ｉｍ１を測定し、その測定した電流Ｉｍ１に一致する電流Ｉｍ０に対応する検出対象物９の名称を対応表を参照して抽出することによって検出対象物９を特定（分析）する。
【００６９】
なお、交流電圧が電極６，７に印加される場合も、同様にして、検出対象物９が検出または分析される。また、基体１がシリコンからなり、基体４が金属（Ａｌ）からなるので、基体４−間隙部８−基体１の構造は、ＭＯＳ（Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）構造となる。したがって、ＭＯＳダイオードと同様な電流−電圧特性、コンダクタンス−電圧特性およびキャパシタンス−電圧特性のいずれかを測定することによって、検出装置１００は、検出対象物９を検出または分析できる。
【００７０】
図８は、図１に示す検出素子１０におけるキャパシタンスと印加電圧との関係を示す図である。図８において、縦軸は、キャパシタンスを表し、横軸は、印加電圧を表す。また、黒丸は、超純水を間隙部８に滴下したときのキャパシタンスと印加電圧との関係（Ｃ−Ｖ特性）を示し、白丸は、ｐＨ＝３．７の酢酸溶液を間隙部８に滴下したときのキャパシタンスと印加電圧との関係を示す。
【００７１】
なお、Ｃ−Ｖ特性を測定する場合、検出素子１０の絶縁部材２のうち、間隙部８に接する部分は、２０ｎｍの厚みを有し、絶縁部材３は、３００ｎｍの厚みを有する。このように、Ｃ−Ｖ特性を測定する場合、絶縁部材２のうち、間隙部８に接する部分、および絶縁部材３は、電子がトンネル不可能な厚みを有する。
【００７２】
図８を参照して、Ｃ−Ｖ特性は、イオンの動きによるヒステリシスを有する。そして、ｐＨ＝３．７の酢酸溶液を間隙部８に滴下することによって、Ｃ−Ｖ特性は、負電圧側へシフトする。これは、間隙部８に面した絶縁部材２，３を構成するＳｉＯ２の表面におけるＳｉと水素との化合物群の負電荷が減少したためである。したがって、超純水だけを間隙部８に滴下してＣ−Ｖ特性を測定し、その後、酢酸溶液を間隙部８に滴下してＣ−Ｖ特性を測定することによって、酢酸を検出または分析できる。
【００７３】
なお、ヒステリシスは、コンダクタンス−電圧特性（Ｇ−Ｖ特性）においても観測された。また、超純水にＤＮＡ（Ｄｅｏｘｙｒｉｂｏ Ｎｕｃｌｅｉｃ Ａｃｉｄ）を溶解した溶液を間隙部８に滴下した場合においても、ヒステリシスを有するＣ−Ｖ特性が観測されるとともに、ＤＮＡ溶液を間隙部８に滴下することによって、Ｃ−Ｖ特性は、負電圧側へシフトする。したがって、超純水だけを間隙部８に滴下してＣ−Ｖ特性を測定し、その後、ＤＮＡ溶液を間隙部８に滴下してＣ−Ｖ特性を測定することによって、ＤＮＡ溶液を検出または分析できる。
【００７４】
上述したように、検出装置１００は、検出素子１０の基体１，４間に流れる電流の変化を測定して検出対象物９を検出または分析する。そして、検出素子１０において、２つの基体１，４は、２つの絶縁部材２，３および支持体５（石英からなる）を介して結合されている。したがって、２つの絶縁部材２，３および支持体５を介して基体１，４間に漏れ電流が流れるのを抑制できる。すなわち、絶縁部材２は、シリコンの熱酸化膜からなり、絶縁部材３は、ＳＯＧを用いた酸化膜からなるので、シリコンの熱酸化膜を膜厚方向に貫くピンホールが熱酸化膜中に発生し、ＳＯＧを用いた酸化膜中にもピンホールが発生しても、２つの絶縁部材２，３中のピンホールが接することは想定し難い。また、基体４は、幅方向ＤＲ１において絶縁部材２と間隔ｄを有するので、絶縁部材２，３および支持体５を介して基体１，４間に漏れ電流が流れるには、漏れ電流が絶縁部材３および支持体５（＝石英）を面内方向に流れる必要がある。したがって、２つの絶縁部材２，３および支持体５を介して基体１，４間に漏れ電流が流れるのを抑制できる。
【００７５】
このように、２つの基体１，４を種類の異なる２つの酸化物で結合することによって漏れ電流が基体１，４間に流れるのを抑制できる。その結果、検出対象物９を高感度に検出できる。また、検出素子１０の信頼性を向上できる。
【００７６】
また、検出素子１０の絶縁部材２は、基体１の材料であるシリコンを熱酸化して形成された熱酸化物からなるので、パーティクルが基体１と絶縁部材２との間に入るのを防止できる。
【００７７】
さらに、検出装置１００は、検出素子１０に流れる電流を測定して検出対象物９を検出または分析するので、通常のバイオセンサが備えている分子識別素子部を必要としない。したがって、検出装置１００を小型にできるとともに、検出装置１００を簡単に製造できる。
【００７８】
間隙部８の幅ｗ、高さｈおよび長さは、検出対象物９の大きさよりも大きく形成されているが、検出対象物９の大きさと同等に形成されている場合、高感度で検出対象物９を１個ずつ検出できる。
【００７９】
また、 間隙部８の長さが間隙部８の幅ｗおよび高さｈよりも長い場合、１個または複数の検出対象物９を高感度で検出できる。そして、検出された検出対象物の個数および間隙部８の大きさによって検出対象物９の濃度を求めることができる。
【００８０】
さらに、間隙部８の幅ｗが間隙部８の高さｈおよび長さよりも大きい場合、１個または複数の検出対象物９を高感度で検出できる。
【００８１】
さらに、間隙部８の幅ｗおよび長さが間隙部８の高さｈよりも大きい場合、１個または複数の検出対象物９を高感度で検出できる。
【００８２】
さらに、基体１，４の少なくとも一方の間隙部８側の表面積が基体１，４間の最短距離の二乗と同等以上である場合、１個または複数の検出対象物９を同時に検出できる。この場合、感度を高くするためには、基体１，４間の距離を検出対象物９よりも大きく、かつ、検出対象物９の大きさに近くすることが望ましい。
【００８３】
間隙部８の高さｈが１０ｎｍ程度よりも小さく形成されている場合、検出素子１０を容器内に設置し、容器内を超高真空度に真空排気したとき、基体１，４間に電圧を印加することによって、電子のトンネル効果によるトンネル電流が基体１，４間に流れる。検出対象物９が間隙部８に導入されたとき、トンネル抵抗が小さくなり、所定の電圧が基体１，４間に印加されると、検出対象物９が間隙部８に導入されていないときよりもトンネル電流が大きくなるので、検出対象物９を検出できる。
【００８４】
また、媒質のみが間隙部８に導入されたときも、トンネル電流が大きくなる。媒質中の検出対象物９を検出する際、媒質のみが間隙部８に存在するときと、検出対象物９が間隙部８に導入されたときとでトンネル電流の変化を測定することによって、間隙部８における検出対象物９の存在または通過を検出できる。この場合、媒質のトンネル電流は、検出対象物９のトンネル電流と大きく異なることが好ましい。
【００８５】
さらに、トンネル抵抗（またはトンネル電流）と電圧との関係を測定し、その測定したトンネル抵抗（またはトンネル電流）−電圧特性を記憶することにより、間隙部８中の検出対象物を分析または同定できる。
【００８６】
また、間隙部８の高さｈが１０μｍ〜１００μｍの範囲に設定されている場合、血球、花粉および粒子等を高感度に検出できる。
【００８７】
さらに、間隙部８の高さｈが１μｍ〜１０μｍの範囲に設定されている場合、大腸菌、バクテリアおよび粒子を高感度に検出できる。
【００８８】
さらに、間隙部８の高さｈが１００ｎｍ〜１μｍの範囲に設定されている場合、インフルエンザウィルスおよび粒子を高感度に検出できる。
【００８９】
さらに、間隙部８の高さｈが１０ｎｍ〜１００ｎｍの範囲に設定されている場合、たんぱく質、酵素および粒子を高感度に検出できる。
【００９０】
さらに、間隙部８の高さｈが１ｎｍ〜１０ｎｍの範囲に設定されている場合、デオキシリボ核酸（ＤＮＡ）、たんぱく質、脂肪酸分子およびフラーレン分子を高感度に検出できる。
【００９１】
さらに、間隙部８の高さｈが０．１ｎｍ〜１ｎｍの範囲に設定されている場合、水素分子、酸素分子、水分子、アルゴン原子、一酸化炭素分子およびビスフェノールＡを高感度に検出できる。この場合、複数の同じ物質の検出対象物９が間隙部８に導入されても、物質が異なると、基体１，４間に流れる電流と電圧との関係が異なるので、検出対象物９の物質を同定できる。しかし、複数の同じ物質の検出対象物９が間隙部８に導入された場合、間隙部８中における複数の検出対象物９の並び方によって、基体１，４間に流れる電流の大きさが変わるので、間隙部８の大きさは、検出対象物９が１個ずつしか導入されない大きさにすることが好ましい。すなわち、検出対象物９を高い信頼性で検出するためには、間隙部８の大きさを検出対象物９の大きさよりも大きいが、検出対象物９と同等に設定することが望ましい。間隙部８を通る最短距離が０．１ｎｍ〜１００μｍであることが好ましく、０．１ｎｍ〜１０μｍであることがより好ましく、０．１ｎｍ〜１μｍであることがより好ましく、０．１ｎｍ〜１００ｎｍであることがより好ましく、０．１ｎｍ〜１０ｎｍであることがより好ましく、０．１ｎｍ〜１ｎｍであることがより好ましい。
【００９２】
さらに、間隙部８の幅ｗおよび高さｈが間隙部８の長さ方向に沿って変化している場合、検出対象物９が孔（＝間隙部８の長さ方向））を通過するときの電流の変化が孔の形状によって変化する。したがって、検出対象物９が異なる形状の孔を通過した時に測定された電流の変化を比較することによって検出対象物９を分析できる。
【００９３】
上述したように、検出装置１００は、真空中で検出対象物９を検出または分析できる。したがって、検出装置１００は、真空度計測装置、真空用粒子計数装置、真空用粒子分析装置、ガス分圧計測装置およびガス分析装置のいずれかとして利用可能である。
【００９４】
また、検出装置１００は、気体媒質中で検出対象物９を検出または分析できる。したがって、検出装置１００は、ガス濃度計、気体用粒子計数装置、気体用粒子分析装置、ガス分圧計、およびガス分析装置として利用可能である。
【００９５】
更に、検出装置１００は、液体媒質中で検出対象物９を検出または分析できる。そして、容器内に液体媒質が流入したときの直流抵抗、コンダクタンスおよびキャパシタンスのいずれかを予め測定しておけば、間隙部８中における検出対象の液体の存在または通過を検出することができる。検出された液体の量によって、検出対象の液体濃度を求めることができる。また、直流抵抗、コンダクタンスおよびキャパシタンスのいずれかと電圧との関係を測定し、その測定した直流抵抗、コンダクタンスおよびキャパシタンスのいずれかと電圧との関係と、液体の名称との対応表を作成しておくことにより、間隙部８中の液体を分析または同定できる。検出装置１００により測定を行なう場合、必要に応じて検出対象の液体を希釈してもよい。
【００９６】
したがって、検出装置１００は、液濃度計、液分析装置として利用可能である。また、検出装置１００は、液体媒質容器内の粒子の検出または分析が可能であり、液体用粒子係数装置または液体用粒子分析装置として利用可能である。たとえば、検出装置１００は、血液、デオキシリボ核酸（ＤＮＡ）およびたんぱく質を計測分析するバイオセンサとして、または水中の環境汚染物質を計測分析するセンサとして利用可能である。
【００９７】
液体媒質または検出対象液体が間隙部８に流入するためには、間隙部８の大きさを大きくすることが好ましい。
【００９８】
一方、感度を高くするためには、間隙部８の高さｈを検出対象物の大きさと同等に近い大きさまで小さくすることが好ましい。したがって、間隙部８の高さは、液体媒質または検出対象液体が間隙部８に流入できる高さの範囲で高さｈが小さくなるように設定されることが好ましい。また、検出対象液体の凝固を防止するために、または物質表面や絶縁体表面に検出対象物が付着するのを抑制するために、必要に応じて間隙部８に面する物質表面または絶縁体表面を適当な無機物または有機物の不活性物質で被覆することが好ましい。このような無機物の不活性物質としては、アルミナおよびサファイアがあり、有機物の不活性物質としては、２−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン重合体、ポリジメチルシロキサンおよびポリエチレングリコールがある。さらに、直流電圧または交流電圧を基体１，４間に印加し、電気泳動法によって検出対象物を間隙部８に導入するようにしてもよい。さらに、液体媒質または検出対象液体が間隙部８に流入し易くするために、必要に応じて、間隙部８に面する物質表面または絶縁体表面を適当な親水性の無機物または有機物で被覆するようにしてもよい。このような無機物としては、シリコン酸化物および石英があり、有機物としては、ポリビニルアルコール、または酸素プラズマ処理によって形成されたポリジメチルシロキサンがある。
【００９９】
なお、基体１，４の各々は、一般的には、Ａｌ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｓｎ、Ｔａ、Ｗ、Ｉｒ、ＰｔおよびＡｕ等の金属またはこれらの合金、またはチタンシリサイド、ニッケルシリサイド、モリブデンシリサイド、タンタルシリサイド、およびタングステンシリサイド等の金属半導体化合物、または窒化チタン、窒化ジルコニウム、および窒化ハフニウム等の金属窒化物、またはグラファイト、アンチモンおよびビスマス等の半金属、または単結晶シリコン、多結晶シリコン、非晶質シリコン、ゲルマニウム、ガリウムヒ素、ガリウムアルミニウムヒ素、インジウムリン、およびインジウムアンチモン等の半導体、または酸化インジウム、酸化スズおよび酸化亜鉛等の透明導電物、またはポリアセチレンおよびテトラチアフルバレン−テトラシアノキノジメタン等の導電性有機物からなっていればよい。
【０１００】
また、絶縁部材２，３の各々は、一般的には、シリコン酸化物等の半導体酸化物、またはシリコン窒化物等の半導体窒化物、またはシリコンカーバイト等の半導体炭化物、アルミナ、サファイア、酸化チタン、酸化クロム、酸化ジルコニウム、および酸化タンタル等の金属酸化物、または窒化アルミニウム等の金属窒化物、または石英、ホウ珪酸等のガラス、雲母、フォトレジスト、ポリイミド、ポリテトラフロロエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルエーテルケトンおよびポリジメチルシロキサン等の電気絶縁性有機物からなっていればよい。すなわち、絶縁部材２，３の各々は、基体１の材料を含む絶縁物、アルミナ、サファイア、酸化チタン、酸化クロム、酸化ジルコニウム、および酸化タンタル等の金属酸化物、または窒化アルミニウム等の金属窒化物、または石英、ホウ珪酸等のガラス、雲母、フォトレジスト、ポリイミド、ポリテトラフロロエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルエーテルケトンおよびポリジメチルシロキサン等の電気絶縁性有機物からなっていればよい。
【０１０１】
検出素子１０において、好ましくは、基体４は、ｐ型の半導体からなり、基体１は、ｎ型の半導体からなる。また、検出素子１０において、好ましくは、基体４は、ｎ型の半導体からなり、基体１は、ｐ型の半導体からなる。つまり、検出素子１０において、好ましくは、基体１，４は、ｐ−ｎ接合を形成する半導体材料からなる。その結果、電気伝導性の検出対象物９が間隙部８に導入されると、検出対象物９中の電子がｐ−ｎ接合における電界によってｐ型半導体からｎ型半導体の方向へ移動し、検出対象物９中の正孔がｐ−ｎ接合における電界によってｎ型半導体からｐ型半導体の方向へ移動する。したがって、外部から直流電圧または交流電圧を検出素子１０に印加しなくても、検出対象物９が間隙部８に導入されたときの電流Ｉｍと検出対象物９が間隙部８に導入されないときの電流Ｉ０とに変化が生じ、検出対象物９を検出または分析できる。
【０１０２】
図９は、実施の形態１による他の検出素子の構成を示す斜視図である。実施の形態１による検出素子は、図９に示す検出素子１０Ａであってもよい。図９を参照して、検出素子１０Ａは、図１に示す検出素子１０の絶縁部材２を絶縁部材２５，２６および絶縁膜２７に代えたものであり、その他は、検出素子１０と同じである。
【０１０３】
絶縁部材２５，２６は、シリコンの熱酸化物からなり、基体１および絶縁部材３の両方に接して基体１と絶縁部材３との間に形成される。この場合、絶縁部材２５は、絶縁部材２６との距離が間隙部８の幅ｗになるように絶縁部材２６から離されて形成される。絶縁膜２７は、シリコンの熱酸化膜からなり、絶縁部材２５，２６間において基体１の間隙部８側の表面の全面に形成される。したがって、絶縁膜２７は、検出素子１０Ａの幅方向ＤＲ１の両端において絶縁部材２５，２６に接する。
【０１０４】
その結果、検出素子１０Ａにおいては、間隙部８は、絶縁部材３，２５，２６および絶縁膜２７によって形成される。
【０１０５】
絶縁部材２５，２６は、６００ｎｍの厚みを有し、絶縁膜２７は、２ｎｍの膜厚を有する。
【０１０６】
図１０は、図９に示す検出素子１０Ａの製造方法を説明するための一部の工程図である。検出素子１０Ａは、図４および図５に示す工程（ａ）〜（ｉ）の工程（ｄ）を図１０に示す工程（ｄ１），（ｄ２）に代えた工程（ａ）〜（ｃ），（ｄ１），（ｄ２），（ｅ）〜（ｉ）に従って製造される。
【０１０７】
上述した工程（ｃ）において、基体１の表面まで熱酸化膜２１をエッチングする（図１０の工程（ｄ１）参照）。そして、基体１の表面をドライ酸化して絶縁膜２７を基体１の表面に形成する（図１０の工程（ｄ２）参照）。この場合、ドライ酸化の条件は、酸素ガス中の基体１の熱酸化温度が９００℃であり、熱酸化時間が１分である。その後、上述した工程（ｅ）〜（ｉ）が順次実行され、検出素子１０Ａが製造される。
【０１０８】
検出素子１０Ａにおいても、基体１，４は、絶縁部材３，２５（または２６）および支持体５（＝石英）を介して結合されるので、基体１，４間における漏れ電流を抑制できる。その結果、検出対象物９を高感度に検出できる。
【０１０９】
なお、絶縁部材２５，２６および絶縁膜２７の各々は、一般的には、シリコン酸化物等の半導体酸化物、またはシリコン窒化物等の半導体窒化物、またはシリコンカーバイト等の半導体炭化物、アルミナ、サファイア、酸化チタン、酸化クロム、酸化ジルコニウム、および酸化タンタル等の金属酸化物、または窒化アルミニウム等の金属窒化物、または石英、ホウ珪酸等のガラス、雲母、フォトレジスト、ポリイミド、ポリテトラフロロエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルエーテルケトンおよびポリジメチルシロキサン等の電気絶縁性有機物からなっていればよい。すなわち、絶縁部材２５，２６および絶縁膜２７の各々は、基体１の材料であるシリコンを含む絶縁膜、アルミナ、サファイア、酸化チタン、酸化クロム、酸化ジルコニウム、および酸化タンタル等の金属酸化物、または窒化アルミニウム等の金属窒化物、または石英、ホウ珪酸等のガラス、雲母、フォトレジスト、ポリイミド、ポリテトラフロロエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルエーテルケトンおよびポリジメチルシロキサン等の電気絶縁性有機物からなっていればよい。
【０１１０】
また、検出素子１０，１０Ａにおいては、基体４は、幅方向ＤＲ１において、複数に分割されていてもよい。
【０１１１】
さらに、検出装置１００は、検出素子１０の代わりに検出素子１０Ａを備えていてもよい。
【０１１２】
上述したように、検出素子１０，１０Ａにおいて、間隙部８は、半導体酸化物、半導体窒化物、半導体炭化物、金属酸化物、金属窒化物、ガラス、および電気絶縁性有機物等の不活性膜または不動態膜からなる絶縁部材２，３（または絶縁部材３，２５，２６および絶縁膜２７）によって囲まれるため、検出対象物９が検出素子１０，１０Ａと反応し難く、検出対象物９の構造が壊れにくくなり、または検出対象物９が検出素子１０，１０Ａに付着し難くなる。その結果、検出素子１０，１０Ａの信頼性を高くできる。
【０１１３】
また、基体１に正の電圧を印加し、基体４に負の電圧を印加した場合、絶縁部材２，３（または絶縁部材３，２５，２６および絶縁膜２７）は、不活性膜であるため、検出対象物９と反応し難く、陰極のみで反応し易い検出対象物９を検出する際、検出素子１０，１０Ａの信頼性を高くできる。
【０１１４】
さらに、基体１に負の電圧を印加し、基体４に正の電圧を印加した場合、陽極のみで反応し易い検出対象物９を検出する際、検出素子１０，１０Ａの信頼性を高くできる。
【０１１５】
さらに、検出素子１０，１０Ａにおいては、絶縁膜（絶縁部材２の薄い部分、絶縁部材３および絶縁膜２７のいずれか）の厚みが、１０ｎｍよりも厚い厚みに形成されている場合、絶縁膜（絶縁部材２の薄い部分、絶縁部材３、および絶縁膜２７のいずれか）を流れる電流が小さいため、媒質および検出対象物９がキャパシタンスを測定するために十分な電気絶縁性を有していない場合、基体１と基体４との間のキャパシタンスを測定することにより検出対象物９を検出することができる。
【０１１６】
さらに、絶縁膜（絶縁部材２のうち、薄い部分、絶縁部材３、および絶縁膜２７のいずれか）の厚みが、０．２ｎｍ〜１０ｎｍに形成されている場合、電子のトンネル効果による電流が絶縁膜（絶縁部材２の薄い部分、絶縁部材３、および絶縁膜２７のいずれか）を流れるので、媒質または検出対象物９を介して基体１，４間に流れる電流を測定することにより、検出対象物９を検出または分析できる。
【０１１７】
さらに、基体１，４間に所定の電圧を印加した場合、基体１、絶縁膜（絶縁部材２の薄い部分または絶縁膜２７）、間隙部８中の電気伝導性の媒質、絶縁膜（絶縁部材３）および基体４の間を電子の共鳴トンネル効果による電流が流れるので、電気絶縁性の検出対象物９を検出できる。
【０１１８】
さらに、基体１，４間に所定の電圧を印加した場合、基体１、絶縁膜（絶縁部材２の薄い部分または絶縁膜２７）、間隙部８中の電気伝導性の検出対象物９、絶縁膜（絶縁部材３）および基体４の間を電子の共鳴トンネル効果による電流が流れるので、電気伝導性の検出対象物９を検出できる。
【０１１９】
絶縁膜（絶縁部材２の薄い部分、絶縁部材３、および絶縁膜２７のいずれか）の厚みが薄い程、絶縁膜（絶縁部材２の薄い部分、絶縁部材３、および絶縁膜２７のいずれか）を流れる電流が大きくなるので、絶縁膜（絶縁部材２の薄い部分、絶縁部材３、および絶縁膜２７のいずれか）の厚みは、０．２ｎｍ〜５ｎｍの範囲が好ましく、０．２ｎｍ〜１ｎｍの範囲がより好ましい。
【０１２０】
図１１は、この発明の実施の形態１による他の検出装置の概略図である。この発明による実施の形態１による検出装置は、図１１に示す検出装置１００Ａであってもよい。図１１を参照して、検出装置１００Ａは、図６に示す検出装置１００の電気配線２０、直流電源３０、交流電源４０、測定部５０および検出／分析部６０を検出／分析部６０Ａ、光源部９０および光検出部１１０に代えたものであり、その他は、検出装置１００と同じである。
【０１２１】
光源部９０は、検出素子１０の絶縁部材２を介して間隙部８に光を照射する。この場合、絶縁部材２は、上述したように絶縁材料からなるので、光源部９０からの光を透過する。
【０１２２】
光検出部１１０は、間隙部８に導入された検出対象物９が発する蛍光を受け、その受けた蛍光を電圧に変換して検出／分析部６０Ａへ出力する。
【０１２３】
検出／分析部６０Ａは、光検出部１１０からの電圧に基づいて、間隙部８における検出対象物９を検出または分析する。より具体的には、検出／分析部６０Ａは、検出対象物９が間隙部８に導入されていないときに光検出部１１０が検出する電圧Ｖ０と、検出対象物９が間隙部８に導入されているときに光検出部１１０が検出する電圧Ｖｍとを比較し、電圧Ｖｍが電圧Ｖ０よりも大きいことを検知して検出対象物９を検出する。
【０１２４】
また、検出／分析部６０Ａは、各検出対象物９の名称と、電圧Ｖｍとの対応表を保持しており、光検出部１１０から受けた電圧Ｖｍに対応する検出対象物９の名称を対応表を参照して抽出し、検出対象物９を分析する。
【０１２５】
なお、検出装置１００Ａにおいては、光源部９０は、複数の波長を有する光を間隙部８に照射するようにしてもよい。この場合、検出対象物９は、複数の波長のうち、自己に固有な波長を有する光に反応して蛍光を発する。したがって、検出対象物９に固有な波長を有する光によって検出対象物を検出できる。
【０１２６】
また、検出装置１００Ａにおいては、基体１，４の少なくとも一方を透明導電物によって構成するようにしてもよい。これによって、光源部９０から出射された光を容易に間隙部８に導入できる。
【０１２７】
さらに、検出装置１００Ａは、検出素子１０に代えて検出素子１０Ａ（図９参照）を備えていてもよい。
【０１２８】
図１２は、この発明の実施の形態１によるさらに他の検出装置の概略図である。この発明の実施の形態１による検出装置は、図１２に示す検出装置１００Ｂであってもよい。図１２を参照して、検出装置１００Ｂは、図６に示す検出装置１００の検出／分析部６０を検出／分析部６０Ｂに代え、光源部９０および光検出部１１０を追加したものであり、その他は、検出装置１００と同じである。
【０１２９】
光源部９０および光検出部１１０については、上述したとおりである。検出／分析部６０Ｂは、測定部５０から受けた電流に基づいて、検出／分析部６０と同じ方法によって検出対象物９を検出または分析し、光検出部１１０から受けた電圧に基づいて、検出／分析部６０Ａと同じ方法によって検出対象物９を検出または分析する。
【０１３０】
なお、検出装置１００Ｂにおいては、検出素子１０を検出素子１０Ａ（図９参照）に代えてもよい。
【０１３１】
図１３は、この発明の実施の形態１によるさらに他の検出装置の概略図である。この発明の実施の形態による検出装置は、図１３に示す検出装置１００Ｃであってもよい。図１３を参照して、検出装置１００Ｃは、図６に示す検出装置１００の検出素子１０を検出装置１８に代え、装着部１２０を追加したものであり、その他は、検出装置１００と同じである。
【０１３２】
図１４は、図１３に示す検出素子１８の構成を示す概略図である。図１４を参照して、検出素子１８は、図１に示す検出素子１０に装着検出部１３０を追加したものであり、その他は、検出素子１０と同じである。
【０１３３】
装着検出部１３０は、検出素子１０の支持体５の裏面５Ｃに配置される。そして、装着検出部１３０は、検出素子１８が図１３に示す装着部１２０に装着されると、検出素子１８が装着部１２０に装着されたことを示すマークが付く。
【０１３４】
再び、図１３を参照して、装着部１２０は、導電部材１２１，１２３と、絶縁部材１２２とからなる。絶縁部材１２２は、検出素子１０の高さＨに略等しい幅および検出素子１０の長さＬに略等しい長さを有する。
【０１３５】
導電部材１２１は、その一方端が絶縁部材１２２の一方の端面に当接し、導電部材１２３は、絶縁部材１２２の他方の端面に当接する。その結果、導電部材１２１は、導電部材１２３に対向する。また、線Ｂ−Ｂ間における装着部１２０の断面形状は、略コの字形状からなる。
【０１３６】
電気配線２０は、装着部１２０の導電部材１２１，１２３に接続される。
【０１３７】
そして、検出素子１８が装着部１２０に装着されると、導電部材１２１は、電極６に接触し、導電部材１２３は、電極７に接触する。
【０１３８】
検出素子１８は、新たに製造された検出素子１０に装着検出部１３０を追加したものに限らず、一旦、装着部１２０に装着され、検出対象物９の検出または分析に用いられた後、装着部１２０から外され、間隙部８を洗浄した検出素子からなる。この場合、検出素子１８が装着部１２０に、一旦、装着されたものであるかどうかは、装着検出部１３０にマークが付いているか否かによって判定される。このように、検出装置１００Ｃに用いられる検出素子１８は、新品の検出素子、または、一旦、使用された検出素子からなる。
【０１３９】
なお、検出素子１８は、検出素子１０Ａ（図９参照）に装着検出部１３０を追加した検出素子であってもよい。
【０１４０】
実施の形態１においては、絶縁部材２，３および支持体５は、「電流抑制部材」を構成する。
【０１４１】
また、絶縁部材３，２５，２６および支持体５は、「電流抑制部材」を構成する。
【０１４２】
［実施の形態２］
図１５は、実施の形態２による検出素子の構成を示す斜視図である。図１５を参照して、実施の形態２による検出素子１１は、図１に示す検出素子１０の絶縁部材３を絶縁部材３１に代えたものであり、その他は、検出素子１０と同じである。
【０１４３】
絶縁部材３１は、ＳＯＧを用いたＳｉＯ２からなり、絶縁部材２の２つの凸部間に２つの凸部に接するように形成される。その結果、検出素子１１においては、絶縁部材２は、基体１および支持体５の両方に接するように基体１と支持体５との間に配置される。そして、間隙部８は、絶縁部材２，３１によって形成される。
【０１４４】
なお、絶縁部材２および支持体５は、クランプによって接着される。
【０１４５】
検出素子１１においては、基体１，４は、絶縁部材２および支持体５（＝石英）を介して相互に結合されるので、シリコンの熱酸化物からなる絶縁部材２にピンホールが発生しても、その発生したピンホールを介して流れる電流が支持体５（＝石英）を面内方向に流れて基体４に到達することは、考え難いので、漏れ電流が基体１，４間に流れるのを抑制できる。その結果、検出素子１１を用いて検出対象物９を高感度に検出できる。
【０１４６】
検出素子１１は、図４および図５に示す工程（ａ）〜（ｉ）に従って製造される。そして、工程（ｇ）において、ＳＯＧを用いたＳｉＯ２からなる絶縁部材３１は、支持体５（＝石英）上にスピンコートにより塗布され、ベークされた後、絶縁部材２の２つの凸部間に入る寸法にパターンニングされることにより形成される。
【０１４７】
なお、検出素子１１においては、絶縁部材３１は、基体４の表面全体を覆っていればよく、間隙部８の幅ｗ全体にわたって形成されていなくてもよい。
【０１４８】
また、絶縁部材３１は、一般的には、シリコン酸化物等の半導体酸化物、またはシリコン窒化物等の半導体窒化物、またはシリコンカーバイト等の半導体炭化物、アルミナ、サファイア、酸化チタン、酸化クロム、酸化ジルコニウム、および酸化タンタル等の金属酸化物、または窒化アルミニウム等の金属窒化物、または石英、ホウ珪酸等のガラス、雲母、フォトレジスト、ポリイミド、ポリテトラフロロエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルエーテルケトンおよびポリジメチルシロキサン等の電気絶縁性有機物からなっていればよい。すなわち、絶縁部材３１は、基体４の材料を含む絶縁物、アルミナ、サファイア、酸化チタン、酸化クロム、酸化ジルコニウム、および酸化タンタル等の金属酸化物、または窒化アルミニウム等の金属窒化物、または石英、ホウ珪酸等のガラス、雲母、フォトレジスト、ポリイミド、ポリテトラフロロエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルエーテルケトンおよびポリジメチルシロキサン等の電気絶縁性有機物からなっていればよい。
【０１４９】
さらに、検出素子１１は、図９に示す検出素子１０Ａの絶縁部材３を絶縁部材３１に代えたものであってもよい。
【０１５０】
実施の形態２による検出装置は、図６に示す検出装置１００、図１１に示す検出装置１００Ａ、図１２に示す検出装置１００Ｂ、および図１３に示す検出装置１００Ｃにおいて検出素子１０を検出素子１１に代えた検出装置からなる。
【０１５１】
なお、実施の形態２においては、絶縁部材２，３１および支持体５は、「電流抑制部材」を構成する。
【０１５２】
その他は、実施の形態１と同じである。
【０１５３】
［実施の形態３］
図１６は、実施の形態３による検出素子の構成を示す斜視図である。図１６を参照して、実施の形態３による検出素子１２は、図１に示す検出素子１０の絶縁部材３を削除したものであり、その他は、検出素子１０と同じである。
【０１５４】
検出素子１２においては、間隙部８は、絶縁部材２、基体４および支持体５によって形成される。そして、基体１，４は、絶縁部材２および支持体５（＝石英）を介して結合される。その結果、基体１，４間に流れる漏れ電流を抑制でき、検出対象物９を高感度に検出できる。
【０１５５】
検出素子１２は、図４および図５に示す工程（ａ）〜工程（ｉ）から工程（ｇ）を削除した工程（ａ）〜（ｆ），（ｈ），（ｉ）に従って製造される。
【０１５６】
また、実施の形態３による検出装置は、図６に示す検出装置１００、図１１に示す検出装置１００Ａ、図１２に示す検出装置１００Ｂ、および図１３に示す検出装置１００Ｃにおいて検出素子１０を検出素子１２に代えた検出装置からなる。
【０１５７】
なお、実施の形態３においては、絶縁部材２および支持体５は、「電流抑制部材」を構成する。
【０１５８】
その他、実施の形態１と同じである。
【０１５９】
［実施の形態４］
図１７は、実施の形態４による検出素子の構成を示す斜視図である。図１７を参照して、実施の形態４による検出素子１３は、図１に示す検出素子１０の基体１、絶縁部材２および電極６を支持体３２、絶縁部材３３，３４、基体３５および電極３６に代えたものであり、その他は、検出素子１０と同じである。
【０１６０】
支持体３２は、たとえば、石英からなる。絶縁部材３３，３４の各々は、図１に示す絶縁部材２と同じ材料からなり、支持体５，３２の両方に接して支持体５，３２間に配置される。この場合、絶縁部材３３は、絶縁部材３４から離れて配置される。
【０１６１】
基体３５は、図１に示す基体１と同じ材料からなり、支持体３２（＝石英）の支持体５側の一主面に形成される。電極３６は、たとえば、Ａｌからなり、支持体３２の端面および支持体３２の基体３５が形成された面と反対面に形成され、基体３５に接続される。
【０１６２】
その結果、検出素子１３においては、間隙部８は、支持体５，３２、基体４，３５および絶縁部材３３，３４によって形成される。
【０１６３】
図１８は、図１７に示すＡ方向から見た検出素子１３の平面図である。図１８を参照して、絶縁部材３３は、間隙部８の幅ｗに等しい距離だけ絶縁部材３４から離れた位置に配置される。そして、絶縁部材３３，３４の各々は、間隙部８の高さｈに等しい厚みを有する。また、基体３５は、５０ｎｍの厚みを有する。
【０１６４】
基体４と絶縁部材３３，３４との間隔ｄ１は、１ｍｍに設定され、基体３５と絶縁部材３３，３４との間隔ｄ２は、１ｍｍに設定される。
【０１６５】
検出素子１３は、電極７，３６を介して基体４，３５間に流れる電流を検出して検出対象物９を検出または分析する。そして、検出素子１３においては、２つの基体４，３５は、支持体５（＝石英）、絶縁部材３３，３４および支持体３２（＝石英）を介して結合されるため、基体４，３５間に流れる漏れ電流を抑制でき、検出対象物９を高感度に検出できる。
【０１６６】
図１９は、図１７に示す検出素子１３の製造方法の一部を示す工程図である。図１９を参照して、検出素子１３の製造が開始されると、支持体３２（＝石英）の表面が洗浄され（図１９の工程（ａ１）参照）、シラン（ＳｉＨ４）ガスおよび酸素（Ｏ２）ガスを原料ガスとするプラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｕｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）によってシリコン酸化膜（ＳｉＯ２）３７を支持体３２（＝石英）の一主面に堆積し（図１９の工程（ｂ１）参照）、その堆積したシリコン酸化膜（ＳｉＯ２）３７の表面にレジストを塗布し、フォトリソグラフィを用いてレジストをパターンニングし、マスク用のレジスト３８をシリコン酸化膜（ＳｉＯ２）３７の表面に形成する（図１９の工程（ｃ１）参照）。
【０１６７】
そうすると、レジスト３８をマスクとしてシリコン酸化膜（ＳｉＯ２）３７をエッチングし、その後、レジスト３８を除去する。これによって、絶縁部材３３，３４が基体３２の一主面上に形成される（図１９の工程（ｄ３）参照）。
【０１６８】
そして、ＳｉＨ４ガスを用いたプラズマＣＶＤによりＳｉからなる基体３５を支持体３２の一主面に形成し、その後、Ａｌからなる電極３６を蒸着によって支持体３２の裏面（基体３５が形成された面と反対面）および側面に形成する（図１９の（ｅ１）参照）。
【０１６９】
そして、図５に示す工程（ｆ）〜工程（ｉ）を順次実行し、検出素子１３が完成する。
【０１７０】
なお、実施の形態４による検出装置は、図６に示す検出装置１００、図１１に示す検出装置１００Ａ、図１２に示す検出装置１００Ｂ、および図１３に示す検出装置１００Ｃにおいて検出素子１０を検出素子１３に代えた検出装置からなる。
【０１７１】
なお、実施の形態４においては、支持体５，３２および絶縁部材３３，３４は、「電流抑制部材」を構成する。
【０１７２】
その他、実施の形態１と同じである。
【０１７３】
［実施の形態５］
図２０は、実施の形態５による検出素子の構成を示す斜視図である。図２０を参照して、実施の形態５による検出素子１４は、図１に示す検出素子１０の絶縁部材２を絶縁部材３９に代えたものであり、その他は、検出素子１０と同じである。
【０１７４】
絶縁部材３９は、シリコンの熱酸化物からなり、基体１および絶縁部材３の両方に接し、基体１と絶縁部材３との間に配置される。そして、絶縁部材３９は、薄膜部３９１と、厚膜部３９２とからなり、薄膜部３９１は、２ｎｍの厚みを有し、厚膜部３９２は、６００ｎｍの厚みを有する。
【０１７５】
検出素子１４においては、絶縁部材３は、検出素子１４の幅方向ＤＲ１の一部において絶縁部材３９に接する。すなわち、絶縁部材３は、絶縁部材３９の厚膜部３９２のみに接する。その結果、絶縁部材３，３９によって形成される間隙部８Ａは、幅方向ＤＲ１における一方端が開口状態になっている。したがって、検出対象物９を間隙部８Ａに入り易くできる。
【０１７６】
また、検出素子１４においては、基体４は、絶縁部材３９の薄膜部３９１に対向する位置に配置される。
【０１７７】
図２１は、図２０に示すＡ方向から見た検出素子１４の平面図である。図２１を参照して、間隙部８Ａは、幅ｗおよび高さｈを有する。したがって、絶縁部材３９の薄膜部３９１は、幅ｗを有し、厚膜部３９２は、幅Ｗ−ｗを有する。
【０１７８】
図２２は、図２０に示す検出素子１４の製造方法の一部を示す工程図である。検出素子１４は、図４および図５に示す工程（ａ）〜（ｉ）の工程（ｃ），（ｄ）を図２２に示す工程（ｃ２），（ｄ４）に代えた工程（ａ），（ｂ），（ｃ２），（ｄ４），（ｅ）〜（ｉ）に従って製造される。
【０１７９】
上述した工程（ｂ）の後、熱酸化膜２１の上にレジストを塗布し、フォトリソグラフィによりレジストをパターンニングして熱酸化膜２１の表面にマスク用のレジスト４１を形成する（図２２の工程（ｃ２）参照）。そして、レジスト４１をマスクとして熱酸化膜２１をエッチングし、絶縁部材３９を形成する（図２２の工程（ｄ４）参照）。その後、上述した工程（ｅ）〜（ｉ）が順次実行され、検出素子１４が製造される。
【０１８０】
検出素子１４においても、基体１，４は、絶縁部材３，３９および支持体５（＝石英）を介して結合されるので、基体１，４間における漏れ電流を抑制できる。その結果、検出対象物９を高感度に検出できる。
【０１８１】
なお、絶縁部材３９は、一般的には、シリコン酸化物等の半導体酸化物、またはシリコン窒化物等の半導体窒化物、またはシリコンカーバイト等の半導体炭化物、アルミナ、サファイア、酸化チタン、酸化クロム、酸化ジルコニウム、および酸化タンタル等の金属酸化物、または窒化アルミニウム等の金属窒化物、または石英、ホウ珪酸等のガラス、雲母、フォトレジスト、ポリイミド、ポリテトラフロロエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルエーテルケトンおよびポリジメチルシロキサン等の電気絶縁性有機物からなっていればよい。すなわち、絶縁部材３９は、基体１の材料を含む絶縁物、アルミナ、サファイア、酸化チタン、酸化クロム、酸化ジルコニウム、および酸化タンタル等の金属酸化物、または窒化アルミニウム等の金属窒化物、または石英、ホウ珪酸等のガラス、雲母、フォトレジスト、ポリイミド、ポリテトラフロロエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルエーテルケトンおよびポリジメチルシロキサン等の電気絶縁性有機物からなっていればよい。
【０１８２】
上述したように、検出素子１４は、幅方向ＤＲ１の一方端が開口状態になっている間隙部８Ａを備えるので、検出対象物９を間隙部８Ａに入り易くできる。
【０１８３】
また、液体媒質中の検出対象物９を検出する際には、絶縁部材３９のうち、厚膜部３９２を液体に浸漬せずに薄膜部３９１だけを液体に浸漬すればよいので、間隙部８Ａに面する絶縁部材３，３９の表面に沿って流れる漏れ電流を小さくできる。その結果、検出対象物を高感度で検出できる。
【０１８４】
なお、検出素子１４においては、基体１，４間の距離が絶縁部材３９の厚膜部３９２側で最も短く、かつ、厚膜部３９２から離れるに従って階段的に長くなるように、基体１，４の表面が階段状に形成されていてもよい。この場合、検出対象物９の大きさに近い表面間距離の領域で電流が流れ、検出対象物９を検出できる。このような構造では、各領域の表面間の距離によって高い感度で検出できる検出対象物の大きさの範囲を設定できるので、検出素子１４を用いれば、所定の範囲の大きさを有する検出対象物を検出できる。
【０１８５】
また、検出素子１４においては、基体１，４間の距離が絶縁部材３９の厚膜部３９２から離れるに従って階段的に長くなるように、基体１および基体４のいずれか一方の厚みが階段状に薄く形成されていればよく、基体１および基体４の他方の厚みは、一定であってもよい。
【０１８６】
さらに、実施の形態５による検出装置は、図６に示す検出装置１００、図１１に示す検出装置１００Ａ、図１２に示す検出装置１００Ｂ、および図１３に示す検出装置１００Ｃにおいて検出素子１０を検出素子１４に代えた検出装置からなる。
【０１８７】
なお、実施の形態５においては、絶縁部材３，３９および支持体５は、「電流抑制部材」を構成する。
【０１８８】
その他、実施の形態１と同じである。
【０１８９】
［実施の形態６］
図２３は、実施の形態６による検出素子の構成を示す斜視図である。図２３を参照して、実施の形態６による検出素子１５は、支持体４２，４６と、基体４３，４７と、絶縁部材４４，４５と、電極４８，４９とを備える。
【０１９０】
支持体４２は、たとえば、石英からなる。基体４３は、基体１，４と同じ材料からなり、支持体４２中に埋め込まれる。絶縁部材４４，４５の各々は、絶縁部材２と同じ材料からなる。そして、絶縁部材４４，４５は、支持体４２，４６の両方に接し、支持体４２と支持体４６との間に形成される。
【０１９１】
支持体４６は、たとえば、石英からなる。基体４７は、基体１，４と同じ材料からなり、基体４３に対向するように支持体４６中に埋め込まれる。電極４８は、たとえば、Ａｌからなり、基体４３に接続されるように支持体４２の表面に形成される。電極４９は、たとえば、Ａｌからなり、基体４７に接続されるように支持体４６の表面に形成される。
【０１９２】
検出素子１５においては、間隙部８Ｂは、支持体４２、基体４３、絶縁部材４４，４５、支持体４６および基体４７によって形成される。
【０１９３】
支持体４２，４６および基体４３，４７の各々は、５００μｍの厚みを有し、絶縁部材４４，４５の各々は、６００ｎｍの厚みを有し、電極４８，４９の各々は、１００ｎｍの厚みを有する。
【０１９４】
図２４は、図２３に示すＡ方向から見た検出素子１５の平面図である。図２４を参照して、検出素子１５は、検出素子１０と同じ幅Ｗおよび１ｍｍの高さＨを有し、間隙部８Ｂは、幅ｗおよび高さｈを有する。
【０１９５】
基体４３，４７の各々は、５ｍｍの幅ｗ１を有し、それぞれ、支持体４２，４６の幅方向の中央部に配置される。その結果、基体４３，４７は、間隙部８Ｂの幅方向の中央部に相互に対向するように配置され、基体４３，４７と絶縁部材４４，４５との間隔ｄ４は、１ｍｍに設定される。
【０１９６】
また、電極４８，４９は、６ｍｍの幅ｗ２を有し、それぞれ、支持体４２，４６の幅方向の中央部に面して配置される。その結果、電極４８，４９は、それぞれ、基本４３，４７に接続される。
【０１９７】
検出素子１５においては、２つの基体４３，４７は、支持体４２（＝石英）、絶縁部材４４（または絶縁部材４５）および支持体４６（＝石英）を介して結合されるので、基体４３，４７間に流れる漏れ電流を抑制できる。その結果、検出対象物９を高感度に検出できる。
【０１９８】
なお、検出素子１５においては、基体４３，４７の少なくとも一方の間隙部８Ｂに面する表面を基体４３，４７の材料を含む絶縁膜（たとえば、シリコン酸化物等の半導体酸化物、またはシリコン窒化物等の半導体窒化物、またはシリコンカーバイト等の半導体炭化物）、アルミナ、サファイア、酸化チタン、酸化クロム、酸化ジルコニウム、および酸化タンタル等の金属酸化物、または窒化アルミニウム等の金属窒化物、または石英、ホウ珪酸等のガラス、雲母、フォトレジスト、ポリイミド、ポリテトラフロロエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルエーテルケトンおよびポリジメチルシロキサン等の電気絶縁性有機物からなる絶縁膜で覆うようにしてもよい。これによって、実施の形態１において説明した効果と同じ効果が得られる。
【０１９９】
また、実施の形態６による検出装置は、図６に示す検出装置１００、図１１に示す検出装置１００Ａ、図１２に示す検出装置１００Ｂ、および図１３に示す検出装置１００Ｃにおいて検出素子１０を検出素子１５に代えた検出装置からなる。
【０２００】
なお、実施の形態６においては、支持体４２，４６および絶縁部材４４，４５は、「電流抑制部材」を構成する。
【０２０１】
その他は、実施の形態１と同じである。
【０２０２】
［実施の形態７］
図２５は、実施の形態７による検出素子の構成を示す斜視図である。図２５を参照して、実施の形態７による検出素子１６は、図１に示す検出素子１０の絶縁部材２，３をそれぞれ絶縁部材５１，５２に代え、基体４を基体５３，５４に代え、電極７を電極５５，５６に代えたものであり、その他は、検出素子１０と同じである。
【０２０３】
絶縁部材５１は、ｎ−Ｓｉの熱ＳｉＯ２からなり、基体１の一主面に形成される。絶縁部材５２は、ＳＯＧを用いたＳｉＯ２からなり、絶縁部材５１と支持体５との間に絶縁部材５１および支持体５に接して形成される。その結果、検出素子１６は、２つの絶縁部材５１，５２によって囲まれた間隙部８Ｃを有する。
【０２０４】
基体５３，５４の各々は、たとえば、Ａｌからなり、絶縁部材５２および支持体５に接するように支持体５の絶縁部材５２側の表面５Ａに形成される。この場合、基体５４は、幅方向ＤＲ１において基体５３から離されて形成される。そして、基体５３，５４の各々は、５０ｎｍの厚みを有する。
【０２０５】
電極５５，５６の各々は、たとえば、Ａｌからなり、略コの字形状の断面形状を有する。そして、電極５５，５６は、それぞれ、基体５３，５４に接続される。この場合、電極５５は、支持体５の一部を挟み込むように支持体５の表面５Ａ、側面５Ｄおよび裏面５Ｃに形成される。また、電極５６は、支持体５の一部を挟み込むように支持体５の表面５Ａ、側面５Ｂおよび裏面５Ｃに形成される。そして、電極５５，５６の各々は、１００ｎｍの厚みを有する。
【０２０６】
図２６は、図２５に示すＡ方向から見た２つの絶縁部材５１，５２および２つの基体５３，５４の平面図である。図２６を参照して、絶縁部材５１は、柱状部５１１，５１４と、薄膜部５１２と、厚膜部５１３とを含む。また、絶縁部材５２は、薄膜部５２１，５２３と、厚膜部５２２とを含む。
【０２０７】
絶縁部材５１の柱状部５１１は、絶縁部材５２の薄膜部５２１に接し、絶縁部材５１の柱状部５１４は、絶縁部材５２の厚膜部５２２および薄膜部５２３に接する。絶縁部材５１の薄膜部５１２は、絶縁部材５２の薄膜部５２１に対向し、絶縁部材５１の厚膜部５１３は、絶縁部材５２の厚膜部５２２に対向する。
【０２０８】
その結果、間隙部８Ｃは、２つの間隙部８１Ｃ，８２Ｃからなる。そして、間隙部８１Ｃは、絶縁部材５１の柱状部５１１および薄膜部５１２と、絶縁部材５２の薄膜部５２１とによって囲まれる。また、間隙部８２Ｃは、絶縁部材５１の厚膜部５１３および柱状部５１４と、絶縁部材５２の厚膜部５２２とによって囲まれる。
【０２０９】
絶縁部材５１の柱状部５１１，５１４は、６００ｎｍの厚みを有し、薄膜部５１２は、２ｎｍの厚みを有し、厚膜部５１３は、２０ｎｍの厚みを有する。また、絶縁部材５２の薄膜部５２１，５２３は、２ｎｍの厚みを有し、厚膜部５２２は、２０ｎｍの厚みを有する。
【０２１０】
基体５３は、絶縁部材５２の薄膜部５２１を介して間隙部８１Ｃに対向するように配置され、基体５４は、絶縁部材５２の厚膜部５２２を介して間隙部８２Ｃに対向するように配置される。
【０２１１】
図２７は、図２５に示すＡ方向から見た検出素子１６の平面図である。図２７を参照して、間隙部８１Ｃは、幅ｗ１および高さｈを有し、間隙部８２Ｃは、幅ｗ１および高さｈ１を有する。幅ｗ１は、３．５ｍｍ（＝ｗ／２）に設定され、高さｈ１は、５６２ｎｍに設定される。
【０２１２】
絶縁部材５１の薄膜部５１２、絶縁部材５１の厚膜部５１３および絶縁部材５２の厚膜部５２２は、幅ｗ１を有する。
【０２１３】
基体５３，５４の各々は、３．３ｍｍの幅ｗ２を有する。その結果、基体５３，５４間の間隔は、０．４ｍｍに設定される。
【０２１４】
なお、この発明においては、絶縁部材５１の薄膜部５１２は、絶縁部材５１の厚膜部５１３および絶縁部材５２の厚膜部５２２と異なる幅を有するようにしてもよい。
【０２１５】
図２８は、図２５に示す検出素子１６における検出対象物の検出方法を説明するための断面図である。図２８を参照して、絶縁部材５１の薄膜部５１２および絶縁部材５２の薄膜部５２１は、２ｎｍの厚みを有するため、検出対象物９が間隙部８１Ｃに存在する場合、トンネル電流が薄膜部５１２を介して基体１と間隙部８１Ｃとの間に流れるとともに、薄膜部５２１を介して基体５３と間隙部８１Ｃとの間に流れる。
【０２１６】
したがって、電極６，５５間に直流電圧を印加したときに、電極６−基体１−薄膜部５１２−間隙部８１Ｃ−薄膜部５２１−基体５３−電極５５からなる経路を流れる電流を測定することによって、間隙部８１Ｃに存在する検出対象物９を検出または分析できる。より詳細には、間隙部８１Ｃの媒質が電気的に絶縁性であり、かつ、検出対象物９が電気的に導電性である場合、薄膜部５１２，５２１をトンネルしたトンネル電流は、間隙部８１Ｃに存在する複数の検出対象物９を介して間隙部８１Ｃを流れる。また、間隙部８１Ｃの媒質が電気的に導電性であり、かつ、検出対象物９が電気的に絶縁性である場合、薄膜部５１２，５２１をトンネルしたトンネル電流は、間隙部８１Ｃの媒質を介して間隙部８１Ｃを流れる。
【０２１７】
また、絶縁部材５１の厚膜部５１３および絶縁部材５２の厚膜部５２２は、２０ｎｍの厚みを有するため、基体１と間隙部８２Ｃとの間および基体５４と間隙部８２Ｃとの間には、トンネル電流が流れない。また、基体５４（Ａｌ）、厚膜部５２２、間隙部８２Ｃ、厚膜部５１３および基体１（ｎ−Ｓｉ）は、ＭＯＳ構造を構成する。
【０２１８】
したがって、電極６，５６間に電圧を印加したときのＣ−Ｖ特性を測定することによって、間隙部８２Ｃに存在する検出対象物９を検出または分析できる。
【０２１９】
そして、電極６−電極５５間に流れる電流を測定することによって間隙部８１Ｃに存在する検出対象物９を検出または分析する方法は、検出対象物９の抵抗率を測定することによって検出対象物９を検出または分析する方法である。
【０２２０】
また、Ｃ−Ｖ特性を測定することによって間隙部８２Ｃに存在する検出対象物９を検出または分析する方法は、検出対象物９の誘電率を測定することによって検出対象物９を検出または分析する方法である。
【０２２１】
したがって、検出素子１６は、検出対象物９の抵抗率を利用して検出対象物９を検出または分析する検出部と、検出対象物９の誘電率を利用して検出対象物９を検出または分析する検出部とを兼ね備えた検出素子である。
【０２２２】
そして、検出素子１６においては、基体５３，５４は、絶縁部材５２および支持体５（石英）を介して連結されるため、絶縁部材５１，５２および支持体５を介して基体１，５３間および基体１，５４間に流れる漏れ電流が抑制される。
【０２２３】
したがって、検出素子１６を用いることによって、検出対象物９を高感度に検出または分析できる。
【０２２４】
図２９および図３０は、それぞれ、図２５に示す検出素子１６の製造方法を示す第１および第２の工程図である。図２９を参照して、検出素子１６の製造が開始されると、上述した図４に示す工程（ａ），（ｂ）に従って、熱酸化膜２１が基体１の一主面上に形成される（図２９の工程（ａ），（ｂ）参照）。
【０２２５】
そして、熱酸化膜２１の表面にレジストを塗布し、フォトリソグラフィを用いてレジストをパターンニングし、マスク用のレジスト５７を熱酸化膜２１の表面に形成する（図２９の工程（ｃ３）参照）。
【０２２６】
そうすると、レジスト５７をマスクとして熱酸化膜２１をエッチングし、その後、レジスト５７を除去する。これによって、熱酸化膜２１Ａが基体１の一主面上に形成される（図２９の工程（ｄ５）参照）。
【０２２７】
引き続いて、熱酸化膜２１Ａの表面にレジストを塗布し、フォトリソグラフィを用いてレジストをパターンニングし、マスク用のレジスト５８を熱酸化膜２１Ａの表面に形成する（図２９の工程（ｅ２）参照）。
【０２２８】
そして、レジスト５８をマスクとして熱酸化膜２１Ａをエッチングし、その後、レジスト５８を除去する。これによって、絶縁部材５１が基体１の一主面上に形成される。
【０２２９】
その後、Ａｌからなる電極６が蒸着によって基体１の裏面（絶縁部材５１が形成された面と反対面）に形成される（図２９の工程（ｆ１）参照）。
【０２３０】
引き続いて、図３０を参照して、石英からなる支持体５の表面にＡｌを蒸着し、その蒸着したＡｌをパターンニングして基体５３，５４と、電極５５，５６の一部とを支持体５の一主面に形成する（図３０の工程（ｇ１）参照）。
【０２３１】
その後、ＳＯＧを用いて基体５３，５４と電極５５，５６の一部とを覆うように支持体５の一主面上にＳｉＯ２からなる酸化膜５９を形成する（図３０の工程（ｈ１）参照）。
【０２３２】
そして、酸化膜５９の表面にレジストを塗布し、フォトリソグラフィを用いてレジストをパターンニングし、マスク用のレジスト６１を酸化膜５９の表面に形成する（図３０の工程（ｉ１）参照）。
【０２３３】
そして、レジスト６１をマスクとして酸化膜５９をエッチングし、その後、レジスト６１を除去する。これによって、絶縁部材５２が支持体５の一主面上に形成される（図３０の工程（ｊ）参照）。
【０２３４】
そうすると、図２９に示す工程（ｆ１）で作製された絶縁部材５１に絶縁部材５２が接するように、支持体５を基体１上に配置し、窒素雰囲気中で室温、１００℃、２００℃および４００℃のいずれかの温度で３０分間、熱処理して絶縁部材５２を絶縁部材５１に接着させる（図３０の工程（ｋ）参照）。これによって、間隙部８Ｃ（８１Ｃ，８２Ｃ）が形成されるとともに、基体１と基体５３，５４との間の距離が絶縁部材５１の厚みによって決定される。
【０２３５】
なお、絶縁部材５１は、シリコンの熱酸化膜からなり、絶縁部材５２は、ＳＯＧを用いて形成した酸化膜からなるので、窒素雰囲気中における熱処理によって絶縁部材５２は、絶縁部材５１と容易に接着する。
【０２３６】
その後、電極５５，５６の残りの部分を蒸着によって支持体５に形成し、検出素子１６が完成する（図３０の工程（ｌ）参照）。
【０２３７】
なお、絶縁部材５１，５２の各々は、一般的には、シリコン酸化物等の半導体酸化物、またはシリコン窒化物等の半導体窒化物、またはシリコンカーバイト等の半導体炭化物、アルミナ、サファイア、酸化チタン、酸化クロム、酸化ジルコニウム、および酸化タンタル等の金属酸化物、または窒化アルミニウム等の金属窒化物、または石英、ホウ珪酸等のガラス、雲母、フォトレジスト、ポリイミド、ポリテトラフロロエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルエーテルケトンおよびポリジメチルシロキサン等の電気絶縁性有機物からなっていればよい。すなわち、絶縁部材５１，５２の各々は、基体１の材料を含む絶縁物、アルミナ、サファイア、酸化チタン、酸化クロム、酸化ジルコニウム、および酸化タンタル等の金属酸化物、または窒化アルミニウム等の金属窒化物、または石英、ホウ珪酸等のガラス、雲母、フォトレジスト、ポリイミド、ポリテトラフロロエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルエーテルケトンおよびポリジメチルシロキサン等の電気絶縁性有機物からなっていればよい。
【０２３８】
図３１は、実施の形態７による検出装置の概略図である。図３１を参照して、実施の形態７による検出装置１００Ｄは、検出素子１６と、配線２０，７０と、直流電源３０と、交流電源４０と、測定部５０と、検出／分析部６０Ｃとを備える。
【０２３９】
配線２０は、検出素子１６の電極６と電極５５との間に接続される。配線７０は、検出素子１６の電極６と電極５６との間に接続される。
【０２４０】
検出装置１００Ｄにおいては、直流電源３０、交流電源４０および測定部５０は、配線２０，７０中に接続される。この場合、直流電源３０および交流電源４０は、それぞれ直流電圧および交流電圧を独立に２本の配線２０，７０に印加できるように配線２０，７０に接続される。また、測定部５０は、２本の配線２０，７０を流れる電流（直流電流または交流電流）を独立に検出できるように配線２０，７０中に接続される。
【０２４１】
そして、測定部５０は、配線２０中を流れる直流電流または交流電流を測定し、その測定した直流電流または交流電流を検出／分析部６０Ｃへ出力する。また、測定部５０は、配線７０を用いてＣ−Ｖ特性を測定し、その測定したＣ−Ｖ特性を検出／分析部６０Ｃへ出力する。
【０２４２】
検出／分析部６０Ｃは、測定部５０から受けた直流電流（または交流電流）と、Ｃ−Ｖ特性とに基づいて間隙部８Ｃに入った検出対象物９を検出または分析する。
【０２４３】
このように、検出装置１００Ｄは、直流電流（または交流電流）およびＣ−Ｖ特性に基づいて検出対象物９を検出または分析するので、直流電流（または交流電流）のみ、またはＣ−Ｖ特性のみを用いて検出対象物９を検出または分析する場合よりも検出対象物９を高感度に検出または分析できる。
【０２４４】
また、実施の形態７による検出装置は、図１１に示す検出装置１００Ａにおいて、検出素子１０を検出素子１６に代えたものであってもよい。
【０２４５】
さらに、実施の形態７による検出装置は、図１１に示す光源部９０および光検出部１１０を図３１に示す検出装置１００Ｄに追加したものであってもよい。この場合、検出／分析部６０Ｃは、測定部５０から直流電流（または交流電流）およびＣ−Ｖ特性を受け、光検出部１１０から電圧を受け、その受けた直流電流（または交流電流）、Ｃ−Ｖ特性および電圧に基づいて、検出対象物９を検出または分析する。
【０２４６】
さらに、実施の形態７による検出装置は、図１３に示す装着部１２０を図３１に示す検出装置１００Ｄに追加したものであってもよい。この場合、図１４に示す装着検出部１３０を検出素子１６に追加した検出素子が装着部１２０に脱着される。
【０２４７】
なお、実施の形態７においては、絶縁部材５１，５２および支持体５は、「電流抑制部材」を構成する。
【０２４８】
その他は、実施の形態１と同じである。
【０２４９】
［実施の形態８］
図３２は、実施の形態８による検出素子の構成を示す斜視図である。図３２を参照して、実施の形態８による検出素子１７は、基体６２，６６と、絶縁部材６３，６４と、複数の量子ドット６５と、電極６７，６８とを備える。
【０２５０】
基体６２は、ｎ−Ｓｉからなる。絶縁部材６３，６４の各々は、シリコンの熱酸化物からなり、基体６２，６６の両方に接して基体６２と基体６６との間に形成される。この場合、絶縁部材６３は、絶縁部材６４から離されて形成される。複数の量子ドット６５の各々は、シリコンドットからなり、基体６２の表面に形成される。基体６６は、ｎ−Ｓｉからなる。
【０２５１】
電極６７は、Ａｌからなり、基体６２の裏面（＝量子ドット６５が形成される面と反対の面）に形成される。電極６８は、Ａｌからなり、基体６６の裏面（基体６２に対向する面と反対の面）に形成される。
【０２５２】
基体６２，６６の各々は、５００μｍの厚みを有する。絶縁部材６３，６４の各々は、６００ｎｍの厚みを有する。複数の量子ドット６５の各々は、半球形状を有し、直径が１０ｎｍ程度であり、高さが２〜３ｎｍである。電極６７，６８の各々は、１００ｎｍの厚みを有する。
【０２５３】
検出素子１７においては、間隙部８Ｄは、基体６２，６６、絶縁部材６３，６４および量子ドット６５によって形成される。
【０２５４】
図３３は、図３２に示すＡ方向から見た検出素子１７の平面図である。図３３を参照して、検出素子１７は、検出素子１０と同じ幅Ｗおよび１ｍｍの高さＨを有する。そして、間隙部８Ｄは、幅ｗおよび高さｈを有する。その結果、絶縁部材６３，６４の各々は、（Ｗ−ｗ）／２の幅を有する。
【０２５５】
図３４は、図３２に示す検出素子１７の製造方法を説明するための工程図である。検出素子１７の製造が開始されると、（１００）面を有するｎ−Ｓｉの表面が洗浄され、基体６２が準備される（図３４の工程（ａ２）参照）。
【０２５６】
そして、基体６２の表面をウェット酸化により酸化し、基体６２の一主面上に熱酸化膜（熱ＳｉＯ２）６９を形成する（図３４の工程（ｂ２）参照）。この場合、ウェット酸化の条件は、水分を含有する酸素ガス中の基体１の熱酸化温度が１０００℃であり、熱酸化時間が３００分である。そして、熱酸化膜６９の表面にレジストを塗布し、フォトリソグラフィを用いてレジストをパターンニングし、マスク用のレジスト７１を熱酸化膜６９の表面に形成する（図３４の工程（ｃ４）参照）。
【０２５７】
そうすると、レジスト７１をマスクとして熱酸化膜６９をエッチングし、その後、レジスト７１を除去する。これによって、絶縁部材６３，６４が基体６２の一主面上に形成される（図３４の工程（ｄ６）参照）。
【０２５８】
そして、ＳｉＨ４ガスを用いたプラズマＣＶＤ法により絶縁部材６３，６４間の基体６２の表面にシリコン薄膜を堆積する。そうすると、シリコン薄膜は、自己組織化によって量子ドットになる。これによって、量子ドット６５が基体６２の表面に形成される。そして、Ａｌからなる電極６７が蒸着によって基体６２の裏面（量子ドット６５が形成された面と反対面）に形成される（図３４の工程（ｅ３）参照）。
【０２５９】
その後、（１００）面を有するｎ−Ｓｉの表面を洗浄し、基体６６を準備する。そして、Ａｌからなる電極６８を基体６６の裏面に形成する（図３４の工程（ｆ２）参照）。
【０２６０】
そうすると、基体６６が絶縁部材６３，６４に接するように２つの基体６２，６６をクランプにより挟み込む（図３４の工程（ｇ２）参照）。これにより、検出素子１７が完成する。
【０２６１】
図３５は、図３２に示す検出素子１７における検出対象物の検出方法を説明するための図である。検出素子１７は、図７において説明した方法と同じ方法によって検出対象物９を検出または分析する。すなわち、検出素子１７は、図３５に示すように検出対象物９が間隙部８Ｄに入ったときに、基体６２，６６間に流れる電流を測定することによって検出対象物９を検出または分析する。この場合、量子ドット６５Ａ，６５Ｂおよび検出対象物９（または間隙部８Ｄの媒質）を介して基体６２，６６間に電流が流れるので、基体６２，６６間に流れる電流は、量子ドット６５が基体６２の表面に形成されていない場合よりも小さくなる。
【０２６２】
なお、図３５においては、検出対象物９が量子ドット６５Ａ，６５Ｂの直径よりも大きい場合を示すが、検出対象物９が量子ドット６５Ａ，６５Ｂの直径以下である場合も、量子ドット６５Ａ，６５Ｂおよび検出対象物９（または間隙部８Ｄの媒質）を介して基体６２，６６間に電流が流れるので、基体６２，６６間に流れる電流は、量子ドット６５が基体６２の表面に形成されていない場合よりも小さくなる。
【０２６３】
したがって、検出素子１７を用いることによって、検出対象物９を高感度に検出または分析できる。
【０２６４】
図３６は、実施の形態８による他の検出素子の構成を示す平面図である。実施の形態８による検出素子は、図３６に示す検出素子１７Ａであってもよい。図３６を参照して、検出素子１７Ａは、図３２に示す検出素子１７の量子ドット６５を量子ドット７２に代えたものであり、その他は、検出素子１７と同じである。
【０２６５】
量子ドット７２は、量子ドット６５と同じ材料からなり、１０ｎｍ程度の直径および２〜３ｎｍの高さを有する。そして、量子ドット７２は、基体６６の間隙部８Ｄ側の表面に形成される。したがって、検出素子１７Ａにおいては、間隙部８Ｄは、基体６２、絶縁部材６３，６４、基体６６および量子ドット７２によって形成される。
【０２６６】
検出素子１７Ａは、図３４に示す工程（ａ２）〜（ｇ２）に従って製造される。この場合、図３４の説明における基体６２を基体６６に読み替え、基体６６を基体６２に読み替え、量子ドット６５を量子ドット７２に読み替えればよい。
【０２６７】
検出素子１７Ａは、基体６２，６６間に流れる電流を測定して検出対象物９を検出または分析し、電流は、量子ドット７２を介して基体６２，６６間を流れる。したがって、検出素子１７Ａにおいて、基体６２，６６間を流れる電流は、量子ドット７２が形成されていない場合よりも小さくなり、検出対象物９を高感度に検出または分析できる。
【０２６８】
図３７は、実施の形態８によるさらに他の検出素子の構成を示す平面図である。実施の形態８による検出素子は、図３７に示す検出素子１７Ｂであってもよい。図３７を参照して、検出素子１７Ｂは、図３２に示す検出素子１７に量子ドット７２を追加したものであり、その他は、検出素子１７と同じである。
【０２６９】
量子ドット７２は、基体６６の間隙部８Ｄ側の表面に形成される。したがって、検出素子１７Ｂにおいては、間隙部８Ｄは、基体６２、絶縁部材６３，６４、基体６６および量子ドット６５，７２によって形成される。
【０２７０】
図３８は、図３７に示す検出素子１７Ｂの製造方法を説明するための工程図である。図３８に示す工程図は、図３４に示す工程図の工程（ｆ２），（ｇ２）を工程（ｆ３），（ｇ３），（ｉ２）に代えたものであり、その他は、図３４に示す工程図と同じである。
【０２７１】
図３８を参照して、上述した工程（ｅ３）の後、（１００）面を有するｎ−Ｓｉを洗浄して基体６６を準備し、その準備した基体６６の一主面上に量子ドット７２を量子ドット６５の形成方法と同じ方法によって形成する（工程（ｆ３）参照）。
【０２７２】
その後、基体６６の量子ドット７２が形成された面と反対面にＡｌを蒸着して電極６８を形成する（工程（ｇ３）参照）。
【０２７３】
そうすると、基体６６が絶縁部材６３，６４に接するように２つの基体６２，６６をクランプにより挟み込む（工程（ｉ２）参照）。これにより、検出素子１７Ｂが完成する。
【０２７４】
検出素子１７Ｂは、基体６２，６６間に流れる電流を測定して検出対象物９を検出または分析し、電流は、２つの量子ドット６５，７２を介して基体６２，６６間を流れる。したがって、検出素子１７Ｂにおいて、基体６２，６６間を流れる電流は、量子ドット６５，７２が形成されていない場合よりも小さくなり、検出対象物９を高感度に検出または分析できる。また、検出対象物９を検出素子１７または１７Ａよりも高感度に検出または分析できる。
【０２７５】
図３９は、実施の形態８によるさらに他の検出素子の構成を示す平面図である。実施の形態８による検出素子は、図３９に示す検出素子１７Ｃであってもよい。図３９を参照して、実施の形態８による検出素子１７Ｃは、図３２に示す検出素子１７に絶縁膜７３を追加したものであり、その他は、検出素子１７と同じである。
【０２７６】
絶縁膜７３は、シリコン酸化膜からなり、量子ドット６５を覆うように形成される。そして、絶縁膜７３は、２ｎｍの厚みを有する。この場合、絶縁膜７３は、量子ドット６５の表面を覆っていればよく、基体６２の間隙部８Ｄに面した表面の全体を覆っていなくてもよい。
【０２７７】
したがって、検出素子１７Ｃにおいては、間隙部８Ｄは、基体６２、絶縁部材６３，６４、基体６６および絶縁膜７３によって形成される。
【０２７８】
検出素子１７Ｃは、図３４に示す工程（ａ２）〜（ｇ２）の工程（ｅ３）と工程（ｆ２）との間に、たとえば、ＳｉＨ４ガスおよびＯ２ガスを用いたプラズマＣＶＤにより量子ドット６５を覆うようにシリコン酸化膜からなる絶縁膜７３を形成する工程を追加した工程に従って製造される。
【０２７９】
検出素子１７Ｃは、基体６２，６６間に流れる電流を測定して検出対象物９を検出または分析し、電流は、量子ドット６５および絶縁膜７３を介して基体６２，６６間を流れる。したがって、検出素子１７Ｃにおいて、基体６２，６６間を流れる電流は、量子ドット６５および絶縁膜７３が形成されていない場合よりも小さくなり、検出対象物９を高感度に検出または分析できる。また、検出対象物９を検出素子１７よりも高感度に検出または分析できる。
【０２８０】
なお、絶縁膜７３は、一般的には、基体６２の材料を含む絶縁膜（たとえば、シリコン酸化物等の半導体酸化物、またはシリコン窒化物等の半導体窒化物、またはシリコンカーバイト等の半導体炭化物）、アルミナ、サファイア、酸化チタン、酸化クロム、酸化ジルコニウム、および酸化タンタル等の金属酸化物、または窒化アルミニウム等の金属窒化物、または石英、ホウ珪酸等のガラス、雲母、フォトレジスト、ポリイミド、ポリテトラフロロエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルエーテルケトンおよびポリジメチルシロキサン等の電気絶縁性有機物からなっていればよい。
【０２８１】
図４０は、実施の形態８によるさらに他の検出素子の構成を示す平面図である。実施の形態８による検出素子は、図４０に示す検出素子１７Ｄであってもよい。図４０を参照して、検出素子１７Ｄは、図３６に示す検出素子１７Ａに絶縁膜７４を追加したものであり、その他は、検出素子１７Ａと同じである。
【０２８２】
絶縁膜７４は、シリコン酸化膜からなり、量子ドット７２を覆うように形成される。そして、絶縁膜７４は、２ｎｍの厚みを有する。この場合、絶縁膜７４は、量子ドット７２の表面を覆っていればよく、基体６６の間隙部８Ｄに面した表面の全体を覆っていなくてもよい。
【０２８３】
したがって、検出素子１７Ｄにおいては、間隙部８Ｄは、基体６２、絶縁部材６３，６４、基体６６および絶縁膜７４によって形成される。
【０２８４】
検出素子１７Ｄは、検出素子１７Ａの製造方法において、基体６６の一主面に量子ドット７２を形成した後に、たとえば、ＳｉＨ４ガスおよびＯ２ガスを用いたプラズマＣＶＤにより量子ドット７２を覆うようにシリコン酸化膜からなる絶縁膜７４を形成する工程を追加した工程に従って製造される。
【０２８５】
検出素子１７Ｄは、基体６２，６６間に流れる電流を測定して検出対象物９を検出または分析し、電流は、量子ドット７２および絶縁膜７４を介して基体６２，６６間を流れる。したがって、検出素子１７Ｄにおいて、基体６２，６６間を流れる電流は、量子ドット７２および絶縁膜７４が形成されていない場合よりも小さくなり、検出対象物９を高感度に検出または分析できる。また、検出対象物９を検出素子１７，１７Ａよりも高感度に検出または分析できる。
【０２８６】
なお、絶縁膜７４は、一般的には、基体６６の材料を含む絶縁膜（たとえば、シリコン酸化物等の半導体酸化物、またはシリコン窒化物等の半導体窒化物、またはシリコンカーバイト等の半導体炭化物）、アルミナ、サファイア、酸化チタン、酸化クロム、酸化ジルコニウム、および酸化タンタル等の金属酸化物、または窒化アルミニウム等の金属窒化物、または石英、ホウ珪酸等のガラス、雲母、フォトレジスト、ポリイミド、ポリテトラフロロエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルエーテルケトンおよびポリジメチルシロキサン等の電気絶縁性有機物からなっていればよい。
【０２８７】
図４１は、実施の形態８によるさらに他の検出素子の構成を示す平面図である。実施の形態８による検出素子は、図４１に示す検出素子１７Ｅであってもよい。図４１を参照して、検出素子１７Ｅは、図３７に示す検出素子１７Ｂに絶縁膜７３，７４を追加したものであり、その他は、検出素子１７Ｂと同じである。
【０２８８】
絶縁膜７３は、量子ドット６５を覆うように形成され、絶縁膜７４は、量子ドット７２を覆うように形成される。したがって、検出素子１７Ｅにおいて、間隙部８Ｄは、基体６２、絶縁部材６３，６４、基体６６および絶縁膜７３，７４によって形成される。
【０２８９】
検出素子１７Ｅは、図３８に示す工程図において、工程（ｅ３）と工程（ｆ３）との間に、たとえば、ＳｉＨ４ガスおよびＯ２ガスを用いたプラズマＣＶＤにより量子ドット６５を覆うようにシリコン酸化膜からなる絶縁膜７３を形成する工程を追加し、工程（ｇ３）と工程（ｉ２）との間に、たとえば、ＳｉＨ４ガスおよびＯ２ガスを用いたプラズマＣＶＤにより量子ドット７２を覆うようにシリコン酸化膜からなる絶縁膜７４を形成する工程を追加した工程図に従って製造される。
【０２９０】
検出素子１７Ｅは、基体６２，６６間に流れる電流を測定して検出対象物９を検出または分析し、電流は、量子ドット６５，７２および絶縁膜７３，７４を介して基体６２，６６間を流れる。したがって、検出素子１７Ｅにおいて、基体６２，６６間を流れる電流は、量子ドット６５，７２および絶縁膜７３，７４が形成されていない場合よりも小さくなり、検出対象物９を高感度に検出または分析できる。また、検出対象物９を検出素子１７，１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ，１７Ｄよりも高感度に検出または分析できる。
【０２９１】
上述したように、量子ドット６５および／または量子ドット７２は、基体６２，６６間に流れる電流を抑制するので、「電流抑制部材」を構成する。
【０２９２】
なお、実施の形態８による検出装置は、図６に示す検出装置１００、図１１に示す検出装置１００Ａ、図１２に示す検出装置１００Ｂ、および図１３に示す検出装置１００Ｃの検出素子１０を検出素子１７，１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ，１７Ｄ，１７Ｅのいずれかに変えた検出装置からなる。
【０２９３】
また、基体６２，６６の各々は、一般的には、Ａｌ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｓｎ、Ｔａ、Ｗ、Ｉｒ、ＰｔおよびＡｕ等の金属またはこれらの合金、またはチタンシリサイド、ニッケルシリサイド、モリブデンシリサイド、タンタルシリサイド、およびタングステンシリサイド等の金属半導体化合物、または窒化チタン、窒化ジルコニウム、および窒化ハフニウム等の金属窒化物、またはグラファイト、アンチモンおよびビスマス等の半金属、または単結晶シリコン、多結晶シリコン、非晶質シリコン、ゲルマニウム、ガリウムヒ素、ガリウムアルミニウムヒ素、インジウムリン、およびインジウムアンチモン等の半導体、または酸化インジウム、酸化スズおよび酸化亜鉛等の透明導電物、またはポリアセチレンおよびテトラチアフルバレン−テトラシアノキノジメタン等の導電性有機物からなっていればよい。
【０２９４】
さらに、絶縁部材６３，６４の各々は、一般的には、基体６２，６６の材料を含む絶縁物（たとえば、シリコン酸化物等の半導体酸化物、またはシリコン窒化物等の半導体窒化物、またはシリコンカーバイト等の半導体炭化物）、アルミナ、サファイア、酸化チタン、酸化クロム、酸化ジルコニウム、および酸化タンタル等の金属酸化物、または窒化アルミニウム等の金属窒化物、または石英、ホウ珪酸等のガラス、雲母、フォトレジスト、ポリイミド、ポリテトラフロロエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルエーテルケトンおよびポリジメチルシロキサン等の電気絶縁性有機物からなっていればよい。
【０２９５】
さらに、量子ドット６５，７２の各々は、一般的には、半導体、シリサイド、および金属のいずれかからなっていればよい。したがって、検出素子１７Ｂ，１７Ｅにおいて、量子ドット６５，７２は、相互に異なる材料からなっていてもよく、直径および／または高さが相互に異なっていてもよい。そして、量子ドット６５，７２の各々が金（Ａｕ）からなる場合、量子ドット６５，７２の各々は、ラングミュア−ブロジェット法（水上に浮かべたナノ粒子や分子などの単層膜を基板に転写する方法）によって形成される。また、量子ドット６５，７２の各々がシリサイドからなる場合、量子ドット６５，７２の各々は、上述した方法によってＳｉからなる量子ドットを形成し、その後、その形成した量子ドット上に蒸着によって金属を形成し、さらに、熱処理を行なうことによって形成される。
【０２９６】
さらに、検出素子１７Ｅにおいて、絶縁膜７３，７４は、相互に異なる材料からなっていてもよく、膜厚が相互に異なっていてもよい。
【０２９７】
検出素子１７，１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ，１７Ｄ，１７Ｅにおいては、好ましくは、基体６２は、ｐ型の半導体からなり、基体６６は、ｎ型の半導体からなる。また、検出素子１７，１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ，１７Ｄ，１７Ｅにおいては、好ましくは、基体６２は、ｎ型の半導体からなり、基体６６は、ｐ型の半導体からなる。つまり、検出素子１７，１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ，１７Ｄ，１７Ｅにおいては、好ましくは、基体６２，６６は、ｐ−ｎ接合を形成する半導体材料からなる。その結果、電気伝導性の検出対象物９が間隙部８Ｄに導入されると、検出対象物９中の電子がｐ−ｎ接合における電界によってｐ型半導体からｎ型半導体の方向へ移動し、検出対象物９中の正孔がｐ−ｎ接合における電界によってｎ型半導体からｐ型半導体の方向へ移動する。したがって、外部から直流電圧または交流電圧を検出素子１７，１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ，１７Ｄ，１７Ｅに印加しなくても、検出対象物９が間隙部８Ｄに導入されたときの電流Ｉｍと検出対象物９が間隙部８Ｄに導入されないときの電流Ｉ０とに変化が生じ、検出対象物９を検出または分析できる。
【０２９８】
その他は、実施の形態１における説明と同じである。
【０２９９】
［実施の形態９］
図４２は、実施の形態９による検出素子の構成を示す斜視図である。図４２を参照して、実施の形態９による検出素子１９は、基体８１，８５と、絶縁部材８２，８３と、複数の絶縁膜８４と、電極８６，８７とを備える。
【０３００】
基体８１は、たとえば、ｎ−Ｓｉからなる。絶縁部材８２，８３の各々は、シリコンの熱酸化物からなり、基体８１，８５の両方に接して基体８１と基体８５との間に形成される。この場合、絶縁部材８２は、絶縁部材８３から離されて形成される。複数の絶縁膜８４の各々は、シリコンの熱酸化膜からなり、略長方形の平面形状を有する。そして、複数の絶縁膜８４は、略平行に基体８１の表面に形成される。基体８５は、ｎ−Ｓｉからなる。
【０３０１】
電極８６は、Ａｌからなり、基体８１の裏面（＝絶縁膜８４が形成される面と反対の面）に形成される。電極８７は、Ａｌからなり、基体８５の裏面（基体８１に対向する面と反対の面）に形成される。
【０３０２】
基体８１，８５の各々は、５００μｍの厚みを有する。絶縁部材８２，８３の各々は、６００ｎｍの厚みを有する。複数の絶縁膜８４の各々は、１０ｎｍよりも厚い厚みを有し、一般的には、電子およびホールがトンネル不可能な厚みを有する。電極８６，８７の各々は、１００ｎｍの厚みを有する。
【０３０３】
検出素子１９においては、間隙部８Ｅは、基体８１，８５、絶縁部材８２，８３および複数の絶縁膜８４によって形成される。
【０３０４】
図４３は、図４２に示すＡ方向から見た検出素子１９の平面図である。図４３を参照して、検出素子１９は、検出素子１０と同じ幅Ｗおよび１ｍｍの高さＨを有する。そして、間隙部８Ｅは、幅ｗおよび高さｈを有する。その結果、絶縁部材８２，８３の各々は、（Ｗ−ｗ）／２の幅を有する。また、各絶縁膜８４は、２ｍｍの幅を有し、隣接する２つの絶縁膜８４の間隔は、０．２５ｍｍである。
【０３０５】
図４４は、図４２に示す検出素子１９の製造方法を説明するための工程図である。図４４を参照して、検出素子１９の製造が開始されると、（１００）面を有するｎ−Ｓｉの表面が洗浄され、基体８１が準備される（工程（ａ３）参照）。
【０３０６】
そして、基体８１の表面を上述した条件を用いたウェット酸化により酸化し、基体８１の一主面上に熱酸化膜（熱ＳｉＯ２）８８を形成する（工程（ｂ３）参照）。そして、熱酸化膜８８の表面にレジストを塗布し、フォトリソグラフィを用いてレジストをパターンニングし、マスク用のレジスト８９を熱酸化膜８８の表面に形成する（工程（ｃ５）参照）。
【０３０７】
そうすると、レジスト８９をマスクとして熱酸化膜８８をエッチングし、その後、レジスト８９を除去する。これによって、絶縁部材８２，８３が基体８１の一主面上に形成される（工程（ｄ７）参照）。
【０３０８】
そして、ｎ−Ｓｉからなる基体８１の表面をドライ酸化により酸化し、熱酸化膜からなる絶縁膜９０を基体８１の表面に形成する（工程（ｅ４）参照）。この場合、ドライ酸化の条件は、たとえば、絶縁膜９０の厚みが２０ｎｍである場合、酸素ガス中の基体８１の熱酸化温度が１０００℃であり、熱酸化時間が２０分である。その後、フォトリソグラフィを用いて絶縁膜９０をパターンニングし、基体８１の表面に複数の絶縁膜８４を形成するとともに、基体８１の裏面（基体８１の複数の絶縁膜８４が形成された面と反対の面）にＡｌを蒸着して電極８６を形成する（工程（ｆ４）参照）。
【０３０９】
そして、（１００）面を有するｎ−Ｓｉの表面を洗浄して基体８５を準備し、Ａｌからなる電極８７を基体８５の裏面に形成する（工程（ｇ４）参照）。
【０３１０】
そうすると、基体８５が絶縁部材８２，８３に接するように２つの基体８１，８５をクランプにより挟み込む（工程（ｉ３）参照）。これにより、検出素子１９が完成する。
【０３１１】
図４５は、図４２に示す検出素子１９における検出対象物の検出方法を説明するための図である。検出素子１９は、図７において説明した方法と同じ方法によって検出対象物９を検出または分析する。すなわち、検出素子１９は、図４５に示すように検出対象物９が間隙部８Ｅに入ったときに、基体８１，８５間に流れる電流を測定することによって検出対象物９を検出または分析する。この場合、絶縁膜８４Ａ，８４Ｂ，８４Ｃの隙間および検出対象物９（または間隙部８Ｅの媒質）を介して基体８１，８５間に電流が流れるので、基体８１，８５間に流れる電流は、絶縁膜８４Ａ，８４Ｂ，８４Ｃが基体８１の表面に形成されていない場合よりも小さくなる。
【０３１２】
なお、図４５においては、検出対象物９が絶縁膜８４Ａ，８４Ｂ，８４Ｃの隙間の大きさよりも大きい場合を示すが、検出対象物９が絶縁膜８４Ａ，８４Ｂ，８４Ｃの隙間の大きさ以下である場合も、電流は、絶縁膜８４Ａ，８４Ｂ，８４Ｃの隙間および検出対象物９（または間隙部８Ｅの媒質）を介して基体８１，８５間を流れるので、基体８１，８５間に流れる電流は、絶縁膜８４Ａ，８４Ｂ，８４Ｃが基体８１の表面に形成されていない場合よりも小さくなる。
【０３１３】
したがって、検出素子１９を用いることによって、検出対象物９を高感度に検出または分析できる。
【０３１４】
図４６は、実施の形態９による他の検出素子の構成を示す平面図である。実施の形態９による検出素子は、図４６に示す検出素子１９Ａであってもよい。図４６を参照して、検出素子１９Ａは、図４２に示す検出素子１９の絶縁膜８４を絶縁膜９１に代えたものであり、その他は、検出素子１９と同じである。
【０３１５】
絶縁膜９１は、絶縁膜８４と同じ材料からなり、１０ｎｍよりも厚い厚み（一般的には、電子および正孔がトンネル不可能な厚み）を有し、２ｍｍの幅を有する。そして、複数の絶縁膜９１は、０．２５ｍｍの間隔で基体８５の間隙部８Ｅ側の表面に形成される。したがって、検出素子１９Ａにおいては、間隙部８Ｅは、基体８１、絶縁部材８２，８３、基体８５および絶縁膜９１によって形成される。
【０３１６】
検出素子１９Ａは、図４４に示す工程（ａ３）〜（ｉ３）に従って製造される。この場合、図４４の説明における基体８１を基体８５に読み替え、基体８５を基体８１に読み替え、絶縁膜８４を絶縁膜９１に読み替えればよい。
【０３１７】
検出素子１９Ａは、基体８１，８５間に流れる電流を測定して検出対象物９を検出または分析し、電流は、複数の絶縁膜９１の隙間を介して基体８１，８５間を流れる。したがって、検出素子１９Ａにおいて、基体８１，８５間を流れる電流は、複数の絶縁膜９１が形成されていない場合よりも小さくなり、検出対象物９を高感度に検出または分析できる。
【０３１８】
図４７は、実施の形態９によるさらに他の検出素子の構成を示す平面図である。実施の形態９による検出素子は、図４７に示す検出素子１９Ｂであってもよい。図４７を参照して、検出素子１９Ｂは、図４２に示す検出素子１９に絶縁膜９１を追加したものであり、その他は、検出素子１９と同じである。
【０３１９】
絶縁膜９１は、基体８５の間隙部８Ｅ側の表面に形成される。したがって、検出素子１９Ｂにおいては、間隙部８Ｅは、基体８１、絶縁部材８２，８３、基体８５および絶縁膜８４，９１によって形成される。
【０３２０】
図４８は、図４７に示す検出素子１９Ｂの製造方法を説明するための工程図である。図４８に示す工程図は、図４４に示す工程図の工程（ｇ４），（ｉ３）を工程（ｇ５），（ｉ４），（ｊ１），（ｋ１）に代えたものであり、その他は、図４４に示す工程図と同じである。
【０３２１】
図４８を参照して、上述した工程（ｆ４）の後、（１００）面を有するｎ−Ｓｉを洗浄して基体８５を準備し、その準備した基体８５の一主面を酸化膜の厚みが２０ｎｍであるときの酸化条件を用いてドライ酸化し、基体８５の一主面に熱酸化膜９２を形成する（工程（ｇ５）参照）。
【０３２２】
そして、フォトリソグラフィを用いて熱酸化膜９２をパターンニングし、絶縁膜９１を基体８５の表面に形成する（工程（ｉ４）参照）。その後、基体８５の絶縁膜９１が形成された面と反対面にＡｌを蒸着して電極８７を形成する（工程（ｊ１）参照）。
【０３２３】
そうすると、基体８５が絶縁部材８２，８３に接するように２つの基体８１，８５をクランプにより挟み込む（工程（ｋ１）参照）。これにより、検出素子１９Ｂが完成する。
【０３２４】
検出素子１９Ｂは、基体８１，８５間に流れる電流を測定して検出対象物９を検出または分析し、電流は、複数の絶縁膜８４の間隙および複数の絶縁膜９１の間隙を介して基体８１，８５間を流れる。したがって、検出素子１９Ｂにおいて、基体８１，８５間を流れる電流は、複数の絶縁膜８４および９１が形成されていない場合よりも小さくなり、検出対象物９を高感度に検出または分析できる。また、検出対象物９を検出素子１９または１９Ａよりも高感度に検出または分析できる。
【０３２５】
上述したように、絶縁膜８４および／または絶縁膜９１は、基体８１，８５間に流れる電流を抑制するので、「電流抑制部材」を構成する。
【０３２６】
なお、実施の形態９による検出装置は、図６に示す検出装置１００、図１１に示す検出装置１００Ａ、図１２に示す検出装置１００Ｂ、および図１３に示す検出装置１００Ｃの検出素子１０を検出素子１９，１９Ａ，１９Ｂのいずれかに変えた検出装置からなる。
【０３２７】
また、検出素子１９，１９Ａ，１９Ｂにおいて、絶縁膜８４，９１は、一般的には、基体８１，８５の材料を含む絶縁膜（たとえば、シリコン酸化物等の半導体酸化物、またはシリコン窒化物等の半導体窒化物、またはシリコンカーバイト等の半導体炭化物）、アルミナ、サファイア、酸化チタン、酸化クロム、酸化ジルコニウム、および酸化タンタル等の金属酸化物、または窒化アルミニウム等の金属窒化物、または石英、ホウ珪酸等のガラス、雲母、フォトレジスト、ポリイミド、ポリテトラフロロエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルエーテルケトンおよびポリジメチルシロキサン等の電気絶縁性有機物からなっていればよい。
【０３２８】
さらに、基体８１，８５の各々は、一般的には、Ａｌ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｓｎ、Ｔａ、Ｗ、Ｉｒ、ＰｔおよびＡｕ等の金属またはこれらの合金、またはチタンシリサイド、ニッケルシリサイド、モリブデンシリサイド、タンタルシリサイド、およびタングステンシリサイド等の金属半導体化合物、または窒化チタン、窒化ジルコニウム、および窒化ハフニウム等の金属窒化物、またはグラファイト、アンチモンおよびビスマス等の半金属、または単結晶シリコン、多結晶シリコン、非晶質シリコン、ゲルマニウム、ガリウムヒ素、ガリウムアルミニウムヒ素、インジウムリン、およびインジウムアンチモン等の半導体、または酸化インジウム、酸化スズおよび酸化亜鉛等の透明導電物、またはポリアセチレンおよびテトラチアフルバレン−テトラシアノキノジメタン等の導電性有機物からなっていればよい。
【０３２９】
さらに、絶縁部材８２，８３の各々は、一般的には、シリコン酸化物等の半導体酸化物、またはシリコン窒化物等の半導体窒化物、またはシリコンカーバイト等の半導体炭化物、アルミナ、サファイア、酸化チタン、酸化クロム、酸化ジルコニウム、および酸化タンタル等の金属酸化物、または窒化アルミニウム等の金属窒化物、または石英、ホウ珪酸等のガラス、雲母、フォトレジスト、ポリイミド、ポリテトラフロロエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルエーテルケトンおよびポリジメチルシロキサン等の電気絶縁性有機物からなっていればよい。
【０３３０】
さらに、検出素子１９Ｂにおいて、絶縁膜８４，９１は、相互に異なる材料からなっていてもよく、膜厚が相互に異なっていてもよい。
【０３３１】
検出素子１９，１９Ａ，１９Ｂにおいては、好ましくは、基体８１は、ｐ型の半導体からなり、基体８５は、ｎ型の半導体からなる。また、検出素子１９，１９Ａ，１９Ｂにおいては、好ましくは、基体８１は、ｎ型の半導体からなり、基体８５は、ｐ型の半導体からなる。つまり、検出素子１９，１９Ａ，１９Ｂにおいて、好ましくは、基体８１，８５は、ｐ−ｎ接合を形成する半導体材料からなる。その結果、電気伝導性の検出対象物９が間隙部８Ｅに導入されると、検出対象物９中の電子がｐ−ｎ接合における電界によってｐ型半導体からｎ型半導体の方向へ移動し、検出対象物９中の正孔がｐ−ｎ接合における電界によってｎ型半導体からｐ型半導体の方向へ移動する。したがって、外部から直流電圧または交流電圧を検出素子１９，１９Ａ，１９Ｂに印加しなくても、検出対象物９が間隙部８Ｅに導入されたときの電流Ｉｍと検出対象物９が間隙部８Ｅに導入されないときの電流Ｉ０とに変化が生じ、検出対象物９を検出または分析できる。
【０３３２】
その他は、実施の形態１における説明と同じである。
【０３３３】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【０３３４】
この発明は、高感度化が可能な検出素子に適用される。また、この発明は、高感度化が可能な検出素子を用いた検出装置に適用される。
【図面の簡単な説明】
【０３３５】
【図１】この発明の実施の形態１による検出素子の構成を示す斜視図である。
【図２】図１に示す検出素子の寸法を説明するための図である。
【図３】図２に示すＡ方向から見た検出素子の平面図である。
【図４】図１に示す検出素子の製造方法を示す第１の工程図である。
【図５】図１に示す検出素子の製造方法を示す第２の工程図である。
【図６】図１に示す検出素子を用いた検出装置の概略図である。
【図７】図１に示す検出素子を用いた検出対象物の検出方法を説明するための図である。
【図８】図１に示す検出素子におけるキャパシタンスと印加電圧との関係を示す図である。
【図９】実施の形態１による他の検出素子の構成を示す斜視図である。
【図１０】図９に示す検出素子の製造方法を説明するための一部の工程図である。
【図１１】この発明の実施の形態１による他の検出装置の概略図である。
【図１２】この発明の実施の形態１によるさらに他の検出装置の概略図である。
【図１３】この発明の実施の形態１によるさらに他の検出装置の概略図である。
【図１４】図１３に示す検出素子の構成を示す概略図である。
【図１５】実施の形態２による検出素子の構成を示す斜視図である。
【図１６】実施の形態３による検出素子の構成を示す斜視図である。
【図１７】実施の形態４による検出素子の構成を示す斜視図である。
【図１８】図１７に示すＡ方向から見た検出素子の平面図である。
【図１９】図１７に示す検出素子の製造方法の一部を示す工程図である。
【図２０】実施の形態５による検出素子の構成を示す斜視図である。
【図２１】図２０に示すＡ方向から見た検出素子の平面図である。
【図２２】図２０に示す検出素子の製造方法の一部を示す工程図である。
【図２３】実施の形態６による検出素子の構成を示す斜視図である。
【図２４】図２３に示すＡ方向から見た検出素子の平面図である。
【図２５】実施の形態７による検出素子の構成を示す斜視図である。
【図２６】図２５に示すＡ方向から見た２つの絶縁部材および２つの基体の平面図である。
【図２７】図２５に示すＡ方向から見た検出素子の平面図である。
【図２８】図２５に示す検出素子における検出対象物の検出方法を説明するための断面図である。
【図２９】図２５に示す検出素子の製造方法を示す第１の工程図である。
【図３０】図２５に示す検出素子の製造方法を示す第２の工程図である。
【図３１】実施の形態７による検出装置の概略図である。
【図３２】実施の形態８による検出素子の構成を示す斜視図である。
【図３３】図３２に示すＡ方向から見た検出素子の平面図である。
【図３４】図３２に示す検出素子の製造方法を説明するための工程図である。
【図３５】図３２に示す検出素子における検出対象物の検出方法を説明するための図である。
【図３６】実施の形態８による他の検出素子の構成を示す平面図である。
【図３７】実施の形態８によるさらに他の検出素子の構成を示す平面図である。
【図３８】図３７に示す検出素子の製造方法を説明するための工程図である。
【図３９】実施の形態８によるさらに他の検出素子の構成を示す平面図である。
【図４０】実施の形態８によるさらに他の検出素子の構成を示す平面図である。
【図４１】実施の形態８によるさらに他の検出素子の構成を示す平面図である。
【図４２】実施の形態９による検出素子の構成を示す斜視図である。
【図４３】図４２に示すＡ方向から見た検出素子の平面図である。
【図４４】図４２に示す検出素子の製造方法を説明するための工程図である。
【図４５】図４２に示す検出素子における検出対象物の検出方法を説明するための図である。
【図４６】実施の形態９による他の検出素子の構成を示す平面図である。
【図４７】実施の形態９によるさらに他の検出素子の構成を示す平面図である。
【図４８】図４７に示す検出素子の製造方法を説明するための工程図である。
【符号の説明】
【０３３６】
１，４，３５，４３，４７，５３，５４，６２，６６，８１，８５ 基体、２，３，２５，２６，３１，３３，３４，３９，４４，４５，５１，５２，８２，８３，１２２ 絶縁部材、５，３２，４２，４６ 支持体、５Ａ 表面、５Ｂ，５Ｄ 側面、５Ｃ 裏面、６，７，３６，４８，４９，５５，５６，６７，６８，８６，８７ 電極、８，８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄ，８Ｅ，８１Ｃ，８２Ｃ 間隙部、９ 検出対象物、１０，１０Ａ，１１〜１７，１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ，１７Ｄ，１７Ｅ，１８，１９，１９Ａ，１９Ｂ 検出素子、２０，７０ 電気配線、２１，２１Ａ，６９，８８，９０，９２ 熱酸化膜、２２，３８，４１，５７，５８，６１，７１，８９ レジスト、２７，７３，７４，８４，８４Ａ，８４Ｂ，８４Ｃ，９１ 絶縁膜、３０ 直流電源、３７ シリコン酸化膜、４０ 交流電源、５０ 測定部、５９ 酸化膜、６５，６５Ａ，６５Ｂ，７２ 量子ドット、６０，６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃ 検出／分析部、９０ 光源部、１１０ 光検出部、１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ 検出装置、１２０ 装着部、１２１，１２３ 導電部材、１３０ 装着検出部、３９１，５１２，５２１，５２３ 薄膜部、３９２，５１３，５２２ 厚膜部、５１１，５１４ 柱状部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の基体と、
前記第１の基体に対向して設けられた第２の基体と、
前記第１の基体と前記第２の基体との距離を厚さにより規定する絶縁部材と、
前記第１の基体と前記第２の基体との間に設けられた間隙部と、
前記第１の基体と前記第２の基体との間の漏れ電流を抑制する電流抑制部材とを備え、
前記第２の基体は、前記電流抑制部材が前記第１の基体の前記間隙部側と反対側の一主面にのみ接して形成されている場合、前記間隙部側の表面に絶縁膜を含む、検出素子。
【請求項２】
前記電流抑制部材は、前記第２の基体に対向して設けられ、前記絶縁部材に接する電気絶縁性の支持体からなり、
前記第１の基体は、前記絶縁部材と隙間を隔てて前記支持体の前記間隙部側の一主面に配置され、
前記第１および第２の基体の各々は、金属、金属合金、金属半導体化合物、半金属、半導体、透明導電体および導電性有機物のいずれかからなる、請求項１に記載の検出素子。
【請求項３】
前記第２の基体は、前記半導体からなり、
前記絶縁部材は、前記第２の基体の材料を含む絶縁物からなる、請求項２に記載の検出素子。
【請求項４】
前記第２の基体は、シリコン材料からなり、
前記絶縁部材は、前記第２の基体の熱酸化物、前記第２の基体の熱窒化物、前記第２の基体の熱炭化物、およびこれらの化合物のいずれかからなる、請求項３に記載の検出素子。
【請求項５】
前記第２の基体は、シリコン材料からなり、
前記絶縁部材は、
前記第２の基体の熱酸化物、前記第２の基体の熱窒化物、前記第２の基体の熱炭化物、およびこれらの化合物のいずれかからなる第１の絶縁部材と、
前記第１の絶縁部材と異なる絶縁材料からなる第２の絶縁部材とを含む、請求項３に記載の検出素子。
【請求項６】
前記支持体は、石英からなり、
前記第１の絶縁部材は、前記熱酸化物からなり、
前記第２の絶縁部材は、前記熱酸化物と異なるシリコン酸化膜からなる、請求項５に記載の検出素子。
【請求項７】
前記第１の基体は、前記金属からなり、
前記第２の基体は、半導体からなる、請求項２に記載の検出素子。
【請求項８】
前記第１の基体は、ｐ型の半導体からなり、
前記第２の基体は、ｎ型の半導体からなる、請求項２に記載の検出素子。
【請求項９】
前記電流抑制部材は、前記第１および第２の基体の少なくとも一方の基体の前記間隙部側の表面に設けられた量子ドットからなり、
前記第１および第２の基体の各々は、金属、金属合金、金属半導体化合物、半金属、半導体、透明導電体および導電性有機物のいずれかからなる、請求項１に記載の検出素子。
【請求項１０】
前記量子ドットは、半導体、シリサイドおよび金属のいずれかからなる、請求項９に記載の検出素子。
【請求項１１】
前記第１の基体は、ｐ型の半導体からなり、
前記第２の基体は、ｎ型の半導体からなる、請求項９に記載の検出素子。
【請求項１２】
前記電流抑制部材は、前記第１および第２の基体の少なくとも一方の基体の前記間隙部側の表面に任意の距離を隔てて設けられた複数の絶縁膜からなる、請求項１に記載の検出素子。
【請求項１３】
前記第１の基体は、ｐ型の半導体からなり、
前記第２の基体は、ｎ型の半導体からなる、請求項１２に記載の検出素子。
【請求項１４】
当該検出素子の装着の履歴を示すマークが付される装着検出部をさらに備える、請求項１に記載の検出素子。
【請求項１５】
請求項１４に記載の検出素子と、
前記検出素子が装着される装着部と、
前記間隙部に光を照射する光源部と、
前記間隙部からの光を検出する光検出部と、
前記光検出部における検出結果に基づいて検出対象物を検出または分析する検出／分析部とを備え、
前記検出素子の前記装着検出部は、前記検出素子が前記装着部に装着されることにより前記マークが付される、検出装置。
【請求項１６】
請求項１４に記載の検出素子と、
前記検出素子が装着される装着部と、
前記検出素子の前記第１および第２の基体間に電圧を印加する電源と、
前記第１および第２の基体間に流れる電流を測定する測定部と、
前記測定部によって測定された電流に基づいて検出対象物を検出または分析する検出／分析部とを備え、
前記検出素子の前記装着検出部は、前記検出素子が前記装着部に装着されることにより前記マークが付される、検出装置。
【請求項１７】
請求項１に記載の検出素子と、
前記間隙部に光を照射する光源部と、
前記間隙部からの光を検出する光検出部と、
前記光検出部における検出結果に基づいて検出対象物を検出または分析する検出／分析部とを備える検出装置。
【請求項１８】
前記光源部は、波長が異なる複数の光を前記間隙部に照射する、請求項１７に記載の検出装置。
【請求項１９】
前記光検出部は、前記間隙部に存在する対象物から発せられる蛍光を検出する、請求項１７に記載の検出装置。
【請求項２０】
請求項１に記載の検出素子と、
前記検出素子の前記第１および第２の基体間に電圧を印加する電源と、
前記第１および第２の基体間に流れる電流を測定する測定部と、
前記測定部によって測定された電流に基づいて検出対象物を検出または分析する検出／分析部とを備える検出装置。
【請求項１】
第１の基体と、
前記第１の基体に対向して設けられた第２の基体と、
前記第１の基体と前記第２の基体との距離を厚さにより規定する絶縁部材と、
前記第１の基体と前記第２の基体との間に設けられた間隙部と、
前記第１の基体と前記第２の基体との間の漏れ電流を抑制する電流抑制部材とを備え、
前記第２の基体は、前記電流抑制部材が前記第１の基体の前記間隙部側と反対側の一主面にのみ接して形成されている場合、前記間隙部側の表面に絶縁膜を含む、検出素子。
【請求項２】
前記電流抑制部材は、前記第２の基体に対向して設けられ、前記絶縁部材に接する電気絶縁性の支持体からなり、
前記第１の基体は、前記絶縁部材と隙間を隔てて前記支持体の前記間隙部側の一主面に配置され、
前記第１および第２の基体の各々は、金属、金属合金、金属半導体化合物、半金属、半導体、透明導電体および導電性有機物のいずれかからなる、請求項１に記載の検出素子。
【請求項３】
前記第２の基体は、前記半導体からなり、
前記絶縁部材は、前記第２の基体の材料を含む絶縁物からなる、請求項２に記載の検出素子。
【請求項４】
前記第２の基体は、シリコン材料からなり、
前記絶縁部材は、前記第２の基体の熱酸化物、前記第２の基体の熱窒化物、前記第２の基体の熱炭化物、およびこれらの化合物のいずれかからなる、請求項３に記載の検出素子。
【請求項５】
前記第２の基体は、シリコン材料からなり、
前記絶縁部材は、
前記第２の基体の熱酸化物、前記第２の基体の熱窒化物、前記第２の基体の熱炭化物、およびこれらの化合物のいずれかからなる第１の絶縁部材と、
前記第１の絶縁部材と異なる絶縁材料からなる第２の絶縁部材とを含む、請求項３に記載の検出素子。
【請求項６】
前記支持体は、石英からなり、
前記第１の絶縁部材は、前記熱酸化物からなり、
前記第２の絶縁部材は、前記熱酸化物と異なるシリコン酸化膜からなる、請求項５に記載の検出素子。
【請求項７】
前記第１の基体は、前記金属からなり、
前記第２の基体は、半導体からなる、請求項２に記載の検出素子。
【請求項８】
前記第１の基体は、ｐ型の半導体からなり、
前記第２の基体は、ｎ型の半導体からなる、請求項２に記載の検出素子。
【請求項９】
前記電流抑制部材は、前記第１および第２の基体の少なくとも一方の基体の前記間隙部側の表面に設けられた量子ドットからなり、
前記第１および第２の基体の各々は、金属、金属合金、金属半導体化合物、半金属、半導体、透明導電体および導電性有機物のいずれかからなる、請求項１に記載の検出素子。
【請求項１０】
前記量子ドットは、半導体、シリサイドおよび金属のいずれかからなる、請求項９に記載の検出素子。
【請求項１１】
前記第１の基体は、ｐ型の半導体からなり、
前記第２の基体は、ｎ型の半導体からなる、請求項９に記載の検出素子。
【請求項１２】
前記電流抑制部材は、前記第１および第２の基体の少なくとも一方の基体の前記間隙部側の表面に任意の距離を隔てて設けられた複数の絶縁膜からなる、請求項１に記載の検出素子。
【請求項１３】
前記第１の基体は、ｐ型の半導体からなり、
前記第２の基体は、ｎ型の半導体からなる、請求項１２に記載の検出素子。
【請求項１４】
当該検出素子の装着の履歴を示すマークが付される装着検出部をさらに備える、請求項１に記載の検出素子。
【請求項１５】
請求項１４に記載の検出素子と、
前記検出素子が装着される装着部と、
前記間隙部に光を照射する光源部と、
前記間隙部からの光を検出する光検出部と、
前記光検出部における検出結果に基づいて検出対象物を検出または分析する検出／分析部とを備え、
前記検出素子の前記装着検出部は、前記検出素子が前記装着部に装着されることにより前記マークが付される、検出装置。
【請求項１６】
請求項１４に記載の検出素子と、
前記検出素子が装着される装着部と、
前記検出素子の前記第１および第２の基体間に電圧を印加する電源と、
前記第１および第２の基体間に流れる電流を測定する測定部と、
前記測定部によって測定された電流に基づいて検出対象物を検出または分析する検出／分析部とを備え、
前記検出素子の前記装着検出部は、前記検出素子が前記装着部に装着されることにより前記マークが付される、検出装置。
【請求項１７】
請求項１に記載の検出素子と、
前記間隙部に光を照射する光源部と、
前記間隙部からの光を検出する光検出部と、
前記光検出部における検出結果に基づいて検出対象物を検出または分析する検出／分析部とを備える検出装置。
【請求項１８】
前記光源部は、波長が異なる複数の光を前記間隙部に照射する、請求項１７に記載の検出装置。
【請求項１９】
前記光検出部は、前記間隙部に存在する対象物から発せられる蛍光を検出する、請求項１７に記載の検出装置。
【請求項２０】
請求項１に記載の検出素子と、
前記検出素子の前記第１および第２の基体間に電圧を印加する電源と、
前記第１および第２の基体間に流れる電流を測定する測定部と、
前記測定部によって測定された電流に基づいて検出対象物を検出または分析する検出／分析部とを備える検出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【図４２】
【図４３】
【図４４】
【図４５】
【図４６】
【図４７】
【図４８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【図４２】
【図４３】
【図４４】
【図４５】
【図４６】
【図４７】
【図４８】
【公開番号】特開２００９−７９９６０（Ｐ２００９−７９９６０Ａ）
【公開日】平成２１年４月１６日（２００９．４．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２４８４３３（Ｐ２００７−２４８４３３）
【出願日】平成１９年９月２６日（２００７．９．２６）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り 平成１９年６月２０日 ｈｔｔｐ：／／ｅｃｓｍｅｅｔ６．ｐｅｅｒｘ−ｐｒｅｓｓ．ｏｒｇ／ｊｓｐ／ｍａｓ／ｒｅｐｏｒｔＴｅｃｈＰｒｏｇ．ｊｓｐ？ＭＥＥＴＩＮＧ＿ＩＤ＝１０１＆ＳＹＭ＿ＩＤ＝１４６ および ｈｔｔｐ：／／ｅｃｓｍｅｅｔ６．ｐｅｅｒｘ−ｐｒｅｓｓ．ｏｒｇ／ｍｓ＿ｆｉｌｅｓ／ｅｃｓｍｅｅｔ６／２００７／０５／１８／００００１４１０／００／１４１０＿０＿ａｒｔ＿０＿ｊｉ８ｉ９ｍ．ｐｄｆ を通じて発表
【出願人】（３０１０３３１０１）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年４月１６日（２００９．４．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年９月２６日（２００７．９．２６）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り 平成１９年６月２０日 ｈｔｔｐ：／／ｅｃｓｍｅｅｔ６．ｐｅｅｒｘ−ｐｒｅｓｓ．ｏｒｇ／ｊｓｐ／ｍａｓ／ｒｅｐｏｒｔＴｅｃｈＰｒｏｇ．ｊｓｐ？ＭＥＥＴＩＮＧ＿ＩＤ＝１０１＆ＳＹＭ＿ＩＤ＝１４６ および ｈｔｔｐ：／／ｅｃｓｍｅｅｔ６．ｐｅｅｒｘ−ｐｒｅｓｓ．ｏｒｇ／ｍｓ＿ｆｉｌｅｓ／ｅｃｓｍｅｅｔ６／２００７／０５／１８／００００１４１０／００／１４１０＿０＿ａｒｔ＿０＿ｊｉ８ｉ９ｍ．ｐｄｆ を通じて発表
【出願人】（３０１０３３１０１）
【Ｆターム（参考）】
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