伸展模態(tài)傳感器及其制造方法

伸展模態(tài)傳感器及其制造方法

伸展模態(tài)傳感器及其制造方法伸展模態(tài)傳感器及其制造方法本創(chuàng)造供應(yīng)一種伸展模態(tài)傳感器及其制造方法,所述伸展模態(tài)傳感器至少包括:左右對(duì)稱的兩個(gè)質(zhì)量塊;相互平行、左右對(duì)稱并可在平面內(nèi)伸縮的兩個(gè)微梁;所述微梁中形成有離子注入?yún)^(qū);所述微梁兩端分別與兩個(gè)質(zhì)量塊連接;兩個(gè)支撐臺(tái);所述支撐臺(tái)階一端往頂端方向漸漸縮小并與所述微梁中部外側(cè)連接并使得所述質(zhì)量塊與所述微梁懸空;所述質(zhì)量塊上的金屬連線將兩根微梁中的離子注入?yún)^(qū)同側(cè)兩端連接起來(lái);所述支撐臺(tái)上的金屬連線一端連接所述微梁中的離子注入?yún)^(qū)中部;所述質(zhì)量塊上的金屬連線外側(cè)區(qū)域形成有具有統(tǒng)一振幅的敏感膜。

本創(chuàng)造的傳感器工作在平面內(nèi)伸展模態(tài),統(tǒng)一的振幅提高了傳感器的線性度和可重復(fù)性,實(shí)現(xiàn)了精確測(cè)量。

【專利說(shuō)明】伸展模態(tài)傳感器及其制造方法【技術(shù)領(lǐng)域】[0001]本創(chuàng)造屬于微納傳感器領(lǐng)域,涉及一種傳感器,特殊是涉及一種伸展模態(tài)傳感器及其制造方法。

【背景技術(shù)】[0002]諧振式微機(jī)械懸臂梁生化傳感器作為一種重要的生化檢測(cè)手段,具有快速、廉價(jià)、易于使用和高靈敏度的特點(diǎn),在環(huán)境監(jiān)測(cè)、食品工業(yè)、醫(yī)學(xué)診斷、國(guó)家平安等方面有著廣泛的應(yīng)用。

這類生化傳感器都是基于對(duì)被檢測(cè)物的特異性吸附增加其有效質(zhì)量,使得傳感器的諧振頻率下降,從而得到傳感器的輸出響應(yīng)。

由于易于驅(qū)動(dòng),制作工藝簡(jiǎn)潔的特點(diǎn),諧振式傳感器報(bào)道目前主要集中于平面外彎曲模態(tài),2023,86,233501;,2023,79,074301。

[0003]依據(jù)諧振式傳感器的工作原理,其輸出響應(yīng)正比于吸附分子所增加的有效質(zhì)量。

諧振器可以等效為一個(gè)彈簧質(zhì)量塊模型=+,《是其諧振頻率,是等效振幅,是相位。

其諧振頻率可以通過(guò)能量守恒原理得到:一個(gè)質(zhì)量為0的分子被吸附于振幅為的位置,那么該系統(tǒng)勢(shì)能最大值為【權(quán)利要求】,其特征在于,所述伸展模態(tài)傳感器的制造方法至少包括以下步驟:1供應(yīng)一襯底,在所述襯底表面形成一圖形化氧化層;所述圖形化氧化層包括左右對(duì)稱的兩個(gè)質(zhì)量塊區(qū)域、相互平行且左右對(duì)稱的兩個(gè)微梁區(qū)域及兩個(gè)支撐臺(tái)區(qū)域;所述微梁區(qū)域兩端分別與兩個(gè)質(zhì)量塊區(qū)域連接;所述支撐臺(tái)區(qū)域一端往頂端方向漸漸縮小并與所述微梁區(qū)域中部外側(cè)連接;2在所述微梁區(qū)域中進(jìn)行離子注入,注入深度到達(dá)所述圖形化氧化層下的襯底中,形成離子注入?yún)^(qū);3刻蝕所述圖形化氧化層四周的襯底至預(yù)設(shè)深度;4在所述質(zhì)量塊區(qū)域及所述支撐臺(tái)區(qū)域上形成金屬連線;所述質(zhì)量塊區(qū)域上的金屬連線將兩根微梁區(qū)域下方的離子注入?yún)^(qū)同側(cè)兩端連接起來(lái);所述支撐臺(tái)區(qū)域上的金屬連線一端連接所述微梁區(qū)域下方的離子注入?yún)^(qū)中部;5在所述金屬連線上形成絕緣層;所述絕緣層掩蓋所述金屬連線;6在所述質(zhì)量塊區(qū)域上的金屬連線外側(cè)區(qū)域形成具有統(tǒng)一振幅的敏感膜;7刻蝕所述襯底背面,形成懸空的質(zhì)量塊、懸空并可在平面內(nèi)伸縮的微梁及與所述微梁連接的支撐臺(tái);所述質(zhì)量塊、微梁及支撐臺(tái)的位置分別與所述質(zhì)量塊區(qū)域、微梁區(qū)域及支撐臺(tái)區(qū)域的位置相對(duì)應(yīng)。

,其特征在于:所述絕緣層掩蓋所述金屬連線及其外側(cè)區(qū)域的圖形化氧化層,所述敏感膜形成于所述金屬連線外側(cè)的絕緣層上。

,其特征在于:所述絕緣層僅掩蓋所述金屬連線,所述敏感膜形成于所述金屬連線外側(cè)的圖形化氧化層上。

,其特征在于:所述敏感膜下方還包括一金屬層;所述金屬層的材料包括、、、、中的至少一種。

,其特征在于:所述微梁通過(guò)電熱驅(qū)動(dòng)在平面內(nèi)伸縮。

,其特征在于:所述敏感膜為氣體敏感膜。

,其特征在于:所述襯底為襯底。

8.-種伸展模態(tài)傳感器,其特征在于:所述伸展模態(tài)傳感器至少包括:左右對(duì)稱的兩個(gè)質(zhì)量塊;相互平行、左右對(duì)稱并可在平面內(nèi)伸縮的兩個(gè)微梁;所述微梁中形成有離子注入?yún)^(qū);所述微梁兩端分別與兩個(gè)質(zhì)量塊連接;兩個(gè)支撐臺(tái);所述支撐臺(tái)階一端往頂端方向漸漸縮小并與所述微梁中部外側(cè)連接并使得所述質(zhì)量塊與所述微梁懸空;金屬連線,形成于所述質(zhì)量塊及所述支撐臺(tái)上;所述質(zhì)量塊上的金屬連線將兩根微梁中的離子注入?yún)^(qū)同側(cè)兩端連接起來(lái);所述支撐臺(tái)上的金屬連線一端連接所述微梁中的離子注入?yún)^(qū)中部;絕緣層,掩蓋所述金屬連線;敏感膜,形成