[發明專利]彎曲平板波過敏感測器及其制造方法

有效

• 申請號: 201110204482.9
• 申請日: 2011-07-15
• 公開（公告）號: CN102476788A
• 公開（公告）日: 2012-05-30
• 發明（設計）人: 黃義佑;李明智
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: B81C1/00
• 分類號: B81C1/00;G01N33/68
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司 11287
• 代理人: 沈錦華

技術領域

本發明涉及一種感測器的制造方法，具體地說，涉及一種彎曲平板波過敏感測器的制造方法。

背景技術

因為人類對于健康問題的重視與需求日益增加，所以引起了生物科技與生醫檢測產業的快速發展，其中又以可以結合半導體IC產業科技的生物芯片(BioChips)或生醫微機電系統(BioMEMS)最引人矚目。人體的免疫系統具有保護身體免于受病毒、細菌、癌細胞和微生物侵害的功能，但如果免疫系統過度反應，就會造成過敏、休克，甚至致死。其中日益嚴重的過敏性疾病的檢測的主要判定目標是病患血清中免疫球蛋白E(IgE)的濃度值。使用習知血液試藥檢驗法來檢驗血液中免疫球蛋白E的濃度，不但耗時而且費用很高，而準確度卻只有60％～70％左右而已，且檢測時間冗長。而市場上雖已有一些高準確度和高靈敏度的過敏檢測試劑盒(allergy?test?kits)，但其價格相當高，須耗費較多的測試液且不易微小化，故需較高的制造成本。

在習知微機電系統技術中，等向或非等向性蝕刻硅晶片是微感測器與致動器工藝的關鍵技術。在習知蝕刻技術中，以干式和濕式蝕刻最為普遍。干式蝕刻需要高真空環境，致使機臺的價格高于濕式蝕刻；習知的濕式蝕刻機臺常以時間作為評估深度的依據，但是當蝕刻液的溫度與濃度偏移時，易造成樣品產生不理想的蝕刻深度。

習知彎曲平板波(flexural?plate?wave，FPW)元件的硅薄膜厚度等于6μm時，習知FPW元件的質量靈敏度為17200cm²g^-1，中心頻率為22.675MHz，因此其感測能力不佳。另外，習知FPW元件是使用非電化學蝕刻技術蝕刻硅晶片，故不易控制FPW元件的蝕刻深度。再者，習知蝕刻技術中是使用KOH溶液蝕刻硅晶片，因此易造成蝕刻表面不均勻。

因此，有必要提供一種創新且富有進步性的彎曲平板波過敏感測器及其制造方法，來解決上述問題。

發明內容

本發明提供一種彎曲平板波過敏感測器的制造方法，其包括以下步驟：(a)提供襯底，所述襯底的第一側由外而內依序包含阻絕層、P型硅層和N型磊晶硅層，所述阻絕層包含開孔，所述開孔顯露部分所述P型硅層；(b)在所述襯底的第二側形成交指式電極，所述第二側與所述第一側相對；(c)在所述交指式電極的兩側形成反射柵極；(d)進行電化學硅蝕刻停止工藝，用以蝕穿所述P型硅層和蝕刻所述N型磊晶硅層，依據鈍化時間蝕刻所述N型磊晶硅層，以形成N型磊晶硅薄膜，所述N型磊晶硅薄膜的厚度在3微米(μm)以內；(e)在所述N型磊晶硅薄膜的表面形成金屬層；及(f)在所述金屬層的表面形成自我組裝單分子層，所述自我組裝單分子層具有多個自我組裝單分子和多個免疫球蛋白E抗體，每一自我組裝單分子具有醛基(aldehyde)且間隔地設置于所述金屬層的表面，每一免疫球蛋白E抗體具有頭端氨基(amino)和結合端，所述頭端連接所述醛基，所述結合端用以與免疫球蛋白E抗原結合。

本發明另提供一種彎曲平板波過敏感測器，其包括襯底、交指式電極、反射柵極、金屬層和自我組裝單分子層。所述襯底的第一側由外而內依序包含阻絕層、P型硅層、N型磊晶硅層和開口，所述開口貫穿所述阻絕層和所述P型硅層，且開口至所述N型磊晶硅層以形成N型磊晶硅薄膜，所述N型磊晶硅薄膜的厚度在3微米以內。所述交指式電極設置于所述襯底的第二側且與所述N型磊晶硅薄膜相對。所述反射柵極設置于所述交指式電極的兩側。所述金屬層設置于所述N型磊晶硅薄膜的表面。所述自我組裝單分子層具有多個自我組裝單分子和多個免疫球蛋白E抗體，每一自我組裝單分子具有醛基且間隔地設置于所述金屬層的表面，每一免疫球蛋白E抗體具有頭端氨基和結合端，所述頭端連接所述醛基，所述結合端用以與免疫球蛋白E抗原結合。

附圖說明

圖1到圖6顯示本發明彎曲平板波(FPW)過敏感測器的制造方法的示意圖；其中

圖6顯示本發明彎曲平板波過敏感測器的示意圖；

圖7顯示本發明進行電化學硅蝕刻停止工藝的系統配置圖；及

圖8顯示本發明的實例中電化學硅蝕刻停止工藝的電流-時間關系圖。

具體實施方式

參考圖1到圖6，其顯示本發明彎曲平板波(FPW)過敏感測器的制造方法的示意圖。首先參考圖1，提供襯底1，所述襯底1的第一側(下側)由外而內依序包含阻絕層11、P型硅層12和N型磊晶硅層13。