[發明專利]傳感器設備和用于具有至少一個化學或電化學探測裝置的傳感器設備的制造方法

在審

• 申請號: 201810869872.X
• 申請日: 2018-08-02
• 公開（公告）號: CN109384188A
• 公開（公告）日: 2019-02-26
• 發明（設計）人: A·丹倫貝格;M·施瓦茨;S·齊默爾曼;S·T·耶格
• 申請（專利權）人: 羅伯特·博世有限公司
• 主分類號: B81B1/00
• 分類號: B81B1/00;G01L9/00;G01N27/30;B81B7/02;B81C1/00
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 郭毅

本發明涉及一種所述傳感器設備，所述傳感器設備具有：襯底(10)以及在所述襯底(10)上和/或在所述襯底(10)中構造的至少一個化學或電化學探測裝置(12)，其具有結構化到所述襯底(10)中的探測開口(14)并且如此構造，使得在所述探測開口(14)中至少一種待探測的材料的存在引起由所述探測裝置(12)輸出的或在所述探測裝置(12)上量取的第一傳感器信號的變化，其中，所述探測開口(12)包括穿過所述襯底(10)的第一側(10a)結構化的入口(16)并且包括第一空腔(18)，所述入口(16)通到所述第一空腔中。此外，本發明涉及一種用于具有至少一個化學或電化學探測裝置(12)的傳感器設備的制造方法。

技術領域

本發明涉及一種傳感器設備和用于具有至少一個化學或電化學探測裝置的傳感器設備的制造方法。

背景技術

由現有技術已知反應性離子深度蝕刻方法，如例如在文獻DE 42 41 045C1中描述的那樣。反應性離子深度蝕刻方法可以理解為兩級的交替的干式蝕刻工藝，其中，蝕刻和鈍化步驟交替。

發明內容

本發明實現一種傳感器設備，所述傳感器設備具有：襯底；和在所述襯底上和/或在所述襯底中構造的至少一個化學或電化學探測裝置，其具有結構化到所述襯底中的探測開口并且如此構造，使得在所述探測開口中至少一種待探測的材料的存在引起由所述探測裝置輸出的或在所述探測裝置上量取的第一傳感器信號的變化；其中，所述探測開口包括穿過所述襯底的第一側結構化的入口并且包括第一空腔，所述入口通到所述第一空腔中。本發明也涉及一種用于具有至少一個化學或電化學探測裝置的傳感器設備的制造方法，所述制造方法具有以下步驟：借助各向異性的第一蝕刻工藝穿過襯底的第一側蝕刻入口；形成第一空腔，所述入口通到所述第一空腔中，其方式是，借助各向同性的第二蝕刻工藝在所述入口的背離所述襯底的第一側的端部上蝕刻所述第一襯底；以及如此在所述襯底上和/或在所述襯底中構造所述化學或電化學探測裝置，使得在包括所述入口和所述第一空腔的探測開口中至少一種待探測的材料的存在引起由所述探測裝置輸出的或在所述探測裝置上量取的第一傳感器信號的變化。

本發明實現具有分別至少化學或電化學探測裝置的傳感器設備，所述探測裝置基于其探測開口的形式而有利地適用于至少一種待探測的材料的探測。包括入口和第一空腔的探測開口的形式的一個重要優點在于在其內部占主導的毛細壓力，其可靠地阻止至少一種充入探測開口中的測定材料(Nachweisematerial)的漏出，該測定材料例如用于與至少一種待探測的材料進行特別的相互作用。毛細壓力可以自身反作用于用作至少一種測定材料的流體的蒸發。探測開口的形式的另一優點是入口的相對大面積構造的側壁，所述側壁例如可用于形成電極。此外，入口可作為用于在第一空腔的背離襯底的第一側的底部上沉積小點的掩膜使用。通過這種方式形成的點可以主要作為有利地用于化學或電化學探測裝置的電極使用，因為所述電極具有相對小的電容，為此然而實現用于“捕捉”至少一種待探測的材料的相對大的半徑。

盡管其有利的形式，根據本發明的傳感器設備的化學或電化學探測裝置的包括入口和第一空腔的探測開口可相對簡單地制造。以下還將討論用于制造根據本發明的具有化學或電化學探測裝置的傳感器設備的一種有利的可能性，所述化學或電化學探測裝置具有有利地成型的探測開口。

在一種有利的實施方式中，傳感器設備還包括在所述襯底上和/或在所述襯底中構造的至少一個另外的感測裝置，其中，與所述感測裝置相鄰地在所述襯底中構造有第二空腔，穿過所述襯底的第一側結構化的連接開口通到所述第二空腔中。第二空腔和穿過襯底的第一側結構化的連接開口實現用于另外的感測裝置相對于外部作用的機械應力的機械去耦結構。借助機械去耦結構的構造可以反作用于通過機械應力對另外的感測裝置的運行的影響。通過這種方式可以提高另外的感測裝置的測定精度并且降低另外的感測裝置的錯誤率。如以下進一步闡述的那樣，此外可以使用相同的方法步驟用于形成包括入口和第一空腔的探測開口并且用于同時形成包括連接開口和第二空腔的機械耦合結構。機械去耦結構的構造因此在傳感器設備的該實施方式中不涉及附加的工作耗費。