[發明專利]一種柔性聚合物封閉膜仿生纖毛微傳感器及其制備方法

有效

• 申請號: 202010475567.X
• 申請日: 2020-05-29
• 公開（公告）號: CN111609887B
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: 劉武;梁賀龍;訾鵬;許海軍
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02;B81B7/02;B81C1/00
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

1.一種柔性聚合物封閉膜仿生纖毛微傳感器，其特征在于，包括依次設置的纖毛(1)、柔性膜(2)、SOI硅-玻璃電容結構；所述SOI硅-玻璃電容結構包括上層硅結構、中間層硅結構、底層玻璃結構；

所述上層硅結構包括硅連接柱(3)、上層硅軸向電極(4-1)、Y向上層硅結構(5-1)、X向上層硅結構(6-1)、公共電極上層硅結構(9-1)；

所述中間層硅結構包括檢驗質量塊(8)、中間層硅軸向電極(4-2)、Y向中間層硅結構(5-2)、X向中間層硅結構(6-2)、公共電極中間層硅結構(9-2)、銅柱(7)；所述銅柱(7)嵌設于中間層硅軸向電極(4-2)、Y向中間層硅結構(5-2)、X向中間層硅結構(6-2)、公共電極中間層硅結構(9-2)內部；

所述底層玻璃結構包括pyrex玻璃以及設置于pyrex玻璃上的底層金屬公共電極、底層金屬軸向電極、硅軸向電極底層金屬引線(4-3)引腳、Y向硅結構底層金屬引線引腳(5-3)、X向硅結構底層金屬引線引腳；

所述柔性聚合物封閉膜仿生纖毛微傳感器采用下述制備方法的其中之一制備獲得：

制備方法一，制備方法一包括如下步驟：

A、底層玻璃結構的制備：

a、Pyrex玻璃刻蝕凸臺；b、濺射Cr/Pt/Au并光刻、刻蝕出底層金屬公共電極(9-3)、底層金屬軸向電極(10)、硅軸向電極底層金屬引線(4-3)引腳、Y向硅結構底層金屬引線引腳(5-3)、X向硅結構底層金屬引線引腳；c、通過PECVD淀積氮化硅薄膜保護SOI硅-玻璃電容結構電容電極及引腳；再刻蝕鍵合凸臺上的氮化硅；

B、中間層硅結構的制備：

d、DRIE刻蝕硅、RIE刻氧化硅得到電鍍盲孔；e、濺射種子層、電鍍銅，CMP磨平；f、DRIE刻硅得到X向中間層硅結構(6-2)、Y向中間層硅結構(5-2)、氧化硅犧牲層釋放孔和檢驗質量上銅犧牲層釋放槽；g、去除氧化硅犧牲層；

C、上層硅結構、纖毛(1)、柔性膜(2)的制備：

h、Pyrex玻璃與硅陽極鍵合；i、DRIE刻蝕上層硅軸向電極(4-1)、硅連接柱(3)；j、黏貼SU-8干膜并固化，形成柔性膜(2)；k、旋涂SU-8、光刻固化得到纖毛(1)；l、去除銅犧牲層；

制備方法二，制備方法二包括如下步驟：

A1、底層玻璃結構的制備：

a1、Pyrex玻璃刻蝕凸臺；b1、濺射Cr/Pt/Au并光刻、刻蝕出底層金屬公共電極(含引線引腳)(9-3)、底層金屬軸向電極(含引線引腳)(10)、硅軸向電極底層金屬引線(4-3)引腳、Y向硅結構底層金屬引線引腳(5-3)、X向硅結構底層金屬引線引腳；c1、 通過PECVD淀積氮化硅薄膜1微米保護電容電極及引腳；再刻蝕鍵合凸臺上的氮化硅；

B1、中間層硅結構的制備：

d1、DRIE刻蝕硅、RIE刻氧化硅得到電鍍盲孔；e1、濺射種子層、電鍍銅，CMP磨平；f1、DRIE刻硅得到X向中間層硅結構(6-2)、Y向中間層硅結構(5-2)、氧化硅犧牲層釋放孔和檢驗質量上銅犧牲層釋放槽；

C1、上層硅結構、纖毛(1)、柔性膜(2)的制備：

g1、Pyrex玻璃與硅陽極鍵合；h1、DRIE刻蝕上層硅結構硅軸向電極、硅連接柱(3)及氧化硅刻蝕孔；i1、去除氧化硅；j1、黏貼SU-8干膜并固化，形成柔性膜(2)；k1、旋涂SU-8、光刻固化得到纖毛(1)；l1、去除銅犧牲層；

制備方法三，制備方法三包括如下步驟：

A2、底層玻璃結構的制備：

a2、Pyrex玻璃刻蝕凸臺；b2、濺射Cr/Pt/Au并光刻、刻蝕出底層金屬公共電極(含引線引腳)(9-3)、底層金屬軸向電極(含引線引腳)(10)、硅軸向電極底層金屬引線(4-3)引腳、Y向硅結構底層金屬引線引腳(5-3)、X向硅結構底層金屬引線引腳；

B2、中間層硅結構的制備：

c2、DRIE刻蝕硅、RIE刻氧化硅得到電鍍盲孔；d2、濺射種子層、電鍍銅，CMP磨平；e2、DRIE刻硅得到X向中間層硅結構(6-2)、Y向中間層硅結構(5-2)、氧化硅犧牲層釋放孔和檢驗質量上銅犧牲層釋放槽；f2、去除氧化硅犧牲層；

C2、上層硅結構、纖毛(1)、柔性膜(2)的制備：

g2、Pyrex玻璃與硅陽極鍵合；h2、DRIE刻蝕上層硅結構硅軸向電極、硅連接柱(3)；i2、黏貼SU-8干膜并固化，形成柔性膜(2)；j2、旋涂SU-8、光刻固化得到纖毛(1)；k2、去除銅犧牲層。