[發明專利]一種諧振式微懸臂梁芯片及其制備方法

在審

• 申請號: 202110242692.0
• 申請日: 2021-03-04
• 公開（公告）號: CN113023658A
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 于海濤
• 申請（專利權）人: 上海邁振電子科技有限公司
• 主分類號: B81B3/00
• 分類號: B81B3/00;B81C1/00;G01G3/13
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 郝傳鑫;賈允

本申請實施例所公開的一種諧振式微懸臂梁芯片及其制備方法，包括懸臂梁本體，懸臂梁本體包括連接的第一端部和第二端部，第一端部設有懸膜，懸膜包括加熱線圈，加熱線圈用于加熱第一端部形成相對于第二端部的高溫區，并使得第二端部形成相對于第一端部的低溫區，懸膜的下表面與第一端部的上表面具有隔熱空間。基于本申請實施例，可以通過在第一端部設置懸膜，可以降低加熱線圈與懸臂梁本體之間的熱傳導，使第一端部形成相對于第二端部的高溫區，第二端部形成相對于第一端部的低溫區，并通過在第二端部設置四端壓阻，可以大幅度減少溫度梯度帶來的溫度效應對微懸臂梁芯片的頻率檢測的影響。

技術領域

本發明涉及傳感芯片制備領域，尤其涉及一種諧振式微懸臂梁芯片及其制備方法。

背景技術

為了確保具有自加熱功能的諧振式微懸臂梁上的集成壓阻元件可以正常工作，通常是通過在微懸梁臂上設置阻熱孔結構，以使微懸臂梁分為兩個區域，并在其中一個區域設置加熱線圈形成加熱區域，對其進行加熱形成相對于另一個區域的高溫區，而另一區域未加熱，形成相對于加熱區域的低溫區。當諧振式微懸臂梁芯片的高溫區加熱到一定溫度，設置在低溫區的四根壓阻組成的惠斯通全橋本身存在溫度梯度，故在變溫的過程中存在較大的溫度效應，將影響諧振頻率檢測的準確度和噪聲水平。

雖然，在微懸梁臂上設置阻熱孔結構可以實現高溫區和低溫區的分離，但存在如下弊端：

一、當高溫區需要達到的溫度越高，阻熱孔結構沿微懸梁臂長度方向上的長度越大，阻熱孔結構占據微懸梁臂的面積越大，高溫區上固定樣品材料的有效使用面積越小；

二、微懸梁臂可以通過等比例縮小尺寸提升質量檢測靈敏度，在微懸梁臂上設置阻熱孔結構將導致等比例縮小的微懸梁臂的阻熱效果減小，因此必須增加阻熱孔結構沿微懸梁臂長度方向上的長度，如此，將減小等比例縮小的微懸梁臂的有效尺寸，降低了微懸梁臂質量檢測靈敏度。

發明內容

本申請實施例提供了一種諧振式微懸臂梁芯片及其制備方法，通過在第一端部設置懸膜，可以降低加熱線圈與懸臂梁本體之間的熱傳導，使第一端部形成相對于第二端部的高溫區，第二端部形成相對于第一端部的低溫區，并通過在第二端部設置四端壓阻，可以大幅度減少溫度梯度帶來的溫度效應對微懸臂梁芯片的頻率檢測的影響。

本申請實施例提供了一種諧振式微懸臂梁芯片，該芯片包括：

懸臂梁本體，懸臂梁本體包括第一端部和第二端部，第一端部與第二端部連接；

第一端部設有懸膜，懸膜包括加熱線圈，加熱線圈用于加熱第一端部形成相對于第二端部的高溫區，并使得第二端部形成相對于第一端部的低溫區，懸膜的下表面與第一端部的上表面具有隔熱空間。

進一步地，第二端部自下而上依次包括：

襯底，襯底包括待注入區域和待濺射區域；

待注入區域設有四端壓阻和激勵電阻，待濺射區域、四端壓阻和激勵電阻上設有金屬互連層。

進一步地，隔熱空間的長度與懸臂梁本體的長度的比值在第一區間內，第一區間為[0.3,0.5]；

隔熱空間的寬度是懸臂梁本體的寬度的比值在第二區間內，第二區間為[0.7,0.9]。

進一步地，隔熱空間的高度在第三區間內，第三區間為[0.5,5]微米。

進一步地，懸膜還包括：第一絕緣層和絕熱層，

第一絕緣層的下表面與加熱線圈的上表面連接，絕熱層的上表面與加熱線圈的下表面連接。

進一步地，第一端部自下而上依次包括：

襯底，襯底包括待生長區域；

待生長區域設有第二絕緣層，第二絕緣層的上表面與絕熱層的下表面間具有隔熱空間。