[发明专利]利用具有绝缘层的薄膜谐振器探测物质的装置和方法

权利要求书

1.用于探测流体(2)的至少一种物质的装置(1)，包括压电声学薄膜谐振器(10)，具有

-至少一个压电层(11)，

-设置在压电层(11)处的电极层(12)，

-至少一个设置在压电层(11)处的其他电极层(13)，以及

-至少一个用于积聚流体(2)的物质的积聚面(3)，其中，

-压电层(11)、电极层(12、13)和积聚面(3)被设计和彼此设置，使得

-通过电极层(12、13)的电触发可以将激励交变场耦合输入到压电层(11)中，

-薄膜谐振器(10)由于耦合输入到压电层(11)中的激励交变场可以以谐振频率f_R被激励成谐振振荡，以及

-谐振频率f_R取决于在积聚面(3)处所积聚的物质的量，

其特征在于，

直接在电极层的至少一个的背离压电层的侧(121)上设置至少一个用于电绝缘电极层的电绝缘层(4)，并且

绝缘层(4)被设计使得流体与薄膜谐振器彼此完全分离，

其中所述装置(1)包括以CMOS技术集成在衬底(5)中的读出电路(8)、绝缘层(81)、声反射镜(5)和电接触(82)，所述绝缘层由二氧化硅组成，其中薄膜谐振器(10)布置在读出电路(8)、绝缘层(81)和声反射镜(5)上方，其中通过电接触(82)，读出电路(8)与薄膜谐振器(10)的电极层(12，13)连接用于电触发。

2.按权利要求1所述的装置，其中，绝缘层具有无机绝缘材料。

3.按权利要求2所述的装置，其中，无机绝缘材料具有至少一种从金属氮化物和金属氧化物的组中选取的化合物。

4.按权利要求2至3之一所述的装置，其中，无机绝缘材料是二氧化硅。

5.按权利要求1至3之一所述的装置，其中，其上设置有绝缘层的电极层具有铝。

6.按权利要求1至3之一所述的装置，其中，薄膜谐振器设置在半导体衬底(5)上。

7.按权利要求6所述的装置，其中，薄膜谐振器设置在集成在半导体衬底中的读出电路上方。

8.按权利要求1至3之一所述的装置，其中，积聚面由绝缘层形成。

9.按权利要求1至3之一所述的装置，其中，积聚面由施加在绝缘层上的化学敏感涂层(7)形成。

10.按权利要求9所述的装置，其中，化学敏感涂层具有金。

11.按权利要求9所述的装置，其中，化学敏感涂层具有5nm至30nm范围中的层厚。

12.按权利要求10所述的装置，其中，化学敏感涂层具有5nm至30nm范围中的层厚。

13.用于在使用按权利要求1至12之一所述的装置(1)的情况下探测流体(2)的至少一种物质的方法，具有以下方法步骤：

a)使积聚面(3)和流体(2)相聚，使得物质可以在积聚面(3)处被积聚，以及

b)确定薄膜谐振器(10)的谐振频率。