[发明专利]基于巨压阻结构的悬臂梁生化传感器及悬臂梁制作方法

权利要求书

1.基于巨压阻结构的悬臂梁生化传感器，其特征在于：包括数据采集器、四线制测量电路、AD7794模数转换器、MSP430F169单片机和LCD12864液晶显示屏，所述数据采集器将采集到的数据通过四线制测量电路传输给AD7794模数转换器，AD7794模数转换器转换后输出至MSP430F169单片机，由MSP430F169单片机发送至LCD12864液晶显示屏，在LCD12864液晶显示屏上显示；

所述数据采集器包括基底和依次固定在所述基底上的若干个悬臂梁，若干个所述悬臂梁串联由同一个恒流源供电，相邻两个悬臂梁的固定端之间通过金属铝材质的连接线相连；所述悬臂梁包括依次设置的检测区、金属铝段区、巨压阻结构区、掺杂硅段区，所述检测区由金属铝段区的端部自组装后表面修饰高分子敏感材料或者生物活性分子材料而成，位于悬梁臂的自由端，所述掺杂硅段区位于悬臂梁的固定端，所述巨压阻结构区为硅铝异质结，所述悬臂梁的固定端上设有电位测量点；所述悬臂梁的两侧均设有共模信号补偿结构，每个悬臂梁利用与之相邻的两个共模信号补偿结构消除噪声，且相邻两个悬臂梁共用一个共模信号补偿结构；所述金属铝段区的宽度为70-100μm、长度为35-60μm，所述掺杂硅段区的宽度为70-100μm、长度为6μm。

2.根据权利要求1所述的基于巨压阻结构的悬臂梁生化传感器，其特征在于：所述共模信号补偿结构与所述悬臂梁的尺寸和组成材料相同。

3.根据权利要求1所述的基于巨压阻结构的悬臂梁生化传感器，其特征在于：所述共模信号补偿结构与所述悬臂梁串联由同一恒流源供电，所述共模信号补偿结构与所述悬臂梁之间通过金属铝材质的连接线相连。

4.根据权利要求1所述的基于巨压阻结构的悬臂梁生化传感器，其特征在于：所述基底为SOI硅片。

5.根据权利要求1所述的基于巨压阻结构的悬臂梁生化传感器，其特征在于：所述四线制测量电路与所述AD7794模数转换器之间设有依次相连的多路选择器和放大滤波电路。

6.根据权利要求5所述的基于巨压阻结构的悬臂梁生化传感器，其特征在于：所述放大滤波电路包括由电阻R1、R2、R3、R4与差分放大器AD8216构成的第一级放大电路，由电阻R5和电容C1、电阻R7和电容C2构成的二阶RC低通滤波器，由电阻R6、电阻R8、电容C5与差分放大器AD8216构成的第二级放大电路，由精密运放器OPA177、电阻R9、电阻R10、电容C3和电容C4构成的二阶有源低通滤波电路。

7.悬臂梁的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，材料准备；选用SOI硅片作为基底，首先对基底进行清洗，然后在基底上标记出一段区、二段区；

步骤二，掺杂硅段区制作；在步骤一标记的二段区注入硼离子，高温快速退火激活硼离子，然后采用光刻与RIE刻蚀方法刻蚀一段区的硅至二氧化硅牺牲层为止，从而得到掺杂硅段区；

步骤三，金属铝段区制作；在掺杂硅段区和二氧化硅牺牲层表面上旋涂光刻胶，然后溅射金属铝，并光刻刻蚀金属铝结构，形成金属铝段区；

步骤四，巨压阻结构制作；利用lift-off剥离工艺，在金属铝段区与掺杂硅段区的结合处得到硅铝异质结，形成巨压阻结构区，并在巨压阻结构区上制作二氧化硅保护层；

步骤五，释放悬臂梁；对掺杂硅段区、巨压阻结构区和金属铝段区两侧的二氧化硅进行光刻刻蚀，并对掺杂硅段区、巨压阻结构区和金属铝段区的边缘制作保护层后，继续刻蚀至衬底硅，然后选用氢氧化钾腐蚀掉掺杂硅段区、巨压阻结构区和金属铝段区下方及两侧的衬底硅，得到悬臂梁。