[发明专利]传感器设备和用于具有至少一个化学或电化学探测装置的传感器设备的制造方法

说明书

本发明涉及一种所述传感器设备，所述传感器设备具有：衬底(10)以及在所述衬底(10)上和/或在所述衬底(10)中构造的至少一个化学或电化学探测装置(12)，其具有结构化到所述衬底(10)中的探测开口(14)并且如此构造，使得在所述探测开口(14)中至少一种待探测的材料的存在引起由所述探测装置(12)输出的或在所述探测装置(12)上量取的第一传感器信号的变化，其中，所述探测开口(12)包括穿过所述衬底(10)的第一侧(10a)结构化的入口(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，本发明涉及一种用于具有至少一个化学或电化学探测装置(12)的传感器设备的制造方法。

技术领域

本发明涉及一种传感器设备和用于具有至少一个化学或电化学探测装置的传感器设备的制造方法。

背景技术

由现有技术已知反应性离子深度蚀刻方法，如例如在文献DE 42 41 045C1中描述的那样。反应性离子深度蚀刻方法可以理解为两级的交替的干式蚀刻工艺，其中，蚀刻和钝化步骤交替。

发明内容

本发明实现一种传感器设备，所述传感器设备具有：衬底；和在所述衬底上和/或在所述衬底中构造的至少一个化学或电化学探测装置，其具有结构化到所述衬底中的探测开口并且如此构造，使得在所述探测开口中至少一种待探测的材料的存在引起由所述探测装置输出的或在所述探测装置上量取的第一传感器信号的变化；其中，所述探测开口包括穿过所述衬底的第一侧结构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。本发明也涉及一种用于具有至少一个化学或电化学探测装置的传感器设备的制造方法，所述制造方法具有以下步骤：借助各向异性的第一蚀刻工艺穿过衬底的第一侧蚀刻入口；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蚀刻工艺在所述入口的背离所述衬底的第一侧的端部上蚀刻所述第一衬底；以及如此在所述衬底上和/或在所述衬底中构造所述化学或电化学探测装置，使得在包括所述入口和所述第一空腔的探测开口中至少一种待探测的材料的存在引起由所述探测装置输出的或在所述探测装置上量取的第一传感器信号的变化。

本发明实现具有分别至少化学或电化学探测装置的传感器设备，所述探测装置基于其探测开口的形式而有利地适用于至少一种待探测的材料的探测。包括入口和第一空腔的探测开口的形式的一个重要优点在于在其内部占主导的毛细压力，其可靠地阻止至少一种充入探测开口中的测定材料(Nachweisematerial)的漏出，该测定材料例如用于与至少一种待探测的材料进行特别的相互作用。毛细压力可以自身反作用于用作至少一种测定材料的流体的蒸发。探测开口的形式的另一优点是入口的相对大面积构造的侧壁，所述侧壁例如可用于形成电极。此外，入口可作为用于在第一空腔的背离衬底的第一侧的底部上沉积小点的掩膜使用。通过这种方式形成的点可以主要作为有利地用于化学或电化学探测装置的电极使用，因为所述电极具有相对小的电容，为此然而实现用于“捕捉”至少一种待探测的材料的相对大的半径。

尽管其有利的形式，根据本发明的传感器设备的化学或电化学探测装置的包括入口和第一空腔的探测开口可相对简单地制造。以下还将讨论用于制造根据本发明的具有化学或电化学探测装置的传感器设备的一种有利的可能性，所述化学或电化学探测装置具有有利地成型的探测开口。

在一种有利的实施方式中，传感器设备还包括在所述衬底上和/或在所述衬底中构造的至少一个另外的感测装置，其中，与所述感测装置相邻地在所述衬底中构造有第二空腔，穿过所述衬底的第一侧结构化的连接开口通到所述第二空腔中。第二空腔和穿过衬底的第一侧结构化的连接开口实现用于另外的感测装置相对于外部作用的机械应力的机械去耦结构。借助机械去耦结构的构造可以反作用于通过机械应力对另外的感测装置的运行的影响。通过这种方式可以提高另外的感测装置的测定精度并且降低另外的感测装置的错误率。如以下进一步阐述的那样，此外可以使用相同的方法步骤用于形成包括入口和第一空腔的探测开口并且用于同时形成包括连接开口和第二空腔的机械耦合结构。机械去耦结构的构造因此在传感器设备的该实施方式中不涉及附加的工作耗费。