[发明专利]磁性悬臂梁传感器及其制作方法和测量装置、成像系统

说明书

本发明公开了一种磁性悬臂梁传感器，包括玻璃基底、硅基盖、硅基悬臂梁和磁球，其中所述玻璃基底的第一面上设有第一空腔，所述硅基盖的第一面上设有第二空腔，所述玻璃基底的第一面与所述硅基盖的第一面相对贴合并进行真空热压封装以使得所述硅基悬臂梁和所述磁球位于所述第一空腔和所述第二空腔组合形成的真空腔室，且所述玻璃基底的第一面与所述硅基盖的第一面在二者相贴合的位置处分别镀有相同金属材料形成的金属层，所述硅基悬臂梁的根部固定连接在所述玻璃基底的第一面上，所述磁球固定连接在所述硅基悬臂梁的悬臂端上。本发明还公开了磁性悬臂梁传感器的制作方法和相关的测量装置、成像系统。本发明大大提高磁性悬臂梁传感器的探测灵敏度。

技术领域

本发明涉及传感器技术领域，尤其涉及一种磁性悬臂梁传感器及其制作方法和相关的测量装置、成像系统。

背景技术

磁共振成像(Magnetic Resonant Imaging)作为一种无创伤获取人体内部三维信息的强有力技术，在生物医学领域有着广泛的应用。由于该磁共振成像系统是基于线圈感应检测技术的工作原理，其空间分辨率通常限制在几十微米以内。为了进一步将该磁共振技术的空间分辨率提升到纳米级，结合了原子力显微技术(Atomic Force Microscope)的磁共振力显微镜(Magnetic Resonant Force Microscope)应用而生，通过利用一个超灵敏的磁性微型悬臂梁传感器，能够在纳米尺度上检测自由基或电子自旋密度。迄今为止，在生物、化学、物理和材料科学等多个领域取得了重大进展。但是采用当前的磁性微型悬臂梁传感器对待测样品的内部自由基浓度进行测试时，普遍存在配置要求高，例如测试时需要待测样品也同样处于真空环境来进行测试，严重限制了测试试样的类型；而且探测灵敏性也有待提高。

以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种磁性悬臂梁传感器及其制作方法和相关的测量装置、成像系统，大大提高磁性悬臂梁传感器的探测灵敏度，且只需在大气环境下即可实现探测待测样品的内部自由基浓度等。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的一个实施例公开了一种磁性悬臂梁传感器，包括玻璃基底、硅基盖、硅基悬臂梁和磁球，其中所述玻璃基底的第一面上设有第一空腔，所述硅基盖的第一面上设有第二空腔，所述玻璃基底的第一面与所述硅基盖的第一面相对贴合并进行真空热压封装以使得所述硅基悬臂梁和所述磁球位于所述第一空腔和所述第二空腔组合形成的真空腔室，且所述玻璃基底的第一面与所述硅基盖的第一面在二者相贴合的位置处分别镀有相同金属材料形成的金属层，所述硅基悬臂梁的根部固定连接在所述玻璃基底的第一面上，所述磁球固定连接在所述硅基悬臂梁的悬臂端上。

进一步地，所述玻璃基底的第一面与所述硅基盖的第一面在二者相贴合的位置处同时镀有金、铝或铜。

进一步地，所述硅基悬臂梁的厚度大于1μm且小于10μm，宽度大于10μm且小于20μm，长度大于100μm且小于1000μm。

进一步地，所述磁球的直径小于20μm。

更进一步地，所述玻璃基底的第一面与所述硅基盖的第一面相贴合的位置处镀有的金属层的厚度分别为8～12μm。

本发明的一个实施例一种制作上述的磁性悬臂梁传感器的方法，包括以下步骤：

S1：采用深硅刻蚀工艺在绝缘体上硅的器件层中加工硅基悬臂梁，对绝缘体上硅的埋氧层进行湿法刻蚀，对绝缘体上硅的衬底层的上表面进行深硅刻蚀，并在所述衬底层上沉积停止层以停止对所述衬底层的深硅刻蚀；