[发明专利]一种背面引线的仿生纤毛电容式微传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种背面引线的仿生纤毛电容式微传感器，其特征在于，包括顶层、中间层、底层；所述顶层为聚合物纤毛(1)，所述中间层为硅结构(5)，所述底层为pyrex玻璃结构；

所述硅结构(5)包括变形膜，所述变形膜为聚合物纤毛(1)的支撑结构；所述硅结构(5)与pyrex玻璃结构阳极键合并在硅结构(5)与pyrex玻璃结构之间形成密闭的电容腔室；

所述pyrex玻璃结构内部嵌入有若干导电引线柱(7)；

所述pyrex玻璃结构靠近硅结构(5)的一侧中部设置有公共电容极板(2)；所述公共电容极板(2)周侧均匀分布有若干差分电容极板(4)；

所述pyrex玻璃结构远离硅结构(5)的一侧设置有若干信号引脚(8)；

所述导电引线柱(7)的一端与公共电容极板(2)或差分电容极板(4)相连接，其另一端与信号引脚(8)相连接。

2.根据权利要求1所述的背面引线的仿生纤毛电容式微传感器，其特征在于，所述硅结构(5)的材质为低阻导电硅或高阻硅；

当所述硅结构(5)的材质为高阻硅时，所述硅结构(5)靠近pyrex玻璃结构的一侧设置有金属电容上极板(3)，所述公共电容极板(2)与差分电容极板(4)的正投影位于所述金属电容上极板(3)的正投影内部。

3.一种根据权利要求1或2所述的背面引线的仿生纤毛电容式微传感器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

A、底层pyrex玻璃结构的制备；

B、中间层硅结构(5)的制备；所述硅结构(5)的材质为低阻导电硅；

C、通过阳极键合实现硅结构(5)与pyrex玻璃结构组合，完成信号引脚(8)和中间层之上多余结构的去除、顶层聚合物纤毛(1)的制备，即得所述背面引线的仿生纤毛电容式微传感器。

4.根据权利要求3所述的背面引线的仿生纤毛电容式微传感器的制备方法，其特征在于，步骤A具体包括如下步骤：

a、光刻胶掩膜刻蚀低阻导电硅片；

b、刻蚀后的低阻硅片去除光刻胶后与Pyrex玻璃的阳极键合；

c、高温回流Pyrex玻璃，再双面研磨抛光，形成嵌入导电硅柱的Pyrex玻璃结构(6)；

d、采用光刻胶剥离法或光刻胶掩膜刻蚀法，将溅射的Cr/Pt薄膜图形化，制备Pyrex玻璃结构(6)上的公共电容极板(2)和差分电容极板(4)；

e、采用PECVD或溅射方式，制备公共电容极板(2)和差分电容极板(4)氮化硅保护层，再光刻胶掩膜湿法去除多余氮化硅保护层。

5.根据权利要求3所述的背面引线的仿生纤毛电容式微传感器的制备方法，其特征在于，步骤B具体包括如下步骤：

f、清洗器件层为低阻导电硅的硅片；

g、光刻胶掩膜，DRIE刻蚀低阻导电硅片制作电容间隙，得到所述硅结构(5)。

6.根据权利要求3所述的背面引线的仿生纤毛电容式微传感器的制备方法，其特征在于，步骤C具体包括如下步骤：

h、阳极键合Pyrex玻璃结构(6)和硅结构(5)并在Pyrex玻璃结构(6)和硅结构(5)之间形成电容腔室，键合面为低阻导电硅；

i、采用光刻胶剥离法或光刻胶掩膜刻蚀法，将溅射的Cr/Au薄膜图形化，在pyrex玻璃结构远离硅结构(5)的一侧制备信号引脚(8)；

j、刻蚀硅结构(5)的支撑层硅和埋层氧化硅；

k、旋涂SU-8负胶，光刻图形化后固化得到所述聚合物纤毛(1)。

7.一种根据权利要求1或2所述的背面引线的仿生纤毛电容式微传感器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

A1、底层pyrex玻璃结构的制备；

B1、中间层硅结构(5)的制备，所述硅结构(5)的材质为高阻硅，在硅结构(5)靠近pyrex玻璃结构的一侧制备金属电容上极板(3)；

C1、通过阳极键合实现硅结构(5)与pyrex玻璃结构组合，完成信号引脚(8)和中间层之上多余结构的去除、顶层聚合物纤毛(1)的制备，即得所述背面引线的仿生纤毛电容式微传感器。