用于生物應用的納米壓力傳感器初始偏轉的測量

利用這種技術(shù)，可以快速、無(wú)損地測量密封前后釋放膜的撓度

在用于生物應用的納米壓力傳感器的制造中，犧牲層蝕刻和由真空間隙分隔開(kāi)的兩個(gè)膜的密封，以形成 Fabry-Pérot 諧振器，這些都是至關(guān)重要的因素。

知道在制造過(guò)程之后膜片初始撓曲的確切時(shí)間同樣也是關(guān)鍵。

圖 1.制成的壓力傳感器的 SEM 圖像（條形刻度 1 µm）

壓力傳感器是一個(gè) 6×10 µm 的芯片，包括一個(gè)由兩個(gè)被真空間隙隔開(kāi)的多晶硅膜和一個(gè)光學(xué)參考區域限定的機械傳感器。

薄膜起平行反射鏡的作用，構成 Fabry-Pérot 諧振器 ，對某些波長(cháng)部分透明。 外部壓力 P 使薄膜偏斜并使間隙發(fā)生改變。該器件旨在測量活體細胞不同成分內部的壓力變化。

圖 2.未塌陷膜（頂部）的的器件和塌陷膜（底部）的器件（條形刻度為 1 µm）

當前，膜撓度會(huì )在內部化之前先使用掃描電子顯微鏡 (SEM) 進(jìn)行測量，但是在 SEM 中，樣品必須處于真空壓力下，這可能會(huì )改變其初始狀態(tài)。

使用 Sensofar 光學(xué)輪廓儀，我們能夠以快速、非侵入性的方式測量制造后的膜撓度。芯片尺寸只有幾微米，但是膜的曲率更接近幾十納米，因此必須使用高倍率的透鏡

                                                                     圖 3.幾個(gè)壓力傳感器的輪廓分析

圖 4.從基板釋放之前壓力傳感器陣列的 3D 形貌

利用這種技術(shù)，我們可以快速、無(wú)損地測量密封前后釋放膜的撓度，以檢查膜是否塌陷。以前檢查膜是否塌陷必須借助 SEM，但這會(huì )因真空而導致膜撓度發(fā)生變化，并且撓度值也不十分可靠。

這些測量是通過(guò) Plµ 2300 使用具有 100 倍明場(chǎng)物鏡的共聚焦技術(shù)獲得的。 Sensofar 設備提供基于三種技術(shù)的非接觸式 3D 表面輪廓儀：共聚焦、干涉測量和多焦面疊加技術(shù)。Sensofar 設備可以實(shí)現快速且無(wú)損的高分辨率測量，并且可根據需要通過(guò)用戶(hù)友好的軟件提供技術(shù)支持。

圖 5. 6x10 µm 釋放壓力傳感器的 3D 形貌