用于生物應(yīng)用的納米壓力傳感器初始偏轉(zhuǎn)的測量

利用這種技術(shù)，可以快速、無損地測量密封前后釋放膜的撓度

在用于生物應(yīng)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)被真空間隙隔開的多晶硅膜和一個(gè)光學(xué)參考區(qū)域限定的機(jī)械傳感器。

薄膜起平行反射鏡的作用，構(gòu)成 Fabry-Pérot 諧振器 ，對某些波長部分透明。 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(xì)胞不同成分內(nèi)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(dāng)前，膜撓度會在內(nèi)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，但這會因真空而導(dǎo)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 Plµ 2300 使用具有 100 倍明場物鏡的共聚焦技術(shù)獲得的。 Sensofar 設(shè)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(shè)備可以實(shí)現(xiàn)快速且無損的高分辨率測量，并且可根據(jù)需要通過用戶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