CN109994364B - 微机械或纳米机械颗粒检测设备 - Google Patents

微机械或纳米机械颗粒检测设备 Download PDF

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Abstract

公开了微机械或纳米机械颗粒检测设备。颗粒检测设备包括：支撑件；用于接收颗粒的平台(4)；四个梁(12.1，12.2，12.3，12.4)，所述四个梁将平台(4)悬挂在支撑件(2)上，使得平台(4)能够振动；用于使所述平台(4)以共振频率振动的装置(8)；用于检测平台(4)在位移方向上的位移的检测装置(10)。每个梁(12.1，12.2，12.3，12.4)具有长度l、宽度L和厚度e，并且平台(4)具有在平台的位移方向上的尺寸，并且其中，在设备具有平面外模式时l≥10×L，并且，每个梁在平台(4)的位移方向上的尺寸比平台(4)在位移方向上的尺寸小至少10倍。

Description

微机械或纳米机械颗粒检测设备
技术领域
本发明涉及一种实现共振微机械和/或纳米机械结构的机械检测设备。
背景技术
检测设备可用于进行重量检测，并且更具体地，用于进行气体检测的化学传感器、生物传感器以及基于共振微机械和/或纳米机械结构的质谱仪。
质谱仪是质量检测器，其可以确定单个颗粒的质量。例如，它用于生物学中以确定生物细胞的质量。共振微机械和/或纳米机械系统可以用在质谱仪中。该系统包括能够接收例如生物细胞的梁或结构，该梁或结构在其共振频率下被激发。生物细胞的沉积改变了梁或结构的质量，从而改变了其共振频率。通过测量和处理对应于每个生物细胞的沉积的共振频率的变化，可以从中推断出生物细胞的质量。
A.Rahafrooz和S.Pourkamali的文献“用于空气传播颗粒质量感测的热驱动微机械谐振器的制造和表征：I.谐振器设计和建模(Fabrication andcharacterization ofthermally actuated micromechanical resonators for airbome particle masssensing：I.Resonator design and modeling)”Micromechanics Microengineering杂志，(第20卷，编号12，第125018部分，2010年)描述了一种用于检测空气中的颗粒的质量的微机械谐振器。该谐振器包括在其四个顶点处通过四个梁悬挂的平台。这些梁中的两个是活动的，也就是说它们专用于对平台的运动进行致动和检测。每个活动梁被分成两个并且连接到两个不同的电极，使得电流可以通过梁循环。通过使调制电流在梁中循环来获得致动，并且通过检测由于压阻效应而在梁中循环的电流来获得检测。在致动之后，使质量体在平面中振动。一方面，该设备包括复杂形状的梁。此外，它们中的每个都需要两个电连接件，这限制了该设备可以达到的最小尺寸。该设备的制造很复杂。另一方面，使电流在梁中循环的事实导致结构的加热并改变其性质。而且，这种加热限制了适合于梁的生产的材料的选择。另外，该结构不适合激发和/或检测平面外模式。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种颗粒检测设备，其具有相对于现有技术的颗粒检测设备的简化结构。
上述目的通过一种颗粒检测设备来实现，该颗粒检测设备包括：平台，平台的一个面至少用于接收待检测的颗粒；悬挂装置，用于悬挂所述平台，使得所述平台能够振动；用于使所述平台振动的装置；所述悬挂装置包括至少两个梁，所述梁构造成在平台振动时变形，梁和平台的尺寸设计成使得在平台振动时，所述平台不会由于变形的梁的作用而变形或变形很小。检测设备还包括用于检测平台的位移的检测装置。
优选地，梁在支撑件和平台之间的长度比梁的截面的尺寸大至少十倍。梁在振动的运动方向上的尺寸比平台在该方向上的尺寸小至少十倍。
在平台的平面内位移和平面外位移的示例性实施例中，梁弯曲变形。
在示例性实施例中，检测装置将悬挂装置实现为梁，梁例如由压阻材料制成。
在另一示例性实施例中，检测装置是光学的并且包括布置在平台附近的光学谐振器，使得平台的位移改变谐振器的光学特性。
于是，本发明的主题是一种颗粒检测设备，其包括支撑件和相对于支撑件移动的至少一个可移动结构，所述可移动结构包括：平台，所述平台的一个面至少用于接收待检测的颗粒；悬挂装置，该悬挂装置用于悬挂平台，使得平台能够相对于支撑件振动；用于使所述平台以其共振频率中的至少一个共振频率振动的装置；用于检测平台在给定方向上的位移的检测装置；悬挂装置包括至少两个梁，该至少两个梁构造成在平台振动时变形。每个梁具有长度1、宽度L和厚度e，并且平台具有在平台的位移方向上的尺寸。每个梁在平台的给定的位移方向上的尺寸比平台在所述给定的位移方向上的尺寸小至少10倍，并且在检测设备具有平面内模式的情况下，1≥10×L，在检测设备具有平面外模式的情况下，1≥10×e，使得当平台振动时，所述平台在不会由于梁的作用而变形或者变形很小。
在示例性实施例中，悬挂装置包括至少一个第一梁和一个第二梁，第一梁和第二梁相对于位移方向对称布置。
在示例中，致动装置可以位于可移动结构的外部。
在另一示例中，致动装置可以直接作用在平台上。致动装置可以是以共振频率向平台施加梯度力的光学装置，或者是以共振频率向平台施加静电力的静电装置。
在示例性实施例中，至少两个梁由压阻材料(例如硅)制成，并且检测装置包括用于向所述梁施加电位差的恒定电压源、用于测量所述梁的输出端处的电流的装置。
检测装置可以包括：光学谐振器，光学谐振器布置在平台附近，使得平台的位移改变光学谐振器的消逝场；用于将光束注入光学谐振器中并收集从光学谐振器出来的所述光束的波导。
在有利的示例中，检测设备包括围绕光学谐振器布置的多个可移动结构，每个平台的位移改变光学谐振器的消逝场。
在示例性实施例中，平台为矩形，并且两个梁被紧固到平台的具有最大长度的第一侧部并且垂直于所述第一侧部，另外两个梁被紧固到平台的具有最大长度的第二侧部并垂直于所述第二侧部。梁可以是直的并且彼此平行。
梁可以在距离具有最大长度的第一侧部和第二侧部的纵向端部一定距离处被紧固到具有最大长度的第一侧部和第二侧部。
在示例性实施例中，梁由与平台的材料不同的材料制成。
本发明的另一主题是一种质谱仪，其包括用于电离分析物的装置、用于聚焦被电离的分析物的装置和布置在聚焦装置下游处的至少一个根据本发明的检测设备。
附图说明
在如下的说明以及附图的基础上将更好地理解本发明，在附图中：
-图1是具有平面内位移模式的检测设备的示例性实施例的俯视图，
-图2A是图1的检测设备的透视图，
-图2B是图2A的细节图，
-图3是图1的设备在激发阶段的示意图，
-图4是包括压阻检测装置的检测设备的俯视图，
-图5A是包括光学检测装置的、具有平面内位移的检测设备的示例的俯视图，
-图5B是具有平面外模式的设备的示例的俯视图，该设备包括能够用于致动或能够用于检测的光学装置，
-图6是图1的设备的另一示例性实施例的俯视图，
-图7是图1的设备的另一示例性实施例的俯视图，
-图8A至图8D是根据本发明的设备的替代实施例的俯视图，
-图9是根据另一实施例的具有平面外位移模式的检测设备的侧视图，
-图10是根据又一实施例的检测设备的俯视图，
-图11是实施根据本发明的检测设备的质谱仪的示意图，
-图12A至图12C是在用于制造图1的检测设备的方法的示例的不同步骤期间获得的元件的俯视和侧视示意图。
-图13是根据本发明的具有热致动的设备的示例的示意性俯视图，
-图14是与图1相同的视图，其中颗粒沉积在平台上，
-图15A和图15B是在用于制造图1的检测设备的替代方案的方法的示例的不同步骤期间获得的元件的示意性俯视图和侧视图，
-图16A和图16B是在用于制造图9的检测设备的方法的示例的不同步骤期间获得的元件的示意性俯视图和侧视图。
具体实施方式
根据本发明的谐振检测设备旨在检测沉积在接收平台上的颗粒的存在。颗粒具有例如几纳米的尺寸。颗粒可以是生物颗粒(分子、蛋白质、病毒等)、包含在空气或气体中的颗粒。
在所有附图中，箭头表示平台在致动装置的作用下的位移方向。
如下文所示，术语“梁”同时表示恒定横截面的直线元件、非直线元件、以及具有可连续变化和/或部分可变的截面的元件。
在图1和图2A中可以看到根据本发明的具有平面内模式的检测设备D1的示例性实施例。
该检测设备包括支撑件2、用于接收颗粒的平台4(指定为“平台”)、悬挂装置6，悬挂装置用于将平台4悬挂在支撑件2上使得平台4能够相对于支撑件2移位。在该示例中，如图3中示意性所示地，可以认为平台4旨在在设备的平面XY中移位。Z垂直于平面XY并且将被指定为“平面外方向”。
平台在平行于检测设备的平面XY的平面中延伸。
在图1所示的示例中，平台包括在某些制造方法中使用的开口。这些开口可以省略。
检测设备还包括致动装置8，所述致动装置能够使平台以至少一个共振频率在平面XY中振动。
该设备还包括用于检测平台4的位移的检测装置10，更具体地，所述检测装置用于检测由于颗粒在平台上的沉积而导致的平台的位移变化。
悬挂装置包括至少两个梁。在所示的示例中，悬挂装置6包括四个梁12.1、12.2、12.3、12.4。
每个梁12的一端锚固到支撑件2，另一端锚固到平台4。
在所示的示例中，平台具有矩形形状，两个梁12.1、12.2沿着平台的第一侧部4.1锚固到平台4，并且另外两个梁12.3、12.4沿着与第一侧部平行的第二侧部4.2锚固到平台。
在所示的示例中，梁12.1、12.2在距第一侧部4.1的纵向端部一定距离处锚固到平台，并且梁12.3、12.4在距第二侧部4.2的纵向端部一定距离处锚固到平台。在替代方案中，梁在第二侧部的纵向端部的高度处锚固到平台。
在该示例中，梁12.1和12.2彼此平行，梁12.3和12.4彼此平行，梁12.1和12.3对齐，梁12.2和12.4对齐并平行于轴线X。
在该示例中，梁在平面YZ中具有恒定的横截面。
梁在X方向上具有长度1，在Y方向上具有宽度L，在Z方向上具有厚度e(图2B)。
平台在方向X上的尺寸指定为a，在方向Y上的尺寸指定为b。
如图3中示意性所示地，平台4旨在沿方向Y移动。随后梁12.1至12.4弯曲变形。
包括平台和梁的可移动结构的尺寸被设计成使得在平台移位和梁变形的期间，平台不会在梁的作用下变形或变形很小。
为此，可以选择：
(Ia)-对于平面内操作，梁的长度1等于梁的宽度L的至少10倍：
1≥10×L
(II)-梁在平台位移方向上的尺寸比平台在位移方向上的尺寸小至少10倍。
在图1至图3的示例中，位移方向是平面中的方向Y，于是，L≤b/10。
无论操作模式如何，平台可以具有例如100nm×100nm的表面尺寸至100μm×100μm的表面尺寸。平台的厚度可以是例如10nm至100μm。
梁可以例如具有介于25nm×25nm至10μm×10μm之间的截面，以及介于250nm至100μm之间的长度。
下面给出尺寸的非限制性示例。该设备包括通过四个梁悬挂的矩形平台，用于平面内模式。平台和梁在方向Z上的厚度为220nm。该平台的外部尺寸为3μm×1.5μm。梁在方向X上的长度为1.5μm，截面为100nm×220nm。
在适于在平面外模式下操作的设备的另一示例性实施例中，平台具有3μm×1.5μm的表面和300nm的厚度。支撑件的长度为1μm，尺寸L为100nm，厚度e为30nm。
因此，梁的刚度基本上小于平台在位移方向上的刚度，这降低了平台在位移方向上变形的风险。
能够被测量的颗粒的质量Mm远小于平台的质量Mp，有利地是Mm＜Mp/10。
检测设备可测量的最小质量取决于检测设备本身的性能。
在示例性实施例中，致动装置处于可移动结构的外部并且包括振动压电元件，也称为压电振动器，支撑件2附接到该振动压电元件。当压电振动器被激活时，可移动结构相对于支撑件移动。例如，如果机械致动处于共振频率下，则会出现机械放大并且平台相对于支撑件移位。
在图13中可以看到适合于平面内模式的设备的另一个示例性实施例，其中致动装置是热感型的。为此，电流在结构中循环。电流主要通过焦耳效应来加热梁，梁是由于它们的小截面而导致的电阻最大的元件。加热引起支撑件的膨胀，这产生了平面内致动力。该检测是压电式的。梁12.1’至12.4’相对于平台4的边缘定向，以便与平台的边缘形成非直角。
考虑在频率f0/2下的电压。
压阻梁的电阻R使它们的电阻根据R＝R0+R1cos f0而变化。
由热致动引起的平台位移写为：
x＝X0cosf0。
输出端的检测电流为：
I＝I1cosf0/2+I1cos(f0-f0/2)+I1cos(f0+f0/2)
I1cos(f0-f0/2)+I1cos(f0+f0/2)是结构运动产生的电流。
在另一示例性实施例中，致动装置是静电型的。例如，它包括位于支撑件上的、与平台的一个面相对的电极，并且电极定向成使得在电极和平台之间产生的静电力使平台沿Y方向移位。在图1的示例中，电极布置为面向一个侧部4.2。通过以共振频率在电极和平台之间施加具有恒定分量和第二分量的电位差，在电极和平台之间出现与电位差的平方成比例的静电力，该静电力随后使平台以共振频率振动。在替代方案中，可以设想应用两个电极，每个电极面向平台的一个侧部，然后对电极施加的电位差相差半个周期。
根据另一示例性实施例，致动装置是光学类型的。它们包括例如布置在平台附近的、例如为环形的光学谐振器。当光学谐振器处于共振时，出现梯度力，该梯度力将平台吸引到环上。梯度力被调制到共振频率，导致平台振动。在图1至图3的示例中，光学环与一个侧部4.2相对放置。
在图4和图5中可以看到能够应用在检测设备中的检测装置的示例。
在图4中，检测装置是压阻式的。检测装置由压阻材料形成的梁12.1至12.4的全部或部分实现。梁例如由硅制成。
在所示的示例中，四个梁由压阻材料制成并且有助于使平台振动。在另一示例中，只有梁12.1和12.3或12.2和12.4由压阻材料制成。
检测装置还包括恒定电压V的源14和用于测量输出电流I的测量装置16。
在零差模式中，恒定电压源例如连接到梁12.1、12.2所锚固的支撑件，并且用于测量输出电流的测量装置16连接到梁12.3、12.4所锚固的支撑件。
例如，假设平台沿方向Y的位移：y＝y0cosf0，f0是共振频率，则压阻梁的电阻R根据以下关系式变化：
R＝R0+R1cos2f0。
结果是输出电流可写为I＝I0I1cos2f0。
如果热驱动与压阻检测相结合，则支撑件的电阻根据关系式R＝R0+R1cosf0而变化，因为梁与平台的边缘形成角度。在这种情况下，由于热驱动，穿过结构的电流处于频率f0/2，使得输出电流具有在三个不同频率下的项：在致动频率处的项，以及仅在结构处于共振时出现的两个附加分量。可以使用外差检测方法或者使用频谱分析仪来测量这些分量。
如果颗粒沉积在平台上，则共振频率被修改，引起R的变化和I的变化。通过处理该变化，可以将结果反馈到沉积颗粒的质量。
在替代方案中，可以通过实施调制到特定频率的电压源来执行外差检测，输出电流的频率是已知的并且是固定的。
压电检测装置的实施具有减小体积的优点，这使得能够优化同一芯片上的捕获表面。
在图5A中可以看到检测装置的另一个示例性实施例，其中检测装置是光学类型的，适用于具有平面内模式的设备。
在所示的示例中，检测装置包括光学设备，该光学设备包括至少一个波导18和一个环形光学谐振器20，所述环形光学谐振器通过消逝耦合而耦合到波导18。光学设备还包括光源，所述光源例如为光学耦合到波导18的激光器(未示出)。
光学环20附接到支撑件2并且位于平台附近，使得平台的至少一个边缘处于环的消逝场中并且环的位移影响所述消逝场。例如，环与平台的一个边缘之间的距离约为100nm。
环相对于平台的定向使得当使平台振动时，环和平台之间的距离发生变化，同时保持在消逝场的边界内。
将恒定强度的光波注入光学环中。平台的靠近至环的位移改变了环的光学性质，即，环的光学共振频率，由波导18恢复的发光强度然后由于平台的位移对环的光学性质的影响而被调制。通过使用光谱仪装置，可以获得与平台的位移成比例的光束的输出强度。
对于具有沿方向Y的位移y＝y0cosf0的平台，考虑到在波导的入口处的恒定波长为λ0的发光强度Pin，λ0，输出强度Pout，λ0被调制为P1+P2cosf0。
在替代方案中，光学检测装置包括外部激光器和干涉仪检测装置。
在替代方案中，可以设想围绕同一光学环布置多个平台，每个平台被光耦合到环。通过对平台实施不同的共振频率，可以在处理之后分离不同平台对环的光学性质的影响，从而将结果反馈到沉积在每个平台上的每个颗粒的质量上。该设备可以同时检测多个颗粒，然后该设备提供更快的检测。
现在将描述根据本发明的检测设备的操作示例。
启动致动装置10(例如光学或静电致动装置)以便使平台4以其共振频率之一沿方向Y振动，梁12.2至12.4如图3所示地弯曲变形。由于梁和平台的尺寸，梁的变形对平台没有或几乎没有机械作用，所述平台几乎不变形或不变形。
检测装置(例如光学或压电检测装置)检测平台的振动位移。
当颗粒沉积在平台上时，颗粒和平台一起具有与单独的平台不同的共振频率。检测装置检测承载颗粒的平台的改进的振动位移。
接下来处理共振频率的变化并且可以确定沉积颗粒的质量。
检测设备集成在检测系统中，该检测系统包括用于处理由检测设备提供的测量信号的装置，以便供应沉积的颗粒的质量，或者甚至供应指定的沉积的颗粒的质量。
由于本发明，无论沉积颗粒的平台的位置如何，对共振频率的影响都相同或几乎相同。因此，单个共振模式足以检测颗粒，而无论其在平台上的位置如何。
在图14中可以看到根据图1的设备。颗粒A1、A2、A3已经在平台的不同位置示意性地示出。有限元模拟得出以下结果：
对于质量为m1的颗粒：
-颗粒A1的沉积引起频移
-颗粒A2的沉积引起频移
-颗粒A3的沉积引起频移
因此观察到，由于本发明，使得由于颗粒在平台上的沉积引起的频移随着沉积位置的不同而变化很小。
对于质量m2＝m1/2kg，模拟给出颗粒通过将质量除以2，将频移除以大约2。
平台的表面可以非常大并且可以根据应用进行调整。
通过选择悬挂装置的梁的尺寸，可以容易地调节平台的共振频率，而与平台的形状无关。
在图1至图3所示的示例中，梁彼此平行。根据图6中表示的设备D2的另一个示例，平台104的悬挂梁可以定向成使得它们的纵向轴线是正割的。在所示的示例中，梁112.1和112.2以及梁112.3和112.4相对于轴线Y对称布置。
此外，梁212.1、212.2可以具有除直线形状之外的形状，例如它们可以具有弹簧形状，如图7中所示的设备D3中可见的。在这种情况下，要考虑在不等式1≥10×L和l≥10×e中的长度是所开发的弹簧的长度。
而且，梁可以具有表面的横截面，该横截面可以连续地变化或部分地变化。在这种情况下，不等式(I)考虑L和e的最大值，不等式(II)考虑e的最小值。
另外，梁不能全部都具有相同的长度，如图8A所示，其中设备D4的梁312.1和312.3比梁312.2和312.4短。
在图8B中可以看到设备D1的替代方案，其中，平台404在方向X上包括用于每个梁的凹出部414，并且在平台的底部处锚固梁412.1至412.4的一端。
在图8C中可以看到设备D1的另一替代方案，其包括盘形平台4’。
在图8D中可以看到具有光学致动或检测的设备的替代方案。在该示例中，平台4”的边缘具有对应于光学盘的形状的凹出部4.5，以容纳所述盘。光学盘20部分地由平台的弧形边缘做衬里。
还应该理解，梁的数量不限于四个，可以设想提供六个或更多个梁。优选地，梁相对于位移方向对称分布，以获得平台的均匀位移。
在检测设备D6的另一示例性实施例中，平台被激励，使得平台具有平面外运动，即沿着轴线Z的运动，如图9中示意性所示。
包括平台和梁的可移动结构的尺寸设计成使得在平台移位和梁变形的期间，平台在梁的作用下不会变形或几乎不变形。
为此，对于将平台504连接到支撑件502的梁512.1和512.2，选择如下：
-Ib-对于将在下面描述的设备的示例的平面外操作，梁的长度1等于梁的厚度e的至少10倍：
1≥10×e
-条件II写为L≤10×E，E为平台在方向Z上的厚度。
根据本发明，平台沿轴线Z移位而不会弯曲变形。
能够使平台404沿方向Z移动的致动装置可以与用于产生平面内位移的那些装置相同。在压电振动器的情况下，所述振动器使得它沿方向Z移动支撑件。
在图5B中可以看到具有平面外模式的设备的示例，该设备包括可以用于致动或检测的光学装置。
检测装置包括布置在平台下方的光学环和在环的平面内的波导18。在用于检测的实施方式的情况下，平台沿着方向Z的、靠近环的位移改变了环的光学特性，即，光学共振频率。然后，由于平台的位移对环的光学特性的影响，由波导18恢复的发光强度被调制。在该示例中，平台有利地保护光学环免受质量体的沉积，这避免了附加质量对光学响应的影响。
能够检测平台位移的检测装置可以类似于为检测平面内位移而实施的检测装置。
根据另一示例性实施例，可以相对于支撑件602根据平面内横向模式来激励平台604，所述平面内横向模式即运动方向对应于梁612.1至612.4的纵向方向(即沿着图10所表示的方向)的模式。梁优选地具有弹簧形状。
在图11中可以看到实现根据本发明的检测设备的质谱仪的示意图。
质谱仪包括由分析物源702供应的真空室700、用于在室700的入口处电离分析物的电离装置704、用于在电离装置下游处聚焦所电离的分析物的聚焦装置706和在聚焦装置下游的、根据本发明的质量传感器708。传感器连接到用于对由传感器708发送的信号进行测量和处理的装置710。
现在将结合图12A至图12C描述制造图1至图3的检测装置的方法的示例。
优选地，检测装置可以通过微电子技术生产。
例如，使用包括硅衬底702、SiO2层704和硅层706的绝缘体上硅结构(Silicon OnInsulator，SOI)衬底700。该衬底在图12A中以侧视图和俯视图表示。
在随后的步骤中，例如通过光刻和蚀刻来构造层706，以便在层706中形成具有适合于梁和平台的尺寸的可移动结构，以确保在平台振动时平台具有小的变形，或甚至不变形。
由此获得的元件在图12B中以侧视图和俯视图表示。
在随后的步骤中，可移动结构被释放，例如通过SiO2704的各向异性湿法蚀刻被释放。
由此获得的元件在图12C中以侧视图和俯视图表示。
应当理解，可移动结构可以由另一种材料制成，例如镓、氮化硅或铝。
此外，在该示例中描述了平台和梁由相同的材料制成。在另一个示例中，它们由不同的材料制成，具有例如不同的机械性能。例如，可以使平台的材料具有更大刚度，而梁具有更低的刚度，例如通过为平台选择具有比梁的材料的杨氏模量更高的杨氏模量的材料。例如，在具有平面内位移的设备的情况下可以选择E梁×L＜＜E平台×b，并且在具有平面外位移的设备的情况下可以选择E粱×e＜＜E平台×E。
E梁为梁的材料的杨氏模量，E平台为平台的材料的杨氏模量，并且E为平台的厚度。
而且，可以设想制造图12A的叠层，而不是根据已经制造好的叠层来进行制造。
检测设备的最小尺寸取决于制造方法和生产小截面的梁的能力。例如，如果制造技术将元件的最小尺寸限制为50nm，则梁的最小截面可以是50nm×50nm，结果是梁的长度至少为500nm，并且平台在运动方向上具有至少一个500nm的最小尺寸。
在图15A和图15B中可以看到示意性地表示的步骤使得能够制造具有平面内模式的设备，其中平台变薄而梁是厚的。
首先执行图12A和图12B的步骤，然后对平台进行光刻和蚀刻以使其变薄。
由此获得的元件在图15A中表示出。
在随后的步骤中，可移动结构被释放，例如通过SiO2704的各向异性湿法蚀刻被释放。
由此获得的元件在图15B中以侧视图表示。
在图16A和图16B中可以看到示意性地表示的步骤使得能够制造具有平面外模式的设备(图9)，其中梁相对于平台变薄。
首先执行图12A和图12B的步骤，然后对梁进行光刻和蚀刻以使梁变薄。
由此获得的元件在图16A中表示出。
在随后的步骤中，可移动结构被释放，例如通过SiO2704的各向异性湿法蚀刻被释放。
由此获得的元件在图16B中以侧视图表示。

Claims (13)

1.颗粒检测设备，包括支撑件(2)和能相对于所述支撑件(2)移动的至少一个可移动结构，所述可移动结构包括：平台(4)，所述平台的一个面至少用于接收待检测的颗粒；悬挂装置(6)，所述悬挂装置用于悬挂所述平台(4)，使得所述平台(4)能够相对于所述支撑件(2)振动；致动装置(8)，所述致动装置用于使所述平台(4)以所述平台的共振频率中的至少一个共振频率振动；检测装置(10)，所述检测装置用于检测所述平台(4)在给定方向上的位移；所述悬挂装置(6)包括至少两个梁(12.1，12.2，12.3，12.4)，所述至少两个梁构造成在所述平台(4)振动时变形，其中，每个梁(12.1，12.2，12.3，12.4)具有长度l、宽度L和厚度e，所述平台(4)具有在所述平台的位移方向上的尺寸，其中：
-每个梁在所述平台(4)的给定的位移方向上的尺寸比所述平台(4)在所述给定的位移方向上的尺寸小至少10倍，以及
-在所述颗粒检测设备具有平面内模式的情况下，l≥10×L，并且在所述颗粒检测设备具有平面外模式的情况下，l≥10×e，
使得在所述平台(4)振动时，所述平台不会由于所述梁的作用而变形或变形很小。
2.根据权利要求1所述的颗粒检测设备，其中，所述悬挂装置(6)包括至少一个第一梁和一个第二梁，所述第一梁和第二梁相对于所述位移方向对称布置。
3.根据权利要求1或2所述的颗粒检测设备，其中，所述致动装置(8)位于所述可移动结构的外部。
4.根据权利要求1或2所述的颗粒检测设备，其中，所述致动装置(8)直接作用在所述平台上。
5.根据权利要求4所述的颗粒检测设备，其中，所述致动装置(8)是以所述共振频率将梯度力施加到所述平台的光学装置，或者是以所述共振频率将静电力施加到所述平台的静电装置。
6.根据权利要求1或2所述的颗粒检测设备，其中，至少两个梁由压阻材料制成，并且其中，所述检测装置包括用于将电位差施加到所述梁的恒定电压源(14)、用于测量所述梁的输出端的电流的测量装置(16)。
7.根据权利要求1或2所述的颗粒检测设备，其中，所述检测装置包括：光学谐振器(20)，所述光学谐振器布置在所述平台(4)的附近，使得所述平台(4)的位移改变所述光学谐振器(20)的消逝场；波导(18)，所述波导用于将光束注入所述光学谐振器(20)中并收集从所述光学谐振器(20)出来的所述光束。
8.根据权利要求7所述的颗粒检测设备，包括围绕所述光学谐振器布置的多个可移动结构，每个平台的位移改变所述光学谐振器的消逝场。
9.根据权利要求1或2所述的颗粒检测设备，其中，所述平台(4)为矩形，其中两个梁(12.1，12.2)被紧固到所述平台(4)的具有最大长度的第一侧部(4.1)并且垂直于所述第一侧部(4.1)，另外两个梁(12.3，12.4)被紧固到所述平台(4)的具有最大长度的第二侧部(4.2)并且垂直于所述第二侧部(4.2)，并且其中，所述梁(12.1，12.2，12.3，12.4)是直的并且彼此平行。
10.根据权利要求9所述的颗粒检测设备，其中，所述梁(12.1，12.2，12.3，12.4)在距离具有最大长度的第一侧部和第二侧部(4.2)的纵向端部一定距离处被紧固到所述具有最大长度的第一侧部和第二侧部(4.2)。
11.根据权利要求1或2所述的颗粒检测设备，其中，所述梁由与所述平台的材料不同的材料制成。
12.根据权利要求6所述的颗粒检测设备，其中，所述压阻材料为硅。
13.质谱仪，包括用于电离分析物的电离装置、用于聚焦被电离的分析物的聚焦装置以及布置在所述聚焦装置的下游处的、至少一个根据权利要求1至12中任一项所述的颗粒检测设备。
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