CN202159037U - 薄膜体声波共振式生物传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型是有关于一种薄膜体声波共振式生物传感器,其包括有一薄膜体声波共振器、一接着层、一感测层以及一生物吸附层，该薄膜体声波共振器包含有一基板、一第一电极层、一压电层及一第二电极层，该基板具有一第一表面、一相对的第二表面、一连通该第一表面与该第二表面的空腔，该第一电极层形成于该基板的第一表面，且该第一电极层具有一对应该空腔的显露面，该压电层形成于该第一电极层上，且该压电层具有一晶格排列方向，该晶格排列方向与垂直该第一表面的铅垂线之间具有一夹角，该第二电极层形成于该压电层上，该接着层形成于该第一电极层的显露面，该感测层形成于该接着层上，而该生物吸附层形成于该感测层上，本实用新型使薄膜体声波共振器可用以检测生物分子特性及提高生物传感器的灵敏度，非常适于实用。

Description

薄膜体声波共振式生物传感器

技术领域

本实用新型涉及一种生物传感器,特别是涉及一种利用薄膜体声波共振器作为感测主体的薄膜体声波共振式生物传感器。

背景技术

如图1所示,现有习知薄膜体声波共振器(Film Bulk Acoustic Resonator, FBAR)主要由一硅基板S、一下电极E1、一压电层F以及一上电极E2所构成，其利用该压电层F所具有的机械-电气能量转换特性，以驻波原理形成特定频率的机械共振，且以该压电层F作为振动体，利用其压电效应特性，经由该下电极E1及该上电极E2通以电压讯号使其产生共振作用。然而，生物传感器所侦测的生物目标大都为液态分子，而现有习知薄膜体声波共振器结构的特征共振频率在遭遇液态介质时，其频率讯号会消失，因此，无法用以检测生物分子的相关特性。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种薄膜体声波共振式生物传感器，所要解决的技术问题是使薄膜体声波共振器可用以检测生物分子特性，非常适于实用。

本实用新型的目的及解决其技术问题是采用以下的技术方案来实现的。依据本实用新型提出的一种薄膜体声波共振式生物传感器,其包含:一薄膜体声波共振器，其包含一基板、一第一电极层、一形成于该第一电极层上的压电层以及一形成于该压电层上的第二电极层，该基板具有一第一表面、一相对的第二表面、一连通该第一表面与该第二表面的空腔，该第一电极层形成于该基板的第一表面，且其具有一对应该空腔的显露面，该压电层具有一晶格排列方向，该晶格排列方向与垂直该第一表面的铅垂线之间具有一夹角；一接着层，其形成于该第一电极层的显露面；一感测层，其形成于该接着层上；以及一生物吸附层，其形成于该感测层上。

本实用新型的目的以及解决其技术问题还可以采用以下的技术措施来进一步实现。

前述的薄膜体声波共振式生物传感器,其中所述的夹角为一锐角。

前述的薄膜体声波共振式生物传感器,其中所述的生物吸附层为胱胺酸。

前述的薄膜体声波共振式生物传感器,其中所述的生物吸附层位于该基板的空腔内。

前述的薄膜体声波共振式生物传感器,其中所述的接着层材质为铬。

前述的薄膜体声波共振式生物传感器,其中所述的感测层材质为金。

采用上述技术方案后，本实用新型薄膜体声波共振式生物传感器至少具有下列优点及有益效果：本实用新型使薄膜体声波共振器可用以检测生物分子特性及提高生物传感器的灵敏度，其不论在产品结构或功能上皆有较大改进，在技术上有显著的进步，并产生了好用及实用的效果，且较现有的生物传感器具有增进的突出功效，从而更加适于实用。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举较佳实施例,并配合附图,详细说明如下。 

附图说明

图1是现有习知薄膜体声波共振器的结构示意图；

图2是本实用新型一种薄膜体声波共振式生物传感器的结构示意图；

图3是一待测生物目标置入该薄膜体声波共振式生物传感器的情境示意图。

10： 薄膜体声波共振器       11： 基板

11a：第一表面               11b：第二表面

111：空腔                   12： 第一电极层 

12a：显露面                 13： 压电层  

13a：晶格排列方向           14： 第二电极层 

20： 接着层                 30： 感测层  

40： 生物吸附层             50： 待测生物目标

E1： 下电极                 E2： 上电极

F：  压电层                 L：  铅垂线  

S：  硅基板                 θ：  夹角。             

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的薄膜体声波共振式生物传感器的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

有关本实用新型的前述及其他技术内容、特点及功效，在以下配合参阅图式的较佳实施例的详细说明中将可清楚的呈现。通过具体实施方式的说明，当可对本实用新型为达成预定目的所采取的技术手段及功效获得一更加深入且具体的了解,然而所附图式仅是提供参考与说明之用,并非用来对本实用新型加以限制。

请参阅图2所示,其是本实用新型的一较佳实施例,一种薄膜体声波共振式生物传感器，其包含有一薄膜体声波共振器10、一接着层20、一感测层30以及一生物吸附层40，该薄膜体声波共振器10包含有一基板11、一第一电极层12、一压电层13及一形成于该压电层13上的第二电极层14，该基板11具有一第一表面11a、一相对的第二表面11b、一连通该第一表面11a与该第二表面11b的空腔111，在本实施例中，该第一电极层12形成于该基板11的第一表面11a，且该第一电极层12具有一对应该空腔111的显露面12a，请再参阅图2所示，该压电层13形成于该第一电极层12上，且该压电层13具有一晶格排列方向13a，在本实施例中，该压电层13的材质为氧化锌，且该晶格排列方向13a与垂直该第一表面的铅垂线L之间具有一夹角θ，较佳地，该夹角θ为一锐角，且该夹角θ介于23°至36°之间，以使该薄膜体声波共振器10产生一个可用以检测生物分子特性的特征共振频率讯号。

请再参阅图2所示, 该接着层20形成于该第一电极层12的显露面12a，而该感测层30形成于该接着层20上，在本实施例中，该接着层20用以接着该感测层30与该第一电极层12的显露面12a，较佳地，该接着层20为铬(Cr)，此外，该感测层30主要用以感测生物分子特性，且较佳地，该感测层30为金(Au)。另外，为使该感测层30可有效地接触生物分子，在本实施例中，该生物吸附层40形成于该感测层30上，用以吸附生物分子，较佳地，该生物吸附层40为胱胺酸，且该生物吸附层40位于该基板11的该空腔111内。请参阅图3所示，当欲检测生物分子特性时，可将一待测生物目标50置入该基板11的空腔111内，以使该生物吸附层40吸附该待测生物目标50，并透过该感测层30进行后续分析。

本实用新型是藉由控制该压电层13的晶格排列方向13a及导入该感测层30与该生物吸附层40，使该薄膜体声波共振器10具有双频响应，亦即该薄膜体声波共振器10会产生一个可用以检测生物分子特性的特征共振频率讯号，而该讯号在遭遇液态介质时不会消失，因此，非常适合用以检测生物分子特性，此外，利用特征共振频率讯号变化分析生物分子特性亦可提高生物感测灵敏度，非常适于实用。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (6)

1.薄膜体声波共振式生物传感器,其特征在于其包含：

一薄膜体声波共振器，其包含：

一基板，其具有一第一表面、一相对的第二表面、一连通该第一表面与该第二表面的空腔；

一第一电极层，形成于该基板的第一表面，其具有一对应该空腔的显露面；

一压电层，形成于该第一电极层上，其具有一晶格排列方向，该晶格排列方向与垂直该第一表面的铅垂线之间具有一夹角；及

一第二电极层，形成于该压电层上；

一接着层，形成于该第一电极层的显露面；

一感测层，形成于该接着层上；以及

一生物吸附层，形成于该感测层上。

2.如权利要求1所述的薄膜体声波共振式生物传感器,其特征在于其中所述的夹角为一锐角。

3.如权利要求1所述的薄膜体声波共振式生物传感器,其特征在于其中所述的生物吸附层为胱胺酸。

4.如权利要求1所述的薄膜体声波共振式生物传感器,其特征在于其中所述的生物吸附层位于该基板的空腔内。

5.如权利要求1所述的薄膜体声波共振式生物传感器,其特征在于其中所述的接着层的材质为铬。

6.如权利要求1所述的薄膜体声波共振式生物传感器,其特征在于其中所述的感测层的材质为金。

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