1、生醫微體濃感測晶片生醫微體濃感測晶片國高雄應用科技大學機械與精密工程研究指導師：江家慶 助教授專題學生：庭煒、紀奕成、黃建彰前言前言 微機電系統技術 (MEMS)包括光機電、材料、生醫等多項技術整合的系統，因此我們可藉由此製造技術，製作微型具高性能、高品質及附加價值高的產品，同時 MEMS適合量化製程，可降低製造成本。 所以我們亦開發一種微小、低成本、及準確更高的光纖濃感測器，並利用 MEMS製程技術，製作微體生醫晶片，並整合生醫晶片與光纖感測器，將其運用在濃的檢測上，藉此來量測血糖、血氧等等濃。市場現況市場現況 目前全球正投入大量的經費及人力於醫療器材這塊市場，全球光纖感測市場現況如 (圖
2、1)2、 (圖 2)3所示。圖 1.2003-2007年全球生醫感測市場產值 2 圖 2.2005-2010年全球 MEMS市場產值3論論 蝕刻型長週期光纖光柵主要是受拉應力產生應變場，所形成的折射率的變化，所以我們可由光彈原得知應變場與折射率變化關係式 4： 其中 為光纖折射率， 光彈係數， F與 E分別為外力與電場。(1)論論 當透射波長 相位匹配條件時，則此波長之穿透功率散失為最大。方程式 (2)為蝕刻型長週期光纖光柵共振波長的表示式 4。 由方程式 (2)可知，透射波長 同時與纖心有效折射率及第 m模態的纖殼有效折射率 有關 。(2)論論 由 (3)式當光纖包層模與外界環境相互作用時，
3、環境因素的變化會對光纖的傳輸特性進行調制，而使蝕刻型長週期光纖光柵的透射頻譜線發生飄移，進而探測蝕刻型長週期光纖光柵透射頻譜的變化，即可得出被測量的變化 4。 長週期光纖光柵傳遞損耗表示為 T，當蝕刻液在光纖上蝕刻出凹圖結構，再藉由外力與外界環境來調製其折射率分佈，其中 L為光柵長 4。(3)(4)製程方法製程方法 本專題所使用的微體晶片 及 蝕刻型長週期光纖光柵， 皆 是利用黃光微影製程所製作 。 我們使用本研究室自行製造的蝕刻型長週期光纖光柵、微體晶片作為感測元件，利用其特徵共振衰減波長的變化來量測濃的變化量。製程設備製程設備圖 7旋轉塗佈機 (Spinning coater) 圖 8雙面曝光機 (Double-Side Mask Aligner)圖 9加熱平板 (Hot Plant) 圖 10溫控烤箱微體生醫晶片製程微體生醫晶片製程 本製程利用黃光微影技術製作微體生醫晶片，採用 SU-8(MICROCHEN)系列光阻作為晶片結構。 SU-8為負光阻， 未曝光的部分將被顯影移除 。微流體生醫晶片製程微流體生醫晶片製程 示意圖示意圖鈉玻璃晶圓前處 光阻旋轉塗佈 軟烤 (曝前烤 ) 曝光 曝後烤 (PEB) 顯影 硬烤 完成
