Abstract
微機電製程技術已經廣泛地運用在生物感測方面，由生物體附著改變微懸臂樑質量，可以利用共振頻率的變化來檢測出相對應的目標數。低長寬比(尤以長度越短彈性係數越大)的懸臂樑在同質量變化下，有更明顯的頻率轉變。本論文所提出的中空式微懸臂樑結構，可以提昇在懸臂樑製程中的蝕刻效率，以及圖型定義的精確度。使用三種基礎幾何形狀的中空式懸臂樑：長方形、三角形及半橢圓形在雷射光點大小與圖型線寬的限制下，以感測表面積為5000μm2為準，分別由長寬比0.5、1、2，配合相似形狀中空結構長寬比0(無中空)、0.5、1、2予以分析。固定感測表面積尺寸，可以提供相同的生物附著檢測機率。高長寬比中空結構與低長寬比懸臂樑，對於製程時間及感測靈敏度助益最大。經由模擬分析，發現長寬比0.5半橢圓形懸臂樑及中空結構長寬比2，為最佳形狀設計。再透過實驗與模擬對照驗證下，此最佳的半橢圓形在Thiobacillus ferrooxidan 檢測濃度為106 cell/ml的專一性生物反應後，獲得平均頻率變化為3.6 kHz 及質量變化為2.4×10-9 公克。