專利名稱：：集成溫度傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及集成溫度感測裝置以及相應(yīng)的方法，具體涉及例如集成在MEMS裝置中、傳感器尤其是生物傳感器中、分子診斷裝置中、生物反應(yīng)器中以及微流體的"片上系統(tǒng)"或"片上實驗室"等中的溫度感測裝置。
背景技術(shù)：
：MEMS裝置對于許多應(yīng)用領(lǐng)域都是己知的，這些應(yīng)用領(lǐng)域包括用于(生物)化學分析的生物傳感器和生物芯片，例如分子診斷學，用于各種醫(yī)學、法醫(yī)和食品應(yīng)用中。通常，生物芯片包括生物傳感器，在大多數(shù)生物傳感器中，用捕獲分子將目標分子(例如蛋白質(zhì)、DNA)固定在生物化學表面上，隨后例如用光學、磁性或電氣檢測方案對其進行檢測。GrietjeN.Mol，KennethD.Harris,CeesW.M.Bastiaansen禾口DirkJ.Broer的"Thermo-MechanicalResponsesofLiquid-CrystalNetworkswithaSplayedMolecularOrganization"涉及具有取決于溫度的變形的MEMS裝置。其表明在電子學、集成光學和醫(yī)學及生物醫(yī)學應(yīng)用中使用了微集成的激勵器，例如MEMS裝置。己經(jīng)成功地將采用對不同類型刺激的響應(yīng)的運動、能量或功的形式的機械效果用于在微流體系統(tǒng)中(重)引導流體。在該文獻中提供的大多數(shù)實例是基于微觀結(jié)構(gòu)的無機層，其常常是通過光刻工藝和犧牲層技術(shù)來獲得的。更少的出版物提到了將聚合物用作激勵器結(jié)構(gòu)中的活性層。然而，將聚合物用于構(gòu)建激勵器對于特定應(yīng)用而言具有許多益處。其薄膜處理通常更容易并且更好地適合于大面積應(yīng)用。另外，其響應(yīng)的幅度大于無機材料的幅度。當然，這與低模數(shù)有關(guān)，并且是以可以產(chǎn)生的力量或功為代價的。因為液晶聚合物系統(tǒng)的響應(yīng)時間和幅度的原因，液晶聚合物系統(tǒng)的使用顯得尤其有吸引力。溫度的變化引起了各種組群在液晶(LC)彈性體(LCE)中的明顯的尺寸變化。普遍的機制是基于分子組織中的變化，該變化在從對準的液晶到各向同性相的轉(zhuǎn)變時變得特別大。為了能夠?qū)崿F(xiàn)相對較大的幅度，分子旋轉(zhuǎn)遷移率必須足夠高，因此大多數(shù)出版物提及了LC彈性體種類，其具有柔軟的骨干結(jié)構(gòu)，從而具有相對較低的彈性模數(shù)。該文章討論了一種新的聚合物系統(tǒng)，該聚合物系統(tǒng)基于密集交聯(lián)的LC網(wǎng)絡(luò)，并通過反應(yīng)性液晶基(mesogens)的光致聚合作用而獲得。在該系統(tǒng)中，可以很好的控制分子有序度。分子有序度的受控本質(zhì)不僅涉及其角度和其方向，還涉及這個事實即，可以通過例如其局部定向邊界條件中的變化來對其進行局部調(diào)整，所述局部定向邊界條件中的變化是通過施加局部外部場產(chǎn)生的或者是通過在聚合期間由光刻曝光和聚合引起的擴散產(chǎn)生的。光刻曝光還能夠形成可以集成在微機電系統(tǒng)(MEMS)中的微米尺寸的元件。另外，LC網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成了用于各類刺激的良好的模型系統(tǒng)，尤其是它們可以由熱來激活。外張式(splayed)分子排列所產(chǎn)生的薄膜以良好受控的方式產(chǎn)生一致性變形。所述薄膜在本質(zhì)上是單片式的；就是說，它們基于單層結(jié)構(gòu)，該單層結(jié)構(gòu)易于制造及構(gòu)成并且也不會出現(xiàn)多層結(jié)構(gòu)常見的問題，例如在彎曲過程中的脫層或分界面滑動。在可以在片上實驗室上執(zhí)行的許多試驗中，包含樣本加熱在內(nèi)的環(huán)境處理步驟是基本的。其一個實例是聚合酶鏈反應(yīng)(PCR)，它是一種沿用已久的酶方法，用于通過重復(fù)一系列受熱控制的反應(yīng)步驟來擴大DNA。在PCR反應(yīng)中，在每一個循環(huán)中的擴大的DNA分子的數(shù)量加倍。該熱循環(huán)由三個步驟組成融化雙鏈DNA(性質(zhì)改變(denaturisation))來分離互補鏈，將特定底層涂料粘合到目標位置(退火)，以及通過耐熱酶(例如T叫多聚酶)來擴展底層涂料(擴展)。用于性質(zhì)改變、退火和擴展步驟的通常溫度分別是94、40-72和72°C。必須準確地控制這些溫度，例如優(yōu)選地控制在0.5°C之內(nèi)。通過對溫度的準確控制來提高通常呈現(xiàn)在生物芯片上的生物傳感器的特異性。例如在雜化試驗期間使用溫度控制來調(diào)節(jié)目標生物分子與功能化表面之間結(jié)合的嚴格性，例如DNA鏈與其互補鏈的結(jié)合。當例如關(guān)注單點突變時，要求高度嚴格的以及因此而準確的溫度控制。除了對于雜化試驗具有高度重要性之外，生物傳感器的溫度控制通常也是必需的。例如因為許多生物分子在小溫度窗口(常常在37°C附近)中是穩(wěn)定的，或者當溫度位于該溫度窗口之外時變得失去活性。為了能夠準確地控制生物芯片中的溫度，需要對其進行測量。更普遍的，這是利用熱電阻器件(RTD)來完成的，其常常由集成在芯片上的電阻帶或線(例如金或鉑)組成。所用的原理是芯片的電阻隨溫度而變化(線性的)。缺點是為了實現(xiàn)足夠的精度，電阻帶相對較大(在寬度上是微米級的和在長度上是數(shù)百微米級的)，以致于不可能以l-10微米的尺度局部測量溫度，而這種溫度測量對于溫度梯度的評估是有用的。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供作為替換的或改進的集成溫度感測裝置以及相應(yīng)的方法。根據(jù)第一方面，本發(fā)明提供了一種集成溫度傳感器，包括微機械激勵器，其包括具有取決于溫度的變形的、可熱激勵的聚合物材料；以及檢測器，用于根據(jù)激勵器的變形來輸出信號。這能夠?qū)崿F(xiàn)在集成結(jié)構(gòu)中的溫度感測，而不存在所有與熱電阻器件有關(guān)的困難，其中該集成結(jié)構(gòu)例如為MEMS裝置。在一些實施例中，激勵器是伸長狀結(jié)構(gòu)，其在溫度變化時改變其形狀。在其它實施例中，激勵器可以是塊狀的，并且當溫度變化時改變其體積。一個可選附加特征是激勵器由可熱激勵的聚合物材料構(gòu)成，例如具有內(nèi)應(yīng)力的材料，該內(nèi)應(yīng)力可以在特定溫度上釋放。聚合物材料可以是彈性材料、形狀記憶聚合物(SMP)，例如化學休眠彈性記憶材料(CHEM)、彈性網(wǎng)絡(luò)形式的LC(液晶)材料等。該可熱激勵的聚合物材料可以是單向材料，即其在特定溫度上不可逆地改變其形狀，或者其可以被重復(fù)以便能夠循環(huán)經(jīng)歷形狀變化。另一個可選特征是檢測器包括以下任一個光學檢測器、磁性檢測器或電容性檢測器。另一個可選特征是檢測器被設(shè)置為檢測多個級別的變形。另一個可選特征是激勵器被設(shè)置為層，且所述變形是該層的巻曲。另一個可選特征是該層是單片式層。這能夠幫助避免脫層的問題，并能夠簡化制造。另一個這種附加特征是激勵器具有小于100微米的長度。另一個方面提供了一種生物芯片，其包含用于分析樣本的模塊，并包含以上闡述的集成溫度傳感器。一個可選特征是用于處理信號的集成電路。另一個這種可選特征是所述集成電路包括用于被感測的分析過程的集成控制器，傳感器輸出的信號耦合到該控制器。本發(fā)明的其它方面包括制造所述集成溫度傳感器的方法和使用所述集成溫度傳感器產(chǎn)生溫度信號的方法。任何附加特征都可以組合在一起，并與任何方面相結(jié)合。其他優(yōu)點對于本領(lǐng)域技術(shù)人員是顯而易見的，尤其是相對于其它現(xiàn)有技術(shù)?？梢宰鞒鲈S多變化和修改，而不會脫離本發(fā)明的權(quán)利要求。因此，應(yīng)明確的認識到本發(fā)明的形式僅是說明性的，而不是想要限制本發(fā)明的范圍?，F(xiàn)在參考附圖通過實例來說明如何實施本發(fā)明，其中圖1顯示了根據(jù)溫度，熱激勵的LCE結(jié)構(gòu)的變形中的變化，圖2顯示了聚合物微激勵器，圖3顯示了包括熱傳感器的生物傳感器單元的一般性設(shè)置，圖4顯示了根據(jù)本發(fā)明的MEMS溫度傳感器的實施例的示意圖，圖5顯示了根據(jù)本發(fā)明的溫度傳感器的另一個實施例的示意圖，及圖6顯示了根據(jù)本發(fā)明的溫度傳感器的另一個實施例的示意圖。具體實施例方式將針對具體實施例并參考特定附圖來說明本發(fā)明，但本發(fā)明不限于此，而僅由權(quán)利要求限定。在權(quán)利要求中的任何參考標記都不應(yīng)解釋為限制范圍。所述的附圖僅是示意性的，而不是限制性的。在附圖中，為了說明的目的，放大了一些元件的尺寸，而沒有按比例畫出。在此在本說明書和權(quán)利要求中使用了術(shù)語"包括"，但其不排除其它元件或步驟。在此當指代單數(shù)名詞時使用了不定冠詞或定冠詞，例如"一"、"所述"，這包括多個該名詞，除非另外特別表明了不同。而且，在說明書和權(quán)利要求中的術(shù)語第一、第二、第三等用于在相似元件之間加以區(qū)別，并非必然用于說明順序或按時間次序。會明白如此使用的術(shù)語在適當?shù)沫h(huán)境下是可互換的，與在此所述的或示出的順序相比，在此所述的本發(fā)明的實施例能夠以其它順序工作。而且，在說明書和權(quán)利要求中的術(shù)語頂部、底部、之上、之下等是用于描述的目的，并非必然說明相對位置。會明白如此所用的術(shù)語在適當?shù)沫h(huán)境下是可互換的，與在此所述的或示出的情況相比，在此所述的本發(fā)明的實施例能夠在其它定向中工作。會注意到在權(quán)利要求中所用的術(shù)語"包括"不應(yīng)解釋為受限于此后列出的模塊；其不排除其它元件或步驟。從而應(yīng)解釋為按所提及的指明所述特征、整數(shù)、步驟或部件的存在，而不排除一個或多個其它特征、整數(shù)、步驟或部件或其構(gòu)成的組的存在或添加。因此，表述"包括模塊A和B的裝置"的范圍不應(yīng)限制為僅由部件A和B組成的裝置。其意味著對于本發(fā)明，該裝置中僅與本發(fā)明相關(guān)的部件是A和B。在以下的說明書和權(quán)利要求中，術(shù)語"可熱激勵的(thermallyactuatable，thermallyactuable)"涉及至少在一個尺度中的取決于溫度的變化，該變化超出了單獨由熱膨脹產(chǎn)生的線性運動。因此，該術(shù)語指的是增強的取決于溫度的運動，與簡單熱膨脹相比是增強的。可以通過各種物理布置來提供這個增強的運動，例如通過將一種材料與另一種材料(例如凝膠體)相混合，或者通過處理聚合物材料以使得當其被加熱時易于巻曲，或者通過兩種不同材料的疊置，或者在特定溫度上將內(nèi)應(yīng)力的凍結(jié)進行釋放使得在形狀或尺寸上具有顯著變化等。本發(fā)明涉及集成溫度傳感器及相應(yīng)的方法，尤其是集成在MEMS裝置中、傳感器尤其是生物傳感器中、分子診斷裝置中、生物反應(yīng)器以及微流體"片上系統(tǒng)"或"片上實驗室"等等中的溫度感測裝置。在幾乎任何此類裝置中，例如用于(生物)化學分析、精確溫度控制以及由此的精確溫度測量的生物芯片會是重要的。所述的實施例涉及在這種小尺寸的(通常是1-100微米的尺度的像置中(例如在生物芯片/生物傳感器/PCR室中)如何用相對低成本的解決方案獲得對溫度的局部測量的手段。本發(fā)明的實施例提供了一種用于溫度感測的集成溫度敏感聚合物微觀結(jié)構(gòu)。這適合于用于醫(yī)學或生物醫(yī)學分析的生物芯片中的應(yīng)用以及其它應(yīng)用。溫度敏感聚合物微觀元件可以在1到IOO微米的尺度上局部地測量在用于(生物)化學分析的生物芯片中的溫度。與現(xiàn)有解決方案相比，這提供了以下優(yōu)勢局部溫度測量、評估溫度梯度，并且這個解決方案潛在地比現(xiàn)有方法更便宜。已知幾種聚合物材料，其通過變形響應(yīng)溫度中的變化。所有材料都以某種方式響應(yīng)溫度，但對于簡單和高效的激勵器來說熱膨脹系數(shù)常常是過低的。根據(jù)本發(fā)明，使用了隨溫度而在尺寸上變化的聚合物材料，并且該變化超過了由熱膨脹引起的尺寸變化。例如，聚合物凝膠體的體積可以取決于溫度變化。支持該點的機制在于，如果將聚合物分子放置在溶劑中，則在一方面的聚合物鏈段間的吸引力(其傾向于收縮聚合物線圈)以及另一方面的聚合物鏈段與溶劑分子間的吸引力之間的平衡隨溫度而改變。當仔細選擇并控制該聚合物-溶劑系統(tǒng)時，就可以放大這個影響，并呈現(xiàn)為相當突然的階段變換。聚合物凝膠體可以是塊狀的或伸長狀的。如果聚合物"結(jié)合在一起"構(gòu)成聚合物網(wǎng)絡(luò)，就可以產(chǎn)生微激勵器。這種熱激勵的凝膠體例如可以是聚丙烯酰胺衍生物和多肽。制造這些材料的或者這些材料結(jié)合其它聚合物材料的兩層或多層薄膜結(jié)構(gòu)，就獲得了借助服從溫度變化所實現(xiàn)的薄膜響應(yīng)。另一個實例由形狀記憶聚合物(SMP)構(gòu)成。實際上，剛才論述的熱響應(yīng)聚合物凝膠體可以視為屬于稱為SMP的材料的組群?？梢詮膍NemoscienceGmbH，AachenGermany商業(yè)獲得這樣的SMP:其或者是線性的、熱塑性的多嵌段共聚物，或者是共價交聯(lián)的聚合物網(wǎng)絡(luò)。在化學交聯(lián)的形狀記憶網(wǎng)絡(luò)中，由共價網(wǎng)點穩(wěn)定永久形狀?？梢杂山Y(jié)晶鏈段或由鏈段的玻璃化轉(zhuǎn)化來固定臨時形狀。由共-丙烯酸-n-丙烯酸十八酯水凝膠(co-crylicacid-n-stearylacrylatehydrogel)獲知了SMP。其它材料系統(tǒng)是聚氨酯開放胞(泡沫)結(jié)構(gòu)和聚(苯乙烯-塊-丁二烯)。Sokolowski已經(jīng)說明了聚氨酯開放胞泡沫(Sokolowski等人，"Coldhibernatedelasticmemory(CHEM)self畫deployablestructures",Proc.SPIE6thAnnualInt.SymposiumonSmartStructuresandMaterials,SPIEProc.Vol.3669(1999)pp179-185)。這些材料利用了泡沫的彈性恢復(fù)和形狀記憶。實際上，這些材料在高于其軟化(玻璃化轉(zhuǎn)化)溫度Tg的溫度上變形(壓縮的)，當冷卻到低于Tg時，在移除外力之后它們保持在其變形狀態(tài)。加熱到高于Tg則恢復(fù)原始形狀。該聚合物可以是塊狀的或伸長狀的。當加熱到高于未交聯(lián)材料的玻璃化轉(zhuǎn)化溫度或者融點時，交聯(lián)的聚合物材料可以使形狀"凍結(jié)"。當溫度再次升高但不使材料像交聯(lián)材料那樣融化時，就可以釋放該凍結(jié)應(yīng)力?？梢圆捎眠@種方式來對各種聚合物進行變形，例如EPDM、聚乙烯等。再進一步的實例是熱響應(yīng)液晶彈性體LCE。LCE由三個主要成分組成l)彈性骨干，例如硅橡膠或PDMS(聚二甲基硅氧烷橡膠)，2)側(cè)鏈液晶分子，以及3)側(cè)鏈交聯(lián)劑，其使得彈性骨干鏈相互連接，并還可以呈現(xiàn)液晶特性。例如通過將LC(液晶)材料結(jié)合到彈性網(wǎng)絡(luò)中，就可以生成一種材料，其在加熱超過特定溫度(向列的各向同性溫度)時在彈性分子的骨干中發(fā)生轉(zhuǎn)變并改變長度。通過以上提到的Mo等人的文章中所論述的對處理條件的仔細控制，可以在薄膜的整個厚度上獲得LC分子定向的梯度性，以使得薄膜的一側(cè)收縮，同時另一側(cè)擴張。這就在特定溫度上造成了薄膜的可逆的巻起。圖1顯示了在不同溫度上這種熱激勵的LCE薄膜巻起的橫截面照片。通過控制LC分子的形狀和彈性網(wǎng)絡(luò)的交聯(lián)密度，可以調(diào)整在薄膜形狀與溫度之間的關(guān)系-見圖1。由圖1明確看到，薄膜形狀隨溫度而改變，從而形狀可以代表局部溫度。在本發(fā)明的一個方面中，通過標準光刻工藝將薄膜構(gòu)建在微觀元件中。在該技術(shù)中，將光敏材料(有時稱為光致抗蝕劑或抗蝕劑)沉積在包含熱激勵聚合物材料的薄膜上，并使其曝光于光圖案。光敏材料或"抗蝕劑"的曝光部分變得不易去除，而未曝光的材料會易于去除。產(chǎn)生的圖案化掩?？梢杂糜诶缤ㄟ^蝕刻來去除部分聚合物薄膜。本發(fā)明還在其范圍內(nèi)包括可以將熱激勵聚合物材料"設(shè)計"為光敏的。因此，可以在一個光刻工藝步驟中構(gòu)建它們，而無需額外的掩?？刮g劑層。該結(jié)構(gòu)的通常尺寸在長度上可以是10-100微米，在寬度上是1-10微米，且具有亞微米的厚度。通過將所述元件集成在生物芯片/生物傳感器/PCR室中，可以通過觀察結(jié)構(gòu)的形狀在局部尺寸上評估溫度?？梢杂扇魏芜m合的方法來觀察該微觀結(jié)構(gòu)的形狀，并將其轉(zhuǎn)換為溫度值。例如，當可選地將系統(tǒng)構(gòu)造成為透明的或至少半透明的時，可以在光學上觀察微觀結(jié)構(gòu)。一種可替代方案是磁性檢測?？蔁峒畹木酆衔镌梢园判粤Ｗ?，例如磁性納米粒子，并可以通過使用磁性傳感器，例如GMR、AMR、TMR或霍爾效應(yīng)傳感器，來檢測運動。這種傳感器可以集成在襯底內(nèi)，傳感器位于該襯底上。再另一種可替換方案是電容檢測。在此情況下，聚合物元件可以包括導電材料例如導電薄膜，來構(gòu)成第一電極，并且在下面的襯底中提供第二相反電極。這兩個電極構(gòu)成了電容器，聚合物元件的變形會導致電容的變化，該變化可以通過標準技術(shù)來測量。圖3顯示了根據(jù)本發(fā)明的微流體室的一個實施例的實例，其可以與根據(jù)本發(fā)明的任何激勵器的實施例一起使用。微流體室100，例如PCR室，需要保持在特定溫度。利用附著到室100的壁IO上的多個伸長狀溫度敏感元件/激勵器20來監(jiān)控在室100內(nèi)的溫度。以陣列形式布置這些激勵器20，該陣列沿著并橫穿電路底座和/或沿著壁10。每一個伸長狀激勵器20的一端固定到室100的壁上，伸長狀激勵器20的另一端構(gòu)成從該壁巻曲離開的激勵器的自由部。溫度中的變化會改變激勵器20的形狀，其可以通過例如光學、磁性或電氣手段(見稍后)進行檢測。該系統(tǒng)可以被布置為可以分別監(jiān)控每一個單個激勵器20的形狀變化。在此情況下，提供了檢測器40來感測激勵器20隨溫度的變化，還提供了讀出電子裝置，以便可以例如單獨選擇并尋址每一個激勵器20。考慮到激勵器20的尺寸(長度10-100微米，寬度1-10微米)，從而可以在l-10微米(寬度方向上)或10-100微米(長度方向上)的典型長度尺度上測量溫度的梯度。與集成在室100中的加熱元件14(例如電阻線16)結(jié)合使用一種電子讀出與反饋系統(tǒng)，就可以實現(xiàn)在室100內(nèi)的溫度主動控制。圖4顯示了一種包含集成傳感器的生物芯片的普通實施例的示意圖。在襯底10上，構(gòu)成激勵器20，如圖所示，其一端固定而另一端自由巻起。對于所述固定部和自由部，存在很多可行的結(jié)構(gòu)。盡管被顯示為離開襯底平面而巻曲的層，本發(fā)明在其范圍內(nèi)包括平行于襯底平面而巻曲的裝置。可以使部分激勵器具有不同的隨溫度的變形系數(shù)，以便例如如果有需要則產(chǎn)生非線性響應(yīng)。此外顯示的是具有兩個部分的變形檢測器30，一個部分在在激勵器自由端上，另一個部分固定到襯底上。其被布置為檢測激勵器的變形量?？梢韵鄬τ谝粋€或多個閾值進行檢測，或者進行連續(xù)的模擬檢測。檢測器可以基于任何適合的檢測原理，例如光學、電容性或磁性原理，或其它技術(shù)，對于這些技術(shù)以上已經(jīng)示出了一些具體實施例。由檢測器輸出的信號經(jīng)互聯(lián)裝置70耦合到生物芯片的其它元件。顯示了信號處理電路40，其可以通過以下方式來處理信號例如，將信號與閾值相比較、對信號進行濾波或校正或者將信號用作控制過程的輸入。僅作為實例，該信號處理部耦合到閥50，以控制樣本在微通道60中的流動。例如，借助于(集成的)加熱元件，信號還可以用于控制微通道中的溫度。明確的是，這可以是更復(fù)雜芯片的一部分，而沒有示出其它部分。由于可以在制造過程中集成該溫度傳感器，因此幾乎不會引起額外的制造費用。為了提高精度，可以相鄰于要進行溫度測量的微區(qū)域、微通道或室布置傳感器?？梢圆贾眠@種傳感器的陣列來檢測溫度梯度，或者實現(xiàn)對幾個信號求平均值來提高精度。盡管常常需要可逆變形來實現(xiàn)連續(xù)測量，但在一些情況下，不可逆變形將會是有用處的，以便可以測量并存儲最大或最小溫度。除了生物芯片之外的溫度傳感器的其它應(yīng)用也包含在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。圖5顯示了使用激勵器變形的磁性感測的另一個實施例。將溫度敏感激勵器元件20附著到微流體通道壁10并且溫度敏感激勵器元件20包含磁性材料，例如，在構(gòu)成激勵器元件20的熱激勵材料中包含超順磁性粒子、鐵磁性粒子，或者使用了磁性薄膜。在微流體通道的壁10中集成了磁場傳感器元件40。例如磁場傳感器40可以是GMR、TMR、AMR或霍爾效應(yīng)傳感器，或者任何其它適合的傳感器。對于一些此類傳感器，通常電阻取決于當前磁場的量值，所述當前磁場可以是由激勵器感生的磁場，或者是通過激勵器的位置而被調(diào)節(jié)、修改或改變的磁場。如果由于溫度的變化，激勵器的形狀發(fā)生改變，則磁場傳感器40所經(jīng)歷的磁場就發(fā)生變化，該變化被檢測為傳感器物理特性中的變化，例如其電阻，和/或產(chǎn)生表示測量的磁場的輸出信號。在使用超順磁性粒子的情況下，需要外部磁場來磁化粒子。概括這個實施例由溫度變化引起的激勵器20的形狀變化改變了磁場，這個變化由磁場傳感器40來檢測。圖6顯示了使用電氣檢測的實施例，在此情況下是電容性的檢測。溫度敏感激勵器20包含電極24。另一個電極26集成在微流體通道10的壁中，元件20連接到該壁上。這兩個電極24、26構(gòu)成了電容器，可以用簡單的電路40來測量該電容器的電容。如果由于溫度變化使得激勵器20的形狀發(fā)生變化，則在電極24與26之間的電容就會改變，并可以由感測電路40檢測到。本發(fā)明的實施例使用相對低成本的解決方案，在l-10微米尺度上實現(xiàn)生物芯片/生物傳感器/PCR室中的溫度的局部測量。將可以進行溫度梯度感測。潛在地，相對于現(xiàn)有解決方案而言，這個方案是節(jié)省成本的。用于(生物)化學分析(例如分子診斷學)的生物芯片，其包括例如用于檢測目標分子(例如蛋白質(zhì)，DNA)的生物傳感器，以及需要在1-10微米尺度上感測溫度的任何其它應(yīng)用。本領(lǐng)域技術(shù)人員會設(shè)想在權(quán)利要求范圍內(nèi)的其它變化。權(quán)利要求1、一種集成溫度傳感器，包括微機械激勵器(20)，其包括可熱激勵的聚合物材料，該材料具有取決于溫度的變形；以及檢測器(30，40)，所述檢測器被布置為根據(jù)所述激勵器的變形而輸出信號。2、如權(quán)利要求1所述的傳感器，所述激勵器包括彈性材料。3、如先前任意一項權(quán)利要求所述的傳感器，所述激勵器包括彈性網(wǎng)絡(luò)形式的LC材料。4、如先前任意一項權(quán)利要求所述的傳感器，所述檢測器(30，40)包括以下任意一種光學檢測器、磁性檢測器或電容性檢測器。5、如先前任意一項權(quán)利要求所述的傳感器，所述檢測器(30，40)被布置為檢測多個級別的變形。6、如先前任意一項權(quán)利要求所述的傳感器，所述激勵器被布置為層，且所述變形包含所述層的巻曲。7、如權(quán)利要求6所述的傳感器，所述層是單片式層。8、如先前任意一項權(quán)利要求所述傳感器，所述激勵器具有小于IOO微米的長度。9、一種生物芯片，包含用于分析樣本的模塊(50，60)，并包含前述任意一項權(quán)利要求所述的集成溫度傳感器。10、如權(quán)利要求9所述的生物芯片，包含集成電路，用于處理信號。11、如權(quán)利要求10所述的生物芯片，所述集成電路包括用于受感測的分析過程的集成控制器，由所述傳感器輸出的信號被耦合至所述控制器。12、一種制造集成溫度傳感器的方法，包括步驟構(gòu)成微機械激勵器(20)，其包括可熱激勵的聚合物材料，該材料具有取決于溫度的變形；并且構(gòu)成檢測器(30，40)，將其布置為根據(jù)所述激勵器的變形而輸出信號。13、一種通過以下方式生成溫度信號的方法提供集成溫度傳感器，所述溫度傳感器包括可熱激勵的材料，該材料具有取決于溫度的變形；以及使用檢測器(30，40)來根據(jù)所述激勵器的變形輸出信號。全文摘要一種生物芯片具有集成溫度傳感器，該集成溫度傳感器包括微機械激勵器(20)，其具有取決于溫度的變形；以及檢測器(30)，用于根據(jù)激勵器的變形而輸出信號?？梢杂蓮椥跃W(wǎng)絡(luò)形式的LC材料構(gòu)成激勵器。檢測器(30)可以是光學的、磁性的或電容性的?？梢詫⒓钇鞑贾脼閷?，所述變形可以是該層的卷曲。文檔編號G01K5/48GK101438139SQ200780015938公開日2009年5月20日申請日期2007年5月1日優(yōu)先權(quán)日2006年5月4日發(fā)明者A·博斯,J·M·J·登東德申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司