光寻址电位感测组件制造技术

本发明专利技术提供了一种光寻址电位感测组件，包含一导电基板、一金属氧化半导体层以及一感测层，其中该金属氧化半导体层的材料为氧化铟镓锌(IGZO)、氧化铟镓(IGO)、氧化铟锌(IZO)、氧化铟锡锌(ITZO)、氧化锡(SnO

Light addressable potentiometric sensing assembly

The present invention provides a light addressable potentiometric sensor assembly includes a conductive substrate, a metal oxide semiconductor layer and a sensing layer, wherein the metal oxide semiconductor layer is made of indium gallium zinc oxide (IGZO), indium gallium oxide (IGO), indium zinc oxide (IZO), tin indium zinc oxide (ITZO), tin oxide (SnO

【技术实现步骤摘要】
光寻址电位感测组件
本专利技术涉及一种光寻址电位感测组件，尤指一种金属氧化半导体层为氧化铟镓锌(IGZO)、氧化铟镓(IGO)、氧化铟锌(IZO)、氧化铟锡锌(ITZO)、氧化锡(SnO2)或氧化锌(ZnO)；感测层为氧化铌(NbxOy)、二氧化铪(HfO2)、氮氧化铪(HfON)、氮化硅(Si3N4)、氮氧化钛(TiON)、氮化钛(TiN)或氧化钽(Ta2O5)的光寻址电位感测组件。
技术介绍
光寻址电位传感器是一种利用光点扫描来获得二维影像的浓度变化的传感器，其主结构是以电解液绝缘层半导体(ElectrolyteInsulatorSemiconductor,EIS)构成，具有反应时间短及在多离子感测上应用的许多好处，因此常用在生化检测。利用光寻址电位感测的方式，可用来作为多离子感测和化学影像分析，尤其被运用在化学反应、生化反应等检测上甚是为多；通过光寻址电位的方式，技术人员可通过直觉的图像、光学的方式，得知在反应实时进行时的各种离子浓度变化，进而得知反应发生的进程。然而，对于光线很敏感的光寻址电位感测组件，其电解液绝缘层半导体(ElectrolyteInsulatorSemiconductor,EIS)结构很容易受到环境光的影响，导致所量测出来的影像结果不准确，因此必须在暗房中进行检测。如技术人员有时在未注意暗房是否完善的隔绝外界环境光情况下，容易受到可见光的干扰，进而影响其稳定性以及准确度。
技术实现思路
为解决现有技术所提及的问题，本专利技术提供了一种光寻址电位感测组件，包含一导电基板、一金属氧化半导体层以及一感测层，其中该导电基板形成于该基板上，该金属氧化半导体层形成于该导电基板上，其材料为氧化铟镓锌(IGZO)、氧化铟镓(IGO)、氧化铟锌(IZO)、氧化铟锡锌(ITZO)、氧化锡(SnO2)或氧化锌(ZnO)，而该感测层形成于该金属氧化半导体层上。【附图说明】图1是本专利技术光寻址电位感测组件的结构示意图。图2是本专利技术与一般ITO/玻璃的特定波长光线穿透率示意图。图3是本专利技术光寻址电位感测组件在不同频率下的C-V曲线图。图4是本专利技术NbOx/IGZO与一般Si3N4/SiO2/P-typeSi材质的光电压感测比图。图5是运用本专利技术的光寻址电位传感器结构示意图。【具体实施方式】为能了解本专利技术的技术特征及实用功效，并可依照说明书的内容来实施，兹进一步以如图式所示的较佳实施例，详细说明如后：本实施例图式所示的组件厚度、比例是为方便说明而夸饰后的结果，本专利技术实际组件的比例、厚度当不以此为限。首先请参照图1，图1是本专利技术光寻址电位感测组件的结构示意图。如图1所示，本实施例提供了一种光寻址电位感测组件100，包含导电基板101、金属氧化半导体层102以及感测层103，其中金属氧化半导体层102形成于导电基板101上，感测层103形成于金属氧化半导体层102上。本实施例中，所述导电基板101的材料可为沉积于玻璃、塑料或陶瓷上的氧化铟锡(ITO)、氟掺杂二氧化锡(FTO)、二氧化锡(SnO2)、氧化锌(ZnO)或聚二氧乙基噻吩(PEDOT)、纳米银线、纳米金属颗粒、纳米碳管(CNT)或石墨烯的群组，其中以沉积于玻璃上的氧化铟锡(ITO)为最佳。而金属氧化半导体层102可为氧化铟镓锌(IGZO)、氧化铟镓(IGO)、氧化铟锌(IZO)、氧化铟锡锌(ITZO)、氧化锡(SnO2)或氧化锌(ZnO)；感测层103则可为氧化铌(NbxOy)、二氧化铪(HfO2)、氮氧化铪(HfON)、氮化硅(Si3N4)、氮氧化钛(TiON)、氮化钛(TiN)或氧化钽(Ta2O5)，其中金属氧化半导体层102与感测层103的组合又以氧化铟镓锌(IGZO)与氧化铌(NbOx)为最佳。在本实施例中，首先选用氧化铟锡(ITO)作为导电基板101的材质，并以丙酮和甲醇清洁之，然后于其上沉积金属氧化半导体层102。金属氧化半导体层102的材质在本实施例中选用氧化铟镓锌(IGZO)，其原子比例为In:Ga:Zn:O＝1:1:1:4的99.9％纯原子。其沉积方式采用射频反应性磁控溅镀(RFreactivemagnetronsputtering)，功率设定为200瓦，温度为250℃，并通以氩气：氧气比例为24：1的气体，制成厚度350纳米左右的金属氧化半导体层102，而其厚度可通过偏振仪测量。接着于金属氧化半导体层102上沉积感测层103。本实施例中，感测层103选用氧化铌(NbxOy)，其沉积的方式先利用纯度99.9％的铌靶材，以功率200瓦溅镀后，再依序通以20气通量单位(sccm)的氩气以及5气通量单位(sccm)的氧气，制成45纳米左右厚度的感测层103。请参照图2，图2是本专利技术与一般ITO/玻璃的特定波长光线穿透率示意图。由图2可得知，本实施例相较于单纯的ITO/玻璃导电基板，在金属氧化半导体层102的材质选用氧化铟镓锌(IGZO)的情况下对于光波长介于300-380纳米的紫外光有优良的吸收率(意即穿透率较低)，能有效将紫外光转成光电压；而超过紫外光的部分则大幅的穿透本实施例的金属氧化半导体层102(详见大于380纳米波长的光线)，借由该实验结果可得知，本实施例主要产生光电压的来源为紫外光而非可见光，因此运用本实施例量测时，可大幅避免掉可见光干扰的情形，因大多数的可见光穿透过本实施例的光寻址电位感测组件100，并不会被吸收并转换为光电压。接着请参照图3，图3是本专利技术光寻址电位感测组件在不同频率下的C-V曲线图。如图3所示，本实施例的光寻址电位感测组件可在电容-电压测量(C-Vmeasurement)的结果中获得最大10千赫(KHz)的数值。再请参照图4，图4是本专利技术NbOx/IGZO与一般Si3N4/SiO2/P-typeSi材质的光电压感测比较图。如图4所示，本实施例中感测层103(NbOx)与金属氧化半导体层102(IGZO)的组合，其在紫外光下产生光电压的表现可五倍于传统在红外线下的Si3N4/SiO2/P-typeSi感测材质，足见本实施例的结构具有相当的进步性。最后请参照图5，图5是运用本专利技术的光寻址电位传感器结构示意图。如图5所示，光寻址传感器200包含感测区域(图5中网点受测溶液与感测层103接触的部分)、参考电极203、作用电极204、发光模块以及处理模块202。其中感测区域以封装材料104围绕而成，设置于感测层103上。封装材料104可为环氧树脂、硅氧烷树脂、聚二甲基硅氧烷或聚碳酸酯，本实施例中采用的为聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane,PDMS)，但本专利技术不以此为限；因此当受测溶液(图5中网点部分)注入时，可与感测层103接触；而参考电极203设置于感测区域中，作用电极204则与该光寻址电位感测组件连接。感测区域用以检测受测溶液(图5中网点部分)的离子或生物物质的浓度，其中离子可为H+、OH-、K+、Na+、Ca2+或Cl-，而生物物质可为蛋白质、脂质、糖、抗原、抗体、核糖核酸(RNA)或脱氧核醣核酸(DNA)，本专利技术不以此为限。发光模块用以提供光源照射光寻址电位感测组件100的下表面，包含发光组件205、聚焦组件206及反射组件207，其中聚焦组件206设置于发光本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光寻址电位感测组件，其特征在于，包含:一导电基板；一金属氧化半导体层，形成于该导电基板上，该金属氧化半导体层材料为氧化铟镓锌(IGZO)、氧化铟镓(IGO)、氧化铟锌(IZO)、氧化铟锡锌(ITZO)、氧化锡(SnO

【技术特征摘要】
2015.12.17 TW 1041425371.一种光寻址电位感测组件，其特征在于，包含:一导电基板；一金属氧化半导体层，形成于该导电基板上，该金属氧化半导体层材料为氧化铟镓锌(IGZO)、氧化铟镓(IGO)、氧化铟锌(IZO)、氧化铟锡锌(ITZO)、氧化锡(SnO2)或氧化锌(ZnO)；以及一感测层，形成于该金属氧化半导体层上。2.如权利要求1所述的光寻址电位感测组件，其特征在于，该导电基板为沉积于玻璃、陶瓷或塑料上的氧化铟锡(ITO)、氟掺杂二氧化锡(FTO)、二氧化锡(SnO2)、氧化锌(ZnO)或聚二氧乙基噻吩(PEDOT)。3.如权利要求1所述的光寻址电位感测组件，其特征在于，该导电基板为沉积于玻璃、陶瓷或塑料上的纳米银线、纳米金属颗粒、纳米碳管(CNT)或石墨烯。4.如权利要求1所述的光寻址电位感测组件，其特征在于，该感测层为氧化铌(NbOx)、二氧化铪(HfO2)、氮氧化铪(HfON)、氮化硅(Si3N4)、氮氧化钛(TiON)、氮化钛(TiN)或氧化钽(Ta2O5)。5.如权利要求1所述的光寻址电位感测组件，其特征在于，该金属氧化半导体层的厚度为350纳米。6.如权利要求1所述的光寻址电位感测组件，其特征在于，该感测层的厚度为45纳米。7.一种光寻址电位传感器，包含如权利要求1至6所述的光寻址电位感测...

【专利技术属性】
技术研发人员：赖朝松，杨家铭，陈军晖，陈琮诚，
申请(专利权)人：长庚大学，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71