传感器件及其制作方法技术

本发明专利技术公开了一种传感器件，所述传感器件包括：传感部，包括第一半导体衬底、第一电极层和第二电极层，所述第一电极层和所述第二电极层设置于所述第一半导体衬底上，所述第一电极层和所述第二电极层之间具有间隔；检测部，独立于所述传感部，所述检测部包括第二衬底以及设置于所述第二衬底上的检测电极层；电连接部，连接所述检测电极层并通过所述间隔与所述第一半导体衬底连接。本发明专利技术还公开了一种传感器件器的制作方法。本发明专利技术的传感器件，设置检测部，通过电连接部将第一半导体衬底与检测电极层连接起来，通过检测部去检测样本，可以有效保护传感器件不被检测样本污染、降解，从而大大提高传感器件的可靠性，延长使用寿命，提高传感器件的抗干扰能力。

Sensor and its manufacturing method

The invention discloses a sensor piece, the sensor piece includes: a sensing part, including a first semiconductor substrate, a first electrode layer and a second electrode layer, the first electrode layer and the second electrode layer are arranged on the first semiconductor substrate, the first electrode layer and the second electrode layer have a space between the first electrode layer and the second electrode layer; a detection part, independent of the sensing part, the detection part The part includes a second substrate and a detection electrode layer arranged on the second substrate; the electric connection part connects the detection electrode layer and the first semiconductor substrate through the interval. The invention also discloses a manufacturing method of a sensor device. The sensor of the invention is provided with a detection unit, which connects the first semiconductor substrate and the detection electrode layer through an electric connection, and detects the sample through the detection unit, which can effectively protect the sensor from being polluted and degraded by the detection sample, thus greatly improving the reliability of the sensing device, extending the service life and improving the anti-interference ability of the sensing device.

【技术实现步骤摘要】
传感器件及其制作方法
本专利技术属于电化学传感器领域，具体地，涉及一种传感器件及其制作方法。
技术介绍
近几年来，随着一些全球性致命疾病的爆发和一些突发的使用生化武器的恐怖袭击事件，反映出目前还缺乏可靠有效的检测手段和生物技术去应对这类问题。检测病毒、细菌、蛋白、抗原和细胞需要小型，可靠，便宜，一次性且易于操作的检测方式，而传感器具备以上优点。大多数传感器可以分类为电子和光学类，光学传感器虽然十分灵敏，可以实现单分子检测，但是依赖于特殊的样本制备，设备昂贵，设备庞大，所以很少光学传感器完成从实验室向商业化的转化。到目前为止，对导电沟道进行化学修饰的基于半导体的场效应晶体管(FET)电子生化传感器是最有前景且最实用的。随着基于半导体的传感器技术日益成熟，FET型传感器应用也越发广泛，其具有操作简单，响应快速，灵敏度高，便携性等优点，能够对检测样本实现痕量检测，各种研究表明，使用由化合物半导体组成的FET可以最好地解决具有临床相关性的生物分析物的复杂性，所以FET型传感器引起人们极大关注。氮化镓作为第三代半导体材料，具有良好的化学稳定性、宽禁带、热稳定性、高饱和电子迁移速度等优点，所以在半导体领域其已经成为研究热点。自二十世纪七十年代以来，GaN材料就开始被研究，并广泛应用于可见光和紫外LED，激光器，放大器，以及FET和高电子迁移率晶体管(HEMT)。GaN材料由于无毒，在水中溶解度低，血液稳定性高，相较于硅具极佳的耐腐蚀性，耐高温，可靠性，所以GaN基生化传感器的应用十分广泛。而基于GaN材料的FET型生化传感器由于它们在空气，水和血液环境中的极好的稳定性，杰出的生物相容性，能够实现对电气和表面特性的良好控制，显示了GaN基FET生物传感器临床应用的巨大潜力。到目前为止，已经有很多学者对GaN基FET型生化传感器做了大量研究，并且取得了丰硕的成果。但是在检测过程中，都无法避免检测样本与传感器表面直接接触，而GaN基FET型生化传感器栅极区域对表面的变化极其敏感，所以这些传统的GaN基FET型生化传感器都无法避免传感器被检测样本污染降解，同时也很容易受到外界环境的干扰，比如光照、噪声、添加检测样本时的机械扰动等，这些因素都会影响传感器的使用寿命、可靠性、稳定性、灵敏度和精度。
技术实现思路
为解决上述现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种抗干扰能力强、检测过程稳定可靠、使用寿命长、不被检测样本污染的传感器件及其制作方法。为了达到上述专利技术目的，本专利技术采用了如下的技术方案：根据本专利技术的一方面，提供了一种传感器件，所述传感器件包括：传感部，包括第一半导体衬底、第一电极层和第二电极层，所述第一电极层和所述第二电极层设置于所述第一半导体衬底上，所述第一电极层和所述第二电极层之间具有间隔；检测部，独立于所述传感部，所述检测部包括第二衬底以及设置于所述第二衬底上的检测电极层；电连接部，连接所述检测电极层并通过所述间隔与所述第一半导体衬底连接。进一步地，所述传感部还包括第三电极层，所述第三电极层设置于所述第一半导体衬底的位于所述间隔内的部分上。进一步地，所述传感部还包括第一封装层，所述第一封装层设置于所述第一半导体衬底、所述第一电极层和所述第二电极层上，所述第一封装层包括暴露所述第一电极层的第一过孔、暴露所述第二电极层的第二过孔以及暴露所述间隔的第三过孔。进一步地，所述第一半导体衬底包括硅衬底以及依序叠层设置于所述硅衬底上的第一氮化镓层、铝镓氮层和第二氮化镓层；所述第二氮化镓层的两侧部分、所述铝镓氮层的两侧部分以及所述第一氮化镓层的上部分的两侧部分均被刻蚀去除。进一步地，所述第一电极层设置于所述第二氮化镓层的剩余部分上，并且所述第一电极层延伸至所述第一氮化镓层的下部分上；所述第二电极层设置于所述第二氮化镓层的剩余部分上，并且所述第二电极层延伸至所述第一氮化镓层的下部分上；其中，位于所述第二氮化镓层的剩余部分上的所述第一电极层和所述第二电极层之间具有所述间隔。进一步地，所述传感部还包括：第一欧姆接触层，所述第一欧姆接触层设置于所述第一电极层和所述第二氮化镓层的剩余部分之间，并且所述第一欧姆接触层延伸至所述第一电极层和所述第一氮化镓层的下部分之间；第二欧姆接触层，所述第二欧姆接触层设置于所述第二电极层和所述第二氮化镓层的剩余部分之间，并且所述第二欧姆接触层延伸至所述第二电极层和所述第一氮化镓层的下部分之间。进一步地，所述检测部还包括第二封装层，所述第二封装层设置于所述第二衬底的未被所述检测电极层覆盖的部分上，所述第二封装层的厚度大于所述检测电极层的厚度，以形成用于容纳待检测对象的检测腔。根据本专利技术的另一方面，还提供了一种传感器件的制作方法，所述制作方法包括：在第一半导体衬底上形成彼此间隔的第一电极层和第二电极层；在第二衬底上形成检测电极层；使电连接部连接所述检测电极层并使电连接部通过所述间隔与所述第一半导体衬底连接。进一步地，所述第一半导体衬底包括硅衬底以及依序叠层设置于所述硅衬底上的第一氮化镓层、铝镓氮层和第二氮化镓层；其中，在第一半导体衬底上形成彼此间隔的第一电极层和第二电极层的方法包括：将所述第二氮化镓层的两侧部分、所述铝镓氮层的两侧部分以及所述第一氮化镓层的上部分的两侧部分刻蚀去除。在所述第二氮化镓层的剩余部分上形成第一欧姆接触层，并使所述第一欧姆接触层延伸至所述第一氮化镓层的下部分上；在所述第二氮化镓层的剩余部分上形成第二欧姆接触层，并且使所述第二欧姆接触层延伸至所述第一氮化镓层的下部分上；其中，位于所述第二氮化镓层的剩余部分上的第一欧姆接触层和第二欧姆接触层之间具有所述间隔；分别在所述第一欧姆接触层和所述第二欧姆接触层上形成第一电极层和第二电极层；在所述第一电极层上、所述第二电极层上和所述间隔内形成第一封装层；在所述第一封装层中分别形成暴露所述第一电极层的第一过孔、暴露所述第二电极层的第二过孔以及暴露所述间隔的第三过孔。进一步地，在第二衬底上形成检测电极层的方法包括：在所述第二衬底上形成检测电极层；在所述第二衬底上和所述检测电极层上形成第二封装层，所述第二封装层的厚度大于所述检测电极层的厚度；在所述第二封装层中形成完全暴露所述检测电极层的第四过孔。本专利技术的有益效果：本专利技术的传感器件，设置检测部，通过电连接部将第一半导体衬底与检测电极层连接起来，通过检测部去检测样本，可以有效保护传感器件不被检测样本污染、降解，从而大大提高传感器件的可靠性，延长使用寿命，提高传感器件的抗干扰能力。附图说明通过结合附图进行的以下描述，本专利技术的实施例的上述和其它方面、特点和优点将变得更加清楚，附图中：图1是根据本专利技术的实施例一的传感器件的侧面剖视图；图2是根据本专利技术的实施例一的传感器件检测待检测物时的电流响应图；图3a与图3b是根据本专利技术的实施例一的传感器件与现本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种传感器件，其特征在于，所述传感器件包括：/n传感部，包括第一半导体衬底、第一电极层和第二电极层，所述第一电极层和所述第二电极层设置于所述第一半导体衬底上，所述第一电极层和所述第二电极层之间具有间隔；/n检测部，独立于所述传感部，所述检测部包括第二衬底以及设置于所述第二衬底上的检测电极层；/n电连接部，连接所述检测电极层并通过所述间隔与所述第一半导体衬底连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种传感器件，其特征在于，所述传感器件包括：
传感部，包括第一半导体衬底、第一电极层和第二电极层，所述第一电极层和所述第二电极层设置于所述第一半导体衬底上，所述第一电极层和所述第二电极层之间具有间隔；
检测部，独立于所述传感部，所述检测部包括第二衬底以及设置于所述第二衬底上的检测电极层；
电连接部，连接所述检测电极层并通过所述间隔与所述第一半导体衬底连接。


2.根据权利要求1所述的传感器件，其特征在于，所述传感部还包括第三电极层，所述第三电极层设置于所述第一半导体衬底的位于所述间隔内的部分上。


3.根据权利要求1所述的生化传感器，其特征在于，所述传感部还包括第一封装层，所述第一封装层设置于所述第一半导体衬底、所述第一电极层和所述第二电极层上，所述第一封装层包括暴露所述第一电极层的第一过孔、暴露所述第二电极层的第二过孔以及暴露所述间隔的第三过孔。


4.根据权利要求1至3任一项所述的传感器件，其特征在于，所述第一半导体衬底包括硅衬底以及依序叠层设置于所述硅衬底上的第一氮化镓层、铝镓氮层和第二氮化镓层；所述第二氮化镓层的两侧部分、所述铝镓氮层的两侧部分以及所述第一氮化镓层的上部分的两侧部分均被刻蚀去除。


5.根据权利要求4所述的传感器件，其特征在于，所述第一电极层设置于所述第二氮化镓层的剩余部分上，并且所述第一电极层延伸至所述第一氮化镓层的下部分上；所述第二电极层设置于所述第二氮化镓层的剩余部分上，并且所述第二电极层延伸至所述第一氮化镓层的下部分上；其中，位于所述第二氮化镓层的剩余部分上的所述第一电极层和所述第二电极层之间具有所述间隔。


6.根据权利要求5所述的传感器件，其特征在于，所述传感部还包括：
第一欧姆接触层，所述第一欧姆接触层设置于所述第一电极层和所述第二氮化镓层的剩余部分之间，并且所述第一欧姆接触层延伸至所述第一电极层和所述第一氮化镓层的下部分之间；
第二欧姆接触层，所述第二欧姆接触层设置于所述第二电极层和所述第二氮化镓层的剩余部分之间，并且所述第二欧姆接...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨帅，李加东，苗斌，丁祥桢，古乐，顾智琦，王瑾，吴东岷，
申请(专利权)人：中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所，
类型：发明
国别省市：江苏;32