一种生物传感器及其制作方法技术

本申请提供了一种生物传感器及其制作方法，涉及半导体技术领域。首先基于一衬底制作生物传感器的本体结构，其中，所述本体结构包括栅电极层，然后沿所述栅电极层外延生长过渡层，并对所述过渡层进行刻蚀，以在所述过渡层的表面形成多个凸起，最后沿所述过渡层的表面偶联生物活性分子，以形成所述生物传感器，其中，所述生物活性分子分布于每个凸起的表面和/或每两个凸起之间。本申请提供的生物传感器及其制作方法具有承载的生物活性分子的量更加灵活的效果。

A biosensor and its fabrication method

【技术实现步骤摘要】
一种生物传感器及其制作方法
本申请涉及半导体
，具体而言，涉及一种生物传感器及其制作方法。
技术介绍
目前，基于酶/免疫反应联合技术的传统“生物芯片”研发与应用已经趋近成熟，主要的技术路线是使用微流控技术与免疫酶联反应微区结合，以免疫反应显色，通过光谱学对生物样品如血液、体液、组织细胞等特定指标进行定量检测。目前广泛应用的技术是ELISA(enzymelinkedimmunosorbentassay，酶联免疫吸附测定)，已开发出大量的试剂盒，使用简单，成本较低还可以自动化检测。此类技术的出现极大提升了生物反应以及生物化学检测的效率以及准确度，但是也面临一些挑战，比如需要复杂的光学设备，周边物理、电子器件(如光谱仪、微流泵、相应的检测电路等)的支持，导致系统无法做到更加小型、高效和低成本。因此在此基础上开发出新一代的“生物-电子芯片”。目前国际主流的做法是，通过将特定的酶、抗体分子等，用化学、物理耦合作用实现与晶体管特定区域的结合，通过生物活性分子与酶之间的化学反应，产生的界面电动势、界面电容或界面张力等的变化，将其变化通过下层的晶体管直接转换成电信号，从而完成生物化学反应的定性表征与定量测试。但是，由于典型的酶联晶体管生物传感器芯片本身体积固定，因此其能够承载的生物活性分子也固定，导致无法灵活的在生物传感器芯片上酶联生物分子层。
技术实现思路
本申请的目的在于提供一种生物传感器制作方法，以解决现有技术中生物传感器的生物活性分子的负载率不灵活的问题。本申请的另一目的在于提供一种生物传感器，以解决现有技术中生物传感器的生物活性分子的负载率不灵活的问题。为了实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案如下：第一方面，本申请实施例提供了一种生物传感器制作方法，所述方法包括：基于一衬底制作生物传感器的本体结构，其中，所述本体结构包括栅电极层；沿所述栅电极层外延生长过渡层；对所述过渡层进行刻蚀，以在所述过渡层的表面形成多个凸起；沿所述过渡层的表面偶联生物活性分子，以形成所述生物传感器，其中，所述生物活性分子分布于每个凸起的表面及每两个凸起之间。第二方面，本申请实施例提供了一种生物传感器，所述生物传感器包括：本体结构，其中，所述本体结构包括栅电极层；与覆盖于所述栅电极层上的过渡层，其中，所述过渡层的表面包括多个凸起；及覆盖于所述过渡层表面的生物活性分子层，其中，所述生物活性分子层中的生物活性分子分布于每个凸起的表面及每两个凸起之间。相对于现有技术，本申请具有以下有益效果：本申请提供了一种生物传感器及其制作方法，首先基于一衬底制作生物传感器的本体结构，其中，所述本体结构包括栅电极层，然后沿所述栅电极层外延生长过渡层，并对所述过渡层进行刻蚀，以在所述过渡层的表面形成多个凸起，最后沿所述过渡层的表面偶联生物活性分子，以形成所述生物传感器，其中，所述生物活性分子分布于每个凸起的表面和/或每两个凸起之间。由于本申请提供过渡层上设置有多个凸起，因此对于过渡层而言，其表面积更大，因此在偶联生物活性分子时，能够利用过渡层上每个凸起表面承载生物活性分子，也可以利用每两个凸起之间的表面承载生物活性分子，使得其承载生物活性分子的面积更小。或者利用每个凸起的表面与每两个凸起之间的表面均承载生物活性分子，使得其能够承载的生物活性分子更多。因此，从整体上而言，使得生物传感器在承载生物活性分子时，可根据实际需求进行承载，进而大达到其承载的生物活性分子的量更加灵活的效果。为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它相关的附图。图1为本申请实施例提供的生物传感器的结构示意图。图2为本申请实施例提供的生物传感器制作方法的一种流程图。图3为本申请实施例提供的一种本体结构的结构示意图。图4为本申请实施例提供的图1中S102的一种子步骤的流程图。图5为本申请实施例提供的过渡层的一种结构示意图。图6为本申请实施例提供的过渡层的另一种结构示意图。图7为本申请实施例提供的生物传感器制作方法的另一种流程图。图中：100-生物传感器；110-本体结构；111-栅电极层；120-过渡层；121-凸起；130-生物活性分子层。具体实施方式为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。下面结合附图，对本申本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生物传感器制作方法，其特征在于，所述方法包括：/n基于一衬底制作生物传感器的本体结构，其中，所述本体结构包括栅电极层；/n沿所述栅电极层外延生长过渡层；/n对所述过渡层进行刻蚀，以在所述过渡层的表面形成多个凸起；/n沿所述过渡层的表面偶联生物活性分子，以形成所述生物传感器，其中，所述生物活性分子分布于每个凸起的表面和/或每两个凸起之间。/n

【技术特征摘要】
1.一种生物传感器制作方法，其特征在于，所述方法包括：
基于一衬底制作生物传感器的本体结构，其中，所述本体结构包括栅电极层；
沿所述栅电极层外延生长过渡层；
对所述过渡层进行刻蚀，以在所述过渡层的表面形成多个凸起；
沿所述过渡层的表面偶联生物活性分子，以形成所述生物传感器，其中，所述生物活性分子分布于每个凸起的表面和/或每两个凸起之间。


2.如权利要求1所述的生物传感器制作方法，其特征在于，所述凸起的形状包括柱形、圆台形、圆锥形以及T型中的一种或多种。


3.如权利要求1所述的生物传感器制作方法，其特征在于，在所述沿所述过渡层的表面偶联生物活性分子，以形成所述生物传感器的步骤之前，所述方法还包括：
对所述过渡层的表面进行活化处理。


4.如权利要求3所述的生物传感器制作方法，其特征在于，所述对所述过渡层的表面进行活化处理的步骤包括：
利用等离子体对所述过渡层的表面进行第一活化处理；
利用化学偶联剂或生物偶联剂对所述过渡层的表面进行第二活化处理。


5.如权利要求4所述的生物传感器制作方法，其特征在于，所述化学偶联剂包括氨基硅烷偶联剂、氨基钛酸酯偶联剂以及聚多巴胺中的任意一种或多种。


6.如权利要求1所述的生物传感器制作方法，其特征在于，在所述沿所述过渡层的表面偶联生物活性分子，以形成所述生物传感器的步骤之前，所述方法还包括：
沿所述过渡层的四周制作保护层。


7.如权利要求1所述的生物传感器制作方法，其特征在于，所述生物活性分子包括抗体、DNA、R...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢瀚仑，陈志涛，刘宁炀，任远，梁锡辉，
申请(专利权)人：广东省半导体产业技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44