微通道结构、传感器、微流体装置、芯片实验室装置、以及制造微通道结构的方法制造方法及图纸

本申请提供了一种微通道结构。微通道结构包括：基底基板(10)；轨道层(20)，其位于基底基板(10)上并且包括彼此间隔开的第一轨道(21)和第二轨道(22)；和壁层(30)，其位于轨道层(20)的远离基底基板(10)的一侧并且包括第一壁(31)和第二壁(32)，所述第一壁(31)和第二壁(32)彼此至少部分地间隔开，从而形成第一壁(31)和第二壁(32)之间的微通道(40)。微通道(40)具有沿着实质上平行于基底基板(10)的主表面的平面的延伸方向，所述延伸方向实质上平行于第一轨道(21)和第二轨道(22)的沿着实质上平行于基底基板(10)的主表面的平面的延伸方向。

Microchannel structure, sensor, microfluidic device, chip laboratory device, and method of manufacturing microchannel structure

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】微通道结构、传感器、微流体装置、芯片实验室装置、以及制造微通道结构的方法
本专利技术涉及微流体技术，更具体地，涉及微通道结构、传感器、微流体装置、芯片实验室装置、以及制造微通道结构的方法。
技术介绍
微流体涉及几何上被约束为小量级(通常亚微米量级)的流体的行为、精确控制和操纵。其是工程学、物理学、化学、生物化学、纳米技术和生物技术多学科交叉领域，实际应用于设计其中对小体积流体进行处理以实现复用、自动化和高吞吐率筛选的系统。微流体在1980年代的开端出现并且被用于开发喷墨打印头、DNA芯片、芯片实验室技术、微推进技术和微热技术。
技术实现思路
在一方面，本专利技术提供了一种微通道结构，包括：基底基板；轨道层，其位于基底基板上并且包括彼此间隔开的第一轨道和第二轨道；和壁层，其位于轨道层的远离基底基板的一侧并且包括第一壁和第二壁，所述第一壁和第二壁彼此至少部分地间隔开，从而形成第一壁和第二壁之间的微通道；其中，微通道具有沿着实质上平行于基底基板的主表面的平面的延伸方向，所述延伸方向实质上平行于第一轨道和第二轨道的沿着实质上平行于基底基板的主表面的平面的延伸方向。可选地，第一壁在基底基板上的正投影实质上覆盖第一轨道在基底基板上的正投影；并且，第二壁在基底基板上的正投影实质上覆盖第二轨道在基底基板上的正投影。可选地，第一壁沿着突出方向远离第一轨道的远离基底基板的一侧地突出，并且第二壁沿着突出方向远离第二轨道的远离基底基板的一侧地突出；并且，第一壁和第二壁在壁层的至少一部分中沿着突出方向彼此完全间隔开，从而形成在与基底基板相对的一侧至少部分地敞开的微通道。可选地，第一壁沿着突出方向远离第一轨道的远离基底基板的一侧地突出，并且第二壁沿着突出方向远离第二轨道的远离基底基板的一侧地突出；并且，第一壁和第二壁在壁层的第一区彼此连接并且在壁层的第二区彼此间隔开，从而形成在与基底基板相对的一侧实质上闭合的微通道，第一区沿着突出方向位于第二区的远离基底基板的一侧。可选地，壁层还包括：第三壁，其连接第一轨道和第二轨道；并且第三壁与基底基板直接接触。可选地，轨道层还包括：基部，其连接第一轨道和第二轨道；第一轨道和第二轨道的沿着实质上垂直于延伸方向的平面的截面为U形。可选地，第一轨道和第二轨道包括导电材料。可选地，轨道层包括与壁层的材料不同的材料。在另一方面，本专利技术提供了一种多层微通道结构，包括：多层微通道结构的第一层和多层微通道结构的第二层；其中，多层微通道结构的第一层包括：基底基板；轨道层，其位于基底基板上并且包括彼此间隔开的第一轨道和第二轨道；和壁层，其位于轨道层的远离基底基板的一侧并且包括第一壁和第二壁，所述第一壁和第二壁彼此至少部分地间隔开，从而形成第一壁和第二壁之间的微通道；其中，微通道具有沿着实质上平行于基底基板的主表面的平面的延伸方向，所述延伸方向实质上平行于第一轨道和第二轨道的沿着实质上平行于基底基板的主表面的平面的延伸方向；其中，多层微通道结构的第二层包括：第二基底基板；第二轨道层，其位于第二基底基板上并且包括彼此间隔开的第三轨道和第四轨道；和第二壁层，其位于第二轨道层的远离第二基底基板的一侧并且包括第四壁和第五壁，所述第四壁和第五壁彼此至少部分地间隔开，从而形成第四壁和第五壁之间的第二微通道；其中，第二微通道具有沿着实质上平行于第二基底基板的主表面的平面的第二延伸方向，所述第二延伸方向实质上平行于第三轨道和第四轨道的沿着实质上平行于第二基底基板的主表面的平面的延伸方向。在另一方面，本专利技术提供了一种微流体系统，其包括本文描述的或通过本文描述的方法制造的微通道结构。可选地，微流体系统包括传感电路；其中，轨道层构成一个或多个传感电极。可选地，轨道层构成用于控制微通道中的物质的运送的控制电极。可选地，第一轨道和第二轨道构成微流体系统的两个单独电极，并且构造为控制通过微通道运送物质。可选地，微流体系统包括离子晶体管；其中，轨道层构成离子晶体管的栅极。可选地，轨道层还包括：基部，其连接第一轨道和第二轨道；并且第一轨道和第二轨道的沿着实质上垂直于延伸方向的平面的截面为U形。在另一方面，本专利技术提供了一种制造微通道结构的方法，包括：在基底基板上形成轨道层；和在形成轨道层之后，在轨道层的远离基底基板的一侧形成壁层；其中，形成轨道层包括：形成彼此间隔开的第一轨道和第二轨道；形成壁层包括：形成彼此间隔开的第一壁和第二壁，从而形成第一壁和第二壁之间的微通道；并且微通道形成为具有沿着实质上平行于基底基板的主表面的平面的延伸方向，所述延伸方向实质上平行于第一轨道和第二轨道的沿着实质上平行于基底基板的主表面的平面的延伸方向。可选地，形成壁层包括：在其上形成有第一轨道和第二轨道的基底基板上溅射壁层材料。可选地，所述方法还包括：通过控制溅射壁层材料的持续时间或功率来控制微通道的尺寸和形状。可选地，持续时间或功率控制在一定范围内以使得第一壁和第二壁彼此至少部分分离地形成在微通道的与基底基板相对的一侧；并且微通道形成为在与基底基板相对的一侧至少部分地敞开。可选地，持续时间或功率控制在一定范围内以使得第一壁和第二壁形成为在微通道的与基底基板相对的一侧彼此连接；并且微通道形成为在与基底基板相对的一侧实质上闭合。可选地，按如下条件执行溅射壁层材料：在室温下、在包括氧气和氩气的溅射气氛中、使用约5kW的溅射功率、在约0.2pa的溅射气氛压力下。可选地，形成壁层还包括：形成连接第一轨道和第二轨道的第三壁；并且第三壁形成为与基底基板直接接触。在另一方面，本专利技术提供了一种制造传感器芯片的方法，包括：根据本文所述的方法形成微通道结构；以及，在基底基板上形成传感器芯片的电极结构。可选地，利用电极材料形成第一轨道和第二轨道；并且第一轨道和第二轨道形成为传感器芯片的两个传感器电极。附图说明以下附图仅为根据所公开的各种实施例的用于示意性目的的示例，而不旨在限制本专利技术的范围。图1是根据本公开的一些实施例中的微通道结构的截面图。图2A是根据本公开的一些实施例中的微通道结构的截面图。图2B是根据本公开的一些实施例中的微通道结构的截面图。图2C是根据本公开的一些实施例中的微通道结构的截面图。图3是沿图1中A-A'线的截面图。图4是根据本公开的一些实施例中的微通道结构的截面的扫描电子显微镜图像。图5是根据本公开的一些实施例中的微通道结构的截面的扫描电子显微镜图像。图6A和图6B是根据本公开的一些实施例中的多层微通道结构的截面图。图7A和图7B是根据本公开的一些实施例中的微流体装置的示意图。图8是示出根据本公开的一些实施例中的具有微通道的离子晶体管的结构的示意图。图9是示出根据本公开的一些实施例中的微流体装置中的微通道的应用的示意图。图10是示出根据本公开的一些实施例中的制造微通道结构的方法的流程图。图11本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微通道结构，包括：/n基底基板；/n轨道层，其位于所述基底基板上并且包括彼此间隔开的第一轨道和第二轨道；和/n壁层，其位于所述轨道层的远离所述基底基板的一侧并且包括第一壁和第二壁，所述第一壁和第二壁彼此至少部分地间隔开，从而形成所述第一壁和所述第二壁之间的微通道；/n其中，所述微通道具有沿着实质上平行于所述基底基板的主表面的平面的延伸方向，所述延伸方向实质上平行于所述第一轨道和所述第二轨道的沿着实质上平行于所述基底基板的主表面的平面的延伸方向。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种微通道结构，包括：
基底基板；
轨道层，其位于所述基底基板上并且包括彼此间隔开的第一轨道和第二轨道；和
壁层，其位于所述轨道层的远离所述基底基板的一侧并且包括第一壁和第二壁，所述第一壁和第二壁彼此至少部分地间隔开，从而形成所述第一壁和所述第二壁之间的微通道；
其中，所述微通道具有沿着实质上平行于所述基底基板的主表面的平面的延伸方向，所述延伸方向实质上平行于所述第一轨道和所述第二轨道的沿着实质上平行于所述基底基板的主表面的平面的延伸方向。


2.根据权利要求1所述的微通道结构，其中，所述第一壁在所述基底基板上的正投影实质上覆盖所述第一轨道在所述基底基板上的正投影；并且
所述第二壁在所述基底基板上的正投影实质上覆盖所述第二轨道在所述基底基板上的正投影。


3.根据权利要求1所述的微通道结构，其中，所述第一壁沿着突出方向远离所述第一轨道的远离所述基底基板的一侧地突出，并且所述第二壁沿着所述突出方向远离所述第二轨道的远离所述基底基板的一侧地突出；并且
所述第一壁和所述第二壁在所述壁层的至少一部分中沿着所述突出方向彼此完全间隔开，从而形成在与所述基底基板相对的一侧至少部分地敞开的微通道。


4.根据权利要求1所述的微通道结构，其中，所述第一壁沿着突出方向远离所述第一轨道的远离所述基底基板的一侧地突出，并且所述第二壁沿着所述突出方向远离所述第二轨道的远离所述基底基板的一侧地突出；并且
所述第一壁和所述第二壁在所述壁层的第一区彼此连接并且在所述壁层的第二区彼此间隔开，从而形成在与所述基底基板相对的一侧实质上闭合的微通道，所述第一区沿着所述突出方向位于所述第二区的远离所述基底基板的一侧。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的微通道结构，其中，所述壁层还包括连接第一轨道和第二轨道的第三壁；并且
所述第三壁与所述基底基板直接接触。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的微通道结构，其中，所述轨道层还包括连接所述第一轨道和所述第二轨道的基部；
所述第一轨道和所述第二轨道的沿着实质上垂直于所述第一轨道和所述第二轨道的延伸方向的平面的截面为U形。


7.根据权利要求1至6中任一项所述的微通道结构，其中，所述第一轨道和所述第二轨道包括导电材料。


8.根据权利要求1至7中任一项所述的微通道结构，其中，所述轨道层包括与所述壁层的材料不同的材料。


9.一种多层微通道结构，包括：所述多层微通道结构的第一层和所述多层微通道结构的第二层；
其中，所述多层微通道结构的第一层包括：
基底基板；
轨道层，其位于所述基底基板上并且包括彼此间隔开的第一轨道和第二轨道；和
壁层，其位于所述轨道层的远离所述基底基板的一侧并且包括第一壁和第二壁，所述第一壁和第二壁彼此至少部分地间隔开，从而形成所述第一壁和所述第二壁之间的微通道；
其中，所述微通道具有沿着实质上平行于所述基底基板的主表面的平面的延伸方向，所述延伸方向实质上平行于所述第一轨道和所述第二轨道的沿着实质上平行于所述基底基板的主表面的平面的延伸方向；
其中，所述多层微通道结构的第二层包括：
第二基底基板；
第二轨道层，其位于所述第二基底基板上并且包括彼此间隔开的第三轨道和第四轨道；和
第二壁层，其位于所述第二轨道层的远离第二基底基板的一侧并且包括第四壁和第五壁，所述第四壁和第五壁彼此至少部分地间隔开，从而形成所述第四壁和所述第五壁之间的第二微通道；
其中，所述第二微通道具有沿着实质...

【专利技术属性】
技术研发人员：马啸尘，袁广才，宁策，刘松，
申请(专利权)人：京东方科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11