使用压印光刻制造的传感器制造技术

本公开内容涉及一种包括在衬底（３０６）上淀积（７０４）可压印层（５０２）的工艺（７００）。该可压印层（５０２）被压印成压印制造带（１０１）的图形。该图形从该可压印层（５０２）转移到待用于制造压印制造带（１０１）的衬底（３０６）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及传感器，尤其涉及通过压印光刻(imprintlithography)制造的传感器。
技术介绍
现有技术纳米尺度传感器被用在很多应用中，并发现其特别适用于化学和/或生物传感和分析领域。这种现有技术纳米尺度传感器一般由不使用批处理制造技术的非重复的方法单独制造(因而效率低)。现有技术纳米尺度传感器可应用于如下分析领域，例如，气相色谱、离子耦合等离子体原子分析(ICPAA)、湿法化学分析、PCR(聚合酶链反应)、通过激光挥发的质谱分析、电泳和荧光标记法等。化学和/或生物传感和分析一般需要很长时间获得有意义的数据，涉及远距离或笨重的设备，需要大的样品尺寸，要求高度训练的用户，并且涉及相当多的直接或间接成本。直接成本涉及每类分析所用的劳动力、程序和设备。间接成本部分地由(例如，在医学分析中或化学过程的监测中)能获得可用信息之前的延迟时间产生。某些化学或生物学分析的间接成本可以超过直接成本。生物学和/或化学分析设备的某些实施例使用松散的管状线或管，它们的电阻使用两端结构进行测量。术语“松散”指线或管起初并不固定到衬底上，因此随后必须对其进行加固。松散的管类结构的传感器的优势是简单和易于实验室验证。微小的线也可以通过化学气相淀积(CVD)工艺直接淀积到衬底上，该淀积工艺也是耗时和昂贵的。然而，对于实用的传感应用，以有效的可重复方法制造松散的纳米尺度的线或管是困难和昂贵的。一些分析技术还需要传感器阵列来感测二维或三维构造的某些参数。很难将松散的管或线大量地制成阵列，特别是当管或线是纳米尺度时。一般而言，阵列中传感器的每个线或管都是单独制造的，这是耗时和昂贵的。因此存在对制造纳米尺度线和管的技术的需求，该技术以比当今技术所允许的更廉价、更可复制、更易于生产的方式实现。附图说明贯穿附图使用相同的数字指示相似的特征或组成部分图1示出了压印制造的带的一个实施例的顶视图；图2示出了该压印制造的带的另一个实施例的顶视图；图3示出了绝缘体上硅(SOI)衬底的透视图，该衬底上可制造有一个或多个图1和2中示出类型的压印制造带；图4是由电子和/空穴形成的电流的透视图，该电流流经图1和图2所示的压印制造带中的一个；图5a、5b、5c、5d、5e和5f示出了可用于制造一个或多个压印制造带的技术的实施例；图6示出了压印制造带阵列的一个实施例；图7是可用于制造例如图5a、5b、5c、5d、5e和5f中所示的压印制造带的工艺的一个实施例的流程图；图8示出了能够控制图7中所述工艺的操作的计算机或控制器的一个实施例的框图；以及图9示出了图2中示出的压印制造带的另一个实施例。具体实施例方式下面描述压印制造传感器100的不同实施例，该传感器可以使用这里描述的被称为压印光刻(IL)的压印或冲压工艺制造。IL技术可以制造纳米尺度、中尺度、微米尺度、大尺度、其它尺度、和/或这些尺度的组合的压印制造传感器100。该压印制造传感器的某些实施例可以在各种的化学和/或生物传感应用中用作平台，这些应用中检测可以被电学监控。在本公开内容中描述的压印制造传感器的化学和/或生物传感应用的一个方面与功能化有关。因为功能化，压印制造传感器100的表面被处理、涂敷、成形、变粗糙或以其它的方式构造，使得一旦压印制造传感器的表面暴露于分析物，某些物种将被吸引、排斥、和/或附着到压印制造传感器的表面。这样，功能化能够导致压印制造传感器的表面被设计成促使或阻止某些物种的吸附。功能化的一个实施例涉及通过分子尺度层的探针物质化学和/或生化涂敷压印制造传感器。探针物质促使特定目标分子的表面吸附或者相互作用优先于其它物种。作为功能化过程中反应的目标分子的结果，压印制造传感器100的电学或磁学属性在存在或不存在目标物种时发生改变。电学或磁学属性的这种改变可以被电子传感设备(通常是基于计算机的)感测，该设备的操作和结构通常已知，不作进一步的描述。一个实施例中，功能化通过制造一层例如氧化硅或氮化硅的介质层完成，该介质层能易于质子化或去质子化以提供溶液中的质子的探测。压印制造传感器100(特别是那些以纳米尺度形成的)的某些实施例可以提供极高的灵敏度。例如，以纳米尺度制造的压印制造传感器对于检测甚至单个分子的效应是足够灵敏的。这种压印制造传感器100(例如，那些用在这种生物学和化学领域用于功能化的)可以从更小的样品尺寸、简化的用法和/或更低的总成本更快地得到数据、提供更有意义的信息。因为具有高的表面积与体积比，生物学或化学压印制造传感器100在高灵敏度应用中呈现特殊的用途。然而，使用由相关IL技术制造的压印制造传感器100也能很好地服务于灵敏度要求不高的应用。压印制造传感器的一个特征是能够同时共同制造纳米尺度和大得多的器件，使得所得到的器件整体上具有相似的属性和灵敏度并可以被有效地比较。IL可以在使用压印工艺的衬底表面提供清楚的或图形化的线条。这种清楚的或图形化的线条可以以纳米尺度、微米尺度、宏观尺度或这些尺度的组合压印。本公开内容中，术语“压印”或“冲压”线条指使用IL工艺制造的线条。后续处理通常在已经被压印或冲压产生压印线条的衬底上执行。这种压印线条还可以用作用于化学吸收的电学转换器。描述了改进的化学和/或生物学传感器的实例，该传感器将化学表面吸收转换为电学响应(例如电阻)。本公开内容描述了压印制造带101的不同实施例，其具有独立“自由”纳米线传感技术的高的灵敏度、选择性和分辨率。提供了使用IL图形化和组织压印制造带101阵列的系统方法。而且，所描述的方法提供一种技术来修整和调整压印制造带101的电学和化学特性，进而改善它们的性能，并允许更可控和更便于制造的工艺。该压印制造传感器100的很多实施例提供的优势产生了有用的、可制造的压印制造带阵列。包括压印制造带101在内的基于电学的元件，可以被物理整形以特别吸引表面的特定的和预定的区域，该表面被图形化以使用分析物中支持的特定目标物种进行功能化。合适的功能组包括但不限于感兴趣的化学/生物学群，例如硫醇、胺、硅烷醇、酒精、糖、路易斯酸和碱、偶极子、核酸、肽等(可能是不同的组合)。压印制造带101特别适用于通过吸引目标物种到暴露的外表面而进行的化学和/生物学功能化。压印制造带101可以被图形化以提供功能化。功能化的一个描述在由Lieber等于2002年8月29日提交的美国专利申请US2002/0117659中有所描述(此处引用作为参考)。与压印制造带101相关的化学和/或生物学变化(基于压印制造带的结构被增强或延迟)可以用来调制流经压印制造带101的电流。通过与压印制造带101的粘合剂的电学耦合，分析物的存在可以改变压印制造带101的电学特性。压印制造带101可以被特定的反应实体、结合配对(bindingpartner)或特定的结合配对覆盖，选择它们是因为它们对于特定分析物的化学或生物学特殊性。相对于压印制造带101的外表面以一个相对的距离(优选地在纳米范围或小几十纳米)放置反应实体，在压印制造带中引起可探测的变化。压印制造传感器100的两个实施例在图1和2中示出。本公开描述了各种相关技术以制造能够用在压印制造传感器100中的压印制造带101。同样，使用本公开内容中描述的IL大量地制造高灵敏度的生物学、化学或生物化学传感器的方法可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造传感器（１００）的方法，包括：在衬底上淀积可压印层（５０２）；将该可压印层（５０２）压印成压印制造带（１０１）的图形；和将该图形从可压印层（５０２）转移到待用于制造该压印制造带（１０１）的衬底（３０６）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：J斯塔西亚克，K彼得斯，
申请(专利权)人：惠普开发有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]