本发明专利技术所描述的实施方案可以提供制造化学检测装置的方法。该方法可以包括在CMOS装置上形成微孔。微孔可以包括底表面和侧壁。所述的方法可以进一步包括：施加第一化学品，使其选择性地附着在微孔的底表面上；在微孔的侧壁上形成金属氧化物层；以及施加第二化学品，使其选择性地附着在微孔的侧壁上。所述的第二化学品对所述的第一化学品缺乏亲和性。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于电化学检测装置的微孔的化学涂层相关申请本申请要求之前于2010年8月18日提交的美国临时专利申请系列N0.61/374，676的优先权，并通过引用方式全文并入该公开。此外，本申请还通过引用方式全文并入了在2010年5月24日提交的美国专利申请系列号12/785,716。
技术介绍
电化学检测由于其提供了高敏感性、小维度、低成本、快速反应以及与微细加工技术的相容性而引人注目。(例如参见Hughes et al，，Science, 254:74-80 (1991) ;Mire t a I, Electrophoresis, 30: 3386-3397 (2009) ;Trojanowicz, Anal.Chim, Acta, 653:36-58(2009);和 Xu et al.，Taianta, 80:8-18(2009))。这些特征导致多种基于电流、电势或阻抗信号的传感器的发展，并将它们组装到用于化学、生物化学和细胞应用的阵列中。(例如参见Yeow et al., Sensors and ActuatorsB44:434-440 (1997) ;Martinoia et al., Biosensors&Bioelectronics, 16: 1043-1050 (2001) ;Hammond et al, IEEE Sensors X，4:706-712 (2004) ;Milgrew etal., Sensors and Actuators B103:37-42 (2004) ;Milgrew et al,Sensors andActuators B, 111-112:347-353 (2005) ;Hizawa et al., Sensors and ActuatorsB, 117:509-515(2006);Heer et al, Biosensors and Bioeiectronics, 22:2546-2553(2007);Barbara et al, Sensors and Actuators B,118:41-46(2006);Anderson et al., Sensorsand Actuators B, 129:79-86(2008) ;Rothberg et al,美国专利公开 2009/0127589;和Rothberg et al,英国专利申请GB24611127)。通常，在此类系统中，分析物随机分布在限制区域(例如微孔(本文也称为“孔”)或反应室)的阵列中，并且试剂通过流体系统被传递至所述的区域中，其中所述的流体系统使试剂定向流动通过包括传感器阵列的流动池。其中发生反应的微孔以及未发生反应的空孔可以通过与各个微孔相关联的一个或多个电传感器监测。在一种类型的电化学检测中，基本反应产物或“信号”为pH变化。通过测量孔底部的表面电荷变化来检测PH的变化。孔底部的表面缓冲了由于生物反应所产生的pH的变化。由于生物反应所导致的表面电荷的变化通过孔的底部与位于其表面之下的化学敏感场效晶体管(chemFET)的浮动栅之间的电容耦合来感知。然而，孔的侧壁与chemFET离开的太远，以至于不会有助于chemFET信号。遗憾的是，在目前的实施方式中，孔的侧壁以及孔底部的表面起到缓冲作用。例如，图2A示出了在底部和侧壁上具有天然金属氧化物、氮化物或oxinitride表面的现有技术的微孔结构。因此，侧壁的缓冲作用减弱了在孔的底部所检测的信号。鉴于上文所述，有利的是具有有效的微孔结构，以及能够克服现有方法的缺陷的保形涂敷和选择性蚀刻微孔侧壁(这会减弱侧壁的缓冲作用)的方法。附图简述附图说明图1示出了根据本教导的实施方案的流动池的剖视图。图2A示出了具有天然金属氧化物表面的现有技术的孔的结构。图2B示出了根据本教导的实施方案的、具有保形硅烷化表面的孔的结构。图2C示出了具有保形硅烷化表面的孔的结构，以及根据本教导的实施方案被蚀刻成原始的金属氧化物的所有水平表面。图3A示出了一种类型的硅烷的PEG-硅烷的分子结构，其中所述的这种类型的硅烷可以用于根据本教导的实施方案的微孔的保形涂敷过程。图3B示出了另一种类型的硅烷的分子结构，其中所述的另一种类型的硅烷可以用于根据本教导的实施方案的微孔的保形涂敷过程。图3C示出了两性离子种类的硅烷的分子结构，其中所述的两性离子种类的硅烷可以用于根据本教导的实施方案的微孔的保形涂敷过程。图4A-4C示出了根据本教导的实施方案制造孔结构的不同阶段。图5示出了根据本教导的实施方案制造图4C所示的孔结构的过程。图6A-6F示出了根据本教导的实施方案制造另一种孔结构的不同阶段。图7示出了根据本教导的实施方案制造图6F所示的孔结构的过程。图8示出了根据本教导的另一个实施方案的孔结构。图9A-9E示出了根据本教导的另一个实施方案制造孔结构的不同阶段。图10示出了根据本教导的实施方案制造图9E所示的孔结构的过程。图11示出了根据本教导的实施方案的化学感应过程。专利技术详述所述的实施方案可以提供具有改善的信噪比(SNR)化学检测装置。该化学检测装置可以包括使用化学品涂敷的微孔，其中所述的化学品与微孔的底部结合并有利于离子与置于微孔底部之下的CMOS装置的结合。在不同的实施方案中，微孔的侧壁可以由二氧化硅(SiO2)或塑料制成。在一个实施方案中，微孔的侧壁可以使用硅烷类物质涂敷，其中所述的硅烷类物质会减弱溶液中质子的缓冲作用。SNR可以通过侧壁减弱质子的缓冲作用来改善。一个实施方案可以提供制造具有改善的信噪比的化学检测装置的方法。该方法可以包括:在CMOS装置的顶部形成塑料层；在塑料层的顶部形成金属氧化物层；通过各向异性塑料蚀刻在位于CMOS装置的顶部上的塑料层上形成微孔；以及施加可与微孔的底部结合、但不会结合塑料侧壁的化学品。另一个实施方案可以提供制造具有改善的信噪比的化学检测装置的方法。该方法可以包括:在位于二氧化硅(SiO2)层顶部上的金属氧化物上形成微孔的开口。SiO2层可以位于CMOS装置的顶部。该方法可以进一步包括在位于微孔开口的边缘之下的SiO2层上形成环状底切；通过各向异性SiO2蚀刻，在位于CMOS装置的顶部上的SiO2层上形成微孔；施加一种与微孔的侧壁和底部结合的化学品；使位于微孔底部的化学品失活；以及施加另一种定位于微孔的底部并有利于离子的结合的化学品。另一个实施方案可以提供制造具有改善的信噪比的化学检测装置的方法。该方法可以包括:在位于二氧化硅(SiO2)层顶部上形成金属氧化物层。SiO2层可以位于CMOS装置的顶部。该方法可以进一步包括在位于CMOS装置的顶部上的SiO2层上形成微孔；施加与微孔的侧壁和底部结合的化学品；以及蚀刻掉微孔底部的化学品。另一个实施方案可以提供制造具有改善的信噪比的化学检测装置的方法。该方法可以包括:在位于CMOS装置的顶部上的二氧化硅(SiO2)层中形成微孔；施加可选择性地附着在微孔的底部的化学品；在微孔的顶部边缘和侧壁上形成金属氧化物层；以及施加可选择性地附着在微孔的顶部边缘和侧壁上的另一种化学品。图1为流动池100的 放大剖视图，其示出了具有试剂流108的流动室106的一部分，其中试剂流108移动穿过位于微孔的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.08.18 US 61/374,6761.一种制造化学检测装置的方法，其包括: 在CMOS装置上形成微孔，其中所述的微孔包括底表面和侧壁； 施加第一化学品，使其选择性地附着在所述的微孔的所述的底表面上； 在所述的微孔的所述的侧壁上形成金属氧化物层；以及 施加第二化学品，使其选择性地附着在所述的微孔的所述的侧壁上，其中所述的第二化学品对所述的第一化学品缺乏亲和性。2.权利要求1所述的方法，其中所述的微孔包括一个或多个顶部边缘，其还被所述的金属氧化物层覆盖，其中所述的金属氧化物层为单分子层。3.权利要求2所述的方法，其中所述的金属氧化物层被中性PEG磷酸酯或PEG膦酸酯所涂敷。4.权利要求2所述的方法，其中所述的金属氧化物层为氧化锆(ZrO2)基于溶剂的沉积。5.权利要求1所述的方法，其中所述的第二化学品包括硅烷基团。6.权利要求1所述的方法，其中所述的第一化学品包括:磷酸酯、膦酸酯、儿茶酚、硝基儿茶酚、硼酸酯、苯基硼酸酯、咪唑、硅烷醇。7.权利要求1所述的方法，其中所述的第一化学品包括pH感应基团。8.权利要求1所述的方法，其中所述的CMOS装置包括具有浮动栅末端的电荷敏感晶体管，并且所述的微孔的所述的底表面在所述的浮动栅末端的顶部包括钝化层。9.一种化学检测装置，其包括: 具有底表面和侧壁的微孔，所述的底表面被第一化学品覆盖，所述的侧壁被金属氧化物层以及位于该金属氧化物层顶部的第二化学品覆盖，其中所述的第二化学品对所述的第一化学品缺乏亲和性；以及 放置在所述的微孔的所述的底部之下的CMOS装置。10.权利要求9所述的化学检测装置，其中所述的CMOS装置包括具有浮动栅末端的电荷敏感晶体管。11.权利要求10所述的化学检测装置，其中所述的微孔的所述的底部在所述的浮动栅末端的顶部具有钝化层。12.权利要求11所述的化学检测装置，其中所...
【专利技术属性】
技术研发人员：W·辛兹，J·M·莫罗，S·李，J·M·布斯蒂洛，
申请(专利权)人：生命科技股份有限公司，
类型：
国别省市：
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