[发明专利]一种动态实时测量细胞膜电位的装置

权利要求书

1.一种动态实时测量细胞膜电位的装置，包括：用于作为生物传感器的氮化镓（GaN）高电子迁移率晶体管（HEMT）器件、微流室、微注射泵和储液瓶，其特征在于，将所述微流室、微注射泵和储液瓶依次连接，构成一个封闭的循环系统；所述微流室作为液体流动和细胞注入之用，所述微流室内的液体通过所述微注射泵传输给所述储液瓶，所述作为生物传感器的HEMT器件与所述微流室耦合，用于检测所述微流室内细胞在动态条件下的实时细胞膜电位。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述的HEMT器件由底层到上层的累积层依次为蓝宝石衬底层、GaN缓冲层、AlN插入层、AlGaN势垒层、GaN帽层和Si₃N₄钝化层；其中所述GaN缓冲层厚度为1.6μm左右；所述的AlN插入层厚度为1.2nm；所述的AlGaN势垒层厚度为8～15nm左右；所述的GaN帽层厚度为1.5nm；所述的HEMT器件的势垒层铝组分在25%～40%之间；所述的HEMT器件的钝化层中间有一块长方形槽状的裸栅区域；所述的HEMT器件的裸栅区域无电极引出，尺寸在10μm～10mm范围内；所述的HEMT器件的上方的覆盖物的材质为高分子聚合材料，形状为与裸栅相同的槽状图形。

3.根据权利要求2所述的装置，其中所述的微流室安装在HEMT器件与高分子聚合材料形成的槽形空间内，微流室反应室尺寸设计与器件栅极图形保持一致。

4.根据权利要求3所述的装置，其中所述的微流室的制造材料选用聚二甲基硅氧烷（polydimethylsiloxane，PDMS），除此以外，还可采用聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA），聚酰亚胺（polyimide）等材料。；微流室包括其两侧的封接口，微流室与微注射泵连接。

5.一种用于如权利要求1所述的装置的HEMT器件，其制造方法包括步骤：

1）台面刻蚀，即采用ICP方法刻蚀异质结材料形成器件的台面隔离；

2）淀积源漏极欧姆金属，采用电子束蒸发的方法获得欧姆金属层，欧姆金属采用Ti/Al/Ni/Au四层结构，并在830℃下退火形成合金，获得良好的源漏极欧姆接触；

3）采用PECVD方法淀积Si₃N₄材料作为钝化层；

4）光刻并采用ICP方法刻蚀Si₃N₄，露出裸栅区域。

6.一种用于如权利要求1所述的装置的微流室，其制造方法包括步骤：

1）采用光刻的方法或反应离子刻蚀（RIE）的方法制造出微流室凸突的阳模，然后在阳模上浇铸PDMS，在约50℃温度下固化后使PDMS从阳模上剥离，即制得微流室部件；

2）微流室两端的小孔采用钻孔法得到；

3）微流室部件与HEMT芯片封接工艺采用热压法或粘合法。