[发明专利]多路生物传感器及其制造方法

权利要求书

1.一种多路生物传感器，其特征在于，包括：衬底、电极系统、盖片板以及Ⅲ-Ⅴ族氮化物的晶体管阵列；

所述衬底，包裹所述晶体管阵列；

所述电极系统，设置在所述衬底上，连接所述晶体管阵列；

所述盖片板，设置在所述衬底上方，所述盖片板中设有供口部和沟道；

所述供口部设置在所述盖片板表面，与所述沟道连接，用于将待检测样品导入所述沟道内；

所述晶体管阵列包括若干晶体管；所述晶体管分布于所述衬底内，每个所述晶体管的源极和漏极均设置在所述晶体管的顶层均与所述电极系统连接；每个所述晶体管的栅极表面具有经功能化处理得到的功能化层，每个所述晶体管上的所述功能化层是不同的，不同的功能化处理能得到不同的所述功能化层，用于与不同的特定成分接触，对特定成分进行识别及浓度检测；所述源极和漏极之间裸露的栅极区域形成传感区域，所述传感区域与所述沟道重合；每个所述晶体管的所述功能化层与由所述供口部进入所述沟道内的待检测样品中的特定成分接触，对特定成分进行识别及浓度检测；

所述电极系统包括若干对彼此间隔的工作电极和对电极以及掩片；

所述工作电极，设在所述衬底表面，通过所述掩片连接所述源极；

所述对电极，设在所述衬底表面，通过所述掩片连接所述漏极；

所述功能化层为功能化探针或功能化选择膜，所述功能化探针包括DNA探针、RNA探针、离子探针、酶探针、蛋白质探针以及核苷酸探针的任意一种或多种；所述功能化选择膜包括DNA选择膜、RNA选择膜、离子选择膜、酶选择膜、蛋白质选择膜以及核苷酸选择膜的任意一种或多种；

所述晶体管包括Ⅲ-Ⅴ族氮化物层、二维电子气、源极、漏极、势垒层、钝化层以及栅极；

所述Ⅲ-Ⅴ族氮化物层，位于所述衬底上方；

所述势垒层，位于所述Ⅲ-Ⅴ族氮化物层上，其含有多元Ⅲ-Ⅴ族氮化物或ZnO或本征半导体；所述Ⅲ-Ⅴ族氮化物层和所述势垒层的极化效应，在所述Ⅲ-Ⅴ族氮化物层与所述势垒层的界面形成二维电子气；

所述源极和漏极，与所述二维电子气电连接，所述源极和漏极之间设有所述钝化层和栅极，其裸露的栅极区域形成传感区域；

所述栅极嵌入所述钝化层，并将钝化层分成两段，其表面还覆盖有功能化层；

所述晶体管还包括栅介质，所述栅介质位于所述栅极和所述势垒层之间；

所述Ⅲ-Ⅴ族氮化物层和/或势垒层中设有氟离子；

所述势垒层为AlGaN、InAlN、InGaN、InAlGaN以及AlN中的任意一种；

所述钝化层厚度范围为10nm~500nm。

2.如权利要求1所述的多路生物传感器，其特征在于，所述衬底包括硅、碳化硅、蓝宝石、氮化镓、金刚石、绝缘体上硅（SOI）以及氮化铝中任意一种。

3.如权利要求1所述的多路生物传感器，其特征在于，所述盖片板由有机高分子材料构建，所述盖片板中的所述沟道宽度范围为10nm~1000um。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的多路生物传感器的制造方法，其特征在于，包括：

提供具有源极、漏极、钝化层以及栅极的器件结构；

基于前述器件结构，在衬底内进行阵列处理，得到阵列结构；

基于前述阵列处理形成的阵列结构，对每个阵列中的所述器件结构进行功能化处理，在所述栅极表面形成不同功能化层，得到Ⅲ-Ⅴ族氮化物的晶体管阵列；

基于Ⅲ-Ⅴ族氮化物的晶体管阵列、有机高分子材料构建的盖片板以及电极系统，采用键合处理，得到沟道与源极和漏极之间的传感区域重合和电极系统与源极与漏极连接的键合结构；

基于所述键合结构，进行金属互通绝缘或封装处理，得到所述多路生物传感器。