[发明专利]多路生物传感器及其制造方法

说明书

本发明公开了一种多路生物传感器及其制造方法，其中，多路生物传感器，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；衬底包裹晶体管阵列；电极系统连接晶体管阵列；盖片板设置在衬底上方，盖片板中设有供口部和沟道；供口部设置在盖片板表面与沟道连接；晶体管阵列包括若干晶体管，每个晶体管的栅极表面具有经功能化处理得到的功能化层，源极和漏极之间裸露的栅极区域形成传感区域，传感区域与沟道重合；每个晶体管的功能化层与由供口部进入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。本发明制作简单、检测灵敏度高、实现自动进行并行检测，不仅节省样品用量，而且提高检测效率，降低检测成本。

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种多路生物传感器及其制造方法。

背景技术

识别和检测特定的生物分子，如脱氧核糖核酸、蛋白质等，对于疾病诊断、基因测序、药物研发、环境检测等领域有着重要的意义。传统的检测方法包括荧光免疫测定、凝胶电泳、质谱分析等，但这些检测需要复杂的仪器和繁琐的操作步骤。因而，开发高灵敏度、特异性好、价格低廉、操作简单的生物分子传感器以及相应的制造方法，有着重要的科学意义和应用价值。基于晶体管的生物传感器，通过在表面功能化生物探针，吸附相应的生物标志物，并通过高精度电学测试(源漏电流，导通电阻，阈值电压等)感应电荷变化，从而检测特定的生物分子。这类传感器的一个主要优势就是生物分子的监测可以直接通过电导等电学参数的测量来表征，无需额外的荧光标记或者其他预处理步骤，因而操作简单，并且检测精度高。

现在，用作生物传感的晶体管一般有硅基、石墨烯、碳纳米管以及纳米线晶体管。但他们都存在一定的缺点，传统的硅基晶体管灵敏度不高，工作条件存在局限性；而石墨烯、碳纳米管以及纳米线等制作工艺复杂，无法与传统的工艺手段集成，等比例缩小较为困难，也只能做到对单一分子的检测。

综上所述，目前缺乏一种制作简单、检测灵敏度高、实现自动进行并行检测，不仅节省样品用量，而且提高检测效率，降低检测成本的多路生物传感器及其制造方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种多路生物传感器及其制造方法，制作简单、检测灵敏度高、实现自动进行并行检测，不仅节省样品用量，而且提高检测效率，降低检测成本。

本发明提供了一种多路生物传感器，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，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。

作为一种可实施方式，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和/或本征材料；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；