[发明专利]共平面栅极氧化物薄膜晶体管生物传感器及制备方法

权利要求书

1.共平面栅极氧化物薄膜晶体管生物传感器，其特征在于，包括绝缘衬底、源电极、漏电极、栅电极、源漏电极绝缘保护层和半导体有源层；所述半导体有源层覆盖在绝缘衬底之上，所述源电极、漏电极和栅电极均在绝缘衬底上面且突出所述半导体有源层；所述源电极、漏电极和栅电极的材料相同，所述源电极、漏电极和栅电极三个电极共平面；所述半导体有源层为表面生物修饰的金属氧化物半导体有源层，所述表面生物修饰的金属氧化物半导体有源层通过对金属氧化物半导体有源层进行表面改性，然后继续修饰生物分子后获得；

所述共平面栅极氧化物薄膜晶体管生物传感器使用时，将待检测的目标靶分子接触所述表面生物修饰的金属氧化物半导体有源层，反应一段时间后，加入栅介质层；所述栅介质层为液态电解质，所述液态电解质覆盖半导体有源层和部分栅电极，栅电极露出液态电解质的部分供电路连接；所述源电极、漏电极与半导体有源层形成欧姆接触；所述源漏电极绝缘保护层隔绝源电极和漏电极与栅介质层接触。

2.根据权利要求1所述的共平面栅极氧化物薄膜晶体管生物传感器，其特征在于，所述绝缘衬底是覆盖了SiO₂绝缘层的Si衬底。

3.根据权利要求1所述的共平面栅极氧化物薄膜晶体管生物传感器，其特征在于，所述金属氧化物半导体有源层为IGZO、IZO、In₂O₃、ZnO中的一种。

4.根据权利要求1所述的共平面栅极氧化物薄膜晶体管生物传感器，其特征在于，所述表面生物修饰的金属氧化物半导体有源层通过硅烷偶联剂对金属氧化物半导体有源层进行表面改性。

5.根据权利要求1所述的共平面栅极氧化物薄膜晶体管生物传感器，其特征在于，所述源漏电极绝缘保护层为SU-8光刻胶。

6.根据权利要求1所述的共平面栅极氧化物薄膜晶体管生物传感器，其特征在于，所述源电极、漏电极和栅电极的材料均为Ti/Au。

7.根据权利要求1所述的共平面栅极氧化物薄膜晶体管生物传感器，其特征在于，金属氧化物半导体有源层表面修饰的生物分子为链霉亲和素，所述链霉亲和素作为受体分子用于定量检测目标靶分子生物素。

8.根据权利要求1所述的共平面栅极氧化物薄膜晶体管生物传感器，其特征在于，所述液态电解质为磷酸盐缓冲溶液。

9.权利要求1-8任一所述的共平面栅极氧化物薄膜晶体管生物传感器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1.绝缘衬底准备；

S2.制备金属氧化物半导体有源层；

S3.金属氧化物半导体有源层图形化；

S4.源、漏、栅电极制备与图形化；

S5.隔离源电极和漏电极，露出有源层、栅电极和源漏电极引线部分；

S6.金属氧化物半导体有源层表面生物修饰。

10.权利要求1-8任一所述的共平面栅极氧化物薄膜晶体管生物传感器的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1.将待检测的目标靶分子以液体形式滴在生物修饰后的金属氧化物半导体有源层表面，反应一段时间后用去离子水冲洗，然后用氮气吹干；

S2.滴加液态电解质在半导体有源层和栅电极表面作为栅电介质，所述液态电解质的滴加量为覆盖半导体有源层和部分栅电极，栅电极露出液态电解质的部分供电路连接；

S3.用半导体参数测试仪进行测试分析。