[发明专利]一种场效应管生物传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种场效应管生物传感器的制备方法，该方法包括以下步骤：

S10、将经过等离子体增强过的SiO₂层通过化学气相沉积(chemicalvapor deposition–CVD)的办法沉积到硅晶圆上，然后溅射沉积Mo薄膜；

S20、在CVD系统中对Mo薄膜层进行硫化处理以形成VAMNs；

S30、采用电子束蒸发沉积和光刻工艺制备双层铬/金电极；

S40、利用原子层沉积技术(atomic layer deposition-ALD)在电极表面沉积Al₂O₃层，然后使用蚀刻溶液蚀刻图形，留下FET通道和金属接触区域的开口；

S50、在真空环境下退火，并将VAMNs上的光刻胶/溶剂残渣灰化；

S60、将硅橡胶试剂固化制成PDMS印章，对其冲压形成PDMS储罐，然后用氧等离子体对PDMS储罐进行处理，使其直接与FET基底键合，完成传感器制备；

所述CVD系统包括三区控温管式炉，并装配有石英管、氩气输送系统和真空泵；

所述步骤S20具体包括：

S21、将Mo薄膜装入石英管下游高温区，将硫粉前驱体放入上游低温区蒸发形成硫蒸汽；

S22、使用氩气对石英管进行冲洗，去除空气残渣，然后在恒定的300sccm氩气流量下使用真空泵使石英管内部保持200mTorr的真空压力；

S23、合成过程中，将下游温度在30分钟内提升至750℃；同时，在相同的时间内，提升蒸发硫磺粉的上游区域温度，并保持在270℃，使其远高于熔点温度；

S24、最后将炉子保温，完成硫化过程，并自然冷却至室温后取出样品。

2.如权利要求1所述的场效应管生物传感器的制备方法，该方法还包括以下步骤：

S71、将0.1mol/L的巯基十一烷酸(11-MUA)溶液加入PDMS储罐中孵育；

S72、培养完成后，将去离子水将PDMS储罐彻底冲洗干净，并利用低频率超声处理去除过量的11-MUA；

S73、在去离子水中制备1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)-碳化二亚胺(EDC)和N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)混合物，并注入油藏表面进行活化；

S74、用磷酸盐缓冲溶液冲洗设备表面三次，将与特定疾病相关的特异性蛋白溶液导入通道表面，孵育后固定探针分子；

S75、将磷酸盐缓冲溶液用吸管导入PDMS储罐中，通过三次吸管冲洗多余的特异性蛋白；

S76、取标准蛋白质溶液通入PDMS储罐中孵育，然后用磷酸盐缓冲溶液冲洗。

3.一种场效应管生物传感器，利用如权利要求1所述的场效应管生物传感器的制备方法制备得到，其特征在于，包括：

以垂直排列的二维二硫化钼基纳米膜(vertically-aligned MoS₂nanolayers-VAMNs)为主体的具有场效应管(field effect transistor-FET)结构的传感器基体、制备于所述传感器基体上用于将目标溶液封闭在场效应管通道区域的聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane-PDMS)储罐。

4.如权利要求3所述的场效应管生物传感器，其特征在于，还包括用于在测量时插入所述储罐内作为栅极调节栅极电压的参比电极。

5.如权利要求4所述的场效应管生物传感器，其特征在于，所述参比电极为Ag/AgCl参比电极。