[发明专利]具有纳米腔的集成生物感测器及其制作方法

说明书

本发明公开一种具有纳米腔的集成生物感测器及其制作方法，该生物感测器包含有一基底，其上设有一光感测区。在基底上设有一第一介电层、一扩散阻挡层、一第二介电层。第二介电层中设有一沟槽凹陷结构，其内设有一滤光材料层，被一上盖层封盖住。上盖层上设有一第一钝化层以及一纳米腔结构层，其中于纳米腔结构层中，设有一纳米腔。在纳米腔的侧壁及底部设有一第二钝化层。

本申请是中国发明专利申请(申请号：201510472789.5，申请日：2015年08月05日，发明名称：具有纳米腔的集成生物感测器及其制作方法)的分案申请。

技术领域

本发明涉及生物检测技术领域，特别是涉及一种具有纳米腔(nanocavity)的集成生物感测器及其制作方法。

背景技术

近年来，由于生物科技的进步，不断地研发出各种生物检测方法，其中用来检验特定基因中去氧核醣核酸(DNA)序列的技术更是蓬勃发展。所谓基因就是一段特定序列的DNA，以去氧核醣与磷酸酯为主要骨干，并含有四种碱基：腺嘌呤(A)、鸟粪嘌呤(G)、胸腺嘧啶(T)与胞嘧啶(C)。在两条单股DNA之间，由于化学结构的相互吻合，可通过A与T，G与C之间形成特定的氢键而相互吸引，构成双股螺旋状的DNA构造。

已知，DNA定序可以通过基因工程的方法，将待定序的基因序列切成小片段，并接上转接序列(adaptor)，可选择加入微磁珠(micro-bead)并配合聚合酶链锁反应(polymerase chain reaction,PCR)，以快速增幅待测基因片段，而后结合微制作工艺、光学侦测与自动控制技术以不同定序原理的方法，迅速解读大量的DNA序列。

除了DNA定序，生物感应器还可被应用在各式生物检测中，诸如细菌、病毒的检测、基因突变、遗传筛检、防疫、环境检测、污染控制、食品安全等等，也可用于基因缺陷的快速检测，甚至能借着检测的数据提供许多目前尚属未知的解答，例如，核酸多型性差异与各种疾病、并发症间的关系，进而研发出诊断与预防的方法。

然而，目前该技术领域仍需要一种改良的生物感应器，其需具备快速、准确、灵敏度高等优点，并具有耐酸碱、抗腐蚀的结构，其制作工艺还要能够与CMOS影像感测器(CIS)工艺相容，用于将信号处理电路单片集成，而达到降低成本、降低功耗、提高集成度的目的。

发明内容

为达上述目的，本发明特别提出了一种具有纳米腔的集成生物感测器及其制作方法，以解决现有技术的不足与缺点。

本发明一实施例提供一种具有纳米腔的集成生物感测器，包含有一基底，其上设有多个隔离结构，区隔出多个像素区域；一光感测区，设于各该像素区域中；一第一介电层，设于该基底上；一扩散阻挡层，设于该第一介电层上；一第二介电层，设于该扩散阻挡层上；一沟槽凹陷结构，设于该第二介电层中；一衬层，顺形地设于该沟槽凹陷结构内壁上；一滤光材料层，设于该沟槽凹陷结构内的该衬层上；一上盖层，直接接触到该滤光材料层的上表面，并封盖住该滤光材料层；一第一钝化层，设于该上盖层上；一纳米腔结构层，设于该第一钝化层上，其中于该滤光材料层正上方的该纳米腔结构层中，设有一纳米腔；以及一第二钝化层，设于该纳米腔的侧壁及底部。该滤光材料层阻挡特定波长的光源并能过滤掉噪声光线，仅让特定波长的光线通过，而到达该光感测区。

本发明一实施例提供一种制作具有纳米腔的集成生物感测器的方法，包含有提供一基底，其上设有多个隔离结构，区隔出多个像素区域；在各该像素区域中形成一光感测区；在该基底上沉积一第一介电层；在该第一介电层上沉积一扩散阻挡层；在该扩散阻挡层上沉积一第二介电层；在该第二介电层中形成一沟槽凹陷结构；顺形地在该沟槽凹陷结构内壁上沉积一衬层；在该衬层上形成一滤光材料层，填满该沟槽凹陷结构；沉积一上盖层，使该上盖层直接接触到该滤光材料层的上表面，并封盖住该滤光材料层；在该上盖层上形成一第一钝化层；在该第一钝化层上沉积一纳米腔结构层；在该滤光材料层正上方的该纳米腔结构层中，形成一纳米腔；以及在该纳米腔的侧壁及底部形成一第二钝化层。