[发明专利]用于超灵敏的核酸检测的电传感器

权利要求书

1.一种用于检测核酸分子的传感器，其包括：

电极结构，其包括第一电极、第二电极以及重叠区，其中，在所述重叠区内：所述第二电极的一部分与所述第一电极的一部分重叠，以使所述第二电极的顶面水平高于所述第一电极的顶面水平，并且在所述第一电极和所述第二电极之间设置有绝缘层，所述绝缘层与所述第一电极和所述第二电极接触；

第一核酸探针，其固定于所述第一电极的表面；和

第二核酸探针，其固定于所述第二电极的表面。

2.如权利要求1所述的传感器，其中，在所述重叠区内，所述第二电极和所述绝缘层的侧面相对于所述第二电极的顶面成约90°±30°的角度。

3.如权利要求1或2所述的传感器，其中，所述第一电极和所述第二电极由选自下述组的材料制成，所述组包括贵金属、掺杂硅、掺杂多晶硅、锗硅、钛(Ti)、钽(Ta)、钨(W)、铝(Al)、铬(Cr)、铜(Cu)、金属合金和导电聚合物。

4.如权利要求3所述的传感器，其中，所述贵金属为金。

5.如权利要求3所述的传感器，其中，所述金属合金选自于氮化钛(TiN)、氮化钽(TaN)和金属硅化物。

6.如权利要求3～5中任一项所述的传感器，其中，所述第一电极和所述第二电极由相同材料或不同材料制成。

7.如前述权利要求中任一项所述的传感器，其中，所述电极结构布置在基板上。

8.如权利要求7所述的传感器，其中，所述基板为金属氧化物层。

9.如权利要求8所述的传感器，其中，所述基板为二氧化硅层。

10.如前述权利要求中任一项所述的传感器，其中，所述绝缘层的表面粗糙度小于0.5nm。

11.如权利要求7～10中任一项所述的传感器，其中，所述基板的厚度介于约20nm±0.7nm～约200nm±0.7nm之间。

12.如权利要求7～11中任一项所述的传感器，其中，所述基板进一步布置在半导体层上。

13.如权利要求12所述的传感器，其中，所述半导体层的半导体为硅。

14.如前述权利要求中任一项所述的传感器，其中，所述绝缘层是由相对介电常数(κ)至少为10的材料制成。

15.如权利要求1～13中任一项所述的传感器，其中，所述绝缘层由SiO₂、Ta₂O₅、Al₂O₃、ZrO₂和HfO₂制成。

16.如前述权利要求中任一项所述的传感器，其中，所述第一电极和所述第二电极的宽度彼此无关地选定在约0.1μm～约100μm之间。

17.如前述权利要求中任一项所述的传感器，其中，所述第一电极和所述第二电极的厚度彼此无关地选定在约50nm～约500nm之间。

18.如前述权利要求中任一项所述的传感器，其中，当将SiO₂用作绝缘层时，则所述绝缘层的厚度介于约10nm～约20nm之间。

19.如前述权利要求中任一项所述的传感器，其中，当所述绝缘层为相对介电常数(κ)至少为10的材料时，则所述绝缘层的厚度介于约1nm～约5nm之间。

20.如前述权利要求中任一项所述的传感器，其中，在所述绝缘层和所述第一电极之间和/或所述绝缘层和所述第二电极之间设置有粘合层。

21.如权利要求20所述的传感器，其中，所述粘合层由金属制成。

22.如权利要求21所述的传感器，其中，所述粘合层的所述金属为Cr或Ti。

23.如权利要求20～22中任一项所述的传感器，其中，所述粘合层的厚度介于约2nm～约30nm之间。