[发明专利]微流体感测元件及其制作方法

说明书

一种微流体感测元件，用以承载并感测液体的光电特性，包括：基材、图案化导电层、疏水层、光电二极管层、透明电极层以及控制电路。图案化导电层位于基材上，具有相互隔离，且依序相邻的第一电极、第二电极和三电极。疏水层覆盖第一电极和第二电极，用以承载液体。光电二极管层位于第三电极上，并与第三电极接触。透明电极层，位于光电二极管层上，并与光电二极管层接触。控制电路与第一电极和第二电极第三电极耦接，并在第一电极、第二电极和第三电极至少二者之间提供至少一个电压差，以驱动液体在疏水层和透明电极层上运动。

技术领域

本发明是有关于一种生物微机电系统及其制造方法，特别是一种微流体感测元件。

背景技术

生物信息技术利用应用数学、信息学、统计学和计算器科学等方法来收集、筛选、处理及利用各种生物学的数据。在进行生物信息的收集、筛选、处理及利用的过程中，生物样品的制备和分析需要耗费相当大的人力与时间。如何在成分复杂的检体中，以最少的准备步骤(simple)实现高选择性(high selectivity)、高敏感度(high sensitivity)及快速检测的检测方法，已是目前业界的一大挑战。

生物微机电系统(biomedical microelectromechanical systems，Bio-MEMS)是将微机电系统技术应用在生命科学领域，具有分析时间短、样品消耗少、自动化、快速平行分析与可抛弃式等优点。目前已被应用于生物信息的收集、筛选、处理及利用。典型的生物微机电系统，是一种结合微流体装置以及半导体尺度(scaled)的生物感测装置(Bio-sensor)的生物芯片，可以把复杂的微小流道与控制流道运作的阀件整合至数公分见方的芯片上，提供一套处理与分析的检验流程。

然而，受限于实体流道和阀件的尺寸设计，传统微流道装置的制作尚无法与形成生物感验装置的半导体工艺充分整合。而是必须另外藉由打线(wire bonding)或晶粒键合(die bonding)的方式将二者整合在一起。不仅工艺工序较为繁复，也不符合组件微小化的趋势。

因此，有需要提供一种先进的微流体感测元件及其制作方法，来解决习知技术所面临的问题。

发明内容

本说明书一实施例是揭示一种微流体感测元件(microfluid sensing device)，用以承载并感测液体的光电特性(optoelectronic properties)，包括：第一基材、图案化导电层、第一疏水层(hydrophobic layer)、光电二极管层(photodiode layer)、透明电极层以及控制电路。图案化导电层位于第一基材上，具有相互隔离，且依序相邻的第一电极、第二电极和三电极。第一疏水层覆盖第一电极和第二电极，用以承载液体。光电二极管层位于第三电极上，并与第三电极接触。透明电极层，位于光电二极管层上，并与光电二极管层接触。控制电路与第一电极、第二电极和第三电极耦接，并在第一电极、第二电极和第三电极至少二者之间提供至少一个电压差，以驱动液体在第一疏水层和透明电极层上运动。

本说明书的另一实施例是揭示一种微流体感测元件的制作方法，包括下述步骤：首先，提供一个第一基材，并于第一基材上形成一个图案化导电层，使图案化导电层具有相互隔离，且依序相邻的第一电极、第二电极以及第三电极。于第三电极上形成光电二极管层，使其与第三电极接触。再于光电二极管层上形成透明电极层，使其与光电二极管层接触。之后，形成一个第一疏水层，覆盖第一电极和第二电极。后续，提供一个控制电路，耦接第一电极、第二电极和第三电极。

根据本说明书的实施例，本发明是在揭示一种微流体感测元件及其制作方法。其藉由半导体工艺，将包括至少一个第一电极、一个第二电极、一个第三电极和一个疏水层的微流体单元以及包括至少一个光电二极管层和一个透明电极层的光电传感器整合在一个基材上，以制作出一个同时具有半导体尺度的微流体单元和光电感测单元的微流体感测元件。