[发明专利]光波导多微流道芯片的制造方法

说明书

本发明提供一种光波导多微流道芯片的制造方法，包括提供衬底，在所述衬底上形成厚度2‑3μm二氧化硅的下包层；在下包层上形成波导层，波导层是氮化硅材料；以波导层形成光波导组，光波导组包括光波导；在波导层上形成厚度为15～30μm高分子聚合材料的上包层；形成微流道，光波导用以将光沿水平方向导入微流道内；微流道由上而下贯穿上包层、波导层和下包层延伸进衬底；微流道延伸进衬底10～15μm，微流道宽度为10‑100μm。具有有益效果：形成光波导与多微流道一体化矩阵的结构，通过多微流体通道和大规模矩阵化的光波导来实现比传统光学系统更高通量的分析性能，快速构建高通量生物样品的芯片级的片上光学检测分析系统，实现微纳尺度下的生物检测的高通量芯片。

技术领域

本发明涉及一种光波导多微流道芯片的制造方法，尤其涉及一种光波导多微流道生物检测芯片的制造方法。

背景技术

在现代生化分析流程中，高通量检测设备已经被广泛使用。这些设备大多采用基于微流体技术或者微孔阵列的生物芯片，装载在高性能的光学系统中，实现对诸如核酸、蛋白、病毒、细菌、细胞等等不同尺寸的生物样品的分析。这些光学系统的设计通常都基于复杂的几何光学，其体积大、成本高、需要光学准直、维护成本较高。

在精准医疗时代，小型化、高性能、低成本和可移动的集成化分析系统受到很大关注。尤其是lab on chip的概念，经过几十年的发展，基于微流体技术对生物样品的操控方面取得了长足的进步，但真正的lab on chip 系统仍然缺少一种微纳尺度下的高通量生物样品的芯片级的片上光学检测和分析集成系统。

发明内容

为解决目前现代生化分析仪器体积庞大、成本高和满足精准医疗时代所需求的仪器小型化、可移动和集成化等一系列新的需求。

本发明提供一种光波导多微流道芯片的制造方法，包括：

步骤1000：提供衬底，在所述衬底上形成厚度2-3μm二氧化硅的下包层；

步骤2000：在所述下包层上形成波导层，所述波导层是氮化硅材料；

步骤3000：以所述波导层形成第一数量的光波导组，所述光波导组包括第二数量的光波导；

步骤4000：在所述波导层上形成厚度为15～30μm高分子聚合材料的上包层；

步骤5000：形成第一数量的微流道，所述光波导组与所述微流道一一对应组成第一数量的微流体，形成一个微流体组，所述光波导用以将光沿水平方向导入所述微流道内；所述微流道由上而下贯穿所述上包层、所述波导层和所述下包层延伸进所述衬底；

步骤6000：在所述上包层上形成流道盖板，所述流道盖板包括用以向所述微流道注入含待检测生物分子溶液的注液口；

所述微流道延伸进所述衬底10～15μm，所述微流道宽度为10- 100μm。

优选地，步骤3000中，所述波导层厚度为150-1000nm，在所述波导层上旋涂光刻胶形成光波导组掩膜，刻蚀所述波导层，形成所述第一数量的光波导组，所述光波导的宽度为300-600nm。

优选地，步骤3000中，在所述波导层上旋涂光刻胶形成分光结构掩膜，刻蚀所述波导层形成分光结构，所述分光结构用以从干路导光中引出第一数量的导光组，所述导光组与所述光波导组光连接。

优选地，步骤3000中，在所述波导层上旋涂光刻胶形成第一导光掩膜，刻蚀所述波导层形成第二数量的第一导光，以形成所述干路导光；在所述波导层上旋涂材料为聚合物的中间层，使用电子束曝光或者电子束直写在所述中间层上形成第二导光槽，在所述第二导光槽中沉积氮化硅材料并化学机械抛光以形成氮化硅的第一数量的所述导光组，所述导光组包括第二数量的第二导光，其中，部分所述第一导光与部分所述第二导光形成交叉跨层结构。