[发明专利]一种无标识生物传感器及其制作方法

权利要求书

1.一种无标识生物传感器，包括放大芯片组件（1）和传感芯片组件（2），其特征在于：所述放大芯片组件（1）中设置有至少一个放大芯片（4），所述传感芯片组件（2）中设置有至少一个传感芯片（5），所述放大芯片（4）与传感芯片（5）通过桥接结构（3）连接；

所述放大芯片（4）包括有机半导体膜（6）、桥连介质（7）和第一微电极组，所述第一微电极组包括基底、源极、漏极，所述源极、漏极之间的载流子运行通道平行于基底平面设置；

所述传感芯片（5）包括用于提高待测生物样品操控效率及精度的第二微电极组；

所述第一微电极组中包括：放大芯片基底（41）、第一导线层（42）、第一绝缘层（43）、第一通孔（44）、第一微电极层（45），所述放大芯片基底（41）上侧设置有第一导线层（42），所述第一绝缘层（43）覆盖在第一导线层（42）和放大芯片基底（41）上侧，所述第一微电极层（45）覆盖在第一绝缘层（43）上侧；

所述第一导线层（42）包括互不相连的电极导线，所述第一导线层（42）包括压控电极导线（421）、源极导线（422）、漏极导线（423）；

所述第一微电极层（45）包括：压控电极（451）、源极（452）、漏极（453）、压控电极PAD电极（454）、源极PAD电极（455）、漏极PAD电极（456）；

所述压控电极（451）由穿过第一通孔（44）的压控电极导线（421）与压控电极PAD电极（454）相连；

所述源极（452）由穿过第一通孔（44）的源极导线（422）与源极PAD电极（455）相连；

所述漏极（453）由穿过第一通孔（44）的漏极导线（423）与漏极PAD电极（456）相连；

所述第一微电极层（45）的上侧设置有有机半导体膜（6），所述有机半导体膜（6）仅与源极（452）、漏极（453）进行连接；

所述桥连介质（7）覆盖在压控电极（451）和有机半导体膜（6）的上侧，所述压控电极（451）通过桥连介质（7）与有机半导体膜（6）连接，所述桥连介质（7）与有机半导体膜（6）的上表面保持接触，所述桥连介质（7）与压控电极（451）的上表面和/或侧表面保持接触，所述桥连介质（7）不与源极（452）、漏极（453）接触；

所述传感芯片（5）中包括：传感芯片基底（51）、第二导线层（52）、第二绝缘层（53）、第二通孔（54）、第二微电极层（55），所述传感芯片基底（51）上侧设置有第二导线层（52），所述第二绝缘层（53）覆盖在第二导线层（52）和传感芯片基底（51）上侧，所述第二微电极层（55）覆盖在第二绝缘层（53）上侧，所述第二绝缘层（53）上设置有第二通孔（54）；

所述第二微电极层（55）包括测量电极（551）、测量PAD电极（554）、供压电极（552）和供压PAD电极（555）；

所述第二导线层（52）包括互不相连的电极导线，所述第二导线层（52）包括：测量电极导线（521）和供压电极导线（522）；

所述测量电极（551）由穿过第二通孔（54）的测量电极导线（521）与测量PAD电极（554）相连；

所述供压电极（552）由穿过第二通孔（54）的供压电极导线（522）与供压PAD电极（555）相连。

2.根据权利要求1所述的一种无标识生物传感器，其特征在于：所述第二微电极层（55）还包括至少一对对流电极（553）和一对对流PAD电极（556），所述第二导线层（52）还包括对流电极导线（523）；

所述对流电极（553）由穿过第二通孔（54）的对流电极导线（523）与对流PAD电极（556）相连；

所述对流电极（553）均匀设置在测量电极（551）周围。

3.根据权利要求2所述的一种无标识生物传感器，其特征在于：所述放大芯片（4）中设置的压控电极PAD电极（454）通过桥接结构（3）与传感芯片（5）中设置的测量PAD电极（554）相连；

所述的桥连介质（7）是具有离子电导性的液体、固体，或凝胶。

4.一种无标识生物传感器的制作方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一：利用MEMS工艺，制备放大芯片（4），具体的工艺过程为：

选用绝缘材质的放大芯片基底（41），利用光刻与lift-off或光刻与腐蚀工艺在放大芯片基底（41）表面加工第一电极层（42），实现第一电极层（42）上的压控电极（451）、源极（452）、压控电极导线（423）、源极导线（424）图案化；

沉积第一绝缘层（43）并进行图案化，具体采用气相沉积法在基底上生长厚度为100-500nm的二氧化硅绝缘层，光刻显影，使用干法刻蚀或者湿法腐蚀第一绝缘层（43），从而漏出电极窗口；

沉积第一微电极层（45）并进行图案化，形成压控电极（451）、源极（452）、漏极（453）、压控电极PAD电极（454）、源极PAD电极（455）及漏极PAD电极（456），保证源极（452）与漏极（453）之间没有物理接触；

步骤二：在第一微电极组的源极（452）与漏极（453）之间制备有机半导体膜（6），并用桥连介质（7）覆盖有机半导体膜（6）与压控电极（451），形成放大芯片（4）；

步骤三：利用MEMS工艺，制备传感芯片（5），具体过程为：

选用绝缘材质的传感芯片基底（51），利用光刻与lift-off或光刻与腐蚀工艺在传感芯片基底（51）表面加工第二导线层（52），实现测量电极导线（521）、供压电极导线（522）、对流电极导线（523）的图案化；

沉积第二绝缘层（53）并进行图案化，具体采用气相沉积法在基底上生长厚度为100-500nm的二氧化硅绝缘层，使用光刻版进行曝光，通过干法刻蚀或者湿法腐蚀，使其漏出电极窗口；

沉积第二微电极层（55）并进行图案化，形成测量电极（551）、供压电极（552）、对流电极（553）、测量PAD电极（554）；

步骤四：通过桥接结构（3）连接放大芯片（4）的压控电极PAD电极（454）与传感芯片（5）的测量PAD电极（554）。