[发明专利]一种自选择修饰的纳米线生物传感器及其制备方法

摘要

本发明公开了一种自选择修饰的纳米线生物传感器及其制备方法。本发明的纳米线生物传感器包括：半导体衬底、隔离层、有源层、层间介质、接触孔、金属互联、钝化层、修饰窗口、探针测试窗口和背面电极；本发明在纳米线沟道上形成修饰窗口，待测分子具有优异的自选择性，只会特异性地与纳米线沟道表面的‑OH基团成键，对于修饰窗口内其他无‑OH基团的疏水性表面则不会产生修饰；在纳米线沟道的表面，生物分子的修饰密度高，信号强度高，感知灵敏度高；并完全通过定义修饰窗口的位置来调控要修饰的区域；背面电极的引入可以实现对纳米线沟道的电势状态的调整，以实现最灵敏的感知；完全和与传统集成电路制造技术相兼容，工艺简单，成本代价小。

主权项

1.一种自选择修饰的纳米线生物传感器的制备方法，所述制备方法包括：1)在半导体衬底上淀积隔离层；其特征在于，所述制备方法还包括以下步骤：2)在隔离层上淀积有源层，并进行离子注入，激活退火；3)淀积掩膜层，光刻形成第一光刻胶图案，第一光刻胶图案为纳米线沟道的图形，刻蚀掩膜层暴露出有源层，形成掩膜层图案，掩膜层图案为纳米线沟道的图形，去胶；4)在有源层和形成了掩膜层图案的掩膜层上，光刻形成第二光刻胶图案，第二光刻胶图案为分别在掩膜层图案的两端的源区和漏区的图形；然后利用掩膜层图案和第二光刻胶图案，刻蚀有源层至隔离层的上表面，有源层形成源区和漏区的图形以及纳米线沟道，然后去胶；5)进行源区和漏区离子注入，形成欧姆接触，并激活退火，去除纳米线沟道上方的掩膜层，从而形成纳米线沟道连接的源区和漏区；6)淀积层间介质，覆盖隔离层以及形成了纳米线沟道、源区和漏区的有源层；在层间介质上，光刻形成第三光刻胶图案，第三光刻胶图案为接触孔的图形；然后利用第三光刻胶刻蚀层间介质至源区和漏区的上表面，在层间介质中形成接触孔，暴露出部分源区和漏区的上表面；7)在形成了接触孔的层间介质上淀积金属，覆盖层间介质以及接触孔暴露出的源区和漏区，在金属上，光刻形成第四光刻胶图案，第四光刻胶图案为一对金属互联的图形；然后利用第四光刻胶图案刻蚀金属至层间介质的上表面，从而形成一对金属互联，一对金属互联的一端为接触端，分别连接源区和漏区，金属互联的另一端为测试端；8)淀积钝化层，覆盖层间介质和一对金属互联；在钝化层上，光刻形成第五光刻胶图案，第五光刻胶图案为修饰窗口的图形；然后利用第五光刻胶图案刻蚀钝化层和层间介质，在钝化层和层间介质中形成修饰窗口，暴露出纳米线沟道，纳米线沟道在空气中被自然氧化形成氧化层，氧化层具有亲水性的羟基‑OH基团，使得纳米线沟道表面形成亲水性的羟基‑OH基团；9)在钝化层上，光刻形成第六光刻胶图案，第六光刻胶图案为探针测试窗口的图形；然后利用第六光刻胶图案刻蚀钝化层至金属互联的上表面，在钝化层中形成探针测试窗口，暴露出一对金属互联的测试端；10)正面涂胶保护，背面注入，在半导体衬底的背面淀积金属，形成背面电极，正面去胶；11)合金，使得金属互联的接触端与有源层的源区和漏区形成更好的欧姆接触，同时使得层间介质和钝化层更加致密。