[發明專利]一種生化傳感器芯片及制備工藝方法

無效

• 申請號: 200710176923.2
• 申請日: 2007-11-07
• 公開（公告）號: CN101430304A
• 公開（公告）日: 2009-05-13
• 發明（設計）人: 夏善紅;汪祖民;韓涇鴻
• 申請（專利權）人: 中國科學院電子學研究所
• 主分類號: G01N27/414
• 分類號: G01N27/414;G01N27/327
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司
• 代理人: 梁愛榮

1、一種生化傳感器芯片，其特征在于，含有：

在離子敏場效應晶體管上具有第一延長柵，第一延長柵最上層生長有第一聚吡咯層；

在參比場效應晶體管上具有第二延長柵，第二延長柵最上層生長有第二聚吡咯層；

準參比電極結構具有第三鋁和第三鉑層，準參比電極位于離子敏場效應晶體管的第一延長柵和參比場效應晶體管的第二延長柵之間；

在差分結構離子敏場效應晶體管的第一延長柵和參比場效應晶體管的第二延長柵區上生長具有兩種敏感性質的聚吡咯層；

離子敏場效應晶體管的第一延長柵、準參比電極及參比場效應晶體管的第二延長柵分別與各壓焊塊相連。

2、根據權利要求1所述的生化傳感器芯片，其特征在于：所述離子敏場效應晶體管的第一延長柵結構為第一鋁層、第一鉑層和第一聚吡咯層，其中在第一鋁層上有第一鉑層，在第一鉑層上有第一聚吡咯層，離子敏場效應晶體管的第一延長柵具有對pH敏感的第一聚吡咯層。

3、根據權利要求1所述的生化傳感器芯片，其特征在于：所述參比場效應晶體管的第二延長柵結構為第二鋁層、第二鉑層和第二聚吡咯層，其中在第二鋁層上有第二鉑層，在第二鉑層上有第二聚吡咯層，參比場效應晶體管的第二延長柵具有對pH不敏感的第二聚吡咯層。

4、一種生化傳感器芯片的制備工藝方法，其特征在于，制備工藝如下步驟所述：

步驟1：通過電化學法聚合得到離子敏場效應晶體管的第一延長柵最上層生長第一聚吡咯層，且該第一聚吡咯層具有較高的pH響應特性，用作pH敏感層；

步驟2：通過電化學法聚合得到參比場效應晶體管第二延長柵最上層生長第二聚吡咯層，且該第二聚吡咯層具有較低的pH響應特性，用作pH鈍化層；

步驟3：準參比電極結構為第三鋁層和第三鉑層，其中第三鋁層由標準CMOS工藝在加工離子敏場效應晶體管芯片時沉積在襯底上，第三鉑層采用磁控濺射法沉積生長在第三鋁層上，作為離子敏場效應晶體管差分結構的準參比電極。

5、根據權利要求4所述的生化傳感器芯片的制備方法，其特征在于：所述離子敏場效應晶體管的第一延長柵的結構為第一鋁層、第一鉑層和第一聚吡咯層，第一鋁層由標準CMOS工藝在加工離子敏場效應晶體管芯片時沉積，第一鉑層采用磁控濺射法沉積生長。

6、根據權利要求4所述的生化傳感器芯片的制備方法，其特征在于：所述離子敏場效應晶體管的第一延長柵對pH敏感的第一聚吡咯層的制備步驟為：

步驟11：以水為溶劑，以H₂SO₄為電解質，以鈦鐵試劑為催化劑，配制成相同濃度0.1mol/L的單體吡咯、H₂SO₄及鈦鐵試劑溶液；

步驟12：在低電壓范圍內-0.05～0.75V，采用雙電極循環伏安法，以離子敏場效應晶體管的第一延長柵極連接電化學工作站的工作電極，以準參比電極連接電化學工作站的參比電極和對電極，在離子敏場效應晶體管的第一延長柵上生長第一聚吡咯層。

7、根據權利要求4所述的生化傳感器芯片的制備方法，其特征在于：所述參比場效應晶體管的第二延長柵結構為第二鋁層、第二鉑層和第二聚吡咯層，其中第二鋁層由標準CMOS工藝在加工場效應晶體管芯片時沉積，第二鉑層采用磁控濺射法沉積生長。

8、根據權利要求4所述的生化傳感器芯片的制備方法，其特征在于：所述參比場效應晶體管第二延長柵上對pH較低敏感的鈍化層第二聚吡咯層制備步驟為：

步驟21：以水為溶劑，以H₂SO₄為電解質，以鈦鐵試劑為催化劑，配制成相同濃度0.1mol/L的單體吡咯、H₂SO₄及鈦鐵試劑溶液；

步驟22：在高電壓范圍1.2～2V內，采用雙電極循環伏安法，以參比場效應晶體管的第二延長柵極連接電化學工作站的工作電極，以準參比電極連接電化學工作站的參比電極和對電極，在參比場效應晶體管的第二延長柵上生長第二聚吡咯層。

9、根據權利要求4所述的生化傳感器芯片的制備方法，其特征在于：所述在參比場效應晶體管的第二延長柵上生長的第二聚吡咯層置于3mol/L的NaOH溶液中30分鐘，然后用去離子水沖洗干凈。