[發(fā)明專利]光波導(dǎo)多微流道芯片的制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010052674.1
• 申請(qǐng)日: 2020-01-17
• 公開（公告）號(hào): CN111229336B
• 公開（公告）日: 2021-11-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳昌;劉博;豆傳國(guó)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海新微技術(shù)研發(fā)中心有限公司
• 主分類號(hào): B01L3/00
• 分類號(hào): B01L3/00;G01N21/64
• 代理公司: 蘇州國(guó)卓知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32331
• 代理人: 黃少波

1.一種光波導(dǎo)多微流道芯片的制造方法，包括：

步驟1000：提供襯底，在所述襯底上形成厚度2-3μm二氧化硅的下包層；

步驟2000：在所述下包層上形成波導(dǎo)層，所述波導(dǎo)層是氮化硅材料；

步驟3000：以所述波導(dǎo)層形成第一數(shù)量的光波導(dǎo)組，所述光波導(dǎo)組包括第二數(shù)量的光波導(dǎo)；

步驟4000：在所述波導(dǎo)層上形成厚度為15～30μm高分子聚合材料的上包層；

步驟5000：形成第一數(shù)量的微流道，所述光波導(dǎo)組與所述微流道一一對(duì)應(yīng)組成第一數(shù)量的微流體，形成一個(gè)微流體組，所述光波導(dǎo)用以將光沿水平方向?qū)胨鑫⒘鞯纼?nèi)；所述微流道由上而下貫穿所述上包層、所述波導(dǎo)層和所述下包層延伸進(jìn)所述襯底；

步驟6000：在所述上包層上形成流道蓋板，所述流道蓋板包括用以向所述微流道注入含待檢測(cè)生物分子溶液的注液口；

所述微流道延伸進(jìn)所述襯底10～15μm，所述微流道寬度為10-100μm。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟3000中，所述波導(dǎo)層厚度為150-1000nm，在所述波導(dǎo)層上旋涂光刻膠形成光波導(dǎo)組掩膜，刻蝕所述波導(dǎo)層，形成所述第一數(shù)量的光波導(dǎo)組，所述光波導(dǎo)的寬度為300-600nm。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，步驟3000中，在所述波導(dǎo)層上旋涂光刻膠形成分光結(jié)構(gòu)掩膜，刻蝕所述波導(dǎo)層形成分光結(jié)構(gòu)，所述分光結(jié)構(gòu)用以從干路導(dǎo)光中引出第一數(shù)量的導(dǎo)光組，所述導(dǎo)光組與所述光波導(dǎo)組光連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，步驟3000中，在所述波導(dǎo)層上旋涂光刻膠形成第一導(dǎo)光掩膜，刻蝕所述波導(dǎo)層形成第二數(shù)量的第一導(dǎo)光，以形成所述干路導(dǎo)光；在所述波導(dǎo)層上旋涂材料為聚合物的中間層，使用電子束曝光或者電子束直寫在所述中間層上形成第二導(dǎo)光槽，在所述第二導(dǎo)光槽中沉積氮化硅材料并化學(xué)機(jī)械拋光以形成氮化硅的第一數(shù)量的所述導(dǎo)光組，所述導(dǎo)光組包括第二數(shù)量的第二導(dǎo)光，其中，部分所述第一導(dǎo)光與部分所述第二導(dǎo)光形成交叉跨層結(jié)構(gòu)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述交叉跨層結(jié)構(gòu)包括第一導(dǎo)光重疊區(qū)和第二導(dǎo)光重疊區(qū)；所述第一導(dǎo)光在交叉處斷開，并在斷開相對(duì)的兩端形成兩個(gè)銳角導(dǎo)光端面；所述第二導(dǎo)光在交叉處形成與所述銳角導(dǎo)光端面相匹配的銳角導(dǎo)光引面；所述第一導(dǎo)光重疊區(qū)包括所述銳角導(dǎo)光端面和與其相匹配的銳角導(dǎo)光引面，所述第二導(dǎo)光重疊區(qū)包括所述銳角導(dǎo)光端面和與其相匹配的銳角導(dǎo)光引面。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述導(dǎo)光組采用分光結(jié)構(gòu)從所述干路導(dǎo)光中垂直引出。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二數(shù)量為1，所述微流體對(duì)應(yīng)的整層或大部分所述波導(dǎo)層形成一個(gè)片狀的所述光波導(dǎo)；所述光波導(dǎo)厚度為150-1000nm。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟2000中，通過(guò)電感耦合等離子體化學(xué)氣相沉積法，沉積溫度為25-150℃，并通入包括硅氣源和氮?dú)庠吹姆磻?yīng)載氣，以形成所述波導(dǎo)層。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟2000中，在所述下包層上形成厚度為300-600nm的所述波導(dǎo)層；

步驟3000中，在所述波導(dǎo)層上旋涂光刻膠形成若干相互平行的光波導(dǎo)掩膜，刻蝕所述波導(dǎo)層，形成若干相互平行的所述光波導(dǎo)；再次旋涂光刻膠形成入射光柵掩膜，沉積形成若干入射光柵以與所述光波導(dǎo)形成若干相互平行的耦合光波導(dǎo)，所述耦合光波導(dǎo)的寬度為300-600nm。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟5000中，還包括以所述上包層形成掩板的過(guò)程：軟烘所述上包層，對(duì)所述上包層預(yù)定形成微流道的位置進(jìn)行局部曝光，再經(jīng)硬烘和顯影后，形成貫穿所述上包層、寬度為10-100μm的預(yù)備流道；

再以所述上包層為掩板，使用反應(yīng)離子刻蝕法刻蝕所述預(yù)備流道下方的所述波導(dǎo)層、所述下包層和部分所述襯底，以形成所述微流道。