CN104697969A - 传感器及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种制造传感器的方法，包含下列步骤：(a)提供多孔隙垂直式结构，其具有多孔隙表面；以及(b)填充胶体于多孔隙表面，以包覆该多孔隙垂直式结构。
Description
技术领域
本发明关于一种传感器，尤指一种可在液体环境中操作的分子传感器。
背景技术
现今已有许多关于场效应晶体管结构传感器之研究，根据其建构结构主要可分类成水平信道式及垂直信道式，且为提升传感器之灵敏度，亦已有对信道区域做一多孔性结构之研究。
目前已有关于采用水平通道式场效应晶体管(FET)之结构作为传感器之研究，在闸极上涂布反应分子，将待测生化分子与之反应，及改变汲极电流大小作为感测方式之研究。此方法须事先在闸极上涂布分子，制作复杂，且为不具有多孔性之水平信道结构，感测方式与本发明案之工作原理并不相同；另有采用水平通道式的场效应晶体管(FET)结构之研究，其中特别提及利用多孔性结构之信道区域提升组件灵敏度，其感测层为信道区域材料之一部分，然而其操作方式为将组件控制在空乏模式，利用待测分子与感测层之键结反应产生的正电荷或负电荷，改变通道的反转(inversion)强度，进而影响电导(conductance)强度并进行量测。还有采用场效应晶体管(FET)的三端组件结构，其信道为水平信道，须利用黄光微影制程定义通道长度之研究，其制程成本较高。感测层使用化学标定后的奈米碳管(SWCNTs)滴入电极之间，将待测液体注入由PDMS膜所包覆的区域，量测组件之阻抗变化，其中为了标定奈米碳管，须先使用氧化制程将奈米碳管官能基化，再将化学物质标定于其上，其制程繁复且制程时间长。另有使用奈米缆场效应晶体管(nanocable FETs)之结构，利用奈米缆的外层作为生化分子键结吸附之处，改变ZnS内核之载子浓度之研究， 其制程非常复杂，须使用黄光微影等相对昂贵之制程。
因此，可知习知技术大多制程复杂、须利用黄光微影与高温制程，且制程成本昂贵，并不能有效的控制多孔结构之形成。
爰是之故，申请人有鉴于习知技术之缺失，乃经悉心试验与研究，并一本锲而不舍的精神，终发明出本案「传感器及其制造方法」，用以改善上述缺失。
发明内容
本案之一面向提供一种传感器，包含：一多孔隙垂直式结构，具有一第一电极、一第二电极、一夹层及一接触表面，俾在该第一电极、该第二电极及该夹层之间形成一电流；一第一绝缘层，设置于该接触表面上；以及一胶体，包覆具有该第一绝缘层之该多孔隙垂直式结构，并包含多个探针，俾于该探针与一待测物接触时，经由侦测该电流有无改变来感测该待测物。
本案之另一面向提供一种传感器，包含：一多孔隙垂直式结构，具有一第一电极、一第一夹层、一第二电极及一接触表面，俾在该第一电极、该第二电极及该第一夹层之间形成一电流；一第一绝缘层，设置于该接触表面上；以及一探针，设置于该第一绝缘层上，俾于该探针与一待测物接触时，经由侦测该电流有无改变来感测该待测物。
本案之再一面向提供一种传感器，包含：多个垂直晶体管柱，包含一第一电极、一夹层、一第二电极及一接触表面，并彼此并联以形成一多孔隙垂直式结构；一胶体，包覆该多孔隙垂直式结构，并包含多个探针，俾于该探针与一待测物接触时，经由侦测该电流有无改变来感测该待测物。
本案之又一面向提供一种制造一传感器的方法，包含下列步骤：(a)提供一多孔隙垂直式结构，其具一多孔隙表面；以及(b)填充一胶体于该多孔隙表面，以包覆该多孔隙垂直式结构。
附图说明
图1为本案第一实施例之传感器制程示意图。
图2为本案第二实施例之传感器制程示意图。
图3为本案第三实施例之传感器制程示意图。
图4为本案之传感器检测示意图。
图5为本案第四实施例之传感器制程示意图。
图6为本案之传感器检测示意图。
具体实施方式
本发明将可由以下的实施例说明而得到充分了解，使得熟习本技艺之人士可以据以完成之，然本案之实施并非可由下列实施案例而被限制其实施型态。
本发明系建立一个可操作于液体环境中之传感器，能达到在生物化学研究、医学研究、医学院所、环境安全侦测控制、消费性电子产品、及家用医疗产品上感测研究之需求，其中该传感器可感测含有不同生化分子待测物之溶液中的溶质浓度与存在，可作为生物科学研究、医学研究与环境监控等用途之传感器。
本发明利用具有多孔隙垂直式结构的载子信道进行感测，同时利用原子层沉积法成长一绝缘层作为液体与电子信道之隔绝层，以去除液体中游离离子对电子信道信号的影响，其中垂直通道侧壁可视为「闸极」，该侧壁上的可官能化分子基团（本文亦称作探针）用来捕捉需观察的对象（例如DNA，蛋白质分子或钙，锌等人体重要信息传递离子），藉由该探针与该观察对象结合时造成的电荷变化，来影响垂直奈米通道侧壁的电位，并进而影响垂直通道中的电流，产生电位变化的信号读取。该传感器的运作原理如图4及图6所示。
如图4所示，可知该传感器为多孔隙垂直式结构，其包含一基板40、一第一电极41、一夹层42、一第二电极43、一第一绝缘层44及多个探针45a、45b、45c，其中该多个探针45a、45b、45c系为官能化之分子基团，将该传感器浸入含有多个待测物46a、46b、46c之一 溶液47中，当该多个待测物46a、46b、46c与在多孔隙垂直式结构上的该多个探针45a、45b、45c键结时，将产生的电荷转移以致电位变化影响载子在该夹层42通道中的传输，藉此电特性的变化量测该待测物46a、46b、46c浓度或种类，其中因该多个探针45a、45b、45c种类决定于该多个待测物46a、46b、46c种类，而能量源种类又决定于该多个探针45a、45b、45c种类，所以所感测该多个待测物46a、46b、46c种类已于配置传感器组件时决定了。
在一较佳实施例中，该夹层42选自于一有机层、无机层、一绝缘层、一光侦测层及一光阻挡层之其中之一或其任意组合。
在一较佳实施例中，该夹层42配置于该第一电极41与该第二电极42之间。
在另一较佳实施例中，该第一电极41与第二电极43具有一第二绝缘层，而该夹层42配置于该第一绝缘层44与该第二电极43之间。
在另一较佳实施例中，该传感器更包含一能量源，系用以产生一具一特定波长的能量，以激发该多个探针45a、45b、45c。其中该能量源可直接配置于该传感器上或不直接连接而邻近于该传感器（图中未示）。
在另一较佳实施例中，该能量源（图中未示）选自光及电中的一形式，其中该能量源的选用决定于该探针45a、45b、45c，其中该多个探针45a、45b、45c至少包含一化学基团，其中该化学基团选自-OH、-CHO、-SO3H、-CN、-NH2、-SH、-COSH、-COOR及卤化物中的一个或其任意组合，藉由选用不同种类的探针需要不同的能量源以激发该多个探针45a、45b、45c，因此，该能量源的选用包含一UV-Vis光、一雷射光、一氙灯、一中空阴极灯、一无电极式放电灯等方式且可透过光纤、波导等方式传递。
如图6所示，可知该传感器亦为一多孔隙垂直式结构，其包含一基板60、一第一电极61、一夹层62、一第二电极63、一第一绝缘层64、一第二光阻挡层65、多个探针67a、67b、67c、及一胶体68。
在一较佳实施例中，该夹层62更包含一第一光阻挡层621及一 光侦测层622。
在另一较佳实施例中，该夹层62选自于一有机层、无机层、一绝缘层、一光侦测层及一光阻挡层之其中之一或其任意组合。
在另一较佳实施例中，该传感器更包含一能量源70，系用以产生一具一特定波长的能量，以激发该多个探针67a、67b、67c。其中该能量源70可直接配置于该传感器上或不直接连接而邻近于该传感器。
如图6所示，将该传感器浸入含有多个待测物66a、66b、66c的溶液69中，当该多个待测物66a、66b、66c扩散进该含有该多个探针67a、67b、67c的胶体68后，与被该能量源70所激发后的该多个探针67a、67b、67c（该多个探针67a、67b、67c系具有一特定波长的荧光）键结后，该光侦测层622将接收键结后所产生的荧光讯号的变化，进而藉由所产生的电流变化来感测该待测物的浓度或种类。
在一较佳实施例中，该能量源70选自光及电其中的一形式，其中该能量源70的选用决定于该多个探针67a、67b、67c，其中该多个探针67a、67b、67c至少包含一化学基团，其中该化学基团系选自-OH、-CHO、-SO3H、-CN、-NH2、-SH、-COSH、-COOR及卤化物其中之一或其任意组合，藉由选用不同种类的探针需要不同的能量源70以激发该多个探针67a、67b、67c，因此该能量源70的选用包含一UV-Vis光、一雷射光、一氙灯、一中空阴极灯、一无电极式放电灯以及可透过光纤或波导传递的光源；举例来说，若该传感器上所选用的该多个探针67a、67b、67c可以吸收蓝光后发出红色荧光，则需使用蓝光（该特定波长可为400～510nm）作为该能量源70。
在一较佳实施例中，该待测溶液69中的该多个待测物66a、66b、66c可与该多个探针67a、67b、67c键结，该多个待测物66a、66b、66c包含核酸、抗体、抗原、醣类、蛋白质、氨基酸及酵素其中的一个或其任意组合。
如图6所示，该传感器所具备的该第一及第二光阻挡层621及65为减低背景噪声及使讯号清晰化的用途，其具有相同功能，即可吸收多余的波长，使所接收到的波长集中在该多个探针67a、67b、67c的 激发波长范围，其该等光阻挡层621、65的配置位置决定于能量源70的照射方向，其中该第一光阻挡层621为隔绝来源自于下方的能量源70，而该第二光阻挡层65为隔绝来源自于上方的能量源70。虽该第一及第二光阻挡层621及65的目的皆在于过滤掉该多个探针67a、67b、67c被激发后所发出的一特定波段荧光讯号(photoluminescence)外的其他荧光讯号，但两者的材料组成仍还需决定于一制程中所容许的材料，举例来说，本发明中所应用的该第二光阻挡层65必须直接接触该胶体68，因此该第二光阻挡层65的材料必须能在该胶体68包覆下仍具有稳定性，而第一光阻挡层621则因有该绝缘层64的包覆而无此问题，故该第一及第二光阻挡层621及65的材料可为相同或不同。此外，由于本案组件结构为一多孔隙垂直式结构，异于普遍存在的水平式结构，因此具有低操作电压，高灵敏度，高再现性，反应速度快的优点，而胶体的配置则具有可将探测分子包裹使其不外漏到待测环境中的优点，同时所应用的胶体为待测液体可穿透的材质，例如生理环境中所使用之透水胶。
在一较佳实施例中，该光侦测层622一般由「电子传输层」与「电洞传输层」所组成，其中很常见的光侦测层系以聚(3-己基噻吩)(poly(3-hexylthiophene),P3HT)与碳60衍生物([6,6]-phenyl-C61butyric acid methyl ester,PCBM)混合而成。
在一较佳实施例中，该胶体68的组成方法，以2-羟基乙基丙烯酸甲酯(2-hydroxyethyl methacrylate,HEMA)或聚（2-羟基乙基丙烯酸甲酯）（poly HEMA）混成的一交联剂，掺入一热固化剂后，加热产生交联作用固化后而得之，其中该交联剂为二甲基丙烯酸乙二醇酯(Ethylene glycol dimethacrylate,EGDMA)，该热固化剂为偶氮二异丁腈(Azobisisobutyronitrile,AIBN)，其中该胶体68可轻易的被水或水溶液或生理液体所渗透，其材料更包含硅水胶(silicon hydrogel)等隐形眼镜使用之材质，探针可以在制作水胶过程中混入或是在制作多孔隙水胶结构完成后吸附于表面。
在一较佳实施例中，该光阻挡层621、65之材料包含具有适当吸 收光谱的有机材料或彩色光阻等材质。
请参阅图1，其为本案第一实施例的传感器制程示意图。其利用旋转涂布法或刮刀成膜法将一夹层12涂布于具有图样化之一第一电极11的一基板10上，再以浸泡的方式将多个个直径为200奈米之聚苯乙烯(PS)球13a、13b、13c，均匀涂布于该夹层12上，形成一第一孔隙结构A，并将前述之样品置放于一高真空腔体（图中未示）内，利用热蒸镀法形成一第二电极14于该第一孔隙结构A间，接着，再以胶带（图中未示）将该等PS球13a、13b、13c从该夹层12上移除，以形成具第二孔隙结构B（亦指形成一网栅状结构）之该第二电极14，并对该具第二孔隙结构B进行一蚀刻作用15，以将未覆盖上该第二电极14之该夹层12全部去除，形成一多孔隙垂直式结构C，再来，利用一沉积法成长一绝缘层16于多孔隙垂直式结构C之一表面，以阻隔待测溶液直接碰触到该夹层11。最后，将具有至少一化学基团之多个探针探针17a、17b、17c形成于该绝缘层16上，即完成第一种型态的具有多孔隙垂直式结构的传感器。
在一较佳实施例中，该夹层12选自于一有机层、无机层、一绝缘层、一光侦测层及一光阻挡层的其中一个或其任意组合。
在一较佳实施例中，其中该蚀刻作用系包含一电浆。
在一较佳实施例中，该绝缘层16选自氧化铝(Al2O3)及有机绝缘材料其中之一。
在一较佳实施例中，该沉积法15为原子层沉积法或液态沾附(dipcoating)沉积法。
在一较佳实施例中，该探针17至少包含一化学基团，其中该化学基团选自-OH、-CHO、-SO3H、-CN、-NH2、-SH、-COSH、-COOR及卤化物其中之一或其任意组合。
请参阅图2，其为本案第二实施例的传感器制程示意图。首先，利用旋转涂布法或刮刀成膜法将第一夹层22涂布于具有图样化的第一电极21的基板20上，再以浸泡的方式将多个直径为200奈米的PS球23a、23b、23c，均匀涂布于该第一夹层22上，形成第一孔隙结构 A，并将前述样品放置于高真空腔体(图中未示)内，利用热蒸镀法形成第二电极14于该第一孔隙结构A间，接着，以胶带(图中未示)将该等PS球23a、23b、23c从该第一夹层22上移除，以形成具第二孔隙结构B（亦指形成一网栅状结构）之该第二电极24，并对该具第二孔隙结构B进行蚀刻作用15，以将未覆盖上该第二电极24的该第一夹层22全部去除，形成多孔隙垂直式结构C，再以浸泡涂布或溶液-凝胶(sol-gel)方式覆盖第二夹层26于在该多孔隙垂直式结构C之该表面上，再来，利用沉积法将绝缘层27沉积于该第二夹层26之一表面上，以阻隔溶液直接碰触到该主动传输层26。最后，将至少包含一化学基团之多个探针28a、28b、28c形成于该绝缘层27上，即完成第二种型态之具有多孔垂直式结构的传感器。
在一较佳实施例中，该第一夹层22为有机绝缘层。
在另一较佳实施例中，该第一夹层22选自于一有机层、无机层、一绝缘层、一光侦测层及一光阻挡层其中之一或其任意组合。
在一较佳实施例中，该第二夹层26可为一主动传输层，该层材料可为有机及无机材料其中之一或其任意组合，此配置以该第二夹层导通两电极产生一电流，由于该第二夹层厚度薄且所配置位置较接近待测液体且具有较大的可感测接触面积，此提升电流感测的灵敏度。
在一较佳实施例中，该沉积法为原子层沉积法。
请参阅图3，其为本案第三实施例的传感器制程示意图。首先，以紫外(UV)光32照射具有图样化的第一电极31的一基板30，以旋转涂布的方式均匀涂布多个直径约为195nm的PS球33a、33b、33c于该第一电极31上，形成第一孔隙结构A，再将一夹层34旋转涂布于该第一孔隙结构A上，其中该等PS球33a、33b、33c将被包覆于该夹层34中，再利用高温炉管（图中未示）以一高温将该等PS球33a、33b、33c烧结，形成第二孔隙结构B，再来，以热蒸镀法蒸镀第二电极35于具有该第二孔隙结构B之该夹层34上，形成多孔隙垂直式结构C。再利用沉积法将一绝缘层36沉积于该多孔隙垂直式结构C之多个孔隙表面上，最后，将至少包含一化学基团的多个探针37a、37b、 37c形成于该绝缘层36上，即完成第三种型态的多孔结构液体环境分子传感器。
在一较佳实施例中，该夹层34之材料为氧化铟镓锌(Indium Gallium Zinc Oxide，IGZO)。
在另一较佳实施例中，该夹层34之材料选自于有机材料、无机材料、氧化物半导体材料其中之一或其任意组合。
在一较佳实施例中，该绝缘层36之材料为氧化铝(Al2O3)或二氧化铪(HfO2)等由原子层沉积法形成的绝缘层材料。
在另一较佳实施例中，该绝缘层36之材料可为有机绝缘材料。
在另一较佳实施例中，该第二电极35具有多孔隙结构，以利待测物可以穿过此多孔隙结构进入到第一和第二电极间的感测层中，以形成具有多孔隙垂直式结构的传感器（即为本发明第四实施例，图中未示）。
请参阅图5，其为本案第五实施例之传感器制程示意图。首先，利用旋转涂布法或刮刀成膜法将夹层52涂布于具有图样化之第一电极51的基板50上，其中该夹层包含第一光阻挡层521及光侦测层522，接着以浸泡的方式将直径为200nm的PS球53a、53b、53c均匀涂布于光侦测层522之上，形成第一孔隙结构A，再将样品配置于高真空腔体(图中未示)内，利用热蒸镀法形成一第二电极54于该第一孔隙结构A间，接着，将该等PS球53a、53b、53c以胶带(图中未示)从该夹层52上移除，以形成具第二孔隙结构B（亦指形成一网栅状结构）的该第二电极54，并对该具第二孔隙结构B进行一蚀刻作用55，以将未覆盖上该第二电极54的该夹层52全部去除，形成多孔隙垂直式结构C，再利用一沉积法将一绝缘层56沉积于该多孔隙垂直式结构C之一表面上，以阻隔溶液直接碰触到该感测层，最后利用浸泡涂布法或旋转涂布法沉积第二光阻挡层57于最外层，即完成多孔隙垂直结构液体环境分子传感器的制作。
根据本案的第六实施例，可知传感器运作原理如图6所示，将一胶体68包覆于该传感器上，而多个探针67a、67b、67c系均匀分布于 该胶体68中，当该等探针67a、67b、67c吸收合适波段的能量源（亦为一激发光）时，即该等探针会释放出光激发荧光，当该光侦测层622接收到的激发荧光，则产生光电流变化。在进行感测时，即将覆盖胶体68的该传感器置放于含有多个待测物66a、66b、66c的待测液69，其中该待测液69可为水溶液或培养液，当待测物66a、66b、66c扩散进该待测液69时会与探针67a、67b、67c反应键结，影响探针67a、67b、67c的光激发荧光的释放，进而导致该光侦测层622的光电流变化，即利用此电流变化来感测待测物的浓度或种类。
根据本案的第六实施例，将第一至五种实施例的多孔隙垂直式结构C与该胶体68结合，可形成第七到十一种型态的具有多孔隙垂直式结构的传感器。
实施例：
1.一种传感器，包含：
多孔隙垂直式结构，具有第一电极、第二电极、夹层及接触表面，从而在该第一电极、该第二电极及该夹层之间形成电流；
第一绝缘层，设置于该接触表面上；以及
胶体，包覆具有该绝缘层之该多孔隙垂直式结构，并包含多个探针，从而于该探针与待测物接触时，经由侦测该电流有无改变来感测该待测物。
2.如实施例1所述的传感器，其中：
该传感器还包含能量源，用以提供能量激发该探针，使该探针具有特定激发波长；
该夹层配置于第一电极与该第二电极之间或该第一绝缘层与该第二电极之间；
该夹层选自于有机层、第二绝缘层、光侦测层及光阻挡层其中之一或其任意组合；
该光阻挡层设置于该多孔垂直式结构之层间，用以使所接收的光讯号波长集中于该特定激发波长之范围，以减低背景噪声；以及
该传感器还包含光侦测层，用以接收该探针与该待测物接触时 所产生之一电流。
3.一种传感器，包含：
多孔隙垂直式结构，具有第一电极、第一夹层、第二电极及接触表面，从而在该第一电极、该第二电极及该第一夹层之间形成电流；
第一绝缘层，设置于该接触表面上；以及
探针，设置于该第一绝缘层上，从而于该探针与待测物接触时，经由侦测该电流有无改变来感测该待测物。
4.如实施例3所述的传感器，其中：
该第一夹层配置于该第一电极与该第二电极其间或该第一绝缘层与该第二电极其间；以及
该第一夹层选自于有机层、无机层、绝缘层、光侦测层及光阻挡层其中之一或其任意组合。
5.如实施例3-4所述的传感器，其中：
该第一夹层为一第二绝缘层，该第二绝缘层系配置于该第一电极与该第二电极之间；
该多孔垂直式结构更包含第二夹层，该第二夹层为主动传输层，该主动传输层配置于该第一绝缘层与该第一电极、该第二绝缘层与该第二电极之间，并具有该等电极间所产生的该电流；以及
该第一绝缘层与该第二绝缘层之材料分别选自于有机材料及氧化铝（Al2O3）其中之一。
6.如实施例3-5所述的传感器，其中：
该第一夹层为无机层，该无机层系配置于该第一电极与该第二电极之间，并具有多个孔洞，其中各该孔洞具有内表面；
该第一绝缘层系涂布于各该内表面上，且该探针键结于该第一绝缘层上；以及
该无机层材料为氧化铟镓锌(IGZO)。
7.如实施例3-6所述的传感器，其中:
该探针包含至少化学基团，其中该化学基团选自-OH、-CHO、-SO3H、-CN、-NH2、-SH、-COSH、-COOR及卤化物其中之一或其 任意组合；以及
待测溶液中的待测物可与该探针键结，该待测物包含核酸、抗体、抗原、醣类、蛋白质、氨基酸及酵素其中之一或其任意组合。
8.一种传感器，包含：
多个垂直晶体管柱，包含第一电极、夹层、第二电极及接触表面，并彼此并联以形成多孔隙垂直式结构；
胶体，包覆该多孔隙垂直式结构，并包含多个探针，从而于该探针与待测物接触时，经由侦测该电流有无改变来感测该待测物。
9.如实施例8所述的传感器，其中：
该传感器还包含第一绝缘层，覆盖于该多孔隙垂直式结构上，以形成多孔隙表面；
该传感器还包含能量源，用以提供能量激发该探针，使该探针具有特定激发波长；
该夹层配置于第一电极与该第二电极之间或该第一绝缘层与该第二电极之间；
该夹层选自于有机层、绝缘层、光侦测层及光阻挡层其中之一或其任意组合；
该光阻挡层设置于该多孔垂直式结构之层间，从而使所接收之一光讯号波长集中于该特定激发波长之范围，以减低背景噪声；
该传感器还包含光侦测层，用以接收该探针与该待测物接触时所产生的电流；以及
该等垂直晶体管柱的尺寸为奈米等级。
10.如实施例8-9所述的传感器，其中：
该夹层为一第二绝缘层，该第二绝缘层配置于该第一电极与该第二电极之间；
一光侦测层配置于该第一绝缘层与该第一电极、该第二绝缘层与该第二电极之间，并接收该电流以感测该待测物；以及
该第一绝缘层与该第二绝缘层之材料分别选自于有机材料及氧化铝（Al2O3）其中之一。
11.一种制造传感器的方法，包含下列步骤：
(a)提供多孔隙垂直式结构，其具有多孔隙表面；以及
(b)填充胶体于该多孔隙表面，以包覆该多孔隙垂直式结构。
12.如实施例11所述的方法，其中：
该方法还包含下列步骤:
提供具有上表面和耦合于该上表面的多孔隙表面；以及
沉积一绝缘层于该上表面和该多孔隙表面之上；以及
该胶体包含多个探针。
13.如实施例11-12所述的方法，其中:
步骤(a)还包含下列步骤：
形成一夹层于具有第一电极层的基板上；
配置多个聚苯乙烯（PS）球于该夹层上，以形成第一孔隙结构；
形成第二电极于该第一孔隙结构间；
移除该等PS球以形成第二孔隙结构；
蚀刻该第二孔隙结构，以形成多孔隙垂直式结构；以及
沉积绝缘层于该多孔隙垂直式结构的表面；
该夹层包含第一光阻挡层及光侦测层;
该第一光阻挡层配置于该第一电极上;以及
该光侦测层配置于该第一光阻挡层上。
14.如实施例11-13所述的方法，其中:
步骤(a)还包含下列步骤：
提供第一夹层于两电极间，以形成多孔隙垂直式结构；
涂覆第二夹层于该多孔隙垂直式结构之第一表面上；以及
沉积第一绝缘层于该第二夹层上；以及
该第一夹层为第二绝缘层。
【符号说明】
10、20、30、40、50、60：基板
11、14、21、24、31、35、41、43、51、54、61、63：电极
13a、13b、13c、23a、23b、23c、33a、33b、33c、53a、53b、53c：聚苯乙烯球
12、22、26、34、42、52、62：夹层
32：紫外光
521、57、621、65：光阻挡层
522、622：光侦测层
15、25、55：蚀刻作用
16、27、36、44、56、64：绝缘层
17a、17b、17c、28a、28b、28c、37a、37b、37c、45a、45b、45c、67a、67b、67c：探针
46a、46b、46c、66a、66b、66c：待测物
47、69：溶液
68：胶体
70：能量源
A、B：孔隙结构
C：多孔隙垂直式结构。
Claims (14)
1.一种传感器，包含：
多孔隙垂直式结构，具有第一电极、第二电极、夹层及接触表面，从而在该第一电极、该第二电极及该夹层之间形成一电流；
第一绝缘层，设置于该接触表面上；以及
胶体，包覆具有该绝缘层之该多孔隙垂直式结构，并包含多个探针，从而于该探针与一待测物接触时，经由侦测该电流有无改变来感测该待测物。
2.如权利要求1所述的传感器，其中：
该传感器还包含能量源，用以提供能量激发该探针，使该探针具有特定激发波长；
该夹层配置于第一电极与该第二电极之间或该第一绝缘层与该第二电极之间；
该夹层选自于有机层、第二绝缘层、光侦测层及光阻挡层其中之一或其任意组合；
该光阻挡层设置于该多孔垂直式结构的层间，从而使所接收的光讯号波长集中于该特定激发波长的范围，以减低背景噪声；以及
该传感器还包含光侦测层，用以接收该探针与该待测物接触时所产生的电流。
3.一种传感器，包含：
多孔隙垂直式结构，具有第一电极、第一夹层、第二电极及一接触表面，从而在该第一电极、该第二电极及该第一夹层之间形成一电流；
第一绝缘层，设置于该接触表面上；以及
探针，设置于该第一绝缘层上，从而于该探针与待测物接触时，经由侦测该电流有无改变来感测该待测物。
4.如权利要求3所述的传感器，其中：
该第一夹层配置于该第一电极与该第二电极其间或该第一绝缘层与该第二电极其间；以及
该第一夹层选自于有机层、无机层、绝缘层、光侦测层及光阻挡层其中之一或其任意组合。
5.如权利要求4所述的传感器，其中：
该第一夹层为第二绝缘层，该第二绝缘层配置于该第一电极与该第二电极之间；
该多孔垂直式结构还包含第二夹层，该第二夹层为主动传输层，该主动传输层配置于该第一绝缘层与该第一电极、该第二绝缘层与该第二电极之间，并具有该等电极间所产生的该电流；以及
该第一绝缘层与该第二绝缘层之材料分别选自于有机材料及氧化铝（Al2O3）其中之一。
6.如权利要求3所述的传感器，其中：
该第一夹层为无机层，该无机层配置于该第一电极与该第二电极之间，并具有多个孔洞，其中各该孔洞具有内表面；
该第一绝缘层系涂布于各该内表面上，且该探针键结于该第一绝缘层上；以及
该无机层材料为氧化铟镓锌(IGZO)。
7.如权利要求3所述的传感器，其中:
该探针包含至少一化学基团，其中该化学基团选自-OH、-CHO、-SO3H、-CN、-NH2、-SH、-COSH、-COOR及卤化物其中之一或其任意组合；以及
待测溶液中的待测物可与该探针键结，该待测物包含核酸、抗体、抗原、醣类、蛋白质、氨基酸及酵素其中之一或其任意组合。
8.一种传感器，包含：
多个垂直晶体管柱，包含第一电极、夹层、第二电极及接触表面，并彼此并联以形成多孔隙垂直式结构；
胶体，包覆该多孔隙垂直式结构，并包含多个探针，俾于该探针与待测物接触时，经由侦测该电流有无改变来感测该待测物。
9.如权利要求8所述的传感器，其中：
该传感器还包含第一绝缘层，覆盖于该多孔隙垂直式结构上，以形成多孔隙表面；
该传感器还包含能量源，用以提供能量激发该探针，使该探针具有特定激发波长；
该夹层配置于第一电极与该第二电极之间或该第一绝缘层与该第二电极之间；
该夹层选自于有机层、绝缘层、光侦测层及光阻挡层其中之一或其任意组合；
该光阻挡层设置于该多孔垂直式结构的层间，从而使所接收的光讯号波长集中于该特定激发波长的范围，以减低背景噪声；
该传感器还包含光侦测层，用以接收该探针与该待测物接触时所产生的电流；以及
该等垂直晶体管柱的尺寸为奈米等级。
10.如权利要求8所述的传感器，其中：
该夹层系为第二绝缘层，该第二绝缘层配置于该第一电极与该第二电极之间；
光侦测层配置于该第一绝缘层与该第一电极、该第二绝缘层与该第二电极之间，并接收该电流以感测该待测物；以及
该第一绝缘层与该第二绝缘层之材料分别选自于有机材料及氧化铝（Al2O3）其中之一。
11.一种制造传感器的方法，包含下列步骤：
(a)提供多孔隙垂直式结构，其具有多孔隙表面；以及
(b)填充胶体于该多孔隙表面，以包覆该多孔隙垂直式结构。
12.如权利要求11所述的方法，其中：
该方法还包含下列步骤:
提供具有上表面和耦合于该上表面的多孔隙表面；以及
沉积绝缘层于该上表面和该多孔隙表面之上；以及
该胶体包含多个探针。
13.如权利要求11所述的方法，其中:
步骤(a)还包含下列步骤：
形成夹层于具有第一电极层的基板上；
配置多个聚苯乙烯（PS）球于该夹层上，以形成第一孔隙结构；
形成第二电极于该第一孔隙结构间；
移除该等PS球以形成第二孔隙结构；
蚀刻该第二孔隙结构，以形成多孔隙垂直式结构；以及
沉积绝缘层于该多孔隙垂直式结构之表面；
该夹层包含第一光阻挡层及光侦测层;
该第一光阻挡层配置于该第一电极上;以及
该光侦测层配置于该第一光阻挡层上。
14.如权利要求11所述的方法，其中:
步骤(a)还包含下列步骤：
提供第一夹层于两电极间，以形成多孔隙垂直式结构；
涂覆第二夹层于该多孔隙垂直式结构之第一表面上；以及
沉积第一绝缘层于该第二夹层上；以及
该第一夹层为第二绝缘层。
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