CN110191760B - 微通道器件及其制造方法、微流控系统 - Google Patents

微通道器件及其制造方法、微流控系统 Download PDF

Info

Publication number
CN110191760B
CN110191760B CN201980000501.0A CN201980000501A CN110191760B CN 110191760 B CN110191760 B CN 110191760B CN 201980000501 A CN201980000501 A CN 201980000501A CN 110191760 B CN110191760 B CN 110191760B
Authority
CN
China
Prior art keywords
layer
microchannel
semiconductor layer
type semiconductor
tracks
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201980000501.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110191760A (zh
Inventor
宁策
马啸尘
胡合合
袁广才
谷新
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BOE Technology Group Co Ltd
Original Assignee
BOE Technology Group Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BOE Technology Group Co Ltd filed Critical BOE Technology Group Co Ltd
Publication of CN110191760A publication Critical patent/CN110191760A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110191760B publication Critical patent/CN110191760B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
    • B01L3/502707—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip characterised by the manufacture of the container or its components
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
    • B01L3/502715—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip characterised by interfacing components, e.g. fluidic, electrical, optical or mechanical interfaces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
    • B01L2200/12—Specific details about manufacturing devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0887—Laminated structure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/12—Specific details about materials

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Clinical Laboratory Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Abstract

本公开涉及微通道器件。微通道器件可以包括微通道结构和半导体结。微通道结构可以包括基层、间隔地分布在基层上的多个轨道、以及包括多个柱的覆盖层。覆盖层和基层被配置为形成多个微通道。半导体结可以包括沿第一方向堆叠的P型半导体层、本征半导体层和N型半导体层。

Description

微通道器件及其制造方法、微流控系统
技术领域
本发明涉及微流控技术，并且特别地，涉及微通道器件、微通道系统和制造微通道器件的方法。
背景技术
微通道结构对于涉及诸如化学和生物化学分析等操纵小体积流体的应用非常具有吸引力。具有约一毫米或几毫米的通道尺寸的各种微通道结构已用于化学和生物化学测定。微流控在20世纪80年代初出现，并已用于喷墨打印头、DNA芯片、芯片实验室技术、微推进和微热技术领域。
发明内容
在一方面，本公开提供了一种微通道器件。微通道器件可以包括微通道结构和半导体结。微通道结构可以包括基层、间隔地分布在基层上的多个轨道、以及包括多个柱的覆盖层。覆盖层和基层被配置为形成多个微通道。半导体结可以包括在基底基板上沿第一方向堆叠的P型半导体层、本征半导体层和N型半导体层。
在一些实施例中，多个柱和多个轨道具有一一对应关系。
在一些实施例中，多个柱中的一个柱在基层上的正投影覆盖相应轨道在基层上的正投影。
在一些实施例中，多个轨道中的每个轨道沿第二方向延伸，并且多个微通道具有与第二方向相同的延伸方向。
在一些实施例中，多个轨道中的至少一个轨道具有S形，并且相应柱具有相同的S形。
在一些实施例中，第一方向实质上垂直于基底基板。
在一些实施例中，多个柱由透明导电材料制成。
在一些实施例中，N型半导体层是微通道结构的基层。
在一些实施例中，覆盖层与N型半导体层物理接触。
在一些实施例中，覆盖层是N型半导体层；基层是本征半导体层；多个轨道由与本征半导体层相同的材料制成；并且多个微通道位于N型半导体层和本征半导体层之间。
在一些实施例中，覆盖层是N型半导体层，多个微通道位于N型半导体层的与本征半导体层相对的一侧。
在一些实施例中，覆盖层与第一方向平行；多个轨道位于半导体结的侧表面上；并且多个微通道位于覆盖层和半导体结的侧表面之间。
在一些实施例中，轨道由与本征半导体层相同的材料制成。
在一些实施例中，覆盖层与第一方向平行；多个轨道位于半导体结的侧表面上；并且多个微通道位于覆盖层的与半导体结相对的一侧。
在一些实施例中，多个轨道中的每个轨道与相邻轨道之间的距离在约10nm到约1μm之间。
在一些实施例中，多个轨道中的每个轨道具有在约10nm到约300nm之间的高度。
在一方面，本公开提供了一种微流控系统。显示设备包括本文描述的微通道器件。
在另一方面，本公开提供了一种制造本文所述的微通道器件的方法。该方法包括形成微通道结构和形成半导体结。微通道结构可以包括基层、间隔地分布在基层上的多个轨道、以及包括多个柱的覆盖层。覆盖层和基层被配置为形成多个微通道。半导体结可以包括沿第一方向堆叠的P型半导体层、本征半导体层和N型半导体层。
在一些实施例中，形成微通道结构包括图案化N型半导体层以形成分布在N型半导体层的表面上的多个轨道。
在一些实施例中，形成多个柱包括在多个轨道上溅射透明导电材料。
附图说明
在说明书结论的权利要求中特别指出并清楚地要求保护被视为本公开的主题。通过以下结合附图的详细描述，本公开的前述和其他目的、特征和优点是显而易见的，其中：
图1是根据本公开的一个实施例的在顶部具有微通道的微通道器件的示意性结构。
图2是根据图1中的微通道器件的示意性结构的A-A截面。
图3是根据本公开的一个实施例的在底部具有微通道的微通道器件的示意性结构。
图4是根据本公开的一个实施例的在顶部具有微通道的微通道器件的示意性结构。
图5是根据本公开的一个实施例的在底部具有微通道的微通道器件的示意性结构。
图6是根据本公开的一个实施例的在顶部具有微通道的微通道器件的示意性结构。
图7是根据本公开的一个实施例的在底部具有微通道的微通道器件的示意性结构。
图8是根据本公开的一个实施例的微流控系统的示意性结构。
具体实施方式
将参照附图和实施例进一步详细描述本公开，以便本领域技术人员更好地理解本公开的技术方案。贯穿本公开的描述，参照图1至图8。当参照附图时，贯穿全文示出的类似结构和元件用相同的附图标记表示。
用于制造微通道结构的传统方法涉及复杂且昂贵的工艺，例如电子束光刻和激光干涉蚀刻，随后是各种随后的蚀刻、提升和组装工艺。传统方法与高制造成本、低效率和低可扩展性相关。而且，使用传统方法制造高分辨率或超高分辨率微通道仍然是困难的。
如本文所用，术语“微通道”是指具有在约1nm至约1000μm(例如，约1nm至约50nm、约50nm至约100nm、约100nm至约1μm、约1μm至约10μm、约10μm至约100μm、约100μm至约200μm、约200μm至约400μm、约400μm至约600μm、约600μm至约800μm、以及约800μm至约1000μm)范围内的最大横截面尺寸的通道。术语“横截面尺寸”可以涉及高度、宽度，并且原则上也涉及直径。当通道的壁(包括通道的底部或顶部)是不规则的或弯曲的时候，术语“高度”和“宽度”也可分别与平均高度和平均宽度相关。微通道可具有任何选定的横截面形状，例如，U形、D形、矩形、三角形、椭圆形(elliptical)、卵形(oval)、圆形、半圆形、正方形、梯形、五边形、六边形等横截面几何形状。可选地，微通道具有不规则的横截面形状。几何形状可以是恒定的，或者可以沿着微通道的长度变化。此外，微通道可以具有任何选定的布置或配置，包括线性、非线性、合并、分支、环状、扭曲、阶梯等配置。可选地，微通道可具有一个或多个开口端。可选地，微通道可具有一个或多个封闭端。可选地，微通道具有封闭壁结构。可选地，微通道具有部分开放壁结构。可选地，微通道具有完全开放壁结构，例如微槽。
本公开的一个实施例提供了一种微通道器件。图1是根据本公开的一个实施例的在顶部具有微通道的微通道器件的示意性结构。如图1所示，微通道器件1可以包括微通道结构10和半导体结20。微通道结构10包括基层101、间隔地分布在基层101上的多个轨道102和覆盖层103。覆盖层103包括连接在一起的多个柱1030。覆盖层103的面向基层101的表面包括多个脊和多个谷，该多个脊和多个谷交替地分布。多个脊位于多个轨道102上。覆盖层103和基层101被配置为形成多个微通道104。即，覆盖层103的面向基层101的表面上的多个谷和基层101形成多个微通道104。半导体结20包括沿第一方向D1堆叠的P型半导体层201、本征半导体层202和N型半导体层203，如图1所示。
在一些实施例中，多个柱1030和多个轨道102具有一一对应关系。图2是根据图1中的微通道器件的示意性结构的A-A截面。如图2所示，多个微通道104中的一个位于多个柱1030中的两个柱之间。多个柱1030中的一个柱在基层101上的正投影覆盖相应轨道102在基层101上的正投影。在一个实施例中，相应轨道102的正投影位于多个柱1030中的一个柱的正投影的中间。
可选地，多个轨道102中的每个轨道可具有任何适当的横截面形状，例如，矩形、三角形、椭圆形、卵形、圆形、半圆形、正方形、梯形、五边形、六边形等横截面几何形状。可选地，多个轨道102中的每个轨道具有不规则的横截面形状。几何形状可以是恒定的，或者可以沿着微通道的长度变化。此外，多个轨道102中的每个轨道可以具有任何选定的布置或配置，包括线性、非线性、合并、分支、环状、扭曲、阶梯等配置。
可选地，多个轨道102中的每个轨道具有线性形状，并且沿着第二方向D2延伸。相应柱1030和多个微通道104中的相应微通道具有与第二方向D2相同的延伸方向，并且彼此平行。也就是说，多个轨道102和多个微通道104交替地在基层101上彼此平行地分布。
可选地，多个轨道102中的至少一个轨道具有S形。相应柱1030和多个微通道104中的相应微通道具有与S形相同的形状。也就是说，相应柱1030和多个微通道104中的相应微通道遵循轨道102的相同形状或轮廓。
可选地，第一方向D1实质上垂直于基底基板30。即，在基底基板30上依次形成半导体结20的P型半导体层201、本征半导体层202和N型半导体层203。
可选地，包括多个柱1030的覆盖层103由透明导电材料制成。透明导电材料可包括由以下各项组成的组中的一个或多个元素：铟(In)、铝(Al)、金(Au)、银(Ag)，或者氧化铟(In2O3)、氧化锡(SnO2)、氧化锌(ZnO)、氧化镉(CdO)、氧化铟镉(CdIn2O4)、氧化镉锡(Cd2SnO4)和氧化锌锡(Zn2SnO4)。
在一些实施例中，如图1所示，N型半导体层203是微通道结构10的基层101。即，半导体结20的N型半导体层203和微通道结构10的基层101是相同的层。N型半导体层203在表面上具有多个突出部分。多个突出部分被配置为多个轨道102。覆盖层103直接布置在多个轨道102或突出部分上，并且与N型半导体层203物理接触。多个微通道104位于微通道器件的顶部。
图3是根据本公开的一个实施例的在底部具有微通道的微通道器件的示意性结构。如图3所示，基底基板30是微通道结构10的基层101。即，基底基板30和微通道结构10的基层101是相同的层。多个轨道102形成在基底基板30上。半导体结20布置在微通道结构10的与基底基板30相对的一侧。多个微通道104位于微通道器件的底部。
图4是根据本公开的一个实施例的在顶部具有微通道的微通道器件的示意性结构。如图4所示，覆盖层103是与N型半导体层203相同的层；基层101是与本征半导体层202相同的层；多个轨道102由与本征半导体层202相同的材料制成；并且多个微通道104形成在N型半导体层203和本征半导体层202之间。多个微通道104位于微通道器件的顶部。在该实施例中，半导体结20和微通道结构10集成在一起。即，半导体结20的N型半导体层203形成微通道结构10的覆盖层103，并且半导体结20的本征半导体层202形成微通道结构10的基层101。
图5是根据本公开的一个实施例的在底部具有微通道的微通道器件的示意性结构。如图5所示，覆盖层103是与N型半导体层203相同的层，多个微通道104位于N型半导体层203的与本征半导体层202相对的一侧。基层101是与基底基板30相同的层。半导体结20布置在微通道结构10的与基底基板30相对的一侧。多个微通道104位于微通道器件的底部。
图6是根据本公开的一个实施例的在顶部具有微通道的微通道器件的示意性结构。如图6所示，P型半导体层201、本征半导体层202和N型半导体层203沿第一方向D1堆叠，并且第一方向D1平行于基底基板30。覆盖层103与第一方向D1平行；多个轨道102位于半导体结20的与基底基板30相对的侧表面上；并且多个微通道104位于覆盖层103和半导体结20的与基底基板30相对的侧表面之间。多个微通道104位于微通道器件的顶部。可选地，多个轨道102仅布置在本征半导体层202的侧表面上。可选地，多个轨道102由与本征半导体层202相同的材料制成。
图7是根据本公开的一个实施例的在底部具有微通道的微通道器件的示意性结构。如图7所示，P型半导体层201、本征半导体层202和N型半导体层203沿第一方向D1堆叠，并且第一方向D1平行于基底基板30。覆盖层103与第一方向D1平行；并且多个轨道102位于半导体结20的面对基底基板30的侧表面上。多个微通道104位于覆盖层103的与半导体结20相对的一侧，即，多个微通道104位于基底基板30和覆盖层103之间。多个微通道104位于微通道器件的底部。
在一些实施例中，多个轨道102中的每个轨道与相邻轨道之间的距离在约10nm至约1μm(例如，约10nm至约25nm、约25nm至约50nm、约50nm至约75nm、约75nm至约100nm、约100nm至约250nm、约250nm至约500nm、约500nm至约750nm、或约750nm至约1μm)之间。调节两个相邻轨道之间的距离可用于控制微通道的宽度。
在一些实施例中，多个轨道中的每个轨道的高度在约10nm至约300nm(例如，约10nm至约25nm、约25nm至约50nm、约50nm至约75nm、约75nm至约100nm、或约100nm至约300nm)之间的范围内。调节多个轨道中的每个轨道的高度可以帮助控制微通道的高度。微通道的宽度和微通道的高度决定了能够沿着微通道流动的液滴的尺寸。
根据微通道器件的所需功能，可以选择各种适当的材料，以基于微通道器件功能所需的物理和化学特性来制造多个轨道102、覆盖层103和基底基板30。适当的材料包括但不限于聚合物材料，例如硅氧烷聚合物(例如，聚二甲基硅氧烷和环氧聚合物)、聚亚胺(例如，可商购的
Figure BDA0002030304890000071
(聚(4,4'-氧二亚苯基-苯均四酸)，来自DuPont，Wilmington，Del.)和UpilexTM(聚(联苯四羧酸二酐)，来自Ube Industries，Ltd.,Japan)、聚碳酸酯、聚酯、聚酰胺、聚醚、聚氨酯、聚氟烃、氟化聚合物(例如，聚氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯、全氟烷氧基聚合物、氟化乙烯-丙烯、聚乙烯四氟乙烯、聚三氟氯乙烯、全氟聚醚、全氟磺酸、全氟聚氧乙烷、FFPM/FFKM(全氟弹性体[氟基弹性体])、FPM/FKM(氟碳[三氟氯乙烯-偏二氟乙烯])、以及他们的共聚物)、聚醚醚酮(PEEK)、聚苯乙烯、聚(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)(ABS)、丙烯酸和丙烯酸聚合物(例如聚甲基丙烯酸甲酯)、以及其他取代和未取代的聚烯烃(例如，环烯烃聚合物、聚丙烯、聚丁烯、聚乙烯(PE，例如交联PE、高密度PE、中密度PE、线性低密度PE、低密度PE或超高分子量PE)、聚甲基戊烯、聚丁烯-1、聚异丁烯、乙烯丙烯橡胶、乙烯丙烯二烯单体(M级)橡胶)及其共聚物(例如，环烯烃共聚物)；诸如氧化铝、氧化硅、氧化锆等陶瓷；诸如硅、砷化镓等半导体；玻璃；金属；以及涂覆的组合材料、复合材料(例如，本文所述的任何材料的嵌段复合材料，例如，A-B-A嵌段复合材料、A-B-C嵌段复合材料等)、和层压材料(例如，由相同或不同材料的几个不同粘合层形成的复合材料，例如聚合物层压材料或聚合物-金属层压材料，例如，涂有铜的聚合物、金属-陶瓷复合材料或金属-聚合物复合材料)。
本微通道器件可用于各种适当的传感器，例如生物化学传感器、气体传感器、脱氧核糖核酸(DNA)传感器、核糖核酸(RNA)传感器、肽或蛋白质传感器、抗体传感器、抗原传感器、组织因子传感器、载体和病毒载体传感器、脂质和脂肪酸传感器、类固醇传感器、神经递质传感器、无机离子和电化学传感器、pH传感器、自由基传感器、碳水化合物传感器、神经传感器、化学传感器、小分子传感器、外显子传感器、代谢物传感器、中间体传感器、染色体传感器和细胞传感器。
可选地，微通道器件可以应用于芯片实验室装置中。可选地，微通道器件可以应用于基因测序设备中。如本文所用，术语“微流控芯片”是指能够使用小体积和/或流速分离分子的小型装置。如本文所用，术语“芯片实验室”是指集成芯片，在其上同时进行各种科学操作，例如样品溶液的反应、分离、纯化和检测。通过使用芯片实验室，可以执行超高灵敏度分析、超痕量分析或超灵活的同时多项分析。芯片实验室的示例是具有通过微通道相互连接的蛋白质产生单元、蛋白质纯化单元和蛋白质检测单元的芯片。
以这种方式，通过共享各种特定层来集成半导体结和微通道。不需要粘合工艺，从而增强了半导体结和微通道之间的对准并简化了工艺。此外，半导体结可以分别连接到阳极和阴极，以形成PIN二极管作为传感器。这样，当流体样品正流动并正通过微通道时，PIN二极管可用于检测流体样品以获得流体样品的位置信号和/或成分信号。
在一个方面，本公开提供了一种微流控系统。微流控系统S包括根据本公开的一个实施例的本文描述的微通道器件1。图8是根据本公开的一个实施例的微流控系统的示意性结构。参照图8，流体样品(例如，气体或液体)由流量控制装置2驱动以流入第一连接通道3。在一些实施例中，流量控制装置2包括电泳、压力泵和其他驱动机制中的一种或组合。通过第一连接通道3，流体样品流入第一储存器4，第一储存器4又连接到根据本公开的一个实施例的微通道器件1。第一储存器4本身可以是微尺度通道。然后流体样品流入微通道，该微通道控制流体芯片中流体样品的传输。在微通道的控制下，流体样品流入第二储存器5、第二连接通道6、并最终流出流体芯片。
在另一方面，本公开提供了根据本公开的一个实施例的制造本文所述的微通道器件的方法。该方法包括形成微通道结构和形成半导体结。微通道结构可以包括基层、间隔地分布在基层上的多个轨道、以及包括多个柱的覆盖层。覆盖层和基层被配置为形成多个微通道。半导体结可以包括沿第一方向堆叠的P型半导体层、本征半导体层和N型半导体层。
在一些实施例中，形成微通道结构包括图案化N型半导体层以形成分布在N型半导体层的表面上的多个轨道。用于形成多个轨道的图案化方法的示例包括光刻工艺、电子束光刻工艺、纳米压印光刻工艺、蚀刻工艺(例如，干法蚀刻)、热腐蚀工艺、或者他们的任何组合。
在一些实施例中，通过沉积方法进行形成包括多个柱的覆盖层。适当沉积方法的示例包括溅射(例如，磁控溅射)和蒸发涂覆(例如，化学气相沉积方法、等离子体增强化学气相沉积(PECVD)方法、热气相沉积方法、原子层沉积(ALD)方法和电子束蒸发方法)。可选地，通过溅射方法沉积覆盖层材料。可选地，通过在多个轨道上溅射透明导电材料来形成多个柱。
在说明书中阐述了本公开的原理和实施例。本公开的实施例的描述仅用于帮助理解本公开的方法及其核心思想。同时，对于本领域普通技术人员而言，本公开涉及本公开的范围，并且技术方案不限于技术特征的特定组合，还应涵盖在不脱离本发明构思的情况下通过组合技术特征或技术特征的等同特征而形成的其他技术方案。例如，可以通过用相似的特征替换如本公开中公开的(但不限于)的上述特征来获得技术方案。
附图中的附图标记：
微通道器件1；微通道结构10；基层101；轨道102；覆盖层103；柱1030；微通道104；半导体结20；P型半导体层201；本征半导体层202；N型半导体层203；基底基板30；微流控系统S；流量控制装置2；第一连接通道3；第一储存器4；第二储存器5；第二连接通道6。

Claims (10)

1.一种微通道器件，包括：
微通道结构，包括基层、间隔地分布在所述基层上的多个轨道、以及包括多个柱的覆盖层，其中，所述覆盖层和所述基层被配置为形成多个微通道；和
半导体结，包括在基底基板上沿第一方向堆叠的P型半导体层、本征半导体层和N型半导体层；
所述基层与所述N型半导体层是相同的层，所述轨道与所述基层相邻设置且材料相同，所述覆盖层与所述N型半导体层物理接触，所述覆盖层的材料为透明导电材料。
2.根据权利要求1所述的微通道器件，其中，所述多个柱和所述多个轨道具有一一对应关系。
3.根据权利要求2所述的微通道器件，其中，所述多个柱中的一个柱在所述基层上的正投影覆盖相应轨道在所述基层上的正投影。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的微通道器件，其中，所述多个轨道中的每个轨道沿第二方向延伸，并且所述多个微通道具有与所述第二方向相同的延伸方向。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的微通道器件，其中，所述多个轨道中的至少一个轨道具有S形，并且相应柱具有相同的S形。
6.根据权利要求5所述的微通道器件，其中，所述第一方向实质上垂直于所述基底基板。
7.根据权利要求1所述的微通道器件，其中，所述多个轨道中的每个轨道与相邻轨道之间的距离在10nm到1μm之间。
8.根据权利要求1所述的微通道器件，其中，所述多个轨道中的每个轨道具有在10nm到300nm之间的高度。
9.一种微流控系统，包括根据权利要求1至8中任一项所述的微通道器件。
10.一种制造微通道器件的方法，包括：
形成微通道结构，所述微通道结构包括基层、间隔地分布在所述基层上的多个轨道、以及包括多个柱的覆盖层；其中，所述覆盖层和所述基层被配置为形成多个微通道；
形成半导体结，所述半导体结包括沿第一方向堆叠的P型半导体层、本征半导体层和N型半导体层；
其中，所述基层与所述N型半导体层是相同的层；
形成所述微通道结构的步骤包括：
图案化所述N型半导体层以形成分布在所述N型半导体层的表面上的所述多个轨道；
形成包括多个柱的覆盖层的步骤包括：
在所述多个轨道上溅射透明导电材料，以形成覆盖层，所述覆盖层与所述N型半导体层物理接触。
CN201980000501.0A 2019-04-16 2019-04-16 微通道器件及其制造方法、微流控系统 Active CN110191760B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/CN2019/082873 WO2020210981A1 (en) 2019-04-16 2019-04-16 Micro-channel device and manufacturing method thereof and micro-fluidic system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110191760A CN110191760A (zh) 2019-08-30
CN110191760B true CN110191760B (zh) 2022-09-27

Family

ID=67725890

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201980000501.0A Active CN110191760B (zh) 2019-04-16 2019-04-16 微通道器件及其制造方法、微流控系统

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11534755B2 (zh)
CN (1) CN110191760B (zh)
WO (1) WO2020210981A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113289562B (zh) * 2021-05-28 2022-12-02 北京京东方技术开发有限公司 一种微流控芯片、分析装置及微流控芯片的控制方法

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6433356B1 (en) * 1996-10-29 2002-08-13 Yeda Research And Development Co. Ltd. Hybrid organic-inorganic semiconductor structures and sensors based thereon
CN101592627A (zh) * 2009-03-19 2009-12-02 苏州纳米技术与纳米仿生研究所 多通道高灵敏生物传感器的制作集成方法
CN101765766A (zh) * 2007-06-07 2010-06-30 传感器创新公司 半导体电化学传感器
CN102150037A (zh) * 2008-07-11 2011-08-10 康奈尔大学 集成电荷传感器的纳米流体通道及基于该纳米流体通道的方法
CN102203282A (zh) * 2008-06-25 2011-09-28 生命技术公司 使用大规模fet阵列测量分析物的方法和装置
CN102509728A (zh) * 2011-11-01 2012-06-20 北京大学 一种非制冷红外探测器的设计及制备方法
CN203445122U (zh) * 2013-09-06 2014-02-19 北京京东方光电科技有限公司 X射线检测装置阵列基板
AU2014348306A1 (en) * 2013-11-17 2016-06-16 Quantum-Si Incorporated Active-source-pixel, integrated device for rapid analysis of biological and chemical specimens
CN106197773A (zh) * 2016-07-07 2016-12-07 燕山大学 一种柔性指尖压力传感器及其制作方法
CN109060922A (zh) * 2018-08-03 2018-12-21 京东方科技集团股份有限公司 一种薄膜晶体管及其制备方法、传感器

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6818395B1 (en) 1999-06-28 2004-11-16 California Institute Of Technology Methods and apparatus for analyzing polynucleotide sequences
AU2001247195A1 (en) * 2000-01-31 2001-08-07 Board Of Regents, The University Of Texas System Method and system for collecting and transmitting chemical information
US6738403B2 (en) 2000-04-06 2004-05-18 Fuji Photo Film Co., Ltd. Semiconductor laser element and semiconductor laser
JP4719906B2 (ja) 2000-04-24 2011-07-06 ライフ テクノロジーズ コーポレーション 超高速の核酸配列決定のための電界効果トランジスタ装置
AU2001288249A1 (en) * 2000-08-14 2002-02-25 The Regents Of The University Of California Biosensors and methods for their use
ATE403085T1 (de) * 2002-08-15 2008-08-15 Memsflow Aps Mikrovorrichtung zum handhaben von flüssigkeiten und verfahren zur deren verwendung
US7338637B2 (en) * 2003-01-31 2008-03-04 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Microfluidic device with thin-film electronic devices
FR2883860B1 (fr) * 2005-03-29 2007-06-08 Commissariat Energie Atomique Procede de fabrication de micro-canaux enterres et micro-dispositif comprenant de tels micro-canaux.
US8304849B2 (en) * 2005-12-29 2012-11-06 Intel Corporation Apparatus to send biological fluids through a printed wire board
CN101013083A (zh) * 2007-02-01 2007-08-08 大连理工大学 光纤嵌入式低电压驱动毛细管电泳芯片
CN101468786B (zh) * 2007-12-26 2011-05-25 中国科学院半导体研究所 一种用于微电子机械系统的碳化硅微通道的制作方法
JP2011030522A (ja) * 2009-08-04 2011-02-17 Aida Engineering Ltd マイクロ流体デバイス
TWI473223B (zh) * 2009-08-19 2015-02-11 Xintec Inc 晶片封裝體及其製造方法
CN104956487A (zh) * 2012-08-20 2015-09-30 贺利氏特种光源美国有限责任公司 微通道冷却的高热负荷发光器件
WO2015058206A1 (en) * 2013-10-18 2015-04-23 The General Hosptial Corporation Microfluidic sorting using high gradient magnetic fields
CA2867451C (en) * 2013-10-28 2021-06-29 Vapor Technologies, Inc. Low pressure arc plasma immersion coating vapor deposition and ion treatment
WO2019035077A1 (en) * 2017-08-17 2019-02-21 Abbott Point Of Care Inc. DEVICES, SYSTEMS AND METHODS FOR PERFORMING OPTICAL ASSAYS
CN107971049B (zh) * 2017-09-29 2020-07-31 京东方科技集团股份有限公司 微流控芯片及其驱动方法、微流控器件和生物传感器
CN108816299B (zh) * 2018-04-20 2020-03-27 京东方科技集团股份有限公司 微流控基板及其驱动方法、微全分析系统
CN109603941B (zh) * 2019-01-11 2021-08-03 京东方科技集团股份有限公司 微流控芯片系统及微流控芯片

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6433356B1 (en) * 1996-10-29 2002-08-13 Yeda Research And Development Co. Ltd. Hybrid organic-inorganic semiconductor structures and sensors based thereon
CN101765766A (zh) * 2007-06-07 2010-06-30 传感器创新公司 半导体电化学传感器
CN102203282A (zh) * 2008-06-25 2011-09-28 生命技术公司 使用大规模fet阵列测量分析物的方法和装置
CN102150037A (zh) * 2008-07-11 2011-08-10 康奈尔大学 集成电荷传感器的纳米流体通道及基于该纳米流体通道的方法
CN101592627A (zh) * 2009-03-19 2009-12-02 苏州纳米技术与纳米仿生研究所 多通道高灵敏生物传感器的制作集成方法
CN102509728A (zh) * 2011-11-01 2012-06-20 北京大学 一种非制冷红外探测器的设计及制备方法
CN203445122U (zh) * 2013-09-06 2014-02-19 北京京东方光电科技有限公司 X射线检测装置阵列基板
AU2014348306A1 (en) * 2013-11-17 2016-06-16 Quantum-Si Incorporated Active-source-pixel, integrated device for rapid analysis of biological and chemical specimens
CN106197773A (zh) * 2016-07-07 2016-12-07 燕山大学 一种柔性指尖压力传感器及其制作方法
CN109060922A (zh) * 2018-08-03 2018-12-21 京东方科技集团股份有限公司 一种薄膜晶体管及其制备方法、传感器

Also Published As

Publication number Publication date
WO2020210981A1 (en) 2020-10-22
CN110191760A (zh) 2019-08-30
US20210220824A1 (en) 2021-07-22
US11534755B2 (en) 2022-12-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8388908B2 (en) Fluidic devices with diaphragm valves
US7052616B2 (en) Fabrication of molecular scale devices using fluidic assembly
CN109060922B (zh) 一种薄膜晶体管及其制备方法、传感器
US9644794B2 (en) Flow cell with cavity and diaphragm
Fan et al. Droplet-on-a-wristband: Chip-to-chip digital microfluidic interfaces between replaceable and flexible electrowetting modules
JP5103614B2 (ja) 微量液体分取デバイス
US20060102862A1 (en) Electrostatic sealing device and method of use thereof
US8343425B1 (en) Multi-layer micro/nanofluid devices with bio-nanovalves
CN112368234B (zh) 微纳米通道结构、传感器及其制备方法、微流体装置
Mao et al. Active sorting of droplets by using an ECF (Electro-conjugate Fluid) micropump
WO2016019836A1 (zh) 传感装置
WO2021147988A1 (zh) 一种生物芯片及其制作方法
CN110191760B (zh) 微通道器件及其制造方法、微流控系统
CN101239285B (zh) 一种被动式微流体混合器及其封装方法
CN117504956A (zh) 一种微纳流控芯片及生化标志物分子的分离方法
Lee et al. Fabrication and characterization of a bidirectional valveless peristaltic micropump and its application to a flow-type immunoanalysis
CN110997145B (zh) 微通道结构、传感器、微流体装置、芯片实验室装置、以及制造微通道结构的方法
CN103170385A (zh) 基于行波介电泳微颗粒分离的多元生物检测芯片
KR101454206B1 (ko) 고분자 시료의 비특이적 결합방지를 위한 구조체, 기재 및 방법과 이를 이용한 바이오칩, 바이오칩용 기판, 시료용기, 유동관 및 시료기판
TWI310021B (en) Bubble-type micro-pump and two-way fluid driving device, particles sorting device, fluids mixing device, ring-shaped fluids mixing device and compound-type fluids mixing device using the same
US20100024908A1 (en) Microvolume liquid dispensing device
Maltezos Microfluidic Devices for Accessible Medical Diagnostics
Krishnamoorthy et al. ON-CHIP ELECTROKINETIC SAMPLE FOCUS-ING FOR MICROARRAY-BASED BIOMOLECULAR INTERACTION ASSAYS

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant