CN117741118A - 生物感测芯片、生物感测芯片制造方法及微流道系统 - Google Patents
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Abstract
一种生物感测芯片包括场效应晶体管、绝缘层、导电层和感测层。场效应晶体管具有栅极,绝缘层设置于场效应晶体管上并包覆栅极。导电层设置于绝缘层内,导电层通过导电柱与栅极电性连接。感测层设置于绝缘层上,感测层通过导电柱与导电层电性连接,感测层具有感测面,感测面具有复数纳米粒子。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求于2023年09月28日提交的第63/586,000号美国临时专利申请以及于2023年05月08日提交的第63/500,647号美国临时专利申请的优先权,其公开全文通过引用并入本文。
技术领域
本发明关于一种生物感测芯片、生物感测芯片的制造方法及一种微流道系统。
背景技术
目前生物医学领域中研究的重要议题之一在于早期疾病诊断和健康监测,且以提早发现疾病并进行治疗为目标。生物分子,例如DNA、RNA、蛋白质、细胞或组织等,均携带特定的生物信息。透过检测这些生物分子,可以判断检体的来源、种类、浓度、生理活性以及获得酵素动力学等生物医学相关信息。
生物感测芯片是生物分子检测的重要工具,其具有高度的敏感度、快速性和高效性,在医疗、环境和食品安全等领域扮演着重要的角色。一般的生物感测芯片,通常包括两个部分:生物敏感膜和转换器。运用生物感测芯片进行检测时,待测物扩散进入生物敏感膜层后,进行分子识别,将引发生物学反应,化学反应产生的讯息进而被相应的转换器转变成可量测和处理的电信号,将电信号放大输出后,即可实现检测。
除此之外,亦具有一种半导体生物传感器。半导体生物传感器由半导体器件和生物分子识别组件组成。半导体器件通常是场效应晶体管(FET),因此半导体生物传感器又称为生物场效应晶体管(BioFET)。这些半导体生物传感器对生物分子(例如DNA、蛋白质等)具有高度敏感度的检测能力,即使在低浓度下也能准确检测。此外,半导体生物传感器于需要时能够快速进行检测,以便在医疗、环境监测等领域做出快速的决策。
随着医学检测上需求的增加,生物感测芯片或半导体生物传感器越来越微型化,且生物感测芯片或半导体生物传感器能同时整合多种功能,以便在各种场景下进行使用。
发明内容
鉴于上述,本发明提供一种生物感测芯片、一种生物感测芯片的制造方法及一种微流道系统。生物感测芯片包括场效应晶体管、绝缘层、导电层和感测层。场效应晶体管具有栅极。绝缘层设置于场效应晶体管上并包覆栅极。导电层设置于绝缘层内,导电层通过导电柱与栅极电性连接。感测层设置于绝缘层上,感测层通过导电柱与导电层电性连接,感测层具有感测面,感测面具有复数纳米粒子。
在一实施例中,绝缘层包括第一绝缘层及第二绝缘层,导电层位于第一绝缘层上方,第二绝缘层包覆导电层,感测层设置于第二绝缘层上方。
在一实施例中,多个纳米粒子使感测面构成三维起伏的不平坦表面。
在一实施例中,纳米粒子的直径介于50纳米至200纳米。
在一实施例中,导电层、感测层及各个纳米粒子的制造材料为金。
在一实施例中,导电层、感测层及各个纳米粒子的制造材料为铂。
在一实施例中,导电层、感测层的制造材料为金或铂,各个纳米粒子的制造材料为银。
在一实施例中,生物感测芯片还包括抑制层,位于感测层的感测面上方,用以抑制感测面与生物分子之间的吸附。
在一实施例中,生物感测芯片还包括捕捉层,位于感测层的感测面上方,用以捕捉生物分子。
本发明另提供一种生物感测芯片制造方法,包括以下步骤:于场效应晶体管上形成第一绝缘层,第一绝缘层包覆场效应晶体管的栅极;于第一绝缘层上设置导电层,导电层通过导电柱与栅极电性连接;以第二绝缘层包覆导电层;及于第二绝缘层上设置感测层,感测层通过导电柱与导电层电性连接,感测层具有感测面,感测面具有复数纳米粒子。
在一实施例中,方法还包括:喷印复数金属液滴于感测层的感测面以形成各个纳米粒子。
在一实施例中,方法还包括:于感测面设置复数光阻;电镀金属层于感测面未设置光阻之处;移除光阻;及以快速热退火加热并冷却感测层以于感测面形成纳米粒子。
在一实施例中,方法还包括:压印复数金属液滴于感测层的感测面以形成各个纳米粒子。
在一实施例中,方法还包括:以化学键链结各个纳米粒子于感测层的感测面。
在一实施例中,各个纳米粒子的直径介于50纳米至200纳米。
在一实施例中,方法还包括:将抑制层设置于感测层的感测面上方,用以抑制感测面与生物分子之间的吸附。
在一实施例中,方法还包括:将捕捉层设置于感测层的感测面上方,用以捕捉生物分子。
本发明又提供一种微流道系统,微流道系统包括微流道模块及芯片组。微流道模块包括第一传动槽、样本腔、微流道、过滤腔、感测腔、缓冲腔、第二传动槽及废弃腔。第一传动槽用以放置第一传动器。样本腔用以容纳待测物。微流道连接样本腔,第一传动器产生压力使待测物自样本腔移动至微流道,微流道的内壁具有抗体镀膜。过滤腔连接微流道。感测腔连接过滤腔。缓冲腔连接感测腔,用以容纳缓冲液体。第二传动槽连接缓冲腔,用以放置第二传动器,第二传动器产生压力使缓冲腔中的缓冲液体移动至感测腔。废弃腔连接感测腔。芯片组位于感测腔内,包括如上所述的生物感测芯片。
在一实施例中,微流道模块还包括平板,第一传动槽、样本腔、微流道、过滤腔、感测腔、缓冲腔、第二传动槽及废弃腔形成于平板内。
在一实施例中,微流道系统还包括电路板,芯片组及微流道模块位于电路板上,芯片组与电路板电性连接。
本发明另提供一种生物感测芯片,包括基板、黏附层、感测层和信号连接线。黏附层设于基板上。感测层设于基板上,包括复数感测电极。信号连接线其一端与感测层的感测电极电性连接,另一端用以与场效应晶体管或外部电路连接。
在一实施例中,生物感测芯片还包括导电层,位于黏附层内,导电层与各感测电极通过导电柱电性连接。
在一实施例中,黏附层包覆感测层且于对应各感测电极处形成感测槽。
在一实施例中,生物感测芯片还包括参考电极,设置于感测槽并与感测电极电性连接。
在一实施例中,参考电极的制造材料为氯化银、银或铂。
在一实施例中,感测槽的深度介于1至5微米之间,各感测电极之间的距离介于30至150微米之间。
在一实施例中,感测电极包括复数第一感测电极及复数第二感测电极,各第一感测电极与各第二感测电极电性连接,且各第一感测电极以信号连接线与场效应晶体管或外部电路连接,与各第二感测电极对应的感测槽用以放置单种或多种生物探针。
在一实施例中,感测电极包括第一感测电极及第二感测电极组,第二感测电极组包括复数第二感测电极,复数第二感测电极以数组式排列且彼此电性连接,第一感测电极与第二感测电极组电性连接,且第一感测电极以信号连接线与场效应晶体管或外部电路连接,与各第二感测电极对应的感测槽用以放置生物探针。
在一实施例中,感测电极包括第一感测电极组及第二感测电极,第一感测电极组包括复数第一感测电极,复数第一感测电极以数组式排列且彼此电性连接,第一感测电极组与第二感测电极电性连接,且各第一感测电极以信号连接线与场效应晶体管或外部电路连接,与第二感测电极对应的感测槽用以放置生物探针。
在一实施例中,导电层包括复数导电通路,各导电通路分别电性连接各感测电极。
在一实施例中,基板的制造材料为硅、玻璃或软板基材,导电层及感测层的制造材料为铝铜、铝硅铜、钛金、氮化钛或金,黏附层的制造材料为氧化硅、氮化硅、聚酰亚胺、铬或以上材料的聚合物。
在一实施例中,黏附层包括第一黏附层、第二黏附层及第三黏附层,第一黏附层设置于基板上,导电层设置于第一黏附层上,第二黏附层设置于第一黏附层上并包覆导电层,感测层设置于第二黏附层上并通过导电柱与导电层电性连接,第三黏附层设置于第二黏附层上并于对应感测层的各感测电极处形成感测槽。
在一实施例中,生物感测芯片还包括壳体,封装基板及黏附层之外侧,且壳体于对应各感测槽处具有开口。
在一实施例中,信号连接线其一端穿过壳体以与感测层的感测电极其中之一电性连接,另一端与场效应晶体管电性连接。
在一实施例中,信号连接线其一端穿过第一黏附层、基板及壳体以电性连接导电层,另一端与场效应晶体管电性连接。
在一实施例中,生物感测芯片还包括抑制层,位于感测层的感测面上方,用以抑制感测面与生物分子之间的吸附。
在一实施例中,生物感测芯片还包括捕捉层,位于感测层的感测面上方,用以捕捉生物分子。
本发明又提供一种生物感测芯片制造方法,包括以下步骤:选取基板;于基板上形成第一黏附层;于第一黏附层上设置感测层,感测层包括复数感测电极;及电性连接感测层的其中一感测电极与场效应晶体管或外部电路。
在一实施例中,方法还包括以下步骤:于第一黏附层上形成导电层;将导电层进行图形化处理以形成多个导电通路;以第二黏附层包覆导电层;将第二黏附层进行图形化处理以形成多个导电槽,导电槽用以设置导电柱以与感测层电性连接;将感测层进行图形化处理以形成些感测电极;以第三黏附层包覆感测层;将第三黏附层进行图形化处理以使对应些感测电极处形成感测槽;及以信号连接线的一端电性连接感测层或导电层,另一端用以与外部电路或场效应晶体管电性连接。
在一实施例中,方法还包括:于其中感测槽设置参考电极,参考电极与感测电极电性连接,参考电极的上表面高于第三黏附层的上表面。
在一实施例中,方法还包括:以壳体封装基板、第一黏附层、第二黏附层及第三黏附层,且壳体于对应各感测槽处具有开口。
在一实施例中,电性连接信号连接线的一端与感测层的感测电极其中之一,信号连接线的另一端穿过壳体以与场效应晶体管电性连接。
在一实施例中,电性连接信号连接线的一端与导电层,信号连接线的另一端穿过第一黏附层及壳体以与场效应晶体管电性连接。
在一实施例中,方法还包括:将抑制层设置于感测层的感测面上方,用以抑制感测面与生物分子之间的吸附。
在一实施例中,方法还包括:将捕捉层设置于感测电极的上表面,用以捕捉生物分子抗体。
本发明还提供一种微流道系统,包括微流道模块、芯片组及复数场效应晶体管。微流道模块包括第一传动槽、样本腔、微流道、过滤腔、感测腔、缓冲腔、第二传动槽及废弃腔。第一传动槽用以放置第一传动器。样本腔用以容纳待测物。微流道连接样本腔,第一传动器产生压力使待测物自样本腔移动至微流道,微流道的内壁具有抗体镀膜。过滤腔连接微流道。感测腔连接过滤腔。缓冲腔连接感测腔,用以容纳缓冲液体。第二传动槽连接缓冲腔,用以放置第二传动器,第二传动器产生压力使缓冲腔中的缓冲液体移动至感测腔。废弃腔连接感测腔。芯片组位于感测腔内,包括如上所述的生物感测芯片。复数场效应晶体管分别电性连接如上所述的生物感测芯片。
在一实施例中,微流道模块还包括平板,第一传动槽、样本腔、微流道、过滤腔、感测腔、缓冲腔、第二传动槽及废弃腔形成于平板内。
在一实施例中,微流道系统还包括电路板,芯片组、场效应晶体管及微流道模块位于电路板上,场效应晶体管与电路板电性连接。
附图说明
结合附图并参考以下详细说明,本发明各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。在附图中,相同或相似的附图标注表示相同或相似的元素。
图1是根据一实施例的生物感测芯片的剖视图。
图2是根据另一实施例的生物感测芯片的一视角的剖视示意图。
图3是图1实施例中生物感测芯片的场效应晶体管的剖视示意图。
图4是根据一实施例的生物感测芯片制程的流程图。
图5是于图3的场效应晶体管上形成第一绝缘层的剖视示意图。
图6是使图5的第一绝缘层形成凹陷结构的剖视示意图。
图7是于图6的第一绝缘层上形成导电层的剖视示意图。
图8是于图7的导电层上形成第二绝缘层的剖视示意图。
图9是于图8的第二绝缘层上形成感测层的剖视示意图。
图10是图2的生物感测芯片的剖视示意图,显示感测层上形成捕捉层。
图11是根据一实施例的生物感测芯片及电路板的侧视图。
图12是根据一实施例的生物感测芯片及电路板的剖视示意图。
图13A是根据另一实施例的生物感测芯片及电路板的顶视图。
图13B是根据又一实施例的生物感测芯片及电路板的顶视图。
图13C是根据又一实施例的生物感测芯片及电路板的顶视图。
图13D是根据又一实施例的生物感测芯片及电路板的顶视图。
图14是图11实施例的第一黏附层形成于基板上的剖视示意图。
图15是于图14的第一黏附层上形成导电层的剖视示意图。
图16是对图15的导电层进行图形化处理后的剖视示意图。
图17是于图16的导电层上形成第二黏附层的剖视示意图。
图18是于图17的第二黏附层上形成感测层的剖视示意图。
图19是对图18的感测层进行图形化处理后的剖视示意图。
图20是于图19的感测层上形成第三黏附层的剖视示意图。
图21是对图20的第三黏附层进行图形化处理后的剖视示意图。
图22是于图21的基板、黏附层外侧封装的剖视示意图。
图23是图13A的生物感测芯片及电路板的剖视示意图,显示生物感测芯片包括捕捉层或抑制层及参考电极。
图24是根据一实施例的微流道系统的立体分解图。
图25是图24实施例中下板的顶视示意图。
图26是图24实施例中标示A位置的局部放大图。
具体实施方式
以下内容阐述本发明与一些较佳实施例,供本领域技术人员了解本发明的特征。虽然附图中显示了本发明的优选实施例,然而应该理解,可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反,提供这些实施例是为了使本发明更加透彻和完整,并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
在本文中使用的术语“包括”及其变形表示开放性包括,即“包括但不限于”。除非特别申明,术语“或”表示“和/或”。术语“基于”表示“至少部分地基于”。术语“一个示例实施例”和“一个实施例”表示“至少一个示例实施例”。术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”。术语“第一”、“第二”等等可以指代不同的或相同的对象。
参考图1及图2,图1是根据一实施例的生物感测芯片的剖视图,图2是根据另一实施例的生物感测芯片的一视角的剖视示意图。生物感测芯片10、11包括场效应晶体管100、绝缘层120、导电层130及感测层150。场效应晶体管100具有栅极102。绝缘层120设置于场效应晶体管100上并包覆栅极102。导电层130设置于绝缘层120内,导电层130通过导电柱140与栅极102电性连接。感测层150设置于绝缘层120上,感测层150通过导电柱140与导电层130电性连接,感测层150具有感测面152,感测面152为感测层150相对于导电柱140的另一表面,感测面152具有复数纳米粒子154。
在一些实施例中,感测层150作为延伸式栅极(Extended Gate)与场效应晶体管100的栅极102电性连接,进而使生物感测芯片10、11形成延伸式栅极场效应晶体管(Extended-Gate Field-Effect Transistor,EGFET)。其中,导电层130及导电柱140可作为延伸式栅极场效应晶体管连接栅极102和感测层150的导体。
在一些实施例中,生物感测芯片10、11应用于对生物分子进行检测或分析,故在上述延伸式栅极场效应晶体管的结构下,可避免生物感测芯片10、11中的场效应晶体管100与待检测的生物分子(例如以液体型态存在的生物分子)直接接触,同时也可减少光对场效应晶体管100的影响,而得到更精准的检测结果。
再者,如前所述的导电层130设置于场效应晶体管100上,且感测层150设置于130导电层上的结构可使生物感测芯片10、11形成三维感测结构。当具有对多种生物分子进行多通道检测的需求时,三维感测结构相对于二维感测结构,可以允许在有限的空间内(例如同一块晶圆上)放置更多生物感测芯片10、11,从而增加用以感测的区域,同时可提高生物分子检测时的讯噪比(Signal-to-Noise Ratio,SNR)。
参考图3,图3是图1实施例中生物感测芯片的场效应晶体管的剖视示意图。场效应晶体管100的类型不受限制。在一些实施例中,可以N通道的MOSFET来实现,即场效应晶体管100以N型半导体区域作为源极104和漏极106设置在P型晶体管基板108中,并使栅极102外露于晶体管基板108外。在一些实施例中,可以P通道的MOSFET来实现,即场效应晶体管100以P型半导体区域作为源极104和漏极106设置在N型晶体管基板108中,并使栅极102外露于晶体管基板108外。
参考图4,图4是根据一实施例的生物感测芯片制程的流程图,需注意的是,下列依序描述生物感测芯片制程的步骤,但此顺序并非本发明的限制。场效应晶体管100的上方具有绝缘层120,在一些实施例中,绝缘层120包括第一绝缘层122及第二绝缘层124(见于图1)。如图5所示,第一绝缘层122形成于场效应晶体管100的上方并包覆场效应晶体管100中外露于晶体管基板108的栅极102(步骤S10)。
在一些实施例中,可以蚀刻等方式使第一绝缘层122形成一凹陷结构(如图6所示)。凹陷结构的形成是自第一绝缘层122的上表面往朝向场效应晶体管100的方向移除部分第一绝缘层122(步骤S12),移除的部分可以为长方形区域,进而使第一绝缘层122具有一个中央平台123a和位于中央平台123a两侧的侧壁123b。
参考图4及图7,图7是于图6的第一绝缘层上形成导电层的剖视示意图。导电层130设置于第一绝缘层122上(步骤S14),具体而言可位于第一绝缘层122的中央平台123a上和二侧壁123b的径向内侧。在一些实施例中,导电层130位于对应场效应晶体管100的栅极102的位置。于设置导电层130时,可先于第一绝缘层122对应栅极102处开设导电柱140,再对应导电柱140的位置设置导电层130,如此一来,导电柱140的一端连接栅极102,另一端连接导电层130,进而使栅极102与导电层130之间电性连接。
参考图4、图8及图9,图8是于图7的导电层上形成第二绝缘层的剖视示意图,图9是于图8的第二绝缘层上形成感测层的剖视示意图。第二绝缘层124形成于第一绝缘层122的上方并且包覆导电层130(步骤S16),第二绝缘层124的上方则设置感测层150,并且通过导电柱140将导电层130与感测层150之间电性连接(步骤S18)。感测层150具有感测面152,感测面152是感测层150中相对于导电柱140接触的表面的另一表面。藉由第一绝缘层122的侧壁123b的结构,可以减少周围环境对感测层150的干扰,进而改变感测层150于感测时的精确性。
如前所述,生物感测芯片10、11可应用于生物分子的检测和分析,在一些实施例中,感测面152即是与生物分子接触之处。于生物分子与感测面152接触时,生物分子会使感测面152发生电荷变化,经导电层130与感测层150电性连接的场效应晶体管100撷取并分析此表面电荷变化后可得到生物分子的信息。
参考图4及复参考图1,感测面152具有多个纳米粒子154,纳米粒子可以不同的方式形成于感测面152上(步骤S20)。在一些实施例中,纳米粒子154为上凸下平的半圆形,其直径可介于50纳米至200纳米之间,从而使感测面152构成一个三维起伏的不平坦表面,进而增加感测面152的表面积和感测面152对表面电荷变化的敏感度。在另一些实施例中,纳米粒子154是圆锥形、圆柱形、方柱形、长方形,或者任何形状的多边形。
纳米粒子154可以多种方式形成于感测面152,以下仅为个别举例,在此并不对形成的方式有所限制。
在一些实施例中,可以喷墨打印(Inkjet-printing)或压印(Imprint)的方式将复数金属液滴喷射或移转到感测面152上,待感测面152上的金属液滴干燥并凝固后,即可形成纳米粒子154。
在另一些实施例中,则是以光阻(Photoresist)及电镀(Electroplating)的方式设置纳米粒子154。具体而言,先于感测面152上设置复数光阻,感测面152上未被光阻遮挡的区域的形状及大小对应欲形成的纳米粒子154的形状及大小。随后以电镀的方式将金属层沉积于感测面152上未被设置光阻之处,金属层的厚度为欲形成的纳米粒子154的半径。于沉积完成后移除所设置的光阻,并以快速热退火(Fast Thermally Annealing)加热和冷却感测层150,即可于感测面152形成纳米粒子154。
在又一些实施例中,纳米粒子154以固态金属粒子来实现,而该些金属粒子可藉由化学键键结的方式固定于感测面152上,进而使感测面152构成三维起伏的不平坦表面。
在一些实施例中,形成纳米粒子154的金属液滴、金属层、金属粒子的材料可为任何种类的金属,并可以依据导电层130及感测层150的制造材料选择纳米粒子154的制造材料,以使生物感测芯片10、11具有更好的感测精确度和灵敏度。举例而言,若欲以金(Au)制造导电层130及感测层150时,纳米粒子的制造材料可以选择金或银(Ag);而若导电层130及感测层150的制造材料为铂(Pt),则纳米粒子的制造材料可以选择铂或银。
参考图2、图4及图10,图10是图2的生物感测芯片的剖视示意图,显示感测层上形成捕捉层。在一些实施例中,生物感测芯片11还包括捕捉层156,将捕捉层156设置于感测层150的以纳米粒子154形成三维起伏的不平坦表面的感测面152(以下简称三维表面)上(步骤S22),进一步而言,捕捉层156可以由抗体、脱氧核糖核酸(DNA)、核糖核酸(RNA)、蛋白质、细菌、病毒或细胞等生物可合成的分子或生命体来实现,将捕捉层156设置于三维表面即是将此些分子或生命体改质到三维表面。
捕捉层156具有生物特性或生物功能,当待检测的生物分子与改质后的三维表面接触时,捕捉层156可与生物分子中作为检测目标的特定生物分子进行连结(Binding),进而使三维表面可用于针对特定生物分子的检测和分析。
具体而言,当有多种生物分子与三维表面接触时,捕捉层156可以准确的识别特定的目标分子,进而选择性地与特定的生物分子连结,以减少非检测目标的生物分子的干扰,同时提高检测的敏感度。
在一些实施例中,三维表面上不设有捕捉层156而是设有抑制层157,抑制层157用以抑制或阻挡特定的生物分子吸附到感测面152。抑制层157亦可以抗体等生物可合成的分子或生命体来实现,然抑制层157所选用的生物可合成分子或生命体需与捕捉层156所选用的生物可合成分子或生命体有所不同,进而分别达成抑制特定生物分子结合和选择性地与特定的生物分子链接的功能。在一些实施例中,除以抗体等生物可合成的分子或生命体作为抑制层157外,以阻断分子(Blocking Molecule)作为抑制层157也可达到良好的效果。
在一些实施例中,捕捉层156或抑制层157设置于三维表面上时,捕捉层156或抑制层157与感测面152之间可以使用隔离法、包埋法、吸附法、共价结合法等方式形成牢固地附着于感测面152上,其中吸附法可为以物理键结(例如离子键、亲疏水性或范德华力)或化学键结的方式使捕捉层156或抑制层157固定于三维表面上。
而将捕捉层156或抑制层157涂覆于三维表面上时,可使用可见光照射于感测面152以确认捕捉层156或抑制层157是否涂覆均匀。因可见光照射于感测面152上会产生区域型表面电浆共振(Localized Surface Plasmon Resonance),若捕捉层156或抑制层157未涂覆均匀,涂覆较多的区域及涂覆较少的区域将产生不同颜色的反射光,而此共振现象于金制造的感测层150及纳米粒子156上会尤为明显。
参考图11,图11是根据一实施例的生物感测芯片及电路板的侧视图。在一些实施例中,生物感测芯片30、31位于外部电路370上,外部电路370可替换为场效应晶体管372,并藉由生物感测芯片30、31中的信号连接线360与场效应晶体管372或外部电路370电性连接。
生物感测芯片30、31包括基板310、黏附层320、感测层350及信号连接线360。黏附层320和感测层350设置于基板310上,感测层350可设置于黏附层320上侧也可设置于黏附层320内,仅需以黏附层320隔离感测层350与基板310之间即可。感测层350包括复数感测电极352,感测电极352包括第一感测电极352a和第二感测电极352b(另见于图12、图13A-图13D),信号连接线360连接场效应晶体管372时以其一端与感测层350的感测电极352的上表面电性连接,另一端与场效应晶体管372或外部电路370连接。
在一些实施例中,基板310的制造材料为硅、玻璃、软板基材或以不同材料参杂配置而成。其中,软板基材可为铜箔和薄膜材料粘合制成的铜箔基板(FCCL),并可加上保护膜、补强板、防静电层等材料形成可反复弯曲的软板基材。
黏附层320可以替换为氧化物制成的氧化层或如前所述的绝缘层120,黏附层320的制造材料可以为氧化硅、氮化硅、聚酰亚胺(PI)、铬或以上材料的聚合物等介电系数较低的材料,且黏附层320可以化学氧化处理、热氧化处理、化学气相沉积法或物理气相沉积法等形成于基板310上。
在一些实施例中,生物感测芯片30、31用以对生物分子进行检测,其中可使用生物探针与感测层350接触。在一些实施例中,生物探针上具有自动植物提取出的发挥感知作用的生物分子,例如生物组织、微生物、细胞、抗体、抗原、核酸、DNA等。
生物感测芯片30、31的感测层350与场效应晶体管372电性连接时,是与场效应晶体管372的栅极电性连接而形成延伸式栅极场效应晶体管,即将生物感测芯片30、31的感测层350视为延伸式栅极场效应晶体管的延伸式栅极。与生物感测芯片10、11类似,在延伸式栅极场效应晶体管的结构下,可避免生物感测芯片30、31中的场效应晶体管372与待检测的生物分子直接接触,而得到更精准的检测结果。
参考图12及图13A,图12是根据一实施例的生物感测芯片及电路板的剖视示意图,图13A是根据另一实施例的生物感测芯片及电路板的顶视图。在一些实施例中,感测电极352包括第一感测电极352a和第二感测电极352b,第一感测电极352a和第二感测电极352b的数量不限。场效应晶体管372与第一感测电极352a电性连接,而生物探针设置于第二感测电极352b上。此时生物感测芯片30、31可包括导电层330,导电层330可通过真空蒸镀、电镀、化学气相沉积法或物理气相沉积法等设置于黏附层320。导电层330包括复数导电通路332,并且藉由导电通路332将第二感测电极352b(用于接触生物探针)与第一感测电极352a(用于连接场效应晶体管372)进行电性连接。其中,导电通路332与各个第一感测电极352a和第二感测电极352b之间的电性连接通过导电柱340来实现。
在一些实施例中,一个第二感测电极352b通过一个导电通路332电性连接一个第一感测电极352a(如图13A所示)。若同一生物感测芯片30、31具有多个第一感测电极352a和多个第二感测电极352b,各第二感测电极352b则分别通过导电通路332电性连接各个第一感测电极352a(如图13B所示),并分别以信号连接线360连接第一感测电极352a和场效应晶体管372或第一感测电极352a和外部电路370,以第二感测电极352b与生物探针接触。
参考图13C,图13C是根据又一实施例的生物感测芯片及电路板的顶视图。在另一些实施例中,多个第二感测电极352b以一个或复数导电通路332将彼此电性连接形成第二感测电极组351b,多个第二感测电极352b之间可以数组式排列,但排列方式并不限于此。第二感测电极组351b与第一感测电极352a电性连接。其中,第一感测电极352a与场效应晶体管372或外部电路370连接,而第二感测电极组351b中的各个第二感测电极352b上可放置同种或不同种的生物探针,即一个场效应晶体管372或外部电路370可接收多个生物探针的信号,而使生物感测芯片30、31达到多通道检测的效果。
参考图13D,图13D是根据又一实施例的生物感测芯片及电路板的顶视图。在又一些实施例中,多个第一感测电极352a通过一个或复数导电通路332将彼此电性连接形成第一感测电极组351a,多个第一感测电极352a之间可以数组式排列,但排列方式并不限于此。第一感测电极组351a与第二感测电极352b电性连接。其中,第一感测电极组351a中的各个第一感测电极352a分别与场效应晶体管372或外部电路370连接,而第二感测电极352b上可放置生物探针。各个第一感测电极352a连接的场效应晶体管372可为相同类型或不同类型的场效应晶体管372。例如选用相同类型的场效应晶体管372与各第一感测电极352a连接时,可就同一生物探针信息得到多个量测结果,减少量测误差造成的影响;而选用不同类型的场效应晶体管372与各第一感测电极352a连接时,各个场效应晶体管372可针对不同特性或不同信号范围的生物分子或进行量测,而使生物感测芯片30、31可以提供更宽广的量测范围。
在一些实施例中,导电层330及感测层350的制造材料可以为铝铜、铝硅铜、钛金、氮化钛或金等。感测电极352的截面可以为圆形、长方形或任何形状的多边形,其中,第一感测电极352a的横截面积可大于第二感测电极352b的横截面积,进而使信号连接线360与第一感测电极352a之间的连接更可靠。在另一些实施例中,第一感测电极352a的横截面积也可小于第二感测电极352b的横截面积或等于第二感测电极352b。各个感测电极352之间的距离可介于30至150微米之间。设计感测电极352的排列方式时可依据感测电极352上欲放置的生物探针的种类及/或数量而定,在此不做限制。
在一些实施例中,黏附层320包覆感测层350,此时为使生物探针得与感测层350接触,感测层350上方的黏附层320于对应感测电极352处形成感测槽328,而使感测电极352可外露于黏附层320。在一些实施例中,感测槽328的深度介于1至5微米之间。
在一些实施例中,黏附层320包括第一黏附层322、第二黏附层324及第三黏附层326,第一黏附层322设置于基板310上,用将感测层350及导电层330与基板310隔离,防止基板310和感测层350及导电层330之间的电信干扰,同时也可确保感测层350及导电层330牢固的附和在基板310上。
第二黏附层324和导电层330设置于第一黏附层322上,并以第二黏附层324包覆导电层330。感测层350设置于第二黏附层324上,其中第二黏附层324中开设导电柱340,导电柱340使感电层330可与感测层350电性连接。导电柱340的一端连接一第一感测电极352a或第二感测电极352b,另一端连接导电通路332。如前所述导电层330具有复数导电通路332,感测层350具有复数感测电极352,故第二黏附层324中可具有复数个导电柱340,进而使每一感测电极352皆可通过导电柱340与导电通路332电性连接。
第三黏附层326设置于第二黏附层324上,且第三黏附层326即为包覆感测层350,并于对应各感测电极处352形成感测槽328的黏附层320。
在一些实施例中,生物感测芯片30、31包括壳体390,壳体390对基板310及黏附层320中裸露于外的底部、两侧及上侧进行封装,且壳体390在对应感测槽328处具有开口392。开口392避免壳体390阻挡生物探针于感测槽328处接触第二感测电极352b,除此之外,开口392也可形成一个承载生物分子的空间。壳体390可保护生物感测芯片30、31放置在外部电路370上时,壳体390可起到分隔生物感测芯片30、31和外部电路370的作用,确保只有信号连接线360与外部电路370之间具有电性连接。
若壳体390未使第一感测电极352a外露,则信号连接线360连接外部电路370或场效应晶体管372时,需穿过壳体390。在一些实施例中,信号连接线360的一端自外部由壳体390对应第一感测电极352a处穿过壳体390并于感测槽328处与第一感测电极352a电性连接,信号连接线360的另一端留置生物感测芯片30、31外部,并可依据需求与外部电路370或场效应晶体管372的栅极连接。
在另一些实施例中,信号连接线360的一端自壳体390的底部依序穿过壳体390、基板310和第一黏附层322而与导电层330的导电通路332连接,其中,导电通路332通过导电柱340与第一感测电极352a电性连接,信号连接线360的另一端则留置生物感测芯片30、31的外部,并可另外连接外部电路370或场效应晶体管372。
在又一些实施例中,信号连接线360与导电通路332电性连接的一端也可自壳体390的侧面依序穿过壳体390和第一黏附层322而达到与第一感测电极352a电性连接的效果。
在一些实施例中,外部电路370或场效应晶体管372于连接信号连接线360后,仍可随时依据需求拆卸并更换。信号连接线360可为导线、连接器、接插头等具有电讯连接和传输功能之组件。
生物感测芯片30的制作时将感测层350设置于第一黏附层322上,并直接以信号连接线360连接感测层350(如图11所示)
参考图11、图14至图22,在一些实施例中,制造生物感测芯片30、31的流程亦可如下,然下列步骤顺序仅为举例,并非本发明的限制:
(1):可先选取适合尺寸及材料的基板310,并于基板上310形成第一黏附层322(见于图14)。
(2):于第一黏附层322上形成导电层330(见于图15),可依据使用者的需求或生物感测芯片30、31的设计对导电层330进行图形化处理,以使导电层330形成多个导电通路332(见于图16)。
(3):以第二黏附层324包覆导电层330,于对应导电通路332处对第二黏附层324图形化处理以形成导电槽341,并于导电槽341处设置导电柱340(见于图17),导电柱340用以供后续与感测层350的感测电极352电性连接。
(4):将感测层350设置于第二黏附层324上(见于图18)。
(5):对感测层350进行图形化处理以形成多个感测电极352,各个感测电极352即藉由导电柱340与各个导电通路332电性连接(见于图19),其中,感测电极352中的各个第一感测电极352a可分别用于以信号连接线360连接外部电路370或场效应晶体管372,感测电极352中的各个第二感测电极352b也可用于放置生物探针,进而对生物探针上的生物分子进行感测。
(6):以第三黏附层326包覆感测层350(见于图20),并对第三黏附层326进行图形化处理以使对应感测电极352处形成感测槽328(见于图21)。
(7):以一具有开口392的壳体390对基板310、第一黏附层322、第二黏附层324、第三黏附层326进行封装,开口392对应感测槽328和第二感测电极352b而使第二感测电极352b外露于壳体390(见于图22)。在一些实施例中,开口392于封装前或封装后开设。
(8):以信号连接线360连接第二感测电极352b,信号连接线360可于感测槽328处穿过壳体390连接外部,也可穿过壳体390、黏附层320及/或基板310而经导电通道332电性连接第二感测电极352b(见于图12及图23)。
在一些实施例中,前述图形化处理是指以蚀刻等方式制定出特定的形状或结构。
参考图23,图23是图13A的生物感测芯片及电路板的剖视示意图,显示生物感测芯片包括捕捉层或抑制层及参考电极。在一些实施例中,第二感测电极352b上可设置捕捉层354或抑制层355,捕捉层354及抑制层355已于前说明,在此不再赘述。
在一些情况下,于第二感测电极352b上可设置捕捉层354或抑制层355时,会出现捕捉层354或抑制层355的组成物质分布不均匀的问题,而使该分布不均的感测电极352b量测得的电位信号与其他感测电极352b之间会有较大的差异,造成对生物分子的量测出现误差。而前述以第二感测电极组351b电性连接一个第一感测电极352a的方式,可于发现第二感测电极组351b中的其中一第二感测电极352b具有分布不均的问题时,以平均各第二感测电极352b上量测所得的电位信号的方式来降低分布不均的感测电极352b带来的影响。
在一些实施例中,生物感测芯片31还包括参考电极380,参考电极380与第二感测电极352b之一电性连接,参考电极380可设置于感测槽328,参考电极380的上表面高于第三黏附层326的上表面。第二感测电极352b对所接触的生物分子进行电荷感测时,参考电极380可提供一个已知及稳定的电位作为第二感测电极352b比较的基准,进而达到更为准备的感测。在一些实施例中,参考电极380的制造材料可以为氯化银、银或铂。
在一些实施例中,生物感测芯片10、11、30、31可分别用以对不同的生物分子进行检测而得到生物分子的信息,例如得到生物分子的酸碱度。而生物分子可以为尿素、肌酸杆、青霉素、甲醛、免疫物质等。
参考图24及图25,图24是根据一实施例的微流道系统的立体分解图,图25是图24实施例中下板的顶视示意图。微流道系统包括微流道模块20及芯片组24。其中微流道模块20包括第一传动槽200、样本腔202、微流道204、过滤腔208、感测腔210、缓冲腔212、第二传动槽214及废弃腔216。芯片组24位于感测腔210内。
在一些实施例中,微流道模块20包括平板218,其中第一传动槽200、样本腔202、微流道204、过滤腔208、感测腔210、缓冲腔212、第二传动槽214及废弃腔216形成于平板218内。平板218可以一体成型或由上板219及下板224拼接而成(如图11中微流道20属于上板219及下板224拼接的形式),在此不做限制。
第一传动槽200、样本腔202、微流道204、过滤腔208、感测腔210依序连接在一起。其中,在一些实施例中,样本腔202用以容纳待测物,待测物可以是液体型态的生物分子,生物分子中具有作为检测目标的特定生物分子。第一传动槽200用以放置第一传动器,第一传动器产生压力时使待测物自样本腔202移动至微流道204。以第一传动器为气泵为例,气泵产生的气流通向样本腔202时,气流会对样本腔202中的待测物施加压力,而将待测物推送至微流道204,并自微流道204依序进入过滤腔208和感测腔210。
参考图26,图26是图24实施例中标示A位置的局部放大图。微流道204的管道内壁205具有抗体镀膜206,抗体镀膜206中的抗体可与待测物中的部分生物分子结合,而使部分生物分子聚集和沉降。以抗体镀膜206由Anti-D抗体,且待测物为血液为例,血液被推送至微流道204后,微流道204内壁205上的Anti-D将与血液中Rh(D)阳性红血球表面的特定抗原相互作用,造成Rh(D)阳性红血球在血液于微流道204流动的过程中逐渐聚集和沉降在内壁205处,进而使自微流道204流至过滤腔208的血液中不再包括Rh(D)阳性红血球。
复参考图24或25。过滤腔208可对自微流道204流入的待测物进行进一步的过滤,而排除更多非检测目标的生物分子。再以前述待测物为血液为例,过滤腔208可设有多孔性滤透膜(Porous Filter Membrane),分离Rh(D)阳性红血球后流入过滤腔208的血液或血浆经多孔性滤透膜再次过滤,进而去除残余的红血球(例如无法与Anti-D相互作用的Rh(D)阴性红血球)或碎片,而仅保留血浆或血清流入感测腔210。
待测物经过滤腔208过滤后,流至感测腔210进行感测,感测腔210内可依据需求设置芯片组24。芯片组24包括二个不同的生物感测芯片10、11,其中一个为感测面152上具有捕捉层156的生物感测芯片11(下称第一芯片),另一个为感测面152上未设有任何捕捉层156、抑制层157的生物感测芯片10(下称第二芯片)。其中,第二芯片也可替换为感测面152上具有抑制层157的生物感测芯片11。
在一些实施例中,微流道系统可另包括复数场效应晶体管372(图24中未示),并以感测电极352上具有捕捉层354的生物感测芯片31与场效应晶体管372的栅极电性连接后作为第一芯片,以感测电极352上未设有任何捕捉层354、355的生物感测芯片30与另一场效应晶体管372的栅极电性连接后作为第二芯片。其中,第二芯片也可替换为感测电极352上具有抑制层355的生物感测芯片31。
以下以芯片组24中的生物感测芯片10、11分别为具捕捉层156的生物感测芯片11及未设有任何捕捉层156、抑制层157的生物感测芯片10为例。
在一些实施例中,微流道系统包括电路板26,微流道模块20和芯片组24位于电路板26上,其中微流道模块20的感测腔210朝向电路板26的一侧可为无底部的开放结构,供芯片组24与电路板26电性连接。
经过滤腔208过滤后的待测物于感测腔210内由芯片组24进行侦测。如前所述,于生物分子与感测面152接触时,生物分子会使感测面152的表面发生电荷变化,而由于待测物流至感测腔210后将与第一芯片的感测面152上的捕捉层156进行连结(Binding),且待测物不会与第二芯片的感测面152进行链接,故第一芯片及第二芯片中的场效应晶体管100可撷取到的感测面152上产生的电荷变化将有所不同。
复参考图24或25,感测腔210除过滤腔208外亦分别连接缓冲腔212及废弃腔216,第二传动槽214则连接缓冲腔212。其中,在一些实施例中,缓冲腔212用以容纳用于冲洗芯片组24上的待测物的缓冲液体,第二传动槽214用以放置第二传动器。
在一些实施例中,第一传动器及第二传动器可以为任何可产生压力的泵或活塞,而第一传动器及第二传动器可具有彼此相同或不同的类型或规格。
于第一芯片及第二芯片的场效应晶体管100分别开始侦测感测面152上的电荷变化而分别取得电子信号后,第二传动槽214所放置的第二传动器产生压力,将缓冲液体自缓冲腔212推送至感测腔210,缓冲液体将带动感测腔中210未与第一芯片的捕捉层156产生连结的待测物一同流至废弃腔216。
与此同时,第一芯片和第二芯片的场效应晶体管100持续侦测感测面152上的电荷变化,因第一芯片具有捕捉层156可捕捉特定生物分子,而第二芯片无捕捉层156与之结合,故上述过程中所侦测得的电子信号将具有一差值,该电子信号差值于计算后,便可得待测物中特定生物分子所贡献的电子信号。
另,以下以感测电极352上具有捕捉层354的生物感测芯片31与场效应晶体管372的栅极电性连接后作为第一芯片,以感测电极352上未设有任何捕捉层354、抑制层355的生物感测芯片30与另一场效应晶体管372的栅极电性连接后作为第二芯片为例。
在一些实施例中,微流道系统包括电路板26,微流道模块20、芯片组24及复数场效应晶体管372位于电路板26上,各个场效应晶体管372的栅极分别与生物感测芯片30、31中的第一感测电极352a电性连接。各个场效应晶体管372可位于微流道模块20的感测腔210内,并透过感测腔210朝向电路板26的一侧可为无底部的开放结构以漏极或源极与电路板26电性连接。
经过滤腔208过滤后的待测物于感测腔210内由芯片组24进行侦测。于生物分子与感测电极352接触时,生物分子会使感测电极352的表面发生电荷变化,而由于待测物流至感测腔210后将与第一芯片的感测电极352上的捕捉层354进行连结(Binding),且待测物不会与第二芯片的感测电极352进行链接,故第一芯片及第二芯片所电性连接的场效应晶体管372可分别撷取到的感测电极352上产生的电荷变化将有所不同。
复参考图24或25,感测腔210除过滤腔208外亦分别连接缓冲腔212及废弃腔216,第二传动槽214则连接缓冲腔212。其中,在一些实施例中,缓冲腔212用以容纳用于冲洗芯片组24上的待测物的缓冲液体。
于与第一芯片及第二芯片电性连接的场效应晶体管372分别开始侦测感测电极352上的电荷变化而分别取得电子信号后,第二传动槽214所放置的第二传动器产生压力,将缓冲液体自缓冲腔212推送至感测腔210,缓冲液体将带动感测腔中210未与第一芯片的捕捉层354产生连结的待测物一同流至废弃腔216。
与此同时,各个场效应晶体管372持续侦测感测电极352上的电荷变化,因第一芯片具有捕捉层354可捕捉特定生物分子,而第二芯片无捕捉层354与之结合,故上述过程中所侦测得的电子信号将具有一差值,该电子信号差值经电路板26传输至外部处理器计算后,便可得待测物中特定生物分子所贡献的电子信号。
在一些实施例中,微流道模块20还包括第一注入口220和第二注入口222,第一注入口220和第二注入口222分别连接样本腔202和缓冲腔212,用以供使用者从外部将待测物及缓冲液体注入微流道模块20中。
在一些实施例中,可以第一传动槽200或第二传动槽214中的第一传动器及/或第二传动器对待测物和缓冲液体进行时序控制(Time Control/Sequence Control),即控制待测物和缓冲液体依照特定顺序进入感测腔210。
综上所述,生物感测芯片10、11可作为延伸式栅极场效应晶体管以对生物分子进行检测,且得提高生物感测芯片10、11的讯噪比(SNR)及单位晶圆面积的电容量(Capacitance per Wafer Area);生物感测芯片30、31的感测层350可作为延伸式栅极而与可拆卸的外部电路370或场效应晶体管372电性连接,进而形成延伸式栅极场效应晶体管;运用以上生物感测芯片10、11、30、31的微流道系统可使生物分子的检测结果更为准确。
综上所述,依照上面实施例中的描述,本发明可能有许多的修正与差异。因此需在其附加的权利请求项的范围内加以理解,除上述详细描述外,本发明还可以广泛地在其他的实施例中施行。上述仅为本发明的较佳实施例而已,并非用以限定本发明的申请专利范围;凡其它未脱离本发明所揭示的精神下所完成的等效改变或修饰,均应包括在下述申请专利范围内。
Claims (28)
1.一种生物感测芯片,其特征在于,包括:
基板,
黏附层,设于所述基板上;
感测层,设于所述基板上,包括复数感测电极;及
信号连接线,其一端与所述感测层的所述感测电极电性连接,另一端用以与场效应晶体管或外部电路连接。
2.根据权利要求1所述的生物感测芯片,其特征在于,还包括:
导电层,位于所述黏附层内,所述导电层与各所述感测电极通过导电柱电性连接。
3.根据权利要求2所述的生物感测芯片,其特征在于,所述黏附层包覆所述感测层且于对应各所述感测电极处形成感测槽。
4.根据权利要求3所述的生物感测芯片,其特征在于,还包括:
参考电极,设置于所述感测槽并与所述感测电极电性连接。
5.根据权利要求4所述的生物感测芯片,其特征在于,所述参考电极的制造材料为氯化银、银或铂。
6.根据权利要求3所述的生物感测芯片,其特征在于,所述感测槽的深度介于1至5微米之间,各所述感测电极之间的距离介于30至150微米之间。
7.根据权利要求3所述的生物感测芯片,其特征在于,所述感测电极包括复数第一感测电极及复数第二感测电极,各所述第一感测电极与各所述第二感测电极电性连接,且各所述第一感测电极以所述信号连接线与所述场效应晶体管或所述外部电路连接,与各所述第二感测电极对应的所述感测槽用以放置单种或多种生物探针。
8.根据权利要求3所述的生物感测芯片,其特征在于,所述感测电极包括第一感测电极及第二感测电极组,所述第二感测电极组包括复数第二感测电极,所述第二感测电极以数组式排列且彼此电性连接,所述第一感测电极与所述第二感测电极组电性连接,且所述第一感测电极以所述信号连接线与所述场效应晶体管或所述外部电路连接,与各所述第二感测电极对应的所述感测槽用以放置生物探针。
9.根据权利要求3所述的生物感测芯片,其特征在于,所述感测电极包括第一感测电极组及第二感测电极,所述第一感测电极组包括复数第一感测电极,所述第一感测电极以数组式排列且彼此电性连接,所述第一感测电极组与所述第二感测电极电性连接,且各所述第一感测电极以所述信号连接线与所述场效应晶体管或所述外部电路连接,与所述第二感测电极对应的所述感测槽用以放置生物探针。
10.根据权利要求3所述的生物感测芯片,其特征在于,所述导电层包括复数导电通路,各所述导电通路分别电性连接各所述感测电极。
11.根据权利要求3所述的生物感测芯片,其特征在于,所述基板的制造材料为硅、玻璃或软板基材,所述导电层及所述感测层的制造材料为铝铜、铝硅铜、钛金、氮化钛或金,所述黏附层的制造材料为氧化硅、氮化硅、聚酰亚胺、铬或以上材料的聚合物。
12.根据权利要求3所述的生物感测芯片,其特征在于,所述黏附层包括第一黏附层、第二黏附层及第三黏附层,所述第一黏附层设置于所述基板上,所述导电层设置于所述第一黏附层上,所述第二黏附层设置于所述第一黏附层上并包覆所述导电层,所述感测层设置于所述第二黏附层上并通过所述导电柱与所述导电层电性连接,所述第三黏附层设置于所述第二黏附层上并于对应所述感测层的各所述感测电极处形成所述感测槽。
13.根据权利要求12所述的生物感测芯片,其特征在于,还包括:
壳体,封装所述基板及所述黏附层的外侧,且所述壳体于对应各所述感测槽处具有一开口。
14.根据权利要求13所述的生物感测芯片,其特征在于,所述信号连接线其一端穿过所述壳体以与所述感测层的所述感测电极其中之一电性连接,另一端与场效应晶体管电性连接。
15.根据权利要求13所述的生物感测芯片,其特征在于,所述信号连接线其一端穿过所述第一黏附层、所述基板及所述壳体以电性连接所述导电层,另一端与场效应晶体管电性连接。
16.根据权利要求3所述的生物感测芯片,其特征在于,还包括:
抑制层,位于所述感测层的所述感测电极上方,用以抑制感测面与生物分子之间的吸附。
17.根据权利要求1至15中任一所述的生物感测芯片,其特征在于,还包括:
捕捉层,位于所述感测层的所述感测电极上方,用以捕捉生物分子。
18.一种生物感测芯片制造方法,其特征在于,包括:
选取基板;
于所述基板上形成第一黏附层;
于所述第一黏附层上设置感测层,所述感测层包括复数感测电极;及
电性连接所述感测层的其中所述感测电极与场效应晶体管或外部电路。
19.根据权利要求18所述的生物感测芯片制造方法,其特征在于,还包括:
于所述第一黏附层上形成导电层;
将所述导电层进行图形化处理以形成多个导电通路;
以第二黏附层包覆所述导电层;
将所述第二黏附层进行图形化处理以形成多个导电槽,所述导电槽用以设置导电柱以与所述感测层电性连接;
将所述感测层进行图形化处理以形成所述感测电极;
以第三黏附层包覆所述感测层;
将所述第三黏附层进行图形化处理以使对应所述感测电极处形成感测槽;及
以一信号连接线的一端电性连接所述感测层或所述导电层,另一端用以与外部电路或场效应晶体管电性连接。
20.根据权利要求19所述的生物感测芯片制造方法,其特征在于,还包括:
于其中所述感测槽设置参考电极,所述参考电极与所述感测电极电性连接,所述参考电极的上表面高于所述第三黏附层的上表面。
21.根据权利要求19所述的生物感测芯片制造方法,其特征在于,还包括:
以壳体封装所述基板、所述第一黏附层、所述第二黏附层及所述第三黏附层,且所述壳体于对应各所述感测槽处具有开口。
22.根据权利要求21所述的生物感测芯片制造方法,其特征在于,电性连接所述信号连接线的一端与所述感测层的所述感测电极其中之一,所述信号连接线的另一端穿过所述壳体以与场效应晶体管电性连接。
23.根据权利要求21所述的生物感测芯片制造方法,其特征在于,电性连接所述信号连接线的一端与所述导电层,所述信号连接线的另一端穿过所述第一黏附层及所述壳体以与场效应晶体管电性连接。
24.根据权利要求18至23中任一所述的生物感测芯片制造方法,其特征在于,还包括:
将抑制层设置于所述感测层的感测面上方,用以抑制所述感测面与生物分子之间的吸附。
25.根据权利要求18至23中任一所述的生物感测芯片制造方法,其特征在于,还包括:
将捕捉层设置于所述感测电极的上表面,用以捕捉生物分子抗体。
26.一种微流道系统,其特征在于,包括:
微流道模块,包括:
第一传动槽,用以放置第一传动器;
样本腔,用以容纳待测物;
微流道,连接所述样本腔,所述第一传动器产生压力使所述待测物自所述样本腔移动至所述微流道,所述微流道的内壁具有抗体镀膜;
过滤腔,连接所述微流道;
感测腔,连接所述过滤腔;
缓冲腔,连接所述感测腔,用以容纳缓冲液体;
第二传动槽,连接所述缓冲腔,用以放置第二传动器,所述第二传动器产生压力使所述缓冲腔中的所述缓冲液体移动至所述感测腔;及
废弃腔,连接所述感测腔;
芯片组,位于所述感测腔内,包括根据权利要求1至17中任一所述的生物感测芯片;及
复数场效应晶体管,分别电性连接根据权利要求1至17中任一所述的生物感测芯片。
27.根据权利要求26所述的微流道系统,其特征在于,所述微流道模块还包括平板,所述第一传动槽、所述样本腔、所述微流道、所述过滤腔、所述感测腔、所述缓冲腔、所述第二传动槽及所述废弃腔形成于所述平板内。
28.根据权利要求26所述的微流道系统,其特征在于,还包括:
电路板,所述芯片组、所述场效应晶体管及所述微流道模块位于所述电路板上,所述场效应晶体管与所述电路板电性连接。
Applications Claiming Priority (3)
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