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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Immobilisierung von Molekülen, insbesondere
Biomolekülen,
auf einer Oberfläche
eines halbleitenden Substrats, wobei ein die Moleküle enthaltendes
Trägermedium
auf die Oberfläche
aufgebracht wird, und eine Verwendung eines Halbleiter-Wafers zur
Immobilisierung von in einem Trägermedium
befindlichen Biomolekülen
auf einer Oberfläche
des Halbleiter-Wafers. Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung
zur Immobilisierung von Biomolekülen
enthaltend eine Halbleiterscheibe und eine Einrichtung zum Aufbringen
eines die Biomoleküle
enthaltenden Trägermediums
auf eine Oberfläche
der Halbleiterscheibe.
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Die
Abscheidung von spontan aggregierten Monolagen (self assembled monolayers,
SAM) auf Metall-, Halbleiter- oder Isolator-Oberflächen ist
aus biotechnologischen Anwendungen in Bauelementen der Molekular-Elektronik,
bei Biosensoren oder Biokatalysatoren bekannt. Da hierbei insbesondere
die Abscheidung bzw. Bindung von Proteinen, Kohlehydraten, faserartigen
Materialien auf anorganischen Substraten von Bedeutung ist, sind
bereits Verfahren zur Abscheidung bzw. Bindung von derartigen Biomolekülen vorgeschlagen
worden.
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So
ist aus ”Comparison
of the selfchemisorption of azurin on gold and on functionalized
oxide surfaces”,
Surf. Interf. Anal. 34, 2002, S. 40 von B. Schnyder et al. eine
Chemisorption von Azurin, einem Protein mit einem komplex gebundenen
Metallion, auf Gold und oxidierten Isolator-Oberflächen bekannt.
Auf den Isolator-Oberflächen wird
dabei aber lediglich eine teilweise und örtlich zufällige Adsorption erreicht.
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Allgemein
wird eine Immobilisierung von Biomolekülen auf anorganischen Substraten
durch das Herstellen von kovalenten Bindungen durchgeführt. Nukleinsäuren können beispielsweise
durch Bestrahlung mit UV-Licht immobilisiert werden. Daneben können Biomoleküle derivatisiert
werden und beispielsweise durch eine elektrostatische Wechselwirkung
der Derivate mit dem Substrat auf diesem immobilisiert werden. Sowohl
die Immobilisierung durch eine direkte Wechselwirkung der Biomoleküle mit dem
Substrat als auch unter Vermittlung zusätzlicher Materialien wird allgemein
als cross-linking bezeichnet. Diese Arten der Immobilisierung sind
jedoch für eine
Erzeugung einer geordneten bzw. lokalisierten Immobilisierung nicht
geeignet.
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Daneben
sind auch Verfahren zur Immobilisierung von Biomolekülen unter
Einwirkung von elektrischen Feldern bekannt. So ist von F. Fixe
et al. in ”Covalent
immobilization of DNA and hybridization on microchips by microseconds
electric field Pulses”, Mat.
Res. Soc. Symp. Proc. Bd. 820, 2004 (O2.8.1.) eine durch ein elektrisches
Feld unterstützte
Immobilisierung und Hybridisierung von Desoxyribonukleinsäure (DNA)
beschrieben worden. Dabei sind auf einem Kunststoff-Substrat mit
einem Gleich-Spannungspuls belegbare Elektroden aufgebracht und
mit einem Aluminiumoxid(Al2O3)-Film
sowie einem Siliziumdioxid(SiO2)-Film zur
Verhinderung von elektrochemischen Reaktionen abgedeckt. Die Immobilisierung
des DNA-Materials auf dem SiO2-Film wird
mittels Fluoreszenzmikroskopie nachgewiesen. Der Immobilisierungsprozess über eine
kovalente Bindung unter Einfluss des elektrischen Feldes (E-Feld)
erfolgt in einer im Vergleich zu einem E-Feld-freien Prozess drastisch reduzierten
Zeitspanne. Die auftretenden Zeiten im Bereich von Mikrosekunden
kommen in Bereiche, die für
Prozessierungszeiten von Biochips interessant sind.
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Aus
der Veröffentlichung
WO 99/35688 A1 ist
ein Verfahren zur Immobilisierung von Biomolekülen auf vorbestimmten Plätzen auf
einem Substrat bekannt. In dem Substrat sind MOS-Transistoren mit p-dotierten
und n-dotierten Bereichen ausgebildet. Diese werden zum Schalten
bestimmter Elektroden einer Elektrodenmatrix im Rahmen einer gezielten Ansteuerung
verwendet.
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Die
vorgenannten Verfahren der Immobilisierung ermöglichen aber keine ausreichende
Steuerung der Substratbereiche, auf denen eine Immobilisierung der
Biomoleküle
erfolgt.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Moleküle bzw.
Biomoleküle
entlang vorgebbarer Positionen bzw. in vorbestimmten Mustern auf der
Oberfläche
eines Substrates anzuordnen.
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Gemäß einem
ersten Aspekt der Erfindung erfolgt die Losung dieser Aufgabe mit
einem Verfahren zur Immobilisierung von Biomolekülen, auf einer Substratoberfläche, mit
den Schritten:
- – Bereitstellen eines halbleitenden
Substrats mit einer räumlich
strukturierten stationären
Verteilung elektrischer Ladungen in einem der Substratoberfläche nahen
Bereich des Substrats derart, dass elektrische Felder mit einer
nicht verschwindenden Feldkomponente der elektrischen Feldstärke aus
der Substratoberfläche
austreten, wobei räumlich
benachbarte Strukturelemente der Verteilung elektrischer Ladungen
einen Abstand von weniger als 100 Mikrometer haben und in das Substrat
Dotieratome so eingebracht und ionisiert sind, dass wenigstens ein
mit ionisierten Akzeptoren dotierter Abschnitt und wenigstens ein
zu diesem benachbarter und mit ionisierten Donatoren dotierter Abschnitt
unterhalb der Substratoberfläche
ausgebildet sind;
- – Aufbringen
eines die Biomoleküle
enthaltenden Trägermediums
auf die Substratoberfläche;
und
- – Herbeiführen einer
geordneten Ausrichtung der Biomoleküle entsprechend den elektrischen
Feldern an der Substratoberfläche.
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Erfindungsgemäß wird eine
Immobilisierung von Biomolekülen
entlang vorgegebener Positionen auf der Oberfläche des halbleitenden Substrats
dadurch erreicht, dass an diesen Positionen elektrische Felder vorhanden
sind, die eine nicht verschwindende Feldkomponente der elektrischen
Feldstärke
außerhalb
des Substrats aufweisen. Als Feldkomponente ist eine Vektorkomponente
des Vektorfeldes der elektrischen Feldstärke zu verstehen. Dabei ist nicht
von einer streng mathematischen Bedeutung auszugehen, wonach, je
nach Bezugssystem, möglicherweise
nur parallel oder senkrecht zur Substratoberfläche stehende Feldkomponenten
in Frage kämen.
Eine Feldkomponente im Sinne der vorliegenden Erfindung ist ein
Vektor, der auch unter einem anderen Winkel zur Substratoberfläche stehen
kann. Wichtig ist, dass der Betrag dieser Feldkomponente außerhalb
des Substrats nicht verschwindet, also ausreichend groß ist, um
anziehend auf geeignet geladene oder polarisierte Biomoleküle zu wirken,
die sich auf der Substratoberfläche
oder einer darüber liegenden
Schicht oder Schichtstruktur befinden.
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Die
elektrischen Felder entstehen durch ein gezieltes Vorsehen einer
entsprechenden räumlich strukturierten
stationären
Verteilung elektrischer Ladungen, nachfolgend auch kurz als Ladungsverteilung
bezeichnet, in einem der Substratoberfläche nahen Bereich des Substrats.
Die räumlich
strukturierte Ladungsverteilung kann beispielsweise von Strukturelementen
in Form streifen- oder punktförmiger
Bereiche im Substrat gebildet werden. Derartige räumliche
Strukturelemente haben erfindungsgemäß einen Abstand von weniger
als 100 Mikrometer von einander.
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Biomoleküle, zu denen
beispielsweise Nukleinsäuren,
insbesondere Ribonukleinsäuren
(RNA), Desoxyribonukleinsäuren
(DNA), Proteine und Peptide, sowie deren Komplexe wie etwa DNA-Protein-Komplexe
zählen,
werden, sofern sie eine Nettoladung oder Dipolmomente aufweisen,
durch elektrostatische Wechselwirkung aufgrund der elektrischen Felder
lokalisiert.
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Der
Vorteil der Erfindung liegt darin, dass mit der selektiven und kontrollierten
Anbindung von Molekülen
auf Halbleiteroberflächen
eine Reihe von technischen Anwendungen zugänglich wird. Eine örtliche
Steuerung der Immobilisierung von Biomolekülen für die Sensorik von Biomolekülen, einschließlich der
Strukturierungstechniken im Sub-Mikrometerbereich der Sensorik ermöglicht es
beispielsweise, zwei verschiedene Gruppen von Sensormolekülen auf Halbleiteroberflächen zu
bringen, so dass sie in einem unmittelbaren Kontakt zueinander stehen. Ebenso
ist es in der Proteombiologie wertvoll, über Substrate zu verfügen, auf
denen eine Heteroepitaxie von Proteinen durchgeführt werden kann.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
ermöglicht
weiterhin, ausgehend von den Strukturelementen, insbesondere ihren
Rändern,
an denen beispielsweise eine vertikale Feldstärkekomponente am größten ist,
ein Schichtwachstum zweidimensionaler kristalliner Schichten von
Biomolekülen
herbeizuführen,
bei dem die Moleküle
entsprechend geordnet zu einer Schicht zusammenwachsen.
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Diese
Vorteile teilt ein erfindungsgemäßes Substrat
gemäß einem
zweiten Aspekt der Erfindung, das eine räumlich strukturierte stationäre Verteilung
elektrischer Ladungen in einem einer halbleitenden Substratoberfläche nahen
Bereich des Substrats aufweist, derart, dass elektrische Felder
mit einer nicht verschwindenden Feldkomponente der elektrischen
Feldstärke
aus der Substratoberfläche
austreten, wobei räumlich
benachbarte Strukturelemente der Verteilung elektrischer Ladungen
einen Abstand von weniger als 100 Mikrometer haben.
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Der
Begriff „Substrat” bezeichnet
hier allgemein einen Träger.
Geeignete Substrate sind beispielsweise Halbleiterwafer, insbesondere
Siliziumwafer. Die Erfindung beschränkt sich jedoch nicht auf die
Verwendung von Halbleiterwafern. Es können auch andere an sich bekannte
Materialien Verwendung finden, die sich für die Verwendung als Träger eignen.
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Einen
dritten Aspekt der Erfindung bildet die Verwendung eines Substrats
des zweiten Aspekts der Erfindung zur Immobilisierung in einem Trägermedium
(12) befindlicher Biomoleküle auf der Substratoberfläche des
Substrats, aus der elektrische Felder mit einer nicht verschwindenden
Vertikalkomponente (Evert) der elektrischen
Feldstärke
aus der Substratoberfläche
austreten.
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Nachfolgend
werden Ausführungsbeispiele der
Erfindung beschrieben. Verschiedene Ausführungsbeispiele können miteinander
kombiniert werden, es sei denn, dass sie ausdrücklich als Alternativen zu
einander beschrieben werden.
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Zunächst werden
Ausführungsbeispiele
des erfindungsgemäßen Verfahrens
beschrieben.
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Ausgehend
von einer vorzugsweise monomolekularen Saatschicht kann in einem
Ausführungsbeispiel
wenigstens eine weitere Lage von Biomolekülen aufgebracht werden. Die
Saatschicht kann entweder zur Förderung
der Anbindung oder zur Förderung
eines zweidimensionalen Schichtwachstums und also zur Vermeidung
eines Wachstums dreidimensionaler Strukturen (Inselwachstum) geeignet
ausgewählt
werden. So ist ein epitaktisches Wachstum von Biomolekülen auf
einem Substrat möglich,
das auch die Möglichkeit
einer Heteroabscheidung oder einer Heteroepitaxie einschließt. In der
Heteroabscheidung werden kristalline Schichten unterschiedlicher
Materialien aufeinander abgeschieden. In der Heteroepitaxie prägt die zuvor
abgeschiedene Schicht der nachfolgend aufwachsenden Schicht eines
anderen Materials zusätzlich
sogar ihre kristalline Struktur auf.
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Vorzugsweise
handelt es sich bei der räumlich
strukturierten stationären
Verteilung elektrischer Ladungen des Substrat um eine räumlich periodische Verteilung
elektrischer Ladungen. Derartige periodische Strukturen fördern das
kristalline Wachstum von Biomolekülen.
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Die
Ladungsverteilung wird erfindungsgemäß durch ein Einbringen (Implantieren,
Eindiffundieren) von Atomen hervorgerufen, die ihren Ladungszustand
durch eine Abgabe (Donator) oder eine Anziehung von Elektronen (Akzeptor) ändern können und
in einem ionisierten Zustand zu einer zumindest lokal wirkenden
Raumladung führen.
Dabei können
insbesondere hinsichtlich ihrer Eignung zur Anziehung oder Abgabe
von Elektronen unterschiedlich ausgebildete Donatoren und Akzeptoren
benutzt werden. Im Silizium ist beispielsweise Arsen als Donator
und Bor als Akzeptor wirksam. In einem Beispiel umfasst der Schritt
des Erzeugens einer stationären
Verteilung elektrischer Ladungen die Erzeugung wenigstens eines
mit Akzeptoren dotierten Abschnitts und wenigstens eines zu diesem
benachbarten und mit Donatoren dotierten Abschnitts unterhalb der
Substratoberfläche.
Diese Struktur wird vorzugsweise mit definierter Periode wiederholt.
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Zusätzlich können neben
Fremddotieratomen auch durch eine bestimmte Bindungskonstellation
in dem Kristallgitter des Halbleiters erzeugbare, sogenannte Eigenakzeptoren
oder Eigendonatoren vorgesehen werden. Dabei ist beispielsweise
das an sich bekannte gezielte Einbringen von Eigendefekten wie Zwischengitteratomen
oder Gitterleerstellen, die als Donatoren und/oder Akzeptoren elektrisch
aktiven möglich.
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Zusätzlich können durch
eine geeignete Einstellung von Bandverbiegungen durch eine Kombination
von Materialien verschiedener Bandlücken oder verschiedenen Leitungstyps
Raumladungszonen gezielt erzeugt werden, die zumindest teilweise
aus der Oberfläche
austretende elektrische Feldkomponenten hervorrufen.
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Die
vorstehend genannten verschiedenen Techniken zur Erzeugung einer
räumlich
strukturierten stationären
Verteilung elektrischer Ladungen zeigen, dass ein Einsatz von handelsüblichen
Halbleiter-Wafern mit entsprechender Strukturierung möglich ist,
die auf bekannten und sehr gut beherrschten Prozess-Abläufen in
der Bauelementproduktion beruht. Somit können über übliche Halbleiterprozessschritte
wie Ätztechniken,
Photo- Röntgen-
oder Elektronenstrahllithographie und Dotiertechniken mit hoher
Genauigkeit geeignete geometrische Anordnungen von Ladungen im Halbleiter
erzeugt werden. Über
die von diesen Ladungsanordnungen ausgehenden elektrischen Felder
besteht die Möglichkeit einer
entsprechend genauen und ortsselektiven Immobilisierung von Biomolekülen.
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Es
können
sowohl Substrate aus Elementhalbleitern wie Silizium oder Germanium
als auch aus Verbindungshalbleitern aus Elementen der Hauptgruppen
II und VI oder III und V des Periodensystems, sowie tertiäre oder
quaternäre
Verbindungen daraus, zur Immobilisierung der Biomoleküle eingesetzt
werden.
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Zur
Unterstützung
des Immobilisierungsvorgangs kann ein weiteres zwischen dem Halbleiter-Substrat
und dem die Biomoleküle
tragenden Medium wirkendes elektrisches Feld eingesetzt werden, mit
welchem die Biomoleküle über elektrostatische Anziehung
auf die Halbleiterscheibe bewegt werden. Vorteil dieser Verfahrensführung ist
eine Verkürzung der
Zeitspanne für
einen Immobilisierungsvorgang. Das weitere Feld kann auch ein zeitlich
veränderliches,
insbesondere ein gepulstes Feld oder ein Hochfrequenzfeld sein.
Zur Optimierung der Immobilsierung ist erfindungsgemäß eine Anpassung
des über
die Elektroden eingebrachten Feldes mit den von der Ladungsverteilung
im Halbleiter hervorgerufenen Feldern hilfreich.
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Dabei
ist es auch möglich,
auf dem Halbleitersubstrat befindliche dielektrische Schichten wie Oxide
oder Passivierungsschichten zu belassen, da diese über Maxwellsche
Verschiebungsströme
von dem Feld zwischen den Elektroden durchsetzt werden.
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Bei
einem weiteren Ausführungsbeispiel
wird die Immobilisierung unterstützt,
indem ein Trägermedium
verwendet wird, das einen zur Erzeugung eines gewünschten
Ladungszustands der Biomoleküle
geeigneten pH-Wert aufweist. Neben einer Verwendung eines flüssigen Trägermediums
sind im Rahmen der Erfindung auch gel- oder gallertartige Materialien
als Träger
für die
Moleküle
bzw. Biomoleküle
denkbar.
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Ausführungsbeispiele
des erfindungsgemäßen Substrats
sowie der erfindungsgemäßen Verwendung
ergeben sich unmittelbar und eindeutig aus der vorstehenden Beschreibung
von Ausführungsbeispielen
des erfindungsgemäßen Verfahrens
und der nachfolgenden Beschreibung weiterer Ausführungsbeispiele anhand der
Figuren.
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Die
Erfindung wird nachfolgend unter Bezug auf die beigefügten, in
unterschiedlichen Maßstäben erstellten
Zeichnungen, in denen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen
sind, an Hand eines Ausführungsbeispiels
erläutert.
Dabei zeigen
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1 eine
Anordnung zur Immobilisierung von Biomolekülen auf einem Halbleitersubstrat
zur Erläuterung
des erfindungsgemäßen Verfahrens
und
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2 eine
vereinfachte Darstellung eines erfindungsgemäßen Halbleitersubstrates mit
darauf immobilisierten Biomolekülen.
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1 zeigt
zur Erläuterung
des erfindungsgemäßen Verfahrens
eine Anordnung zur Immobilisierung von Biomolekülen auf einem Halbleitersubstrat.
In einen Bor-dotierten
Si-Wafer 1 sind unterhalb einer Oberfläche 1a äquidistante
Streifen 2 einer Breite von 130 nm, von denen in der 1 nur
zwei Streifen gezeigt sind, mit einer As-Dotierung über Photo-Lithographie
und Dotierungsverfahren eingebracht. Die zu n-Typ Silizium dotierten
Streifen sind so angeordnet, dass zwischen ihnen befindliche p-Typ
Silizumabschnitte 3 die gleiche Breite wie die Streifen 2 aufweisen.
Auf einer dieser Dotierungsstreifenanordnung entgegengesetzten Oberfläche 1b des
Wafers 1 ist ein durch Aufdampfen von Aluminium entstandener
und in x-Richtung ausgedehnter Ohmscher Kontaktstreifen 4 vorgesehen.
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Der
Si-Wafer 1 wird von einem hülsenartigen Haltestück 6 mit
einem abgebogenen Auflageabschnitt 7, der eine Bodenöffnung 9 umgibt,
gehalten. Das Haltestück 6 ist
aus einem in der Halbleitertechnologie üblichen Material wie Kunststoff
oder Glas gefertigt. Das Haltestück 6 umgibt
den Si-Wafer 1 nahezu flüssigkeitsdicht mit Seitenwandungen 10.
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Auf
die Oberfläche 1a,
unterhalb derer sich das Dotierungsstreifenmuster befindet, wird
mit einer Pipettenanordnung 14 eine Biomoleküle 11 enthaltende
Lösung 12 aufgebracht.
Die Lösung 12 wird
so auf den Si-Wafer 1 aufgebracht, dass sich ein den Wafer
vollständig
benetzender Flüssigkeitsstand
mit einem Spiegel der Höhe
h nach 1 ausbildet. In eine zentrale Pipette 15 der
Pipettenanordnung 14 ist eine plattenförmige Elektrode 16 mit
einem einer Stromzufuhr dienenden Stababschnitt 16a eingesetzt und
in dieser befestigt.
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Die
Pipettenanordnung 14 wird so über dem Si-Wafer 1 positioniert,
dass die aus der Pipettenanordnung 14 in Richtung des Si-Wafers 1 hervorstehende
Elektrode 16 sich unterhalb des Flüssigkeitsspiegels befindet.
An den durch die Bodenöffnung 9 des
Haltestücks 6 zugänglichen
Ohmschen Kontakt 4 wird eine zweite Elektrode 17 angelegt.
Die Elektroden 16, 17 sind über metallene Leitungsverbindungen 18, 19 mit
einer Gleichspannungsquelle 20 verbunden.
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Für die weitere
Beschreibung wird nun zusätzlich 2 herangezogen. 2 zeigt
eine vereinfachte Darstellung eines Halbleitersubstrates mit darauf
immobilisierten Biomolekülen.
Durch Anlegen einer Spannung an die Elektrode 16, 17 entsteht
eine elektrochemische Zelle, in welcher die mit den Biomolekülen versetzte
Lösung
den Elektrolyten bildet. Um eine Berührungsfläche 21 (2)
zwischen einem n-Typ Si-Streifen 2 und einem p-Typ Si-Abschnitt 3 diffundieren
die von den Donatoren abgegebenen Elektronen aus dem Streifen 2 in
den Bor-dotierten
Abschnitt 3 und die von den Akzeptoren abgegebenen Löcher aus
dem Abschnitt 3 in den Streifen 2. Durch eine
Rekombination der Elektronen und Löcher entsteht eine die Streifen 2 umgebende
jeweils an freien Ladungsträgern
verarmte Zone 22. Dabei entsteht in der Zone 22 in
einem Randabschnitt 23 des Streifens 2 eine positive,
durch die lokalisierten und ionisierten Donatoratome hervorgerufene
Ladungsverteilung. In einem den Streifen 2 innerhalb des
Si-Wafers 1 umgebenden
Randabschnitt 24 des p-Typ Si-Materials entsteht innerhalb
der Zone 22 eine negative durch die lokalisierten und ionisierten Akzeptoratome
hervorgerufene negative Ladungsverteilung. Ein sich zwischen diesen
Ladungsverteilungen ausbildendes elektrische Feld tritt nach 2 an
der Oberfläche 1a aus
dem Si-Wafer 1 mit einer Vertikalkomponente Evert heraus.
Dies ist als Beispiel zu verstehen. Im allgemeinen ist nicht nur
eine Vertikalkomponente vorhanden, sondern zusätzlich auch eine horizontale
Komponente. Dieses außerhalb
des Substrats vorhandene elektrische Feld ist gemeint, wenn in dieser
Anmeldung im Zusammenhang mit elektrischen Feldern von einer aus
der Substratoberfläche
austretenden, nicht verschwindenden Feldkomponente der elektrischen
Feldstärke
gesprochen wird. Erfindungsgemäß ist das
zwischen den Elektroden 16, 17 herrschende elektrische
Feld dem durch die Ladungsverteilung innerhalb des Si-Wafers 1 erzeugten
elektrischen Feld derart angepasst, dass die beide Feldarten die
Biomoleküle 11 beeinflussen.
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Durch
Einstellung des pH-Wertes der die Biomoleküle 11 enthaltenden
Lösung
wird die Nettoladung der Biomoleküle 11 beeinflusst.
Wird beispielsweise eine saure Lösung
verwendet, so weisen die Biomoleküle 11 infolge einer
Absättigung
innerhalb des Biomoleküls 11 vorhandener
negativer Ladungen eine positive Nettoladung auf. Bei einer basischen
Lösung
ist die Nettoladung der Biomoleküle 11 bedingt
durch eine Anziehung von Protonen aus den Biomolekülen 11 entsprechend
negativ. Der pH-Wert der in 1 und 2 schematisch
dargestellten Lösung 12 ist
so eingestellt, dass die Biomoleküle 11 eine negative
Nettoladung aufweisen. Somit bewirkt das zwischen den Elektroden 16, 17 herrschende elektrische
Feld eine Anziehung der in der Lösung 12 enthaltenen
Biomoleküle 11 auf
die Oberfläche 1a.
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Die
Biomoleküle 11 werden
nach 2 von dem zwischen den Elektroden 16, 17 herrschenden Feld
in Richtung der Oberfläche 1a des
Si-Wafers 1 bewegt. Sofern sie in die Nähe der Oberfläche 1a gelangen,
gelangen sie unter den Einfluss des in der Zone 22 durch
die ionisierten Donatoren und Akzeptoren hervorgerufenen Feldes.
Die Biomoleküle 11 werden
gemäß der Vertikalkomponente
Evert angezogen und lagern sich entlang
der in y-Richtung über den
Si-Wafer 1 verlaufenden, dem Randstreifen 23 entsprechenden
Linie 24 an. Dadurch wird eine genau einstellbare Lokalisierung
der Biomoleküle 11 im Sinne
eines „Nanopatterning” mit einer
hohen Ortselektivität
erreicht.
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Es
versteht sich, dass die Erfindung nicht auf das in starker Vereinfachung
beschriebene Ausführungsbeispiel
beschränkt
ist. Vielmehr können
alle in der Mikroelektronik und der Biotechnologie üblichen Reinigungs-,
Handhabungs- und Prozessierungstechniken im Rahmen der Erfindung
zur Immobilisierung von Biomolekülen
auf halbleitenden Substraten angewandt werden.
