一种检测装置制备方法及检测装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例涉及生物领域，公开了一种检测装置制备方法及检测装置。本发明专利技术中提供的检测装置制备方法，包括：提供检测芯片以及位于检测芯片上的井阵列；井阵列由多个井组成；通过自对准工艺在井的侧壁形成第一膜层，第一膜层的材料与井的下表面材料不同，且第一膜层的材料与井阵列的上表面材料不同；第一膜层用于在井的侧壁修饰特定物质，特定物质用于吸附或结合待测分子。本发明专利技术的实施方式能够实现对井侧壁的精准修饰，并且在生物检测时可以不依赖微球直接将待测分子直接修饰在井的侧壁，解决微球制作工艺复杂、半导体生物芯片集成度低等问题。

Preparation method and detection device of a detection device

【技术实现步骤摘要】
一种检测装置制备方法及检测装置
本专利技术实施例涉及生物领域，特别涉及一种检测装置制备方法及检测装置。
技术介绍
目前，大规模的微纳米级阵列被应用在片上实验室领域，其可大规模批量制作、生物化学反应的高效性以及环境的高度可控性得到了化学、生物专家的青睐。基因测序就是大规模阵列的典型应用。在基因测序中，需要对阵列进行表面修饰以便吸附可捕获待测核酸分子的接头，现有技术中，通常采用光刻或打印技术实现对目标区域的修饰；常规测序方法是将接头、引物及DNA片段附着在微球上，再将修饰过的微球加载至微传感器井阵列中进行检测。然而，本专利技术的专利技术人发现现有技术中至少存在如下问题：基于光刻或者打印技术等表面修饰方法由于精度、工艺复杂性等因素很难做到对目标区域的精准修饰。同时，常规测序技术需要依赖微球将接头和引物加载至井阵列中，但微球的尺寸限制了阵列的密度及规模，并且微球的制作、文库制备、微球加载至阵列中的步骤繁琐，成本昂贵。
技术实现思路
本专利技术实施方式的目的在于提供一种检测装置制备方法及检测装置，能够实现对井侧壁的精准修饰，并且在生物检测时可以不依赖微球直接将待测分子直接修饰在井的侧壁，解决微球制作工艺复杂、半导体生物芯片集成度低等问题。为解决上述技术问题，本专利技术的实施方式提供了一种检测装置制备方法，包括：提供检测芯片以及位于检测芯片上的井阵列；井阵列由多个井组成；通过自对准工艺在井的侧壁形成第一膜层，第一膜层的材料与井的下表面材料不同，且第一膜层的材料与井阵列的上表面材料不同；第一膜层用于在井的侧壁修饰特定物质，特定物质用于吸附或结合待测分子。本专利技术的实施方式还提供了一种检测装置，包括：检测芯片以及位于检测芯片上的井阵列；井阵列由多个井组成；井的侧壁覆盖有第一膜层，第一膜层的材料与井的下表面材料不同，且第一膜层的材料与井阵列的上表面材料不同；第一膜层用于在所述井的侧壁修饰特定物质，特定物质用于吸附或结合待测分子。本专利技术实施方式相对于现有技术而言，通过自对准工艺仅在检测芯片上的井阵列井的侧壁形成第一膜层，通过第一膜层可以在井的侧壁修饰能吸附或结合待测分子的物质，能够实现对井侧壁的精准修饰，并且在生物检测时可以不依赖微球直接将待测分子直接修饰在井的侧壁，解决微球制作工艺复杂、半导体生物芯片集成度低等问题。另外，通过自对准工艺在所述井的侧壁形成第一膜层之后，还包括：利用第一膜层在井的侧壁修饰特定物质。另外，第一膜层表面含有第一基团，第一基团用于吸附第二基团；利用第一膜层在井的侧壁修饰特定物质，包括：利用第一基团在第一膜层表面修饰第二基团；通过第二基团在第一膜层表面修饰特定物质。另外，通过自对准工艺在井的侧壁形成第一膜层，包括：在井的侧壁、下表面以及井阵列的上表面形成第一初始膜层；采用干法刻蚀工艺，刻蚀去除位于井的下表面和井阵列的上表面的第一初始膜层，位于井的侧壁的第一初始膜层作为第一膜层。采用干法刻蚀能够实现自对准刻蚀，避免光刻等工艺步骤，减少工艺复杂度。另外，在通过自对准工艺在井的侧壁形成第一膜层之前，还包括：在井的侧壁、下表面以及井阵列的上表面形成至少一层第二初始膜层；第二初始膜层的材料与第一膜层的材料不同。第二初始膜层在第一膜层和井侧壁之间起粘结作用。另外，在通过自对准工艺在井的侧壁形成第一膜层之后，在利用第一膜层在井的侧壁修饰特定物质之前，还包括：采用干法刻蚀工艺，刻蚀去除位于井的下表面和井阵列的上表面的第二初始膜层，位于井的侧壁的第二初始膜层作为第二膜层。避免第二初始膜层对井的下表面和井阵列的上表面的功能造成影响。另外，在通过自对准工艺在井的侧壁形成第一膜层之后，在利用第一膜层在井的侧壁修饰特定物质之前，还包括：在井的下表面和井阵列的上表面形成至少一层第三膜层；第三膜层的材料与第一膜层的材料不同。第三膜层用于保护井阵列的上表面和井的下表面不被修饰。另外，在利用第一膜层在井的侧壁修饰特定物质之后，还包括：刻蚀去除第三膜层。避免第三膜层对井的下表面和井阵列的上表面的功能造成影响。另外，通过化学气相沉积的方法形成第一初始膜层或第二初始膜层。化学气相沉积方法可以在各个表面都生长上薄膜材料。另外，井阵列的材料为Al2O3；第三膜层材料为聚乙烯基磷酸。聚乙烯基磷酸可以通过化学反应直接在Al2O3材料上生长成膜，可以避免采用镀膜、刻蚀等复杂的工艺步骤仅在井阵列的上表面和传感膜层上形成第三膜层，工艺更简单。另外，特定物质为生物大分子；所述待测分子为待测核酸分子。特定物质可以是待测核酸分子的接头，可以在基因测序时进一步修饰上待测基因序列。另外，第一膜层表面修饰有特定物质。另外，井的侧壁与井的下表面的位置关系包括以下任意一种或多种：侧壁垂直于井的下表面、侧壁与井的下表面呈大于90°的夹角、侧壁与井的下表面呈小于90°的夹角。井的形状不受限制，减轻了制作井阵列的工艺难度。另外，井的下表面材料对预定物质敏感，检测芯片用于检测井中预定物质的物理量变化。可以用于检测井中的预定物质，进一步检测井内物质的信息。另外，井的下表面材料为Al2O3、Si3N4、SiO2、Ta2O5中的一种；检测芯片用于检测井中氢离子的浓度变化。基因测序时可以对氢离子敏感，检测是否有缩合反应释放的氢离子，进一步检测出基因序列。另外，检测芯片包括离子敏感场效应晶体管(ISFET)传感器阵列；每个ISFET传感器与井阵列中对应的一个井组成一个检测单元；井的下表面材料构成传感器的离子敏感层。另外，井的宽度范围为100nm-100μm；井阵列的厚度范围为10nm-10μm。此尺寸范围大小适用于后续进行生物检测，也可以实现生物检测装置的集成化、小型化。另外，第一膜层的厚度范围为10nm-10μm。另外，井的下表面材料的厚度范围为1nm-10μm。附图说明一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。图1是根据本专利技术第一实施方式中的检测装置制备方法流程图；图2是根据本专利技术第一实施方式中的井阵列的俯视结构示意图；图3是根据本专利技术第一实施方式中的另一种井阵列剖面结构示意图；图4是根据本专利技术第一实施方式中的第一膜层形成过程示意图；图5是根据本专利技术第二实施方式中的检测装置制备方法流程图；图6是根据本专利技术第二实施方式中的各膜层形成过程示意图；图7是根据本专利技术第三实施方式中的检测装置制备方法流程图；图8是根据本专利技术第三实施方式中的各膜层形成过程示意图；图9是根据本专利技术第四实施方式中的检测装置制备方法流程图；图10是根据本专利技术第四实施方式中的各膜层形成过程示意图；图11是根据本专利技术第五实施方式中的检测装置结构示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种检测装置制备方法，其特征在于，包括：/n提供检测芯片以及位于所述检测芯片上的井阵列；所述井阵列由多个井组成；/n通过自对准工艺在所述井的侧壁形成第一膜层，所述第一膜层的材料与所述井的下表面材料不同，且所述第一膜层的材料与所述井阵列的上表面材料不同；/n所述第一膜层用于在所述井的侧壁修饰特定物质，所述特定物质用于吸附或结合待测分子。/n

【技术特征摘要】
1.一种检测装置制备方法，其特征在于，包括：
提供检测芯片以及位于所述检测芯片上的井阵列；所述井阵列由多个井组成；
通过自对准工艺在所述井的侧壁形成第一膜层，所述第一膜层的材料与所述井的下表面材料不同，且所述第一膜层的材料与所述井阵列的上表面材料不同；
所述第一膜层用于在所述井的侧壁修饰特定物质，所述特定物质用于吸附或结合待测分子。


2.根据权利要求1所述的检测装置制备方法，其特征在于，所述通过自对准工艺在所述井的侧壁形成第一膜层之后，还包括：利用所述第一膜层在所述井的侧壁修饰所述特定物质。


3.根据权利要求2所述的检测装置制备方法，其特征在于，所述第一膜层表面含有第一基团，所述第一基团用于吸附第二基团；
所述利用所述第一膜层在所述井的侧壁修饰所述特定物质，包括：利用所述第一基团在所述第一膜层表面修饰第二基团；通过所述第二基团在所述第一膜层表面修饰所述特定物质。


4.根据权利要求1所述的检测装置制备方法，其特征在于，所述通过自对准工艺在所述井的侧壁形成第一膜层，包括：
在所述井的侧壁、下表面以及所述井阵列的上表面形成第一初始膜层；
采用干法刻蚀工艺，刻蚀去除所述位于所述井的下表面和所述井阵列的上表面的所述第一初始膜层，位于所述井的侧壁的所述第一初始膜层作为所述第一膜层。


5.根据权利要求2所述的检测装置制备方法，其特征在于，在所述通过自对准工艺在所述井的侧壁形成第一膜层之前，还包括：
在所述井的侧壁、下表面以及所述井阵列的上表面形成至少一层第二初始膜层；所述第二初始膜层的材料与所述第一膜层的材料不同。


6.根据权利要求5所述的检测装置制备方法，其特征在于，在所述通过自对准工艺在所述井的侧壁形成第一膜层之后，在所述利用所述第一膜层在所述井的侧壁修饰所述特定物质之前，还包括：
采用干法刻蚀工艺，刻蚀去除位于所述井的下表面和所述井阵列的上表面的所述第二初始膜层，位于所述井的侧壁的所述第二初始膜层作为第二膜层。


7.根据权利要求2所述的检测装置制备方法，其特征在于，在所述通过自对准工艺在所述井的侧壁形成第一膜层之后，在所述利用所述第一膜层在所述井的侧壁修饰所述特定物质之前，还包括：
在所述井的下表面和井阵列的上表面形成至少一层第三膜层；所述第三膜层的材料与所述第一膜层的材料不同。


8.根据权利要求7所述的检测装置制备方法，其特征在于，在所述利用所述第一膜层在所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨力建，吴东平，孙鹏，景奉香，
申请(专利权)人：上海小海龟科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31