[发明专利]基质中的裂缝钝化

说明书

在一个实例中提供的是具有至少一个裂缝的传感器，所述裂缝被钝化层内垂直延伸的至少一个聚合物形成物至少部分地填充。所述聚合物形成物保护下方的含金属层免受腐蚀性溶液。在另一个实例中提供的是在传感器的裂缝中形成所述聚合物形成物的方法。

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年12月22日提交的美国临时专利申请号62/609,856的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

背景技术

流动池装置中的基质经常暴露于腐蚀性溶液。基质充当用于流动池传感器的传感器，例如用于DNA和RNA检测或测序的生物传感器。用于这些类型的传感器的溶液本质上具有腐蚀性，以便进行测试，例如核酸测序。稳健的传感器依赖于整个芯片的微观完整性，因为腐蚀性溶液可渗入任何裂纹(crack)或裂缝(fissure)，并接触与传感器操作相关的芯片的含金属层。这可导致流动池装置中的传感器的短暂、部分故障，或完全故障。

因此，需要暴露于流动池环境的传感器的表面的改进的钝化。

发明内容

通过本文提供的实例提供了可以克服现有方法的缺点并提供了另外的优点。

在一个方面，提供了一种方法，其包括：使传感器的钝化层中的至少一个裂缝钝化，所述传感器包括含金属层、设置在所述含金属层上方的所述钝化层、和在所述钝化层的顶部活性表面上方形成流动通道的结构，所述结构的顶部部分包括电极，其中所述钝化包括：将包含聚合物前体和电解质的水溶液施加至所述结构的流动通道；向所述传感器的所述含金属层施加第一电压；向所述电极施加第二电压，所述第二电压是具有与所述第一电压相反极性的电压；和形成从所述至少一个裂缝处的所述含金属层向上延伸到所述钝化层的顶表面的聚合物形成物(polymer formation)。

在一个实施方式中，所述聚合物前体在所施加的电压下电化学氧化，从而在所述裂缝内的所述含金属层处形成聚合物链生长。在一个实施方式中，所述聚合物链生长沉积在所述裂缝内，从而形成涂层。在一个实施方式中，所述传感器包括半导体器件。在一个实施方式中，所述半导体器件包括互补金属氧化物半导体(CMOS)生物传感器。在一个实施方式中，钝化还包括：当所述聚合物形成物至少部分地填充所述至少一个裂缝时，去除所述第一电压和所述第二电压。在一个实施方式中，所述电解质包括磺基琥珀酸钠盐。在一个实施方式中，所述方法还包括：将所述聚合物形成物转化为电绝缘的聚合物形成物。在一个实施方式中，所述聚合物前体包含吡咯、苯胺或其组合。

根据另一方面，提供一种装置。所述装置包括具有钝化层的传感器，所述钝化层包括至少一个裂缝，所述至少一个裂缝具有在其中沉积并且在所述钝化层内垂直延伸的至少一个聚合物形成物，所述传感器包括：含金属层；沉积在所述含金属层上方的所述钝化层；和在所述钝化层的顶部活性表面上方形成流动通道的结构。

在一个实施方式中，所述传感器还包括：

所述至少一个聚合物形成物，其从所述钝化层的顶表面延伸到所述含金属层中并且至少部分地阻断所述含金属层。在一个实施方式中，所述至少一个聚合物形成物包含聚吡咯、聚苯胺或其组合。在一个实施方式中，所述至少一个聚合物形成物是导电聚合物或绝缘聚合物中的一种。在一个实施方式中，所述传感器还包括：设置在所述结构的顶表面上的辅助电极。在一个实施方式中，所述传感器包括半导体。在一个实施方式中，所述半导体包括互补金属氧化物半导体(CMOS)生物传感器。在一个实施方式中，所述传感器的所述活性表面上的保护层包括多个纳米孔。