[发明专利]一种传感芯片及其制造方法

权利要求书

1.一种传感芯片，包括：

微流控芯片，包括覆盖于微流控芯片表面的第一疏水层；

场效应传感器芯片，至少包括一个具有敏感膜的场效应传感器，所述场效应传感器位于所述微流控芯片上方，其中所述第一疏水层面与所述敏感膜面相对，所述第一疏水层面与所述敏感膜面之间存在间距；以及

拓展衬底，所述场效应传感器位于所述拓展衬底表面、嵌于所述拓展衬底内部或者部分嵌于所述拓展衬底内部。

2.如权利要求1所述的传感芯片，其中所述微流控芯片控制一目标液滴移动到所述敏感膜下方并与敏感膜接触，当目标液滴移动到敏感膜所在位置并与敏感膜接触时或者后，所述传感器输出传感信号。

3.如权利要求1所述的传感芯片，其中所述拓展衬底与所述场效应传感器的衬底和外延材料同质，或者所述拓展衬底包一层或多层复合材料构成，所述拓展衬底的面积大于或者等于所述场效应传感器芯片的面积。

4.如权利要求1所述的传感芯片，其中所述第一疏水层面与所述敏感膜面之间的间距为1um至10mm。

5.如权利要求1所述的传感芯片，其中所述场效应传感器芯片包括栅极、源极、漏极和两个引线电极，所述两个引线电极分别与所述漏极和源极相连，其中所述引线电极与所述场效应传感器芯片位于同一芯片内或者所述引线电极位于所述拓展衬底的表面或者背面。

6.如权利要求1所述的传感芯片，其中所述拓展衬底上还包括参比电极、接地电极、加热电阻、温度传感器、信号处理电路、信号传输电路、信号放大电路或者读出电路，所述接地电极用于辅助所述微流控芯片驱动液滴，所述信号处理电路用于对传感信号进行信号处理，所述信号传输电路用于对传感信号进行传输，所述信号放大电路用于对传感信号进行放大么所述读出电路用于读出传感信号，所述参比电极用于设定所述场效应传感器芯片的栅极电位以辅助驱动目标液滴。

7.一种传感芯片的制造方法，所述传感芯片包括微流控芯片和场效应传感器芯片，所述制造方法包括：

将所述场效应传感器芯片贴附于一拓展衬底上；

在所述拓展衬底上制作与场效应传感器芯片连接的电极；

在所述微流控芯片表面覆盖第一疏水层；

在所述拓展衬底上制作第二疏水层；以及

将贴有场效应传感器芯片的拓展衬底平行放置于所述微流控芯片上方；其中

所述第一疏水层面与所述敏感膜面相对，所述第一疏水层面与所述敏感膜面之间存在间距。

8.一种传感芯片的制造方法，所述传感芯片包括微流控芯片和场效应传感器芯片，所述制造方法包括：

在所述微流控芯片表面覆盖第一疏水层；

将所述场效应传感器芯片倒扣于一模具中；

在所述模具中倒入可塑的液体衬底材料并固化；

将所述场效应传感器芯片和所述液体衬底材料从模具中取出作为衬底拓展后的场效应传感器芯片；

在衬底拓展后的场效应传感器芯片上制作电极；

在衬底拓展后的场效应传感器芯片上制作第二疏水层；以及

将衬底拓展后的传感器芯片平行放置于所述微流控芯片上方；其中

所述第一疏水层面与所述敏感膜面相对，所述第一疏水层面与所述敏感膜面之间存在间距。

9.如权利要求8所述的制造方法，其中所述模具的面积等于或者大于所述场效应传感器芯片的面积，所述模具的深度等于、小于或者大于所述场效应传感器芯片的厚度。

10.一种传感芯片，包括：

数字微流控芯片，用于控制一目标液滴进行定向移动，所述目标液滴中包含DNA序列；以及

场效应传感器芯片，至少包括一个场效应传感器器件，所述场效应传感器芯片平行放置于所述数字微流控芯片上方，所述场效应传感器器件包括源极、漏极和敏感膜，所述源极和漏极之间的沟道包括由氮化镓材料构成的二维电子气沟道或石墨烯沟道，所述二维电子气沟道或石墨烯沟道上包括纳米金颗粒，所述敏感膜包括DNA探针链，所述DNA探针链链接在所述纳米金颗粒上，用于对特定的与探针DNA互补的DNA序列进行检测。