[发明专利]用于碱基序列检测的多栅极石墨烯场效应管结构及制备方法

摘要

本发明提供用于碱基序列检测的多栅极石墨烯场效应管结构及制备方法，先将半导体层释放，减少结构区域的半导体层厚度。在氧化硅绝缘层上刻蚀出门电极窗口，制作出金属门电极。然后将石墨烯转移到用半导体层支撑的氧化硅绝缘层表面，通过对石墨烯图形化处理得到多条石墨烯微米带。在石墨烯微米带两端面的上表面制作金属源电极和金属漏电极。再制作绝缘层将石墨烯微片和金属门电极、金属源电极和金属漏电极表面覆盖，形成夹心结构。最后，制作纳米孔实现半导体层、氧化硅绝缘层、石墨烯微米带和绝缘层间的贯穿。当待测碱基穿过石墨烯纳米孔时，通过对金属门电极电压调制，在金属源电极端检测到碱基电信号，实现碱基序列的识别。本发明工艺简单、成本低且结构体积小，与CMOS工艺的兼容使其有较好的扩展性，在生物医疗领域有着较广的使用前景。

主权项

用于碱基序列检测的多栅极石墨烯场效应管结构，其特征在于，该结构包括从下至上依次设置的掩膜衬底(1)、半导体层(2)、氧化硅绝缘层(3)、电极层(4)和绝缘层(5)，所述掩膜衬底(1)中部设置有释放窗口(11)，所述半导体层(2)中设置有位于释放窗口(11)上方并与之连通的刻蚀槽(21)，刻蚀槽(21)中分部一排半导体层纳米盲孔(22)，所述氧化硅绝缘层(3)上设有门电极窗口(31)，氧化硅绝缘层(3)中设置有位于半导体层纳米盲孔(22)上方并与之连通的氧化硅纳米盲孔(32)和位于所述氧化硅纳米盲孔(32)中央上方的氧化硅纳米孔(33)；所述电极层(4)包括金属门电极(41)、石墨烯微米带(42)、金属漏电极(43)、金属源电极(44)和石墨烯纳米孔(45)；石墨烯微米带(42)位于氧化硅纳米孔(33)上方，且石墨烯微米带(42)连接设置在其两端的金属漏电极(43)和金属源电极(44)，石墨烯纳米孔(45)位于氧化硅纳米孔(33)上方并与氧化硅纳米孔(33)连通，实现石墨烯纳米孔(45)、氧化硅纳米孔(35)、氧化硅纳米盲孔(32)和半导体层纳米盲孔(22)的连通；所述绝缘层(5)位于所述电极层(4)上方，并设置有所述门电极外接窗口(51)、漏电极窗口(52)和源电极窗口(53)且位于所述金属门电极(41)、金属漏电极(43)和金属漏电极(44)上方；在所述石墨烯纳米孔(45)上方设置有所述绝缘层纳米孔(54)，实现与所述石墨烯纳米孔(45)相通。