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原文传递用于分子传感器件的多电极结构及其制造方法

专利名称：	用于分子传感器件的多电极结构及其制造方法
摘要：	能在分子传感器器件中使用的结构包括限定衬底平面的衬底、以及与衬底平面成角度地附着到衬底的间隔开的电极片对。该结构还包括在每个电极片对中的每个电极片之间的内部介电片、以及在每个电极片对之间的外部介电片。进一步公开了用于制造用于分子传感器的结构的制造方法，包括电极层和介电层的倾斜角度沉积、所得堆叠的平面化、以及去除每个内部介电片的端部以在其中形成凹槽。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	美国;US
申请人：	罗斯韦尔生物技术股份有限公司
发明人：	陈成浩;B·L·梅里曼;T·格伊瑟;C·崔;P·W·莫拉
专利状态：	有效
申请日期：	2017-07-26T00:00:00+0800
发布日期：	2019-05-21T00:00:00+0800
申请号：	CN201780058921.5
公开号：	CN109791120A
代理机构：	上海专利商标事务所有限公司
代理人：	周全;钱慰民
分类号：	G01N27/26(2006.01);G;G01;G01N;G01N27
申请人地址：	美国加利福尼亚州
主权项：	1.一种制造能在分子传感器器件中使用的结构的方法，所述方法包括：提供限定衬底平面的衬底，该衬底具有从所述衬底与所述衬底平面成角度地突出的突起；以沿着所述突起的侧面的取向沉积第一电极层，以便与所述衬底平面成所述角度地形成第一电极片；在所述第一电极层上沉积内部介电层，以便与所述衬底平面成所述角度地形成内部介电片；在所述内部介电层上沉积第二电极层以便与所述衬底平面成所述角度地形成第二电极片，其中所述第一电极片和所述第二电极片形成电极片对，所述电极片对由所述第一电极片与所述第二电极片之间的所述内部介电片间隔开；在所述第二电极层上沉积外部介电层，以便与所述衬底平面成角度地形成外部介电片；重复沉积所述第一电极层、所述内部介电层、所述第二电极层和所述外部介电层至少一次以形成间隔开的电极片对，其中内部介电片位于所述电极片对中的每个电极片之间，且外部介电片位于每个电极片对之间；平面化所述电极片对、所述内部介电片和所述外部介电片；以及去除每个内部介电片的暴露端部，以便在每个内部介电片中形成从平面化边缘朝向所述衬底下降的凹槽。 2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，每个内部介电层以第一厚度沉积，并且其中每个外部介电片以第二厚度沉积，所述第二厚度比所述第一厚度大至少一个数量级。 3.如权利要求1所述的方法，还包括在平面化步骤之前与由所沉积的第一电极层、内部介电层、第二电极层和外部介电层形成的堆叠相邻地附着机械支撑块材料。 4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述内部介电片和所述外部介电片包括不同的介电材料。 5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在每个内部介电片中形成所述凹槽包括：去除所述内部介电片的部分；以及基于所述电极片对之间的电学、电容或光学测量，停止进一步去除所述内部介电片。 6.如权利要求1所述的方法，还包括将多个引线导体连接到间隔开的电极片对，每个引线导体连接到相应的电极片，其中每个引线导体随着所述引线导体远离所述电极片的边缘延伸而在宽度上发散。 7.如权利要求1所述的方法，还包括沉积栅电极，该栅电极平行于所述衬底平面并垂直于由所述间隔开的电极片对中的电极片限定的电极平面。 8.一种制造能在分子传感器中使用的器件堆叠的方法，所述方法包括：提供第一外部介电层；在所述第一外部介电层上沉积第一电极层；在所述第一电极层上沉积内部介电层；在所述内部介电层上沉积第二电极层；以及在所述第二电极层上沉积第二外部介电层；与所述堆叠中的层成角度地切穿所述堆叠至少一次，以便从所述堆叠的切片部分形成至少两个芯片；以及将所述芯片附着到衬底上，使得所述第一电极层和所述第二电极层的切片部分与由所述衬底限定的衬底平面成角度地形成多个电极片对，并且使得所述内部介电层的切片部分形成多个内部介电片，每个内部介电片位于每个电极片对中的每个电极片之间。 9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，形成所述器件堆叠还包括重复所述第一电极层、所述内部介电层、所述第二电极层和所述第二外部介电层的所述沉积至少一次，使得所述多个芯片中的每个芯片包括多个电极片对。 10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述内部介电层具有第一厚度，并且所述第二外部介电层具有比所述第一厚度大至少一个数量级的第二厚度。 11.如权利要求8所述的方法，还包括沉积栅电极，该栅电极平行于所述衬底平面并垂直于由所述多个电极片对中的电极片限定的电极平面。 12.一种能在分子传感器器件中使用的结构，所述结构包括：限定衬底平面的衬底；间隔开的电极片对，该间隔开的电极片对与所述衬底平面成角度地在所述电极片的边缘上附着到所述衬底；设置在每个电极片对中的所述电极片之间的内部介电片；以及设置在间隔开的电极片对之间的外部介电片；其中每个电极片、内部介电片和外部介电片的与所述衬底相对的边缘是共平面的。 13.如权利要求12所述的结构，其特征在于，每个内部介电片具有第一厚度，并且其中每个外部介电片具有比所述第一厚度大至少一个数量级的第二厚度。 14.如权利要求12所述的结构，其特征在于，所述内部介电片和所述外部介电片包括不同的介电材料。 15.如权利要求12所述的结构，还包括位于每个内部介电片的与所述衬底相对的暴露端部上的凹槽。 16.如权利要求12所述的结构，还包括介电覆盖层，该介电覆盖层覆盖所述间隔开的电极对的与所述衬底相对的边缘的部分，所述介电覆盖层由间隙间隔开，在该间隙中，所述间隔开的电极对的一部分暴露。 17.如权利要求16所述的结构，其特征在于，介电覆盖层之间的所述间隙的宽度在约2nm至约40nm之间。 18.如权利要求12所述的结构，还包括：多个引线导体，所述多个引线导体中的每个引线导体从所述多个对中的电极片延伸；以及多个触点，所述多个触点中的每个触点与所述多个引线导体中的引线导体电连通，其中，所述多个引线导体中的每个引线导体从所述电极片的边缘到所述触点在宽度上发散。 19.如权利要求12所述的结构，还包括栅电极，该栅电极平行于所述衬底平面并且垂直于由所述间隔开的对中的电极片限定的电极平面。 20.如权利要求12所述的结构，其特征在于，所述结构包括分子传感器的一部分，用于通过测量所述分子传感器中的电子信号来检测DNA分子、核苷酸、抗体分子和蛋白质分子中的至少一种。
所属类别：	发明专利