專利名稱：一種微生物的檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于資源環(huán)境領(lǐng)域，它涉及一種利用化學(xué)極化場效應(yīng)原理對(duì)微生物進(jìn)行檢測的裝置，能對(duì)血吸蟲尾蝴及其他微生物進(jìn)行檢測和識(shí)別。
背景技術(shù)：
目前，對(duì)血吸蟲尾蝴、華支睪蟲、瘧原蟲等微生物的野外監(jiān)測主要借助光學(xué)顯微鏡進(jìn)行肉眼觀測。這種檢測技術(shù)不能脫離人工，要實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測尚有很大困難。此外，這種方法是間歇性的檢測方法，大范圍檢測周期長，需耗費(fèi)大量人力物力，且不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)疫情。場效應(yīng)傳感器是目前傳感器家族的重要一員，傳統(tǒng)的場效應(yīng)傳感器通常由源、漏 和柵極構(gòu)成，通過光、電、磁、壓力、化學(xué)物質(zhì)等手段，調(diào)節(jié)作為基底的半導(dǎo)體材料中的載流子傳輸，從而調(diào)控源、漏極之間的輸出信號(hào)。利用這一原理，可對(duì)作用于場效應(yīng)器件檢測區(qū)域的光、電、磁、壓力或化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行檢測。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)微生物的自動(dòng)、連續(xù)監(jiān)測，本發(fā)明首先基于場效應(yīng)原理設(shè)計(jì)、加工了一種新型傳感器，然后以此為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)、加工出了一套可對(duì)血吸蟲、華支睪蟲、瘧原蟲等微生物進(jìn)行檢測的小型裝置。這種新型傳感器只由源、漏極構(gòu)成，工作時(shí)不加?xùn)艠O電壓，而是通過檢測區(qū)域中的檢測目標(biāo)分子的極化作用來調(diào)節(jié)半導(dǎo)體層中載流子的傳輸。由于不同檢測目標(biāo)的分子極化效應(yīng)強(qiáng)弱不一致，因此，對(duì)載流子傳輸速度的調(diào)節(jié)能力也有差異。更確切地說，檢測區(qū)域上的目標(biāo)物不同，則其極化能力也不同，極化能力不同則調(diào)節(jié)載流子傳輸?shù)哪芰σ膊煌?，從而?dǎo)致源、漏之間電信號(hào)的變化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種新型傳感器，這種傳感器是基于化學(xué)極化場效應(yīng)原理。瘧原蟲等微生物進(jìn)行檢測的裝置。本發(fā)明中所涉及的微生物檢測裝置主要由傳感器和檢測系統(tǒng)兩部分構(gòu)成。其中的傳感器是基于化學(xué)極化場效應(yīng)原理所設(shè)計(jì)、加工出的，可對(duì)微生物進(jìn)行識(shí)別、檢測的傳感器，其構(gòu)造見圖I。這種傳感器含有含多張掩膜版，經(jīng)多次光刻完成芯片制作過程。加工主要工藝包括P+保護(hù)環(huán)摻雜、D/S源漏區(qū)摻雜、有源區(qū)也稱溝道區(qū)摻雜、歐姆孔、金屬化及鈍化。其中的檢測系統(tǒng)主要由計(jì)算機(jī)、檢測電路、數(shù)據(jù)采集卡及相應(yīng)的控制程序構(gòu)成，該檢測系統(tǒng)可通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制，輸出信號(hào)可由計(jì)算機(jī)直接采集、存儲(chǔ)。通過計(jì)算機(jī)輸入檢測參數(shù)后，該檢測裝置可連續(xù)工作，并按要求給出報(bào)警信號(hào)。本發(fā)明的有益效果是，可實(shí)現(xiàn)對(duì)湖面、池塘、溝渠等區(qū)域的微生物進(jìn)行實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測，輸出并存儲(chǔ)檢測數(shù)據(jù)，并按要求進(jìn)行報(bào)警。采用該裝置對(duì)血吸蟲、瘧疾等微生物進(jìn)行監(jiān)控，可節(jié)省大量的人力物力，提高工作效率。


圖I為化學(xué)極化場效應(yīng)傳感器的截面圖。其中，1#，P+保護(hù)環(huán)摻雜；2#，D/S源漏區(qū)摻雜；3#，有源區(qū)也稱溝道區(qū)摻雜；4#，歐姆孔；5#，金屬化；6#，鈍化。圖2為化學(xué)極化場效應(yīng)傳感器加工工藝過程示意圖。圖3為檢測裝置硬件電路框圖。圖4為檢測裝置的電路圖。
具體實(shí)施例方式為了更清楚的理解本發(fā)明，以下結(jié)合附圖和具體的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。本發(fā)明中所設(shè)計(jì)的化學(xué)極化場效應(yīng)傳感器的加工方法見圖2，主要包括以下工藝 過程和步驟I)選n+-p_型(100)晶向單晶硅作襯底材料；2)在p型硅的表面通過化學(xué)氣相淀積CVD或熱氧化生長二氧化硅層SiO2①；3)光刻第一層掩膜1#,制作垂直槽結(jié)構(gòu)②,通過雜質(zhì)摻雜形成耗盡型器件的導(dǎo)電溝道薄層n_層(雜質(zhì)磷)；4)制作敏感柵介質(zhì)膜，結(jié)構(gòu)為二氧化硅和氮化硅(Si02+Si3N4)④，并用多晶硅⑤填充柵槽，通過硬掩膜反刻技術(shù)，刻蝕多晶硅并止于氮化硅；5)干法刻蝕氮化硅和二氧化硅，并光刻第二層掩膜2#，通過雜質(zhì)摻雜形成器件的源區(qū)導(dǎo)電層n+層(雜質(zhì)砷)⑥；6)光刻第二層掩膜2#反版，通過雜質(zhì)摻雜形成器件的源區(qū)導(dǎo)電層p+層(雜質(zhì)硼)⑦；7)氧化，并通過硬刻掩膜，構(gòu)建歐姆孔，淀積金屬鋁；8)光刻第三層掩膜3#，制作金屬鋁引線⑧；9)制作鈍化膜⑨，光刻第三層掩膜3#反版，刻蝕鈍化膜，同時(shí)刻去槽柵內(nèi)填充的多晶硅，暴露出傳感器的檢測區(qū)。本發(fā)明中所涉及的檢測系統(tǒng)的硬件電路見圖3，主要由傳感器、電壓比較電路、電壓放大電路、控制電路、電壓顯示、信號(hào)放大電路、緩沖放大電路、I-V轉(zhuǎn)換電路、數(shù)據(jù)采集卡等組成。檢測系統(tǒng)的更為詳細(xì)的電路圖見圖4。檢測電路與傳感器連接之后，即可對(duì)目標(biāo)進(jìn)行檢測，測得的信號(hào)通過數(shù)據(jù)采集卡采集后可直接傳輸?shù)接?jì)算機(jī)中。
權(quán)利要求
1.本發(fā)明涉及一種微生物的檢測裝置，其特征在于這種微生物的檢測裝置主要由化學(xué)極化場效應(yīng)傳感器及檢測系統(tǒng)兩部分構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的化學(xué)極化場效應(yīng)傳感器，其加工步驟如下 1)選11+- _型(100)晶向單晶硅作襯底材料； 2)在p型硅的表面通過化學(xué)氣相淀積CVD或熱氧化生長二氧化硅層； 3)光刻第一層掩膜，制作垂直槽結(jié)構(gòu)，通過雜質(zhì)摻雜形成耗盡型器件的導(dǎo)電溝道薄層n_層(雜質(zhì)磷)； 4)制作敏感柵介質(zhì)膜，結(jié)構(gòu)為二氧化硅和氮化硅，并用多晶硅填充柵槽，通過硬掩膜反刻技術(shù)，刻蝕多晶娃并止于氮化娃; 5)干法刻蝕氮化硅和二氧化硅，并光刻第二層掩膜，通過雜質(zhì)摻雜形成器件的源區(qū)導(dǎo)電層n+層(雜質(zhì)砷)； 6)光刻第二層掩膜反版，通過雜質(zhì)摻雜形成器件的源區(qū)導(dǎo)電層P+層(雜質(zhì)硼)； 7)氧化，并通過硬掩膜刻歐姆孔，淀積金屬鋁； 8)光刻第三層掩膜，制作金屬鋁引線； 9)制作鈍化膜，光刻第三層掩膜反版，刻蝕鈍化膜，同時(shí)刻去槽柵內(nèi)填充的多晶硅，露出傳感器的檢測區(qū)域； 10)器件封裝。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的檢測系統(tǒng)，其特征在于由計(jì)算機(jī)、檢測硬件電路及相應(yīng)的控制程序構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種微生物的檢測裝置，屬于資源環(huán)境領(lǐng)域。這種檢測裝置主要由化學(xué)極化場效應(yīng)傳感器及檢測系統(tǒng)兩部分構(gòu)成，其工作原理主要是通過檢測目標(biāo)的化學(xué)極化作用，誘導(dǎo)作為基底的半導(dǎo)體層產(chǎn)生極化，從而調(diào)節(jié)半導(dǎo)體層內(nèi)載流子的傳輸，達(dá)到控制源、漏電極之間輸出信號(hào)的變化。這種檢測裝置可通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制，可對(duì)檢測目標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)、連續(xù)監(jiān)測。這種檢測裝置能夠用于血吸蟲、瘧原蟲、華支睪蟲等微生物的監(jiān)測、調(diào)查。
文檔編號(hào)H01L21/8232GK102650609SQ20111004592
公開日2012年8月29日 申請(qǐng)日期2011年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月25日
發(fā)明者曾祥志, 李勛, 范小林, 袁壽財(cái), 謝應(yīng)茂 申請(qǐng)人:贛南師范學(xué)院