集成阻抗识别的介电泳芯片设计及其关键工艺.pdf

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1、2011正仪表技术与传感器2011第11期InstrumentTechniqueandSensorNo．11集成阻抗识别的介电泳芯片设计及其关键工艺许静，赵湛，刘泳宏，(1．中国科学院电子学研究所传感技术国家重点实验室，北京100190；2．中国科学院研究生院，北京100039)摘要：以微粒的阻抗识别为目的，设计出一种三维网格阵列微电极传感器。传感器将介电泳分离与阻抗识别集成在同一芯片上。首先通过介电泳将微粒中的一种分离至测试区域，再通过阻抗信号描述微粒特性。针对芯片关键区域，提出了调节SU8曝光时间以提高阻抗测试有效信号的工艺解决方案。实验表明，SU8最佳曝光时间为70S．

2、对芯片性能的相关实验表明，芯片可对不同直径的乳胶微粒进行介电泳分离与阻抗识别。关键词：介电泳；阻抗识别；三维；SU8阱中图分类号：TP212．3文献标识码：A文章编号：1002—1841(2011)11—0001—03Design0fDielectr0ph0reticChipIntegratedwithImpedanceIdentificationandCriticalProblemsonFabricationXUJing，ZHAOZhan，LIUYong—hong’(1．StateKeyLaboratoryofTransducerTechnology，Instituteof

3、Electronics，ChineseAcademyofSciences，Beijing100190，China；2．GraduateUniversity，ChineseAcademyofSciences，Beijing100039，China)Abstract：Inordertoidentificateparticlesbyimpedance，thedesignofathree—dimensionaldelectrodearraysensorwaspresented．Thesensorintegratedthedielectrophoreticseparationandim

4、pedanceidentification．Thecharacteristicoftheparticulateswasincarnatedbytheimpedance．Theparticleswerecharacterizedbyimpedanceaftertheywereseparatedtothetestareabydi-electrophoresis．Forthekeyareaofthesensor，thetimeofSU8exposurewasadjusttoimprovetheefficientsignalinimpedancetest．Theexperiments

5、showthatthebesttimeofexposureis70S．Thelatexeswithdifferentdiametercouldbeseparatedbydielec—trophoresisandidentificatedbyimpedance．Keywords：dielectrophoresis；impedanceidentificationthree—dimensional；SU8wellO引言的上下电极垂直交叉的三层式结构。通过传感器芯片的电场自从1951年⋯介电泳的概念首先被提出以后，越来越多强度的仿真可以发现，正介电泳区域处于SU8陷阱中，由于电的学者

6、致力于这项研究中。介电泳技术具有分离分辨率高、产场的非均匀分布及电介质对电场的束缚作用，中性微粒(如细物纯度高、样本量少、器件成本低以及便携性等优势，使其成为胞、乳胶微粒等)被诱捕到SU8隔层中的柱状小阱内。调节正微粒分离和操纵技术的重要方法之一。特别是，介电泳技术对弦信号的频率，将直径为21．3Ixm和10．9m的乳胶微粒分离微粒无接触的操纵，并且适当的控制下不会影响生物微粒的活开。分离完成后，将介电泳分离信号切换为阻抗测试信号，便性及电特性，更加使得其在对介质微粒、碳纳米管、DNA分子、可实现阻抗谱测量，从而将不同微粒形状的信息以电信号的形细胞等的电极化微粒的有选择可控制

7、的孤立、集中、分离、定位式表征。此外，为了便于阻抗测试，通过工艺试验，得到阱壁具以及特性的描述等方面扮演重要的角色。有一定斜度的SU8阱。电极阵列的三维结构，解决了平面电极然而对样品的检测技术普遍采用的是荧光标记等光学观测电场分散、灵敏度低的难题，可进行微米量级的微粒检测。的方法，对检测的小型化研究仍然处于探索中。阻抗谱检测1芯片的设计与制备技术是最有可能实现与微粒DEP诱捕的集成检测技术之1．1芯片的设计与仿真一传统的介电泳芯片使用平面电极形成非均匀电场，由于其。目前，阻抗的实时监测已被用于介电泳自组