光學(xué)感測芯片的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種可重復(fù)使用且應(yīng)用廣泛的光學(xué)感測芯片。本發(fā)明的光學(xué)感測芯片不但可定性辨別不同種類分子，還可以進(jìn)行定量分析感測微量小分子。傳統(tǒng)光學(xué)式感測芯片，往往需要額外加入已知濃度的樣品，再通過信號(hào)比對(duì)來定量量測；但本發(fā)明中不需額外加入已知濃度的參考樣品，而是利用感測芯片本身具有可提供不隨感測環(huán)境變化的固定光學(xué)信號(hào)作為定量化依據(jù)。此外尚具有能即時(shí)處理樣本特定電性分子的篩選濃縮或過濾功能。
【專利說明】光學(xué)感測芯片
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是有關(guān)于一種感測芯片，且特別是有關(guān)于一種光學(xué)感測芯片。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)在市面上現(xiàn)行的生物感測器，主要可以分為依賴化學(xué)反應(yīng)(或是呈色反應(yīng))機(jī)制或依賴免疫熒光標(biāo)定機(jī)制所產(chǎn)生的光學(xué)感測芯片。
[0003]在一般化學(xué)反應(yīng)機(jī)制的感測器，總是需要一個(gè)具電化學(xué)活性的分子或是使用會(huì)變色的分子作為報(bào)告分子(reporter)，但是添加的報(bào)告分子在反應(yīng)后難以去除，會(huì)污染原來檢體系統(tǒng)。此外，也會(huì)因?yàn)槊看畏磻?yīng)而消耗掉一定比例的活性反應(yīng)表面，因此難以進(jìn)行多次而且持續(xù)性的檢測。
[0004]免疫熒光標(biāo)定機(jī)制中除了免疫反應(yīng)的限制外尚需要加入熒光分子，透過熒光分子進(jìn)行免疫反應(yīng)之后，尚需要進(jìn)行重復(fù)的芯片清洗動(dòng)作。雖然靈敏度相當(dāng)好，但是因?yàn)槊庖叻磻?yīng)所需的時(shí)間較長，無法整合在即時(shí)監(jiān)測的系統(tǒng)內(nèi)來使用。此外，熒光分子往往俱有較高的生物毒性，必須去除量測后的熒光分子也導(dǎo)致限制增加。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種利用表面等離子體共振(Surface PlasmonResonance, SPR)效應(yīng)的光學(xué)感測芯片，不但可以即時(shí)量測到感測器表面非常細(xì)微的變化情況而具高靈敏度，還可達(dá)到定量分析、定性分析等多重功能。此外，本發(fā)明的感測芯片還可整合流道傳輸或信號(hào)轉(zhuǎn)換處理系統(tǒng)等，處理辨認(rèn)不同種的小分子環(huán)境或生物樣品。
[0006]為達(dá)上述目的，本發(fā)明提供一種光學(xué)感測芯片，其至少包括基底、絕緣氧化物層、隔離層以及立體納米結(jié)構(gòu)陣列。該絕緣氧化物層覆蓋于該基板上，而該隔離層覆蓋于該基板與該絕緣氧化物層之上。該隔離層具有至少一開口，以暴露出位于該絕緣氧化物層上的該立體納米結(jié)構(gòu)陣列。該立體納米結(jié)構(gòu)陣列包括排列成行列的多個(gè)立體納米結(jié)構(gòu)，而任一立體納米結(jié)構(gòu)至少包括一立體聚合物結(jié)構(gòu)與共形覆蓋于該立體聚合物結(jié)構(gòu)上的一金屬層。
[0007]在本發(fā)明的實(shí)施例中，該基底是一硅基底。該絕緣氧化物層的材質(zhì)包括金屬氧化物或氧化硅。該隔離層材質(zhì)包括透明的高分子聚合物。
[0008]在本發(fā)明的實(shí)施例中，該立體聚合物結(jié)構(gòu)為具約300納米直徑的聚苯乙烯球。該金屬層為厚度約20?60納米的金、銀或銅膜。
[0009]在本發(fā)明的實(shí)施例中，該基底還包括一底金屬層，位于該絕緣氧化物層的下方，其位置對(duì)應(yīng)于該立體納米結(jié)構(gòu)陣列的位置。
[0010]為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合所附圖式作詳細(xì)說明如下。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1A-1D是一種光學(xué)感測芯片結(jié)構(gòu)制造流程的示意圖。[0012]圖2A是一種光學(xué)感測芯片結(jié)構(gòu)的立體示意圖。
[0013]圖2B是本發(fā)明感測芯片感測機(jī)制的示意模擬圖。
[0014]圖3是已完成表面金屬濺鍍的該些立體納米結(jié)構(gòu)表面型態(tài)的掃描式電子顯微鏡圖。
[0015]圖4是依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的混合樣本的拉曼光譜圖。
[0016]圖5是依據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的三聚氰胺樣本的拉曼光譜圖。
[0017]圖6是依據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的三聚氰胺樣本的拉曼光譜圖。
[0018]主要元件符號(hào)說明
[0019]20:光學(xué)感測芯片結(jié)構(gòu)
[0020]100:基底
[0021]110:絕緣層
[0022]120:底金屬層
[0023]130:絕緣性氧化物層
[0024]200:立體納米結(jié)構(gòu)
[0025]210:立體聚合物球體
[0026]220:金屬層
[0027]300:隔離層
[0028]302:開口
[0029]A:電極圖案
【具體實(shí)施方式】
[0030]本發(fā)明是關(guān)于一種光學(xué)檢測芯片，可廣泛應(yīng)用在各種小分子的感測。此處所謂小分子，大概指分子量在IOOkDa以下的分子,包括化學(xué)分子、藥品、氨基酸、肽、帶電小分子。針對(duì)生物樣本，此感測芯片量測機(jī)制也無需使用一般抗體-抗原的免疫標(biāo)定反應(yīng)。
[0031]本發(fā)明應(yīng)用拉曼光學(xué)原理，拉曼特征光譜的產(chǎn)生是由于分子和金屬彼此互相接近，而達(dá)到利用金屬表面產(chǎn)生局部等離子體效應(yīng)(localized surface plasmonresonance, LSPR)而將電場集中在一個(gè)非常局部的地方，再借由電場局部放大來使得待測分子的分子振動(dòng)膜態(tài)改變，最終將散發(fā)出一個(gè)俱有特征拉曼波長的特征指紋光譜，此機(jī)制一般稱為表面增益型拉曼散射(surface enhanced Raman scattering, SERS)。而表面增益型拉曼散射和一般拉曼光譜最大的不同就是需具有納米金屬粒子存在于樣本中進(jìn)行LSPR的效應(yīng)而放大拉曼信號(hào)。此技術(shù)的特點(diǎn)是可用以量測不同種的分子結(jié)構(gòu)，所以不需要使用額外的抗體抗原反應(yīng)即可量測得知何種結(jié)構(gòu)的樣本正位在感測器的表面。
[0032]本發(fā)明所使用的主要感測手段利用適當(dāng)尺寸范圍立體納米結(jié)構(gòu)，當(dāng)待測物靠近至立體納米結(jié)構(gòu)一特定范圍內(nèi)，立體納米結(jié)構(gòu)會(huì)和入射光產(chǎn)生表面等離子體共振，放大局部電場，而此電場會(huì)進(jìn)一步影響待測分子的拉曼信號(hào)，進(jìn)而放大整體拉曼成為表面增強(qiáng)拉曼散射(SERS)。相較于傳統(tǒng)拉曼，表面增強(qiáng)拉曼散射可放大增益強(qiáng)度達(dá)IO6?IO9倍的信號(hào)增益。針對(duì)表面增益型拉曼散射(非彈性散射)，不同分子結(jié)構(gòu)具各別特征信號(hào)信號(hào)。而透過拉曼光譜機(jī)制中針對(duì)不同待測樣本會(huì)有不同的光指紋圖譜的特性，可以通過建構(gòu)光譜的數(shù)據(jù)庫來達(dá)到分辨不同待測分子的辨識(shí)性，因此量測特定拉曼光譜來分辨不同生物樣本具高度定性分析準(zhǔn)確度。
[0033]本發(fā)明將納米金屬粒子固定在用以處理液體樣本的表面，可不必通過過濾等手段移除納米金屬粒子，大大簡化此感測芯片的操作處理流程。
[0034]此外，為了增加信號(hào)以及背景噪聲的對(duì)比度，會(huì)將納米金屬結(jié)構(gòu)(顆粒)陣列固定于一個(gè)特定的感測器表面上；由于納米金屬結(jié)構(gòu)陣列固定于一個(gè)平面的方式，將可以利用納米金屬顆粒增強(qiáng)散射出的拉曼光譜，由此放大信號(hào)噪聲的對(duì)比度。
[0035]在納米金屬結(jié)構(gòu)陣列下方結(jié)構(gòu)則是由兩層不同材料所組成，其中包括了底層的金屬電極層以及中間夾層的絕緣性氧化物層。這兩層各有其功能，其中底層的金屬電極層是用以在施加靜電來驅(qū)使芯片表面的電雙層電性改變，也就是改變表面的界達(dá)電位(zetapotential)。通過此改變表面電雙層可以篩選不同電性的離子抵達(dá)欲納米金屬陣列的表面。而中央的絕緣夾層則是肩負(fù)著提供固定不隨樣本變化的拉曼信號(hào)，來做為定量所用，之后各量測數(shù)據(jù)皆是和此固定的拉曼信號(hào)做對(duì)比來決定其真實(shí)強(qiáng)度。
[0036]圖1A-1D是一種光學(xué)感測芯片結(jié)構(gòu)制造流程的示意圖。
[0037]如圖1A所示,提供一基底100,該基底100上有一絕緣層110與位于該絕緣層110上的一底金屬層120。可以先在基底100上利用例如低壓熱氧化方式或低壓化學(xué)沉積法LPCVD，于該基底100的上表面上長出致密的絕緣層110，該絕緣層110例如是二氧化硅層。該底金屬層120例如是濺鍍?cè)俳?jīng)微影黃光等圖案化步驟而形成的金屬層例如是鋁金屬，該底金屬層120位于該絕緣層110上而僅覆蓋部分該絕緣層110。該底金屬層120后續(xù)是作為靜電式電極操控之用，故該底金屬層120具有一電極圖案A。該基底100例如是一硅基底或硅芯片。
[0038]如圖1B所示，接著形成一絕緣性氧化物層130共形覆蓋住該底金屬層120與該絕緣層110。該絕緣性氧化物層130的材質(zhì)例如是金屬氧化物或氧化硅，而以等離子體增益型化學(xué)氣相沉積法(PECVD)或原子層沉積法(ALD)所沉積而成的。舉例而言，該絕緣性氧化物層130可以是厚度約20納米的三氧化二鋁(A1203)或二氧化硅(Si02)層。
[0039]如圖1C所示，在該絕緣性氧化物層130上形成多個(gè)立體納米結(jié)構(gòu)200。該些立體納米結(jié)構(gòu)200包括多個(gè)立體聚合物球體210與共形覆蓋于其上的金屬層220。立體聚合物球體210的制造例如是在該絕緣性氧化物層130上利用表面張力驅(qū)使的自組裝技術(shù)而排列形成的聚合物球體，該些聚合物球體例如是約300納米直徑的聚苯乙烯球(polystyrenebeads)。該些立體聚合物球體210可排列成陣列狀，而其排列位置圖案同樣大致對(duì)應(yīng)著電極圖案A的位置與形狀。在完成立體聚合物球體210陣列之后，再利用濺鍍共形覆蓋沉積上一薄金屬層220，而形成該些立體納米結(jié)構(gòu)200。此外，該金屬層220并覆蓋住該絕緣性氧化物層130沒被該些立體納米結(jié)構(gòu)200所遮蓋的表面。該金屬層220例如為厚度約20?60納米的金、銀或銅膜。此處所示立體納米結(jié)構(gòu)200乃為球狀或卵狀，但是也可為錐狀(見圖2)、柱狀或立方體、長方體等，該些立體納米結(jié)構(gòu)200排列成陣列狀，而其排列位置圖案同樣大致對(duì)應(yīng)著電極圖案A的位置與形狀。該立體納米結(jié)構(gòu)200主要是將金屬層220作為表面等離子體共振結(jié)構(gòu)。
[0040]見圖1D，在該金屬層220上形成隔離層300。該隔離層300具有至少一個(gè)開口 302，該開口 302的位置、形狀大小同樣大致對(duì)應(yīng)著電極圖案A ;也就是說，該開口 302不一定完全暴露出電極圖案A的全部范圍，但至少暴露出排列成陣列狀的該些立體納米結(jié)構(gòu)200與共形覆蓋于該絕緣性氧化物層130上的部分該金屬層220。該隔離層300的材質(zhì)例如是透明的高分子聚合物，如聚二甲基娃氧燒(polydimethylsiloxane, PDMS)。例如該隔離層300的厚度約為I公分厚，而其所具有的開口 302乃為5厘米大小的圓形開口。
[0041]圖2A是一種光學(xué)感測芯片結(jié)構(gòu)的立體示意圖。參見圖2A，光學(xué)感測芯片結(jié)構(gòu)20(由下而上)依序包括該基底100、位于該基底100上的絕緣層110、位于該絕緣層110上的底金屬層120以及共形覆蓋住該底金屬層120與該絕緣層110的該絕緣性氧化物層130。
[0042]其中，該絕緣性氧化物層130或是基底100亦可以提供一特定且固定的拉曼信號(hào)，其拉曼信號(hào)隨材質(zhì)不同而為一特定值，且不會(huì)隨周圍環(huán)境變動(dòng)而變化，故為一固定值。因?yàn)樵摻^緣性氧化物層130或是基底100可以提供一特定且固定的拉曼信號(hào)，可以使用絕緣性氧化物層130或是基底100做為參考信號(hào)膜層，而以其固定的特征拉曼信號(hào)作為信號(hào)對(duì)比的參考，而用以定量分析。
[0043]此處實(shí)施例以硅基底作為例子，但所謂基底不特定針對(duì)硅基底，如其他類基板于其上經(jīng)過鍍膜過程后，產(chǎn)生一膜層結(jié)構(gòu)，具有一特定固定可供作為參考拉曼信號(hào)，也可作為基底使用。其他類基板例如:玻璃、高分子及陶瓷基板。
[0044]該底金屬層120具有一電極圖案A (見圖2A左下方虛線),其中位于該基底100/該絕緣層110與該絕緣性氧化物層130之間的電極圖案A乃作為靜電操控電極。
[0045]而在對(duì)應(yīng)于電極圖案A位置的該絕緣性氧化物層130上具有多個(gè)立體納米結(jié)構(gòu)200。該些立體納米結(jié)構(gòu)200包括多個(gè)立體聚合物球體210與共形覆蓋于其上的金屬層220。金屬層220也覆蓋住該絕緣性氧化物層130沒被該些立體納米結(jié)構(gòu)200所遮蓋的表面。
[0046]此外，光學(xué)感測芯片結(jié)構(gòu)20還包括位于該金屬層220與該絕緣性氧化物層130上的隔離層300。該隔離層300具有至少一個(gè)開口 302。參見圖2左下方的區(qū)域?qū)?yīng)示意圖，一般而言，該開口 302的開口區(qū)域A’形狀大小應(yīng)小于或等于但大致對(duì)應(yīng)著電極圖案A的形狀大小，而兩者位置也應(yīng)相對(duì)應(yīng)。此處開口呈圓形，但其實(shí)際形狀可為任意多邊形。前述電極圖案、立體納米結(jié)構(gòu)陣列圖案或開口圖案等的形狀、大小或位置均可視芯片設(shè)計(jì)而更動(dòng)，而不限于此處實(shí)施例所述。該些立體納米結(jié)構(gòu)200透過開口 302暴露出來與待測物接觸，提供表面增益拉曼信號(hào)。
[0047]由于該隔離層300的厚度，該開口 302可視為一井或坑洞，可承裝樣本液體；而樣本液體中的待測物接近位于開口 302中的立體納米結(jié)構(gòu)200時(shí)，則經(jīng)由表面等離子體共振而產(chǎn)生表面增強(qiáng)拉曼散射信號(hào)，而用以定性或定量分析。
[0048]本發(fā)明中該隔離層300可具有多個(gè)開口 302排列成陣列，例如成孔盤式排列，例如一單位感測芯片上可存有16-96孔(開口)，而每一孔作為感測單元以便于承載樣本液體。
[0049]圖2B是本發(fā)明感測芯片感測機(jī)制的示意圖。圖2B中錐狀的立體納米結(jié)構(gòu)200是作為表面等離子體共振結(jié)構(gòu)，當(dāng)分析物AS靠近錐狀的立體納米結(jié)構(gòu)200至一定距離的范圍之內(nèi)(約小于等于10納米)，立體納米結(jié)構(gòu)200會(huì)和入射光產(chǎn)生表面等離子體共振，進(jìn)而放大整體拉曼成為表面增強(qiáng)拉曼散射(Surface Enhanced Raman Scattering, SERS)。同時(shí)，如圖2B所示，可施加偏壓至底金屬層120的電極圖案A作為靜電操控電極來驅(qū)使芯片表面的電雙層電性改變，由此改變表面電雙層電性，而使不同極性的分析物AS靠近納米金屬陣列的表面(局部濃縮)，并排斥相同極性的雜離子BS而使其遠(yuǎn)離納米金屬陣列的表面(排斥過濾)，故達(dá)到篩選不同電性的離子能否抵達(dá)欲納米金屬陣列的表面的能力。[0050]也就是說，本發(fā)明具有可操控靜電電雙層的雙層結(jié)構(gòu)(亦即該底金屬層120與該絕緣性氧化物層130)，可提高抵達(dá)納米金屬陣列感測芯片的樣本濃度(亦即濃縮樣本)，而無需事先純化處理樣本(例如以離子過濾膜或干燥處理來濃縮樣本)，不但幫助偵測較低或更低濃度的樣本，且大大節(jié)省處理時(shí)間能快速處理達(dá)到及時(shí)監(jiān)測的目的。
[0051]圖3是已完成表面金屬濺鍍的該些立體納米結(jié)構(gòu)表面型態(tài)的掃描式電子顯微鏡圖。與圖2的示意圖中所示排列間距相當(dāng)寬松的該些立體納米結(jié)構(gòu)不同，該些立體納米結(jié)構(gòu)實(shí)際上可以相當(dāng)緊密地排列。
[0052]根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例，所謂立體納米結(jié)構(gòu)也可以設(shè)計(jì)成非固定式的立體結(jié)構(gòu)，依據(jù)相同原理設(shè)計(jì)成納米顆粒(半徑尺寸約為190nm)，該納米顆粒具有硅核心(半徑尺寸150nm)且核心外依序包覆著絕緣氧化物層(厚度20nm)與金屬層(銀膜層)(厚度20nm)，而直接添加至樣本中，也就是說將上述固定在基板上的立體納米結(jié)構(gòu)由基板上脫附下來而成。
[0053]實(shí)驗(yàn)
[0054]本發(fā)明的感測芯片可利用拉曼光譜儀(QE-65000Raman spectrometer)量測,搭配使用倍頻的NdYAG532納米激光作為激發(fā)源而光纖式拉曼探頭讀取之。使用60秒為積分條件、532納米激光激發(fā)能量為60mW。本發(fā)明使用本發(fā)明的感測芯片來量測不同混和物在不同濃度的條件下所得的信號(hào)，以及當(dāng)控制表面電雙層效應(yīng)下濃縮樣本的效果測試。測試樣本為三聚氰胺(Melamine)以及尿素(Urea)和肌酸酐(Creatinine, CR)的混和測試物。測試結(jié)果首先先測試在增益拉曼芯片表面感測不同混和物，例如:尿素和不同濃度肌酸酐的混和物是否可以利用拉曼光譜進(jìn)行分析濃度信號(hào)差異。結(jié)果如圖4所示。尿素是固定濃度IOmM而肌肝酸(CR)濃度則是改變，自10mM、20mM增至30mM。其中標(biāo)黑色箭頭者為代表肌酸酐的信號(hào)，而紅色箭頭者則為代表尿素的特征信號(hào)?？梢园l(fā)現(xiàn)尿素的特征信號(hào)并未有明顯變動(dòng)，相反的則是肌酸酐的信號(hào)則隨著不同濃度有不同高低信號(hào)。因此對(duì)于混合物的定性分析，表面增益拉曼光譜是有其優(yōu)點(diǎn)。但是相對(duì)的本方式僅只能辨認(rèn)是何物種其濃度有所變化，但如要達(dá)到定量分析結(jié)果則尚需有一固定信號(hào)以供校對(duì)。例如此實(shí)施例中尿素濃度在測試中皆為固定值，可供比對(duì)之用。
[0055]因此本發(fā)明設(shè)計(jì)加入具有特定拉曼信號(hào)的絕緣氧化物層來做為參考信號(hào)源。
[0056]在實(shí)際多功能芯片測試上，使用了二氧化硅作為絕緣氧化物膜層的材料，其拉曼光譜特征信號(hào)位于525CHT1的拉曼位移上。因此只需要針對(duì)此信號(hào)來比對(duì)不同信號(hào)即可知道其確實(shí)濃度。在定量量測測試是以三聚氰胺為測試主角。首先先測試三聚氰胺純物質(zhì)其特征拉曼信號(hào)，以確認(rèn)量測結(jié)果是否為三聚氰胺。測試光譜結(jié)果如圖5，從三聚氰胺純物質(zhì)的拉曼位移數(shù)據(jù)，可以發(fā)現(xiàn)其主要信號(hào)位于678CHT1以及991CHT1。
[0057]圖6顯示本案所設(shè)計(jì)的芯片針對(duì)三聚氰胺水溶液樣本與干燥樣本的測試結(jié)果，并測試施加靜電力所造成的變化。三聚氰胺溶于水中呈弱堿性而帶弱正電。當(dāng)施加一靜電力于芯片上，可以發(fā)現(xiàn)為于638CHT1特征信號(hào)(紅色)明顯比沒有施加任何靜電力(黑色)于其上時(shí)有明顯的增加，此說明了施加此靜電力有引導(dǎo)待測樣本抵達(dá)納米結(jié)構(gòu)的功用。使用靜電力方式可以有效導(dǎo)引三聚氰胺使其在立體納米結(jié)構(gòu)的金屬表面聚集，以增加信號(hào)強(qiáng)度。而位于525CHT1的參考信號(hào)依舊穩(wěn)定，可提供定量量測的參考依據(jù)。
[0058]當(dāng)控制電雙層電性和待測分子為同極性時(shí)會(huì)發(fā)生排斥作用，反之則是控制電雙層電性和待測分子為不同極性時(shí)會(huì)有濃縮效果。特別是針對(duì)低濃度待測物的情況，不但本案的感測芯片所量測待測物濃度可低至lppm，還可施加靜電力使待測物聚集(濃縮待測物)以
方便測量。
[0059]此外在拉曼位移的525cm—1處有一個(gè)不會(huì)隨著測試樣本濃度改變的固定信號(hào)(從作為絕緣氧化物膜層的二氧化硅而來)。所有量測的信號(hào)強(qiáng)度都可以和這個(gè)參考信號(hào)(525cm-1)的強(qiáng)度進(jìn)行比對(duì)，以達(dá)到定量分析的目的。此處可以根據(jù)參考信號(hào)以所謂正?；?Normalization)的方式來處理定量量測的數(shù)據(jù)。
[0060]本發(fā)明具有明顯的結(jié)構(gòu)特征，包括由下而上具有金屬/絕緣氧化層/納米金屬陣列迭層結(jié)構(gòu)型態(tài)，透過該些立體納米結(jié)構(gòu)可以提供表面增益型拉曼信號(hào)。本發(fā)明提供位于芯片上方的固定拉曼信號(hào)膜層(亦即絕緣氧化物膜層)來提供固定參考信號(hào)而達(dá)到檢體定
量量測。
[0061]此外，本發(fā)明可利用芯片所施加的靜電力來進(jìn)行樣本濃縮以及達(dá)到雜質(zhì)排斥的目的。
[0062]本案利用拉曼光學(xué)系統(tǒng)的檢測芯片具有相當(dāng)大的應(yīng)用潛力，舉凡生醫(yī)制藥、環(huán)境檢測、非侵入血糖檢測、食品安全快速檢測或微生物快速篩檢等等檢測目，皆可能應(yīng)用。
[0063]雖然結(jié)合以上實(shí)施例揭露了本發(fā)明，然而其并非用以限定本發(fā)明，任何所屬【技術(shù)領(lǐng)域】中具有通常知識(shí)者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的更動(dòng)與潤飾，故本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以附上的權(quán)利要求所界定的為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種光學(xué)感測芯片，包括: 基底； 至少一絕緣氧化物層，覆蓋于該基底上以提供一固定拉曼信號(hào)； 隔離層，覆蓋于該基底與該絕緣氧化物層上，其中該隔離層具有至少一開口 ；以及立體納米結(jié)構(gòu)陣列，位于該絕緣氧化物層上而該開口暴露出該立體納米結(jié)構(gòu)陣列，其中該立體納米結(jié)構(gòu)陣列包括排列成行列的多個(gè)立體納米結(jié)構(gòu)，而任一立體納米結(jié)構(gòu)至少包括一立體聚合物結(jié)構(gòu)與共形覆蓋于該立體聚合物結(jié)構(gòu)上的一金屬層。
2.如權(quán)利要求1所述光學(xué)感測芯片，其中該基底可提供一特定的參考拉曼信號(hào)以做為參考信號(hào)。
3.如權(quán)利要求2所述光學(xué)感測芯片，其中該絕緣氧化物層的材質(zhì)包括金屬氧化物或氧化娃，而該基底為一娃基底。
4.如權(quán)利要求3所述光學(xué)感測芯片，其中該金屬氧化物包括氧化鋁。
5.如權(quán)利要求1所述光學(xué)感測芯片，其中該絕緣氧化物層厚度為20納米。
6.如權(quán)利要求1所述光學(xué)感測芯片，其中該立體聚合物結(jié)構(gòu)為具300納米直徑的聚苯乙烯球。
7.如權(quán)利要求1所述光學(xué)感測芯片，其中該金屬層為厚度20?60納米的金、銀或銅膜。
8.如權(quán)利要求1所述光學(xué)感測芯片，其中該隔離層材質(zhì)包括透明的高分子聚合物。
9.如權(quán)利要求8所述光學(xué)感測芯片，其中該透明的高分子聚合物包括聚二甲基硅氧烷氣燒基娃燒。
10.如權(quán)利要求7所述光學(xué)感測芯片，其中該基底還包括一底金屬層位于該絕緣氧化物層的下方，其位置對(duì)應(yīng)于該立體納米結(jié)構(gòu)陣列的位置。
11.一種光學(xué)感測芯片,包括: 硅基板，提供一特定的拉曼信號(hào)可做為參考信號(hào)； 隔離層，覆蓋于該基板上，其中該隔離層具有至少一開口 ；以及立體納米結(jié)構(gòu)陣列，位于該基板上而該開口暴露出該立體納米結(jié)構(gòu)陣列，其中該立體納米結(jié)構(gòu)陣列包括排列成行列的多個(gè)立體納米結(jié)構(gòu)，而任一立體納米結(jié)構(gòu)至少包括一立體聚合物結(jié)構(gòu)與共形覆蓋于該立體聚合物結(jié)構(gòu)上的一金屬層。
12.如權(quán)利要求11所述光學(xué)感測芯片，其中該立體聚合物結(jié)構(gòu)為具300納米直徑的聚苯乙烯球。
13.如權(quán)利要求11所述光學(xué)感測芯片，其中該金屬層為厚度20?60納米的金、銀或銅膜。
14.如權(quán)利要求11所述光學(xué)感測芯片，其中該隔離層材質(zhì)包括透明的高分子聚合物。
15.如權(quán)利要求14所述光學(xué)感測芯片，其中該透明的高分子聚合物包括聚二甲基硅氧燒氣燒基娃燒。
16.如權(quán)利要求13所述光學(xué)感測芯片，其中該基底還包括一底金屬層，位于該絕緣氧化物層的下方，其位置對(duì)應(yīng)于該立體納米結(jié)構(gòu)陣列的位置。
【文檔編號(hào)】G01N21/65GK103926231SQ201410012972
【公開日】2014年7月16日 申請(qǐng)日期:2014年1月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月14日
【發(fā)明者】張家榮, 林靖淵 申請(qǐng)人:財(cái)團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院