Fabrication of micro-chambers for chemical analysis : pH microsensors and microfluidic associated
Réalisation de micro-chambres d'analyse chimique : microcapteurs de pH et microfluidiques associés
Résumé
This work presents the achievement of a chemical analysis system consisting of an array of micro-chambers containing pH microsensors based-on suspended gate field effect transistors particularly sensitive to charges contained in the space under the gate-bridge. The suspended-gate transistors were fabricated using surface microtechnology processes. A final insulating layer was chosen to allow the use of these transistors in solution as pH sensors. The integration of microfluidic channels made of Polydiméthylsiloxane (PDMS) on the suspended-gate transistors, have allowed performing a set of pH measurements in both static or continuous flow, and working on the optimal conditions for sensors rinsing. The effect of the gap (area under the suspended bridge) height on pH sensitivity is also presented. Then, first measurements in small signal regime have been made on transistors with and without the (PDMS) microchannels. These have allowed us to observe their frequency particular behavior depending on the sensor environment and especially its pH, and to develop a new method for pH measuring.
Ce travail porte sur la réalisation d'un système d'analyse chimique constitué d'un réseau de micro-chambres abritant des microcapteurs de pH de type transistors à effet de champ à grille suspendue très sensibles aux charges contenues dans l'espace sous le pont-grille. Les transistors à grille suspendue ont été fabriqués en utilisant les procédés de la microtechnologie de surface. Une couche d'isolation finale a été choisie afin de permettre l'utilisation de ces transistors en solution comme capteurs de pH. L'intégration des canaux microfluidiques réalisés en Polydiméthylsiloxane (PDMS) sur les transistors à grille suspendue ont permis d'effectuer une série de mesures de pH, soit en statique, soit en flux continu et de travailler sur les conditions optimales de rinçage des capteurs. L'effet de la hauteur de gap sous le pont de grille sur la sensibilité au pH est présenté. Par ailleurs, de premières mesures dans le domaine fréquentiel ont pu être faites sur des transistors sans et avec les microcanaux en PDMS. Ceci nous a permis d'observer un comportement fréquentiel particulier et dépendant de l'ambiance autour des transistors, et en particulier du pH, ce qui permet de développer une nouvelle méthode de mesure du pH.
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