专利名称：一氧化氮电子传感器的制作方法
技术领域：
本发明涉及半导体装置，其包括一对彼此隔开以在有机半导体层中限定沟道区域的电极、用于控制所述沟道区域的栅结构和至少部分交叠所述沟道区域的受体层。本发明还涉及包括这种半导体装置的传感装置。本发明还涉及用呼吸分析仪测定呼出的气息(exhaled breath)中一氧化氮浓度的方法。
背景技术：
在医疗护理领域中存在很多装置以辅助医生和患者监控与患者身体相关的宽范围的分析物浓度。这种浓度例如能够用于监控通过所服用的药物是否适当控制了医学疾病或者用于辅助展开对患者可能所患有的医学疾病的诊断。这种装置的实例包括可以与体液(例如血液或尿液)接触的传感器装置和确定监控主体呼出的气息中化学试剂的浓度的传感器装置。这种装置的传感功能可以由专用的半导体装置提供，例如化学改性的场效应晶体管(ChemFET)，其中该晶体管的电流特征与目标被分析物的浓度相关。这种半导体装置公知的实例包括由选择性膜覆盖的晶体管，使得该晶体管仅将会暴露于能够通过该膜阻挡层的被分析物。然而，这种装置可能需要复杂的制造工艺，这使其成本昂贵。—些被分析物仅以微小的浓度存在于监控介质中，使得对这些被分析物的精确检测相当具有挑战性。这种被分析物的一个实例是一氧化氮(N0)，其能够存在于人患者呼出的气息中，且尤其是患者的肺中存在炎症的指标。因此，能够精确测定呼出的气息中的NO 浓度的呼吸分析仪是呼吸道疾病(例如哮喘)治疗中的重要工具。美国专利申请US 2007/0048180公开了呼吸分析仪，其包括能够测定在百万分率 (ppm)范围的NO浓度的纳米电子传感器。该纳米电子传感器包括基体，在其上设置有一个或多个纳米结构。该纳米结构与一个或多个导电元件电连接，并且识别材料与该纳米结构操作结合用于与感兴趣的被分析物发生相互作用。该文献教导了这种识别材料的实例包括卟啉和酞菁的金属络合物以及导电聚合物，例如聚苯胺和聚吡咯。这种呼吸分析仪的缺点是该纳米电子传感器对NO的灵敏度达不到十亿分率 (PPb)范围，而这是人呼吸中NO的典型浓度范围。因此，这种呼吸分析仪用于检测人呼出的气息中的NO的适用性是有限的。此外，使用纳米结构作为沟道材料意味着不能使用用于制备半导体装置的标准制造工艺，这增加了纳米电子传感器和呼吸分析仪的成本。
发明内容
本发明寻求提供能够传感PPb范围的NO浓度的半导体装置。本发明进一步寻求提供包括这种半导体装置的传感装置。本发明另外进一步寻求提供测定呼出的气息中NO浓度的方法。
依照本发明的第一方面，提供了半导体装置，其包括一对彼此隔开以在有机半导体层中限定沟道区域的电极、和用于控制所述沟道区域的栅结构，所述装置进一步包括至少部分交叠所述沟道区域的受体层，所述受体层包括选自式I或式II的一氧化氮配位络合物
权利要求
1.半导体装置(1 )，其包括一对彼此隔开以在有机半导体层(14)中限定沟道区域(16) 的电极(18)、用于控制所述沟道区域的栅结构(10)和至少部分交叠所述沟道区域的受体层(22)，所述受体层包括选自式I或式II的一氧化氮配位络合物
2.权利要求1的半导体装置(1)，其中该过渡金属离子选自&、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、 Ni, Cu, Pb 和 Si。
3.权利要求2的半导体装置(1)，其中该过渡金属离子是Fe离子。
4.权利要求3的半导体装置(1)，其中该一氧化氮配位络合物是式III的化合物
5.权利要求1的半导体装置(1)，其中该栅结构(10)和该受体层(22)位于该沟道区域 (16)的相对侧。
6.权利要求5的半导体装置(1)，其中该受体层(22)与该沟道区域(16)由保护层(20) 分隔开。
7.权利要求1的半导体装置(1)，其中该受体层(22)设置在该栅结构(10)之上。
8.权利要求1的半导体装置(1)，其中该有机半导体沟道区域(16)包括聚芳基胺。
9.权利要求1的半导体装置(1)，其中该有机半导体层(14)覆盖该电极对(18)。
10.权利要求1的半导体装置(1)，其中该电极(18)是金电极。
11.权利要求1的半导体装置(1)，其中该有机半导体层(14)是自组装的单层，以及其中该一氧化氮配位络合物化学键合到所述单层上。
12.传感装置(100)，包括与流体入口(102)连通的测量室，所述测量室包括根据权利要求1-11任一项的半导体装置(1)；与该半导体装置连接用于将来自该半导体装置的信号与一氧化氮浓度相关联的处理器(120)；和用于为用户提供该一氧化氮浓度的输出器(140)。
13.权利要求12的传感装置(100)，其中该输出器(140)包括显示器。
14.权利要求12的传感装置(100)，其中该传感装置是呼吸分析仪。
15.测定呼出的气息中一氧化氮浓度的方法，所述方法包括 提供权利要求14中所述的呼吸分析仪(100)；将气息呼出到该入口(102)中；和测定NO浓度。
全文摘要
本发明公开的是用于测定流体(例如呼出的气息)中的NO浓度的半导体装置(1)。该装置(1)典型地包括一对彼此隔开以在有机半导体(14)中限定沟道区域(16)的电极(18)、用于控制所述沟道区域的门结构(10)和至少部分交叠所述沟道区域的受体层(22)，所述受体层包括卟吩或酞菁配位络合物，其包括III-XII族过渡金属离子或铅(Pb)离子，用于络合NO。这种半导体装置能够传感ppb范围的NO浓度。
文档编号G01N27/414GK102257384SQ200980150677
公开日2011年11月23日 申请日期2009年12月10日 优先权日2008年12月16日
发明者M. 德利尤 D., P. 威拉德 N., 塞塔耶什 S. 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司