生物传感技术推动生物传感器市场的新进步

发布于2021年2月3日

场效应晶体管(fet)是一种可以沿通道传输电流的晶体管,其电阻可以由横向电场控制。fet具有高度的集成度和低成本的潜力。由于生物传感应用如蛋白质、病毒和DNA检测、pH值检测等,它们已经获得了广泛的应用。当生物分子结合到化学修饰过的栅极电介质表面时,其阈值电压会发生变化。这个结果就是可以测量的信号的形成。尽管fet一直在进行持续的研究,但生物fet器件的发展进展尚未达到将其转化为成功产品的潜力。

最近,国际研发组织IMEC(校际微电子中心)推出了一种可作为生物传感器的小型硅材料,名为finFET。它具有13纳米翅片宽度和50纳米栅极长度的超小尺寸。该生物传感器在IMEC的300mm洁净室中采用兼容CMOS的工艺流程制造。这是一个重大的发展生物传感器市场由于新型生物铸造能够将自己集成为高通量,具有成本效益的检测工具。IMEC设想生物铸造的体积制造,它们彼此平行地工作。然而,现在,检测限是每天几十分子,因此IMEC通过感测单个DNA分子来靶向那些高精度的生物液。

IMEC研究了具有三维短栅极的CMOS FET器件(finfet)如何能够改善生物FET的响应特性并开启新的应用。这些finfet在高集成度和并行化方面具有极大的优势。然而,到目前为止,人们对其作为生物ofet的潜力知之甚少。

该组织已经证明了一个强大的DNA杂交信号,并有能力检测数十个DNA分子存在于纳米尺度的finfet表面。根据该团队的实验和刺激,预计在-70 nm的finfet中,具有信噪比> 5的单分子检测是可能的。

随着人类痴迷于更快的计算和数据访问,半导体行业已经发展到可以将大量纳米级器件集成到高度复杂的系统中。这可以在几平方毫米的硅的帮助下完成,通过大规模制造可以很容易地建立原子精度。IMEC正在进一步努力提高这些能力,以构建更好的通信设备,并使基于芯片的工具能够揭示到目前为止还无法触及的生物学问题。

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