[发明专利]用于生物和化学分析的集成式传感器阵列

权利要求书

1.一种集成式传感器阵列，其包含：

在电路支持基底中形成的多个传感器，每个传感器包含化学场效应晶体管，所述传感器以大于100个传感器/mm²的密度存在于大于256个传感器的平面阵列中，所述阵列中的每个传感器设置成提供与其附近的化学或生物样品的浓度或存在相关的至少一个输出信号，对于阵列中的每个传感器而言，响应于相同化学或生物样品的相同浓度或存在，这种输出信号是基本上相同的。

2.如权利要求1所述的集成式传感器阵列，其另外包括在所述电路支持基底中的多个样品保留区，每个样品保留区位于至少一个所述传感器上，且与至少一个所述传感器可操作地相关联。

3.如权利要求2所述的集成式传感器阵列，其中所述浓度包括带电荷物质的浓度，且其中每个所述化学场效应晶体管是离子敏感场效应晶体管，所述离子敏感场效应晶体管具有浮动栅，所述浮动栅在其表面上具有电介质层，所述电介质层接触含有所述化学或生物样品的样品流体，且能与其邻近的样品流体中的带电荷物质的浓度成比例地积累电荷。

4.如权利要求3所述的集成式传感器阵列，其中所述电介质层的厚度选择成使跨过它的电容尽可能大。

5.如权利要求4所述的集成式传感器阵列，其中所述电介质层的所述厚度是1至1000纳米。

6.如权利要求5所述的集成式传感器阵列，其中所述电介质层包含金属氧化物。

7.如权利要求6所述的集成式传感器阵列，其中所述金属氧化物选自：氧化铝、氧化钽、氮化硅、氮氧化硅、五氧化二钽、氧化锡和二氧化锡。

8.如权利要求4所述的集成式传感器阵列，其中所述电介质层包含双层，所述双层由与所述样品流体流体接触的电荷敏感层和设置在所述浮动栅上的粘附层组成，所述粘附层用于使所述电荷敏感层结合至所述浮动栅。

9.如权利要求8所述的集成式传感器阵列，其中所述电荷敏感层是氧化钽，且所述粘附层是二氧化铝。

10.如权利要求2所述的集成式传感器阵列，其中所述样品保留区的所述阵列是在所述化学场效应晶体管阵列上形成的且与其集成在一起的微孔阵列，所述阵列中的每个微孔具有包围微孔体积的壁，且每个微孔体积能容纳所述化学或生物样品。

11.如权利要求10所述的集成式传感器阵列，其中所述微孔阵列被密封地与所述化学场效应晶体管阵列连接的流动池包围，所述流动池设置成向所述微孔递送试剂，且所述流动池具有入口、出口和限定所述试剂的流动通道的内部，使得每个微孔与所述流动池的内部流体连通。

12.如权利要求11所述的集成式传感器阵列，其中所述流动池的所述内部设置成提供在每个所述微孔处基本上相等的所述试剂的流速。