[发明专利]一种多样化有源像素生物传感探测系统

说明书

本发明公开了一种多样化有源像素生物传感探测系统，包括基于大面积电子电路制造工艺的一次性生物传感像素电路即TFT生物传感像素电路和重复利用的基于CMOS信号处理芯片结合在一道；生物传感像素电路部分与信号处理芯片实现分离；TFT生物传感像素电路基于大面积电子电路制造技术，采用各种真空镀膜工艺：热蒸发镀膜、磁控溅射镀膜、气相沉积镀膜、分子层沉积镀膜；各种基于溶液法的半导体器件系统制备工艺进行制备：旋涂、滴途、喷墨打印、平板打印。一种多样化有源像素生物传感探测系统，其包括基于TFT生物传感像素电路和可重复利用的CMOS处理芯片。同时实现对生物样本的光学和电学的大规模检测。

一、技术领域：

本发明涉及一种半导体工艺制备的有源像素传感器，尤其是多样化有源像素生物传感探测系统。

二、背景技术：

目前，基于大面积电子电路制造技术，薄膜晶体管的应用，主要集中于平板显示以及X射线平板探测。近年来，高性能薄膜晶体管及其他薄膜器件的不断发展，为其在其他领域的应用提供了可能性。

基于大面积电子电路制造技术的大规模生物检测技术由于其广阔的应用前景和显著的技术优势在大面积生物探测传感应用领域受到了广泛关注。与传统的基于CMOS的生物检测技术相比，基于薄膜晶体管的生物传感像素电路具有低成本、制备工艺简单、环境友好度高、可实施大规模检测的优势。

三、发明内容：

本发明目的是，提出一种基于TFT像素的一次性探测电路与基于CMOS处理芯片的信号处理电路结合的多样化有源像素生物传感探测系统，尤其是二者分离的结构，延长昂贵的CMOS芯片的使用寿命，同时TFT像素电路可根据不同的检测要求进行特定的设计，从而极大地增加了其应用和设计的灵活性。

本发明的技术方案：一种多样化有源像素生物传感探测系统，其特征在于：包括基于大面积电子电路制造工艺的一次性生物传感像素电路即TFT生物传感像素电路和重复利用的基于CMOS(互补金属氧化物半导体)信号处理芯片结合在一道；生物传感像素电路部分与信号处理芯片实现分离；

TFT生物传感像素电路基于大面积电子电路制造技术，采用各种真空镀膜工艺：热蒸发镀膜、磁控溅射镀膜、气相沉积镀膜、分子层沉积镀膜；各种基于溶液法的半导体器件系统制备工艺进行制备：旋涂、滴途、喷墨打印、平板打印。

基于的一次性探测电路与基于CMOS处理芯片的信号处理电路结合的多样化有源像素生物传感探测系统，尤其是二者分离的结构。

进一步，包括各种大分子、小分子有机半导体薄膜晶体管，金属氧化物薄膜晶体管，非晶硅、纳米晶体硅、多晶硅，及基于过渡金属二维材料的薄膜晶体管等。

进一步，TFT生物传感像素电路使用包括玻璃或聚合物的一次性廉价的基底材料。

进一步，探测像素电路内添加了用于信号放大的TFT。TFT生物传感像素电路选择有源设计，提高了系统的信噪比。

进一步，TFT生物传感像素电路部分与信号处理芯片，根据需求而使用不同的接口与设备进行对接，包括：标准USB(Universal Serial Bus，通用串行总线)，各类型迷你USB，各类卡槽式接口，同时包括各种容性、感性无线、能量传输方式。

进一步，利用低成本的打印电子技术及各类真空镀膜法对TFT生物传感像素电路进行功能化修饰。