[发明专利]生物场效应晶体管传感器的差动式感测

权利要求书

1.一种传感器阵列，其包括：

半导体衬底；

第一多个FET传感器，所述第一多个FET传感器的各者包括：

第一沟道区，其位于所述半导体衬底中的第一源极区与第一漏极区之间，

第一栅极结构，其位于所述第一沟道区的第一侧，

介电质层，其经放置于与所述第一沟道区的所述第一侧相对的所述第一沟道区的第二侧上使至少位于所述第一沟道区上方的所述介电质层的第一部分暴露于靶溶液，及

第一多个捕获试剂，其在所述第一沟道区上方耦合到所述介电质层；

第二多个FET传感器，所述第二多个FET传感器的各者包括：

第二沟道区，其位于所述半导体衬底中的第二源极区与第二漏极区之间，

第二栅极结构，其位于述第二沟道区的第一侧，

所述介电质层，其经放置于与所述第二沟道区的所述第一侧相对的所述第二沟道区的第二侧上使至少位于所述第二沟道区上方的所述介电质层的第二部分暴露于所述靶溶液，

第二多个捕获试剂，其在所述第二沟道区上方耦合到所述介电质层，其中所述第二多个捕获试剂不同于所述第一多个捕获试剂，

控制器，耦合到所述第一多个FET传感器的多个所述第一栅极结构及所述第二多个FET传感器的多个所述第二栅极结构，所述控制器经配置以将第一电压施加到所述多个所述第一栅极结构，且经配置以将第二电压施加到所述多个所述第二栅极结构；及

读出电路，耦合到所述第一多个FET传感器及所述第二多个FET传感器，且所述读出电路经配置以基于所述第一电压及所述第二电压的至少一者来确定所述靶溶液中一或多个靶分析物的存在，

其中所述第一多个FET传感器及所述第二多个FET传感器经布置成二维阵列且经耦合到共同参考电极。

2.根据权利要求1所述的传感器阵列，其进一步包括：

绝缘层，其经放置于所述半导体衬底的表面上方。

3.根据权利要求2所述的传感器阵列，其中所述绝缘层包含穿过所述绝缘层的厚度的多个开口，所述多个开口经布置于所述第一沟道区及所述第二沟道区上方。

4.根据权利要求3所述的传感器阵列，其中所述介电质层经放置于所述多个开口中。

5.根据权利要求3所述的传感器阵列，其中所述多个开口的各者具有500 nm × 500nm与500 μm × 500 μm之间的面积。

6.根据权利要求1所述的传感器阵列，其中所述第一多个捕获试剂及所述第二多个捕获试剂中的至少一者包含选自由以下项组成的列表的化合物：RNA、DNA、抗体、酶、蛋白质及细胞。

7.根据权利要求1所述的传感器阵列，其中所述介电质层包括高介电系数介电质材料。

8.根据权利要求1所述的传感器阵列，其进一步包括布置于所述第一多个FET传感器及所述第二多个FET传感器上方的微流体沟道。