[發明專利]利用大規模FET陣列測量分析物的方法和裝置

有效

• 申請號: 200780051353.2
• 申請日: 2007-12-14
• 公開（公告）號: CN101669026A
• 公開（公告）日: 2010-03-10
• 發明（設計）人: 喬納森·M·羅思伯格;沃爾夫岡·欣茨;金·L·約翰遜;詹姆斯·布斯蒂略
• 申請（專利權）人: 離子流系統有限公司
• 主分類號: G01N27/414
• 分類號: G01N27/414;G01N33/543
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司
• 代理人: 顧晉偉;王春偉

1.一種用于測量多種分析物的裝置，包括

CMOS制造的傳感器(105)的陣列(100)，每個傳感器包括一個化 學敏感場效應晶體管(150)，并且在所述陣列的表面上占據10微米乘10 微米或更少的面積，

其中所述陣列的至少一個第一傳感器包括第一化學敏感場效應晶體 管，所述第一化學敏感場效應晶體管設置為對至少一種第一分析物化學敏 感；并且

所述陣列的至少一個第二傳感器包括第二化學敏感場效應晶體管，所 述第二化學敏感場效應晶體管設置為對不同于所述至少一種第一分析物 的至少一種第二分析物化學敏感。

2.如權利要求1所述的裝置，其中每個傳感器所占據的面積為9微米乘 9微米或更少。

3.如權利要求2所述的裝置，其中每個傳感器所占據的面積為5微米乘 5微米或更少。

4.如權利要求3所述的裝置，其中每個傳感器所占據的面積為3微米乘 3微米或更少。

5.如權利要求1至4中任一項所述的裝置，其中多個CMOS制造的傳感 器包括大于256個傳感器。

6.如權利要求5所述的裝置，其中所述陣列包括至少512行和至少512 列的所述CMOS制造的傳感器的二維陣列。

7.如權利要求6所述的裝置，其中所述二維陣列包括至少2048行和至少 2048列的所述CMOS制造的傳感器。

8.如權利要求6所述的裝置，其中所述二維陣列包括至少7400行和至少 7400列的所述CMOS制造的傳感器。

9.如權利要求5所述的裝置，其中來自所述陣列的所有化學敏感場效應 晶體管的化學敏感場效應晶體管輸出信號的集合構成數據幀，并且其中所 述裝置還包括控制電路(110，192，194，198)，所述控制電路連接到所述陣列 并設置為產生至少一個陣列輸出信號(Vout)，從而以至少10幀每秒的幀 頻提供來自所述陣列的多個數據幀。

10.如權利要求9所述的裝置，其中所述控制電路設置為使得所述幀頻為 至少20幀每秒。

11.如權利要求10所述的裝置，其中所述控制電路設置為使得所述幀頻為 至少30幀每秒。

12.如權利要求11所述的裝置，其中所述控制電路設置為使得所述幀頻為 至少40幀每秒。

13.如權利要求1-4中任一項所述的裝置，其中每個傳感器的化學敏感場 效應晶體管包括：

浮柵結構(170)；和

源極(156)和漏極(158)，所述源極和漏極具有第一半導體類型并制 造在具有第二半導體類型的區域(154)中，其中不存在將所述具有第二半 導體類型的區域電連接到所述源極或漏極的電導體。

14.如權利要求13所述的裝置，還包括至少一個第一電導體，所述第一電 導體將所述陣列中所有化學敏感場效應晶體管的所有具有第二半導體類 型的區域電連接到一起。

15.如權利要求14所述的裝置，其中每個傳感器包括：

多個場效應晶體管，其中包括化學敏感場效應晶體管；以及

多個電連接到所述多個場效應晶體管的第二電導體，

其中所述多個場效應晶體管排列為使得多個第二電導體包括不多于四 個電導體，該四個電導體橫穿被所述陣列的各個傳感器所占據的區域并且 互連所述陣列的多個傳感器。

16.如權利要求1-4中任一項所述的裝置，其中每個傳感器包括三個或更 少的場效應晶體管，其中包括化學敏感場效應晶體管。

17.如權利要求15所述的裝置，其中每個傳感器中的所有場效應晶體管都 具有相同的溝道類型并且都使用在具有所述第二半導體類型的區域中。

18.如權利要求1-4中任一項所述的裝置，其中每個傳感器的化學敏感場 效應晶體管都是離子敏感場效應晶體管。