[發(fā)明專利]使用大規(guī)模 FET 陣列測量分析物的方法和裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010151464.8
• 申請(qǐng)日: 2015-12-16
• 公開（公告）號(hào): CN111505087A
• 公開（公告）日: 2020-08-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: K.G.菲夫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 生命科技公司
• 主分類號(hào): G01N27/414
• 分類號(hào): G01N27/414
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 秦寶龍;申屠偉進(jìn)

本發(fā)明涉及一種使用大規(guī)模FET陣列測量分析物的方法和裝置。具體地，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體裝置，其中包含串聯(lián)連接至第二效應(yīng)晶體管(FET)的第一FET，以及串聯(lián)連接至所述第一FET和第二FET的第三FET。所述半導(dǎo)體裝置另外包括耦合到所述第一FET和第二FET的偏置電路以及耦合到所述第二FET之端子的輸出導(dǎo)體，其中所述輸出導(dǎo)體獲得來自第二FET的輸出信號(hào)，后者與第一FET無關(guān)。

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)要求提交于 2014 年 12 月 18 日之 62/093,851 號(hào)美國臨時(shí)申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)，該申請(qǐng)的全部內(nèi)容完整并入本文作為參考。

發(fā)明領(lǐng)域

本公開內(nèi)容總體涉及用于化學(xué)分析的半導(dǎo)體裝置和/或傳感器，以及制造此類半導(dǎo)體裝置和/或傳感器的方法。

背景

化學(xué)和/或生物過程檢測當(dāng)中已用到多種類型的傳感器。其中一類是化學(xué)敏感的場效應(yīng)晶體管 (chemFET)。chemFET 包括由溝道區(qū)分隔的一個(gè)柵極、一個(gè)源極、一個(gè)漏極，以及耦合到溝道區(qū)的敏感區(qū)，例如柵極上適于與流體接觸的表面。chemFET 的操作基于由變化所引起的溝道電導(dǎo)的調(diào)制，如在敏感區(qū)可能由于流體中發(fā)生化學(xué)和/或生物反應(yīng)而產(chǎn)生的電壓變化。可對(duì)溝道電導(dǎo)調(diào)制進(jìn)行感測，以檢測和/或確定引起敏感區(qū)變化的化學(xué)和/或生物反應(yīng)的特征。測量溝道電導(dǎo)的一種方法是對(duì)源極和漏極施加適當(dāng)?shù)钠秒妷海y量流經(jīng) chemFET 的所得電流。測量溝道電導(dǎo)的方法可包括驅(qū)動(dòng)通過 chemFET 的已知電流，并測量源極或漏極處的所得電壓。

離子敏感場效應(yīng)晶體管 (ISFET) 是一種在敏感區(qū)包含離子敏感層的 chemFET。在含有分析物的流體中，離子的存在會(huì)改變離子敏感層和分析物流體之間界面處的表面電位，這可能是由于流體（即分析物溶液）中存在的離子引起表面電荷基團(tuán)質(zhì)子化或去質(zhì)子化所致。ISFET 敏感區(qū)表面電位的變化會(huì)影響裝置的柵極電壓，從而影響溝道電導(dǎo)，而溝道電導(dǎo)的變化可以測量以指示溶液中離子的存在和/或濃度。ISFET 陣列可用于根據(jù)反應(yīng)期間存在、生成或使用之離子檢測結(jié)果，監(jiān)測化學(xué)和/或生物反應(yīng)，如 DNA 測序反應(yīng)。（實(shí)例請(qǐng)參閱 Rothberg 等人提交的 7,948,015 號(hào)美國專利，該專利的全部內(nèi)容完整并入本文作為參考。）更一般地說，可使用大型 chemFET 或其他類型的傳感器和檢測器陣列，以檢測及測量各類過程中多種分析物的靜態(tài)和/或動(dòng)態(tài)量或濃度。例如，該過程可以是化學(xué)和/或生物反應(yīng)、細(xì)胞或組織培養(yǎng)，或者監(jiān)測神經(jīng)活性、核酸測序等。

發(fā)明概要