感知“利”器｜基于硅纳米线隧穿场效应晶体管的生物传感器
2017-04-05 22:02:22   来源：麦姆斯咨询   评论：0   点击：

工欲善其事，必先利其器。在全球化的今天，专利已不仅仅是创新的一种保护手段，它已成为商业战场中的利器。麦姆斯咨询倾情打造MEMS、传感器以及物联网领域的专利运营平台，整合全产业链知识产权资源，积极推动知识产权保护与有效利用。

分子生物学诊断技术是现代分子生物学与分子遗传学取得巨大进步的结晶，是在人们对基因的结构以及基因的表达和调控等生命本质问题的认识日益加深的基础上产生的。对生物分子的高灵敏度检测在疾病检测、临床医学、环境监测、药物分析、食品领域等有广泛的应用前景。

超高灵敏硅纳米线DNA传感器

从全球看，分子诊断作为体外诊断的重要细分行业，是体外诊断诊断中技术要求最高，发展速度较快的领域。目前，全球分子诊断产品市场份额相对较小，但由于相对传统体外诊断有独特优势，近年来发展迅速。据麦姆斯咨询报道，全球分子诊断市场的规模有望从2015年的近60亿美元增长到2020年的93亿美元，复合年均增长率达到9.3%。

纳米材料具有与块体材料截然不同的性质，其独特的电学、磁学、光学、热学性质，为 生物分子的检测提供了全新的途径。基于纳米材料的传感器具有高灵敏度、高特异性、快速 响应等优点，但目前常用的纳米粒子、量子点等传感器需要与光学检测设备结合进行可读信号的转换，这使得花费成本较高。

【推荐发明专利】

《基于硅纳米线隧穿场效应晶体管的生物传感器及其制作方法》

【技术背景】

基于纳米线场效应管的传感器采用直接电读出的方式，在生物分子传感领域有一定的优 势。该类传感器是在纳米线表面修饰生物识别分子，利用修饰分子与被分析物特异性结合在纳米线表面产生的电场或电势变化，实现针对特定基团的生物检测。纳米线场效应管的传感器敏感性强，同时也易受外界噪声、静电等环境因素的干扰，容易出现假阳（阴）性信号，检测结果的准确性收到一定程度的影响。

隧穿场效应晶体管（tunneling field effect transistor, TFET）是一种基于载流子的隧道效应工作的器件，由于源漏的结构对称，当所加栅压反向时，载流子也可以在漏区一侧发生隧穿，产生泄露电流的大小几乎与导通电流相当，因此具有双极特性。利用这一特性，采用同一器件将双向检测结果进行对照，可以避免假阳（阴）性信号，保证检测的准确性，为器件的稳定应用提供保障，特别适于生化分子检测的应用。此外，TFET器件在室温下可以实现小于60mV/dec的亚阈值摆幅，突破常规MOS管的亚阈值摆幅限制，在一定程度上提高器件的检测灵敏度。因此，TFET被认为是最有潜力的生化分子检测器件，纳米线TFET在高灵敏度、高可靠性的生物传感领域具有广阔的应用前景。

【发明内容】

本发明提供一种基于硅纳米线隧穿场效应晶体管的生物传感器及制作方法，用于解决现有技术中基于硅纳米线隧穿场效应晶体管的生物传感器的制作成本高，定位困难、以及因硅纳米线比表面低而导致敏感度较低等的问题。

本发明工艺过程简单，可控性强，与现有半导体工艺完全兼容；成本较低，适于批量生产；器件具有双极特性，对双向检测结果进行对照，保证检测的准确性，特别适合生化分子检测的应用。另外，本发明的硅纳米线传感器中纳米线为三角形截面，该结构与其他纳米线结构（如圆柱，梯形截面）相比，比表面积更大，调制效率更高，且硅纳米线暴露的两面更易形成致密的定向单分子生物敏感膜，对于生化传感有利。

【其它生物传感器相关专利】

《一种基于硅纳米线的气味识别生物传感器》

《一种基于表面等离子体共振生物传感器的细胞表面受体生物芯片》

《一种模拟受体信号分子的多肽生物芯片结构》

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