[发明专利]利用大规模FET阵列测量分析物的方法和装置

权利要求书

1.一种用于测量多种分析物的装置，包括

CMOS制造的传感器(105)的阵列(100)，每个传感器包括一个化 学敏感场效应晶体管(150)，并且在所述阵列的表面上占据10微米乘10 微米或更少的面积，

其中所述阵列的至少一个第一传感器包括第一化学敏感场效应晶体 管，所述第一化学敏感场效应晶体管设置为对至少一种第一分析物化学敏 感；并且

所述阵列的至少一个第二传感器包括第二化学敏感场效应晶体管，所 述第二化学敏感场效应晶体管设置为对不同于所述至少一种第一分析物 的至少一种第二分析物化学敏感。

2.如权利要求1所述的装置，其中每个传感器所占据的面积为9微米乘 9微米或更少。

3.如权利要求2所述的装置，其中每个传感器所占据的面积为5微米乘 5微米或更少。

4.如权利要求3所述的装置，其中每个传感器所占据的面积为3微米乘 3微米或更少。

5.如权利要求1至4中任一项所述的装置，其中多个CMOS制造的传感 器包括大于256个传感器。

6.如权利要求5所述的装置，其中所述阵列包括至少512行和至少512 列的所述CMOS制造的传感器的二维阵列。

7.如权利要求6所述的装置，其中所述二维阵列包括至少2048行和至少 2048列的所述CMOS制造的传感器。

8.如权利要求6所述的装置，其中所述二维阵列包括至少7400行和至少 7400列的所述CMOS制造的传感器。

9.如权利要求5所述的装置，其中来自所述阵列的所有化学敏感场效应 晶体管的化学敏感场效应晶体管输出信号的集合构成数据帧，并且其中所 述装置还包括控制电路(110，192，194，198)，所述控制电路连接到所述阵列 并设置为产生至少一个阵列输出信号(Vout)，从而以至少10帧每秒的帧 频提供来自所述阵列的多个数据帧。

10.如权利要求9所述的装置，其中所述控制电路设置为使得所述帧频为 至少20帧每秒。

11.如权利要求10所述的装置，其中所述控制电路设置为使得所述帧频为 至少30帧每秒。

12.如权利要求11所述的装置，其中所述控制电路设置为使得所述帧频为 至少40帧每秒。

13.如权利要求1-4中任一项所述的装置，其中每个传感器的化学敏感场 效应晶体管包括：

浮栅结构(170)；和

源极(156)和漏极(158)，所述源极和漏极具有第一半导体类型并制 造在具有第二半导体类型的区域(154)中，其中不存在将所述具有第二半 导体类型的区域电连接到所述源极或漏极的电导体。

14.如权利要求13所述的装置，还包括至少一个第一电导体，所述第一电 导体将所述阵列中所有化学敏感场效应晶体管的所有具有第二半导体类 型的区域电连接到一起。

15.如权利要求14所述的装置，其中每个传感器包括：

多个场效应晶体管，其中包括化学敏感场效应晶体管；以及

多个电连接到所述多个场效应晶体管的第二电导体，

其中所述多个场效应晶体管排列为使得多个第二电导体包括不多于四 个电导体，该四个电导体横穿被所述阵列的各个传感器所占据的区域并且 互连所述阵列的多个传感器。

16.如权利要求1-4中任一项所述的装置，其中每个传感器包括三个或更 少的场效应晶体管，其中包括化学敏感场效应晶体管。

17.如权利要求15所述的装置，其中每个传感器中的所有场效应晶体管都 具有相同的沟道类型并且都使用在具有所述第二半导体类型的区域中。

18.如权利要求1-4中任一项所述的装置，其中每个传感器的化学敏感场 效应晶体管都是离子敏感场效应晶体管。