[发明专利]用于利用纳米孔进行分子检测的设备和方法

权利要求书

1.一种检测器装置，

包括：基底(50)；

源极区(S)和漏极区(D)；

在源极区与漏极区之间的沟道区(65)；

纳米孔(54)，其穿过沟道区(65)并将处在该纳米孔相对两端上的液 体室(56，58)相连接；

用于提供液体室之间的偏压的驱动装置(60)；

用于提供源极与漏极之间的电压V_SD的驱动装置；和

电流传感器(64)，用于感测在源极区与漏极区之间流过的电荷流。

2.如权利要求l所述的装置，其中纳米孔穿过基底(50)。

3.如权利要求2所述的装置，还包括覆盖沟道区的绝缘层(52)， 使得纳米孔穿过该绝缘层(52)。

4.如权利要求2或3所述的装置，其中基底(50)具有邻近纳米孔 的局部削薄的区域。

5.如权利要求4所述的装置，其中局部削薄的区域具有小于200nm 的厚度。

6.如权利要求5所述的装置，其中局部削薄的区域具有小于1OOnm 的厚度。

7.如前述任一权利要求所述的装置，其中纳米孔(54)具有小于10nm 的直径。

8.如权利要求7所述的装置，其中纳米孔(54)具有小于5nm的直 径。

9.如前述任一权利要求所述的装置，其中每个液体室(56,58)容纳 电解液。

10.如权利要求9所述的装置，其中在沟道一端的液体室(56)的电 解液与绝缘层(52)接触。

11.如权利要求8所述的装置，还包括在沟道上方的控制电极(70)， 在沟道与控制电极之间可选地具有栅极电介质，使纳米孔延伸穿过控制 电极(70)，并且在基底的一个沟道侧上的一个液体室(56)的电解液与 在控制电极(70)上方的另一绝缘层(72)相接触。

12.如权利要求ll所述的装置，包括在沟道的相对侧上的仅部分覆 盖该沟道的两个分开的控制栅极，其中纳米孔延伸穿过两个控制栅极之 间的栅极区，并且在基底的一个沟道侧上的液体室(56)的电解液与在两 个控制电极上方的另一绝缘层(72)相接触，使得沟道区在电解液与另一 绝缘层(72)之间。

13.如权利要求12所述的装置，在处在沟道区两侧的两个控制电极 之间的栅极区上方具有第三控制电极，第三控制电极与其它两个控制电 极绝缘，纳米孔延伸穿过第三控制电极，并且在基底的沟道侧上的液体 室(56)的电解液与在第三控制电极上方的另一绝缘层相接触。

14.如前述任一权利要求所述的装置，还包括第二驱动装置(61)， 用于相对于施加到液体室的电压来限定源极和/或漏极电压。

15.如前述任一权利要求所述的装置，其中沟道区(65)环绕纳米孔 (54)。

16.如权利要求1至14中任一个所述的装置，其中纳米孔(54)完 全延伸穿过沟道区(65)。

17.如前述任一权利要求所述的装置，还包括装置(92)，用于施加 由激励电流控制的跨越纳米孔的变化电磁场。

18.如前述任一权利要求所述的装置，包括硅基底。

19.如权利要求1至17中任一个所述的装置，包括绝缘体硅片基底， 该绝缘体硅片基底包括在埋置氧化层上的硅层。

20.如权利要求1至17中任一个所述的装置，包括硅/锗异质结构。

21.如权利要求1至17中任一个所述的装置，包括GaAs/AlGaAs 异质结构。

22.如权利要求1至17中任一个所述的装置，包括pnp或npn结构， 其中通过分别反向偏置pn结或np结二者来定义导电传感器沟道，从而 部分耗尽中心n或p区。