[发明专利]生物传感器设备及其方法

权利要求书

1.一种生物传感器设备，包括：

一个或多个场效应晶体管，所述场效应晶体管中的每一个都包括通过沟道区隔开的源极区和漏极区以及与所述沟道区偏置定位且间隔开的栅极；以及

连接到所述沟道区和所述偏置栅极中的至少一个上的一个或多个分子探针，所述一个或多个分子探针被构造成与至少一个靶标相配合。

2.如权利要求1所述的生物传感器，其中所述源极区和所述漏极区各自包括第一类型的半导体并且所述沟道区包括第二类型的半导体。

3.如权利要求1所述的生物传感器，其中所述场效应晶体管中的每一个进一步包括衬底，在所述衬底中形成了所述源极区、所述漏极区以及所述沟道区。

4.如权利要求1所述的生物传感器，其中所述沟道区具有的沟道长度和沟道宽度被近似地确定尺寸来与所述靶标的覆盖区相匹配。

5.如权利要求1所述的生物传感器，其中所述栅极具有的栅极高度和栅极长度被近似地确定尺寸来与所述靶标的覆盖区相匹配。

6.如权利要求1所述的生物传感器，其中所述栅极具有的长度大致平行于所述沟道区的长度。

7.如权利要求1所述的生物传感器，其中所述栅极在所述源极区上方。

8.如权利要求1所述的生物传感器，其中所述栅极在所述漏极区上方。

9.如权利要求1所述的生物传感器，进一步包括至少一个额外的偏置栅极。

10.如权利要求1所述的生物传感器，其中所述靶标是选自由以下内容组成的群组：微生物病原体、细菌、病毒、毒素、寄生虫、分子、小球隐孢子虫原生动物、人隐孢子虫、大肠杆菌、霍乱弧菌、肉毒梭菌、伤寒沙门菌、沙门菌属、甲型肝炎病毒、痢疾志贺菌、痢疾阿米巴变形虫、脊髓灰质炎病毒、兰伯贾第虫原生动物、痢疾阿米巴、环孢子虫、微孢子虫、裂体吸虫属、麦地那龙线虫、肉毒杆菌、空肠弯曲菌、霍乱弧菌、海洋分枝杆菌、嗜肺军团菌以及钩端螺旋体属细菌。

11.如权利要求1所述的生物传感器，其中所述沟道区和栅极是基于所述靶标的覆盖区相对于彼此定位的，以便使得与所述一个或多个分子探针相配合的靶标用作在所述偏置栅极与所述沟道区之间的电场分路。

12.如权利要求1所述的生物传感器，其中所述偏置栅极被构造成接收栅极偏压并且与所述沟道区是间隔开的并偏置定位，这样使得：

在不存在通过所述一个或多个分子探针固定的靶标同时所述栅极偏压被施加到所述偏置栅极上的情况下，在所述沟道区中不会形成反型层；以及

当所述靶标通过所述一个或多个分子探针固定同时所述栅极偏压被施加到所述偏置栅极上时，在所述沟道区中形成所述反型层。

13.如权利要求1所述的生物传感器，其中所述一个或多个分子探针具有靶标结合能，所述靶标结合能适于使得在所述一个或多个分子探针与所述靶标之间的结合被破坏之前，能够进行所述沟道区的电气询问。

14.如权利要求1所述的生物传感器，其中所述一个或多个场效应晶体管中的至少一个的源极区包括所述一个或多个场效应晶体管中的另一个的漏极区。

15.如权利要求1所述的生物传感器，其中所述一个或多个场效应晶体管中的至少两个的栅极包括一个共享的栅极。

16.如权利要求1所述的生物传感器，其中：所述一个或多个场效应晶体管包括第一组的一个或多个场效应晶体管和第二组的一个或多个场效应晶体管；

连接到用于所述第一组的一个或多个场效应晶体管中的每一个的所述沟道区和所述偏置栅极中的至少一个上的所述一个或多个分子探针被构造成与第一靶标相配合；以及

连接到用于所述第二组的一个或多个场效应晶体管中的每一个的所述沟道区和所述偏置栅极中的至少一个上的所述一个或多个分子探针被构造成与第二靶标相配合。

17.如权利要求1所述的生物传感器，进一步包括一个或多个参考场效应晶体管，所述参考场效应晶体管中的每一个都包括通过沟道区隔开的源极区和漏极区以及与所述沟道区偏置定位的栅极。

18.如权利要求1所述的生物传感器，进一步包括被构造成对所述一个或多个场效应晶体管进行寻址的电路。