[发明专利]具有每孔多个传感器的化学传感器阵列

说明书

一种装置，所述装置包含界定反应区的材料。所述装置包含多个化学敏感场效应晶体管（chemFET），每个所述化学敏感场效应晶体管具有与所述反应区连通的共同浮动栅极（370）。所述装置还包含电路，所述电路用以从所述化学敏感场效应晶体管获得指示所述反应区内的分析物的各个输出信号。

本案为分案申请。其母案的发明名称为“具有每孔多个传感器的化学传感器阵列”，申请日为2014年6月4日，申请号为201480044626.0。

相关申请案

本申请案主张2013年6月10日提交的第61/833,375号美国临时申请案的优先权，所述申请案以引用的方式并入本文中。

技术领域

本发明涉及用于化学分析的传感器，并且涉及用于制造此类传感器的方法。

背景技术

在化学过程的检测中已经使用多种类型的化学传感器。一种类型是化学敏感场效应晶体管（chemFET）。chemFET包含由通道区分离的源极和漏极以及耦合到通道区的化学敏感区域。chemFET的操作是基于由敏感区域处电荷因附近发生的化学反应而变化所引起的通道电导的调制。通道电导的调制改变了chemFET的阈值电压，所述阈值电压可经测量以检测和/或确定化学反应的特性。可以例如通过向源极和漏极施加适当偏压并且测量所得的流过chemFET的电流来测量阈值电压。作为另一实例，可以通过驱动已知电流通过chemFET并且测量在源极或漏极处的所得电压来测量阈值电压。

离子敏感场效应晶体管（ISFET）是在敏感区域包含离子敏感层的一种类型的chemFET。归因于由分析物溶液中存在的离子引起的表面电荷群的质子化或去质子化，分析物溶液中离子的存在改变了在离子敏感层与分析物溶液之间的介面处的表面电势。在ISFET的敏感区域处表面电势的变化影响装置的阈值电压，所述阈值电压可经测量以指示在溶液内离子的存在和/或浓度。

ISFET阵列可以用于基于检测在反应期间存在的、所产生的或使用的离子来监测化学反应，例如DNA测序反应。例如，见罗斯伯格（Rothberg）等人的第7,948,015号美国专利，所述专利以引用的方式并入本文中。更一般地说，较大阵列的chemFET或其它类型的化学传感器可以用于检测和测量多种过程中的多种分析物（例如，氢离子、其它离子、化合物等）的静态和/或动态量或浓度。所述过程可为（例如）生物或化学反应、细胞或组织培养或监测神经活动、核酸测序等。

在大型化学传感器阵列的操作中产生的问题是传感器输出信号对噪音的敏感性。具体来说，噪音影响用以确定由传感器检测的化学和/或生物过程的特性的下游信号处理的准确性。

因此合乎需要的是提供包含低噪音化学传感器的装置以及用于制造此类装置的方法。

发明内容

在一个实施例中，描述一种装置。所述装置包含界定反应区的材料。所述装置还包含多个化学敏感场效应晶体管，所述化学敏感场效应晶体管具有与反应区连通的共同浮动栅极。所述装置还包含电路，所述电路用以从化学敏感场效应晶体管获得指示反应区内的分析物的个别输出信号。

在另一实施例中，描述一种用于制造装置的方法。所述方法包含形成界定反应区的材料。所述方法进一步包含形成具有与反应区连通的共同浮动栅极的多个化学敏感场效应晶体管。所述方法进一步包含形成用以从化学敏感场效应晶体管获得指示反应区内的分析物的个别输出信号的电路。

在图式和下文描述中阐述本说明书中描述的标的物的一个或多个实施方案的特定方面。所述标的物的其它特征、方面和优点将从所述描述、图式和权利要求书而变得明显。

附图说明

图1图解说明用于核酸测序的系统的组件的框图。

图2图解说明集成电路装置的部分和流槽的截面和展开视图。