[发明专利]一种高灵敏精确检测的生物传感器

说明书

本发明涉及一种高灵敏精确检测的生物传感器，包括：体硅衬底；在衬底的至少一部分上形成的第一垂直取向的横向双极结型晶体管(BJT)，第一BJT包括第一发射极区，第一集电极区以及在第一发射极和第一集电极区之间的第一外延生长的本征基极区；和在第一BJT的第一本征基极区的两个垂直表面的至少一部分上形成的感测结构，该感测结构包括分别在其第一和第二相对侧上暴露第一本征基极区的第一和第二沟道/沟槽开口；至少一个介电层形成在第一和第二沟道/沟槽开口中并与第一本征基极区的至少一部分接触，该介电层被配置为对生物分子中的电荷作出反应。

技术领域

本发明属于生物检测技术领域，特别涉及一种高灵敏精确检测的生物传感器。

背景技术

微电子学的进步促进了许多应用的引入，这些应用以不可估量的方式改善了生活质量并造福社会。除了在常规消费电子产品中的主流应用之外，微电子产品还可以用于人口众多的偏远地区。随着社会日益全球化，对精确获取，实时(或近实时)处理和大量信息分析的需求量很大。一个例子是使用生物传感器，其可以检测并提供相关的环境信息，例如但不限于辐射水平，无机颗粒，生物实体等，以确保环境控制的安全性，安全性和稳定性。另外，随着移动技术的进步，通过将这种生物传感器集成到个人设备中以提供实时和定制的信息读取，已经获得了技术优势。

常规地，制造不同类型的生物传感器以用于检测对应的不同类型的材料/物质。例如(专利文献1：特开2010-107496号公报)，盖革(Geiger)计数器用于利用盖革-米勒(Geiger-MCiller)管中产生的电离来检测辐射剂量，并提供实时和半定量读数。但是，盖革(Geiger)计数器在测量高辐射率和测量入射辐射的能量方面取得的成功有限。可以使用可佩戴徽章等形式的个人辐射剂量计，但不能实时显示辐射；相反，这样的个人辐射剂量计提供了所接收的累积辐射或总辐射剂量的指示。取决于待检测材料的类型，通常将生物成分与理化检测器结合在一起的生物传感器，由于反应/检测机制的原因，通常需要一定的读取时间。此外，更好的分辨率/灵敏度要求更长的处理时间，有时需要仅在实验室中使用的特殊仪器，从而限制了生物传感器的便携性。

发明内容

本发明一种高灵敏精确检测的生物传感器，包括：体硅衬底；在衬底的至少一部分上形成的第一垂直取向的横向双极结型晶体管(BJT)，第一BJT包括第一发射极区，第一集电极区以及在第一发射极和第一集电极区之间的第一外延生长的本征基极区；和在第一BJT的第一本征基极区的两个垂直表面的至少一部分上形成的感测结构，该感测结构包括分别在其第一和第二相对侧上暴露第一本征基极区的第一和第二沟道/沟槽开口；至少一个介电层形成在第一和第二沟道/沟槽开口中并与第一本征基极区的至少一部分接触，该介电层被配置为对生物分子中的电荷作出反应。

所述的生物传感器所述感测结构还包括形成在所述介电层的至少一部分的表面上的阻挡层，所述阻挡层被配置为减小由来自被测试的生物分子的离子渗透到所述电子中而引起的漂移效应。

所述的生物传感器所述阻挡层包括多个材料层的复合结构，所述材料层中的至少一个包括金属。

所述的生物传感器所述复合结构的材料层中的至少一层包括金。

所述的生物传感器所述第一和第二通道/沟槽开口中的至少一个的轮廓围绕所述第一本征基极区域为中心；所述第一BJT包括至少一个与所述第一发射极区域电接触的第一发射极端子，至少一个与所述第一集电极区域电接触的第一集电极端子，以及至少一个电学上的第一基极端子，与第一本征基极区域接触；所述第一基极端子垂直于所述第一发射极端子和所述第一集电极端子中的至少一个定位。

所述的生物传感器所述第一通道/第二沟槽/第二沟槽彼此隔离，使得所述生物传感器被配置为同时感测引入所述第一通道/第二沟槽/第二沟槽中的两种不同的生物材料。