據(jù)麥姆斯咨詢報道，IMEC近日展示了采用硅FinFET(鰭式場效應(yīng)晶體管)工藝的最小生物傳感器。IMEC是一家位于比利時魯汶的微電子研究中心，采用與CMOS工藝兼容的制造流程，可實現(xiàn)10000顆“bioFET(生物場效應(yīng)晶體管)”并行工作的批量生產(chǎn)，并集成于高通量、高性價比的檢測工具中。目前，該檢測工具的檢測精度為數(shù)十個分子，IMEC的最終目標是實現(xiàn)可檢測單個DNA分子的高精度bioFET。

得益于高集成度和低成本潛力，F(xiàn)ET(場效應(yīng)晶體管)引起了生物傳感(例如DNA、蛋白質(zhì)、病毒檢測及pH傳感等)應(yīng)用領(lǐng)域的廣泛興趣。當生物分子與柵極的化學(xué)修飾介電表面結(jié)合時，F(xiàn)ET閾值電壓發(fā)生變化，產(chǎn)生可測量信號。

IMEC的bioFET與DNA分子(圖中用紅色繪制)結(jié)合的示意圖(源極和漏極均用金色繪制)

盡管IMEC在該領(lǐng)域的研究取得了持續(xù)性進展，但傳統(tǒng)認知里FET器件尚未轉(zhuǎn)變?yōu)槌墒斓膫鞲挟a(chǎn)品。該研究中心探索了具有3D柵極結(jié)構(gòu)的FinFET是否可以提高bioFET的靈敏度，并開辟新應(yīng)用領(lǐng)域。FinFET具有高度集成化和并行化優(yōu)勢，但市場對其作為bioFET的潛力知之甚少。

優(yōu)化后的FinFET器件長度減小到50納米，證實了其對納米級FinFET表面數(shù)十個DNA分子的強大檢測能力。該研究中心預(yù)測，基于實驗和模擬，在小于70納米的FinFET中，實現(xiàn)信噪比(SNR)大于5的單分子檢測是可能的。

“我們發(fā)揮現(xiàn)有能力將大量納米器件集成到復(fù)雜系統(tǒng)中，不僅能獲得更好的計算機或通訊器件，還能為生命科學(xué)提供基于芯片的工具，這將對迄今為止揭示難以獲得的生物學(xué)細節(jié)能力造成顛覆性的改變?！盜MEC衛(wèi)生技術(shù)首席技術(shù)官Peter Peumans評論道。