IMEC中心基于finFET研发高灵敏度分子检测的生物传感器

欧洲微电子研究中心imec推出了作为生物传感器的最小硅finFET，翅片宽度13nm，栅极长度50nm，在imec的300mm无尘室采用CMOS兼容工艺流程制造，一旦实现批量生产，并将其集成到高通量、高成本效益的检测工具中，可实现数以万计的BioFET并行工作。imec目前已证明的检测极限为几十个分子，最终目标是感应单个DNA分子的高精度BioFET。

由于其高集成度和低成本的特点，场效应晶体管(FET)在DNA、蛋白质和病毒检测以及pH值传感等生物传感应用中得到了广泛的关注。当生物分子与经过化学修饰的栅极电介质表面结合时，其阈值电压会发生变化，从而产生可测量的信号。尽管该领域的研究不断取得进展，但BioFET器件尚未将其所有潜力成功转化为产品。Imec研究了先进的CMOS FET器件，即所谓的具有三维短长度栅极的finFET，以提高BioFET的灵敏度并开辟新的应用。这些finFET在高集成度和并行化方面具有优势，但人们对其作为BioFET的潜力了解甚少。

imec生物finFET器件长度可短至50纳米，已展示了用于DNA杂交和检测纳米级finFET表面上数十个DNA分子的强大能力。根据实验和仿真，imec预测，低于70 nm的finFET可以实现信噪比(SNR)> 5的单分子检测。