場(chǎng)效應(yīng)晶體管生物傳感器的設(shè)計(jì)與優(yōu)化.pdf

1、場(chǎng)效應(yīng)晶體管作為微電子領(lǐng)域集成芯片的基本組成單元，具有制作工藝成熟，構(gòu)造簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。將它應(yīng)用于生物分子探測(cè)的研究，早在上個(gè)世紀(jì)六十年代就開始了。由于它便于批量生產(chǎn)，成本低廉，工業(yè)界也對(duì)它抱有極大的興趣。另外，場(chǎng)效應(yīng)晶體管的輸出阻抗低，與檢測(cè)電路的連接線不用屏蔽，不受外來電場(chǎng)的干擾，可以簡(jiǎn)化測(cè)試電路。更重要地，場(chǎng)效應(yīng)晶體管可在同一硅片上集成多種傳感器，對(duì)樣品中不同成份同時(shí)進(jìn)行測(cè)量分析。本文在國(guó)家自然科學(xué)基金的資助下，對(duì)場(chǎng)效應(yīng)晶體管生物傳感

2、器的理論模型和性能參數(shù)做了系統(tǒng)性的分析研究，并對(duì)生物識(shí)別部分的制備做了初步嘗試，完成的主要工作有以下幾點(diǎn)： (1)基于固體物理理論和靜電場(chǎng)理論，深入研究場(chǎng)效應(yīng)晶體管工作原理，特別是其處于亞閾工作狀態(tài)時(shí)的電荷分布，電容成份及能帶結(jié)構(gòu)。并在此基礎(chǔ)上建立了場(chǎng)效應(yīng)晶體管生物傳感器的理論模型，著重分析了器件靈敏度與工作狀態(tài)、結(jié)構(gòu)參數(shù)的關(guān)系； (2)對(duì)傳統(tǒng)場(chǎng)效應(yīng)晶體管的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，引入控制和參比機(jī)制，以提高場(chǎng)效應(yīng)晶體管的穩(wěn)定性和選擇性