[发明专利]利用具有功能化表面的谐振器的生物传感器

权利要求书

1.一种设备，其包括：

薄膜体声波谐振器（FBAR）；

其中所述FBAR具有至少一个功能化表面，其中所述功能化表面被配置以与靶分子反应；

所述FBAR安装在基板上，所述基板包括半导体层和第一和第二间隔开的绝缘层，所述FBAR具有与所述第一绝缘层接触的第一边缘和与所述第二绝缘层接触的第二边缘，其中所述半导体层、所述间隔开的绝缘层和所述FBAR在它们之间限定空区域；

其中所述FBAR、所述第一和第二绝缘层以及所述半导体层除了所述功能化表面之外不暴露于所述靶分子。

2.权利要求1的设备，其中所述FBAR包括第一FBAR，所述第一FBAR包括第一压电谐振器，其中所述设备进一步包括连接于所述第一压电谐振器的一对电极，和被配置以施加激励信号至所述一对电极并且确定所述第一压电材料的频率响应的控制电路。

3.权利要求2的设备，进一步包括第二FBAR，所述第二FBAR包括第二压电谐振器，所述第二压电谐振器具有非功能化表面和连接于所述第二压电谐振器的另外一对电极，其中所述控制电路被配置以施加激励信号至所述另外一对电极并且确定所述第二压电谐振器的频率响应。

4.权利要求2的设备，其中所述激励信号包括同相信号（in-phase signal）。

5.一种检测靶分子的方法，其包括：

提供设备，其包括第一薄膜体声波谐振器（FBAR），其中所述第一FBAR具有用第一种生物分子功能化的第一个表面，其中所述靶分子的存在导致所述第一种生物分子改变所述第一FBAR的频率响应；

将所述第一FBAR的所述第一个表面暴露于检测流体；

在所述第一个表面已暴露于所述检测流体之后确定所述第一FBAR的频率响应；和

基于所述第一FBAR的频率响应，确定所述检测流体是否含有靶分子，

所述第一FBAR安装在基板上，所述基板包括半导体层和第一和第二间隔开的绝缘层，所述FBAR具有与所述第一绝缘层接触的第一边缘和与所述第二绝缘层接触的第二边缘，其中所述半导体层、所述间隔开的绝缘层和所述FBAR在它们之间限定空区域；

其中所述第一FBAR、所述第一和第二绝缘层以及所述半导体层除了用所述第一种生物分子功能化的所述第一个表面之外不暴露于所述第一种生物分子。

6.一种设备，其包括：

薄膜体声波谐振器（FBAR），其由一层压电材料和连接于所述压电材料层相对两侧的第一和第二电极组成，所述第一电极形成功能化表面，其中所述功能化表面被配置以与靶分子反应，

所述FBAR安装在基板上，所述基板包括半导体层和第一和第二间隔开的绝缘层，所述第二电极具有与所述第一绝缘层接触的第一边缘和与所述第二绝缘层接触的第二边缘，其中所述半导体层、所述间隔开的绝缘层和所述第二电极在它们之间限定空区域；

其中所述FBAR、所述第一和第二绝缘层以及所述半导体层除了所述功能化表面之外不暴露于所述靶分子。

7.一种系统，其包括：

(a)薄膜体声波压电谐振器（FBAR），其包括一层压电材料和连接于所述压电材料层的一对电极，所述FBAR安装在包括半导体层和第一和第二间隔开的绝缘层的绝缘体上，所述FBAR具有与所述第一绝缘层接触的第一边缘和与所述第二绝缘层接触的第二边缘，其中所述半导体层、所述间隔开的绝缘层和所述FBAR在它们之间限定空区域，其中所述电极之一或者所述压电材料的至少一个表面被功能化以与液体样品中的靶分子结合；和

(b)控制电路，其包括信号发生电路和处理电路，所述信号发生电路施加具有多个频率的激励信号至所述一对电极，所述处理电路测量所述谐振器FBAR对所述激励信号的所述频率的阻抗，这样通过观察所述谐振器FBAR的频率响应的变化可以检测所述靶分子的结合的存在；

(c)存储器，其连接于所述处理电路，所述存储器具有储存在其中的基线响应，其中所述系统被配置以检测包括生物分子的所述靶分子。