[发明专利]用于生化检测的检测系统

说明书

本发明提供一种用于生化检测的MOSFET型微薄膜传感器、检测系统与检测方法，包括基底、设置在基底上的镂空部分、位于镂空部分内的微薄膜、四个支撑微悬臂梁、支撑微悬臂梁上的MOSFET输出结构；四个支撑微悬臂梁相互对称设置，其一端与微薄膜相连，另一端与外部基底相连后固定，四个支撑微悬臂梁上的MOSEFET输出结构为一对对称设置的PMOS结构以及一对对称设置的NMOS结构。本发明使用方便，传感器抗干扰能力强，能够保证测量精度；传感器可采用MEMS加工制作，成本低廉，且能够保证传感器具有良好的一致性；该传感器及相应的检测系统通用性强，可用于生物医学、化学、食品安全、环境污染等领域中的检测和监控。

技术领域

本发明主要涉及一种用于微纳米尺度生化检测的传感器技术领域，具体为一种MOSFET型微薄膜传感器，以及检测系统和检测方法。该传感器及相应的检测系统可用于生物医学、化学、食品安全、环境污染等领域中的检测和监控。

背景技术

在生化检测方面，如病原体检测、基于抗体—抗原、适配体的癌症早期诊断、气体检测、重金属检测等，有许多方法可实现，常见的有液相色谱、串联质谱分析、酶联免疫吸附测定等。此类方法耗时耗力，成本昂贵。为此，一些新的方法不断涌现，如表面等离子体共振、石英晶体微天平、碳纳米管、微悬臂梁等。微悬臂梁因无需标记、检测灵敏度高于其它检测方法，在近十年得到了广泛重视。常用的微悬臂梁采用光学检测的方法，即微悬臂梁金表面上的探针分子发生和被测靶分子发生特异性反应时，会使微悬臂梁弯曲变形，射入到微悬臂梁金表面的光束反射后也会发生偏移，通过PSD器件检测这种偏移信号，即可得到生化反应的实时信息。但基于光学检测的微悬臂梁检测系统存在很多问题，如溶液中有汽泡或者杂质，会产生干扰、不能检测不透明液体等。此外，光学读出的微悬臂梁在使用前需要进行复杂的对位调整，费时费力。为克服上述缺点，压阻型微悬臂梁应运而生。但压阻型微悬臂梁对环境温度敏感，且灵敏度无法达到光学读出的微悬臂梁。

发明内容

为解决目前技术的不足，本发明结合现有技术，从实际应用出发，提供一种用于生化检测的MOSFET型微薄膜传感器、检测系统与检测方法，该传感器使用方便，应用于微纳米尺度生化检测领域中具有良好的精度。

本发明的技术方案如下：

用于生化检测的MOSFET型微薄膜传感器，包括基底、设置在基底上的镂空部分、位于镂空部分内的微薄膜、四个支撑微悬臂梁、支撑微悬臂梁上的 MOSFET输出结构；

四个支撑微悬臂梁相互对称设置，其一端与微薄膜相连，另一端与外部基底相连后固定，四个支撑微悬臂梁上的MOSEFET输出结构为一对对称设置的 PMOS结构以及一对对称设置的NMOS结构。

所述微薄膜成份为硅或二氧化硅或氮化硅，微薄膜厚度小于1.5微米，微薄膜为正方形或圆形。

所述四个用于支撑微薄膜的支撑微悬臂梁为长方形，长宽厚尺寸均为微米级别，支撑微悬臂梁成份为硅或二氧化硅或氮化硅。

所述四个支撑微悬臂梁上的MOSFET输出金属电极通过硅或二氧化硅或氮化硅进行绝缘封装。

所述NMOS结构包括P型硅基底，N型漏极D和源极S，多晶硅构成的栅极G，漏极D、源极S和栅极G引出的金属电极为铝或者金，并且由SiO2进行绝缘处理。

PMOS输出结构包括N型硅基底，P型漏极D和源极S，多晶硅掺杂WSix 构成的栅极G，漏极D、源极S和栅极G引出的金属电极为铝或者金，并且由 SiO2进行绝缘处理。

所述MOSFET型微薄膜传感器采用MEMS工艺制作。

一种使用MOSFET型微薄膜传感器的检测系统，