研究目的
开发一种高度可重复、符合CMOS工业级标准的低成本工艺，用于制造基于硅纳米线（SiNW）且封装有HfO2的场效应晶体管，以实现在干燥环境中高效无标记检测DNA杂交。
研究成果
开发的与CMOS兼容的工艺成功制备了HfO2封装的硅纳米线场效应晶体管，用于干燥环境中的无标记DNA杂交检测，其中85%的器件显示出正阈值电压偏移。结果表明该技术具有与CMOS电路单片集成的潜力，适用于即时检测应用，但在灵敏度、选择性和理解干燥传感机制方面仍需进一步研究。
研究不足
该研究仅限于单一互补DNA浓度；对灵敏度和选择性方面尚未充分探究。干燥环境下的检测机制尚未完全明确，且阈值电压偏移存在差异性，这源于界面陷阱密度和几何效应——特别是对于液体扩散受阻的较短沟道长度而言。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用自上而下的自对准双重图案化I线光刻工艺（侧壁转移光刻）在4英寸晶圆上制备SiNW场效应晶体管，并使用HfO2进行生物传感封装。电学特性测试与DNA杂交检测均在干燥环境中进行以避免电荷屏蔽问题。
2：样本选择与数据来源：
使用p型SOI晶圆，其中结晶硅厚度为55纳米，埋氧层厚度为145纳米。器件包括具有不同几何参数（长度、宽度、纳米线数量）的SiNW和硅条带。
3：实验设备与材料清单：
设备包括应用材料P5000集群工具（用于刻蚀）、ALD（用于HfO2沉积）、RIE系统、PECVD（用于SiO2沉积）、PVD（用于金属沉积）、探针台（Cascade 12000、Karl Süss）、参数分析仪（HP 4155、Keithley 4200-SCS）、荧光显微镜（Olympus BX41M、Zeiss LSM700共聚焦）。材料包括SOI晶圆、SiO2、非晶硅、SiN、HfO2、APTES、戊二醛、DNA探针与靶标及缓冲液。
4：Karl Süss）、参数分析仪（HP Keithley 4200-SCS）、荧光显微镜（Olympus BX41M、Zeiss LSM700共聚焦）。材料包括SOI晶圆、SiO非晶硅、SiN、HfOAPTES、戊二醛、DNA探针与靶标及缓冲液。 实验流程与操作步骤：
4. 实验流程与操作步骤：制备过程包括SOI晶圆减薄、STL定义SiNW、介质集成（HfO2沉积）、源漏极形成、接触电极形成、生物功能化（硅烷化、DNA接枝）及DNA杂交。每次功能化步骤前后均进行电学测量。荧光成像用于确认DNA杂交。
5：数据分析方法：
通过线性外推法从ID-VBG曲线提取阈值电压偏移量。对多个器件进行统计分析以评估重复性与效率。使用Image Pro Plus软件分析荧光强度。
独家科研数据包，助您复现前沿成果，加速创新突破
获取完整内容-
Keithley 4200-SCS parameter analyzer
4200-SCS
Keithley
Used for electrical measurements at the chip level.
立即获取同款设备 -
Olympus BX41M epifluorescence microscope
BX41M
Olympus
Used for fluorescence measurements to confirm DNA hybridization.
暂无现货
预约到货通知
-
Zeiss LSM700 confocal laser-scanning microscope
LSM700
Zeiss
Used for confocal fluorescence measurements with better spatial resolution.
暂无现货
预约到货通知
-
P5000 cluster tool
P5000
Applied Materials
Used for dry etching of SiN and a-Si layers in the fabrication process.
暂无现货
预约到货通知
-
Endura physical vapor deposition tool
Endura
Applied Materials
Used for depositing Nickel in the salicide process for contact formation.
暂无现货
预约到货通知
-
Cascade 12000 semi-automatic wafer prober
12000
Cascade
Used for full-scale wafer mapping and electrical characterization.
暂无现货
预约到货通知
-
HP 4155 parameter analyzer
4155
HP
Used for DC electrical measurements in conjunction with a probe station.
暂无现货
预约到货通知
-
Karl Süss probe station
Karl Süss
Used for electrical measurements controlled by parameter analyzers.
暂无现货
预约到货通知
-
登录查看剩余6件设备及参数对照表
查看全部
