Imec､最小FinFETベースバイオセンサ

January, 18, 2021, Leuven--Imecは､バイオセンサとして機能する最小シリコンfinFETを紹介した｡超微小(13nmフィン幅､50nm ゲート長)達成､imecの300㎜クリーンルームにおいてCMOS適合プロセス工程で製造されるので､imecの予想では､量産､高スループット､コスト効果の優れた検出ツールへの組込みでき､これらBioFETsは数万が同時機能する｡今日､実証されている検出限界は数十の分子であるが､imecは究極的に単一DNA分子をセンシングする高精度BioFETsを目標にしている｡

高集積と低コストの可能性により､電界効果トランジスタ(FETs)は､DNA､タンパク質､ウイルス検出あるいはpHセンシングなどのバイオセンシングアプリケーションで多くの関心を集めている｡生体分子がゲートの化学的に変更された誘電体表面に結合すると､その閾値電圧が変わり､計測可能な信号になる｡この分野で継続的な研究の進歩にもかかわらず､BioFETデバイスは､ヒット商品の中には､まだ､その全可能性が入っているわけではない｡Imecは､CMOS FETデバイスの先進的世代､つまり3Dの短尺ゲートfinFETsがBioFETsの感度をどのように改善でき､新しいアプリケーションを開くことができるかを探求してきた｡これらfinFETsは､高集積と並列化に優位性があるが､BioFETとしてのその潜在性については､ほとんど理解されていなかった｡

50nm長のバイオfinFETデバイスで､imecは､DNAハイブリダイゼーションの強い信号､ナノスケールfinFETs表面上の数十のDNA分子検出を実証した｡実験とシミュレーションに基づいてimecは､70nm以下のfinFETsで､SNR > 5が可能な単分子検出を予測している｡かつてない高速計算とデータアクセスにより､半導体産業は､膨大な数のナノスケールデバイスを信じられないような複雑なシステムに組みこむところに到達した｡これは､ほぼ原子精度となる量産アプローチを利用したわずか数平方㎜のシリコン上にである｣と､imecヘルス技術CTO､Peter Peumansは説明している｡｢われわれは､このような能力を利用して優れたコンピュータあるいは通信デバイスを構築するだけでなく､生命科学用のチップベースツールも可能にしている｡これは､これまでアクセスできなかった生物学の詳細を暴く能力で､考え方が根本的に変わるものである｣｡

(詳細は､https://www.imec-int.com/en)