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离子敏场效应晶体管（ＩＳＦＥＴ）的研究进展／张彩霞等・９・

离子敏场效应晶体管（ＩＳＦＥＴ）的研究进展

张彩霞，马小芬，申霖，邓家春，华玉林，印寿根

（天津理工大学材料物理所，天津市光电显示材料与器件重点实验室，天津３００３８４）

摘要以ＩＳＦＥＴ为基础的生物传感器目前已经得到了广泛应用。综述了ＩＳＦＥＴ的优势、制造技术、工作原理

及其分类；重点介绍了近年来国际上ＩＳＦＥＴ在各领域的应用；针对ＩＳＦＥＴ存在的问题，提出了一些解决方案，展望了

ＩＳＦＥＴ的未来，指出它将朝着复合多功能的方向发展。

关键词离子敏场效应晶体管生物传感器敏感膜

ＲｅｓｅａｒｃｈＡｄｖａｎｃｅｍｅｎｔｉｎＩｏｎ－ｓｅｎｓｉｔｉｖｅＦｉｅｌｄＥｆｆｅｃｔＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ（ＩＳＦＥＴ）

ＺＨＡＮＧＣａｉｘｉａ，ＭＡＸｉａｏｆｅｎ，ＳＨＥＮＬｉｎ，ＤＥＮＧＪｉａｃｈｕｎ，ＨＵＡＹｕｌｉｎ，ＹＩＮＳｈｏｕｇｅｎ

（ＴｉａｎｊｉｎＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｆｏｒＰｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｉｃＭａｔｅｒｉａｌｓａｎｄＤｅｖｉｃｅｓ，ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＰｈｙｓｉｃｓ，

ＴｉａｎｊｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｔｉａｎｊｉｎ３００３８４）

ＡｂｓｔｒａｃｔＴｏｄａｙ，ｉｏｎ－ｓｅｎｓｉｔｉｖｅｆｉｅｌｄｅｆｆｅｃｔｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ－ｂａｓｅｄｂｉｏｓｅｎｓｏｒｓｈａｖｅｂｅｅｎａｐｐｌｉｅｄｗｉｄｅｌｙ．Ｔｈｅａｄｖａｎｔａ—

ｇｅｓ，ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ，ｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌｍｅｃｈａｎｉｓｍａｎｄｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆＩＳＦＥＴａｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄｉｎｔｈｅｐａｐｅ￣Ａｐｐｌｉｃａ—

ｔｉｏｎｏｆＩＳＦＥＴｉｎｔｈｅｗｏｒｌｄｉｎｖａｒｉｏｕｓｆｉｅｌｄｓｉｎｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓｉｓｒｅｖｉｅｗｅｄｉｎｐａｒｔｉｃｕｌａｒ．Ｍｏｒｅｏｖｅｒ，ｓｏｍｅｍｅｔｈｏｄｓｆｏｒｓｏｌ—

ｖｉｎｇｔｈｅｓｅｐｒｏｂｌｅｍｓａｒｅｇｉｖｅｎ．ＴｈｅｆｕｔｕｒｅｏｆＩＳＦＥＴｉｓｐｒｏｓｐｅｃｔｅｄｔｈａｔｉｔｗｉｌｌｄｅｖｅｌｏｐｔｏｗａｒｄｓｍｕｌｔｉｐｌｅｘａｎｄｍｕｌｔｉｆｕｎｃ—

ｔｉｏｒｕ

Ｋｅｙｗｏｒｄｓｉｏｎ－ｓｅｎｓｉｔｉｖｅｆｉｅｌｄｅｆｆｅｃｔｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ，ｂｉｏｓｅｎｓｏｒ，ｓｅｎｓｉｔｉｖｅｌａｙｅｒ

强；（５）易于与外电路匹配，使用方便，并可与计算机连接，实现

０引言

在线控制和实时监测；（６）ＩＳＦＥＴ的敏感材料具有广泛性，不局

１９７０年Ｂｅｒｇｖｅｌｄ将普通的金属一氧化物一半导体场效应晶体限于导电材料，也包括绝缘材料。

管（ＭＯＳ－ＦＥＴ）去掉金属栅极，让绝缘体（Ｓｉ０２）与溶液直接接

１ＩＳｎ的制造技术和工作原理

触，得到的源漏电流与响应离子的浓度呈线性关系，这就是世界

上第一个ＩＳＦＥＴｃ，从此揭开了ＩＳＦＥＴ研究的序幕。随后美