CMOS sensor array for electrochemical DNA detection

Für den vollelektronischen Nachweis von DNA-Sequenzen in einer Lösung wurde eine Matrix von 24 x 16 elektrochemischen Sensoren mit Auswerteelektronik in einem 0.5 µm CMOS-Prozess integriert, erweitert um zusätzliche Schritte für die Herstellung von Gold-Elektroden. Das Detektionsprinzip basiert auf der Messung elektrischer Ladung (Chronocoulometrie). Um die Genauigkeit zu verbessern und Drifteffekte zu vemindern, wurde die Schaltung volldifferentiell ausgelegt und für eine schnelle Integration optimiert, und es wurden Messverfahren wie doppelte Abtastung und Mittelwertbildung angewendet. Der experimentelle Teil präsentiert die elektrische Charakterisierung der Schaltung sowie den Nachweis ihrer Tauglichkeit für elektrochemische und biologische Experimente. Zum Abschluss wird eine zweite Chip-Implementierung präsentiert, die ein Array aus Bulk- Acoustik-Wave-Filtern zur Detektion verwendet und ebenfalls experimentell erfolgreich demonstriert werden konnte.