Projeto e fabricação de um BE SOI Túnel-FET como elemento biossensor

• Processo: 17/26489-7
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Vigência (Início): 01 de janeiro de 2019
• Vigência (Término): 31 de outubro de 2022
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Elétrica
• Pesquisador responsável: João Antonio Martino
• Beneficiário: Carlos Augusto Bergfeld Mori
• Instituição Sede: Escola Politécnica (EP). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Bolsa(s) vinculada(s): 19/23283-4 - Medidas de ruído em baixa frequência de SOI FinFETs operando como elementos biossensores, BE.EP.DR
• Assunto(s): Microeletrônica Técnicas biossensoriais Transistores
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: biossensor | Silício sobre isolante | Transistor de tunelamento induzido por efeito de campo | Microeletrônica

Resumo

Biossensores tem um papel fundamental na melhoria da qualidade e extensão de vida de uma sociedade, sendo de grande importância para acompanhar em tempo real o desenvolvimento de doenças e até prevenir ameaças biológicas de alto risco. Dentre as plataformas biossensoras que estão sendo estudadas e desenvolvidas, destacam-se os dispositivos micro e nanoeletrônicos construídos sobre substrato SOI (Silicon-On-Insulator). O Laboratório de Sistemas Integráveis (LSI) da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo (USP) projetou e fabricou um novo transistor chamado BE SOI MOSFET ("Back-Enhanced Silicon-On-Insulator Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect-Transistor"). Este transistor tem tecnologia de fabricação totalmente nacional, e dentre suas mais notáveis características estão (i) a simplicidade de fabricação, sem necessidade de dopagem e com apenas três etapas de fotolitografias; (ii) a flexibilidade de uso, podendo funcionar como nMOS ou pMOS, dependendo somente da polarização do substrato e (iii) potencial para ser utilizado como biossensor. Este projeto de pesquisa propõe, de forma inédita, a fabricação e caracterização elétrica de um novo dispositivo, o transistor back-enhanced SOI de tunelamento induzido por efeito de campo (BE SOI Túnel-FET), baseado na estrutura do BE SOI MOSFET, utilizando-se etapas adicionais de processo durante sua fabricação. A proposta é que este novo dispositivo seja utilizado como elemento biossensor, com seu desempenho e princípios físicos avaliados a partir da observação das curvas características dos transistores fabricados (inseridos ou não em meios biológicos) e de simulações numéricas para estudo da sua física de funcionamento. Por se tratar de uma substância bastante estudada dentro do contexto de biossensores, propõe-se inicialmente o uso da glicose como elemento de teste, de modo a permitir comparações com a literatura durante a etapa de testes da sensibilidade deste dispositivo como elemento biossensor. (AU)