[发明专利]半导体装置

说明书

本发明实施例提供一种半导体装置，所述半导体装置包括具有嵌入于所述半导体装置内的片上参考电极的生物传感器。在一些实施例中，一对源极/漏极区安置于装置衬底内且由沟道区分离。隔离层安置于所述装置衬底上方。感测井自所述隔离层的上表面安置而上覆所述沟道区。生物感测膜沿所述隔离层的所述上表面安置且沿所述感测井的侧壁及下表面延伸。参考电极垂直安置于所述生物感测膜与所述隔离层之间。

技术领域

本发明实施例涉及一种半导体装置。

背景技术

生物传感器为用于感测并且检测生物体的装置，且其通常基于电子、化学、光学或机械检测原理而操作。可通过检测生物体本身或透过指定反应物与生物体之间的相互作用及反应而执行检测。生物传感器广泛用于不同生命科学应用中，其范围从环境监测与基本生命科学研究至定点照护(PoC)体外分子诊断。

发明内容

本发明实施例涉及一种半导体装置，其包含：一对源极/漏极区，其安置于装置衬底内且由沟道区分离；隔离层，其安置于所述装置衬底上方；感测井，其自所述隔离层的上表面安置而上覆所述沟道区；生物感测膜，其沿所述隔离层的所述上表面安置且沿所述感测井的侧壁及下表面延伸；及参考电极，其垂直安置于所述生物感测膜与所述隔离层之间。

本发明实施例涉及一种半导体装置，其包含：互连结构，其安置于处置衬底上方，且包含安置于介电层内的多个金属层；装置衬底，其在所述互连结构上方，且包含安置于其中的包括一对源极/漏极区且由沟道区分离的生物敏感场效晶体管(BioFET)；隔离层，其安置于所述装置衬底上方；感测井，其自所述隔离层的上表面安置而上覆所述沟道区；及参考电极，其安置于所述感测井旁边的所述隔离层上。

本发明实施例涉及一种用于制造半导体装置的方法，所述方法包含：提供包含安置于牺牲衬底上方的隔离层及安置于所述隔离层上方的装置衬底的绝缘体上半导体(SOI)衬底；在包含一对源极/漏极区之间的沟道区的所述装置衬底内形成生物场效晶体管；将处置晶片接合到所述装置衬底；移除所述牺牲衬底；在所述隔离层上方形成且图案化参考电极；形成感测井使其贯穿所述隔离层以暴露所述生物场效晶体管；及在所述参考电极上方且沿所述感测井的上表面及侧壁表面形成且图案化生物感测膜。

附图说明

当结合附图阅读时，自以下[实施方式]最好地理解本公开内容的方面。应注意，根据标准工业实践，各个装置未按比例绘制。事实上，为清楚论述，各个装置的尺寸可经任意增大或减小。

图1说明具有生物敏感场效晶体管(BioFET)及片上参考电极的半导体装置的一些实施例的剖面图。

图2说明具有沟道内参考电极开口及沟道外参考电极开口的图1的BioFET及片上参考电极的一些详细实施例的剖面图。

图3说明具有垫开口的图1的BioFET及片上参考电极的一些更详细实施例的剖面图。

图4说明具有BioFET阵列的半导体装置的一些实施例的布局视图。

图5至14说明用于制造具有BioFET及片上参考电极的半导体装置的方法的一些实施例的一系列剖面图。

图15说明图5至14的方法的一些实施例的流程图。

具体实施方式

本公开内容提供用于实施本公开内容的不同特征的许多不同实施例或实例。下文描述组件及配置的特定实例以简化本公开内容。当然，这些实例仅为实例且并不既定为限制性的。例如，在以下描述中，第一装置形成于第二装置上方或上可包括其中第一装置及第二装置形成为直接接触的实施例，且也可包括其中额外装置可形成于第一装置与第二装置之间使得第一装置与第二装置可未直接接触的实施例。另外，本公开内容可在各项实例中重复元件符号及/或字母。此重复是用于简单及清楚的目的，且本身并不指示所论述的各种实施例及/或配置之间的关系。