[发明专利]用于感测介质的阻抗变化的半导体装置

权利要求书

1.一种传感器装置，其包括：

具有第一高度及第一横截面的至少一个导电细长第一柱，其定位在半导体衬底上方的第一导体层的中央垫上，所述第一柱在正交于所述第一导体层的表面的平面的第一方向上延伸；

具有第二高度及第二横截面的导电细长第二柱，其以正交定向定位在所述半导体衬底上方的第二导体层上，所述导电细长第二柱处在与所述第一导体层中的通孔开口重合的位置处，所述第二导体层平行于所述第一导体层并通过至少绝缘体层与所述第一导体层间隔，所述导电细长第二柱在所述第一方向上延伸通过所述通孔开口中的相应一者；及

所述至少一个导电细长第一柱通过间隙与环绕导电细长第二柱间隔。

2.根据权利要求1所述的传感器装置，其中所述间隙是相等间隙。

3.根据权利要求1所述的传感器装置，其中所述第二高度等于所述第一高度、所述第一导体层的厚度及所述绝缘体层的厚度的总和。

4.根据权利要求1所述的传感器装置，其中所述间隙中的电介质介质包含可通过在所述至少一个导电细长第一柱与所述导电细长第二柱之间产生的电场电离的分子。

5.根据权利要求1所述的传感器装置，其中所述第一导体层及所述第二导体层选自基本上由以下各者组成的群组：金属；石墨烯；及掺杂半导体材料。

6.权利要求1所述的传感器装置，其中所述第一横截面及所述第二横截面为圆形。

7.权利要求1所述的传感器装置，其中所述至少一个导电细长第一柱及所述导电细长第二柱具有光滑表面。

8.根据权利要求1所述的传感器装置，其中所述至少一个导电细长第一柱及所述导电细长第二柱是选自基本上由以下各者组成的群组的材料：掺杂半导体材料；金属；石墨烯；及其合金及复合物。

9.根据权利要求1所述的传感器装置，其中所述导电细长第二柱围绕所述至少一个导电细长第一柱以多边形布置。

10.根据权利要求9所述的传感器装置，其中所述多边形是选自包含三角形、正方形、六边形及八边形的群组的等边多边形。

11.根据权利要求1所述的传感器装置，其中所述第一高度在从约2μm到50μm的范围内。

12.根据权利要求1所述的传感器装置，其中所述至少一个导电细长第一柱及所述导电细长第二柱具有圆柱形状，其中圆形周长在从约5μm到10μm的范围内。

13.根据权利要求4所述的传感器装置，其中所述电介质介质是选自基本上由以下各者组成的群组的电介质介质：空气、气体及生物流体；且所述可电离分子是选自包含水分子、气体掺合物及溶解分子的群组的分子。

14.根据权利要求1所述的传感器装置，其中所述间隙在从约2μm到约50μm的范围内。

15.一种用于制造传感器装置的方法，其包括：

从半导体衬底的第一表面将凹槽蚀刻到所述半导体衬底中，所述凹槽垂直地延伸到所述半导体衬底中，所述凹槽具有相等深度并且具有与所述第一表面成一定角度的侧壁，所述凹槽经成形为垫及互连的网络，其界定具有所述第一表面的未经蚀刻半导体材料的多个突起，所述多个突起当在平面视图中观察时以Z字形序列图案定位；

用聚合物材料填充所述凹槽，直到所述聚合物材料的暴露表面与所述多个突起的所述第一表面共面；

通过将具有均匀高度的传导材料沉积到所述多个突起的所述第一表面上来形成第一导体层；

从所述凹槽去除所述聚合物材料；以及

将所述多个突起分类为第一组及第二组，使得所述第一组的每一突起与所述第二组的突起通过间隙间隔，从而导致所述第一组的突起被由所述第二组的突起形成的圆形多边形环绕。