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公开(公告)号：CN109427908A
公开(公告)日：2019-03-05
申请号：CN201710734604.2
申请日：2017-08-24
Applicant: 中国科学院上海微系统与信息技术研究所
IPC: H01L29/786 , H01L21/336 , G01N27/414 , B82Y40/00 , B82Y10/00
Abstract: 本发明提供一种三维硅纳米线阵列场效应晶体管、生物传感器及制备方法，晶体管制备包括：提供基底，并于基底表面沉积由第一材料层及第二材料层交替的叠层材料层，第二材料层为含硅材料层；形成沟道区及与其两端相连接的源区和漏区的图形；刻蚀叠层材料层，直至暴露出基底；腐蚀上述结构，得到三维硅纳米线阵列沟道、源区及漏区；于硅纳米线沟道表面沉积介质层；于源区、漏区的顶部表面以及纳米线沟道外围的基底上制作源电极、漏电极及栅电极。通过上述方案，本发明的生物传感器具有环栅式结构，可实现360°环绕式感应，硅纳米线场效应晶体管采用三维堆叠的阵列结构，可减小器件尺寸，实现信噪比的提升，省略源漏掺杂的步骤，工艺简单适于批量生产。
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公开(公告)号：CN104730137A
公开(公告)日：2015-06-24
申请号：CN201510141242.7
申请日：2015-03-27
Applicant: 中国科学院上海微系统与信息技术研究所
IPC: G01N27/414
Abstract: 本发明提供一种基于超薄绝缘层SOI上的MOSFET背栅生物传感器及其制备方法，所述制备方法包括：1）提供一SOI衬底，所述SOI衬底绝缘层的厚度为20nm~40nm；2）制作器件区域；3）形成源区及漏区及沟道区；4）于所述SOI衬底表面形成介质层；5）形成金属接触开孔，并制作金属接触电极；6）制作电极保护层，并露出栅极传感区域；7）于所述体硅衬底背面制作背栅；8）对栅极传感区域表面进行表面活化修饰。本发明与其他背栅结构相比，SOI衬底中的绝缘层很薄，厚度控制在20nm~40nm，在沟道材料厚度一定的条件下，增加了背栅对沟道的控制能力，增大沟道材料的耗尽从而得到更高的亚阈值斜率，得到更高的灵敏度。因此本发明的生物传感器可以对生物分子进行高灵敏的检测。
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公开(公告)号：CN104713931A
公开(公告)日：2015-06-17
申请号：CN201510141241.2
申请日：2015-03-27
Applicant: 中国科学院上海微系统与信息技术研究所
IPC: G01N27/414
Abstract: 本发明提供一种基于sSOI MOSFET的生物传感器及其制备方法，所述制备方法包括：1）提供一sSOI衬底，所述sSOI衬底的顶层应变硅的厚度为10nm~50nm；2）制作器件区域；3）形成N+源区及N+漏区及应变沟道区；4）于所述sSOI衬底表面形成介质层；5）形成金属接触开孔，并制作金属接触电极；6）制作电极保护层，并露出栅极传感区域；7）于所述体硅衬底背面制作背栅；8）对栅极传感区域表面进行表面活化修饰。本发明采用应变硅作为沟道，由于应变技术使沟道材料的迁移率增加，得到较高的信噪比；且随着沟道材料的减薄使沟道达到全耗尽状态，其相应器件的亚阈值斜率减小，得到更高的灵敏度。因此本发明的生物传感器可以对生物分子进行高灵敏的检测。
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公开(公告)号：CN108074979A
公开(公告)日：2018-05-25
申请号：CN201711236051.4
申请日：2017-11-30
Applicant: 中国科学院上海微系统与信息技术研究所
IPC: H01L29/739 , H01L21/331 , H01L29/10 , G01N27/00
Abstract: 本发明提供一种基于垂直遂穿的场效应晶体管及生物传感器及制备，晶体管制备包括：提供SOI衬底；减薄顶层硅，定义出硅纳米线沟道图形及连接于两端的源区图形及漏区图形；将上述图形转移至顶层硅上，并进行离子注入形成硅纳米线沟道、源区及漏区；减薄源区，并于部分源区表面及纳米线沟道表面形成介质层；于源区的表面制作源电极，于所述漏区表面制作漏电极，并于底层硅或埋氧层上制作栅电极。通过上述方案，本发明的晶体管基于垂直隧穿，包含点隧穿和线隧穿，具有更低的亚阈值斜率，可用于高灵敏的生化分子检测；具有双极特性，可对双向检测结果进行对照，保证检测的准确性；采用高K介质层材料，增强检测的稳定性并提高对生物分子的响应能力。
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公开(公告)号：CN103560152B
公开(公告)日：2016-02-17
申请号：CN201310573840.2
申请日：2013-11-15
Applicant: 中国科学院上海微系统与信息技术研究所
IPC: H01L29/78 , H01L29/06 , H01L21/336
Abstract: 本发明提供一种垂直结构的隧穿场效应晶体管及其制备方法，所述制备方法至少包括步骤：提供一SGOI衬底，包括埋氧层和P型重掺杂SiGe；在所述P型重掺杂SiGe依次沉积形成硅层和N型重掺杂SiGe；利用光刻和刻蚀技术刻蚀所述N型重掺杂SiGe，在所述硅层一侧表面形成漏极；刻蚀所述硅层形成具有纳米线或纳米棒结构的沟道；利用化学腐蚀工艺去除所述沟道下部分P型重掺杂SiGe，使所述沟道悬空，与所述漏极处于相对的另一侧的P型重掺杂SiGe定义为源极，所述漏极、沟道和源极构成垂直结构。本发明提供的垂直结构的隧穿场效应晶体管中漏极、沟道和源极为垂直结构，可以增大隧穿面积，提高器件的驱动电流。另外，形成的悬空的沟道可以进一步抑制器件的漏电流。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN103558254B
公开(公告)日：2015-09-16
申请号：CN201310573864.8
申请日：2013-11-15
Applicant: 中国科学院上海微系统与信息技术研究所
IPC: G01N27/00 , G01N27/414 , H01L21/336 , H01L29/10 , H01L29/08 , H01L29/78
Abstract: 本发明提供一种基于垂直结构隧穿场效应晶体管的生物传感器及其制备方法，所述制备方法至少包括以下步骤：步骤一、制备垂直结构的隧穿场效应晶体管作为转换器，所述隧穿场效应晶体管中的沟道悬空，所述沟道与源极、漏极形成垂直结构；步骤二、采用表面修饰剂对所述沟道表面进行表面活化修饰。本发明提供的生物传感器由于作为转换器的隧穿场效应晶体管中的源极、沟道和漏极采用了垂直结构，且沟道为悬空结构，使器件的亚阈斜率更加陡峭，因此，器件对沟道表面电荷的变化感应也更加的灵敏，从而提高生物传感器的工作性能。
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公开(公告)号：CN103560153A
公开(公告)日：2014-02-05
申请号：CN201310574824.5
申请日：2013-11-15
Applicant: 中国科学院上海微系统与信息技术研究所
IPC: H01L29/78 , H01L21/336 , H01L29/06
CPC classification number: H01L29/7391 , H01L29/423 , H01L29/66356
Abstract: 本发明提供一种隧穿场效应晶体管及其制备方法，所述制备方法至少包括步骤：提供一具有顶层硅、埋氧层和底层硅的SOI衬底，在所述顶层硅两侧进行离子注入分别形成源极和漏极；在所述SOI衬底表面自下而上依次形成本征硅层、栅介质层和栅极层；利用光刻和刻蚀技术刻蚀所述本征硅层、栅介质层和栅极层形成堆叠结构，所述堆叠结构与所述源极部分交叠、与所述漏极在水平方向上具有一预设距离。本发明利用所述堆叠结构与源极的交叠，可以增大隧穿面积，进而增大驱动电流；另外，所述堆叠结构与所述漏极在水平方向上具有一预设距离，通过该预设距离可以抑制隧穿场效应晶体管中的双极性效应，降低亚阈电流。
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公开(公告)号：CN103558254A
公开(公告)日：2014-02-05
申请号：CN201310573864.8
申请日：2013-11-15
Applicant: 中国科学院上海微系统与信息技术研究所
IPC: G01N27/00 , G01N27/414 , H01L21/336 , H01L29/10 , H01L29/08 , H01L29/78
Abstract: 本发明提供一种基于垂直结构隧穿场效应晶体管的生物传感器及其制备方法，所述制备方法至少包括以下步骤：步骤一、制备垂直结构的隧穿场效应晶体管作为转换器，所述隧穿场效应晶体管中的沟道悬空，所述沟道与源极、漏极形成垂直结构；步骤二、采用表面修饰剂对所述沟道表面进行表面活化修饰。本发明提供的生物传感器由于作为转换器的隧穿场效应晶体管中的源极、沟道和漏极采用了垂直结构，且沟道为悬空结构，使器件的亚阈斜率更加陡峭，因此，器件对沟道表面电荷的变化感应也更加的灵敏，从而提高生物传感器的工作性能。
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公开(公告)号：CN103137565A
公开(公告)日：2013-06-05
申请号：CN201110384236.6
申请日：2011-11-28
Applicant: 中国科学院上海微系统与信息技术研究所
IPC: H01L21/8249 , H01L29/06
Abstract: 本发明提供一种图形化绝缘体上Si/CoSi2衬底材料及其制备方法，通过抬离（lift-on）技术制作图形化的金属Co层，然后使Co层与Si衬底两次反应生成CoSi2，并通过智能剥离工艺对其进行转移，以在传统SOI衬底的BOX层和顶层硅之间的部分区域插入一层金属硅化物CoSi2，以代替常规SOI双极晶体管中的集电区重掺杂埋层，未插入CoSi2的区域用以制造MOS器件，从而达到减小顶层硅厚度、简化工艺等目的。本发明的工艺简单，适用于大规模的工业生产。
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公开(公告)号：CN103137546A
公开(公告)日：2013-06-05
申请号：CN201110384180.4
申请日：2011-11-28
Applicant: 中国科学院上海微系统与信息技术研究所
IPC: H01L21/768 , H01L21/8248
Abstract: 本发明提供一种图形化全耗尽绝缘体上Si/NiSi2衬底材料及其制备方法，通过抬离（lift-on）技术制作图形化的金属Ni层，通过退火工艺使Ni层与Si衬底反应生成NiSi2，通过刻蚀工艺控制不同区域的顶层硅厚度，以合理选择用于制备双极电路和用于制备CMOS电路的顶层硅厚度。最后通过智能剥离工艺对其进行转移，以在传统SOI衬底的BOX层和顶层硅之间的部分区域插入一层金属硅化物NiSi2，代替常规SOI双极晶体管中的集电区重掺杂埋层，未插入NiSi2的区域用以制造MOS器件，从而达到减少双极电路所需的顶层硅厚度、简化工艺等目的。本发明的工艺简单，适用于大规模的工业生产。
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