[發明專利]傳感器及其制造方法

無效

• 申請號: 200980117704.4
• 申請日: 2009-05-13
• 公開（公告）號: CN102027357A
• 公開（公告）日: 2011-04-20
• 發明（設計）人: 山林智明;高橋理;近藤勝則;菊地洋明
• 申請（專利權）人: 三美電機株式會社
• 主分類號: G01N27/414
• 分類號: G01N27/414
• 代理公司: 北京鴻元知識產權代理有限公司 11327
• 代理人: 陳英俊

技術領域

本發明涉及一種例如作為生物傳感器或pH傳感器等來使用的傳感器及其制造方法，尤其涉及一種具有場效應晶體管(Field?Effect?Transistor，FET)的傳感器及其制造方法。

背景技術

目前，提出了在生物傳感器或pH傳感器等傳感器中采用了FET的傳感器(參照專利文獻1～3)。一般來說，在利用了FET的傳感器中，源電極及漏電極通過形成在絕緣膜上的通道進行電連接。通道上形成有被檢測物質的反應場。反應場中設置著用于將被檢測物質固定的反應膜。而且，通常，從反應膜上由柵電極施加柵極電壓，并測定此時的源極-漏極電流，由此來測定提供給反應場的被檢測物質的濃度等。

專利文獻

專利文獻1：(日本)特開2004-85392號公報

專利文獻2：(日本)特開2006-201178號公報

專利文獻3：(日本)特開2007-139762號公報

然而，上述的傳感器中通道作為傳感部而起作用。因此，根據通道的形狀的不同，源極-漏極電流相對于柵極電壓的變化量(也就是測定靈敏度)不同。因此，期望能夠根據所要測定的被檢測物的種類等來自由地選擇通道的形狀。

另一方面，反應場的面積也會影響到被檢測物質對FET基板施加的電位。因此，根據反應場的面積，測定靈敏度也不同。因而，也期望能夠根據所要測定的被檢測物的種類等來自由地選擇反應場的面積。另外，考慮到使用者的便利性、及傳感器的布局等，期望反應場的位置的選擇范圍較廣。

發明內容

本發明提供一種減少通道的形狀、反應場的面積及位置的限制而使測定靈敏度及布局的自由度高的傳感器及其制造方法。

本發明第一技術方案涉及一種傳感器，其包括：硅基板，具有氧化硅膜；源電極、漏電極及柵電極，配置在所述氧化硅膜上；通道，由多晶硅或者非晶硅構成，配置在所述氧化硅膜上，且與所述源電極及漏電極電連接；以及反應場，配置在所述氧化硅膜上。

本發明第二技術方案涉及一種傳感器的制造方法，所述傳感器包含FET，所述FET具有半導體基板、形成在所述半導體基板的表面的氧化硅膜、及連接到所述氧化硅膜的電極，而且所述氧化硅膜的一部分用作被檢測物的反應場，所述傳感器的制造方法包括下述步驟：在硅基板上形成氧化硅膜；在所述氧化硅膜上形成多晶硅膜或者非晶硅膜；在所述多晶硅膜或者非晶硅膜中摻雜雜質；在摻雜了所述雜質的所述多晶硅膜或者非晶硅膜上形成源電極及漏電極；在所述氧化硅膜上形成柵電極；以及在所述氧化硅膜上形成反應場。

根據本發明，由于反應場配置在與通道不同的氧化硅膜上，所以通道的形狀、反應場的面積及位置的限制減少，能夠提高測定靈敏度及布局的自由度。而且，由于通道是由多晶硅或者非晶硅形成，所以能夠使用與制造TFT時相同的半導體制造步驟容易地形成氧化硅膜、漏電極、源電極及通道，也能夠容易地選擇通道的寬度及氧化硅膜的厚度。結果能夠容易地改變測定靈敏度。

附圖說明

圖1是示意地表示本發明的實施方式1的傳感器的結構的立體圖。

圖2是示意地表示所述實施方式1的傳感器的結構的截面圖。

圖3是表示所述實施方式1的傳感器的通道的線路寬度與測定靈敏度之間的關系的圖。

圖4是表示所述實施方式1的傳感器的氧化硅膜的厚度與測定靈敏度之間的關系的圖。

圖5是所述實施方式1的傳感器的半導體制造步驟。

圖6是示意地表示本發明的實施方式2的傳感器的結構的截面圖。

圖7是示意地表示本發明的實施方式3的傳感器的結構的立體圖。

圖8是示意地表示所述實施方式3的傳感器的結構的截面圖。

圖9是表示所述實施方式3的傳感器的半導體制造步驟的圖。

圖10是示意地表示本發明的實施方式4的傳感器的結構的截面圖。

圖11是示意地表示本發明的實施方式5的傳感器的結構的截面圖。

圖12是表示本發明的實施方式6的傳感器的半導體制造步驟的圖。

符號說明

10、40、70、80：傳感器

11：硅基板

12a、12b：氧化硅膜

13、43：柵電極

14：漏電極

15：源電極

16：通道

20、50：反應場

21、51：障壁部

30、60：被檢測物質識別分子

具體實施方式

以下，參照附圖詳細地說明本發明的實施方式。

(實施方式1)

〔傳感器的結構〕