[發(fā)明專利]離子敏感場效應晶體管及其制備方法

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• 申請日: 2013-08-16
• 公開（公告）號: CN103472115A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發(fā)明（設計）人: 吳東平;張世理;文宸宇
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: G01N27/414
• 分類號: G01N27/414
• 代理公司: 上海晨皓知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 31260
• 代理人: 成麗杰

1.一種離子敏感場效應晶體管，其特征在于，包含：半導體襯底，延伸到所述半導體襯底內部的凹槽，以及位于所述半導體襯底上通過摻雜形成的源極和漏極；

所述凹槽位于所述源極和所述漏極之間，所述凹槽的深度大于所述源極和漏極的結深；

所述凹槽表面具有離子敏感膜。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種離子敏感場效應晶體管，其特征在于，所述源極和漏極是通過先在半導體襯底上預設區(qū)域內摻雜，再通過所述凹槽結構把所述摻雜區(qū)域分開的方式形成。

3.根據(jù)權利要求1所述的一種離子敏感場效應晶體管，其特征在于，所述離子敏感膜為單層絕緣介質層，所述離子敏感膜的材料為以下任意一種：

二氧化硅SiO₂、氮化硅Si₃N₄、氧化鋁Al₂O₃或五氧化鉭Ta₂O₅。

4.根據(jù)權利要求1所述的一種離子敏感場效應晶體管，其特征在于，所述離子敏感膜為具有至少兩層的絕緣介質層，

與所述半導體襯底接觸的層采用的材料為二氧化硅SiO₂，最表面的層采用的材料為以下任意一種：

氮化硅Si₃N₄、氧化鋁Al₂O₃或五氧化鉭Ta₂O₅。

5.根據(jù)權利要求1所述的一種離子敏感場效應晶體管，其特征在于，還包含：源引出端、漏引出端和襯底引出端，為分別位于所述源極、漏極和所述半導體襯底背面的金屬硅化物接觸區(qū)。

6.根據(jù)權利要求1所述的一種離子敏感場效應晶體管，其特征在于，所述半導體襯底是P型，所述源極和所述漏極為N型摻雜；或者，

所述半導體襯底是N型，所述源極和所述漏極為P型摻雜。

7.一種離子敏感場效應晶體管的制備方法，其特征在于，包含以下步驟：

提供一半導體襯底；

在所述半導體襯底上進行摻雜，形成摻雜區(qū)；

在所述摻雜區(qū)刻蝕出一凹槽，所述凹槽將所述摻雜區(qū)分隔，其兩側的所述摻雜區(qū)形成源極和漏極；其中，所述凹槽的深度大于所述源極和漏極的結深；

在所述凹槽表面生成離子敏感膜。

8.根據(jù)權利要求7所述的一種離子敏感場效應晶體管的制備方法，其特征在于，在所述凹槽表面生成離子敏感膜的步驟中，生成一層絕緣介質層作為所述離子敏感膜；

其中，所述離子敏感膜的材料為以下任意一種：

二氧化硅SiO₂、氮化硅Si₃N₄、氧化鋁Al₂O₃或五氧化鉭Ta₂O₅。

9.根據(jù)權利要求7所述的一種離子敏感場效應晶體管的制備方法，其特征在于，在所述凹槽表面生成離子敏感膜的步驟中，生成至少兩層絕緣介質層作為所述離子敏感膜；

其中，與所述半導體襯底接觸的層采用的材料為二氧化硅SiO₂，最表面的層采用的材料為以下任意一種：

氮化硅Si₃N₄、氧化鋁Al₂O₃或五氧化鉭Ta₂O₅。

10.根據(jù)權利要求7所述的一種離子敏感場效應晶體管的制備方法，其特征在于，在所述凹槽表面生成離子敏感膜的步驟中，通過熱氧化、化學氣相沉積或原子層沉積的方法得到所述離子敏感膜。

11.根據(jù)權利要求7所述的一種離子敏感場效應晶體管的制備方法，其特征在于，在所述凹槽表面生成離子敏感膜的步驟之后，還包含以下步驟：

在所述源極、漏極和所述半導體襯底背面形成金屬硅化物接觸區(qū)，分別做為所述源極、漏極和所述半導體襯底的引出端。

12.根據(jù)權利要求7所述的一種離子敏感場效應晶體管的制備方法，其特征在于，在所述摻雜區(qū)和所述半導體襯底上刻蝕出一凹槽的步驟中，采用干法刻蝕或濕法與干法刻蝕結合的方式形成凹槽。