[發(fā)明專利]用于電荷檢測的集成傳感器裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201480035143.4
• 申請日: 2014-06-17
• 公開（公告）號: CN105408741B
• 公開（公告）日: 2019-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: K-H·埃克隆德;S·張;U·史密斯;H·E·諾爾斯特倫
• 申請（專利權(quán)）人: 埃克隆德創(chuàng)新公司
• 主分類號: G01N27/414
• 分類號: G01N27/414;H01L29/732;H01L29/739
• 代理公司: 北京戈程知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11314
• 代理人: 程偉;王錦陽

1.一種集成傳感器裝置，其包括設(shè)置在半導(dǎo)體襯底中的橫向金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管MOSFET和雙極結(jié)型晶體管BJT，其中，MOSFET與縱向BJT的基極串聯(lián)連接；

并且其中，將MOSFET設(shè)置為連接在半導(dǎo)襯底表面處，而BJT的發(fā)射極位于半導(dǎo)體襯底表面處；

所述MOSFET的漏極漂移區(qū)是在半導(dǎo)體襯底內(nèi)的所述BJT的基極區(qū)的一部分，由此所述漏極漂移區(qū)與BJT的基極電接觸；以及

MOSFET的漏極漂移區(qū)到BJT的發(fā)射極的距離超過在所述發(fā)射極與作為集電極的任何埋層之間的縱向距離。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成傳感器裝置，其中，所述裝置的擊穿電壓由縱向BJT的BV_CEO來確定。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成傳感器裝置，其中，所述MOSFET的柵電極(156)伸展越過n-區(qū)(130)與p-區(qū)(125)之間的界面。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成傳感器裝置，其中，操作中的所述MOSFET偏置在亞閾值區(qū)，而所述BJT偏置在放大區(qū)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成傳感器裝置，進(jìn)一步包括離子敏感電極(163)，所述離子敏感電極通過多個接觸/通孔和金屬層(165)電連接到浮置柵電極(156)，所述離子敏感電極的表面與參考柵電極(170)所附接至的含離子溶液(160)接觸，其中，為了外部裝置連接和信號提取的目的，將電極設(shè)置為與第三區(qū)(130)、作為BJT的發(fā)射極的第四區(qū)(145)、作為MOSFET的源極的第五區(qū)(140)和第六區(qū)(135)歐姆接觸，所述第三區(qū)(130)與作為BJT的集電極的埋層(120)接觸，所述第六區(qū)(135)提供到第三區(qū)(130)的歐姆接觸。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成傳感器裝置，其中，對所述集成傳感器裝置相對于通過發(fā)射極/基極的假想豎直平面(122)進(jìn)行鏡像，由此使MOSFET/BJT的布置增加一倍。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成傳感器裝置，其中，在同一襯底上的多個所述集成傳感器裝置并聯(lián)電連接，以提高敏感度。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成傳感器裝置，其中，在同一襯底上的多個所述集成傳感器裝置單獨(dú)地或成組地電連接，每個結(jié)構(gòu)允許獨(dú)立的感測操作。

9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的集成傳感器裝置，其中，所述離子敏感電極(163)由金屬組成，所述金屬包括Au、Pt、Pd和Al。

10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的集成傳感器裝置，其中，所述離子敏感電極(163)的表面由氧化鉭、氧化鋁、氧化硅、氧化鉿、氧化鋯或氮化硅覆蓋。

11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成傳感器裝置，其中，所述MOSFET是p-型，而所述BJT是npn-型。