[發明專利]一種基于場效應晶體管結構的pH值傳感器件及其制造方法

有效

• 申請號: 201710575314.8
• 申請日: 2017-07-14
• 公開（公告）號: CN107505376B
• 公開（公告）日: 2020-02-21
• 發明（設計）人: 張睿;趙毅
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01N27/414
• 分類號: G01N27/414
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 劉靜;邱啟旺

1.一種基于場效應晶體管結構的pH值傳感器件，其特征在于，包括絕緣層上半導體襯底，絕緣層上半導體襯底的半導體層上表面設置前柵氧化層和柵層，構成柵極結構；絕緣層上半導體襯底的半導體層中摻雜形成源漏結構；在絕緣層上半導體襯底的背面進行光刻，并刻蝕支撐襯底和埋氧化層，直至半導體層的下表面；絕緣層上半導體襯底的背面開有凹槽直到半導體層的下表面，所述凹槽的范圍大于柵極結構的范圍，凹槽的槽底設有背柵氧化層。

2.根據權利要求1所述的基于場效應晶體管結構的pH值傳感器件，其特征在于，所述絕緣層上半導體襯底的半導體層的材料選自硅、鍺、InGaAs、MoS₂。

3.根據權利要求1所述的基于場效應晶體管結構的pH值傳感器件，其特征在于，所述前柵氧化層的材料選自氧化硅、氧化鋁、氧化鉿。

4.根據權利要求1所述的基于場效應晶體管結構的pH值傳感器件，其特征在于，所述背柵氧化層的材料選自氧化硅、氧化鋁、氧化鉿。

5.根據權利要求1所述的基于場效應晶體管結構的pH值傳感器件，其特征在于，所述背柵氧化層的厚度為1納米至10納米。

6.根據權利要求1所述的基于場效應晶體管結構的pH值傳感器件，其特征在于，所述柵層的材料選自金屬、半導體。

7.根據權利要求1-6任一項所述的基于場效應晶體管結構的pH值傳感器件，其特征在于，該pH值傳感器件利用柵極結構和源漏結構構成的場效應晶體管器件閾值電壓的變化對pH值進行探測。

8.根據權利要求1所述的基于場效應晶體管結構的pH值傳感器件的制造方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)在絕緣層上半導體襯底的半導體層表面沉積前柵氧化層和柵層，通過刻蝕前柵氧化層和柵層形成柵極結構；

(2)在柵極結構兩側的絕緣層上半導體襯底的半導體層中摻雜形成源漏結構，柵極結構和源漏結構共同構成場效應晶體管結構；

(3)在絕緣層上硅襯底的背面進行光刻，并刻蝕支撐襯底和埋氧化層，直至半導體層的下表面；

(4)在刻蝕后的半導體層的下表面沉積背柵氧化層，形成pH值傳感器件。