[发明专利]包括生物敏感场效应晶体管的感测电路及操作方法有效
申请号: | 202011456892.8 | 申请日: | 2016-11-23 |
公开(公告)号: | CN112578013B | 公开(公告)日: | 2022-12-27 |
发明(设计)人: | 黄毓杰;黄睿政;谢正祥 | 申请(专利权)人: | 台湾积体电路制造股份有限公司 |
主分类号: | G01N27/414 | 分类号: | G01N27/414 |
代理公司: | 北京德恒律治知识产权代理有限公司 11409 | 代理人: | 章社杲;李伟 |
地址: | 中国台*** | 国省代码: | 台湾;71 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 包括 生物 敏感 场效应 晶体管 电路 操作方法 | ||
1.一种感测电路,包括:
生物敏感场效应晶体管(BioFET),包括:
衬底,具有第一侧和与所述第一侧相对的第二侧,所述衬底具有源极区和漏极区,
第一控制栅极,设置在所述衬底的所述第一侧上,以及
第二控制栅极,设置在所述衬底的所述第二侧上,所述第二控制栅极包括在所述衬底的所述第二侧上设置的感测膜;以及
存储单元,耦合至所述第一控制栅极并且配置为存储所述第一控制栅极的第一阈值电压和所述第二控制栅极的第二阈值电压之间的差值。
2.根据权利要求1所述的感测电路,其中,所述第一控制栅极包括栅极介电层和设置在所述第一介电层中的互连层。
3.根据权利要求1所述的感测电路,其中,所述第二控制栅极的所述阈值电压小于0.5V。
4.根据权利要求1所述的感测电路,其中,所述生物敏感场效应晶体管还包括设置在所述衬底的所述第二侧上的埋氧层,其中,在所述埋氧层中形成开口以暴露所述衬底的所述第二侧,并且所述开口与所述第一控制栅极对准。
5.根据权利要求4所述的感测电路,其中,所述感测膜共形地设置在所述埋氧层上并且对所述衬底的暴露的第二侧加衬。
6.根据权利要求1所述的感测电路,其中,所述第一控制栅极和所述第二控制栅极具有相同的源极区和漏极区。
7.根据权利要求1所述的感测电路,其中,所述第一控制栅极是金属氧化物半导体控制栅极,并且所述第二控制栅极是流体控制栅极。
8.根据权利要求7所述的感测电路,其中,所述流体控制栅极包括分析物溶液和设置在所述分析物溶液中的参考电极。
9.一种感测电路,包括:
生物敏感场效应晶体管(BioFET),包括:
衬底,具有第一侧和与所述第一侧相对的第二侧,所述衬底具有沟道区、源极区和漏极区,
第一控制栅极,设置在所述衬底的所述第一侧上,
掩埋氧化物层,设置在所述衬底的所述第二侧上,其中,开口形成在所述掩埋氧化物层中以暴露所述衬底的所述第二侧;以及
第二控制栅极,设置在所述衬底的所述第二侧上,其中,所述第二控制栅极包括在所述开口的底面上设置的感测膜;以及
存储单元,耦合至所述第一控制栅极并且配置为存储所述第一控制栅极的第一阈值电压和所述第二控制栅极的第二阈值电压之间的差值。
10.根据权利要求9所述的感测电路,其中,所述感测膜仅设置在所述开口的底面上。
11.根据权利要求9所述的感测电路,其中,所述感测膜设置在所述开口的侧壁上。
12.根据权利要求9所述的感测电路,其中,所述感测膜完全覆盖所述沟道区并且部分地覆盖所述源极区和所述漏极区。
13.根据权利要求9所述的感测电路,其中,所述第一控制栅极包括栅极介电层并且互连层设置在所述栅极介电层中。
14.根据权利要求9所述的感测电路,其中,所述第二控制栅极的第二阈值电压小于0.5V。
15.根据权利要求9所述的感测电路,其中,所述第二控制栅极的第二阈值电压为0.5V。
16.根据权利要求9所述的感测电路,其中,所述第一控制栅极和所述第二控制栅极具有相同的所述源极区和所述漏极区。
17.根据权利要求9所述的感测电路,其中,所述第一控制栅极是金属氧化物半导体控制栅极,并且所述第二控制栅极是流体控制栅极。
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