[发明专利]生物传感器

说明书

本发明实施例涉及生物传感器。根据本发明的一些实施例，一种生物传感器包含：半导体层，其具有第一表面及与所述第一表面对置的第二表面；FET装置，其在所述半导体层中；隔离层，其在所述半导体层的所述第一表面上方；电介质层，其在所述隔离层及所述半导体层的所述第一表面上方；及一对第一电极及一对第二电极，其在所述电介质层上方且彼此分离。所述隔离层具有基本上与所述FET装置对准的矩形开口。所述矩形开口具有一对第一侧及一对第二侧。所述一对第一侧的延伸方向垂直于所述一对第二侧的延伸方向。所述一对第一电极安置于所述一对第一侧上方，且所述一对第二电极安置于所述一对第二侧上方。

技术领域

本发明实施例涉及一种生物传感器。

背景技术

生物传感器是用于感测及检测生物分子的装置。通常，生物传感器基于电子、电化学、光学及机械检测原理操作。例如，生物传感器可包含能够电感测生物实体或生物分子的电荷、光子及机械性质的晶体管。因此，生物传感器可检测生物实体或生物分子的浓度或指定反应物与生物实体或生物分子之间的相互作用及反应。此类生物传感器信号转换快且可使用半导体工艺制造且易于应用于集成电路(IC)及微机电系统(MEMS)。

包含源极、漏极及栅极的场效应晶体管(FET)装置可用作各种类型的目标的传感器。例如，可形成生物敏感FET装置或生物有机FET装置以检测包含(例如(但不限于))H⁺、Ca²⁺、DNA、蛋白质及葡萄糖的生物分子。

发明内容

根据本发明的实施例，一种生物传感器包括：半导体层，其具有第一表面及与所述第一表面对置的第二表面；场效应晶体管(FET)装置，其在所述半导体层中；隔离层，其在所述半导体层的所述第一表面上方，其中所述隔离层具有基本上与所述FET装置对准的矩形开口；电介质层，其在所述隔离层及所述半导体层的所述第一表面上方；一对第一电极，其在所述电介质层上方；及一对第二电极，其在所述电介质层上方且与所述一对第一电极分离，其中所述矩形开口具有一对第一侧及一对第二侧，所述一对第二侧的延伸方向垂直于所述一对第一侧的延伸方向，所述一对第一电极安置于所述一对第一侧上方，且所述一对第二电极安置于所述一对第二侧上方。

根据本发明的实施例，一种用于形成生物传感器的方法包括：接收具有半导体层的衬底，其中所述半导体层具有第一表面及与所述第一表面对置的第二表面；在所述半导体层中形成FET装置；在所述半导体层的所述第一表面上方形成隔离层，其中所述隔离层具有基本上与所述FET装置对准的矩形开口；在所述隔离层上方形成电介质层；及在所述电介质层上方形成一对第一电极及一对第二电极，其中所述一对第一电极的延伸方向垂直于所述一对第二电极的延伸方向，且所述一对第一电极与所述一对第二电极分离。

根据本发明的实施例，一种操作生物传感器的方法包括：接收包括bioFET装置、一对第一电极、一对第二电极及第三电极的生物传感器；将分析物施加于所述生物传感器；将第一电压脉冲施加于所述一对第二电极；将第二电压脉冲施加于所述一对第一电极；及将第三电压脉冲施加于所述第三电极。

附图说明

当结合附图阅读时，从以下详细描述最好地理解本揭露的方面。应注意，根据标准工业实践，各种构件未按比例绘制。事实上，为使讨论清楚，可任意增大或减小各种构件的尺寸。

图1A是一或多个实施例中根据本揭露的方面的生物传感器的示意性平面图。

图1B是沿图1A的线I-I'取得的截面图。

图2是表示根据本揭露的方面的用于形成生物传感器的方法的流程图。

图3到图11是一或多个实施例中根据本揭露的方面的各个制造阶段中的生物传感器的示意图。

图12是表示根据本揭露的方面的用于使用生物传感器的方法的流程图。