芯片上的加热器及其形成方法技术

具有在加热元件之间具有不均匀间隔的同心环构造的芯片上的加热器与圆形或方形加热元件相比提供了改进的径向均温性和低功耗。芯片上的加热器适用于与需要严格温度控制的片上传感器集成和使用。本发明专利技术的实施例提供了芯片上的加热器及其形成方法。

【技术实现步骤摘要】
芯片上的加热器及其形成方法
本专利技术的实施例总体涉及生物芯片，更具体地，涉及芯片上的加热器及其形成方法。
技术介绍
通常将多种类型的传感器，诸如生物传感器、气体传感器、离子传感器等多次集成在具有互补金属氧化物半导体(CMOS)电路的芯片上，以提高灵敏度、降低成本和易于便携。在某些情况下，这些传感器是集成芯片上的加热器。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，提供了一种集成电路，包括：公共沟道区，具有第一表面和相对的第二表面；第一栅极电介质，设置在所述公共沟道区的所述第一表面上；第一栅电极，设置在所述第一栅极电介质上；第一源极/漏极和第二源极/漏极，由所述公共沟道区彼此横向分离；第二栅极电介质，设置在所述公共沟道区的所述第二表面上；加热器，具有相对于彼此同心设置的多个加热元件；以及温度传感器；其中，所述多个加热元件中的每个加热元件均具有弧形形状，并且所述多个加热元件中的每个加热元件均具有相应的半径。根据本专利技术的另一个方面，提供了一种形成集成电路的方法，包括：形成双栅极背侧感测场效应晶体管(DG-BSSFET)，所述双栅极背侧感测场效应晶体管包括：主栅叠件和次栅叠件，设置在公共沟道区的垂直相对的两个表面上；第一源极/漏极和第二源极/漏极，由所述公共沟道区彼此横向分离，其中，所述主栅叠件具有设置在所述公共沟道区的第一表面上的第一栅极电介质和设置在所述第一栅极电介质上的第一栅电极，所述次栅叠件具有设置在所述公共沟道区的第二表面上的第二栅极电介质和设置在第二栅极电介质上的捕获试剂；以及在所述集成电路中设置具有多个同心配置的加热元件的加热器，每个加热元件均具有弧形的形状；其中，所述多个加热元件彼此成对电连接；以及形成与所述DG-BSSFET热连通的温度传感器。根据本专利技术的又一个方面，提供了一种集成电路，包括：双栅极背侧感测场效应晶体管(DG-BSSFET)，所述双栅极背侧感测场效应晶体管具有：第一源极/漏极(S/D)和第二S/D，每个S/D均设置在有源区中并且通过沟道区彼此横向分离；第一栅极电介质，设置在所述沟道区的第一表面上；栅极电极，设置在所述第一栅极电介质上方；和第二栅极电介质，设置在所述沟道区的第二表面上，所述第一表面和所述第二表面位于所述沟道区的相对两侧上；反应位置井，设置在所述沟道区的所述第二表面上方；加热器，包括具有相应半径的多个同心设置的加热元件；以及温度传感器，与所述DG-BSSFET热连通；其中，具有不同半径的相邻加热元件分开一段距离。附图说明当结合附图进行阅读时，从以下详细描述可最佳地理解本专利技术的各个方面。应该注意，根据工业中的标准实践，各个部件未按比例绘制。实际上，为了清楚的讨论，各种部件的尺寸可以被任意增大或减小。图1A是示例性传感器的截面图。图1B是示例性传感器阵列的截面图。图2是具有传感器、流体通道、加热器和温度传感器的示例性装置的截面图。图3A是根据本公开的示例性加热元件配置。图3B是根据本公开的示例性加热元件构造的截面图。图4是根据本公开的示例性加热器的部分的顶视图。图5A是根据本公开的示例性加热器。图5B是根据本公开的示例性加热器的部分的顶视图。图6是根据本公开的示例性集成芯片上加热器制造的流程图。具体实施方式以下公开内容提供了许多用于实现所提供主题的不同特征的不同实施例或实例。下面描述了组件和布置的具体实例以简化本专利技术。当然，这些仅仅是实例，而不旨在限制本专利技术。例如，在以下描述中，在第二部件上方或者上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件以直接接触的方式形成的实施例，并且也可以包括在第一部件和第二部件之间可以形成额外的部件，从而使得第一部件和第二部件可以不直接接触的实施例。此外，本专利技术可在各个实例中重复参考标号和/或字符。该重复是为了简单和清楚的目的，并且其本身不指示所讨论的各个实施例和/或配置之间的关系。而且，为了便于描述，在此可以使用诸如“在…下方”、“在…下面”、“下”、“在…之上”、“上”等空间相对术语以描述如图所示的一个元件或部件与另一个(或另一些)元件或部件的关系。除了图中所示的方位外，空间相对术语旨在包括器件在使用或操作中的不同方位。器件可以以其他方式定向(旋转90度或在其他方位上)，并且在此使用的空间相对描述符可以同样地作出相应的解释。本文所用的术语“标称”是指在产品或工艺的设计阶段期间设置的组件或工艺操作的特征或参数的期望值或目标值，连同高于和/或低于期望值的值的范围。值的范围通常是由于制造工艺的轻微变化或公差。除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。虽然根据本公开的实施例的实践或测试中可以使用与本文所述类似或等同的任何方法和材料；现在描述方法、器件和材料。本文提及的所有专利和出版物通过引用并入本文，用于描述和公开可能根据本公开的实施例结合使用的出版物中报道的材料和方法。如本文所使用的首字母缩略词“FET”是指场效应晶体管。一种非常常见的FET类型称为金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。历史上，MOSFET一直是内置在诸如半导体晶圆的衬底的平面表面中和上面的平面结构。但是半导体制造的进步已经导致三维MOSFET结构，例如，基于鳍的MOSFET。“S/D”是指形成FET三个端子中的两个的源极/漏极结。术语“前侧”和“背侧”通常用于半导体制造工业中以分别指代其上设置有晶体管电路和各种互连层的晶圆的第一侧，以及与第一侧相对的晶圆的第二侧。晶圆有时被称为衬底。术语“bioFET”是指包括作为表面受体以检测生物来源的目标分析物的存在的固定探针分子(immobilizedprobemolecules)层的FET。根据实施例，bioFET是具有半导体换能器的场效应传感器。bioFET的一个优点是非标记操作的前景。具体地，bioFET能够避免昂贵且费时的标记操作，诸如用例如荧光或放射性探针标记分析物。本文描述的一种特定类型的bioFET是双栅极背侧感测bioFET。用于由BioFET检测的分析物通常是生物来源的，诸如但不限于蛋白质、碳水化合物、脂质、组织碎片或它们的部分。然而，在更一般的意义上，BioFET是广义FET传感器的部分，FET传感器也可以检测任何化学化合物(本领域中称为ChemFET)或任何其他元素，包括离子，例如质子或金属离子(在本领域中称为ISFET)。本专利技术意在适用于所有类型的基于FET的传感器(“FET传感器”)。这里的一种特定类型的FET传感器是双栅极背侧感应FET传感器(“DGBSSFETSensor”)。术语“双栅背侧感测FET(DG-BSSFET)”是指具有设置在公共沟道区的垂直相对表面上的主栅极堆叠件和的次栅极堆叠件和通过公共沟道区彼此横向分离的第一源极/漏极和第二源极/漏极的FET结构，通常应用在生物
，因此也可称Bio-MOSFET。主栅叠件具有设置在公共沟道区的第一表面上的第一栅极电介质和设置在第一栅极电介质上的第一栅电极。次栅叠件具有设置在与公共沟道区的第一表面相对的公共沟道区的第二表面上的第二栅极电介质和设置在第二栅极电介质上的捕获试剂。在该配置中，FET结构在上电操作中通过其次栅叠件而变成检测目标分析物存在的传感器。除非另有说明，否则主栅叠件在正侧，并且本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种集成电路，包括：公共沟道区，具有第一表面和相对的第二表面；第一栅极电介质，设置在所述公共沟道区的所述第一表面上；第一栅电极，设置在所述第一栅极电介质上；第一源极/漏极和第二源极/漏极，由所述公共沟道区彼此横向分离；第二栅极电介质，设置在所述公共沟道区的所述第二表面上；加热器，具有相对于彼此同心设置的多个加热元件；以及温度传感器；其中，所述多个加热元件中的每个加热元件均具有弧形形状，并且所述多个加热元件中的每个加热元件均具有相应的半径。

【技术特征摘要】
2016.12.14 US 15/378,7941.一种集成电路，包括：公共沟道区，具有第一表面和相对的第二表面；第一栅极电介质，设置在所述公共沟道区的所述第一表面上；第一栅电极，设置在所述第一栅极电介质上；第一源极/漏极和第二源极/漏极，由所述公共沟道区彼此横向分离；第二栅极电介质，设置在所述公共沟道区的所述第二表面上；加热器，具有相对于彼此同心设置的多个加热元件；以及温度传感器；其中，所述多个加热元件中的每个加热元件均具有弧形形状，并且所述多个加热元件中的每个加热元件均具有相应的半径。2.根据权利要求1所述的集成电路，其中，所述加热器设置在所述集成电路内，使得距所述第二栅极电介质不超过5μm。3.根据权利要求1所述的集成电路，其中，所述加热器的表面积不大于100mm2。4.根据权利要求1所述的集成电路，其中，所述多个加热元件中的每个加热元件均具有圆形形状。5.一种形成集成电路的方法，包括：形成双栅极背侧感测场效应晶体管(DG-BSSFET)，所述双栅极背侧感测场效应晶体管包括：主栅叠件和次栅叠件，设置在公共沟道区的垂直相对的两个表面上；第一源极/漏极和第二源极/漏极，由所述公共沟道区彼此横向分离，其中，所述主栅叠件具有设置在所述公共沟道区的第一表面上的第一栅极电介质和设置在所述第一栅极电介质上的第一栅电极，所述次栅叠...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈东村，黄睿政，陈昆龙，谢正祥，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71