用于集成传感器器件的样本井制造技术及结构制造技术

本发明专利技术描述形成集成器件及特定言之形成集成器件中的一个或多个样本井的方法。这些方法可涉及：在包覆层上方形成金属堆叠；在该金属堆叠中形成孔隙；在所述孔隙内形成第一间隔材料；以及通过移除所述包覆层中的一些以将所述孔隙的深度延伸到所述包覆层中而形成样本井。在得到的样本井中，所述第一间隔材料的至少一部分与所述金属堆叠的至少一层接触。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于集成传感器器件的样本井制造技术及结构相关申请的交叉引用本申请根据35U.S.C.§119(e)规定主张主题为“SAMPLEWELLFABRICATIONTECHNIQUESANDSTRUCTURESFORINTEGRATEDSENSORDEVICES”且在2018年8月29日申请的美国临时专利申请序号62/724,206的权利，该申请的全文以引用的方式并入本文中。
本申请大体上涉及生物定序，且更明确言之涉及用于可结合定序机使用的集成传感器器件的样本井制造技术及相关联结构。
技术介绍
核酸(例如，脱氧核糖核酸(DNA)、核糖核酸(RNA))的定序包含识别目标核酸中的个别核苷酸。一些核酸定序方法包含在将个别核苷酸并入至与目标核酸互补的核酸股中时识别这些个别核苷酸。接着，在定序处理期间识别的互补股的核苷酸系列可容许识别目标核酸股的核苷酸序列。可使用生物检定(biologicalassay)(“生物检定(bioassay)”)执行对生物样本的检测及分析。生物检定公知地涉及大型昂贵实验室设备，从而需要经训练以操作该设备且执行生物检定的研究科学家。此外，公知地批量执行生物检定使得大量特定类型的样本对于检测及定量是必要的。一些生物检定是通过用发射特定波长的光的发光标记给样本加卷标而执行。用光源照明标记以引起发光，且用光检测器检测发光光(luminescencelight)以量化由标记发射的发光光量。使用发光标记的生物检定公知地涉及用于照明样本的昂贵激光光源及用于收集来自被照明样本的发光的复杂发光检测光学器件及电子器件。
技术实现思路
一些实施例涉及一种形成集成器件的方法。该方法包括：在包覆层上方形成金属堆叠；在所述金属堆叠中形成孔隙；在所述孔隙内形成第一间隔材料；以及通过移除所述包覆层中的一些以将所述孔隙的深度延伸到所述包覆层中而形成样本井，其中所述第一间隔材料的至少一部分与所述金属堆叠的至少一层接触。在一些实施例中，形成所述金属堆叠进一步包括在所述包覆层上形成所述金属堆叠。在一些实施例中，形成所述第一间隔材料进一步包括在所述金属堆叠上方和在所述孔隙的底表面形成所述第一间隔材料。在一些实施例中，形成所述样品井进一步包括执行第一定向蚀刻，以移除设置在所述金属堆叠的顶表面上和所述孔隙的底表面上的所述第一间隔材料的至少一些。在一些实施例中，所述第一间隔材料包括被配置为在用于形成所述样品井的蚀刻过程中减少金属氟化物残留物的形成的至少一种材料。在一些实施例中，所述第一间隔材料包括被配置为在用于形成所述样品井的蚀刻过程中减少在所述金属堆叠的至少一个金属层上金属氟化物残留物的形成的至少一种材料。在一些实施例中，所述第一间隔材料的至少一部分设置在所述金属堆叠的底切区。在一些实施例中，所述金属堆叠包括至少一个含铝层和至少一个含钛层。被配置为在一些实施例中，所述第一间隔材料是由等离子增强型化学气相沉积(PECVD)形成的。在一些实施例中，所述第一间隔材料包括至少一种硅材料。在一些实施例中，所述第一间隔材料包括从以下群组中选择的一个或多个层：非晶硅(α-Si)、SiO2、SiON、SiN及硅合金。在一些实施例中，所述第一间隔材料是由原子层沉积(ALD)形成的。在一些实施例中，所述第一间隔材料包括从以下群组中选择的一个或多个层：TiO2、Al2O3、SiO2、HfO2、TiN、Ta2O5以及ZrO2。在一些实施例中，所述包覆层包括SiO2。一个或多个在一些实施例中，该方法进一步包括：将第二间隔材料形成在所述样本井中；以及移除位于所述样品井的底表面的所述第二间隔材料的至少一些以暴露所述包覆层的一部分，其中所述第二间隔材料的至少一部分与所述金属堆叠、所述第一间隔材料的至少一部分以及所述包覆层中的一个或多个接触。在一些实施例中，形成所述第二间隔材料进一步包括在所述金属堆叠上方形成所述第二间隔材料。在一些实施例中，移除所述第二间隔材料的至少一些进一步包括执行定向蚀刻，以移除设置在所述金属堆叠的顶表面上和所述样品井的底表面上的所述第二间隔材料。在一些实施例中，所述定向蚀刻包括基于基于氟碳化合物的蚀刻。在一些实施例中，所述第二间隔材料是由原子层沉积(ALD)形成的。在一些实施例中，所述第二间隔材料包括从以下群组选择的一个或多个层：TiO2、Al2O3、HfO2、ZrO2以及Ta2O5。一个或多个一个或多个一个或多个一个或多个一些实施例旨在一种形成集成器件的方法。所述方法包括：在包覆层上方形成金属堆叠；在所述金属堆叠上方形成介电层；通过在所述介电层中形成开口，并使用所述介电层作为掩模来移除所述金属堆叠的一部分，从而在所述金属堆叠中形成孔隙；通过移除所述包覆层的一部分形成样品井，其中在形成所述样品井时移除所述介电层的至少一部分。在一些实施例中，形成所述金属堆叠进一步包括在所述包覆层上形成所述金属堆叠。在一些实施例中，形成所述介电材料进一步包括在所述金属堆叠上形成所述介电层。在一些实施例中，形成所述孔隙进一步包括在所述介电层中刻蚀所述开口，并使用所述介电层作为刻蚀掩模以在所述金属堆叠上形成所述孔隙。在一些实施例中，形成所述样品井进一步包括同时蚀刻所述包覆层和所述介电层。在一些实施例中，所述金属堆叠包括至少一个含铝层和至少一个含钛层。在一些实施例中，所述包覆层包括SiO2。在一些实施例中，所述的方法进一步包括：将间隔层形成在所述金属堆叠上方并形成在所述样本井中；以及执行定向蚀刻，以移除设置在所述金属堆叠的顶表面上和所述样品井的底表面上的所述间隔层的部分，从而暴露所述包覆层的一部分；其中，所述间隔层的至少一部分形成所述样品井的至少一个侧壁。在一些实施例中，所述间隔层是由原子层沉积(ALD)形成的。在一些实施例中，所述间隔层包括从以下群组选择的一个或多个层：TiO2、Al2O3、HfO2、ZrO2以及Ta2O5。在一些实施例中，形成所述样品井进一步包括实质性地移除所述介电层。在一些实施例中，在形成所述样品井之后所述集成器件不包括所述介电层。在一些实施例中，所述介电层包括从以下群组选择的一个或多个层：非晶硅(α-Si)、SiO2、SiON、SiN以及硅合金。一些实施例旨在一种集成器件，包括：包覆层；金属堆叠，其形成在所述包覆层上方并且具有至少一个底切区；样品井，其靠近所述至少一个底切区延伸穿过所述金属堆叠并进入所述包覆层；以及第一间隔材料，其填充所述至少一个底切区。在一些实施例中，所述第一间隔材料形成所述样品井的至少一个侧壁。在一些实施例中，所述第一间隔材料包括从以下群组选择的一个或多个层：非晶硅(α-Si)、SiO2、SiON，及SiN。在一些实施例中，所述第一间隔材料包括从以下群组选择的一个或多个层：TiO2、Al2O3、HfO2、TiN、ZrO2以及Ta2O5。在一些实施例中，所述金属堆叠包括至少一个含铝层和至少一个含钛层。在一些实施例中，所述包覆层包括SiO2。在一些实施例中，所述集成器件进一步包括第二间隔材料，其与所述金属堆叠、所述第一间隔材料和所述包覆层中的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种形成集成器件的方法，所述方法包括：/n在包覆层上方形成金属堆叠；/n在所述金属堆叠中形成孔隙；/n在所述孔隙内形成第一间隔材料；以及/n通过移除所述包覆层中的一些以将所述孔隙的深度延伸到所述包覆层中而形成样本井，其中所述第一间隔材料的至少一部分与所述金属堆叠的至少一层接触。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180829 US 62/724,2061.一种形成集成器件的方法，所述方法包括：
在包覆层上方形成金属堆叠；
在所述金属堆叠中形成孔隙；
在所述孔隙内形成第一间隔材料；以及
通过移除所述包覆层中的一些以将所述孔隙的深度延伸到所述包覆层中而形成样本井，其中所述第一间隔材料的至少一部分与所述金属堆叠的至少一层接触。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，形成所述金属堆叠进一步包括在所述包覆层上形成所述金属堆叠。


3.根据权利要求1或任何其他前述权利要求所述的方法，其中，形成所述第一间隔材料进一步包括在所述金属堆叠上方和在所述孔隙的底表面形成所述第一间隔材料。


4.根据权利要求1或任何其他前述权利要求所述的方法，其中，形成所述样品井进一步包括执行第一定向蚀刻，以移除设置在所述金属堆叠的顶表面上和所述孔隙的底表面上的所述第一间隔材料的至少一些。


5.根据权利要求1或任何其他前述权利要求所述的方法，其中，所述第一间隔材料包括被配置为在用于形成所述样品井的蚀刻过程中减少金属氟化物残留物的形成的至少一种材料。


6.根据权利要求1或任何其他前述权利要求所述的方法，其中，所述第一间隔材料包括被配置为在用于形成所述样品井的蚀刻过程中减少在所述金属堆叠的至少一个金属层上金属氟化物残留物的形成的至少一种材料。


7.根据权利要求1或任何其他前述权利要求所述的方法，其中，所述第一间隔材料的至少一部分设置在所述金属堆叠的底切区。


8.根据权利要求1或任何其他前述权利要求所述的方法，其中，所述金属堆叠包括至少一个含铝层和至少一个含钛层。


9.根据权利要求1或任何其他前述权利要求所述的方法，其中，所述第一间隔材料是由等离子增强型化学气相沉积(PECVD)形成的。


10.根据权利要求1或任何其他前述权利要求所述的方法，其中，所述第一间隔材料包括至少一种硅材料。


11.根据权利要求1或任何其他前述权利要求所述的方法，其中，所述第一间隔材料包括从以下群组中选择的一个或多个层：非晶硅(α-Si)、SiO2、SiON、SiN及硅合金。


12.根据权利要求1或任何其他前述权利要求所述的方法，其中，所述第一间隔材料是由原子层沉积(ALD)形成的。


13.根据权利要求1或任何其他前述权利要求所述的方法，其中，所述第一间隔材料包括从以下群组中选择的一个或多个层：TiO2、Al2O3、SiO2、HfO2、TiN、Ta2O5以及ZrO2。


14.根据权利要求1或任何其他前述权利要求所述的方法，其中，所述包覆层包括SiO2。


15.根据权利要求1或任何其他前述权利要求所述的方法，其进一步包括：
将第二间隔材料形成在所述样本井中；以及
移除位于所述样品井的底表面的所述第二间隔材料的至少一些以暴露所述包覆层的一部分，其中所述第二间隔材料的至少一部分与所述金属堆叠、所述第一间隔材料的至少一部分以及所述包覆层中的一个或多个接触。


16.根据权利要求15或任何其他前述权利要求所述的方法，其中，形成所述第二间隔材料进一步包括在所述金属堆叠上方形成所述第二间隔材料。


17.根据权利要求15或任何其他前述权利要求所述的方法，其中，移除所述第二间隔材料的至少一些进一步包括执行定向蚀刻，以移除设置在所述金属堆叠的顶表面上和所述样品井的底表面上的所述第二间隔材料。


18.根据权利要求17或任何其他前述权利要求所述的方法，其中，所述定向蚀刻包括基于基于氟碳化合物的蚀刻。


19.根据权利要求15或任何其他前述权利要求所述的方法，其中，所述第二间隔材料是由原子层沉积(ALD)形成的。


20.根据权利要求19或任何其他前述权利要求所述的方法，其中，所述第二间隔材料包括从以下群组选择的一个或多个层：TiO2、Al2O3、HfO2、ZrO2以及Ta2O5。


21.一种形成集成器件的方法，所述方法包括：
在包覆层上方形成金属堆叠；
在所述金属堆叠上方形成介电层；
通过在所述介电层中形成开口，并使用所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：杰勒德·施密德，J·比奇，
申请(专利权)人：宽腾矽公司，
类型：发明
国别省市：美国;US