【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体结构，更具体地涉及包括传感器的结构实施例以及用于形成该结构和用于操作该传感器的方法实施例。
技术介绍
1、基于离子敏感的场效应晶体管(isfet)的传感器可集成到芯片制造工艺中，并可用于检测和测量化学反应和物质特性的各个方面。例如，isfet可用作集成电路中的传感器，以测量分析物溶液的样品中的离子浓度，例如氢离子浓度。
技术实现思路
1、本公开的方面包括一种结构，其包括：位于半导体衬底中的腔；位于所述腔上方的离子敏感的场效应晶体管isfet；位于所述半导体衬底中延伸到所述腔的开口；以及填充所述开口并形成到达所述腔的绝缘材料窗口的绝缘材料的层。
2、本公开的方面还包括一种方法，其包括：通过绝缘材料窗口将预定频率的光引导至半导体衬底中的腔中，其中所述腔包含样品；以及在通过所述绝缘材料窗口将所述预定频率的所述光引导至所述腔中时，感测位于所述腔上方的离子敏感的场效应晶体管isfet的源极到漏极电流。
3、本公开的方面还包括一种结构，其包括：位于半导体衬底中的多个腔；多个离子敏感的场效应晶体管isfet，其中所述多个isfet中的每个isfet位于所述多个腔中的相应腔上方；以及延伸到所述多个腔的至少一个绝缘材料窗口，其中，所述至少一个绝缘材料窗口将来自至少一个光源的光引导至所述多个腔中。
【技术保护点】
1.一种结构，包括：
2.根据权利要求1所述的结构，其中，所述开口位于所述半导体晶片的顶部、底部和侧面中的任一者中。
3.根据权利要求1所述的结构，其中，所述绝缘材料窗口将来自光源的光引导至所述腔中。
4.根据权利要求3所述的结构，其中，所述光源包括可调谐激光器。
5.根据权利要求1所述的结构，其中，所述ISFET包括漏极区、源极区和沟道区，并且其中，所述腔延伸到所述ISFET的所述漏极区、所述源极区和所述沟道区的底表面。
6.根据权利要求1所述的结构，其中，所述腔还包括至少一个入口和至少一个出口，以用于使样品进出所述腔。
7.根据权利要求1所述的结构，还包括位于所述衬底上的绝缘层和位于所述绝缘层上的器件层，其中，所述腔延伸穿过所述衬底和所述绝缘层到达所述器件层的底表面，并且其中，所述开口延伸穿过所述器件层到达所述腔。
8.一种方法，包括：
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述ISFET包括平面栅极，所述感测包括：
10.根据权利要求9所述的方法，还包括：
12.根据权利要求9所述的方法，还包括将所述光的激发能量与所述ISFET的所测量的源极到漏极电流相关联。
13.一种结构，包括：
14.根据权利要求13所述的结构，其中，所述至少一个绝缘材料窗口包括延伸到全部所述多个腔的单个绝缘窗口。
15.根据权利要求13所述的结构，其中，所述多个腔具有不同的尺寸。
16.根据权利要求13所述的结构，其中，所述至少一个绝缘材料窗口包括多个绝缘材料窗口，并且其中，所述多个绝缘材料窗口中的每个绝缘材料窗口延伸到所述多个腔中的相应腔。
17.根据权利要求16所述的结构，其中，所述至少一个光源包括多个光源，并且其中，所述多个光源中的每个光源通过所述多个绝缘材料窗口中的相应绝缘材料窗口将光引导至所述多个腔中的相应腔中。
18.根据权利要求17所述的结构，其中，所述多个光源中的每个光源产生不同频率的光。
19.根据权利要求13所述的结构，其中，所述多个腔中的每个腔还包括至少一个入口和至少一个出口，以用于使样品进出所述腔。
20.根据权利要求13所述的结构，其中，所述多个ISFET中的每个ISFET包括漏极区、源极区和沟道区，其中，位于所述ISFET下方的所述腔延伸到所述ISFET的所述漏极区、所述源极区和所述沟道区的底表面。
...【技术特征摘要】
1.一种结构，包括：
2.根据权利要求1所述的结构，其中，所述开口位于所述半导体晶片的顶部、底部和侧面中的任一者中。
3.根据权利要求1所述的结构，其中，所述绝缘材料窗口将来自光源的光引导至所述腔中。
4.根据权利要求3所述的结构，其中，所述光源包括可调谐激光器。
5.根据权利要求1所述的结构，其中，所述isfet包括漏极区、源极区和沟道区，并且其中，所述腔延伸到所述isfet的所述漏极区、所述源极区和所述沟道区的底表面。
6.根据权利要求1所述的结构，其中，所述腔还包括至少一个入口和至少一个出口，以用于使样品进出所述腔。
7.根据权利要求1所述的结构，还包括位于所述衬底上的绝缘层和位于所述绝缘层上的器件层，其中，所述腔延伸穿过所述衬底和所述绝缘层到达所述器件层的底表面，并且其中，所述开口延伸穿过所述器件层到达所述腔。
8.一种方法，包括：
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述isfet包括平面栅极，所述感测包括：
10.根据权利要求9所述的方法，还包括：
11.根据权利要求9所述的方法，还包括基于所述isfet的所测量的源极到漏极电流来识别所述样品中的离子。
12.根据权利要求9所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：B·J·帕夫拉克，M·D·莱维，S·P·阿杜苏米利，R·M·哈兹本，
申请(专利权)人：格芯美国集成电路科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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