一种双栅硅纳米线晶体管传感器及制作方法技术

本发明专利技术属于传感器技术领域，包括一种双栅硅纳米线晶体管传感器及制作方法，在SOI硅片上利用各向异性湿法腐蚀技术在顶硅层中制作出凹槽以及位于凹槽底部的硅纳米线结构，然后在硅纳米线上方制作正栅介质层及正栅电极，并通过刻蚀窗口连通至SOI硅片的底硅层制作出背栅电极，形成在凹槽底部的双栅硅纳米线晶体管传感器，当待测物质改变正栅介质层表面电势时，硅纳米线导电通道的电流会随之变化，实现待测物检测。本发明专利技术采用全集成双栅结构能够有效提升电流调控能力，提高器件的灵敏度和信噪比，且器件的主要工作结构位于凹槽底部，能有效降低传感器检测时的流速干扰，便于液体环境检测；且制作工艺兼容CMOS工艺，适合大规模、批量化生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于传感器，涉及一种双栅硅纳米线晶体管传感器及制作方法。

技术介绍

1、硅纳米线场效应传感器是一种基于硅纳米技术制备的传感器，硅纳米线作为导电沟道，其表面介质层可以通过修饰来识别特定的生物分子，如dna、蛋白质等。当目标分子与硅纳米线表面的识别元件结合时，会在硅纳米线的表面产生电荷变化，从而改变硅纳米线的表面电势，这种电势变化会导致器件的阈值电压发生变化，进而改变通道的电流，通过测量电流的变化，就可以实现对目标生物分子的定性及定量检测。

2、硅纳米线场效应传感器利用硅纳米线的高比表面积和优异的电子传输特性来检测生物分子的交互作用，具有高灵敏度、快速响应、便于集成、生物相容性好等优势，在生物医学研究、疾病诊断、环境监测等领域具有广泛的应用潜力。尽管硅纳米线场效应传感器具有许多优势，但在实际应用中仍面临一些挑战，如提高传感器的稳定性、优化信号放大策略等。

3、传统的硅纳米线场效应传感器为单栅结构，结构简单且易于批量制造，但也存在一些局限性，如单栅硅纳米线场效应传感器的灵敏度受限于其表面电势变化的线性范围，这意味着对于某些低浓度本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种双栅硅纳米线晶体管传感器的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的双栅硅纳米线晶体管传感器的制作方法，其特征在于：形成所述正栅电极窗口之前，还包括刻蚀预设位置的所述介质牺牲层和所述顶硅层，形成微流道的步骤，所述微流道包围所述多个腐蚀槽。

3.根据权利要求1所述的双栅硅纳米线晶体管传感器的制作方法，其特征在于：形成所述源极窗口和所述漏极窗口后，还包括对所述源极窗口区域的所述顶硅层、所述漏极窗口区域的所述顶硅层以及所述背栅电极窗口区域的所述底硅层进行离子注入形成欧姆接触层的步骤。

4.根据权利要求1所述的双栅硅纳米线晶体管传感...

【技术特征摘要】

1.一种双栅硅纳米线晶体管传感器的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的双栅硅纳米线晶体管传感器的制作方法，其特征在于：形成所述正栅电极窗口之前，还包括刻蚀预设位置的所述介质牺牲层和所述顶硅层，形成微流道的步骤，所述微流道包围所述多个腐蚀槽。

3.根据权利要求1所述的双栅硅纳米线晶体管传感器的制作方法，其特征在于：形成所述源极窗口和所述漏极窗口后，还包括对所述源极窗口区域的所述顶硅层、所述漏极窗口区域的所述顶硅层以及所述背栅电极窗口区域的所述底硅层进行离子注入形成欧姆接触层的步骤。

4.根据权利要求1所述的双栅硅纳米线晶体管传感器的制作方法，其特征在于，形成所述腐蚀槽的步骤包括：

5.根据权利要求4所述的双栅硅纳米线晶体管传感器的制作方法，其特征在于：所述顶硅层的晶面取向为<111>晶向，所述开口为矩形开口，矩形开口的短边与所述顶硅层的晶向呈20°~40°夹角；所述各向异性湿法腐蚀的腐蚀液为氢氧化钾溶液；所述腐蚀槽为六边形腐蚀槽。

6.根据权利要求1所述的双栅硅纳米线晶体管传感器的制作方法，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李铁，李亚钊，陈栋钦，陆仲明，王翊，
申请(专利权)人：中国科学院上海微系统与信息技术研究所，
类型：发明
国别省市：