一种基于三元反应机制的离子敏感场效应晶体管制造技术

技术编号:42809849 阅读:22 留言:0更新日期:2024-09-24 20:52
本发明专利技术公开了一种基于三元反应机制的离子敏感场效应晶体管,属于集成电路技术领域,所述离子敏感场效应晶体管,包括体硅衬底、氧化埋层、沟道、源极、漏极、栅氧化介质层、栅极和绝缘层;所述氧化埋层设于体硅衬底上,所述沟道设于氧化埋层的中部;所述源极和漏极分别设于沟道的左右两侧;所述沟道的上表面低于所述源极和漏极的上表面;所述栅氧化介质层覆盖在两金属电极和沟道上;所述栅极位于所述沟道正上方的栅氧化介质层上,栅极包括在栅氧化介质层上生长的金纳米颗粒和待检测溶液;所述绝缘层覆盖在所述源极和漏极对应的栅氧化介质层上。本发明专利技术的离子敏感场效应晶体管通过栅极表面多重的反应和离子捕获形式扩充了可检测离子范围和灵敏度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于集成电路,具体涉及一种基于三元反应机制的高灵敏度宽范围离子敏感场效应晶体管。


技术介绍

1、对于特定离子的检测在生物和临床医学、环境科学、农业等多领域都有着广泛的需求和应用,诸如血样检测、体液分析、水质和空气质量检测、土壤酸度等。早期的离子敏感场效应晶体管(isfet)基于待测液体沟道直接接触而形成液体栅,通过参比电极在直接施加电压的方式来进行传感,存在着许多问题,其中最为关键的一点在于传感器本身受到能斯特极限的限制,其极限灵敏度只有59mv/ph。离子敏感传感器面临着一系列需要解决的革新,在当前环境下随着检测的复杂化,能够同时集成多个并检测多种不同离子的传感器将成为主流需求,对于isfet本身有了更多高集成度、高复合度的需求,同时也需要实现更高的灵敏度和更宽的检测范围,最后需要传感器本身有较低的成本、较为简单的工艺和较长的使用寿命。

2、现有的研究中已经有使用石墨烯和硅纳米线沟道实现高灵敏度检测的器件,但是其高昂的成本和复杂的工艺以及不与硅基兼容等仍是未解决的问题。因此寻找能够兼容于传统硅的高灵敏度和宽范围离子检测方法便十分重要本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于三元反应机制的离子敏感场效应晶体管,其特征在于,所述离子敏感场效应晶体管,包括体硅衬底(1)、氧化埋层(2)、沟道(3)、源极(4)、漏极(5)、栅氧化介质层(6)、栅极(7)和绝缘层(8);

2.根据权利要求1所述的基于三元反应机制的离子敏感场效应晶体管,其特征在于,所述沟道(3)正上方的栅氧化介质层(6)和金纳米颗粒采用APTES进行表面修饰。

3.根据权利要求1或2所述的基于三元反应机制的离子敏感场效应晶体管,其特征在于,所述体硅衬底(1)的材料为p+型掺杂的硅,掺杂杂质为硼,掺杂浓度在1015cm-2至1017cm-2之间;或,所述体硅衬底(1...

【技术特征摘要】

1.一种基于三元反应机制的离子敏感场效应晶体管,其特征在于,所述离子敏感场效应晶体管,包括体硅衬底(1)、氧化埋层(2)、沟道(3)、源极(4)、漏极(5)、栅氧化介质层(6)、栅极(7)和绝缘层(8);

2.根据权利要求1所述的基于三元反应机制的离子敏感场效应晶体管,其特征在于,所述沟道(3)正上方的栅氧化介质层(6)和金纳米颗粒采用aptes进行表面修饰。

3.根据权利要求1或2所述的基于三元反应机制的离子敏感场效应晶体管,其特征在于,所述体硅衬底(1)的材料为p+型掺杂的硅,掺杂杂质为硼,掺杂浓度在1015cm-2至1017cm-2之间;或,所述体硅衬底(1)的材料为硅、锗、锗硅、氮化镓、铟镓砷材料中的任意一种;

4.根据权利要求1所述的基于三元反应机制的离子敏感场效应晶体管,其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈秋梦李卫蔡志匡王海华
申请(专利权)人:南京邮电大学
类型:发明
国别省市:

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