[发明专利]半导体器件及其选择性加热

说明书

本发明涉及半导体器件及其选择性加热，提供了一种或多种半导体器件、阵列布置及其形成方法。该半导体器件包括离子感测器件和接近离子感测器件的加热元件。离子感测器件具有有源区域，其包括源极、漏极、和位于源极和漏极之间的沟道。离子感测器件也具有位于沟道上方的离子感测膜，以及位于离子感测膜上方的离子感测区域。响应于通过接近离子感测器件的热传感器所感测的温度，选择性地激活加热元件以改变离子感测区域的温度，从而促进半导体器件的期望操作，诸如用作生物传感器。多个半导体器件可以形成于阵列内。

技术领域

本发明总体上涉及半导体领域，更具体地，涉及半导体器件及其选择性加热。

背景技术

在半导体器件中，在将足够的电压或偏压施加给器件的栅极时，电流流过介于源极区域和漏极区域之间的沟道区域。当电流流过沟道区域时，器件通常被视为处于“导通”状态，并且当电流未流过沟道区域时，器件通常被视为处于“截止”状态。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种半导体器件，包括：离子感测器件，包括：有源区域，包括源极、漏极以及位于源极和漏极之间的沟道；离子感测膜，位于沟道上方；和离子感测区域，位于离子感测膜上方；以及加热元件，接近离子感测器件。

该半导体器件包括：热传感器，接近离子感测器件和加热元件中的至少一个。

该半导体器件包括导线，导线连接至加热元件并且被配置为将电流施加给加热元件。

该半导体器件离子感测器件包括位于沟道下方的栅极。

其中，离子感测器件包括离子感测场效应晶体管、纳米线或MOSFET。

其中，加热元件包括电阻器。

其中，加热元件包括金属和多晶硅中的至少一种。

其中，离子感测区域包括生物溶液。

其中，离子感测区域的立方体尺寸介于约0.5μm³至约1.5μm³之间。

离子感测膜包括HfO₂、Ta₂O₅和SiO₂中的至少一种。

此外，还提供了一种形成半导体器件的方法，包括：形成离子感测器件；以及形成接近离子感测器件的加热元件。

该方法包括：在介电层上方形成导电层，其中，离子感测器件位于介电层内；以及图案化导电层以形成加热元件。

该方法包括：在介电层内形成加热元件，其中，离子感测器件位于介电层内。

该方法包括：在介电层中形成第一开口；在第一开口内形成离子感测器件的离子感测膜；在离子感测膜和加热元件上方形成钝化层；在离子感测膜上方的钝化层中形成第二开口；以及在第二开口内形成离子感测器件的离子感测区域。

此外，还提供了一种阵列，包括：第一离子感测器件；第一加热元件，接近第一离子感测器件；第二离子感测器件；以及第二加热元件，接近第二离子感测器件。

其中，第一离子感测器件包括：第一有源区域，包括第一源极、第一漏极以及位于第一源极和第一漏极之间的第一沟道；第一离子感测膜，位于第一沟道上方；以及第一离子感测区域，位于第一离子感测膜上方。

其中，第二离子感测器件包括：第二有源区域，包括第二源极、第二漏极以及位于第二源极和第二漏极之间的第二沟道；第二离子感测膜，位于第二沟道上方；以及第二离子感测区域，位于第二离子感测膜上方。

其中，第一加热元件和第二加热元件中的至少一个包括电阻器。

该阵列包括位于第一离子感测器件和第二离子感测器件之间的热传感器。