[发明专利]集成电路及其制造方法

说明书

一种集成电路(IC)包括位于半导体层中的源极区和漏极区。沟道区位于源极区与漏极区之间。传感阱位于半导体层的背面上和沟道区的上方。互连结构位于半导体层的与半导体层的背面相对的正面上。生物传感膜内衬于传感阱并与传感阱的由半导体层限定的底面接触。选择性结合剂的涂层位于生物传感膜上方并配置为与心肌细胞结合。本发明的实施例还涉及制造集成电路的方法。

技术领域

本发明的实施例涉及集成电路及其制造方法。

背景技术

生物传感器是用于感测和检测生物实体并通常基于电子、化学、光学或机械检测原理而进行操作的器件。可以通过检测生物实体本身，或通过特定反应物与生物实体之间的相互作用和反应来执行检测。生物传感器广泛用于不同的生命科学应用，从环境监测和基础生命科学研究到即时医疗点(PoC)体外分子诊断。

发明内容

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种集成电路(IC)，包括：源极区和漏极区，位于半导体层中；沟道区，横向位于源极区与漏极区之间；传感阱，位于半导体层的背面上和沟道区的上方，其中，传感阱的底面由半导体层限定；互连结构，位于半导体层的与半导体层的背面相对的正面上；生物传感膜，内衬于传感阱并接触传感阱的底面；以及选择性结合剂的涂层，位于生物传感膜上方并配置为与心肌细胞结合。

根据本发明实施例的另一个方面，提供了一种集成电路(IC)，包括：半导体衬底，具有源极区和漏极区；传感阱，位于半导体衬底的背面；生物传感膜，内衬于传感阱并接触半导体衬底的背面；生物材料涂层，位于生物传感膜的上方；以及第一加热器，位于半导体衬底中并与源极区和漏极区横向隔开，第一加热器与生物材料涂层竖直重叠。

根据本发明实施例的又一个方面，提供了一种形成集成电路的方法，包括：形成绝缘体上半导体(SOI)衬底，绝缘体上半导体衬底包括半导体衬底、牺牲衬底以及半导体层与牺牲衬底之间的介电层；在半导体衬底中形成源极/漏极区；在半导体衬底的第一侧上形成后道工序(BEOL)互连结构；通过BEOL互连结构将载体衬底接合到半导体衬底；在将载体衬底接合到半导体衬底之后；薄化SOI衬底以移除牺牲衬底并暴露介电层；蚀刻介电层，直到暴露半导体衬底的第二侧，从而使传感阱延伸穿过介电层并在源极/漏极区之间横向延伸；形成内衬于传感阱的生物传感膜；以及将生物传感膜浸入生物材料浴中，直到生物材料层涂覆有生物传感膜。

附图说明

当与附图一起阅读时，根据以下详细描述可以最好地理解本发明的各方面。应注意，根据行业中的标准实践，各种部件未按比例绘制。实际上，为论述清楚，各种部件的尺寸可任意增加或减少。

图1示出了根据本发明的一些实施例包括生物场效应晶体管(BioFET)阵列的示例性集成电路的截面图。

图2示出了根据本发明的一些实施例与BioFET对应的等效电路。

图3示出了根据本发明的一些实施例BioFET和用于BioFET的存取晶体管的截面图。

图4示出了与BioFET和如图3所示的存取晶体管之间的关系所对应的等效电路。

图5是根据本发明的一些实施例集成电路的功能框图。

图6是根据本发明的一些实施例旨在检测/监视多个心肌细胞的示例性集成电路的功能框图。

图7示出了图6所示集成电路的部分区域的示例性截面图。

图8示出了根据本发明的一些实施例包括BioFET阵列的示例性集成电路的截面图。

图9是根据一些实施例BioFET及其在集成电路周围的加热器的电路图。

图10是根据本发明的一些实施例示出传感像素和加热器的配置的布局图。

图11是沿着图10的线A-A’截取的具有图10的布局的示例性集成电路的截面图。