專利名稱：硅納米線探測單元的制作方法
技術領域：
本發明涉及半導體制造領域，特別涉及一種硅納米線探測單元。
背景技術：
硅納米線(silicon Nano-wire, SiNW)探測單元是目前最常用的生物芯片基本單元，被廣泛應用于生物探測領域，其主要的工作原理類似于金屬氧化物半導體場效應晶體管(MOSFET)，利用多晶硅(polysilicon)或者硅(Silicon)上的氧化層(oxide)作為柵氧， 由于吸附在硅納米線探測單元中的硅納米線上的生物分子通常都帶有電荷，該電荷會對硅納米線進行類似于MOSFET的電勢調節，進而影響硅納米線的導電特性。因此，可以通過對這種導電特性的監控來識別特定的生物分子。在硅納米線探測單元中，源極與漏極之間通過硅納米線相連，該硅納米線的形狀可以是長方體形，也可以是彎曲的管道形。當然，硅納米線的形狀可以根據實際情況設置為其他形狀。利用SiNW探測單元進行生物探測，為了保證有效的探測面積，通常SiNW探測單元中的硅納米線的長度非常長，一般為幾百到上千微米，而硅納米線的平面寬度非常小，一般為幾十納米。在SiNW探測單元的工藝制造過程中，硅納米線這種非常大的長寬比會導致光刻時出現倒膠等問題，如圖1中右圖為正常的硅納米線，圖1中的左圖為出現倒膠現象的硅納米線，這種倒膠現象會造成以后的刻蝕工藝出現問題，從而影響SiNW探測單元的良率。
發明內容
為了降低對SiNW探測單元制造工藝的要求，提高SiNW探測單元的良率，本發明提供了一種硅納米線探測單元，技術方案如下一種硅納米線探測單元，包括源極、漏極以及耦接在所述源極與所述漏極之間的硅納米線，其特征在于，在所述硅納米線上設置有光刻膠加固結構，和/或分別在所述漏極與所述硅納米線的連接處、所述源極與所述硅納米線的連接處設置第一應力釋放區和第二應力釋放區。本發明在硅納米線上設置具有加固作用的若干光刻膠加固結構和/或在源極、 漏極與硅納米線相連接處設置具有加固作用的應力釋放區，可以穩定地進行光刻，避免光刻過程中倒膠問題的出現，進而降低了 SiNW探測單元對于光刻、刻蝕工藝的要求，提高了 SiNW探測單元的良率。通過以下參照附圖對本申請實施例的說明，本申請的上述以及其它目的、特征和優點將更加明顯。
下面將參照所附附圖來描述本申請的實施例，其中圖1是現有技術中正常的硅納米線和出現倒膠現象的硅納米線的示意圖2是改進前的源、漏極與硅納米線的布局的示意圖；圖3是改進后的源、漏極與硅納米線的布局的示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖詳細描述本發明的具體實施例。應當注意，這里描述的實施例只用于舉例說明，并不用于限制本發明。如圖2所示為改進前的源、漏極與硅納米線的布局的示意圖。圖2中，硅納米線103 耦接在源極101和漏極102之間。需要說明的是，圖2中的硅納米線103的平面形狀為長方形，但本領域技術人員可以理解的是，硅納米線103本身的平面形狀也可以是其他形狀， 例如可以是彎曲的管道形，本發明并不限于以上的形狀。圖3是改進后的源、漏極與硅納米線的布局的示意圖。在圖3中，硅納米線103’ 仍然耦接在源極101，和漏極102，之間，同時，在硅納米線103，與源極101，的連接處設置第一應力釋放區104，在硅納米線103’與漏極102’的連接處設置第二應力釋放區105，在硅納米線103’上設置若干光刻膠加固結構106。其中，可以根據光刻工藝設置光刻膠加固結構106。例如，如果采用193納米浸沒式光刻工藝，可以在硅納米線103’上設置80到120個光刻膠加固結構106，優選的數量是 90到100個。也可以根據硅納米線103’的長寬比設置光刻膠加固結構106，當硅納米線 103’的長寬比過大時，可以適當地多設置光刻膠加固結構106，而當硅納米線103’的長寬比過小時，可以適當地少設置光刻膠加固結構106，優選地，設置的光刻膠加固結構106的數量可以是80到120個，進一步地，優選的數量為90到100個。例如，硅納米線103’的長寬比為1000 1時，設置光刻膠加固結構106的數量為100個。進一步地，相鄰光刻膠加固結構106之間的距離可以相等，也可以不相等。為了降低制造工藝的難度，優選地，相鄰光刻膠加固結構106之間的距離相等。此外，光刻膠加固結構106的形狀可以根據實際需要進行選擇，可以是規則形狀，也可以是不規則形狀，只要可以起到加固硅納米線103’的結構即可。兩個光刻膠加固結構106之間的形狀也可以不相同。優選地，光刻膠加固結構106 的形狀為矩形或正方形，在這種情況下，光刻膠加固結構106平行于硅納米線103’寬度方向的邊與硅納米線103’的寬度的比例關系介于4到6之間。其中，第一應力釋放區104和第二應力釋放區105的形狀可以相同，也可以不相同。當兩者的形狀相同時，以第一應力釋放區104為例進行描述，第二應力釋放區105可依據對第一應力釋放區104的描述推導得出，因此不再進行贅述。具體地，第一應力釋放區 104以與硅納米線103’的延伸方向(即長度方向)垂直且與源極101’相接觸的邊作為第一邊，以與硅納米線103’的延伸方向(即長度方向)垂直且與硅納米線103’相接觸的邊作為第二邊，且第三邊、第四邊與第一邊、第二邊形成閉合圖形，該閉合圖形關于硅納米線 103’的延伸方向(即長度方向)呈軸對稱圖形。優選地，該軸對稱圖形可以是呈軸對稱的梯形，其中該梯形的高與第一邊的比例關系介于1/10到1之間，優選地，該比例關系為1/5。 本領域技術人員可以理解的是，該軸對稱圖形并不限于圖3中所示梯形，也可以是其他軸對稱圖形，例如，可以將圖3中梯形的兩個側邊更改為兩個弧形邊或其他形狀的邊。此外， 該軸對稱圖形的第一邊并不必然與源極101’的整條邊相接觸，也可以只接觸一部分。在本實施例中，由于在硅納米線103’上設置若干具有加固作用的光刻膠加固結構的同時，還在源極101’、漏極102’與硅納米線103’相連接處設置同樣具有加固作用的應力釋放區，因此，可以穩定地進行光刻，避免光刻過程中倒膠問題的出現，進而降低了 SiNW探測單元對于光刻、刻蝕工藝的要求，提高了 SiNW探測單元的良率。本領域技術人員可以理解的是，為了解決現有技術的問題，在其他實施例中，也可以僅在硅納米線上設置具有加固作用的若干光刻膠加固結構，或僅在源極、漏極與硅納米線相連接處設置具有加固作用的應力釋放區。雖然已參照典型實施例描述了本申請，但應當理解，所用的術語是說明和示例性、 而非限制性的術語。由于本申請能夠以多種形式具體實施而不脫離發明的精神或實質，所以應當理解，上述實施例不限于任何前述的細節，而應在隨附權利要求所限定的精神和范圍內廣泛地解釋，因此落入權利要求或其等效范圍內的全部變化和改型都應為隨附權利要求所涵蓋。
權利要求
1.一種硅納米線探測單元，包括源極、漏極以及耦接在所述源極與所述漏極之間的硅納米線，其特征在于，在所述硅納米線上設置有光刻膠加固結構，和/或分別在所述漏極與所述硅納米線的連接處、所述源極與所述硅納米線的連接處設置第一應力釋放區和第二應力釋放區。
2.根據權利要求1所述的硅納米線探測單元，其特征在于，根據所述硅納米線的長寬比和/或光刻工藝設置所述光刻膠加固結構。
3.根據權利要求1或2所述的硅納米線探測單元，其特征在于，所述光刻膠加固結構之間的間距相等或不相等。
4.根據權利要求1或2所述的硅納米線探測單元，其特征在于，所述光刻膠加固結構的平面形狀為矩形或正方形。
5.根據權利要求4所述的硅納米線探測單元，其特征在于，所述矩形或所述正方形和所述硅納米線的寬度方向平行的邊與所述硅納米線的寬度的比例關系介于4到6之間。
6.根據權利要求1所述的硅納米線探測單元，其特征在于，所述第一應力釋放區和所述第二應力釋放區的形狀相同或不相同。
7.根據權利要求6所述的硅納米線探測單元，其特征在于，當所述第一應力釋放區和所述第二應力釋放區的形狀相同時，所述第一應力釋放區和所述第二應力釋放區是以所述硅納米線的長度方向呈軸對稱的圖形。
8.根據權利要求7所述的硅納米線探測單元，其特征在于，所述軸對稱的圖形為軸對稱梯形。
9.根據權利要求8所述的硅納米線探測單元，其特征在于，所述軸對稱梯形的高與所述第一應力釋放區、所述第二應力釋放區的比例關系介于1/10到1之間。
10.根據權利要求9所述的硅納米線探測單元，其特征在于，所述比例關系為1/5。
全文摘要
本發明提供了一種硅納米線探測單元，包括源極、漏極以及耦接在所述源極與所述漏極之間的硅納米線，其中，在所述硅納米線上設置有光刻膠加固結構，和/或分別在所述漏極與所述硅納米線的連接處、所述源極與所述硅納米線的連接處設置第一應力釋放區和第二應力釋放區。本發明的技術方案可以降低SiNW探測單元對于光刻、刻蝕工藝的要求，提高了SiNW探測單元的良率。
文檔編號G01N27/26GK102522426SQ201110388980
公開日2012年6月27日 申請日期2011年11月30日 優先權日2011年11月30日
發明者曹永峰 申請人:上海華力微電子有限公司