Brevet FR3046243A1 (20170630)
REVENDICATIONS1. Capteur NW-FET (100) comportant au moins : - des premier et deuxième nanofils de semi-conducteur (120,\n<CLM>\1\tformant deux canaux distincts ; - une première portion de semi-conducteur (108) formant une région de source, dont une première partie (112) dopée selon un premier type de conductivité est reliée à une première extrémité du premier nanofil de semi-conducteur (120), et dont une deuxième partie (114) dopée selon un deuxième type de conductivité, opposé au premier type de conductivité, est reliée une première extrémité du deuxième nanofil de semi- conducteur (122) ; - une deuxième portion de semi-conducteur (110) formant une région de drain, dont une première partie (116) dopée selon le premier type de conductivité est reliée à une deuxième extrémité du premier nanofil de semi-conducteur (120), et dont une deuxième partie (118) dopée selon le deuxième type de conductivité est reliée à une deuxième extrémité du deuxième nanofil de semi-conducteur (122) ; un premier contact électrique (124) disposé sur la première portion de semi-conducteur (108) et relié électriquement aux première et deuxième parties (112,\n<CLM>\1\tde la première portion de semi-conducteur (108) ; un deuxième contact électrique (126) disposé sur la deuxième portion de semi-conducteur (110) et relié électriquement aux première et deuxième parties (116,\n<CLM>\1\tde la deuxième portion de semi-conducteur (110).\n<CLM>\1\tCapteur NW-FET (100) selon la revendication 1, dans lequel les premier et deuxième nanofils de semi-conducteur (120,\n<CLM>\1\tet les première et deuxième portions de semi-conducteur (108,\n<CLM>\1\tsont des parties d'un même élément continu de semi-conducteur.\n<CLM>\1\tCapteur NW-FET (100) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la première partie (112) de la première portion de semi-conducteur (108) est 3046243 27 espacée de la deuxième partie (114) de la première portion de semi-conducteur (108) d'une distance au moins égale à environ 20 nm et/ou la première partie (116) de la deuxième portion de semi-conducteur (110) est espacée de la deuxième partie (118) de la deuxième portion de semi-conducteur (110) d'une distance au moins égale à environ 5 20 nm.\n<CLM>\1\tCapteur NW-FET (100) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel : - le semi-conducteur des premier et deuxième nanofils (120,\n<CLM>\1\test 10 intrinsèque, ou - le premier nanofil de semi-conducteur (120) est dopé selon le premier type de conductivité avec un niveau de dopage inférieur à celui des premières parties (112,\n<CLM>\1\tdes première et deuxième portions de semi-conducteur (108, 110), et le deuxième nanofil de semi-conducteur (122) est dopé selon le deuxième type de conductivité avec un 15 niveau de dopage inférieur à celui des deuxièmes parties (114,\n<CLM>\1\tdes première et deuxième portions de semi-conducteur (108, 110), ou - le premier nanofil de semi-conducteur (120) est dopé selon le deuxième type de conductivité et le deuxième nanofil de semi-conducteur (122) est dopé selon le premier type de conductivité. 20\n<CLM>\1\tCapteur NW-FET (100) selon l'une des revendications précédentes, comportant en outre au moins une première couche diélectrique (103) sur laquelle sont disposés les nanofils de semi-conducteur (120,\n<CLM>\1\tet les première et deuxième portions de semi-conducteur (108, 110). 25\n<CLM>\1\tCapteur NW-FET (100) selon la revendication 5, comportant en outre au moins une électrode de grille (132) disposée dans la première couche diélectrique (103), en regard d'au moins un des premier et deuxième nanofils de semi-conducteur (120, 122). 30 3046243 28\n<CLM>\1\tCapteur NW-FET (100) selon l'une des revendications 5 ou 6, comportant en outre : - un substrat (102) disposé sous la première couche diélectrique (103) et comportant un circuit de commande et de lecture CMOS ; 5 - des niveaux d'interconnexions électriques (104,\n<CLM>\1\tdisposés dans la première couche diélectrique (103) et reliés électriquement au circuit de commande et de lecture CMOS ; - au moins deux vias électriquement conducteurs (128,\n<CLM>\1\ttraversant chacun l'une des première et deuxième portions de semi-conducteur (108,\n<CLM>\1\tet une 10 partie de la première couche diélectrique (103) et reliant électriquement les premier et deuxième contacts électriques (124,\n<CLM>\1\tà l'un des niveaux d'interconnexions électriques (104, 106).\n<CLM>\1\tCapteur NW-FET (100) selon l'une des revendications précédentes, 15 comportant en outre au moins une deuxième couche diélectrique (150,\n<CLM>\1\trecouvrant au moins les première et deuxième portions de semi-conducteur (108,\n<CLM>\1\tet les premier et deuxième contacts électriques (124, 126), et au moins une ouverture (160) traversant la deuxième couche diélectrique (150,\n<CLM>\1\ten regard des premier et deuxième nanofils de semi-conducteur (120,\n<CLM>\1\tet formant une cavité micro-fluidique du capteur NW-FET 2 0 (100).\n<CLM>\1\tDispositif de détection (200) comportant plusieurs capteurs NW- FET (100) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel chacun des capteurs NWFET (100) ou groupes de capteurs NW-FET (100) sont disposés les uns à côté des autres en 25 formant une matrice de détection.\n<CLM>\1\tDispositif de détection (200) selon la revendication 9, dans lequel, dans chaque groupe de capteurs NW-FET (100), l'une des première et deuxième portions de semi-conducteur (110) d'un premier des capteurs NW-FET (100.1) dudit groupe est 30 commune à au moins un deuxième des capteurs NW-FET dudit groupe (100.2) et comporte 3046243 29 au moins une troisième partie (116.2) dopée selon le premier type de conductivité reliée à une des première et deuxième extrémités du premier nanofil semi-conducteur (120.2) du deuxième capteur NW-FET (100.2) dudit groupe, et une quatrième partie (118.2) dopée selon le deuxième type de conductivité reliée à une des première et deuxième extrémités 5 du deuxième nanofil semi-conducteur (122.2) du deuxième capteur NW-FET (100.2) dudit groupe.\n<CLM>\1\tDispositif de détection (200) selon l'une des revendications 9 ou 10, dans lequel chaque groupe de capteurs NW-FET (100) comporte quatre premiers capteurs 10 NW-FET (100.1 - 100.4) et huit deuxièmes capteurs NW-FET (100.5 - 100.12), tels que les premiers capteurs NW-FET (100.1 - 100.4) ont une de leur première et deuxième portions de semi-conducteur (108.1) commune et ont chacun l'autre de leur première et deuxième portions de semi-conducteur (110.1 - 110.4) commune à deux autres des deuxièmes capteurs NW-FET (100.5 - 100.12), et tels que chacun des deuxièmes capteurs NW-FET 15 (100.5 - 100.12) comporte l'une de ses première et deuxième portions de semi-conducteur (108.2 - 108.5) commune à un autre des deuxièmes capteurs NW-FET (100.5 - 100.12).\n<CLM>\1\tProcédé de réalisation d'un capteur NWFET (100), comportant au moins les étapes de : 20 - dopage de premières régions (105,\n<CLM>\1\td'une couche de semi- conducteur (142) selon un premier type de conductivité, et de deuxièmes régions (109,\n<CLM>\1\tde la couche de semi-conducteur (142) selon un deuxième type de conductivité, opposé au premier type de conductivité ; gravure de la couche de semi-conducteur (142), formant : 25 - des premier et deuxième nanofils de semi-conducteur (120,\n<CLM>\1\tformant deux canaux distincts du capteur NW-FET (100) ; - une première portion de semi-conducteur (108) formant une région de source du capteur NW-FET (100), dont une première partie (112) incluse dans l'une des premières régions dopées (105) est reliée à une première extrémité 30 du premier nanofil de semi-conducteur (120), et dont une deuxième partie (114) 3046243 30 incluse dans l'une des deuxièmes régions dopées (109) est reliée une première extrémité du deuxième nanofil de semi-conducteur (122) ; - une deuxième portion de semi-conducteur (110) formant une région de drain du capteur NW-FET (100), dont une première partie (116) incluse 5 dans une autre des premières régions dopées (107) est reliée à une deuxième extrémité du premier nanofil de semi-conducteur (120), et dont une deuxième partie (118) incluse dans une autre des deuxièmes régions dopées (111) est reliée à une deuxième extrémité du deuxième nanofil de semi-conducteur (122) ; - réalisation d'un premier contact électrique (124) sur la première 10 portion de semi-conducteur (108) et relié électriquement aux première et deuxième parties (112,\n<CLM>\1\tde la première portion de semi-conducteur (108) ; - réalisation d'un deuxième contact électrique (126) sur la deuxième portion de semi-conducteur (110) et relié électriquement aux première et deuxième parties (116,\n<CLM>\1\tde la deuxième portion de semi-conducteur (110). 15\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 12, comportant en outre, avant l'étape de dopage des premières et deuxièmes régions (105, 107, 109,\n<CLM>\1\tde la couche de semi-conducteur (142), la mise en oeuvre des étapes de : - réalisation d'un substrat (102) comportant un circuit de commande et 20 de lecture CMOS ; - réalisation de niveaux d'interconnexions électriques (104,\n<CLM>\1\tdans une première couche diélectrique (103) disposée sur le substrat (102), les niveaux d'interconnexions électriques (104,\n<CLM>\1\tétant reliés électriquement au circuit de commande et de lecture CMOS ; 25 - réalisation de la couche de semi-conducteur (142) sur la première couche diélectrique (103).\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 13, comportant en outre, après l'étape de gravure de la couche de semi-conducteur (142), la mise en oeuvre d'une étape 30 de réalisation d'au moins deux ouvertures (154) traversant chacune l'une des première et 3046243 31 deuxième portions de semi-conducteur (108,\n<CLM>\1\tet une partie de la première couche diélectrique (103) et telles qu'elles débouchent sur l'un des niveaux d'interconnexions électriques (104, 106), puis une étape de dépôt d'un matériau électriquement conducteur (156) dans les deux ouvertures (154) et sur les première et deuxième portions de semi- 5 conducteur (108, 110), formant les premier et deuxième contacts électriques (124,\n<CLM>\1\tet deux vias électriquement conducteurs (128,\n<CLM>\1\ttraversant chacun l'une des première et deuxième portions de semi-conducteur (108,\n<CLM>\1\tet une partie de la première couche diélectrique (103) et reliant électriquement les premier et deuxième contacts électriques (124,\n<CLM>\1\tau dit un des niveaux d'interconnexions électriques (104, 106). 10