固态CMOS芯片需要与生物液体环境之间交互作用,常常要求在标准的CMOS工艺之外,通过采取特殊的工艺,以制各出传感器、相关材料和生物兼容性钝化层。例如,工作在CMOS电路上的电化学原理芯片或之前所讨论过的使用电子控制修饰的芯片,都需要使用贵金属电极c特别是,在一种知名的、并且经常使用的电化学系统中需要经常采用金(Au)材料,但在CMOS量产生产线上直接加工此类材料是不可行的,因为这会导致工艺污染问题,从而对CMOS器件的性能和产量产生重大影响.

HCPL-2630

   出于这个原因,必须使用CMOS后处理工艺理念。但是,在这种情况下也必须要小心处理,尤其是当对工艺敏感的模拟电路已经完成制作的情况下,以保证后处理工艺不会使CMOS相关器件的性能恶化。下面探讨一个具体例子。对应本章6.5.1.2节所讨论的传感器原理,叉指金电极作为阵列芯片的感应单元用于电学原理DNA探测目的。为了实现这一目的,沉积生长了一种⒎/Pt/Au多层金属叠层(∞nln/50nlF/3tXl~5∞nm),同时通过剥离工艺(l洫-of)实现器件

结构化制作[23]。基本的CMOS技术是一个5Ⅴn阱工艺,其最小栅长度为0,5um、氧化物的厚度15nm。氮化硅钝化后的CMOS相关流程示意图如图6.5所示,所制作传感器的照片及其横截面如图6,6所示。

    针对传感器的电流从1pA~100nA范围,设计了简单的测试电路。电流范围的选择是基于相关传感器技术规格书。电路包含一个调节回路以控制施加电极的偏置电压,同时,其电流被记录和放大,通过使用两个电流镜串联电流可以被放 大约100倍。其中一个支路的简化线路图如图6.7所示[23]。电路可以用一个测试/校准输人量进行表征。