专利名称：生物传感器芯片及其制造方法
技术领域：
本发明涉及生物传感器芯片。进一步，本发明涉及生物传感器芯片的制造方法。
背景技术：
生物传感器可以是指可以将生物部件与物理化学或物理检测器部件结合并用于检测分析物的器件。例如，生物传感器可以基于这样的现象例如当作为俘获分子的抗体的抗体结合片段或单链DNA序列配合到目标分子的对应序列或结构时，固定在生物传感器表面上的俘获分子可以选择性的与流体样品中的目标分子杂交。当在传感器表面发生这种杂交或感应事件时，可以改变表面的电气特性，因此，可以通过检测这种电气特性来检测这种感应事件。WO 2005/106478披露了一种对生物传感器，特别是基于在加工处理后晶片上装配的半导体芯片的生物传感器，进行功能化的方法，在晶片上设有传感器区域，这些区域可以布置为阵列方式，以便例如利用有机分子，例如DNA、RNA和PNA之类的核酸或它们的衍生物、蛋白质、糖类分子或抗体等来执行功能化。WO 2008/132656披露了一种生物传感器，其中传感器活化区形成为用于形成生物传感器芯片的半导体晶片的后端处理的一部分。该后端处理包括触点、绝缘体、金属层以及键合位置以便进行芯片与封装连接。这些层通常不与处理过的半导体衬底直接接触。前端处理涉及集成电路的处理，其中在半导体中构图出各个器件(晶体管、电阻器等)，并通常包括直到(但不包括)金属层淀积之前的所有处理。本发明特别涉及到用于形成传感器电极以及键合焊盘的后端处理步骤，其中传感器电极和键合焊盘用于使得电接触深入到在之前的前端处理步骤中形成的下层器件。当前已知的容性生物传感器芯片采用抛光的铜填充通孔作为纳米电极。但是，铜容易在储存、后处理或检测步骤中腐蚀。因此，最好使用替代的抗腐蚀金属材料来制造纳米电极。但是，对不同电接触组合使用不同材料会使工艺变得复杂。例如，纳米电极材料应该自对准到通孔，以能够使得纳米电极在芯片表面具有必需的较小圆周直径。

发明内容
根据本发明，提供了一种形成生物传感器芯片的方法，包括在半导体晶片中形成半导体部件；在覆盖半导体部件的电介质层中形成填充导电连接区域，填充导电连接区域与半导体部件电接触，并至少包括键合焊盘连接区域和检测电极连接区域；在电介质层上形成第一覆层，以及在第一覆层中形成至少一个与检测电极连接区域接触的填充导电连接区域，其中在所述至少一个键合焊盘连接区域上不形成连接区域；在第一覆层上形成第二覆层；在第二覆层中形成至少一个通孔，所述通孔与第一覆层中的所述至少一个填充导电连接区域对准；在第二覆层中形成键合焊盘开口，该开口在键合焊盘连接区域上方并向下延伸到电介质层；在所得结构的顶部上方形成扩散阻挡层，扩散阻挡层完全填满第二覆层中的所述至少一个通孔；在所得结构的顶部上方设置键合焊盘连接层，该连接层填满衬有扩散阻挡层的键合焊盘开口 ；以及对所得结构向下平坦化到第二覆层。这种方法使得能够以不同材料形成键合焊盘和检测电极(其中之一由例如铜的连接层形成，另一个由例如氮化钽的扩散阻挡层形成)。对键合焊盘和检测电极均使用单一表面处理操作(平坦化)。通过使用相同的处理，可以避免在已平坦化的表面上进行抗蚀剂构图，并且可以确保键合焊盘和检测电极的清洁度。平坦化步骤可以导致对键合焊盘和检测电极进行构图。通过去除向下直到第二覆层的材料，检测电极和键合焊盘可以与之前的检测电极区域和键合焊盘开口自动对准，从而可以将最终的键合焊盘和检测电极视为自对准，因为不需要使用光刻工艺来限定键合焊盘和检测电极的形状和位置。这意味着在限定键合焊盘和检测电极的形状时不再需要提供覆盖容差。键合焊盘开口可以限定为穿过两个覆层，使得其深度比用于检测电极的通孔深度大。通过这种方式，键合焊盘开口不会完全被扩散阻挡层填充。可以使用相同的掩模在第一覆层中形成所述至少一个填充导电连接通孔以及在第二覆层中形成所述至少一个通孔。形成第一覆层的操作可以进一步包括在第一覆层下方形成刻蚀停止层，以及形成第二覆层的操作可以进一步包括在第二覆层下方形成刻蚀停止层。这些刻蚀停止层用于停止对检测电极通孔和键合焊盘开口的刻蚀。形成扩散阻挡层的操作可以包括形成氮化钽层以及在氮化钽层上形成钽层，该氮化钽层完全填充第二覆层中的所述至少一个通孔，其中，氮化钽层比钽层厚。通过这种方式，可以用氮化钽扩散阻挡堆叠填充检测电极区域，所述氮化钽扩散阻挡堆叠具有足够厚以完全填充通孔的氮化钽层。更宽且更深的键合焊盘开口仅部分地由氮化钽/钽扩散阻挡层填充。平坦化操作从检测电极区域中去除键合焊盘连接层、钽层以及过多的氮化钽，以使得只有氮化钽保留在检测电极通孔中，并填充该通孔直到第二覆层的表面。所述(或每个)刻蚀停止层可以包括氮化硅，第一和第二覆层可以包括氧化硅层 或氧化硅和氮化硅层的结合。电介质层中的填充导电连接区域和第一覆层中的填充导电连接区域可以分别用铜填充。键合焊盘连接层优选的也包括铜。为了这个目的，可以淀积铜晶种层，并且可以电镀铜。可以采用铜化学机械抛光工艺来平坦化键合焊盘开口中的铜，并且去除芯片表面处的氮化钽/Ta阻挡层。这会在检测电极通孔中保留平坦化的氮化钽插塞。这些氮化钽插塞构成了生物传感器的纳米电极。在氮化钽表面上会形成薄的天然氧化钽。这可以防止表面被腐蚀。为生物传感器提供需要特异性所需的生物探针分子可以容易的附着到氧化钽层。通过常规的防蚀剂，例如BTA，或者通过硫羟基自组装单层，可以防止铜键合焊盘被腐蚀。可以采用铝键合线，对键合焊盘进行电连接。本发明还涉及一种生物传感器芯片，包括形成在半导体晶片中的半导体部件；覆盖半导体部件的电介质层中的填充导电连接区域，填充导电连接区域与半导体部件电接触，并至少包括键合焊盘连接区域和检测电极连接区域； 电介质层上的第一覆层，该第一覆层中具有至少一个与检测电极连接区域接触的填充导电连接通孔；第一覆层上的第二覆层，该第二覆层具有至少一个通孔，所述至少一个通孔与第一覆层中所述至少一个填充导电连接通孔对准，以及该第二覆层具有在键合焊盘连接区域上方并向下延伸到电介质层的键合焊盘开口；其中，键合焊盘开口衬有扩散阻挡层，并且在扩散阻挡层上填充有导体，所述扩散阻挡层包括氮化钽层以及在该氮化钽层上的钽层，其中，所述氮化钽层比钽层厚，以及其中第二覆层的所述至少一个通孔完全被氮化钽填充。


下面参照附图详细描述本发明的示例，其中图I示出了已知的生物传感器设计；图2示出了在W02008/132656描述的实施例中通常怎样布置键合焊盘和检测电极；以及图3-图9示出了在形成本发明的生物传感器的本发明方法示例中的连续步骤。
具体实施例方式图I来自于W02008/132656，并用于说明本发明能够适用的生物传感器芯片的类型。生物传感器芯片100用于检测生物微粒(例如抗原，图中未示出)并包括传感器活化区101，该活化区对生物微粒敏感并布置在生物传感器芯片100的后端处理部分102的顶部。更具体地，传感器活化区101布置在生物传感器芯片100的区域102的上表面103。多个中间金属结构104-106形成为后端处理部分102的一部分，并设置为使得传感器活化区101通过该多个中间金属结构104-106电耦合到生物传感器芯片100的前端处理部分107。更具体地，纳米电极108形成为传感器活化区101的一部分，并通过多个中间金属结构104-106电耦合到集成到部分107中的场效应晶体管113。电容器结构部分地形成在后端处理部分102中，并布置为使得传感器活化区101处的检测事件(由于抗原(未示出)结合到固定在传感器活化区101的表面103上的抗体112而造成)可以影响电容器的电容值，这是由于检测事件可能影响传感器袋区(pocket) 117的介电常数值。更具体地，该电容器的第一电极由铜层108形成，电容器的第二电极由对电极109连接的电解质150形成，本实施例中，对电极109与单片集成层序列100远离设置。可选地，可以在该层堆叠中集成电导结构以形成电容器的第二电极。
更具体地，生物传感器100中的实际电容器是电解电容器。这种情况下，传感器100在测量过程中浸入到电解质150中。电解质150可以是分析物本身，或者是在通过SAM表面上的固定俘获探针112俘获到抗原之后取代分析物的其它导电流体。铜纳米电极108是一个电容器极板，导电流体150是另一个电容器极板。两个极板108、150通过用作电容器电介质的自组装单层(SAM, self-assembled monolayer) 115分开。当生物分子附着到SAMl 15上(例如由俘获探针112固定到SAM表面115上导致的结果)或者被俘获探针112俘获(例如由俘获探针112俘获抗原导致的结果)时，电容器电介质的介电特性会改变，结果也改变了电容器的电容。电解质150连接到对电极109。如图I示意性所示，晶体管结构113形成在前端部分107中，并通过多个金属结构104到106、108电耦合到传感器活化区101。示出了该晶体管113的栅极区110以及沟道区111。源区/漏区分别位于附图平面的前方和后方，因此没有在图I中明确示出。如本领域技术人员所知，它们可以形成为电耦合到沟道区111两侧的掺杂区。在该示例中，铜插塞105形成在第一金属层中，铜填充通孔104形成在第一通孔形成工艺(通孔掩模I)中，铜插塞108形成在第二金属层中，以及传感器袋区凹部117形成在第二通孔形成工艺(通孔掩模2)中。 还可以有与晶体管集成设置的其他的电路部件。通常，在本申请中是指半导体部件。本发明不涉及晶体管设计或由晶体管构成的电路。因此，这些方面没有提供进一步的描述。如图I所示，至少一个抗体分子112固定在传感器活化区101的表面103处，并用于与生物微粒相互作用。特别地，抗体112用于与对应的抗原相互作用。铜金属结构108在表面103处的尺寸可以为250nm，并因此形成纳米电极，在该纳米电极处可能发生检测事件。纳米电极108由衬有氮化钽层114的铜材料形成。从图I中可以进一步得到，SAM层115(自组装单层)桥接铜结构108和抗体112。在最终的化学机械抛光(CMP)步骤之后，剩余的裸露铜表面可以在空气或水中迅速氧化。因此，在该CMP步骤中(或者在后续的清洗步骤中，或者在电绝缘层116中形成凹部117的开口之后)，通常淀积BTA(防蚀剂)以抑制这种氧化。通过这种方式，可以在淀积SAM112之前保存晶片一段时间(几天或者甚至几周)。在SAM淀积之前，可以从铜表面去除BTA。在实验中发现，有些湿化学SAM淀积的配方实际上会去除BTA本身。这种情况下，由于BTA去除会自动发生，无须严格要求在SAM淀积之前去除BTA。在SAM淀积之后，由于BTA会污染SAM表面，因而不能再淀积BTA。作为替换，适当的SAM自身应该用作防蚀剂。可选地，可以在SAM淀积之后将传感器芯片保存在非氧化环境中。生物传感器芯片100包括形成为生物传感器芯片100顶面一部分并具有凹部117的电绝缘层116，其中传感器活化区101的暴露表面103设置为凹部117中的感应袋区空间。生物传感器芯片100可以从硅衬底118开始利用CMOS技术制造，图I示出了硅衬底118的表面，并且该衬底可以具有P阱或N阱。可以设置用于电接触生物传感器芯片100的键合焊盘，但是在图I中没有示出。CMOS工艺使用电介质层121、123、126、128 (典型的是氧化层)以及刻蚀停止层120、122、124、127。 键合焊盘典型地采用与传感器电极相同的工艺步骤制造。
图2示出了形成键合焊盘以及多个检测器纳米电极的已知生物传感器结构的顶层。目前，256x256纳米电极阵列是已知的并且已经商业化，但是在未来需要更大的纳米电极阵列。如上所述，采用直到并包括顶部金属层(可以是图I中所示的第2金属层，或者在不同传感器结构中可以是更高的金属层，例如第4金属层)的标准CMOS流程，来处理半导体晶片。
图2示出了 CMOS结构中的顶部金属层200，该顶部金属层是用于形成纳米电极的金属层。因此，层200可以认为是与图I中的层114，128对应。在可选实施方式中，在纳米电极下方的结构可以不同，并具有金属层和通孔掩模的不同布置。例如，顶部金属层可以是第4金属层。该顶层包括低介电常数氧化层202，例如碳掺杂Si02，其中具有第2金属层的铜格栅204a和岛204b。格栅204a设置为使得键合焊盘连接到下面的集成电路部件。键合焊盘例如设置为读出端子，和/或用于对芯片提供电源或时钟。岛204b设置为使得检测信号连接到下面的晶体管。顶层206包括氧化覆层207，例如Si02，其具有形成纳米电极的铜嵌入件208，此外也具有铜键合焊盘210。在CMOS工艺的顶部金属层200上面，附加的生物传感器具体工艺包括(i)淀积氮化硅(SiN)刻蚀停止层212和氧化覆层207。(ii)构图用于纳米电极208的纳米电极开孔，例如利用CMOS工艺的通孔掩模4来进行；(iii)用进一步的“焊盘开口”掩模，构图键合焊盘开孔；(iv)淀积氮化钽/钽扩散阻挡层(未示出)和厚铜(Cu)层；(V)铜CMP (化学机械抛光)和从顶面去除氮化钽/钽扩散阻挡层。这些工艺得到图2所示的结构。在该工艺中，采用相同的工艺对铜纳米电极和铜键合焊盘进行抛光。图3示出了根据本发明的工艺流程示例的第一步骤，该工艺流程实现自对准的氮化钽纳米电极和铜键合焊盘。氮化钽(TaN)纳米电极表面具有比铜好得多的抗蚀性。所得到的功能化纳米电极相比于传统的基于铜或金的纳米电极(利用中间硫羟基SAM功能化)具有优良的整体稳定性。在先进CMOS工艺中，TaN层用于附着到电介质层(例如202和207)，以避免铜沿着扩散阻挡层中的晶粒边界扩散。采用Ta是因为它不会与铜混合。因此，可以在标准的先进CMOS工艺中结合使用TaN和Ta。本发明采用了这些在CMOS工艺中使用的现有材料，使得附加的生物传感器工艺能够集成到标准的先进CMOS工艺中。由于单独的Ta不会良好的附着到电介质层上，因此不太适于用作键合焊盘。工艺开始是缺省流程的改良，其中跳过了铜键合焊盘的构图步骤。如图3所示，按照图2中所示相同的方式形成纳米电极208，其中例如利用标准的通孔掩模(例如通孔掩模4)来形成纳米电极开孔，但是，在要形成键合焊盘的区域中没有对覆层206 (包括电介质207和金属插塞208)进行构图。初始抛光的铜纳米电极现在用作互连通孔以用于后面的氮化钽纳米电极，如下文所述。如图4所示，淀积第二 SiN刻蚀停止层220和较薄的氧化覆层222。这两层的总厚度应该与后面的纳米电极开孔(如图5所示)的宽度相当，以使得这些开孔的纵横比(深度宽度)小于I. 5，并且，更优选的小于1，以避免填充氮化钽时出现问题。氮化硅层(未示出)可以淀积在薄氧化层222的顶部。这种组合更容易进行构图。如图5所示，可以采用与用于形成图3的初始纳米电极208相同的掩模(通孔掩膜4)，在顶部电介质层222中对浅纳米电极开孔230进行构图。然后，利用限定键合焊盘的掩模，在整个电介质堆叠(两个电介质层207、222和两 个刻蚀停止层212、220)中对深键合焊盘开孔进行构图。这种掩模同样是例如如图2所示形成已知结构的键合焊盘所需要的“焊盘开口”掩模。这种键合焊盘刻蚀在图6中示出，并形成键合焊盘开口 232。最后的抗蚀剂剥离工艺同时刻穿深键合焊盘开孔中的底部SiN层212和浅通孔230。但是，可以采用可选的方案作为替换，例如，在图5的浅通孔构图步骤中已经部分甚至全部刻蚀了浅通孔中的底部SiN层。然后，涂覆扩散阻挡层。扩散阻挡层可以是改良设计，包括比正常更厚的氮化钽层240以及常规Ta层242，如图7所示。应该调整氮化钽层240的厚度，使得其能够完全填充浅纳米电极开孔230，以及使得残余缝隙或尖突的下部终止于顶部覆层222的顶部上方从而它们能够在后面的CMP步骤中被去除。对于90nm CMOS节点，典型的尺寸是-覆层222的厚度为150nm；-开孔230的宽度为130nm；-TaN层240的厚度为100_150nm (在CMP之前在表面处测得);-Ta层的厚度为2_5nm。如图8所示，用标准工艺在经改良的氮化钽/钽扩散阻挡层上电镀铜层250，例如从铜晶种层开始。该铜层应该足够厚以便能够良好的过量填满深键合焊盘开孔。随后，执行退火/烧结工艺，例如利用10-20%的氢与氮混合物的400-430°C混合气氛退火，以修补在前端处理阶段中在MOS晶体管中产生的等离子体损伤。最后，用铜CMP步骤平坦化晶片，得到如图9所示的结构。可以在铜CMP工艺模块最后的扩散阻挡层去除步骤中平坦化纳米电极中的氮化钽。可以对这种阻挡层去除步骤进行调整，以产生具有极小凹部的平坦且平滑氮化钽纳米电极表面。可选地，可以采用疏水硫羟基自组装单层(SAM)，例如Cu-S-(CH2) 17_CH3，或者通过可选择地淀积在暴露铜区域上的防蚀剂，来防止铜键合焊盘被腐蚀。最后，可以通过在氮化钽表面上首先淀积硅烷基SAM，然后将生物分子耦合到该SAM上，来生物功能化氮化钽纳米电极。这种硅烷基SAM比硫羟基SAM具有好得多的稳定性。由于氮化钽纳米电极表面具有比铜好得多的抗蚀性，所得到的功能化纳米电极相比于由中间硫羟基SAM功能化的基于铜或金的纳米电极具有优异的整体稳定性。
生物探针分子可以容易的附着到氧化的钽表面层上。可以例如采用键合线，对键合焊盘进行电连接。所有的材料、工艺步骤以及它们在所阐述的工艺流程中的顺序都可以在标准的先进CMOS工艺流程中使用。在本发明中，它们可以出乎意料超出常规范围使用，特别是浅纳米电极开孔的深度以及扩散阻挡层中氮化钽层的厚度相结合，但是仍然在标准工艺设备可很好实现的范围内。虽然存在电迁移问题，Ta和TaN的结合特别有利于实现器件寿命的延长。该结构还使得Ta与键合焊盘中的铜接触以提供良好的铜粘着性能，并且使得TaN与下面的电介质层同样以良好的粘着性能相接触。但是，本发明可以应用于只用Ta而非Ta/TaN堆叠作为纳米电极材料的结构。特别地，检测电极不能通过高电流密度，并且生物传感器件不能用于连续工作。结果，较少的 涉及电迁移问题。结果，可以使用仅有Ta的厚层作为纳米电极材料，并且，在CMOS技术中过去实际上只使用Ta作为扩散阻挡层。在其它示例中，阻挡层也可以是三层堆叠。本发明允许在标准CMOS制造工厂中制造直到最终铜CMP的整个结构，并且可选地包括淀积铜防蚀剂。本发明可用于生物传感器芯片，这意味着生物传感器可以用半导体技术形成为集成电路，例如采用硅半导体技术，以及优选的采用CMOS技术。归因于使用微处理技术，单片集成生物传感器芯片具有非常小尺寸的特性，并且，因而特别是当生物传感器芯片的部件尺寸接近或达到生物分子尺寸量级时，可以具有较大的空间分辨率和较高的信噪比。传感器可以用于检测在生物学或生物过程或生化过程中作为重要角色的微粒，例如基因、DNA、RNA、蛋白质、酶、细胞、细菌、病毒等。传感器典型地用于感测流体样品。这种流体可以包括液体、气体、等离子体，以及在某种程度上包括固体，以及它们的混合物。流体样品的示例可以是包含DNA的流体、血液、皮下组织中的组织间隙液、肌肉或脑组织、尿液或其他体液。例如，流体样品可以是生物物质。这种物质可以包括蛋白质、多肽、核酸、DNA链等。本领域的技术人员应该了解本发明的多种其他变化。
权利要求
1.ー种形成生物传感器芯片的方法，包括 在半导体晶片中形成半导体部件； 在覆盖所述半导体部件的电介质层(200)中形成填充导电连接区域(204a，204b)，所述填充导电连接区域(204a，204b)与所述半导体部件电接触，并至少包括键合焊盘连接区域(204a)和检测电极连接区域(204b)； 在所述电介质层上形成第一覆层(206)，以及在所述第一覆层中形成至少ー个与检测电极连接区域(204b)接触的填充导电连接通孔(208)，其中在所述至少一个键合焊盘连接区域(204a)上不形成连接通孔； 在第一覆层(206)上形成第二覆层(222)； 在第二覆层中形成至少ー个通孔(203)，所述通孔与所述第一覆层(206)中的所述至少ー个填充导电连接通孔(208)对准； 在第二覆层中形成键合焊盘开ロ(232)，该开ロ在键合焊盘连接区域(204a)上方井向下延伸到电介质层(200)； 在所得结构的顶部上方形成扩散阻挡层(240，242)，所述扩散阻挡层完全填满所述第ニ覆层中的所述至少一个通孔(230)； 在所得结构的顶部上方设置键合焊盘连接层(250)，所述连接层填满村有所述扩散阻挡层的键合焊盘开ロ(232);以及 对所得结构向下平坦化到第二覆层(222)。
2.如权利要求I所述的方法，其中使用相同的掩模在第一覆层中形成所述至少ー个填充导电连接通孔(208)以及在第二覆层中形成所述至少一个通孔(230)。
3.如前述权利要求任一项所述的方法，其中形成第一覆层(206)进ー步包括在第一覆层(206)下方形成刻蚀停止层(212)，以及形成第二覆层(222)进ー步包括在第二覆层(222)下方形成刻蚀停止层(220)。
4.如前述权利要求任一项所述的方法，其中形成扩散阻挡层包括形成氮化钽层，该氮化钽层填充第二覆层中的所述至少一个通孔(230)，以及在氮化钽层上形成钽层，其中氮化钽层比钽层厚。
5.如权利要求4所述的方法，其中平坦化操作从检测电极连接区域上去除键合焊盘连接层和钽层。
6.如前述权利要求任一项所述的方法，其中所述刻蚀停止层或每个刻蚀停止层(212，220)包括氮化硅、碳化硅或二者的结合。
7.如前述权利要求任一项所述的方法，其中所述第一和第二覆层(207，222)包括氧化层。
8.如前述权利要求任一项所述的方法，其中第二覆层(222)包括氧化硅和氮化硅的堆叠。
9.如前述权利要求任一项所述的方法，其中电介质层(200)中的填充导电连接区域(204a, 204b)和第一覆层中的填充导电连接通孔(208)分别用铜填充。
10.如前述权利要求任一项所述的方法，其中第二覆层(222)比第一覆层(207)薄，以及形成在第二覆层中的通孔(230)具有小于I. 5的深度宽度纵横比。
11.如前述权利要求任一项所述的方法，其中平坦化操作包括铜化学机械抛光エ艺，并且该エ艺用于去除向下直到第二覆层(222)表面的阻挡层材料。
12.—种生物传感器芯片,包括 形成在半导体晶片中的半导体部件； 覆盖所述半导体部件的电介质层(200)中的填充导电连接区域(204a，204b)，所述填充导电连接区域(204a，204b)与所述半导体部件电接触，并至少包括键合焊盘连接区域(204a)和检测电极连接区域(204b)； 电介质层上的第一覆层(206)，该第一覆层中具有至少ー个与检测电极连接区域(204b)接触的填充导电连接通孔(208)； 第一覆层(206)上的第二覆层(222)，该第二覆层具有至少ー个通孔(230)，所述至少一个通孔(230)与第一覆层(206)中所述至少一个填充导电连接通孔(208)对准，以及该第二覆层具有在键合焊盘连接区域(204a)上方井向下延伸到电介质层(200)的键合焊盘开ロ (232)； 其中，键合焊盘开ロ(232)衬有扩散阻挡层(204，242)，并且在扩散阻挡层上填充有导体，所述扩散阻挡层包括氮化钽层以及在该氮化钽层上的钽层，其中，所述氮化钽层比钽层厚，以及其中第二覆层(222)的所述至少一个通孔(230)完全被氮化钽填充。
13.如权利要求12所述的芯片，包括在第一和第二覆层下方的刻蚀停止层(212，220)。
14.如权利要求12或13所述的芯片，其中第二覆层(222)比第一覆层(207)薄，以及形成在第二覆层中的通孔(230)具有小于I. 5的深度宽度纵横比。
15.如权利要求12到14任一项所述的芯片，其中电介质层(200)中的填充导电连接区域(204a，204b)和第一覆层中的填充导电连接通孔(208)分别用铜填充，以及填充键合焊盘开ロ的所述导体是铜。
全文摘要
一种形成生物传感器芯片的方法，使得能够以不同材料形成键合焊盘和检测电极(其中之一由例如铜的连接层形成，另一个由例如钽或氮化钽的扩散阻挡层形成)。对键合焊盘和检测电极均使用单一平坦化操作。通过使用相同的处理，可以避免在已平坦化的表面上进行抗蚀剂构图，并且可以确保键合焊盘和检测电极的清洁度。获得了自对准的纳米电极和键合焊盘。
文档编号G01N27/00GK102651335SQ20121004517
公开日2012年8月29日 申请日期2012年2月24日 优先权日2011年2月28日
发明者弗朗斯·韦德肖翁 申请人:Nxp股份有限公司