[發明專利]低噪聲生物分子傳感器

有效

• 申請號: 201880007316.X
• 申請日: 2018-01-17
• 公開（公告）號: CN110383055B
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發明（設計）人: 王超
• 申請（專利權）人: 豪夫邁·羅氏有限公司
• 主分類號: G01N27/414
• 分類號: G01N27/414;G01N33/487
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 張凌苗;申屠偉進

1.一種用于形成納米孔器件的方法，包括：

提供藍寶石襯底；

在藍寶石襯底的前側上形成第一氧化物層，并且在藍寶石襯底的背側上形成第二氧化物層；

使藍寶石襯底的背側上的第二氧化物層圖案化以在第二氧化物層中形成蝕刻掩模，所述蝕刻掩模具有掩模開口；

通過使用蝕刻掩模在藍寶石襯底的背側上執行晶定向相關的濕法各向異性蝕刻，用于通過藍寶石襯底而形成具有傾斜側壁的空腔，以暴露第一氧化物層的一部分，所述傾斜側壁中的每一個是與相應的晶平面對準的小晶面；

在藍寶石襯底的前側上的第一氧化物層上形成氮化硅薄膜層；

移除在空腔中的第一氧化物層的所暴露的部分以暴露氮化硅薄膜層的一部分，使得氮化硅薄膜層的所暴露的部分被懸停在藍寶石襯底中的空腔之上；以及

在氮化硅薄膜層的所暴露的部分中形成開口，以形成納米孔。

2.根據權利要求1所述的方法，其中使第二氧化物層圖案化包括：

形成光刻膠層，其疊覆在藍寶石襯底的背側上的第二氧化物層上；

使第二氧化物層上的光刻膠層圖案化；

通過使用經圖案化的光刻膠層作為掩模來蝕刻第二氧化物層；以及

移除光刻膠層。

3.根據權利要求1所述的方法，其中藍寶石襯底的前側和背側二者都通過c-平面定向來被表征。

4.根據權利要求3所述的方法，其中蝕刻掩模中的掩模開口是三角形掩模開口，三角形掩模開口的三邊中的每一個與藍寶石襯底的六邊形晶定向對準。

5.根據權利要求3所述的方法，其中所述蝕刻掩模具有三角形掩模開口，其中三角形掩模開口的三邊中的每一個被對準成平行于藍寶石襯底中的晶平面，或者與藍寶石襯底中的所述晶平面形成60°或120°角。

6.根據權利要求1所述的方法，其中蝕刻掩模中的掩模開口具有多邊形形狀，掩模開口的每個邊與藍寶石襯底的晶平面對準。

7.根據權利要求1所述的方法，其中執行對藍寶石襯底的濕法各向異性蝕刻包括在升高的溫度下通過使用硫酸和磷酸的混合物來蝕刻藍寶石襯底。

8.根據權利要求1所述的方法，其中所述氮化硅薄膜層具有5 nm到50 nm的厚度。

9.根據權利要求1所述的方法，其中在氮化硅薄膜層的所暴露的部分中形成開口包括使用納米光刻和RIE（反應離子蝕刻）。

10.根據權利要求1所述的方法，其中形成第一和第二氧化物層包括使用等離子體增強的化學氣相沉積（PECVD）過程。

11.根據權利要求1所述的方法，其中第一和第二氧化物層的厚度在10 nm到10μm的范圍中。

12.一種用于形成納米孔器件的方法，包括：

提供具有晶定向相關的濕法蝕刻選擇性的晶體絕緣襯底；

在絕緣襯底的前側上形成第一介電層，并且在絕緣襯底的背側上形成第二介電層；

使絕緣襯底的背側上的第二介電層圖案化以在第二介電層中形成蝕刻掩模，所述蝕刻掩模具有掩模開口；

在絕緣襯底的背側上執行濕法各向異性蝕刻，其通過使用蝕刻掩模，以形成一空腔，所述空腔延伸通過絕緣襯底以暴露第一介電層的一部分；

在絕緣襯底的前側上的第一介電層上形成薄膜層；

移除在空腔中的第一介電層的所暴露的部分使得薄膜層的一部分被懸停在絕緣襯底中的空腔之上；以及

在薄膜層的懸停部分中形成開口，以形成納米孔。

13.根據權利要求12所述的方法，其中在兩個不同的晶平面之間的蝕刻選擇性大于5:1。

14.根據權利要求12所述的方法，其中所述納米孔具有如下尺寸：所述尺寸被配置成允許一個核酸分子通過納米孔。