[發(fā)明專利]一種硅基固態(tài)納米孔及制備方法、硅基固態(tài)納米孔測序儀

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010521146.6
• 申請日: 2020-06-10
• 公開（公告）號: CN111634882B
• 公開（公告）日: 2021-04-23
• 發(fā)明（設計）人: 莫暉;張新聯(lián);高振兵;尹良超
• 申請（專利權）人: 深圳市儒翰基因科技有限公司
• 主分類號: B81C1/00
• 分類號: B81C1/00;C12Q1/6869;B82Y15/00;B82Y40/00
• 代理公司: 深圳協(xié)成知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 44458
• 代理人: 章小燕

1.一種硅基固態(tài)納米孔的制備方法，其特征在于，所述方法包括：

采用硅基薄膜生長刻蝕技術在硅襯底上形成多晶硅層和介質(zhì)層的夾心結構，包括：在晶圓的硅襯底上進行第一次多晶硅沉積，形成第一層多晶硅層；在第一層多晶硅層進行氧化物沉積，形成介質(zhì)層；在介質(zhì)層上進行第二次多晶硅沉積，形成第二層多晶硅層，從而形成第一多晶硅層、介質(zhì)層和第二多晶硅層的夾心結構；

采用硅通孔（TSV）技術在晶圓上形成微觀流體通道，包括：在晶圓背面進行硅通孔（TSV）圖形化和刻蝕；進行氧化物刻蝕和兩側氦離子（He⁺）注入；在晶圓背面進行鈦（Ti）沉積；在晶圓正面進行鈦沉積和鈦硅化，形成鈦硅化物；經(jīng)過上述操作，在晶圓上形成微觀流體通道；

采用靜電釋放（ESD）在介質(zhì)層中形成介質(zhì)層針孔；

采用濕法刻蝕對介質(zhì)層針孔刻蝕形成貫穿介質(zhì)層到微觀流體通道的懸空納米級針孔。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用靜電釋放（ESD）在介質(zhì)層中形成介質(zhì)層針孔，包括：

在介質(zhì)層中施加靜電釋放（ESD）；

在介質(zhì)層中進行氧化物擊穿形成介質(zhì)層針孔。

3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，還可以采用高電壓超短脈沖在介質(zhì)層中形成介質(zhì)層針孔。

4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用濕法刻蝕對介質(zhì)層針孔刻蝕形成貫穿介質(zhì)層到微觀流體通道的懸空納米級針孔，包括：

進行鈦硅化物刻蝕，去除晶圓形成的鈦硅化物；

對介質(zhì)層針孔進行四甲基氫氧化氨（TMAH）刻蝕，形成貫穿介質(zhì)層到微觀流體通道的懸空納米級針孔。

5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：采用硅基薄膜生長刻蝕技術在硅襯底上形成一層墊氧化層，用于減少硅基固態(tài)納米孔在基因測序時納米孔上下電極之間的漏電流。

6.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：在介質(zhì)層的納米級針孔沉積一層針孔尺寸調(diào)整薄膜，調(diào)整薄膜用于進一步調(diào)整納米級針孔的大小。

7.一種硅基固態(tài)納米孔，其特征在于，所述硅基固態(tài)納米孔應用如權利要求1至6任一項所述的一種硅基固態(tài)納米孔的制備方法來制備，所述硅基固態(tài)納米孔包括：硅襯底、多晶硅層、介質(zhì)層；其中：

所述多晶硅層是采用硅基薄膜生長刻蝕技術在所述硅襯底上形成，所述介質(zhì)層是采用硅基薄膜生長刻蝕技術在所述多晶硅層上形成，從而在硅襯底上形成多晶硅層和介質(zhì)層的夾心結構；進一步的，采用硅通孔（TSV）技術在晶圓上形成微觀流體通道；采用靜電釋放（ESD）在介質(zhì)層中形成介質(zhì)層針孔；采用濕法刻蝕對介質(zhì)層針孔刻蝕形成貫穿介質(zhì)層到微觀流體通道的懸空納米級針孔。

8.一種硅基固態(tài)納米孔測序儀，其特征在于，所述硅基固態(tài)納米孔測序儀包括如權利要求7所述的硅基固態(tài)納米孔，所述硅基固態(tài)納米孔測序儀用于進行脫氧核糖核酸（DNA）和/或核糖核酸（RNA）測序。