[發明專利]一種透射電鏡高分辨原位流體冷凍芯片及其制備方法

在審

• 申請號: 202010798704.3
• 申請日: 2020-08-11
• 公開（公告）號: CN111879796A
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發明（設計）人: 廖洪鋼;鄧俊先;江友紅
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: G01N23/04
• 分類號: G01N23/04;G01N23/20;H01L21/02;H01L21/027;H01L21/50
• 代理公司: 廈門市精誠新創知識產權代理有限公司 35218
• 代理人: 秦華

1.一種透射電鏡高分辨原位流體冷凍芯片，其結構為上片和下片通過金屬鍵合層組合，其中上片和下片均分為正面和背面，上片的正面直接與下片的正面通過金屬鍵合層粘結，自封閉形成一個超薄的腔室；所述上片和下片的材質均為兩面有氮化硅或氧化硅的硅基片，上片設置有兩個注樣口和一個中心視窗1，其特征在于，下片設置有支撐層、冷凍層、絕緣層，孔洞以及中心視窗2；所述冷凍層設置有三個接觸電極、六對半導體薄膜以及導電金屬薄膜；中心視窗2的外圍有一圈導電金屬薄膜，其中心為中心視窗2；三個接觸電極置于芯片邊緣；六對半導體薄膜一端搭在導電金屬薄膜上，另一端搭在電極上；以中心視窗2為中心，且在大于導電金屬薄膜的外邊緣區域內，硅腐蝕掉后留有孔洞，支撐層覆蓋在孔洞的上方；導電金屬薄膜置于孔洞上的支撐層上，冷凍層除接觸電極區域的上方覆蓋絕緣層；

所述上片的面積略小于下片的面積，上片的中心視窗1與下片的中心視窗2對齊，中心視窗1和中心視窗2上均有多個小孔。

2.如權利要求1所述透射電鏡高分辨原位流體冷凍芯片，其特征在于，所述下片的外形尺寸為2mm*2mm-10mm*10mm；優選的，所述下片的外形尺寸為4mm*8mm；

任選的，金屬鍵合層的厚度為50nm-2000nm；金屬鍵合層的材料為低熔點金屬；優選的，金屬鍵合層的材料為In、Sn或Al；

任選的，所述氮化硅或氧化硅的厚度為5-200nm；

任選的，所述硅基片的厚度為50-500μm；

任選的，所述上片的中心視窗1位于上片中心處，兩個注樣口關于中心視窗1對稱布置。

3.如權利要求1所述透射電鏡高分辨原位流體冷凍芯片，其特征在于，所述支撐層為氮化硅或氧化硅，厚度為0.5-5μm。

4.如權利要求1所述透射電鏡高分辨原位流體冷凍芯片，其特征在于，所述冷凍層中，所述三個接觸電極中的兩個電極作為正極的輸入電流；一個電極作為負極的輸出電流；

任選的，所述接觸電極采用的是金、銀或銅，厚度為50nm-300nm，正極的長為1-1.5mm，寬為0.5-1.2mm；負極的長1-1.5mm，寬0.4-0.8mm；

任選的，所述六對半導體薄膜為六塊n型半導體薄膜和六塊P型半導體薄膜；六塊n型半導體薄膜的形狀為L型條狀，平行對稱置于芯片外側；六塊P型半導體薄膜的形狀為規則矩形，平行并列置于芯片內側；優選的，所述n型半導體薄膜中的n型半導體采用的是n型碲化鉍、n型鍺化硅、n型碲化鉛、n型碲化鋅或n型硒化鉍；p型半導體薄膜中的p型半導體采用的是多晶硅、p型碲化鉍、p型鍺化硅或p型碲化銻；

任選的，所述半導體薄膜的長為4-6mm，寬為0.4-0.8mm,厚度為50nm-500nm。

5.如權利要求1所述透射電鏡高分辨原位流體冷凍芯片，其特征在于，所述導電金屬薄膜為由導電金屬形成的回字形導電金屬薄膜，導電金屬薄膜的中心為中心視窗2；優選的，所述導電金屬采用的是金、銀或銅，厚度為50nm-300nm；

任選的，所述導電金屬薄膜的外方形尺寸為100μm*100μm-500μm*500μm,內方形尺寸為5μm*5μm-100μm*100μm。

6.如權利要求1所述透射電鏡高分辨原位流體冷凍芯片，其特征在于，所述絕緣層為一層氮化硅或氧化硅，厚度為30-150nm。

7.如權利要求1所述透射電鏡高分辨原位流體冷凍芯片，其特征在于，所述孔洞為圓形或方形；優選的，圓形孔洞的直徑為200μm-600μm；方形孔洞的尺寸為200μm*200μm-800μm*800μm；

任選的，所述中心視窗1和中心視窗2均為方形中心視窗；優選的，所述方形中心視窗的大小為5μm*5μm-100μm*100μm；更優選的，所述方形中心視窗的大小為20μm*50μm；

任選的，所述小孔的大小為0.5μm-5μm。