SiN薄膜纳米孔芯片制造工艺实验研究 - 东南大学学报.PDF

第４６卷第５期 东南大学学报（自然科 学版 ） Ｖｏｌ．４６ Ｎｏ．５ 　 ２０１６年９月 ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＳＯＵＴＨＥＡＳＴＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ） 　 Ｓｅｐｔ．２０１６ ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１－０５０５．２０１６．０５．０１３ ＳｉＮ薄膜纳米孔芯片制造工艺实验研究 １，２ １ １ １ １ 袁志山 　 蔺卡宾　 杨浩杰　 纪安平　 沙菁 ３ １ １ １ 谢　骁　 倪中华　 易　红　 陈云飞 １ （东南大学江苏省微纳生物医疗器械设计与制造重点实验室，南京２１１１８９） ２ （广东工业大学机电工程学院，广州５１０００６） ３ （东南大学ＭＥＭＳ教育部重点实验室，南京２１００９６） 摘要：针对第３代基因测序的需求，提出一种大规模的氮化硅薄膜纳米孔芯片制造技术．通过测 量不同膜厚氮化硅薄膜的应力，选择适用于纳米孔制造的最佳厚度为１００ｎｍ．采用低压化学气 相沉积、反应离子刻蚀和释放工艺制备出高成品率的氮化硅纳米薄膜芯片．在此基础上，使用聚 焦离子束和高能电子束实现氮化硅薄膜纳米孔的制造．研究聚焦离子束刻蚀时间、电流与纳米孔 直径的关系．实验结果表明，采用聚焦离子束将氮化硅薄膜的厚度减薄至４０ｎｍ以下时，制作纳 米孔的效果更好．采用聚焦离子束制造的氮化硅薄膜纳米孔最小直径为２６ｎｍ，而采用电子束制 备的最小直径可达３５ｎｍ．该方法为基于固体纳米孔的ＤＮＡ测序检测提供了有力的支撑． 关键词：氮化硅；纳米孔；聚焦离子束；电子束 中图分类号：ＴＮ４　　文献标志码：Ａ　　文章编号：１００１－０５０５（２０１６）０５０９７７０５ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎｏｆｓｉｌｉｃｏｎ ｎｉｔｒｉｄｅｆｉｌｍｎａｎｏｐｏｒｅｄｅｖｉｃｅ １，２ １ １ １ １ ＹｕａｎＺｈｉｓｈａｎ 　 ＬｉｎＫａｂｉｎ　 ＹａｎｇＨａｏｊｉｅ　 ＪｉＡｎｐｉｎｇ　 ＳｈａＪｉｎｇｊｉｅ ３ １ １ １ ＸｉｅＸｉａｏ　 ＮｉＺｈｏｎｇｈｕａ　 ＹｉＨｏｎｇ　 ＣｈｅｎＹｕｎｆｅｉ １ （ＪｉａｎｇｓｕＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｆｏｒＤｅｓｉｇｎａｎｄＭａｎｕｆａｃｔｕｒｅｏｆＭｉｃｒｏＮａｎｏＢｉｏｍｅｄｉｃａｌＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ，ＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１１１８９，Ｃｈｉｎａ） ２ （ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＧｕａｎｇｄｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ５１０００６，Ｃｈｉｎａ） ３ （ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＭＥＭＳｏｆＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ，ＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００９６，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｉｍｉｎｇａｔｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆｔｈｅｔｈｉｒｄｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｇｅｎｅｓｅｑｕｅｎｃｅｔｅｃｈｎｉｑｕｅ，