[发明专利]制作纳米管道的方法

说明书

技术领域

本发明涉及微纳技术领域，特别涉及一种制作纳米管道的方法。本发明提出了一种采用侧墙工艺和湿法腐蚀方法制备纳米管道的方法。该方法避免了使用电子束曝光的成本高、周期长的不足，在突破光刻分辨率限制及提高纳米管道制备效率等方面具有很大的优越性。

背景技术

微流管道在微纳米技术领域尤其是在微纳米生物领域有着广泛的应用。应用微流管道制作的微流体芯片可以对DNA/RNA、蛋白质及多肤、药物、毒品和氨基酸等进行分析，应用在基因测序、药物筛选、蛋白组学、临床诊断等领域。将多个功能互补的微流体控制单元集成在一块微流体芯片上，组成阵列，可实现样品的并行处理，极大地提高样品的处理速度。并且随着微细加工技术的发展，更高性能的微流控芯片将对以上领域引发一场新的革命。因此，制备出纳米尺寸的微流通道，对于推动微流芯片的集成化、提高芯片性能具有重要的意义。

目前，纳米结构的制备方法主要有：光刻、电子束刻蚀、聚焦离子束刻蚀、微接触印刷、电化学方法和电迁移方法等。但是，光学光刻方法受到光波波长限制，刻蚀的点击在微米量级，难以达到纳米量级；微接触印刷、电子束刻蚀和聚焦离子束刻蚀的方法周期长成本高；电化学和电迁移方法工艺可靠性较低，可能导致与CMOS工艺的不兼容。为了突破光刻分辨率限制及提高器件与CMOS工艺的兼容性，寻找简单而低成本的制备纳米尺寸的管道的方法，我们提出本发明构思。

发明内容

要解决的技术问题

本发明的主要目的在于提供一种制作纳米管道的方法，以寻找到一种纳米尺寸的管道的制作方法，并且制备方法简单且成本低廉，能够突破光刻分辨率限制，并提高纳米管道制备效率。

为达到上述目的，本发明提供一种制作纳米管道的方法，该方法包括如下步骤：

步骤1：在衬底上生长一层抗腐蚀的电热绝缘材料层；

步骤2：在该电热绝缘材料层上淀积一层基底材料层并用光刻和干法刻蚀的方法去除基底材料层的四边，形成图形作为制备侧墙的基底；

步骤3：在该电热绝缘材料层的上面和去除基底材料层的上面及侧壁淀积侧墙材料层；

步骤4：采用干法回刻，去除基底材料层上表面的侧墙材料层及电热绝缘材料层表面的侧墙材料层，形成高和宽均为纳米尺寸的侧墙；

步骤5：用湿法腐蚀的方法去除基底材料层，只保留纳米尺寸的侧墙；

步骤6：采用光刻+剥离工艺或者光刻+干法刻蚀工艺在该侧墙材料层的相对两侧边上搭上一条制作纳米管道的抗腐蚀材料层；

步骤7、用湿法腐蚀方法去除侧墙同时留下抗腐蚀材料层，形成纳米尺寸的管道。

其中所述电热绝缘材料层是氮化硅或SiO₂；所述基底材料层是SiO₂、氮化硅或多晶硅；所述侧墙材料层是SiO₂、氮化硅或多晶硅；所述抗腐蚀材料层是钨、SiO₂、氮化硅或多晶硅。

其中所述的衬底是半导体材料衬底或绝缘材料衬底。

其中所述半导体材料衬底是硅片或SOI片，所述绝缘材料衬底是SiO₂或玻璃。

其中所述基底材料层的厚度为20～2000nm。

其中所述侧墙材料层形成的侧墙的宽度为5～200nm。

其中所述抗腐蚀材料层形成的纳米管道的宽度为5～200nm，高度为5～2000nm，长度为毫米量级。

从上述技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果：

本发明提供的这种制作纳米管道的方法，采用薄膜工艺、光刻剥离工艺、光刻干法刻蚀工艺、湿法刻蚀工艺和侧墙工艺制备了纳米尺寸的管道。这种纳米管道制备方法的特点在于：结构简单，制备方便，管道尺寸小，避免了使用电子束曝光(EBL)，聚焦离子束曝光(FIB)等技术，大大降低了成本，集成度大幅度的提高，同时突破光刻分辨率限制及提高了制备纳米管道效等。

附图说明

为进一步描述本发明的具体技术内容，以下结合实施例及附图详细说明如后，其中：

图1是本发明提供的制作纳米管道的方法流程图；

图2-图7是制作纳米管道结构的流程示意图。

具体实施方式

请参阅图1、图2-图7，本发明一种制作纳米管道的方法，其特征在于，该方法包括：