發(fā)布時間：2020-12-12 03:31

　　基于納米孔的單分子檢測技術(shù)在未來精準(zhǔn)醫(yī)療、生物制藥、遺傳工程等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。固態(tài)納米孔作為其中的核心組成部分,是目前世界上的研究熱點。固態(tài)納米孔由于其魯棒性、化學(xué)穩(wěn)定性以及易于修飾和操控而受到廣泛的關(guān)注。然而,固態(tài)納米孔的陣列制造在均勻性、納米孔尺寸、形貌、效率低等方面仍然面臨一些挑戰(zhàn)。本論文對基于硅工藝的納米孔的制作工藝進(jìn)行研究,依據(jù)硅濕法條件下的各向異性刻蝕原理,采用直接刻蝕、SOI襯底、磁控濺射收縮等方法,實現(xiàn)了納米孔的制作。本文研究內(nèi)容如下:一,對硅的各項異性刻蝕理論進(jìn)行總結(jié)分析,闡述了硅納米孔的制作原理。二,工藝濕法刻蝕理論。通過大量實驗研究了KOH各項異性濕法刻蝕時刻蝕劑溫度、濃度對刻蝕速率及表面平整性的影響,對普通硅基納米孔陣列均勻性以及誤差做出分析。三:提出基于SOI的三步純濕法制備硅基納米孔方法,采用實驗室自制的單面刻蝕裝置,利用顏色反饋式方法實現(xiàn)納米孔制備過程的監(jiān)控,制備出直徑為43nm的均勻納米孔陣列及最小特征尺寸為58nm的單納米孔。四,為了進(jìn)一步縮小納米孔的尺寸,采用磁控濺射收縮技術(shù),將錐形硅基納米孔陣列和單納米孔收縮至26nm,直至完全閉合。 

【文章來源】：貴州大學(xué)貴州省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

利用透射電子顯微鏡在二氧化硅薄膜上制備納米孔

圖 1-3 利用透射電子顯微鏡在二氧化硅薄膜上制備納米孔1.2.1.2 離子束刻蝕制備納米孔電子束刻蝕需要大面積曝光，如果大面積曝光時間過久，納米孔周圍的區(qū)域就會被破壞，無法制備相貌完好的納米孔；而離子束刻蝕制備技術(shù)則可以很好的克服這一缺點，它在刻蝕的時候根本無需大面積曝光，工藝重復(fù)操作性強，不會形成大面積的破壞區(qū)域，更重要的是，對于不同厚度薄膜的基底材料，離子束刻蝕的方法都可以精確定點制備納米孔。JiaLi 和 Stein 等人[25]首先在基底上制備 300nm 厚的氮化硅薄膜，然后再氮化硅薄膜上通過聚焦離子束（FIB）刻蝕薄膜材料，最后制備出尺寸為 60nm 的納米孔，隨后在這套刻蝕裝置中，裝入帶反饋的離子束檢測系統(tǒng)，這個系統(tǒng)可以實時離子束的變化，最后將納米孔尺寸縮小為 1.8nm，如圖 1-4 所示。

貴州大學(xué)碩士學(xué)位論文昂貴花費太大。因此除了這兩種常用方法外濕法刻蝕制備納米孔的方法就出現(xiàn)了。比如刻蝕劑刻蝕硅，制備了倒金字塔形腔納米孔k[27]等人利用各向異性刻蝕的方法在硅片上制滌綸薄膜上(PET)成功制備出 2nm 刻蝕出錐完美的，它最大的缺點和難點在于精確的控測法就很好的解決了這一難題。美國布朗大檢測來精確監(jiān)控刻蝕過程，有效地實現(xiàn)了刻硅片正面預(yù)刻蝕出倒金字塔形腔后，將樣片置進(jìn)行 KOH 濕法刻蝕，當(dāng)納米孔開孔的瞬間，此時立即停止刻蝕。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]單晶硅各向異性濕法刻蝕的研究進(jìn)展[J]. 唐彬,袁明權(quán),彭勃,佐藤一雄,陳穎慧.  微納電子技術(shù). 2013(05)

博士論文
[1]基于固態(tài)納米孔基因測序的關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 馬建.東南大學(xué) 2016
[2]硅基納米孔陣列制造技術(shù)基礎(chǔ)研究[D]. 鄧濤.清華大學(xué) 2015

碩士論文
[1]MEMS中單晶硅的濕法異向腐蝕特性的研究[D]. 王涓.東南大學(xué) 2005
[2]MEMS濕法腐蝕工藝的研究[D]. 郝子宇.河北工業(yè)大學(xué) 2005



本文編號：2911776