一种晶体纳米线生物探针器件的制备方法与流程

文档序号:11108701阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种晶体纳米线生物探针器件的制备方法,其特征步骤包括:1)采用具有一定硬度,耐350℃温度的支撑性材料作为洁净衬底的表面;2)在衬底上通过光刻刻蚀技术制作出深度约90nm-350nm生物探针形状的引导沟道;3)通过平面纳米线引导生长方法,使直径约50±10nm直径的晶体纳米线精确地沿着所述引导沟道生长,形成生物探针形状的纳米线;4)通过光刻和蒸镀技术在生物探针纳米线两侧的制作80-120nm厚度的金属手臂作为金属电极;5)在衬底上通过转移纳米线生物探针。

2.根据权利要求1所述的晶体纳米线生物探针器件的制备方法,其特征是所述衬底为硅片、玻璃或陶瓷片,硅片P型或者N型单晶硅片、P型或者N型多晶硅片,玻璃为普通玻璃、石英玻璃非晶体衬底。

3.根据权利要求1所述的晶体纳米线生物探针器件的制备方法,其特征步骤包括:

步骤3)中,再次使用光刻对准技术在沟道的位置上催化剂区域,通过平面纳米线引导生长方法,使直径约50±10nm直径的晶体纳米线精确地沿着探针位置的所述引导沟道生长,形成生物探针形状的纳米线;蒸镀In,Sn金属,在于引导沟道特定位置形成几十纳米的金属膜图案;在PECVD系统中利用等离子体处理技术,在350℃、功率2-5W时进行处理,使金属膜缩球形成直径在几百纳米到几微米之间的准纳米催化颗粒;再次使用PECVD系统覆盖一层适当厚度的非晶硅(几纳米到几百纳米)的非晶硅作为前驱体介质层;在真空氛围下,350℃环境中退火,利用IP-SLS生长模式,使得纳米线从催化剂区域沿着引导沟道生长,形成并获得生物探针形状的纳米线。

4.根据权利要求1所述的晶体纳米线生物探针器件的制备方法,其特征是通过光刻刻蚀方法制作引导沟道;其中刻蚀方法用湿法刻蚀:氢氧化钾(KOH)、氢氧化钠(NaOH)碱性腐蚀体系,或是氢氟酸+硝酸(HF+HNO3)、氢氟酸+硝酸+醋酸(HF+HNO3+CH3COOH)酸性腐蚀体系、或乙二胺邻苯二酚(Ethylene DiaminePyrocatechol)体系;或者采用干法刻蚀,即利用ICP-RIE进行刻蚀。

5.根据权利要求1所述的晶体纳米线生物探针器件的制备方法,其特征是生长出晶体纳米线,纳米线为Si、Ge、SiGe,或Ga晶体材料形成。

6.根据权利要求1所述的晶体纳米线生物探针器件的制备方法,其特征是金属电极使用PT(12nm)-AL(80nm)体系,是Ti-Au体系,或是Ni金属,金属接触均使用快速热退火过程提高接触性能;使用热蒸发系统或者电子束蒸发系统制备金属电极。

7.根据权利要求1所述的晶体纳米线生物探针器件的制备方法,其特征是利用光刻处理探针头窗口部分,使用HF对窗口进行刻蚀,使得探针头部分悬空。

8.根据权利要求1所述的晶体纳米线生物探针器件的制备方法,其特征是生物探针特征是具有高迁移率(>100㎝2/v.s)高开关比(>105),亚阈值电压接近于0,SSD小于(160mV/dec)的高性能器件。

9.根据权利要求1-8之一所述的制备方法得到的晶体纳米线生物探针器件,其特征是其中生物探针头的角度包含1-90°内各种角度,探针头总长度在50~100um,探针头使用长度从20nm~10um,探针头纳米线为Si、Ge、SiGe或Ga晶体材料制备,直径在20-80nm。

10.根据权利要求1-8之一所述的制备方法得到的晶体纳米线生物探针器件,其特征是在衬底上通过光刻刻蚀技术制作出深度100±10nm生物探针形状的引导沟道。

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