[发明专利]纳米流体通道及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及纳米流体通道技术领域，尤其涉及一种纳米流体通道及其制作方法。

背景技术

近年来，与纳米流体通道相关的基础和技术应用研究成为引人注目的前沿领域，纳米流体通道一般定义为流体流动的通道，该通道一维以上的截面处于数百到几纳米的尺寸范围。流体在该通道中传输具有特异的性质，能使主导宏观和微米量级流体传输和分子行为的许多物理化学性质发生改变。基于此系统的研究不仅突破了传统理论的一些重要概念，而且一些深入研究的成果在DNA分子的拉伸操纵、药物释放技术、电池技术、激光器等许多领域中有重大应用。

目前加工制作纳米流体通道的常用方法主要是，先通过电子束光刻技术或者聚焦粒子束刻蚀技术，获得纳米流体通道的沟槽结构(也称为纳米流体通道模板，以下简称纳米通道模板或通道模板)，之后利用牺牲层或者键合技术来实现纳米通道的键合密封，这一方法可以实现纳米通道尺寸的精确控制，但是该方法中电子束或者聚焦粒子束加工时间长，加工的面积也不过是微米量级，并且加工成本高。该方法可选的材料限制为硅及其化合物，但是纳米通道的键合密封过程需要高温高压，即键合密封条件苛刻，无疑增加了加工成本和生产周期，不利于纳米流体通道向器件化方向发展。

近年来出现了另一种方法制作纳米流体通道，该方法先使用全息曝光技术，并结合干法刻蚀工艺制作纳米流体通道模板，之后利用聚合物并结合纳米压印技术实现纳米通道沟槽的制作以及通道的键合密封，从而制作完成纳米流体通道。所谓纳米压印主要指利用具有纳米特征尺寸的印章去挤压受热的聚合物达到复制印章图形的效果，该方法具有高分辨率、低成本、高产量等显著特点，能够满足微纳米流控芯片一次性使用的需求。

但是，利用上述方法制作的纳米流体通道在应用中往往会出现一些问题，如流体在通道中会出现分层和堵塞等现象，严重影响了通道的使用。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种纳米流体通道及其制作方法，解决了现有技术中的问题，本发明实施例中提供的该通道侧壁光滑、陡直且线条均匀，从而不会出现流体在通道中的分层和堵塞等现象，不会影响通道的使用，并且，本实施例中的方法较现有技术中降低了生产成本。

为解决上述问题，本发明实施例提供了如下技术方案：

(待权利要求确定后补充)

与现有技术相比，上述技术方案具有以下优点：

本发明实施例所提供的技术方案，在所述本体层上形成光栅结构的方式，由现有技术中的干法刻蚀工艺改为了湿法腐蚀工艺，由于湿法腐蚀工艺是采用化学溶液对本体层进行刻蚀的，这种方式从本质上讲是各向同性的，但是由于单晶硅材料本身具有一定的晶体学取向(简称晶向)，而且不同晶面的原子键密度是不一样的，由于原子键密度不同，同一种腐蚀液体对不同晶面的原子键的腐蚀速度就必然不同，从而使得腐蚀之后的通道模板的侧壁具有原子尺寸的光滑度，即本实施例得到的通道模板的侧壁光滑、陡直且线条均匀，从而不会出现流体在通道中的分层和堵塞等现象，不会影响通道的使用。并且，相比于干法刻蚀，湿法腐蚀的成本更低，即本发明实施例的方法较现有技术降低了生产成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1-图7为本发明实施例公开的通道模板的制作过程的剖面图；

图8-图10为本发明实施例公开的通道沟槽的形成过程的剖面图；

图11-图15为本发明实施例公开的通道的键合密封过程的剖面图。

具体实施方式

正如背景技术所述，现有技术中的方法制作出的纳米流体通道在使用过程中会出现流体分层和通道堵塞等现象，严重影响了通道的使用，发明人研究发现，出现这一问题的原因是现有技术中制作出的纳米流体通道侧壁不光滑且不陡直、线条不均匀，这无疑会严重影响通道的正常使用，为了解决这些问题，必须提供一种通道的制备方法，使其制备出的通道侧壁光滑、陡直且线条均匀，也就是说，若要使制作出的通道侧壁满足要求，前提就是制作出的通道模板必须满足上述要求，延续这一思路，发明人发现，现有技术中制作纳米流体通道采用的通道模板就存在侧壁不光滑等缺陷。