[发明专利]一种传感器非敏感区域保护薄膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备硅纳米线生物传感器非敏感区域保护薄膜的方法，属于半导体技术领域。

背景技术

纳米材料由于其尺寸小、具有大量的表面/界面，对环境变化极为敏感，在传感器方面有广泛的应用前景。硅纳米线由于具有稳定、可重复的电学特性，其电导率易被调制，且表面容易进行生物修饰，因此硅纳米线传感器成为新一代生物传感器的重要代表。

利用硅的各向异性腐蚀原理，结合MEMS制造工艺，采用自上而下的加工方法，低成本、大批量、精确定位地实现了高纯度、高均一性、高精度的硅纳米线制造。在此基础上，以制造的硅纳米线为导电沟道，设计并制造了硅纳米线场效应管（SiNW-FET）。该场效应管具有良好的电学性能，在此基础上制造而成的硅纳米线生物传感器具有超高的检测灵敏度。然而，该传感器在液体环境中进行修饰和检测时，容易出现FET器件漏电、短路等故障，因此，需要设计并制备一种基于这一结构的绝缘层保护薄膜，对器件非敏感区域的电极、引线进行覆盖保护，确保器件在液体环境中能够正常工作。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种传感器非敏感区域保护薄膜的制备方法，用于解决现有的传感器在液体环境中进行修饰和检测时，出现FET器件漏电、短路等故障的问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案，一种传感器非敏感区域保护薄膜的制备方法，该制备方法包括以下步骤，

1）提供一设有硅纳米线的硅片；

2）在所述硅片上生长具有第一厚度的第一Si₃N₄薄膜；

3）在所述第一Si₃N₄薄膜上生长SiO₂薄膜；

4）在所述SiO₂薄膜上生长具有第二厚度的第二Si₃N₄薄膜；所述第二厚度大于第一厚度；

5）进行光刻工艺，将所述第二Si₃N₄薄膜图形化，形成窗口，使得所述硅纳米线上方的第二Si₃N₄薄膜区域暴露出来；其余第二Si₃N₄薄膜区域覆盖光刻胶；

6）沿所述窗口刻蚀暴露的所述硅纳米线上方的第二Si₃N₄薄膜区域至暴露出该第二Si₃N₄薄膜区域下方的SiO₂薄膜；

7）继续刻蚀所述硅纳米线上方的SiO₂薄膜；

8）去除所述其余第二Si₃N₄薄膜区域覆盖的光刻胶；

9）将步骤8）获得的结构置于浓磷酸中，腐蚀掉硅纳米线上方的第一Si₃N₄薄膜，暴露出所述硅纳米线。

优选地，所述步骤6）中的刻蚀为干法刻蚀，所述步骤7）中的刻蚀为湿法刻蚀。

优选地，所述第一厚度为90-110nm。

优选地，所述第二厚度为630-770nm。

优选地，所述步骤3）中生长的SiO₂薄膜厚度为180-220nm。

优选地，所述步骤7）中继续刻蚀所述硅纳米线上方的SiO₂薄膜的具体步骤为：将硅片置于35℃ BOE溶液中腐蚀60秒，去除所述硅纳米线上方的SiO₂薄膜。

本发明提出一种利用MEMS工艺制备硅纳米线生物传感器非敏感区域保护薄膜的方法。本方法设计精巧，工艺简单，为硅纳米线生物传感器的应用奠定了基础。

附图说明

图1至图8显示为本发明工艺流程示意图。

其中，图1显示是设有硅纳米线FET的硅片结构示意图。

图2显示为在硅片上生长具有第一厚度的第一Si₃N₄薄膜的结构示意图。

图3显示为在所述第一Si₃N₄薄膜上生长SiO₂薄膜的结构示意图。

图4显示为在所述SiO₂薄膜上生长具有第二厚度的第二Si₃N₄薄膜的结构示意图。