[发明专利]一种纳米材料透射电镜原位测试芯片、芯片制备方法及其应用

权利要求书

1.一种纳米材料透射电镜原位测试芯片，包括硅基片和绝缘层，其特征在于：还包括薄膜窗口(3)，所述的硅基片两面均设置有绝缘层，所述的绝缘层包括在硅基片上生长的二氧化硅层和在二氧化硅层上生长的氮化硅层，二氧化硅层的厚度为200-1000nm，氮化硅层的厚度为5-200nm；且硅基片正面开设有由绝缘层构成的薄膜窗口(3)，薄膜窗口(3)中开有透电子束长孔或透电子束长槽，所述的透电子束长孔或透电子束长槽的宽度为5-20μm，所述的透电子束长孔或透电子束长槽的长度为100-400μm；所述的硅基片正面的绝缘层上设置有金属薄膜或器件，或者半导体功能薄膜或器件。

2.根据权利要求1所述的一种纳米材料透射电镜原位测试芯片，其特征在于：所述的金属薄膜或器件、半导体功能薄膜或器件位于薄膜窗口(3)上的部分沿透电子束长孔或透电子束长槽的一侧或两侧分布。

3.根据权利要求2所述的一种纳米材料透射电镜原位测试芯片，其特征在于：所述的硅基片厚度为100-400μm。

4.一种如权利要求3所述的纳米材料透射电镜原位测试芯片的制备方法，其步骤为：

步骤一、准备两面带有二氧化硅层的硅基片，在硅基片两面生长氮化硅层；

步骤二、利用光刻工艺，将电极图案从光刻掩膜版转移到步骤一所得硅基片正面；

步骤三、利用微机电加工工艺，在步骤二所得硅基片正面制作出金属薄膜或器件，或者半导体功能薄膜或器件；

步骤四、利用光刻工艺和反应离子刻蚀工艺，在步骤三所得硅基片背面的绝缘层上刻蚀出一方形窗口(1)，该方形窗口(1)位于硅基片的中轴线上；

步骤五、利用光刻工艺和反应离子刻蚀工艺，在步骤四所得硅基片正面的绝缘层上刻蚀出透电子束长孔或透电子束长槽；

步骤六、将步骤五所得硅基片放入氢氧化钾溶液中进行湿法刻蚀，直至刻蚀到硅基片正面的二氧化硅层从而留下薄膜窗口(3)，取出硅基片清洗；

步骤七、将步骤六所得硅基片进行划片，分成独立芯片。

5.一种如权利要求3所述的纳米材料透射电镜原位测试芯片的应用，其特征在于：使用显微操作器放置样品或利用聚焦离子束系统加工并放置样品于测试芯片上，使样品与芯片上的金属薄膜或器件，或者半导体功能薄膜或器件相连，并位于薄膜窗口(3)区域的透电子束长孔或透电子束长槽上；将载有样品的测试芯片装入样品杆中送入透射电镜进行观察，对样品施加物理、化学作用并接收样品产生的信号，对样品进行原子尺度分辨下的原位观察。

6.根据权利要求5所述的一种纳米材料透射电镜原位测试芯片的应用，其特征在于：原位测试芯片完成样品的转移与固定后能够在离子减薄设备中对样品进行离子清洗和减薄。