[发明专利]一种基于DNA折纸纳米结构的制作掩膜版的方法

说明书

一种基于DNA折纸纳米结构的制作掩膜版的方法，涉及纳米制造领域。利用硅烷化试剂修饰基底，使基底表面的单分子层末端基团为惰性基团甲基；利用电子束曝光技术蚀刻单分子层；用带阳离子功能基团的试剂修饰经过处理的基底，使被电子束曝光出来的区域修饰上阳离子功能基团；将设计出特定形状和大小的DNA纳米结构经过退火合成，DNA折纸沉积在基底上，除去金属离子及多余DNA折纸；将基底放在容器中，容器内放入硅源试剂，反应得具有特定纳米图案的掩膜版；用紫外/臭氧处理掩膜版，除去表面的单分子层；利用DNA纳米结构作为图形骨架，硅源在自然条件或酸碱存在的条件下水解，生成二氧化硅包覆DNA骨架。

技术领域

本发明涉及纳米制造领域，尤其是涉及一种基于DNA折纸纳米结构的制作掩膜版的方法。

背景技术

集成电路(Integrated Circuit,IC)，是20世纪中期发展起来的一种新型半导体器件，是经过氧化、光刻、刻蚀、金属互联等半导体制造工艺将具有特定功能的晶体管、电阻、电感、电容等元件以及连接导线集成在一小块或几小块的半导体晶片或介质基片上，然后封装在管壳内，成为具有所需功能的微型器件。

由于信息技术的发展，互联网、物联网的普及，人工智能、虚拟现实等技术的飞速发展，支撑其发展的集成电路产业是关乎一个国家或地区的国民经济、国防建设及信息安全的决定性产业，也是国际上信息技术竞争的基础性产业。集成电路行业经过50多年的发展遵循摩尔定律在线宽、尺寸、稳定性、功能性、集成度等方面都有了极大的发展，目前28nm制程已经非常成熟，14nm制程也已经普及，10nm产线也正在试运行。随着线宽尺寸向纳米尺度推进，集成电路要遵循摩尔定律向下一个技术节点发展面临巨大挑战。极深紫外光刻和三维集成电路等技术的发展为IC尺寸的进一步缩小提供可能。线宽尺寸的缩小，所对应光刻工艺中的掩膜版尺寸应该向更小尺度的纳米级别发展。但是受材料、技术等的限制，制作纳米线宽的掩膜版是IC技术中亟待解决的问题之一。

自从1982年Seeman教授首次提出利用DNA寡核苷酸的分子识别设计自组装DNA结构^[1]，DNA纳米技术的发展就如火如荼，目前在细胞载药^[2-4]、光谱增强^[5]、光电子学^[6-8]等领域都有深入研究。因为双链DNA宽2nm，而且利用碱基特异性识别，可以利用DNA设计任意形状的DNA Origami，由于它的极小线宽，形状可控，在纳米电子学方面具有非常广阔的应用前景。

参考文献：

[1]SEEMAN N C.Nucleic-Acid Junctions And Lattices[J].J Theor Biol,1982,99(2):237-47.

[2]BHATIA D,SURANA S,CHAKRABORTY S,et al.A synthetic icosahedral DNA-based host-cargo complex for functional in vivo imaging[J].NatureCommunications,2011,2.

[3]PERRAULT S D,SHIH W M.Virus-Inspired Membrane Encapsulation of DNANanostructures To Achieve In Vivo Stability[J].Acs Nano,2014,8(5):5132-40.

[4]DAI Z W,LEUNG H M,LO P K.Stimuli-Responsive Self-Assembled DNANanomaterials for Biomedical Applications[J].Small,2017,13(7).