[发明专利]一种双面氦离子束刻蚀制备近零厚度纳米孔的方法及其产品和应用

权利要求书

1.一种双面氦离子束刻蚀制备近零厚度纳米孔的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

(1)制备硅基薄膜衬底：在厚度为10～20μm的硅衬底上通过化学气相沉积法生长化合物材料形成硅基薄膜衬底，所述化合物材料包括厚度为50～200nm的二氧化硅和厚度为10～30nm氮化硅薄膜组成的双层材料、厚度为20～30nm的氮化硅薄膜形成的单层材料或厚度为10～30nm的氮化硅薄膜和厚度20～100nm为的氧化铝薄膜组成的双层材料中的任意一种；

(2)制备薄膜窗口：通过化学湿法腐蚀在步骤(1)中所述硅基薄膜衬底上的硅衬底上进行刻蚀，使硅衬底腐蚀形成一个边长为10～30μm的薄膜窗口，即得到具有薄膜窗口的硅基薄膜衬底；

(3)近零厚度纳米孔的制备：通过氦离子束刻蚀在步骤(2)中所述具有薄膜窗口的硅基薄膜衬底的正面加工形成深度为10～30nm纳米线条阵列，通过氦离子束刻蚀在步骤(2)中所述具有薄膜窗口的硅基薄膜衬底的背面加工形成深度为10～220nm纳米线条，其中正面加工的所述纳米线条阵列和背面加工形成的所述纳米线条以10～90°的夹角相交形成纳米孔。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，为了增加待测分子的捕获率，所述方法还包括在正面形成的所述纳米线阵列的纳米线两端分别刻蚀出一个不通透的漏斗状小孔。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述化合物材料为二氧化硅与氮化硅薄膜组成的双层材料或氮化硅薄膜形成的单层材料时，薄膜窗口所在的一面为背面，另一面为正面；

所述化合物材料为氮化硅薄膜与氧化铝薄膜组成的双层材料时，薄膜窗口所在的一面为正面，另一面为背面。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，正面加工形成的所述纳米线条阵列中纳米线条长为50～3000nm、宽为1～50nm、周期为100～1000nm，正面加工的过程中所述氦离子束刻蚀的参数设置为：光阑10μm，束流小于等于1pA，剂量为100～500nc/μm²；

背面加工形成的所述纳米线条长为50～7000nm、宽1～50nm，背面加工的过程中所述氦离子束刻蚀的参数设置为：光阑10μm，束流小于等于1pA，剂量为100～2000nc/μm²。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述纳米线条阵列中纳米线条的深度与纳米线条的深度之和等于所述化合物材料的厚度。

6.根据权利要求1～5任一项所述的方法制备得到近零厚度纳米孔。

7.一种近零厚度纳米孔单分子检测器件，其特征在于，所述器件含有权利要求7所述的近零厚度纳米孔。

8.根据权利要求7所述的近零厚度纳米孔单分子检测器件，其特征在于，所述器件还包括检测电极和检测池。

9.权利要求7或8所述的近零厚度纳米孔单分子检测器件在单分子检测分析方面的应用。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述单分子为DNA序列、RNA序列、蛋白质分子、DNA序列的修饰或RNA序列的修饰中的任意一种。