[发明专利]制作纳米孔阵列的方法、纳米孔阵列和纳米孔阵列传感器

权利要求书

1.一种制作纳米孔阵列的方法，其特征在于，包括：

提供硅片，所述硅片具有相对设置的第一主表面和第二主表面；

在所述硅片的所述第一主表面上形成第一掩膜层，在所述硅片的所述第二主表面上形成第二掩膜层；

对所述第一掩膜层进行第一干法刻蚀以形成第一图案化层，所述第一图案化层包括多个第一子凹槽；

对所述第二掩膜层进行第二干法刻蚀以形成第二图案化层，所述第二图案化层包括多个第二子凹槽，所述一个第二子凹槽在所述硅片上的正投影覆盖多个所述第一子凹槽在所述硅片上的正投影；

对所述第一子凹槽进行第一湿法刻蚀，以形成第一刻蚀腔，所述第一刻蚀腔为锥形结构，所述锥形结构的锥尖朝向所述第二刻蚀腔；

对所述第二子凹槽进行第二湿法刻蚀，以形成第二刻蚀腔，所述第一刻蚀腔与所述第二刻蚀腔不连通；

在所述第一刻蚀腔远离所述第二刻蚀腔的一侧表面形成功能材料层；

对所述第二刻蚀腔进行第三湿法刻蚀，以形成第三刻蚀腔，以暴露位于所述锥尖的所述功能材料层；

对位于所述锥尖的所述功能材料层进行第四刻蚀，以形成多个所述纳米孔，得到所述纳米孔阵列。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述形成第一图案化层进一步包括：

在所述第一掩膜层远离所述硅片的一侧形成第一光刻胶层，

对所述第一光刻胶层进行第一图案化处理以暴露所述第一掩膜层的部分表面，

对所述第一掩膜层进行所述第一干法刻蚀以形成所述第一图案化层。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述形成第二图案化层进一步包括：

在所述第二掩膜层远离所述硅片的一侧形成第二光刻胶层，

对所述第二光刻胶层进行第二图案化处理以暴露所述第二掩膜层的部分表面，

对所述第二掩膜层进行所述第二干法刻蚀以形成所述第二图案化层。

4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，形成所述第一掩膜层和所述第二掩膜层的材料包括氮化硅和氧化硅中的至少之一；

优选地，所述第一干法刻蚀和所述第二干法刻蚀为ICP。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一湿法刻蚀的刻蚀速率为v₁，所述第二湿法刻蚀的刻蚀速率为v₂，v₁:v₂＝(60-80)：(5-15)；

任选地，所述第三湿法刻蚀的刻蚀速率为v₃，v₁:v₃＝(60-80)：(1-5)；

优选地，所述第一湿法刻蚀的刻蚀液浓度、所述第二湿法刻蚀液的刻蚀液浓度和所述第三湿法刻蚀的刻蚀液浓度相同；

任选地，所述第一湿法刻蚀的刻蚀液、所述第二湿法刻蚀的刻蚀液和所述第三湿法刻蚀的刻蚀液为氢氧化钾溶液。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述硅片的厚度方向上，所述第一刻蚀腔的深度为3-5微米；

任选地，所述第二刻蚀腔的深度与所述第一刻蚀腔的深度之和与所述硅片厚度的差值不小于5微米。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，形成所述功能材料层的材料包括金属、金属氧化物和非金属氧化物中的至少之一；

任选地，形成所述功能材料层的工艺包括电子束蒸发、磁控溅射和原子层沉积中的至少之一。

8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述第四刻蚀包括：通过聚焦离子束源对位于所述锥尖的所述功能材料层进行刻蚀。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述纳米孔的孔径为1-500nm。

10.一种纳米孔阵列，其特征在于，所述纳米孔阵列是通过权利要求1-9任一项所述的方法制作得到的。

11.一种纳米孔阵列传感器，其特征在于，所述纳米孔阵列传感器包括权利要求10所述的纳米孔阵列结构。