[发明专利]石墨烯测序器件及其制造方法

权利要求书

1.一种石墨烯测序器件，包括：

位于衬底上的绝缘层；

位于绝缘层上的石墨烯纳米带，具有晶界；

位于石墨烯纳米带中的纳米孔，其中纳米孔与晶界共同构成石墨烯电极；以及

位于纳米孔两侧的石墨烯纳米带上的金属电极。

2.如权利要求1的石墨烯测序器件，其中，衬底包括体Si、SOI、体锗、GeOI、SiGe、Si:C、GaN、GaAs、InSb、InP。

3.如权利要求1的石墨烯测序器件，其中，绝缘层包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、类金刚石无定形碳(DLC)及其组合。

4.如权利要求1的石墨烯测序器件，其中，纳米孔位于石墨烯纳米带中心。

5.如权利要求1的石墨烯测序器件，其中，纳米孔为圆形、椭圆、双曲形、橄榄形、矩形、扇形、梯形及其组合。

6.如权利要求1的石墨烯测序器件，其中，石墨烯纳米带的晶界方向不同于石墨烯纳米带的延伸方向。

7.如权利要求1的石墨烯测序器件，其中，纳米孔的孔径为0.1～10nm。

8.一种石墨烯测序器件的制造方法，包括：

在衬底上形成绝缘层；

在衬底背面形成衬底开口；

在绝缘层中形成第一纳米孔，暴露衬底；

在绝缘层上形成石墨烯纳米层；

在石墨烯纳米层中形成第二纳米孔，直至暴露衬底；

图案化石墨烯纳米层，形成沿第一方向延伸的石墨烯纳米带；

在第一和/或第二纳米孔两侧的石墨烯纳米带上形成金属电极。

9.如权利要求8的石墨烯测序器件的制造方法，其中，衬底包括体Si、SOI、体锗、GeOI、SiGe、Si:C、GaN、GaAs、InSb、InP。

10.如权利要求8的石墨烯测序器件的制造方法，其中，绝缘层包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、类金刚石无定形碳(DLC)及其组合。

11.如权利要求8的石墨烯测序器件的制造方法，其中，第一纳米孔位于绝缘层中心，第二纳米孔位于石墨烯纳米层中心，并且第二纳米孔与第一纳米孔相对。

12.如权利要求8的石墨烯测序器件的制造方法，其中，纳米孔为圆形、椭圆、双曲形、橄榄形、矩形、扇形、梯形及其组合。

13.如权利要求8的石墨烯测序器件的制造方法，其中，石墨烯纳米带的晶界方向不同于石墨烯纳米带的延伸方向。

14.如权利要求13的石墨烯测序器件的制造方法，其中，晶界为人工引入的电流阻隔边界，或者多晶石墨烯天然存在的晶界。

15.如权利要求8的石墨烯测序器件的制造方法，其中，采用干法刻蚀、离子流冲击、TEM高能电子冲击形成第一和/或第二纳米孔。

16.如权利要求8的石墨烯测序器件的制造方法，其中，形成第一纳米孔、石墨烯纳米层至形成第二纳米孔的工艺步骤替换为：在衬底上形成绝缘层和石墨烯纳米层；依次刻蚀石墨烯纳米层和绝缘层，分别形成第二纳米孔和第一纳米孔。

17.如权利要求8的石墨烯测序器件的制造方法，其中，第一纳米孔和/或第二纳米孔的孔径为0.1～10nm。

18.如权利要求8的石墨烯测序器件的制造方法，其中，形成衬底开口的步骤进一步包括：背面减薄衬底；各向异性腐蚀衬底背面，形成衬底开口。