[发明专利]一种用于生物分子检测的芯片单元的制备方法

权利要求书

1.一种用于生物分子检测的芯片单元的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）在衬底（101）上依次生长抗腐蚀的电热绝缘材料层（102）、第二侧墙材料层（103）和基底材料层（104）；

（2）用光刻和干法刻蚀的方法去除基底材料层（104）的四边，形成图形作为制备第一侧墙（105）的基底；

（3）在第二侧墙材料层（103）的上表面和基底材料层（104）的上表面及侧面淀积第一侧墙材料层（105）；

（4）采用干法回刻，去除基底材料层（104）上表面的第一侧墙材料层（105）和第二侧墙材料层（103）上表面的部分第一侧墙材料层（105），将形成高和宽均为纳米尺寸的第一侧墙材料层（105）；

（5）采用湿法腐蚀的方法去除基底材料层（104），只保留纳米尺寸的第一侧墙材料层（105）；

（6）以第一侧墙材料层（105）为掩膜干法刻蚀第二侧墙材料层（103）至电热绝缘材料层（102）的上表面，形成第一侧墙（105）在上，第二侧墙材料层（103）在下的堆叠侧墙（1）；

（7）采用光刻或电子束光刻+薄膜淀积+剥离工艺在该堆叠侧墙（1）的一条边上搭上一条制作电极（2）的抗腐蚀的金属层（106）；

（8）采用薄膜淀积工艺，在电热绝缘材料层（102）及金属层（106）上制备一层制作纳流体通道的抗腐蚀绝缘材料层（107）；

（9）用化学机械抛光CMP的方法抛光步骤（8）所得单元的上表面，去除金属层（106）上面的抗腐蚀绝缘材料层（107），同时切断第一侧墙（105）两旁的金属（106）的连接；即抛光过程中，须将第一侧墙（105）顶部的金属层（106）抛断，并且不能抛到第二侧墙（103）上表面；

（10）在步骤（9）抛光后所得单元的上表面淀积一层钝化层薄膜（108），并用光刻+干法刻蚀的方法在堆叠侧墙（1）的两端、金属层（106）的两侧开通孔（110）至第二侧墙材料层（103）的底面，并保留光刻胶，然后用湿法腐蚀方法透过开好的通孔（110）去除第二侧墙材料层（103）形成纳流体通道（109），保留剩余的第一侧墙材料层（105）作为通道封顶层，然后去除光刻胶；

（11）在纳流体通道（109）两侧的金属层（106）上引出电极（2）即生成适于生物分子检测的芯片单元。

2.根据权利要求1所述的一种用于生物分子检测的芯片单元的制备方法，其特征在于：所述步骤（8）采用薄膜淀积工艺制备结构从上到下依次为SiO2、SiN 和SiO2的叠层作为制作纳流体通道的抗腐蚀绝缘材料层（107），其中SiN作为步骤（9）化学机械抛光CMP方法的截止层，即步骤（9）用化学机械抛光CMP方法抛光步骤（8）所得单元上表面至抗腐蚀绝缘材料层（107）的SiN截止层。

3.根据权利要求1所述的一种用于生物分子检测的芯片单元的制备方法，其特征在于：所述步骤（10）和步骤（11）分别用下述步骤（10a）和（11a）代替：

（10a）在步骤（9）抛光后所得单元的上表面淀积一层钝化层薄膜（108），然后在第二侧墙材料层（103）两侧的金属层（106）上引出电极（2）；

（11a）用光刻+干法刻蚀的方法在堆叠侧墙（1）的两端、金属层（106）的两侧开通孔（110）至第二侧墙材料层（103）的底面，并保留光刻胶，然后用湿法腐蚀方法透过开好的通孔（110）去除第二侧墙材料层（103）形成纳流体通道（109），保留剩余的第一侧墙材料层（105）作为通道封顶层，然后去除光刻胶，即生成适于生物分子检测的芯片单元。

4.根据权利要求1所述的一种用于生物分子检测的芯片单元的制备方法，其特征在于：所述电热绝缘材料（102）、基底材料层（104）、第二侧墙材料层（103）、第一侧墙材料层（105）和抗腐蚀绝缘材料层（107）为氧化物、氮化物或硫化物，或者是由氧化物、氮化物、硫化物中的至少两种构成的混合物。

5.根据权利要求1或4所述的一种用于生物分子检测的芯片单元的制备方法，其特征在于：所述电热绝缘材料层（102）为氮化硅或SiO2；所述基底材料层（104）为SiO2、氮化硅或多晶硅；第二侧墙材料层（103）和第一侧墙材料层（105）为SiO2、氮化硅或多晶硅；所述抗腐蚀金属层（106）为钨、镍、铜、银、金或铂；所述抗腐蚀绝缘材料层（107）为SiO2或氮化硅。