[发明专利]一种多孔悬膜及其制备方法

说明书

技术领域

本申请涉及半导体技术领域，更具体地说，涉及一种多孔悬膜及其制备方法。

背景技术

随着生物检测技术的快速发展，各行各业对于上下通透悬浮多孔膜(多孔悬膜)的需求日益增加，比如用于筛选细菌用的生物分子筛，用于微流控的硬质模具等。

现今主流的生产多孔悬膜的工艺大多基于硅衬底的集成电路制造技术实现，这样不仅可以提高多孔悬膜的生产效率，而且可以大幅度地降低多孔悬膜的整体成本。现有技术中生产多孔悬膜的主要过程大致包括：首先在硅片衬底上生长不同厚度的氮化硅或氧化硅薄膜，然后对生长的薄膜进行多孔图形化，以获得悬膜层，最后将薄膜背面对应部分掏空，从而形成上下通透的多孔悬膜。

但是由于受到集成电路薄膜生长技术的制约，制备的多孔悬膜中的悬膜层(氧化硅或氮化硅)的厚度只能为几个纳米，通常不超过十纳米；并且同样受限于集成电路薄膜生长技术的制约，制备的多孔悬膜的悬膜层的强度较差；这两点在很大程度上制约着多孔悬膜的应用范围。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种多孔悬膜及其制备方法，以实现制备具有较大厚度和较高强度的悬膜层的多孔悬膜的目的，以拓展多孔悬膜的应用范围。

为实现上述技术目的，本发明实施例提供了如下技术方案：

一种多孔悬膜的制备方法，包括：

提供第一硅衬底及第二硅衬底；

在所述第一硅衬底表面形成氧化硅层；

利用键合工艺在所述氧化硅层表面键合所述第二硅衬底；

对所述第一硅衬底或第二硅衬底进行减薄处理，以获得包括待处理悬膜和悬膜衬底的结构，其中，所述待处理悬膜为减薄处理后的硅衬底，所述悬膜衬底为另一硅衬底；

对所述待处理悬膜进行图形的光刻并刻蚀，形成多个贯穿所述待处理悬膜，并使所述氧化硅层裸露的第一通孔，以获得悬膜层；

对所述悬膜衬底进行图形的双面对准光刻并刻蚀，形成多个贯穿所述悬膜衬底，并使所述氧化硅层裸露的第二通孔，一个所述第二通孔与一个所述第一通孔对应，对应的第一通孔和第二通孔在所述氧化硅层上的投影的位置至少部分重合；

刻蚀去除所述第一通孔与所述第二通孔之间的氧化硅层，以获得多孔悬膜。

可选的，所述对所述第一硅衬底或第二硅衬底进行减薄处理，以获得包括待处理悬膜和悬膜衬底的结构包括：

对所述第二硅衬底进行减薄处理，以获得待处理悬膜，所述第一硅衬底为所述悬膜衬底。

可选的，所述对所述第二硅衬底进行减薄处理，以获得待处理悬膜，所述第一硅衬底为所述悬膜衬底之后，所述对所述悬膜衬底进行图形的双面对准光刻并刻蚀之前还包括：

对所述悬膜衬底进行减薄处理。

可选的，所述对所述悬膜衬底进行图形的双面对准光刻并刻蚀，形成多个贯穿所述悬膜衬底，并使所述氧化硅层裸露的第二通孔包括：

利用双面对准光刻工艺，对所述悬膜衬底进行图形的双面对准光刻并刻蚀，形成多个贯穿所述悬膜衬底，并使所述氧化硅层裸露的第二通孔。

可选的，刻蚀过程所采用的工艺为干法刻蚀或湿法刻蚀或化学腐蚀。

可选的，所述刻蚀过程包括：

在待刻蚀面涂覆光刻胶，并对所述光刻胶进行曝光、显影，形成掩膜板；

以所述掩膜板为掩膜，对所述待刻蚀面进行刻蚀，形成刻蚀图形；

去除所述掩膜板。

可选的，所述第一通孔的横截面的形状为圆形或矩形或多边形；

所述第二通孔的横截面的形状为圆形或矩形或多边形。

一种多孔悬膜，所述多孔悬膜采用上述任一项所述的多孔悬膜的制备方法制备，所述多孔悬膜包括：

悬膜衬底；

位于所述悬膜衬底表面的氧化硅层；

位于所述氧化硅层背离所述悬膜衬底一侧的悬膜层；

贯穿所述悬膜衬底、氧化硅层及所述悬膜层的多个通孔；

所述悬膜衬底和悬膜层均为硅材料结构。

可选的，所述悬膜衬底和悬膜层为单晶硅材料结构或多晶硅材料结构。

可选的，所述通孔的横截面形状为圆形或矩形或多边形。