[发明专利]制造方解石纳米流体通道

说明书

本发明描述了用于制造纳米流体器件中的方解石通道的方法。将光致抗蚀剂层涂覆到氮化硅(SiN)衬底的顶表面上。在涂覆光致抗蚀剂层后，用电子束以预定图案扫描光致抗蚀剂层。将扫描的光致抗蚀剂显影，从而以预定图案暴露SiN衬底的顶表面的部分。使用方解石前体气体，利用原子层沉积(ALD)以预定图案沉积方解石。使用溶剂移除光致抗蚀剂层的剩余部分以暴露在SiN衬底的顶表面上以预定图案沉积的方解石，其中沉积的方解石的宽度在50至100纳米(nm)的范围内。

优先权要求

本申请要求2018年8月28日提交的美国专利申请号16/114,906的优先权，其全部内容通过引用结合于此。

技术领域

本说明书涉及纳米流体学，并且更具体地涉及岩石物理应用。

背景技术

强化采油方法用于增加可以从油田抽提的原油的量。在小尺度(在纳米或微米量级的通道尺寸)，流体可能表现得不同，因为诸如表面张力的因素开始在系统中起主要作用。在更好地理解在小尺度的流体行为的情况下，可以改善强化采油方法以从源岩或储层抽提甚至更多的油。已经开发了可以复制在地下储层中发现的条件的微流体模型以观察、评价和理解油抽提和采收中的物理和化学现象。

微米流体学和纳米流体学被认为是表征岩石物理应用中盐水和原油相互作用的重要方法。为了理解在原子尺度的流体-流体和流体-方解石岩石相互作用的物理和化学现象，可能需要纳米流控芯片中的纳米尺寸方解石圆柱形通道。对于使用透射电子显微镜(TEM)的原子尺度分析也可以是这种情况。微米流控芯片中的常规方解石通道可以用蚀刻的天然方解石晶体制造，尺寸为微米尺度。

发明概述

本公开描述了制造用于纳米流体学的方解石通道的方法。本文描述的主题的某些方面可以作为方法实施。将光致抗蚀剂(光刻胶)层涂覆到氮化硅(SiN)衬底的顶表面上。在涂覆光致抗蚀剂层之后，用电子束以预定图案扫描光致抗蚀剂层。将扫描的光致抗蚀剂显影，从而以预定图案暴露SiN衬底的顶表面的部分。使用方解石前体气体，利用原子层沉积(ALD)以预定图案沉积方解石。使用溶剂移除光致抗蚀剂层的剩余部分以暴露在SiN衬底的顶表面上以预定图案沉积的方解石，其中沉积的方解石的宽度在50至100纳米(nm)的范围内。

本公开中描述的方法和系统的优点可以包括以下。使用电子束光刻(EL)可以使得更容易地控制所制造的方解石通道的位置、图案和尺寸。该技术可以与透射电子显微镜(TEM)一起用于原子尺度分析。通过使用原子层沉积(ALD)可以精确地控制通道的高度。

本说明书中的主题的一个或多个实施方式的细节在附图和说明书中给出。根据说明书、附图和权利要求书，该主题的其它特征、方面和优点将会变得明显。

附图说明

图1是示出根据一个实施方式的一种用于制造纳米流体器件的示例方法的示意图。

图2A是示出根据一个实施方式的一种纳米流体器件的实例的示意图的横截面图。

图2B是示出根据一个实施方式的一种纳米流体器件的实例的示意图的顶视图。

图3是示出根据一个实施方式的一种纳米流体器件系统的实例的示意图。

图4是该系统所产生的图像的实例的图。

图5是根据一个实施方式的一种用于制造纳米流体器件的示例方法的流程图。

在各个附图中类似的附图标记和名称表示类似的要素。

发明详述