[发明专利]一种基于干法刻蚀制备固态纳米孔的方法及装置

摘要

本发明公开了一种基于干法刻蚀制备固态纳米孔的方法及装置，其步骤如下：在示踪气体环境中，将下半部经刻蚀形成锥型微腔的硅基衬底与上半部经刻蚀形成刻蚀槽的键合基底键合，组成示踪气体存储腔；在干法刻蚀设备中，使用等离子体对键合硅基衬底的上半部进行干法刻蚀，形成刻蚀窗口；气体检漏传感器与四极杆质谱仪检测系统相连，并通过控制终端实现纳米孔制备过程中的实时监控及刻蚀终止控制，刻蚀终止后，在刻蚀窗口与锥型微腔锥尖的连接处制得固态纳米孔及其阵列。该方法具备在等离子体环境下高灵敏度、低延时的刻蚀终止控制能力，一定程度上能缓解纳米孔制备过程中的过刻蚀问题，实现小孔径固态纳米孔及其阵列的可控性制备。

主权项

1.一种基于干法刻蚀制备固态纳米孔的方法，其特征在于，包含如下步骤：S1、在硅基衬底(1)的上、下表面分别制作第一掩膜保护层(3)和第二掩膜保护层(4)；S2、刻蚀所述第一掩膜保护层(3)和第二掩膜保护层(4)，形成同轴的两刻蚀窗口；S3、对所述第二掩膜保护层(4)的刻蚀窗口进行湿法刻蚀，从硅基衬底(1)的下半部形成锥型微腔(7)，该锥型微腔(7)的敞口端位于所述硅基衬底(1)的下表面；S4、将硅基衬底(1)上的第二掩膜保护层(4)与具有刻蚀槽(8)的键合基底(2)在示踪气体分子(9)的环境下键合，形成键合面(5)，并在锥型微腔(7)和刻蚀槽(8)之间形成示踪气体存储腔；所述刻蚀槽(8)完全覆盖所述锥型微腔(7)；S5、对硅基衬底(1)具有刻蚀窗口的上表面进行干法刻蚀，直至示踪气体存储腔的尖端被打开，在刻蚀窗口(6)与锥型微腔(7)锥尖的连接处形成固态纳米孔(23)及固态纳米孔阵列(24)；S6、对键合基底(2)进行减薄，直至固态纳米孔(23)及固态纳米孔阵列(24)的两端形成通路。