TW202023937A - 形成奈米孔的方法及生成的結構 - Google Patents

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Abstract

提供了用於製造緊鄰的良好控制的固態奈米孔及該等奈米孔的陣列的方法。在一個實施例中，將複數個井及一或更多個通道形成於基板中。井中的每一者均與一個通道相鄰。每個井的側壁的一部分均被暴露。受暴側壁的該部分最接近相鄰的該通道。每個井的受暴側壁的該部分均被朝向相鄰的通道側向蝕刻。形成將該等井連接到相鄰通道的奈米孔。

Description

形成奈米孔的方法及生成的結構
本文中所揭露的態樣與在基板中製造良好控制的固態奈米孔及良好控制的固態奈米孔的陣列的方法相關。
奈米孔廣泛地用於例如脫氧核糖核酸（DNA）及核糖核酸（RNA）定序的應用。在一個示例中，奈米孔定序是使用電偵測法來執行的，該電偵測法大致包括以下步驟：將未知的試樣輸送通過奈米孔，該試樣浸入在導電流體中；及跨奈米孔施加電勢。測量由通過奈米孔的離子的導通所造成的電流。跨奈米孔表面的電流密度的大小取決於奈米孔尺度及當時佔據奈米孔的試樣（例如DNA或RNA）的組成。不同的核苷酸造成跨奈米孔表面的電流密度的特性改變。這些電流改變被測量且用來將DNA或RNA試樣定序。
已經將各種方法用於生物及大分子定序。藉由合成進行的定序、或第二代定序用來識別哪些鹼基已經附接到單股DNA。第三代定序（其大致包括以下步驟：將整個DNA股穿過單個孔）用來直接讀取DNA。一些定序方法需要將DNA或RNA試樣切碎然後重組。此外，一些定序方法使用生物膜片及生物孔，其具有保存期限且必須在使用之前保持冷卻。
最近已經將固態奈米孔（其為形成於自立型膜片（例如含矽材料）上的奈米尺寸的孔）用於定序。然而，目前的固態奈米孔製造方法（例如使用穿隧電子顯微鏡、聚焦的離子束、或電子束）不能容易地及廉價地實現製造奈米孔陣列必要的尺寸及位置控制需求。此外，目前的奈米孔製造方法是耗時的，且可能難以製造緊鄰其他奈米孔的奈米孔。
因此，本領域中需要製造設置為彼此緊鄰的良好控制的固態奈米孔的改良方法。
在一個態樣中，一種用於形成複數個奈米孔的方法包括以下步驟：在基板上沉積第一層；及在該第一層及該基板中形成複數個井及一或更多個通道。該複數個井中的每一者均與一個通道相鄰。該方法更包括以下步驟：側向蝕刻受暴側壁的一部分以將該複數個井連接到相鄰的該通道；及形成將該複數個井中的每一者連接到相鄰的該通道的奈米孔。
在另一個態樣中，一種用於形成複數個奈米孔的方法包括以下步驟：在基板上沉積第一層；及在該第一層及該基板中形成第一井、第二井、及通道。該通道被設置在該第一井及該第二井附近。該方法更包括以下步驟：暴露該第一井中的側壁的第一部分及該第二井中的側壁的第二部分。該第一井中的該受暴側的該第一部分及該第二井中的該受暴側壁的該第二部分與該通道相鄰。在該第一層下方形成從該第一井及該通道延伸的第一隧道。在該第一層下方形成從該第二井及該通道延伸的第二隧道。形成將該第一隧道連接到該通道的第一奈米孔，且形成將該第二隧道連接到該通道的第二奈米孔。
在又另一個態樣中，一種元件包括：第一井，設置在基板內；第二井，設置在該基板內；及通道，設置在該基板內且與該第一井及該第二井相鄰。該基板更包括：第一奈米孔，耦接到該第一井及該通道；及第二奈米孔，耦接到該第二井及該通道。該第二奈米孔被設置為距離該第一奈米孔小於1 µm。
提供了用於製造緊鄰的良好控制的固態奈米孔及該等奈米孔的陣列的方法。在一個實施例中，將複數個井及一或更多個通道形成於基板中。井中的每一者均與一個通道相鄰。每個井的側壁的一部分均暴露，受暴側壁的該部分最接近相鄰的通道。每個井的受暴側壁的該部分均被朝向相鄰的通道側向蝕刻。接著形成將每個井連接到相鄰通道的奈米孔。每個奈米孔均可以與相鄰的奈米孔隔開達小於1 µm的距離。
舉個例子，本文中所揭露的方法涉及在半導體晶片上固態奈米孔形成。也預期，所揭露的方法可用來在各種材料（包括固態及生物材料）上形成其他微射流元件及孔狀結構。舉個例子，本文中所揭露的方法也涉及形成角錐形隧道；然而，也考慮其他的蝕刻特徵及其任何組合。為了說明的目的，描述了矽基板；然而，也考慮任何合適的基板材料及介電材料（例如玻璃）。
圖1是依據本揭示內容用於形成複數個奈米孔的方法100的過程流程。圖2A-2N描繪晶片200的俯視圖及橫截面圖，複數個奈米孔依據本文中所揭露的方法（例如在方法100的各種階段）形成在該晶片中。雖然圖2A-2N是用特定的序列示出，但也預期，可以用任何合適的順序執行圖2A-2N中所描繪的方法100的各種階段。為了促進更清楚地瞭解方法100，將使用圖2A-2N中的晶片200的各種視圖來描述及展示圖1的方法100。雖然方法100是使用圖2A-2N來描述的，但也可以包括未示於圖2A-2N中的其他操作。
在方法100之前，提供基板202。基板202一般是任何合適的半導體基板，例如摻雜過或未摻雜的矽（Si）基板。基板202可以具有200 µm到2000 µm之間的厚度。在一個實施例中，基板202是具有包括>100>平面的晶體結構的Si。在操作110中，將第一層204沉積於基板202上，如圖2A的橫截面圖中所示。第一層204可以充當硬質掩模。在至少一個實施方式中，第一層204是氫氧化鉀（KOH）抗蝕刻屏障，例如氮化矽（SiN）。第一層204可以具有約1 nm到約100 nm之間的厚度。在一個實施例中，第一層204具有約50 nm的厚度。第一層204一般是藉由任何合適的方法來沉積的，包括但不限於原子層沉積（ALD）、物理氣相沉積（PVD）、或化學氣相沉積（CVD）。
在操作120中，形成複數個井206A-206B及一或更多個通道208，如圖2B-2C中所示。圖2B是晶片200的俯視圖，而圖2C是通過圖2B中標示2C的線的橫截面。該複數個井206A-206B中的每一者均被設置在該一或更多個通道中的一個通道208附近。在至少一個實施方式中，在晶片200上形成偶數個井。雖然僅示出兩個井206A-206B及一個通道208，但也可以利用任何數量的井及通道，如以下圖3A-3B中所示出及描述。形成至少兩個井206A-206B、或偶數數量的井允許成對地利用井（及以後利用耦接到井的奈米孔）。
為了在操作120中形成井206A-206B及通道208，將第一光致抗蝕層210沉積於第一層204上。接著執行圖案化過程以形成井206A-206B及通道208。一般而言，圖案化過程包括以下步驟：光刻或圖案化第一光致抗蝕層210，及例如藉由反應性離子蝕刻法（RIE）蝕刻第一層204及基板202。蝕刻可以是指向性蝕刻。接著移除第一光致抗蝕層210。
可以將井206A-206B及通道208蝕刻到10 nm到2 µm之間的深度213。在一個實施例中，將井206A-206B及通道208蝕刻到具有約250 nm的深度213。井206A-206B可以與通道208隔開達20 nm到500 nm之間的距離212。通道208可以具有約1 nm到200 nm的寬度214。在一個實施例中，通道208可以具有小於100 nm的寬度214。因此，第一井206A可以與第二井206B隔開達小於1000 nm的距離。
在操作130中，將第二層216（例如相對於第一層204展現合適的蝕刻選擇性程度的材料，例如氧化物層）沉積或生長在第一層204、該複數個井206A-206B、及通道208上以塗覆晶片200的每個受暴面，如圖2D-2E中所示。圖2D是晶片200的俯視圖，而圖2E是通過圖2D中標示2E的線的橫截面。第二層216沉積在晶片200的每個受暴面上方的保形層中。第二層216可以具有1 nm到100 nm之間的厚度。在一個態樣中，第二層216具有5 nm到10 nm之間的厚度。在一個實施例中，例如藉由將第一層204暴露於氧或水（H2 O）來氧化第一層204，以形成第二層216。在另一個實施例中，使用ALD來沉積第二層216。在又另一個實施例中，藉由例如藉由ALD、CVD、或PVD來沉積金屬或半導體層然後氧化金屬或半導體層以形成第二層216，來形成第二層216。
第二層216可以是KOH抗蝕刻層。在至少一個實施方式中，第二層216包括SiN。第二層216可以是抗鹼的。第二層216一般包括具有相對於SiO2 而言是低的蝕刻速率的任何合適的介電材料。第二層216的合適材料的示例更包括但不限於Al2 O3 、Y2 O3 、及TiO2 。第二層216的蝕刻速率與SiN的蝕刻速率相比一般大於約10:1，例如約100:1，例如約1,000:1。
在操作140中，暴露井206A-206B中的每一者的側壁222的一部分，如圖2F-2G中所示。圖2F是晶片200的俯視圖，而圖2G是通過圖2F中標示2G的線的橫截面。受暴側壁222的該部分與通道208相鄰，且是基板202的一部分。在一個實施例中，暴露通道208的側壁的一或更多個部分。在此類實施例中，暴露通道208的側壁的與第一井206A相鄰的第一部分，且暴露通道208的側壁的與第二井206B相鄰的第二部分。可以將通道208的側壁的第一部分及側壁的第二部分直接設置在彼此對面。可以將通道208的側壁的第一部分及側壁的第二部分設置在彼此附近。
為了暴露側壁222的該部分，執行第二圖案化過程。在第二圖案化過程中，沉積平坦化層218以為了改善光刻過程提供平坦面。接著將第二光致抗蝕層220沉積於平坦化層218上。可以將掩模與側壁222的待暴露的部分對準。第二圖案化過程包括以下步驟：光刻或圖案化第二光致抗蝕層220及平坦化層218。第二圖案化過程更包括以下步驟：例如藉由RIE或藉由濕蝕刻過程，來蝕刻第二光致抗蝕層220及平坦化層218，以暴露井206A-206B的側壁222的該部分。
在操作150中，從井206A-206B的受暴側壁222的該等部分選擇性地蝕刻第二層216，如圖2H-2I中所示。圖2H是晶片200的俯視圖，而圖2I是通過圖2H中標示2I的線的橫截面。在操作140中暴露通道208的側壁的部分的一個實施例中，從通道208的受暴側壁的該等部分選擇性地蝕刻第二層216。
為了從受暴側壁222的該等部分移除第二層216，在一個實施例中利用了濕蝕刻劑。例如，可以使用氟化物基蝕刻劑（例如稀釋的氫氟酸（DHF）），因為氧化物對氟化物蝕刻有選擇性。在另一個實施例中，利用各向同性的乾蝕刻劑來從受暴側壁222的該等部分移除第二層216。例如，乾蝕刻劑可以包括含氟蒸氣或電漿。在一個示例中，含氟蒸氣或電漿包括氟離子及/或氟自由基。選擇性蝕刻可以移除第二層216，同時保持第一層204完整。可以選擇性地從受暴側壁222的該等部分移除第二層216，同時保留井206A-206B的側表面上的第二層216，如圖2I中所示。可以接著移除第二光致抗蝕層220及平坦化層218。藉由移除第二光致抗蝕層220及平坦化層218，晶片200具有在井206A-206B的側壁的未暴露部分上的抗鹼第二層216及受暴側壁222的該等部分上的受暴矽晶體表面。
在操作160中，朝向通道208側向蝕刻受暴側壁222的該等部分。側向蝕刻劑可以包括鹼性液體化學物質，例如KOH浸蝕劑，或藉由暴露於四甲基氫氧化銨（TMAH）來進行，如圖2J及2K中所示。圖2J是晶片200的俯視圖，而圖2K是通過圖2J中標示2K的線的橫截面。在一個實施例中，側向蝕刻劑包括各向異性蝕刻。在另一個實施例中，側向蝕刻劑包括各向同性蝕刻。在操作140中暴露通道208的側壁的部分的一個實施例中，朝向井206A-206B側向蝕刻通道208的受暴側壁的該等部分。
側向蝕刻包括以下步驟：用與基板202的平坦上表面平行的方式蝕刻基板202。側向蝕刻可以是各向異性蝕刻。朝向通道208側向蝕刻受暴側壁222的該等部分形成了在第一層204下方通過基板202的隧道224或路徑。隧道224是角錐或平截頭體形的，且與第一層204的平坦上表面平行。隧道224的尺寸可以取決於受暴側壁222的該等部分的尺寸而變化。可以蝕刻隧道224，直到只有第二層216的薄膜膜片仍然存在於隧道224與通道208之間為止。
可以執行側向蝕刻達預定的時間量以沿著晶體結構的晶體刻面或晶格蝕刻基板202。預定的時間段一般被決定為相對於掩模開口減少或消除側向蝕刻。一般而言，Si基板202的>100>平面將用與溶液的溫度及KOH在H2 O中的濃度對應的速率蝕刻。對於大部分的情境而言，KOH將用約0.4nm/s與約20nm/s之間的速率蝕刻Si的>100>平面。可以藉由冷卻或加熱溶液將速率加速或減速。可以在攝氏0到100度的溫度下將受暴側壁222的該等部分暴露於蝕刻劑達0.5到5分鐘。在一個實施例中，將30重量百分比的KOH水溶液加熱到約40度，且施用達約1分鐘。
在操作170中，形成複數個奈米孔226A-226B以將隧道224連接到通道208，如圖2L-2N中所示。圖2L是晶片200的俯視圖，而圖2M是通過圖2L中標示2M的線的橫截面。圖2N繪示具有井206A-206B的晶片260的實施例，該等井被設置在通道208的同一側，其中奈米孔226A-226B是實質平行的或共軸地對準的。可以依據如針對圖2A-2M所描述的方法100形成圖2N的晶片260。
可以藉由施加電壓以誘發保留在隧道224與通道208之間的第二層216的薄膜膜片介電擊穿來形成奈米孔226A-226B，從而造成形成良好控制的、局部的、及強健的奈米孔。奈米孔226A-226B形成於角錐或截頭錐形的隧道224的尖端處。可以可選地將一或更多個電極240形成於晶片200上以施加電壓。可以將該一或更多個電極240設置在井206A-206B內及通道208內的第二層216上。可以接著在形成奈米孔226A-226B之後移除該一或更多個電極240。在另一個實施例中，晶片200包括配置為施加電壓的電極。可以將玻璃滑件228沉積於第二層216上及黏合到該第二層。
所施加的電壓一般例如藉由降解第二層216的一部分來移除第二層216的至少一部分以形成奈米孔226-226B。所施加的電壓一般包括大於第二層216的擊穿電壓的典型電壓。例如，氧化矽的擊穿電壓一般是在約2百萬伏特（MV）/cm與約6 MV/cm之間，或在材料的約200-600毫伏特（mV）/nm之間。在一個態樣中，所施加的電壓稍微小於第二層216的擊穿電壓，且施加電流較長時間，以緩慢地擊穿其餘的膜片。在另一個態樣中，所施加的電壓大於基板材料的擊穿電壓，使得奈米孔226A-226B炸穿該基板材料。若形成了具有比所需的尺寸大的尺寸的奈米孔226A-226B，則可以執行氧化過程以減少奈米孔226A-226B的尺寸。例如，可以氧化角錐或截頭錐形的隧道224的尖端以減少奈米孔226A-226B的尺寸。在一個實施例中，不將第二層216沉積於通道208的設置在隧道224之間的一部分上，或從該通道的該部分移除該第二層。在此類實施例中，可以使用操作160的側向蝕刻來形成奈米孔226A-226B，且不需要施加電壓來形成奈米孔226A-226B。
形成至少兩個井206A-206B且隨後形成至少兩個奈米孔226A-226B允許將耦接到井206A-206B的奈米孔226A-226B成對地利用或用作雙孔，以將大分子（例如蛋白質）及/或生物聚合物（例如DNA）定序。例如，可以將晶片200填以包括生物聚合物及/或大分子的電解質或導電流體。單股DNA或大分子可以穿過耦接到第一井206A的奈米孔226A再穿過耦接到第二井206B的奈米孔226B以決定生物聚合物及/或大分子的性質或附接到生物聚合物及/或大分子的材料。電性質包括電訊號，該電訊號可以基於DNA鹼基對的尺寸及/或形狀而改變。耦接到第一井206A的奈米孔226A可以控制可以用以將生物聚合物及/或大分子吸引到奈米孔226A的收集速率，且耦接到第二井206B的奈米孔226B可以控制生物聚合物及/或大分子用以穿過奈米孔226B的速度或速率，反之亦然。在另一個實施例中，經由施加具有不同大小的電場，兩個奈米孔226A、226B都影響生物聚合物及/或大分子用以穿過該等奈米孔的速率。因此，利用雙奈米孔允許雙奈米孔彼此流體連通，從而在仍然維持控制的同時造成了改善的訊噪比及較高的生物聚合物及/或大分子的捕捉速率。
因為已經依據本文中所揭露的方法形成奈米孔226A-226B，所以奈米孔226A-226B的尺寸及位置被良好地控制。奈米孔226A-226B的良好控制的尺寸一般是適於將某個尺寸的試樣定序的直徑。在一個態樣中，奈米孔226A-226B的尺寸為約100 nm或更小。在一個態樣中，奈米孔226A-226B是在約5 nm x 5 nm與約50 nm x 50 nm之間。在一個實施例中，奈米孔226A-226B具有約5 nm與50 nm之間的直徑。在一個實施例中，奈米孔226A-226B為約20 nm x 20 nm。在另一個態樣中，奈米孔226A-226B的尺寸是在約1.5 nm與約1.8 nm之間，例如約1.6 nm，其大致為單股DNA的尺寸。在另一個態樣中，奈米孔226A-226B的尺寸是在約2 nm與約3 nm之間，例如約2.8 nm，其大致為雙股DNA的尺寸。奈米孔226A-226B的良好控制的位置一般是基板上的適用於一或更多個奈米孔的配置的任何位置。在一個實施例中，奈米孔226A-226B彼此隔開小於1 µm，例如彼此隔開小於100 nm。
在一個態樣中，晶片200包括奈米孔226的陣列，如圖3A-3F中所示。本文中所揭露的方法一般用來控制該複數個奈米孔226中的每一者的位置，使得形成用於定序或其他過程的所需配置的奈米孔陣列。方法100不限於上述的操作，且可以包括一或更多個各種其他的操作。
圖3A-3F分別繪示依據各種實施例的晶片300、350的各種實施例，該等晶片具有呈現各種設計或佈局的複數個奈米孔。晶片300及350可以是圖2A-2N的晶片200。此外，圖3A-3F的通道308、隧道324、井306A-306B、及奈米孔326A-326B可以分別是圖2A-2N的通道208、隧道224、井206A-206B、及奈米孔226A-226B。
在圖3A-3B中，晶片300包括呈直角設計的井對陣列。晶片300繪示耦接到奈米孔的三對井306A-306B，其中每個井306A-306B均藉由一個隧道324耦接到一個通道308。圖3B繪示圖3A的晶片300的中心中的奈米孔326A-326B的特寫。如圖3B中所示，奈米孔326A及326B相對於彼此用實質直角設置。在一個實施例中，三對井306A-306B中的每一者具有用於將生物聚合物及/或大分子定序的相異功能，例如提供對生物聚合物及/或大分子的不同流體及電氣出入口。例如，在已經在晶片300上形成了奈米孔326A-326B之後，一般將含試樣的溶液沉積在第一組井306A-306B中且將無試樣的溶液沉積在第二組井306A-306B上方。
在通道308朝向晶片300的中心延伸時，晶片300的每個通道308均可以變窄。通道308可以具有約1 µm到20 µm的寬度330。在一個實施例中，通道308具有約10 µm的寬度330。隧道324可以具有從一個通道308延伸到另一個通道308的約0.1 µm到0.5 µm的長度332。在一個實施例中，隧道324具有約0.25 µm的長度332。在另一個實施例中，奈米孔326A-326B彼此隔開小於1 µm，例如彼此隔開小於100 nm。在圖3A-3B中，通道308具有高達20 µm的寬度，同時仍然容許奈米孔326A-326B彼此隔開小於1 µm。
因為奈米孔326A-326B相對於彼此用實質直角設置，所以奈米孔326A與326B之間的距離並不取決於通道308的寬度330，因為奈米孔326A-326B不藉由通道308分離。具有較寬的通道308也允許隧道324更大。利用具有緊密隔開的奈米孔326A-326B及較大的隧道324及通道308的晶片300允許較大量的流體穿過通道308及隧道324，從而造成在將生物聚合物及/或大分子定序時遭遇較少的電阻。如此，可以實現較高的流量及增強的電氣性質，且可以將較大的生物聚合物及/或大分子定序。
在圖3C-3D中，依據一個實施例，晶片350包括呈平行或共軸對準的井對陣列。晶片350繪示耦接到奈米孔的三對井306A-306B，其中每個井306A-306B均藉由一個隧道324耦接到一個通道308。圖3D繪示圖3C的晶片350的中心中的奈米孔326A-326B的特寫。如圖3D中所示，奈米孔326A及326B彼此實質平行地設置或共軸地對準。在一個實施例中，三對井306A-306B中的每一者具有用於將生物聚合物及/或大分子定序的相異功能，例如提供對生物聚合物及/或大分子的不同流體及電氣出入口。例如，在已經在晶片300上形成了奈米孔326A-326B之後，一般將含試樣的溶液沉積在第一組井306A-306B中且將無試樣的溶液沉積在第二組井306A-306B上方。
在圖3E-3F中，依據另一個實施例，晶片370包括呈平面內或共軸對準的井對陣列。晶片370繪示耦接到奈米孔的三對井306A-306B，其中每個井306A-306B均藉由一個隧道324耦接到一個通道308。圖3F繪示圖3E的晶片370的中心中的奈米孔326A-326B的特寫。如圖3F中所示，奈米孔326A及326B彼此實質平面內地設置或共軸地對準。奈米孔326A及326B被設置為在彼此附近或彼此實質平行。奈米孔326A及326B可以彼此隔開達距離372。與晶片300類似，奈米孔326A-326B彼此隔開的距離372並不取決於通道308的寬度，因為奈米孔326A-326B不藉由通道308分離。因此，可以實現較高的流量及增強的電氣性質，且可以將較大的生物聚合物及/或大分子定序。
在一個實施例中，三對井306A-306B中的每一者具有用於將生物聚合物及/或大分子定序的相異功能，例如提供對生物聚合物及/或大分子的不同流體及電氣出入口。例如，在已經在晶片300上形成了奈米孔326A-326B之後，一般將含試樣的溶液沉積在第一組井306A-306B中且將無試樣的溶液沉積在第二組井306A-306B上方。
圖3A-3F的實施例僅是具有雙奈米孔設計的晶片的三個示例，且不限於上述的實施例。也考慮任何合適的雙奈米孔佈局或設計。
本揭示內容的益處包括快速形成良好控制的奈米孔及具有緊鄰地形成的奈米孔對的奈米孔陣列的能力。所揭露的方法大致提供了尺寸及位置被良好控制的通過薄膜膜片的奈米孔。製造良好控制的尺寸的奈米孔的方法提供了改善的訊噪比及更高的生物聚合物及/或大分子捕捉速率，同時維持了高控制水平。單股生物聚合物及/或大分子能夠用更高的收集速率捕捉，且能夠用增加的速度傳送通過奈米孔，這增加了穿過奈米孔的電流的改變。因此，利用良好控制的奈米孔對提供了改善的DNA序列讀數。
雖然以上內容是針對本揭示內容的態樣，但也可以在不脫離本揭示內容的基本範圍的情況下設計本揭示內容的其他的及另外的態樣，且本揭示內容的範圍是由隨後的請求項所決定的。
100:方法 110:操作 120:操作 130:操作 140:操作 150:操作 160:操作 170:操作 200:晶片 202:基板 204:第一層 208:通道 210:第一光致抗蝕層 212:距離 213:深度 214:寬度 216:第二層 218:平坦化層 220:第二光致抗蝕層 222:受暴側壁 224:隧道 228:玻璃滑件 240:電極 260:晶片 300:晶片 308:通道 324:隧道 330:寬度 332:長度 350:晶片 370:晶片 372:距離 206A:井 206B:井 226A:奈米孔 226B:奈米孔 306A:井 306B:井 326A:奈米孔 326B:奈米孔
可以藉由參照態樣來獲得上文所簡要概述的本揭示內容的更詳細說明以及可以用來詳細瞭解本揭示內容的上述特徵的方式，附圖中繪示了該等態樣中的一些。然而，要注意，附圖僅繪示示例性態樣且因此並被不視為其範圍的限制，且可以容許其他等效的態樣。
圖1是依據本揭示內容用於形成複數個奈米孔的方法的過程流程。
圖2A-2N描繪晶片的俯視圖及橫截面圖，複數個奈米孔依據本文中所揭露的方法形成在該晶片中。
圖3A-3F繪示依據各種實施例具有各種奈米孔設計或佈局的晶片的各種實施例。
為了促進瞭解，已儘可能使用相同的參考標號來標誌該等圖式共有的相同構件。所預期的是，可以在不另外詳述的情況下有益地將一個態樣的構件及特徵併入其他態樣。
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200:晶片
208:通道
222:受暴側壁
224:隧道
228:玻璃滑件
240:電極
206A:井
206B:井
226A:奈米孔
226B:奈米孔

Claims (20)

  1. 一種用於形成複數個奈米孔的方法，包括以下步驟： 在一基板上沉積一第一層； 在該第一層及該基板中形成複數個井及一或更多個通道，該複數個井中的每一者均與該一或更多個通道中的一通道相鄰； 側向蝕刻一受暴側壁的一部分以將該複數個井連接到相鄰的該通道；及 形成將該複數個井中的每一者連接到相鄰的該通道的奈米孔。
  2. 如請求項1所述的方法，更包括以下步驟：在暴露該複數個井中的每一者的該側壁的該部分之前，在該第一層、該複數個井、及該一或更多個通道上沉積一第二層以塗覆每個受暴面。
  3. 如請求項2所述的方法，更包括以下步驟：在側向蝕刻該受暴側壁的該部分之前從該受暴側壁的該部分選擇性地蝕刻該第二層。
  4. 如請求項3所述的方法，其中該第二層是一含氧化物層。
  5. 如請求項3所述的方法，其中選擇性地蝕刻該第二層的步驟包括一液體酸性蝕刻。
  6. 如請求項1所述的方法，其中該基板包括一晶體結構。
  7. 如請求項6所述的方法，其中側向蝕刻該複數個井的該受暴側壁的該部分的步驟包括沿著該基板的該晶體結構的一鹼性濕蝕刻。
  8. 如請求項1所述的方法，其中形成該等奈米孔的步驟包括以下步驟：施加一電壓。
  9. 一種用於形成複數個奈米孔的方法，包括以下步驟： 在一基板上沉積一第一層； 在該第一層及該基板中形成一第一井、一第二井、及一通道，該通道被設置在該第一井及該第二井附近； 在該第一層下方形成一第一隧道，該第一隧道延伸於該第一井與該通道之間； 在該第一層下方形成一第二隧道，該第二隧道延伸於該第二井與該通道之間；及 形成將該第一隧道連接到該通道的一第一奈米孔及將該第二隧道連接到該通道的一第二奈米孔。
  10. 如請求項9所述的方法，其中該第一奈米孔被設置為距離該第二奈米孔小於1 µm。
  11. 如請求項9所述的方法，其中該第一奈米孔被設置為與該第二奈米孔實質平行。
  12. 如請求項9所述的方法，其中該第一奈米孔相對於該第二奈米孔用一實質直角設置。
  13. 如請求項9所述的方法，更包括以下步驟：在該第一層下方形成該第一隧道及該第二隧道之前，在該第一層、該第一井、該第二井、及該通道上沉積一第二層以塗覆每個受暴面。
  14. 如請求項13所述的方法，更包括以下步驟：在該第一層下方形成該第一隧道及該第二隧道之前，從該第一井的一受暴側壁的一第一部分及該第二井的一受暴側壁的一第二部分選擇性地蝕刻該第二層。
  15. 如請求項9所述的方法，其中藉由一側向蝕刻來形成該第一隧道及該第二隧道。
  16. 如請求項15所述的方法，其中該側向蝕刻包括沿著該基板的一晶體結構的一鹼性濕蝕刻。
  17. 一種元件，包括： 一第一層，設置在一基板上； 一第一井，設置通過該基板內的該第一層； 一第二井，設置通過該基板內的該第一層； 一通道，設置通過該基板內的該第一層且與該第一井及該第二井相鄰； 一第一側向蝕刻的奈米孔，耦接到該第一井及該通道；及 一第二側向蝕刻的奈米孔，耦接到該第二井及該通道，該第二奈米孔被設置為距離該第一奈米孔小於1 µm。
  18. 如請求項17所述的基板，其中該側向蝕刻的第一奈米孔通過一第一角錐形隧道耦接到該第一井，且該側向蝕刻的第二奈米孔通過一第二角錐形隧道耦接到該第二井。
  19. 如請求項17所述的基板，其中該第一井被設置為距離該第二井小於1000 nm。
  20. 如請求項17所述的基板，其中該第二奈米孔被設置為距離該第一奈米孔小於1000 nm。
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