石墨烯测序器件及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种石墨烯测序器件，包括：位于衬底上的绝缘层；位于绝缘层上的石墨烯纳米带，具有晶界；位于石墨烯纳米带中的纳米孔，其中纳米孔与晶界共同构成石墨烯电极；以及位于纳米孔两侧的石墨烯纳米带上的金属电极。依照本发明专利技术的石墨烯测序器件及其制造方法，制备工艺条件相对简单，使用创新型的分布在晶界两侧的两个半圆弧形电极有助于降低由于DNA分子结构波动产生的影响，提高测试的稳定性和可靠性。加之利用晶界对电流的抑制作用可以有效降低背景电流的大小提高信噪比。单层石墨烯的厚度仅约为0.35nm低于一个DNA碱基的长度，可以有效提高NDA测序的分辨率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种半导体器件及其制造方法，特别是涉及一种使用多晶石墨烯晶界的石墨烯测序器件及其制造方法。
技术介绍
DNA作为生物存储遗传信息的介质记录了各种生物的绝大部分的信息，换句话说生物多样性在分子量级上的体现就是DNA的多样性。如果要破译DNA所承载的遗传信息就必须首先测定DNA的序列。DNA测序技术作为现代生命科学的核心技术之一，自1977年“化学裂解法”和“链终止法”专利技术以来得到了快速的发展，然而时至今日快速准确的DNA测序仍然是一个世界性的难题。快速高分辨率的DNA测序方法对于推动现代生命科学更快的发展有着至关重要的作用。作为新一代的DNA测试技术，纳米孔测序为DNA快速测序提供了可能性。使用纳米孔的DNA测序技术主要包括使用测定纵向(垂直于纳米孔表面的方向)的离子电流的强度变化与测定横向隧穿电流的变化两种方式。这两种方式各自优缺点也比较明显，使用纵向离子电流的方式由于纳米孔深度的限制使得分辨率比较低，而横向隧穿电流的方>法因为对电极的要求本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种石墨烯测序器件，包括：位于衬底上的绝缘层；位于绝缘层上的石墨烯纳米带，具有晶界；位于石墨烯纳米带中的纳米孔，其中纳米孔与晶界共同构成石墨烯电极；以及位于纳米孔两侧的石墨烯纳米带上的金属电极。

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯测序器件，包括：
位于衬底上的绝缘层；
位于绝缘层上的石墨烯纳米带，具有晶界；
位于石墨烯纳米带中的纳米孔，其中纳米孔与晶界共同构成石
墨烯电极；以及
位于纳米孔两侧的石墨烯纳米带上的金属电极。
2.如权利要求1的石墨烯测序器件，其中，衬底包括体Si、SOI、体
锗、GeOI、SiGe、Si:C、GaN、GaAs、InSb、InP。
3.如权利要求1的石墨烯测序器件，其中，绝缘层包括氧化硅、氮
化硅、氮氧化硅、类金刚石无定形碳(DLC)及其组合。
4.如权利要求1的石墨烯测序器件，其中，纳米孔位于石墨烯纳米
带中心。
5.如权利要求1的石墨烯测序器件，其中，纳米孔为圆形、椭圆、
双曲形、橄榄形、矩形、扇形、梯形及其组合。
6.如权利要求1的石墨烯测序器件，其中，石墨烯纳米带的晶界方
向不同于石墨烯纳米带的延伸方向。
7.如权利要求1的石墨烯测序器件，其中，纳米孔的孔径为0.1～
10nm。
8.一种石墨烯测序器件的制造方法，包括：
在衬底上形成绝缘层；
在衬底背面形成衬底开口；
在绝缘层中形成第一纳米孔，暴露衬底；
在绝缘层上形成石墨烯纳米层；
在石墨烯纳米层中形成第二纳米孔，直至暴露衬底；
图案化石墨烯纳米层，形成沿第一方向延伸的石墨烯纳米带；
在第一和/或第二纳米孔两侧的石墨烯纳米带上形成金属电极。
9.如权利要求8的石墨烯测序器件的制造方法，其中，衬底包括体
Si、SOI、体锗、GeOI、SiGe、S...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾昆鹏，粟雅娟，聂鹏飞，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11