施例中，在覆盖聚合物层201之后，可以进一步进行图案化，仅在所需要的区域的衬底上形成聚合物层201，如图6所示。具体的实施例中，首先，可以采用上述实施例中的方法，先在衬底101上覆盖聚合物层201，厚度可以为2um，如图3所示，而后，对聚合物层201进行图案化，仅在部分区域的衬底上形成聚合物层201，可以先覆盖掩膜层(图未示出)，而后，在掩膜层的掩盖下，对聚合物层201进行刻蚀，并去除掩膜层，从而形成图案化的聚合物层201，如图6所示。
[0043]在其他一些实施例中，对于正性光刻胶、负性光刻胶或光敏的聚合物材料，可以直接采用光刻、显影的方法来形成图案化的聚合物层201。
[0044]接着，在步骤S03，采用等离子体直接对聚合物层201进行轰击，以形成柱状纳米结构301，参考图4或图7所示。
[0045]在本发明实施例中，可以采用半导体工艺中的等离子体清洗设备进行该等离子体轰击的工艺，等离子体可以为氩等离子体、氧等离子体或氮等离子体等，还可以为其他任何能够对聚合物层进行轰击的等离子体，在等离子体轰击工艺中，等离子体气源的流量为50-400sccm,腔体压力为0.2Pa，射频功率为150-350W，处理时间为2_120min。在进行等离子体的轰击之后，聚合物层201被轰击后的部分产物会再次聚合，在初始存在聚合物层的区域上形成柱状纳米结构301，该柱状纳米结构301为纳米尺寸的结构，即柱状纳米结构301的直径约为20nm-200nm，高度约为100nm_2um，纳米结构间的距离也为纳米尺寸，柱状纳米结构301可以为弯曲或倾斜的，柱状纳米结构301的某部分之间可以相互靠近，从而在柱状纳米结构301间形成大量纳米孔隙。参考图9所示，为采用本发明实施例的SERS基底的制备方法形成柱状纳米结构301后的扫描电镜照片，可以看到，形成的柱状纳米结构301形成柱状纳米森林结构，即柱状纳米结构301呈现大面积的分布，为由柱状纳米结构301组成的团簇结构，团簇结构中的柱状纳米结构301间存在纳米孔隙，有的柱状纳米结构301的头部相互靠近，形成大量纳米间隙。该柱状纳米结构301形成的团簇结构，能为SERS效应提供更多“热点”，进而能产生更强的SERS增强效果，达到检测痕量物质的目的。
[0046]在该具体的实施例中，等离子体气源为氩气，等离子体工艺的腔体的射频功率为270W，腔体压力为0.2Pa，氩气的流量为200sccm，处理的时间为60min，在轰击完全去除聚合物层201之后，在原有的聚合物层区域之上形成了柱状纳米结构301，形成的柱状纳米结构301的高度低于聚合物层201的初始高度，大约为1.4um，参考图4或图7所示。
[0047]而后，在步骤S04，覆盖金属层401，参考图5或图8所示。
[0048]该金属层401为增强拉曼散射作用的金属层，通常为贵金属薄膜，例如可以为金、银、铜或铂等。在该具体的实施例中，可以采用物理溅射的方法覆盖一层银的金属层401，银薄膜的厚度可以为30纳米，使得柱状纳米结构301上覆盖金属层401。如图10所示，为采用本发明实施例的SERS基底的制备方法形成金属层401之后的扫描电镜照片，可以看到，金属层401覆盖后的柱状纳米结构301的侧壁含有大量的纳米粗糙结构，且柱状纳米结构301组成的团簇结构内部亦存在大量的纳米孔隙，从而，可以获得高性能的SERS基底。
[0049]至此，形成了本发明实施例的SERS基底。
[0050]该SERS基底可以进一步与微流道结构相集成，形成微流控SERS检测器件。
[0051]此外，本发明还提供了由上述方法形成的SERS基底，参考图5或图8所示，包括:衬底101 ;衬底101上的柱状纳米结构301，所述柱状纳米结构301由等离子体轰击聚合物材料后形成；覆盖柱状纳米结构301的金属层401。
[0052]其中，所述聚合物材料可以包括:正性光刻胶、负性光刻胶、聚酰亚胺、聚二甲基硅氧烷或聚对二甲苯。
[0053]所述等离子体可以包括氩等离子体、氧等离子体或氮等离子体。
[0054]所述柱状纳米结构组成团簇结构，团簇结构中的柱状纳米结构间存在纳米孔隙。
[0055]金属层通常为贵金属薄膜，例如可以为金、银、铜或铂等。
[0056]以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。
[0057]虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
【主权项】
1.一种SERS基底的制备方法，其特征在于，包括: 提供衬底； 在所述衬底上形成聚合物层； 采用等离子体对聚合物层进行轰击，以形成柱状纳米结构； 覆盖金属层。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述聚合物层包括:正性光刻胶、负性光刻胶、聚酰亚胺、聚二甲基硅氧烷或聚对二甲苯。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述等离子体包括氩等离子体、氧等离子体或氮等离子体。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述金属层为金、银、铜或铂。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述聚合物层的厚度为0.2um-5um。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，等离子体气源的流量为50-400sccm，腔体压力为0.2Pa，射频功率为50-350W，处理时间为2_120min。7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述柱状纳米结构形成团簇结构，团簇结构中的柱状纳米结构间存在纳米孔隙。8.一种SERS基底，其特征在于，包括: 衬底； 衬底上的柱状纳米结构，所述柱状纳米结构由等离子体轰击聚合物材料后形成； 覆盖柱状纳米结构的金属层。9.根据权利要求8所述的SERS基底，其特征在于，所述柱状纳米结构形成团簇结构，团簇结构中的柱状纳米结构间存在纳米孔隙。10.根据权利要求8所述的SERS基底，其特征在于，所述聚合物材料包括:正性光刻胶、负性光刻胶、聚酰亚胺、聚二甲基硅氧烷或聚对二甲苯。
【专利摘要】本发明公开了一种SERS基底的制备方法，包括：提供衬底；在所述衬底上形成聚合物层；采用等离子体直接对聚合物层进行轰击，以形成柱状纳米结构；覆盖金属层。该方法形成的SERS基底，可以有效增强拉曼散射信号，工艺简单且可控性强，适用于大规模的商业化生产。
【IPC分类】G01N21/65
【公开号】CN104931480
【申请号】CN201510338662
【发明人】毛海央, 唐力程
【申请人】中国科学院微电子研究所
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年6月17日