变窄。
[0070] 制造纳米孔（固态和生物学纳米孔）的方法，均列于如下公开文献中，其通过以不 与本公开内容相冲突的方式引用其全文内容纳入本文。
[0071] Nanopore sensors for nucleic acid analysis (用于核酸分析的纳米孔传感 器），Bala Murali Venkatesan 和 Rashid Bashir
[0072] Nature Nanotechnology, 6, 615 - 624(2011), doi:10. 1038/nnano. 2011. 129.
[0073] Disease Detection and Management via Single Nanopore-Based Sensors (通 过基于单一纳米孔的传感器的疾病检测和管理）
[0074] Reiner, Joseph E. ；Bali jepalli, Arvind ；Robertson, Joseph W. F.等·
[0075] CHEMICAL REVIEWS 卷号：112 期号：12 页码：6431-6451D0I:10. 1021/cr300381m DEC 2012.
[0076] Single molecule sensing with solid-state nanopores :novel materials，methods，and applications (用固态纳米孔感测单分子：新材料、方法和应用）
[0077] Miles，BN(Miles，Benjamin N.) [1] ;Ivanov，AP(Ivanov，Aleksandar P.) [1]等·
[0078] CHEMICAL SOCIETY REVIEWS 卷号：42 期号：1 页码：15-28D01:10. 1039/ c2cs35286a 2013.
[0079] Electron-beam-induced deformations of Si02 nanostructures (电子束诱导的 Si02纳米结构形变）
[0080] Storm, AJ (Storm, AJ) ；Chen, JH(Chen, JH) ；Ling, XS (Ling, XS)； Zandbergen, HW(Zandbergen, HW) ；Dekker, C(Dekker, C)
[0081] JOURNAL OF APPLIED PHYSICS 卷号：98 期号：DOI :10. 1063/1. 1947391 JUL 12005.
[0082] 自对准纳米孔制造
[0083] 图4说明用于纳米孔装置制造的一个示例性结构，其包括在单或双纳米孔（例如， 圆锥形、锥形等）构成的底侧上的"自对准掩模构成"。双蚀刻特征结构具有两个目的：（1) 形成供于高敏感FET信号转导的纳米孔点位置，和（2)双结构上的自对准掩模是在两侧上 制造自对准植入障碍掩模供于氧离子植入以供隐埋氧化物构成所需要的。自对准掩模的制 造通过例如利用紫外线透射通过例如亚-500nm硅膜来完成。除紫外线透射以外，还可采用 红外线光刻、X射线光刻和e束图形化技术。或者，可首先形成亚-IOOnm纳米孔（或亚微 米孔），然后可通过采用透射出纳米孔至另一侧上被覆的抗蚀图的紫外光（或e束或X射 线光）来形成自对准掩模。如此形成的纳米孔可以通过例如沉降薄膜、生长热敏膜或采用 e束/热敏诱导的形变来缩小/变窄。
[0084] 为形成双纳米孔，采用具有开口 406的掩模（例如，SiN) 404将蚀刻特征（例如， 圆锥形、倒置锥形等）408 (约1. 5 μ m)蚀刻进入有图案的SOI基质402 (约2 μ m)。这之后， 将正性紫外光致抗蚀剂410喷在片的背侧上（氮化物薄膜顶部上）。因为紫外线投射通过 薄硅膜或利用紫外线投射通过纳米孔，背侧抗蚀剂由前侧的紫外线入射暴露，以产生自对 准的抗蚀窗412,与顶部蚀刻区408相对称。或者，通过在蚀刻的区域（如掩模）中采用纳 米颗粒或珠来产生自对准掩模。或者，采用聚焦的离子束或散射沉积或e束沉降或可用的 其它技术来使掩模图形化。在两侧上形成的自对准掩模用作供于SIMOX氧植入的掩模。通 过植入隐埋氧化物构成之后，采用氮化物膜404作为碱蚀刻掩模，如图4中所示，采用化学 终止纳米孔制造技术来实现自对准单或双纳米孔414。
[0085] 绝缘体上的硅（S0I，1~1000 μm薄膜）上的双特征纳米孔
[0086] 当采用SOI基质作为装置制造的基本材料时，基质硅的背侧可沿埋入的氧（BOX) 层蚀刻开，并且在SOI薄膜上获得装置纳米孔，该薄膜约为1~2000微米厚。在一个示例 性情况中，初始SOI膜的厚度为2微米~1000微米。
[0087] 自对准氧植入掩模的制造
[0088] 或者，可通过先使氧植入掩模层例如氮化物、铬薄膜沉积，然后进行光致抗蚀剂旋 转来制造自对准氧植入掩模。光致抗蚀剂，因为是粘性液体，将填充所述特征（例如，圆锥 形或倒置锥形结构）。在软烘（soft-baking)所述光致抗蚀剂之后，将所述片处理至氧等离 子体，其中顶部大多数光致抗蚀剂被完全蚀刻掉，仅留存凹陷区域中的光致抗蚀剂。用带图 案的抗蚀剂作为掩模蚀刻铬薄膜。然后，该铬层用作蚀刻掩模，供于反应性离子蚀刻过程中 的氮化物蚀刻。
[0089] 供于隐埋氧化物的氧植入和退火
[0090] 参照图5,单或双结构502 -旦形成，即形成供于氧植入的氮化物掩模504、506。氧 植入层508将硅通道510与用于偏置所述通道进入反型、积聚或贫化的硅埋入栅极512分 开，这是装置指数耦合所需的。在氧植入和后续退火步骤之后，为了产生隐埋氧化物双层， 使所述片对光图形化做好准备。图10说明根据该技术的穿过基质形成的蚀刻特征或结构 308,包括埋入的或基质娃层602、隐埋氧化物层604和顶部半导体层606。
[0091] 以下公开文献讨论在硅片上的SMOX植入和隐埋氧化物形成以及蚀刻的硅片，其 通过引用其全文纳入本文。
[0092] Fabrication of[110]-aligned Si quantum wires embedded in Si02 by low-energy oxygen implantation(通过低能量氧植入的包埋在Si02中的[110]对准的 Si量子线的制造）
[0093] Yukari Ishikawa a, N. Shibata S. Fukatsu
[0094] Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B (《物理研宄中的核 仪器和方法B》）147 (1999) 304 ±309
[0095] 光图形化和装置定义
[0096] 不同的孔和层一旦形成，采用光图形化来分离和/或提供通向所述三层各自的通 道一埋入的硅栅极512,其以夹心式埋在氧化物层508之间；埋入的氧化物层508作为FET 装置的栅氧化层；然后采用传统的光刻法（双侧）使硅通道图形化以在氮化物掩模层中打 开窗口，然后掺入η+以在结构518的任一侧形成源区514和漏区516。然后可对源区514、 漏区516和埋入的栅极区508形成金属接触-以获得功能性的MOSFET装置。
[0097] FDEC纳米孔活性装置表面的ALD共形介质覆层
[0098] 为了实现对顶部硅-氧化物界面处的表面状态的高度控制，原先的氧化物用以共 形方式采用原子层沉积被覆的选择介电材料替代。
[0099] 对I MHz操作装置的表征和检测，方法改进
[0100] 采用标准η-MOS表征和处理优化步骤来提高装置性能特征。
[0101] 纳米孔制造的其它方法：
[0102] 采用MBE、CVD或其它技术可如下进行装置顶部半导体膜的形成：
[0103] 步骤1 :制造硅或任何半导体材料或任何导体材料中的纳米孔。
[0104] 步骤2 :用氧化物或氮化物或前文定义的其它CMOS相关的介电材料沉积或生长或 被覆上述纳米孔装置。
[0105] 步骤3 :在上述结构的顶部上沉积或生长或被覆其它结晶或多晶或无定形半导体 材料膜或金属材料膜或绝缘体材料膜。
[0106] 步骤4 :采用该结构作为FET结构，必要时通过形成源漏区，其可用于感测生物分 子（例如蛋白质或DNA)通过如本申请其它部分中或本文提及的其它文献中所述的纳米孔 的移位。
[0107] 本文所述的方法还可包括形成覆盖纳米孔的至少一个脂质双层，和/或向所述结 构添加生物学和/或化学物质以形成生物学和/或化学纳米孔。
[0108] 装置使用方法
[0109] 本文所述的装置可用于检测和表征多种材料，包括有机分子、离子物质、纳米颗 粒、分子物质、选自下组的材料：DNA分子、蛋白质分子、肽分子、RNA分子、合成的寡核苷酸 分子以及合成的肽或多肽分子，或这些材料的组合，以及用选自下组的至少一种标签修饰 的任何这些材料：金属物质、金属有机物质、化学修饰剂、生物分子标签、互补杂交链分子、 肽、多肽、寡核苷酸、锌指、纳米颗粒、量子点、有机染料、珠、纳米线和纳米管。
[0110] 图8说明装置800,包括基质802、蚀刻区804、绝缘区806、覆盖绝缘区806且覆盖 基质802的第一表面形成的源区808,以及覆盖绝缘区806且覆盖所述基质的第一表面形成 的漏区810。在装置800的操作过程中，检测和/或表征通过装置800的纳米孔814的材料 812〇
[0111] 测序方法：
[0112] 对未修饰ssDNA的测序：
[0113] 如前述部分讨论，本文所述的装置可以不同操作模式（即，电势偶联模式和带电 偶联模式）作为传感器操作。文献中已报道了毫伏特级的纳米孔电容器电极上的基础电 荷诱导电势，经响应纳米孔电容器中外部施加的场来计算，其在量级分部和空间分布中的 基础之间变化。数百微伏特至毫伏特级上的电势变化应可通过如本文所述以电势耦合模式 (装置具有非常少的缺陷态）操作来检测。以微秒/碱基的高速通过数nm直径的纳米孔缩 窄的DNA核苷酸移位，参见100K~IMHz频率和数百微伏特振幅的AC信号。此类电势变化 将在纳米孔边缘处放大，并进一步通过所述装置与反型通道耦合。与反型或积聚通道耦合 的装置在完全贫化的膜中可以是指数的。用内部放大因子（归因于纳米孔-弯曲场和装置 耦合的联合放大）以IOMHz频率或更高频率操作的FET装置预计能够检测以兆碱基/秒速 度通过的未修饰的DNA核苷酸。
[0114] 通过纳米孔装置的移位过程中的上述电势变化与电荷变化相关联，更特定地与个 体碱基之间的偶极变化相关联。此类电荷，偶极变化可由电荷耦合模式的本公开内容所述 的装置读取。我们已证明在胺连接气相检测中，采用平面装置电荷、偶极耦合的灵敏度高达 数部分/万亿。采用本公开内容所述的装置，待放大的一个预期电荷耦合具有碱基读出的 更高灵敏度。但是电荷耦合模式的读出速度收到界面俘获状态耦合速度（毫秒时间量级） 的限制。因此，装置电荷耦合比装置电势耦合慢几个数量级。
[0115] 本方法可用于修饰的DNA核苷酸和未修饰的DNA。
[0116] 通过