JP7174614B2 - ナノポア形成方法及び分析方法 - Google Patents
ナノポア形成方法及び分析方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7174614B2 JP7174614B2 JP2018232501A JP2018232501A JP7174614B2 JP 7174614 B2 JP7174614 B2 JP 7174614B2 JP 2018232501 A JP2018232501 A JP 2018232501A JP 2018232501 A JP2018232501 A JP 2018232501A JP 7174614 B2 JP7174614 B2 JP 7174614B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- aqueous solution
- sinx
- electrode
- nanopore
- voltage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 95
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title claims description 29
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 title claims description 8
- 229910004205 SiNX Inorganic materials 0.000 claims description 166
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 151
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 34
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 27
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 19
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- AIYUHDOJVYHVIT-UHFFFAOYSA-M caesium chloride Chemical compound [Cl-].[Cs+] AIYUHDOJVYHVIT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M lithium chloride Chemical compound [Li+].[Cl-] KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 5
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims description 3
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 141
- 239000010408 film Substances 0.000 description 84
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 81
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 34
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 13
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 11
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 10
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 9
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 8
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000004833 X-ray photoelectron spectroscopy Methods 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 238000011160 research Methods 0.000 description 5
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 4
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 4
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 4
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 4
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 238000001004 secondary ion mass spectrometry Methods 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001712 DNA sequencing Methods 0.000 description 1
- 229910003855 HfAlO Inorganic materials 0.000 description 1
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 description 1
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021607 Silver chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910007875 ZrAlO Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- FFUAGWLWBBFQJT-UHFFFAOYSA-N hexamethyldisilazane Chemical compound C[Si](C)(C)N[Si](C)(C)C FFUAGWLWBBFQJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- HKZLPVFGJNLROG-UHFFFAOYSA-M silver monochloride Chemical compound [Cl-].[Ag+] HKZLPVFGJNLROG-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
- B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
- B81C1/00—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate
- B81C1/00015—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate for manufacturing microsystems
- B81C1/00023—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate for manufacturing microsystems without movable or flexible elements
- B81C1/00087—Holes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y35/00—Methods or apparatus for measurement or analysis of nanostructures
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/002—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating the work function voltage
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
- G01N33/483—Physical analysis of biological material
- G01N33/487—Physical analysis of biological material of liquid biological material
- G01N33/48707—Physical analysis of biological material of liquid biological material by electrical means
- G01N33/48721—Investigating individual macromolecules, e.g. by translocation through nanopores
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
- H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
- B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
- B81B2201/00—Specific applications of microelectromechanical systems
- B81B2201/02—Sensors
- B81B2201/0214—Biosensors; Chemical sensors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
- B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
- B81C2201/00—Manufacture or treatment of microstructural devices or systems
- B81C2201/01—Manufacture or treatment of microstructural devices or systems in or on a substrate
- B81C2201/0101—Shaping material; Structuring the bulk substrate or layers on the substrate; Film patterning
- B81C2201/0128—Processes for removing material
- B81C2201/013—Etching
- B81C2201/0133—Wet etching
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
- B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
- B81C2201/00—Manufacture or treatment of microstructural devices or systems
- B81C2201/01—Manufacture or treatment of microstructural devices or systems in or on a substrate
- B81C2201/0101—Shaping material; Structuring the bulk substrate or layers on the substrate; Film patterning
- B81C2201/0128—Processes for removing material
- B81C2201/0146—Processes for removing material not provided for in B81C2201/0129 - B81C2201/0145
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M1/00—Apparatus for enzymology or microbiology
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M1/00—Apparatus for enzymology or microbiology
- C12M1/34—Measuring or testing with condition measuring or sensing means, e.g. colony counters
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
- C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
- C12Q1/68—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
- C12Q1/6869—Methods for sequencing
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Pathology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Immunology (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Hematology (AREA)
- Urology & Nephrology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
- Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
- Weting (AREA)
Description
本明細書の記述は典型的な例示に過ぎず、本開示の特許請求の範囲又は適用例を如何なる意味に於いても限定するものではないことを理解する必要がある。
上記以外の課題、構成及び効果は、以下の実施の形態の説明により明らかにされる。
図1(a)は、第1の実施形態に係るナノポア形成方法のための装置の構成を示す模式図である。図1(a)に示すように、ナノポア形成方法のための装置は、Si基板100、SiNx膜101、SiO2膜102、SiNx膜103、Oリング104、第1のチャンバ105、第2のチャンバ106、電極109及び110(第1の電極及び第2の電極)、配線111、並びに制御部112を備える。
(比較例1)
比較例1においては、図1のセットアップを用いて、上記の絶縁破壊方式によりナノポアの形成を試みた。
比較例2においては、所定の閾値電流を1×10-6Aに設定したこと以外は比較例1と同様にして、SiNxメンブレン(1<x<4/3)に対し、絶縁破壊方式によるナノポアの形成を試みた。また、比較例1と同様に、電圧印加時の電流値を測定し、絶縁破壊後のSiNxメンブレンのTEM観察を行った。結果を図3に示す。
比較例3においては、閾値電流を3×10-6Aに設定したこと以外は比較例1と同様にして、SiNxメンブレン(1<x<4/3)に対し、絶縁破壊方式によるナノポアの形成を試みた。また、比較例1と同様に、電圧印加時の電流値を測定し、絶縁破壊後のSiNxメンブレンのTEM観察を行った。結果を図4に示す。
比較例4においては、閾値電流を6.5×10-6Aに設定したこと以外は比較例1と同様にして、絶縁破壊方式によるナノポアの形成を試みた。また、比較例1と同様に、電圧印加時の電流値を測定し、絶縁破壊後のSiNxメンブレンのTEM観察を行った。結果を図5に示す。
実施例1において、比較例1と同様に、図1(a)のセットアップを用いて、厚さ20nmのSiNxメンブレン(1<x<4/3)に対し、絶縁破壊方式によるナノポアの形成を試みた。
実験例1と同様に、図1のセットアップを用いて、厚さ20nmのSiNxメンブレン(1<x<4/3)に対し、絶縁破壊方式によるナノポアの形成を試みた。
次に、閾値電流の値を変更した場合のナノポア形成について説明する。
実施例2において、実験例1と同様に、図1のセットアップを用いて、厚さ20nmのSiNxメンブレン(1<x<4/3)に対し、絶縁破壊方式によるナノポアの形成を試みた。
実施例3においては、閾値電流を0.5×10-6Aとしたこと以外は実施例2と同様にして、絶縁破壊方式によるナノポアの形成を試みた。また、電圧印加時の電流値を測定し、絶縁破壊後のSiNxメンブレンのTEM観察を行った。実施例2と同様にして、ナノポアの実効直径deffを求めた。図8(b)に結果を示す。
実施例4においては、閾値電流を0.3×10-6Aとしたこと以外は実施例2と同様にして、絶縁破壊方式によるナノポアの形成を試みた。また、電圧印加時の電流値を測定し、絶縁破壊後のSiNxメンブレンのTEM観察を行った。実施例2と同様にして、ナノポアの実効直径deffを求めた。図8(c)に結果を示す。
次に、第2の実施形態に係るナノポア形成方法について説明する。本実施形態は、図1のSiNx膜101に他の膜が積層された積層膜を用いる点で、第1の実施形態と異なる。
次に、第3の実施形態に係る単一のナノポア形成方法について説明する。本実施形態は、電極109及び110間に印加する電圧を、一定ではなく時間と共に変化させる点で、第1の実施形態と異なる。
次に、第4の実施形態に係る単一のナノポア形成方法について説明する。本実施形態において、制御部112は、電極109及び110間の電圧を測定するための電圧計(図示せず)をさらに備える。本実施形態のナノポア形成方法においては、電極109及び110の間に流れる電流が一定になるように電圧を制御しながら電極109及び110の間の電圧を測定し、絶縁破壊が起こった後、電極109及び110間の電圧が所定の閾値電圧値に到達したら、電極109及び110間の電流供給を停止する点で、第1の実施形態と異なる。
次に、第5の実施形態に係るナノポア形成方法について説明する。本実施形態は、第1の水溶液107及び第2の水溶液108のいずれか一方のみがpH10以上(SiNxメンブレン113の厚みが20nm以上の場合はpHが11より大きい値)であり、もう一方はpH10未満である点で、第1の実施形態と異なる。このような構成においても、絶縁破壊方式により、単一のナノポアをSiNxメンブレン113に形成することができる。
第6の実施形態においては、第1~第5の実施形態に記載のナノポア形成方法により形成したナノポアを用いた分析方法について説明する。
本開示は、上述した実施例に限定されるものでなく、様々な変形例を含んでいる。例えば、上述した実施例は、本開示を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備える必要はない。また、ある実施例の一部を他の実施例の構成に置き換えることができる。また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることもできる。また、各実施例の構成の一部について、他の実施例の構成の一部を追加、削除又は置換することもできる。
101…SiNx膜
102…SiO2膜
103…SiNx膜
104…Oリング
105…第1のチャンバ
106…第2のチャンバ
107…第1の水溶液
108…第2の水溶液
109、110…電極
111…配線
112…制御部
113…SiNxメンブレン
114、116…水溶液導入口
115、117…水溶液出口
118~122…膜
Claims (12)
- 第1の水溶液及び第2の水溶液間にSiNx膜を配置することと、
第1の電極を前記第1の水溶液に接触させ、第2の電極を前記第2の水溶液に接触させることと、
前記第1の電極及び前記第2の電極に電圧を印加することと、を含み、
前記SiNx膜は、組成比が1<x<4/3であり、
前記第1の水溶液及び前記第2の水溶液の少なくともいずれか一方は、pH10以上であり、
前記SiNx膜の膜密度は、2.8g/cm 3 以上3.2g/cm 3 以下であることを特徴とするナノポア形成方法。 - 請求項1のナノポア形成方法において、
前記第1の水溶液及び前記第2の水溶液の少なくともいずれか一方は、pH11よりも大きいことを特徴とするナノポア形成方法。 - 請求項1のナノポア形成方法において、
前記第1の電極及び前記第2の電極間を流れる電流が所定の閾値電流に到達した時点で、前記電圧の印加を停止することをさらに含むことを特徴とするナノポア形成方法。 - 請求項1のナノポア形成方法において、
前記SiNx膜の応力は、600Mpa以上であることを特徴とするナノポア形成方法。 - 請求項1のナノポア形成方法において、
前記SiNx膜は、1/200に希釈されたHF水溶液によるエッチングレートが0.5nm/min以下であることを特徴とするナノポア形成方法。 - 請求項1のナノポア形成方法において、
前記SiNx膜の膜厚は、5nm以上100nm以下であることを特徴とするナノポア形成方法。 - 請求項1のナノポア形成方法において、
前記第1の水溶液及び前記第2の水溶液は、KCl、LiCl、NaCl、CaCl2、MgCl2、CsClのうちの少なくとも1種が溶解していることを特徴とするナノポア形成方法。 - 請求項1のナノポア形成方法において、
前記第1の水溶液がpH10以上であり、前記第2の水溶液がpH10未満である場合、前記電圧は、前記第1の水溶液の電位が前記第2の水溶液の電位よりも低くなるように、前記第1の電極及び前記第2の電極に印加されることを特徴とするナノポア形成方法。 - 請求項1のナノポア形成方法において、
前記SiNx膜の表面もしくは内部に、前記SiNx膜と異なる膜が積層されていることを特徴とするナノポア形成方法。 - ナノポアを用いて測定対象物を分析する方法であって、
第1の水溶液及び第2の水溶液間にSiNx膜を配置することと、
第1の電極を前記第1の水溶液に接触させ、第2の電極を前記第2の水溶液に接触させることと、
前記第1の水溶液又は前記第2の水溶液に測定対象物を含有させることと、
前記第1の電極及び前記第2の電極に電圧を印加することにより、前記SiNx膜に前記ナノポアを形成することと、
前記測定対象物が前記ナノポアを通過する際の前記第1の電極及び前記第2の電極間の電流値を測定することで、前記測定対象物の分析を行なうことと、を含み、
前記SiNx膜は、組成比が1<x<4/3であり、
前記第1の水溶液及び前記第2の水溶液の少なくともいずれか一方は、pH10以上であり、
前記SiNx膜の膜密度は、2.8g/cm 3 以上3.2g/cm 3 以下であることを特徴とする分析方法。 - 請求項10の分析方法において、
前記第1の水溶液がpH10以上であり、前記第2の水溶液がpH10未満である場合、前記測定対象物は、前記第2の水溶液に含有されることを特徴とする分析方法。 - ナノポアを用いて測定対象物を分析する方法であって、
第1の水溶液及び第2の水溶液間にSiNx膜を配置することと、
第1の電極を前記第1の水溶液に接触させ、第2の電極を前記第2の水溶液に接触させることと、
前記第1の電極及び前記第2の電極に電圧を印加することにより、前記SiNx膜に前記ナノポアを形成することと、
前記ナノポアの形成後、前記第1の水溶液及び前記第2の水溶液の少なくとも一方を、前記測定対象物を含有した水溶液に置換することと、
前記測定対象物が前記ナノポアを通過する際の前記第1の電極及び前記第2の電極間の電流値を測定することで、前記測定対象物の分析を行なうことと、を含み、
前記SiNx膜は、組成比が1<x<4/3であり、
前記第1の水溶液及び前記第2の水溶液の少なくともいずれか一方は、pH10以上であり、
前記SiNx膜の膜密度は、2.8g/cm 3 以上3.2g/cm 3 以下であることを特徴とする分析方法。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018232501A JP7174614B2 (ja) | 2018-12-12 | 2018-12-12 | ナノポア形成方法及び分析方法 |
US17/297,132 US20220023822A1 (en) | 2018-12-12 | 2019-11-07 | Nanopore forming method and analysis method |
CN201980076376.1A CN113164899A (zh) | 2018-12-12 | 2019-11-07 | 纳米孔形成方法及分析方法 |
PCT/JP2019/043577 WO2020121697A1 (ja) | 2018-12-12 | 2019-11-07 | ナノポア形成方法及び分析方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018232501A JP7174614B2 (ja) | 2018-12-12 | 2018-12-12 | ナノポア形成方法及び分析方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020094894A JP2020094894A (ja) | 2020-06-18 |
JP7174614B2 true JP7174614B2 (ja) | 2022-11-17 |
Family
ID=71076292
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018232501A Active JP7174614B2 (ja) | 2018-12-12 | 2018-12-12 | ナノポア形成方法及び分析方法 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20220023822A1 (ja) |
JP (1) | JP7174614B2 (ja) |
CN (1) | CN113164899A (ja) |
WO (1) | WO2020121697A1 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7440375B2 (ja) | 2020-08-19 | 2024-02-28 | 株式会社日立製作所 | 孔形成方法及び孔形成装置 |
CN112079330A (zh) * | 2020-09-07 | 2020-12-15 | 深圳市儒翰基因科技有限公司 | 固态纳米孔制造方法和包括固态纳米孔的传感器 |
JP2022134179A (ja) * | 2021-03-03 | 2022-09-15 | 株式会社日立製作所 | ポア形成方法、およびポア形成装置 |
WO2023276129A1 (ja) * | 2021-07-01 | 2023-01-05 | 株式会社日立ハイテク | ナノポア形成方法 |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000193672A (ja) | 1998-12-25 | 2000-07-14 | Olympus Optical Co Ltd | 走査型プロ―ブ顕微鏡用カンチレバ―およびその作製方法 |
JP2011199062A (ja) | 2010-03-19 | 2011-10-06 | Fujitsu Ltd | キャパシタ及び半導体装置 |
US20150060276A1 (en) | 2012-03-13 | 2015-03-05 | Peking University | Nanopore Control With Pressure and Voltage |
WO2015097765A1 (ja) | 2013-12-25 | 2015-07-02 | 株式会社日立製作所 | 穴形成方法、測定装置及びチップセット |
WO2016129111A1 (ja) | 2015-02-13 | 2016-08-18 | 株式会社日立製作所 | メンブレンデバイスおよびその製造方法 |
WO2016181465A1 (ja) | 2015-05-11 | 2016-11-17 | 株式会社日立製作所 | 分析デバイス及び分析方法 |
US20180080072A1 (en) | 2014-12-31 | 2018-03-22 | Coyote Bioscience Co., Ltd. | Detection of nucleic acid molecules using nanopores and tags |
JP2018523753A (ja) | 2015-07-31 | 2018-08-23 | バーサム マテリアルズ ユーエス,リミティド ライアビリティ カンパニー | 窒化ケイ素膜を堆積するための組成物及び方法 |
JP2018534772A (ja) | 2015-10-06 | 2018-11-22 | バーサム マテリアルズ ユーエス,リミティド ライアビリティ カンパニー | コンフォーマルな金属又はメタロイド窒化ケイ素膜の堆積方法 |
JP2018187626A (ja) | 2012-05-07 | 2018-11-29 | ジ ユニバーシティ オブ オタワ | 高電界を用いたナノポアの作製 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2900284B2 (ja) * | 1990-09-12 | 1999-06-02 | カシオ計算機株式会社 | 薄膜形成方法 |
JP2001028343A (ja) * | 1999-07-15 | 2001-01-30 | Hitachi Ltd | 薄膜処理方法及び液晶表示装置 |
EP3268736B1 (en) * | 2015-03-12 | 2021-08-18 | Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) | Nanopore forming method and uses thereof |
JP6579948B2 (ja) * | 2015-12-24 | 2019-09-25 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 生体ポリマを分析するための測定試薬及び分析デバイス |
CN109312390B (zh) * | 2016-06-10 | 2022-11-11 | 株式会社日立高新技术 | 生物分子的分析方法以及分析装置 |
CN110121645B (zh) * | 2017-01-10 | 2022-03-11 | 株式会社日立高新技术 | 使用纳米孔的电流测量装置和电流测量方法 |
-
2018
- 2018-12-12 JP JP2018232501A patent/JP7174614B2/ja active Active
-
2019
- 2019-11-07 CN CN201980076376.1A patent/CN113164899A/zh active Pending
- 2019-11-07 US US17/297,132 patent/US20220023822A1/en active Pending
- 2019-11-07 WO PCT/JP2019/043577 patent/WO2020121697A1/ja active Application Filing
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000193672A (ja) | 1998-12-25 | 2000-07-14 | Olympus Optical Co Ltd | 走査型プロ―ブ顕微鏡用カンチレバ―およびその作製方法 |
JP2011199062A (ja) | 2010-03-19 | 2011-10-06 | Fujitsu Ltd | キャパシタ及び半導体装置 |
US20150060276A1 (en) | 2012-03-13 | 2015-03-05 | Peking University | Nanopore Control With Pressure and Voltage |
JP2018187626A (ja) | 2012-05-07 | 2018-11-29 | ジ ユニバーシティ オブ オタワ | 高電界を用いたナノポアの作製 |
WO2015097765A1 (ja) | 2013-12-25 | 2015-07-02 | 株式会社日立製作所 | 穴形成方法、測定装置及びチップセット |
US20180080072A1 (en) | 2014-12-31 | 2018-03-22 | Coyote Bioscience Co., Ltd. | Detection of nucleic acid molecules using nanopores and tags |
WO2016129111A1 (ja) | 2015-02-13 | 2016-08-18 | 株式会社日立製作所 | メンブレンデバイスおよびその製造方法 |
WO2016181465A1 (ja) | 2015-05-11 | 2016-11-17 | 株式会社日立製作所 | 分析デバイス及び分析方法 |
JP2018523753A (ja) | 2015-07-31 | 2018-08-23 | バーサム マテリアルズ ユーエス,リミティド ライアビリティ カンパニー | 窒化ケイ素膜を堆積するための組成物及び方法 |
JP2018534772A (ja) | 2015-10-06 | 2018-11-22 | バーサム マテリアルズ ユーエス,リミティド ライアビリティ カンパニー | コンフォーマルな金属又はメタロイド窒化ケイ素膜の堆積方法 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
MATSUI, Kazuma, et al.,Static charge outside chamber induces dielectric breakdown of solid-state nanopore membranes,Japanese Journal of Applied Physics,日本,2018年03月19日,Vol. 57 No. 4,P. 046702.1-046702.8 |
柳 至 , 外,2ステップ絶縁破壊によるナノポア形成-薄膜部分の形成と該部分の貫通によるナノポア形成-,2018年 第79回 応用物理学会秋季学術講演会[講演予稿集],日本,2018年,P. 11-025 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20220023822A1 (en) | 2022-01-27 |
JP2020094894A (ja) | 2020-06-18 |
WO2020121697A1 (ja) | 2020-06-18 |
CN113164899A (zh) | 2021-07-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7174614B2 (ja) | ナノポア形成方法及び分析方法 | |
US11255022B2 (en) | Hole forming method, measuring apparatus and chip set | |
Prabhu et al. | SEM-induced shrinking of solid-state nanopores for single molecule detection | |
JP2963617B2 (ja) | 発光シリコン | |
JP6437521B2 (ja) | 極短電気パルスによる原子的に薄い膜中のナノ孔の製造 | |
US20040229386A1 (en) | Controlled fabrication of gaps in electrically conducting structures | |
JP2006523144A (ja) | 制御された導電性構造体のギャップの製造法 | |
Mussi et al. | DNA-functionalized solid state nanopore for biosensing | |
Saxena et al. | Study of porous silicon prepared using metal-induced etching (MIE): a comparison with laser-induced etching (LIE) | |
Coglitore et al. | Metal alloy solid-state nanopores for single nanoparticle detection | |
US11333623B2 (en) | Hole forming method and hole forming apparatus | |
US20210405533A1 (en) | Nanoscale Etching of Light Absorbing Materials using Light and an Electron Donor Solvent | |
US10761057B2 (en) | Membrane device and method for manufacturing same | |
Zhang et al. | Temperature effect on translocation speed and capture rate of nanopore-based DNA detection | |
JP2017199775A (ja) | 金属汚染濃度分析方法 | |
EP2908128A1 (en) | Molecular sensing device | |
Balakin et al. | Multichannel extraction of charged species from liquid with use of track membranes | |
Grose et al. | Transistor behavior via Au clusters etched from electrodes in an acidic gating solution: Metal nanoparticles mimicking conducting polymers | |
US20190120792A1 (en) | Hydrophilic Substrate, Measuring Instrument, Device, and Hydrophilicity Retention Method | |
US20240052507A1 (en) | Pore forming method and pore forming apparatus | |
Bioud et al. | Formation and optimization of mesoporous germanium by bipolar electrochemical etching | |
Das | Nanostructure Engineering in Two-Dimensional Materials Beyond Graphene | |
Chepelianskii et al. | Long range electronic transport in DNA molecules deposited across a disconnected array of metallic nanoparticles | |
Sakurai et al. | Photoillumination effect on silicon field ion microscopy | |
CN114174798A (zh) | 颗粒分析装置的保管方法及颗粒分析装置的制造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190107 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210329 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220208 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220407 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220705 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20221101 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20221107 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7174614 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |