Imec利用极紫外光刻技术对固态纳米孔进行缩放
Imec在将固态纳米孔技术从实验室带入大规模生产方面迈出了重要一步。在IEDM 2025上，比利时研发中心展示了首次成功利用极紫外（EUV）光刻技术在晶圆级制造固态纳米孔。
这一发展凸显了前沿CMOS工艺在主流芯片扩展之外的应用。极紫外光刻正作为新型设备类别的推动力，包括医疗应用中的固态生物传感器。
从实验室规模的孔隙到300毫米晶圆
纳米孔径仅有几纳米，制造商将其蚀刻在薄膜上，通常是氮化硅。在浸液膜上施加电压，使单个分子通过孔隙并产生特征性电信号。这使得纳米孔成为单分子检测（包括DNA、蛋白质和病毒）的强大工具，无需标记。
到目前为止，商业成功主要来自脂膜中蛋白质形成的生物纳米孔。测序平台利用这些纳米孔，但它们在稳定性和集成方面存在限制。固态纳米孔道承诺更强的坚固性、可调性以及与半导体工艺的兼容性，但大规模制造其足够精密和均匀性仍是瓶颈。
Imec的工作直面了这一问题。在IEDM 2025的一篇论文中，团队报告了直径约10nm的纳米孔，均匀地在整片300毫米晶圆上制造。该工艺将极紫外光刻与基于间隔的蚀刻技术相结合，实现了孔径的精确控制和极佳的复现性。
极紫外光刻技术赋能生物传感领域
完成纳米孔制造后，Imec 将其集成到氮化硅薄膜上，并在水环境中开展了电学特性表征。DNA 易位实验结果显示，这些纳米孔器件具备优异的信噪比与浸润性能，这表明该工艺制造的器件不仅可实现规模化量产，还能切实应用于实际生物传感任务。
该研究第一作者、Imec 研发项目经理 Ashesh Ray Chaudhuri 表示：“Imec 凭借自身优势，率先实现了这一跨越。我们得以将原本专用于存储与逻辑芯片制造的极紫外光刻技术，应用于生命科学领域。借助成熟的光刻技术平台，我们证明固态纳米孔能够以规模化方式制造，且精度完全满足分子传感的需求。这为医疗健康等领域的高通量生物传感器阵列研发打开了全新大门。”
走向系统与应用
展望未来，Imec 认为固态纳米孔技术的应用前景十分广阔，涵盖快速诊断、个性化医疗、分子指纹识别，甚至数据存储等领域。在极紫外纳米孔制造工艺的基础上，该机构正开发一套配备可扩展流体系统的模块化读出系统，助力生命科学工具开发者评估相关化学方案、器件性能与系统需求。
此外，Imec 还在将该技术拓展至电路设计领域。计划在 2026 年国际固态电路会议（ISSCC）上，展示一款面向固态纳米孔传感的 256 通道事件驱动型专用集成电路（ASIC）读出芯片。这项成果将展现先进电子技术与下一代纳米孔阵列如何实现高度集成。
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