Imec在將固態納米孔技術從實驗室帶入大規模生產方面邁出了重要一步。在IEDM 2025上，比利時研發中心展示了首次成功利用極紫外（EUV）光刻技術在晶圓級制造固態納米孔。

這一發展凸顯了前沿CMOS工藝在主流芯片擴展之外的應用。極紫外光刻正作為新型設備類別的推動力，包括醫療應用中的固態生物傳感器。

從實驗室規模的孔隙到300毫米晶圓

納米孔徑僅有幾納米，制造商將其蝕刻在薄膜上，通常是氮化硅。在浸液膜上施加電壓，使單個分子通過孔隙并產生特征性電信號。這使得納米孔成為單分子檢測（包括DNA、蛋白質和病毒）的強大工具，無需標記。

到目前為止，商業成功主要來自脂膜中蛋白質形成的生物納米孔。測序平臺利用這些納米孔，但它們在穩定性和集成方面存在限制。固態納米孔道承諾更強的堅固性、可調性以及與半導體工藝的兼容性，但大規模制造其足夠精密和均勻性仍是瓶頸。

Imec的工作直面了這一問題。在IEDM 2025的一篇論文中，團隊報告了直徑約10nm的納米孔，均勻地在整片300毫米晶圓上制造。該工藝將極紫外光刻與基于間隔的蝕刻技術相結合，實現了孔徑的精確控制和極佳的復現性。

極紫外光刻技術賦能生物傳感領域

完成納米孔制造后，Imec 將其集成到氮化硅薄膜上，并在水環境中開展了電學特性表征。DNA 易位實驗結果顯示，這些納米孔器件具備優異的信噪比與浸潤性能，這表明該工藝制造的器件不僅可實現規模化量產，還能切實應用于實際生物傳感任務。

該研究第一作者、Imec 研發項目經理 Ashesh Ray Chaudhuri 表示：“Imec 憑借自身優勢，率先實現了這一跨越。我們得以將原本專用于存儲與邏輯芯片制造的極紫外光刻技術，應用于生命科學領域。借助成熟的光刻技術平臺，我們證明固態納米孔能夠以規模化方式制造，且精度完全滿足分子傳感的需求。這為醫療健康等領域的高通量生物傳感器陣列研發打開了全新大門。”

走向系統與應用

展望未來，Imec 認為固態納米孔技術的應用前景十分廣闊，涵蓋快速診斷、個性化醫療、分子指紋識別，甚至數據存儲等領域。在極紫外納米孔制造工藝的基礎上，該機構正開發一套配備可擴展流體系統的模塊化讀出系統，助力生命科學工具開發者評估相關化學方案、器件性能與系統需求。

此外，Imec 還在將該技術拓展至電路設計領域。計劃在 2026 年國際固態電路會議（ISSCC）上，展示一款面向固態納米孔傳感的 256 通道事件驅動型專用集成電路（ASIC）讀出芯片。這項成果將展現先進電子技術與下一代納米孔陣列如何實現高度集成。