CN109943825A - 一种三层纳米孔薄膜及其制备方法和应用 - Google Patents
一种三层纳米孔薄膜及其制备方法和应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种三层纳米孔薄膜及其制备方法和应用。本发明制备方法包括如下步骤：提供一块基板，在基体两侧表面沉积Si3N4/SiO2双层纳米薄膜，在顶层SiO2薄膜上沉积一层Si3N4薄膜，刻蚀基体一侧薄膜形成基体释放窗口，刻蚀基板得到三层纳米薄膜，采用反应离子刻蚀从基体释放窗口刻蚀Si3N4薄膜减薄，得到悬空的三层纳米薄膜结构，使用氦离子束刻蚀出三层纳米通孔。本发明的三层纳米孔薄膜的制备方法先沉积形成Si3N4/SiO2层，再采用原子层沉积或分子气相沉积形成Si3N4顶层，各层厚度均匀可控，层间接触平整，薄层质量稳定，制备方法操作简单，无需沉积层减薄，提高了生产效率，节约了生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及生物化学检测材料技术领域，更具体地，涉及一种三层纳米孔薄膜及其制备方法和应用。
背景技术
基于纳米孔的DNA测序方法是1996年John Kasianowicz在Coultre的专利基础上提出来的，其工作原理为当DNA分子在电场的驱动下穿过纳米孔时，由于DNA物理占位，将会改变纳米通道的电阻，电阻的变化将导致离子电流的变化，形成类似方波信号的调制电流，通过分析调制电流方波信号的幅度、驻留时间，辨识DNA的四种碱基(A，C，G，T)，从而达到对DNA的测序目的。该方法具有结构简洁、速度快、操作简便等特点，被认为是第三代基因测序技术中最具竞争力的测序方案。使用纳米孔进行DNA测序中，纳米孔传感器的空间分辨率由膜的厚度和纳米孔周围的进入阻力区域的尺寸所决定的，DNA中相邻核苷酸之间的距离非常短(约0.4nm)，在DNA测序中，若纳米孔的长度即纳米薄膜厚度，相比碱基的长度过长，同时堵塞纳米孔的将超过几个碱基，这会影响单碱基的辨识，例如有十几个碱基堵塞纳米孔，那么对离子电流的调制是这十几个碱基的共同调制，因此很难实现单碱基辨识。因此为了提高纳米孔的空间分辨率，高度准确地区分DNA中的每个核苷酸，稳定地制造超薄纳米薄膜并在这种薄膜中稳定地形成纳米孔是一个重大挑战。现有技术中有使用多晶硅牺牲层工艺制造用于固态纳米孔的3nm厚的Si3N4薄膜，但是使用牺牲层工艺进行制备仍会由于去除牺牲层的不同蚀刻剂而难以稳定地制备超薄纳米薄膜。因此，如何稳定地制备出超薄薄膜并稳定地形成纳米孔，是基于纳米孔的DNA测序方法所面临的严峻的挑战。现有技术CN109182484A一种DNA碱基序列检测的纳米孔三明治结构及其制作方法，该技术的制备方法中采用化学沉积LP-CVD直接沉积Si3N4/SiO2/Si3N4三层纳米结构，此操作一方面是很难得到超薄纳米薄层，另一方面形成的薄层质量不好，容易产生凸起，形成裂纹，影响整个纳米薄层的结构应力。
因此，本发明提供一种采用化学沉积和原子层沉积相结合的制备工艺得到的三层纳米孔薄膜不仅具有超薄结构且能够稳定地制备出三层纳米孔薄膜，对于解决DNA测序中提高纳米孔的空间分辨率，提高准确率具有非常重要的意义。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有三层纳米孔薄膜DNA测序的空间分辨率不高，检测结果不够准确的缺陷和不足，提供一种三层纳米孔薄膜。
本发明的另一目的是提供一种三层纳米孔薄膜的制备方法。本发明的制备方法解决现有技术所遇到的障碍，对薄膜的稳定制造和纳米孔的稳定性都有一定的保障，同时实现现有技术与CMOS技术相兼容，能有效提高制造效率，降低制造工艺复杂程度。
本发明的又一目的在于提供一种三层纳米孔薄膜在DNA测序中的应用。
本发明上述目的通过以下技术方案实现：
一种三层纳米孔薄膜的制备方法，包括如下步骤：
S1.在基板两侧表面沉积Si3N4层，在Si3N4层表面继续SiO2层，形成Si3N4/SiO2双层纳米结构，其中Si3N4层的厚度为20～200nm，SiO2层的厚度为20～200nm；
S2.采用原子层沉积或分子气相沉积在上述基板一侧的Si3N4/SiO2双层纳米薄膜上沉积Si3N4层，Si3N4层的厚度≤10nm，形成Si3N4/SiO2/Si3N4三层纳米结构；
S3.在上述基板的Si3N4/SiO2双层纳米结构的一侧刻蚀Si3N4/SiO2层形成基体释放窗口；
S4.从上述基体释放窗口刻蚀基板，得到Si3N4/SiO2/Si3N4三层纳米结构；
S5.从上述基体释放窗口继续刻蚀所述Si3N4/SiO2/Si3N4三层纳米结构的Si3N4层，将其减薄至3～10nm，得到悬空Si3N4/SiO2/Si3N4三层纳米薄膜结构；
S6.刻蚀上述悬空Si3N4/SiO2/Si3N4三层纳米薄膜结构，得到三层纳米通孔，所述纳米通孔孔径为2～200nm。
其中本发明的S1中Si3N4/SiO2双层纳米结构的沉积可以采用低压化学气相沉积(LP-CVD)。
其中本发明的基体释放窗口尺寸范围为500μm×500μm～2000μm×2000μm。
现有技术中直接采用LP-CVD沉积得到的Si3N4/SiO2/Si3N4三层纳米结构，LP-CVD沉积无法实现单面沉积，在基体的两侧均形成相同的沉积层，且容易产生凸起，不仅难以制备得到超薄的薄膜层，且薄膜层的质量不佳，容易产生裂纹等，一下薄膜应力。本发明的制备方法先再两侧沉积形成Si3N4/SiO2层，再采用原子层沉积或分子气相沉积在单层形成Si3N4层，不仅可以控制沉积层的形成面，且可以调控沉积层的厚度，以最终制备得到超薄薄膜层。低压化学气相沉积(LP-CVD)或等离子增强型化学气相淀积(PE-CVD)一方面无法控制单侧Si3N4层的形成，另一方面在Si3N4层形成后，需要再次采用反应离子刻蚀(RIE)刻蚀顶层Si3N4薄膜，将其减薄设定厚度，不仅操作繁琐且增加了生产成本和资源浪费。
另外本发明的三层纳米孔薄膜的三层薄膜结构与基板的附着性好，且力学性能优于，可以保障三层纳米薄膜结构和纳米孔的稳定性。
优选地，S1中所述Si3N4层的厚度为20～100nm，SiO2层的厚度为20～100nm。SiO2层太薄会造成整体机械性能会下降，优选50nm。而Si3N4层是用于DNA检测的，后续将进行减薄，与最终所要达到的厚度相差太大造成后期耗时费力，且Si3N4层的厚度直接关系到检测孔的长度，影响空间分辨率的提高。
优选地，S2中所述Si3N4层的厚度为3～10nm。
优选地，S5中所述Si3N4/SiO2/Si3N4三层纳米结构的Si3N4层减薄至3～5nm。
优选地，S6中所纳米通孔孔径为5～100nm。刻蚀纳米孔的冲击能量等会对薄膜有一定的损伤，所以只能通过薄膜的制备方法尽可能提高薄膜稳定性。其次，在保证DNA可以过孔的前提下，孔应该尽可能小，过孔时的电流信号会更明显。
优选地，S3中所述Si3N4/SiO2层的刻蚀方法为反应离子刻蚀或磷酸溶液刻蚀。
优选地，S4中所述刻蚀基板的刻蚀方法为碱性溶液刻蚀，所述碱性溶液为氢氧化钾溶液或四甲基氢氧化铵溶液。
优选地，所述基板为单晶硅、多晶硅、掺杂硅、锗或锗硅。
一种上述制备方法制备得到的三层纳米孔薄膜也在本发明的保护范围之内。
一种上述三层纳米孔薄膜在DNA测序中的应用也在本发明的保护范围之内。DNA测序的准确性很大程度上依赖于纳米传感器的纳米孔结构的稳定性，本发明提供的三层纳米孔薄膜的薄膜层的纳米孔均形成稳定，能够很好的提高DNA测序的空间分辨率。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明的三层纳米孔薄膜的制备方法先沉积形成Si3N4/SiO2层，再采用原子层沉积或分子气相沉积形成Si3N4顶层，各层厚度均匀可控，层间接触平整，薄层质量稳定；
(2)本发明的三层纳米孔薄膜的制备方法操作简单，无需沉积层减薄，提高了生产效率，节约了生产成本；
(3)本发明的三层纳米孔薄膜的厚度为3～10nm，孔径大小为5～100nm，可稳定形成超薄纳米孔。
附图说明
图1为基体示意图。
图2为S1沉积Si3N4层20和30的示意图。
图3为S1沉积SiO2层21和31的示意图。
图4为S2沉积Si3N4层22的示意图。
图5为对比例S2的LP-CVD沉积Si3N4层22和32。
图6为S3刻蚀基体释放窗口4示意图。
图7为S4的结构示意图。
图8为S5的结构示意图。
图9为对比例1的S5的结构示意图。
图10为S6的结构示意图，
1-基板，20,30-Si3N4纳米薄膜，21,31-SiO2纳米薄膜，22,32-Si3N4纳米薄膜
4-释放窗口，5-三层纳米孔，2-第一复合膜，3-第二复合膜。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。除非另有说明，本发明实施例采用的原料试剂为常规购买的原料试剂。
实施例1
一种三层纳米孔薄膜的制备方法，如图1～4，6～8，10所示，包括如下步骤：
S1.在掺杂后的单晶硅基板1两侧表面采用采用低压化学气相沉积(LP-CVD)沉积Si3N4层(20和30)，在Si3N4层表面继续SiO2层(21和31)，形成Si3N4/SiO2双层纳米结构，其中Si3N4层的厚度为30nm，SiO2层的厚度为40nm；
S2.采用原子层沉积在基板一侧的Si3N4/SiO2双层纳米薄膜上沉积Si3N4层22，Si3N4层的厚度5nm，形成Si3N4/SiO2/Si3N4三层纳米结构；
S3.在上述基板的Si3N4/SiO2双层纳米结构的一侧通过反应离子刻蚀刻蚀Si3N4/SiO2层形成基体释放窗口4，窗口尺寸范围为800μm×800μm；
S4.使用碱性溶液从基体释放窗口刻蚀基板，得到Si3N4/SiO2/Si3N4三层纳米结构，碱性溶液为浓度为30％的KOH溶液；
S5.采用反应离子从上述基体释放窗口继续刻蚀所述Si3N4/SiO2/Si3N4三层纳米结构的Si3N4层，将其减薄至5nm，得到悬空Si3N4/SiO2/Si3N4三层纳米薄膜结构；
S6.刻蚀上述悬空Si3N4/SiO2/Si3N4三层纳米薄膜结构，得到三层纳米通孔5，所述纳米通孔孔径为50nm，孔长为5nm。
实施例2
一种三层纳米孔薄膜的制备方法，包括如下步骤：
S1.在掺杂后的多晶硅基板两侧表面采用采用低压化学气相沉积(LP-CVD)沉积Si3N4层，在Si3N4层表面继续SiO2层，形成Si3N4/SiO2双层纳米结构，其中Si3N4层的厚度为100nm，SiO2层的厚度为100nm；
S2.采用原子层沉积在基板一侧的Si3N4/SiO2双层纳米薄膜上沉积Si3N4层，Si3N4层的厚度5nm，形成Si3N4/SiO2/Si3N4三层纳米结构；
S3.在上述基板的Si3N4/SiO2双层纳米结构的一侧通过反应离子刻蚀刻蚀Si3N4/SiO2层形成基体释放窗口，窗口尺寸范围为800μm×800μm；
S4.使用碱性溶液从基体释放窗口刻蚀基板，得到Si3N4/SiO2/Si3N4三层纳米结构，碱性溶液为浓度为30％的KOH溶液；
S5.采用反应离子从上述基体释放窗口继续刻蚀所述Si3N4/SiO2/Si3N4三层纳米结构的Si3N4层，将其减薄至10nm，得到悬空Si3N4/SiO2/Si3N4三层纳米薄膜结构；
S6.刻蚀上述悬空Si3N4/SiO2/Si3N4三层纳米薄膜结构，得到三层纳米通孔，所述纳米通孔孔径为50nm，孔长为10nm。
实施例3
一种三层纳米孔薄膜的制备方法，包括如下步骤：
S1.在掺杂后的锗基板1两侧表面采用采用低压化学气相沉积(LP-CVD)沉积Si3N4层，在Si3N4层表面继续SiO2层，形成Si3N4/SiO2双层纳米结构，其中Si3N4层的厚度为200nm，SiO2层的厚度为200nm；
S2.采用原子层沉积在基板一侧的Si3N4/SiO2双层纳米薄膜上沉积Si3N4层，Si3N4层的厚度5nm，形成Si3N4/SiO2/Si3N4三层纳米结构；
S3.在上述基板的Si3N4/SiO2双层纳米结构的一侧通过反应离子刻蚀刻蚀Si3N4/SiO2层形成基体释放窗口，窗口尺寸范围为800μm×800μm；
S4.使用碱性溶液从基体释放窗口刻蚀基板，得到Si3N4/SiO2/Si3N4三层纳米结构，碱性溶液为浓度为30％的KOH溶液；
S5.采用反应离子从上述基体释放窗口继续刻蚀所述Si3N4/SiO2/Si3N4三层纳米结构的Si3N4层，将其减薄至5nm，得到悬空Si3N4/SiO2/Si3N4三层纳米薄膜结构；
S6.刻蚀上述悬空Si3N4/SiO2/Si3N4三层纳米薄膜结构，得到三层纳米通孔，所述纳米通孔孔径为50nm，孔长为5nm。
实施例4
一种三层纳米孔薄膜的制备方法，包括如下步骤：
S1.在掺杂后的锗硅基板两侧表面采用采用低压化学气相沉积(LP-CVD)沉积Si3N4层，在Si3N4层表面继续SiO2层，形成Si3N4/SiO2双层纳米结构，其中Si3N4层的厚度为30nm，SiO2层的厚度为40nm；
S2.采用原子层沉积在基板一侧的Si3N4/SiO2双层纳米薄膜上沉积Si3N4层，Si3N4层的厚度10nm，形成Si3N4/SiO2/Si3N4三层纳米结构；
S3.在上述基板的Si3N4/SiO2双层纳米结构的一侧通过反应离子刻蚀刻蚀Si3N4/SiO2层形成基体释放窗口，窗口尺寸范围为800μm×800μm；
S4.使用碱性溶液从基体释放窗口刻蚀基板，得到Si3N4/SiO2/Si3N4三层纳米结构，碱性溶液为浓度为30％的KOH溶液；
S5.采用反应离子从上述基体释放窗口继续刻蚀所述Si3N4/SiO2/Si3N4三层纳米结构的Si3N4层，将其减薄至10nm，得到悬空Si3N4/SiO2/Si3N4三层纳米薄膜结构；
S6.刻蚀上述悬空Si3N4/SiO2/Si3N4三层纳米薄膜结构，得到三层纳米通孔，所述纳米通孔孔径为50nm，孔长为10nm。
实施例5
一种三层纳米孔薄膜的制备方法，包括如下步骤：
S1.在掺杂后的单晶硅基板两侧表面采用采用低压化学气相沉积(LP-CVD)沉积Si3N4层，在Si3N4层表面继续SiO2层，形成Si3N4/SiO2双层纳米结构，其中Si3N4层的厚度为30nm，SiO2层的厚度为40nm；
S2.采用原子层沉积在基板一侧的Si3N4/SiO2双层纳米薄膜上沉积Si3N4层，Si3N4层的厚度5nm，形成Si3N4/SiO2/Si3N4三层纳米结构；
S3.在上述基板的Si3N4/SiO2双层纳米结构的一侧通过反应离子刻蚀刻蚀Si3N4/SiO2层形成基体释放窗口，窗口尺寸范围为800μm×800μm；
S4.使用碱性溶液从基体释放窗口刻蚀基板，得到Si3N4/SiO2/Si3N4三层纳米结构，碱性溶液为浓度为30％的KOH溶液；
S5.采用反应离子从上述基体释放窗口继续刻蚀所述Si3N4/SiO2/Si3N4三层纳米结构的Si3N4层，将其减薄至5nm，得到悬空Si3N4/SiO2/Si3N4三层纳米薄膜结构；
S6.刻蚀上述悬空Si3N4/SiO2/Si3N4三层纳米薄膜结构，得到三层纳米通孔，所述纳米通孔孔径为2nm，孔长为5nm。
实施例6
一种三层纳米孔薄膜的制备方法，包括如下步骤：
S1.在掺杂后的单晶硅基板两侧表面采用采用低压化学气相沉积(LP-CVD)沉积Si3N4层，在Si3N4层表面继续SiO2层，形成Si3N4/SiO2双层纳米结构，其中Si3N4层的厚度为30nm，SiO2层的厚度为40nm；
S2.采用原子层沉积在基板一侧的Si3N4/SiO2双层纳米薄膜上沉积Si3N4层，Si3N4层的厚度5nm，形成Si3N4/SiO2/Si3N4三层纳米结构；
S3.在上述基板的Si3N4/SiO2双层纳米结构的一侧通过反应离子刻蚀刻蚀Si3N4/SiO2层形成基体释放窗口，窗口尺寸范围为800μm×800μm；
S4.使用碱性溶液从基体释放窗口刻蚀基板，得到Si3N4/SiO2/Si3N4三层纳米结构，碱性溶液为浓度为30％的KOH溶液；
S5.采用反应离子从上述基体释放窗口继续刻蚀所述Si3N4/SiO2/Si3N4三层纳米结构的Si3N4层，将其减薄至5nm，得到悬空Si3N4/SiO2/Si3N4三层纳米薄膜结构；
S6.刻蚀上述悬空Si3N4/SiO2/Si3N4三层纳米薄膜结构，得到三层纳米通孔，所述纳米通孔孔径为200nm，孔长为5nm。
对比例1
一种三层纳米孔薄膜的制备方法，包括如下步骤：
S1.在掺杂后的单晶硅基板1两侧表面采用采用低压化学气相沉积(LP-CVD)沉积Si3N4层(20和30)，在Si3N4层表面继续SiO2层(21和31)，形成Si3N4/SiO2双层纳米结构，其中Si3N4层的厚度为30nm，SiO2层的厚度为40nm；
S2.采用原子层沉积在基板一侧的Si3N4/SiO2双层纳米薄膜上沉积Si3N4层22，Si3N4层的厚度20nm，形成Si3N4/SiO2/Si3N4三层纳米结构；
S3.在上述基板的Si3N4/SiO2双层纳米结构的一侧通过反应离子刻蚀刻蚀Si3N4/SiO2层形成基体释放窗口4，窗口尺寸范围为800μm×800μm；
S4.使用碱性溶液从基体释放窗口刻蚀基板，得到Si3N4/SiO2/Si3N4三层纳米结构，碱性溶液为浓度为30％的KOH溶液；
S5.采用反应离子从上述基体释放窗口继续刻蚀所述Si3N4/SiO2/Si3N4三层纳米结构的Si3N4层，将其减薄至20nm，得到悬空Si3N4/SiO2/Si3N4三层纳米薄膜结构；
S6.刻蚀上述悬空Si3N4/SiO2/Si3N4三层纳米薄膜结构，得到三层纳米通孔5，所述纳米通孔孔径为50nm，孔长为20nm。
对比例2
一种三层纳米孔薄膜的制备方法，包括如下步骤：
S1.在掺杂后的单晶硅基板1两侧表面采用采用低压化学气相沉积(LP-CVD)沉积Si3N4层(20和30)，在Si3N4层表面继续SiO2层(21和31)，形成Si3N4/SiO2双层纳米结构，其中Si3N4层的厚度为30nm，SiO2层的厚度为40nm；
S2.采用原子层沉积在基板一侧的Si3N4/SiO2双层纳米薄膜上沉积Si3N4层22，Si3N4层的厚度20nm，形成Si3N4/SiO2/Si3N4三层纳米结构；
S3.在上述基板的Si3N4/SiO2双层纳米结构的一侧通过反应离子刻蚀刻蚀Si3N4/SiO2层形成基体释放窗口4，窗口尺寸范围为800μm×800μm；
S4.使用碱性溶液从基体释放窗口刻蚀基板，得到Si3N4/SiO2/Si3N4三层纳米结构，碱性溶液为浓度为30％的KOH溶液；
S5.采用反应离子从上述基体释放窗口继续刻蚀所述Si3N4/SiO2/Si3N4三层纳米结构的Si3N4层，将其减薄至50nm，得到悬空Si3N4/SiO2/Si3N4三层纳米薄膜结构；
S6.刻蚀上述悬空Si3N4/SiO2/Si3N4三层纳米薄膜结构，得到三层纳米通孔5，所述纳米通孔孔径为50nm，孔长为50nm。
结果检测
对实施例和对比例制备的三层纳米孔薄膜的机械性能进行检测。
在DNA测序中，若纳米孔的长度即纳米薄膜厚度，相比碱基的长度过长，同时堵塞纳米孔的将超过几个碱基，这会影响单碱基的辨识。进行纳米孔空间分辨率检测时，在不同厚度的Si3N4薄膜上刻蚀纳米孔进行DNA测序，测试其空间分辨率。制备出厚度为5nm、10nm、20nm、50nm的Si3N4薄膜，在薄膜上刻蚀出25nm的纳米孔进行DNA测序。
检测精度的检测方法为：
首先，在氮化硅纳米孔两侧连接溶液池，纳米孔直径为25nm，所述溶液为1mmol/L的乙二胺四乙酸(EDTA)和8mmol/L三羟甲基氨基甲烷(Tris)的缓冲液和pH＝9的氯化氢溶液(KCL)。接着，将Axon膜片放大器置于纳米孔两侧液池，频率为10Hz，采用的电极是Ag/AgCl电极。再将2μg/mL的DNA稀释液置于负极的液池。然后施加300V的电压，再电泳的驱动下，由于DNA分子带负电，DNA分子将向正极移动，由于物理占位将会导致阻塞离子电流，通过分析阻塞电流的幅值和时间，可辨别DNA的四种碱基。厚度为5nm、10nm、20nm、50nm的Si3N4纳米孔均按照以上的实验步骤进行。
检测结果为：在所述5nm和10nm的Si3N4薄膜的固态纳米孔上进行DNA测序时，可有效辨识DNA的四种碱基(A，C，G，T)，5nm的Si3N4薄膜的固态纳米孔检测精度达到95％，而10nm的Si3N4薄膜的固态纳米孔检测精度达到82％。
而20nm与50nm的Si3N4薄膜的固态纳米孔过大，同时堵塞纳米孔的将超过几个碱基，不可有效地辨识DNA的四种碱基。
提高在使用纳米孔进行DNA测序时固态纳米孔的空间分辨率，可高度准确地区分DNA中的每个碱基
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种三层纳米孔薄膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1.在基板两侧表面沉积Si3N4层，在Si3N4层表面继续SiO2层，形成Si3N4/SiO2双层纳米结构，其中Si3N4层的厚度为20～200nm，SiO2层的厚度为20～200nm；
S2.采用原子层沉积或分子气相沉积在上述基板一侧的Si3N4/SiO2双层纳米薄膜上沉积Si3N4层，Si3N4层的厚度≤10nm，形成Si3N4/SiO2/Si3N4三层纳米结构；
S3.在上述基板的Si3N4/SiO2双层纳米结构的一侧刻蚀Si3N4/SiO2层形成基体释放窗口；
S4.从上述基体释放窗口刻蚀基板，得到Si3N4/SiO2/Si3N4三层纳米结构；
S5.从上述基体释放窗口继续刻蚀所述Si3N4/SiO2/Si3N4三层纳米结构的Si3N4层，将其减薄至3～10nm，得到悬空Si3N4/SiO2/Si3N4三层纳米薄膜结构；
S6.刻蚀上述悬空Si3N4/SiO2/Si3N4三层纳米薄膜结构，得到三层纳米通孔，所述纳米通孔孔径为2～200nm。
2.如权利要求1所述制备方法，其特征在于，S1中所述Si3N4层的厚度为20～100nm，SiO2层的厚度为20～100nm。
3.如权利要求1所述制备方法，其特征在于，S2中所述Si3N4层的厚度为3～10nm。
4.如权利要求1所述制备方法，其特征在于，S5中所述Si3N4/SiO2/Si3N4三层纳米结构的Si3N4层减薄至3～5nm。
5.如权利要求1所述制备方法，其特征在于，S6中所纳米通孔孔径为5～100nm。
6.如权利要求1～5任意一项所述制备方法，其特征在于，S3中所述Si3N4/SiO2层的刻蚀方法为反应离子刻蚀或磷酸溶液刻蚀。
7.如权利要求1～5任意一项所述制备方法，其特征在于，S4中所述刻蚀基板的刻蚀方法为碱性溶液刻蚀，所述碱性溶液为氢氧化钾溶液或四甲基氢氧化铵溶液。
8.如权利要求1～5任意一项所述制备方法，其特征在于，所述基板为单晶硅、多晶硅、掺杂硅、锗或锗硅。
9.一种由权利要求1～5任意一项所述制备方法制备得到的三层纳米孔薄膜。
10.一种权利要求9所述三层纳米孔薄膜在DNA测序中的应用。
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