一種利用光刻膠制備三維微電極陣列的方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種利用光刻膠制備三維微電極陣列的方法，包括：在硅襯底上形成第一光刻膠層，在第一光刻膠層上形成第一絕緣層；形成若干個(gè)陣列狀排布的、貫穿所述第一絕緣層與第一光刻膠層至硅襯底的上表面的孔洞，并在孔洞內(nèi)填充金屬以形成金屬體；形成一端與金屬體的上表面連接的金屬引線(xiàn)；金屬引線(xiàn)的另一端連接焊盤(pán)；在第一絕緣層上形成第二絕緣層；第二絕緣層覆蓋金屬體的上表面以及金屬引線(xiàn)；去除硅襯底，使金屬體的下表面暴露出來(lái)；去除第一光刻膠層，使金屬體的下部暴露出來(lái)，形成三維微電極陣列。本發(fā)明通過(guò)在光刻膠上進(jìn)行干法刻蝕形成三維結(jié)構(gòu)，工藝相比現(xiàn)有的技術(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)化，制作成本也大大降低。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種利用光刻膠制備三維微電極陣列的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域，尤其涉及一種利用光刻膠制備三維微電極陣列的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]視人造視網(wǎng)膜系統(tǒng)可幫助由于老年黃斑變性(AMD)和視網(wǎng)膜色素炎(RP)等視網(wǎng)膜病變引起的致盲患者恢復(fù)部分視力。植入眼球內(nèi)部和視網(wǎng)膜貼合的神經(jīng)電刺激微電極陣列是人造視網(wǎng)膜系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)，因此需要制作出性能優(yōu)良、能有效貼合視網(wǎng)膜、生物兼容性好的微電極陣列。依靠微機(jī)械電子系統(tǒng)(MEMS—Micro Electromechanical System)工藝技術(shù)制備的微電極陣列能很好的應(yīng)用于人造視網(wǎng)膜系統(tǒng)中。三維微電極陣列的電極區(qū)域凸出與電極平面，并且具有更大的實(shí)際表面積，因此具有更低的阻抗，能更安全有效的進(jìn)行刺激。
[0003]北京大學(xué)的李志宏等人公開(kāi)的發(fā)明專(zhuān)利(中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)號(hào)CN101398614，發(fā)明名稱(chēng)為“一種基于PARYLENE的三維針尖電極陣列的制作方法”)中，提出了一種用硅三維針尖陣列制備出基于Parylene柔性襯底的三維針尖電極陣列的方法，該方法的主要特征是用結(jié)合干法刻蝕和濕法刻蝕的方法在硅襯底結(jié)構(gòu)上形成硅三維針尖陣列，然后在襯底上覆蓋一層Pary I ene薄膜轉(zhuǎn)印襯底的針尖陣列結(jié)構(gòu)作為最終器件的襯底，再在Pary I ene襯底上圖形化形成針尖電極和導(dǎo)線(xiàn)，覆蓋第二層Parylene作為絕緣層和保護(hù)層，干法刻蝕圖形化電極形狀并露出電極的針尖部分，最后將Pary Iene從娃片上揭下來(lái)，就形成Pary Iene襯底的三維針尖陣列。這種三維電極制備方法需要利用干法和濕法刻蝕相結(jié)合的方法處理硅襯底，工藝復(fù)雜，成本高，且制備的出的針尖結(jié)構(gòu)貼合在視網(wǎng)膜上會(huì)損傷視網(wǎng)膜，造成出血和感染，不利于長(zhǎng)期的眼內(nèi)植入。
[0004]經(jīng)對(duì)現(xiàn)有的技術(shù)文獻(xiàn)的檢索發(fā)現(xiàn)，Kyo-1n K ο ο等在《J O U R N A L OFMICROELECTROMECHANICAL SYSTEMS))2011,20(1) , 251-259撰文"Arrowhead-ShapedMicroelectrodes Fabricated on a Flexible Substrate for Enhancing theSpherical Conformity ofRetinal Prostheses”。該文提出了一種用于視網(wǎng)膜假體的柔性三維微電極陣列的制備方法，該方法的主要特征是通過(guò)干法和濕法刻蝕的方法在硅襯底上制備出箭頭型孔洞結(jié)構(gòu)，再通過(guò)電鍍方法填充孔洞，并制備與三維微電極陣列相連的連線(xiàn)，再制備一層絕緣層包覆住整個(gè)微電極，最后通過(guò)濕法腐蝕去除硅襯底，即得到三維微電極陣列。該技術(shù)同樣需要借助干法和濕法刻蝕工藝在硅襯底上制備出三維孔洞結(jié)構(gòu)，工藝復(fù)雜，成本高。
[0005]可見(jiàn)，現(xiàn)有的制備三維微電極陣列的方法，大多是在硅襯底上通過(guò)濕法和干法刻蝕相結(jié)合的形成所需的三維結(jié)構(gòu)，這樣會(huì)導(dǎo)致工藝復(fù)雜，增加了制造的成本。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明實(shí)施例提出一種利用光刻膠制備三維微電極陣列的方法，無(wú)需在硅襯底上通過(guò)濕法和干法刻蝕相結(jié)合的形成所需的三維結(jié)構(gòu)，而是通過(guò)在光刻膠上進(jìn)行干法刻蝕形成三維結(jié)構(gòu)，工藝相比現(xiàn)有的技術(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)化，制作成本也大大降低。
[0007]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例提供一種利用光刻膠制備三維微電極陣列的方法，包括如下步驟:
[0008](I)在硅襯底上形成第一光刻膠層，在所述第一光刻膠層上形成第一絕緣層；
[0009](2)形成若干個(gè)陣列狀排布的、貫穿所述第一絕緣層與所述第一光刻膠層至所述硅襯底的上表面的孔洞，并在所述孔洞內(nèi)填充金屬以形成金屬體；
[0010](3)形成一端與所述金屬體的上表面連接的金屬引線(xiàn);所述金屬引線(xiàn)的另一端連接焊盤(pán)；
[0011](4)在所述第一絕緣層上形成第二絕緣層;所述第二絕緣層覆蓋所述金屬體的上表面以及所述金屬引線(xiàn)；
[0012](5)去除所述硅襯底，使所述金屬體的下表面暴露出來(lái)；
[0013](6)去除所述第一光刻膠層，使所述金屬體的下部暴露出來(lái)，形成三維微電極陣列。
[0014]作為更優(yōu)選地，在步驟(I)中，所述第一光刻膠層采用負(fù)光刻膠;在步驟(6)中，所述去除所述第一光刻膠層具體為利用NMP去除所述第一光刻膠層。
[0015]作為更優(yōu)選地，所述第一光刻膠層的厚度為1.5?2.5微米。
[0016]作為更優(yōu)選地，所述第一絕緣層由具有生物兼容性的聚合物制備成。
[00? 7 ]作為更優(yōu)選地，所述第一絕緣層由聚酰亞胺或Pary Iene制備成。
[0018]作為更優(yōu)選地，所述第一絕緣層的厚度為3?5微米。
[0019]作為更優(yōu)選地，步驟(2)具體包括:
[0020]在所述第一絕緣層上形成第二光刻膠層；
[0021]對(duì)所述第二光刻膠層進(jìn)行光刻處理，形成若干個(gè)陣列狀排布的、暴露所述第一絕緣層的上表面的窗口；
[0022]將經(jīng)過(guò)光刻處理的所述第二光刻膠層作為掩膜層，通過(guò)干法刻蝕工藝去除所述窗口正下方的所述第一絕緣層和所述第一光刻膠層，形成貫穿所述第一絕緣層與所述第一光刻膠層至所述硅襯底的孔洞；
[0023]去除所述第二光刻膠層；
[0024]在所述孔洞內(nèi)填充金屬以形成金屬體。
[0025]作為更優(yōu)選地，所述方法還包括在去除所述第二光刻膠層之前，在所述孔洞的內(nèi)壁及底面形成第一金屬層;所述第一金屬層與填充至所述孔洞內(nèi)的金屬采用相同的金屬材料。
[0026]作為更優(yōu)選地，所述在所述孔洞的內(nèi)壁及底面形成第一金屬層通過(guò)沉積工藝實(shí)施。
[0027]作為更優(yōu)選地，所述在所述孔洞內(nèi)填滿(mǎn)金屬材料形成金屬體采用電鍍工藝實(shí)施。
[0028]作為更優(yōu)選地，所述第二光刻膠層采用正光刻膠;所述去除所述第二光刻膠層具體為采用丙酮溶解法去除所述第二光刻膠層。
[0029]作為更優(yōu)選地，所述第二光刻膠層采用正光刻膠;所述去除所述第二光刻膠層具體為利用丙酮溶解法去除所述第一光刻膠層。
[0030]作為更優(yōu)選地，所述第二光刻膠層的厚度為8?20微米。
[0031]作為更優(yōu)選地，所述第一金屬層的厚度為150?250納米。
[0032]作為更優(yōu)選地，填充到所述孔洞內(nèi)的金屬為具有生物兼容性的金屬材料。
[0033]作為更優(yōu)選地，填充到所述孔洞內(nèi)的金屬為金或鉑。
[0034]作為更優(yōu)選地，在步驟(3)中，所述形成一端與所述金屬體的上表面連接的金屬引線(xiàn)具體包括:
[0035]在所述第一絕緣層上形成第三光刻膠層；
[0036]對(duì)所述第三光刻膠層進(jìn)行光刻處理，在對(duì)應(yīng)于所述金屬體的上表面的位置形成開(kāi)槽，通過(guò)所述開(kāi)槽使所述金屬體的上表面暴露出來(lái)；
[0037]通過(guò)沉積工藝在所述第三光刻膠層上以及所述開(kāi)槽的底面形成第二金屬層，使得所述金屬體的上表面與位于所述開(kāi)槽的底面的所述第二金屬層相連；
[0038]去除所述第三光刻膠層以及與其相連的第二金屬層，將保留下的、與所述金屬體的上表面連接的第二金屬層作為金屬引線(xiàn)連接到焊盤(pán)。
[0039]作為更優(yōu)選地，所述第三光刻膠層為采用正光刻膠;所述去除所述第三光刻膠層以及與其相連的第二金屬層具體為采用丙酮溶解法實(shí)施。
[0040]作為更優(yōu)選地，位于所述開(kāi)槽的底面的所述第二金屬層完全覆蓋所述金屬體的上表面。
[0041 ]作為更優(yōu)選地，所述第三光刻膠層的厚度為1.5?2微米。
[0042]作為更優(yōu)選地，所述第二金屬層的厚度為150?250納米。
[0043]作為更優(yōu)選地，在步驟(4))中，所述第二絕緣層采用具有生物兼容性的聚合物制備成。
[0044]作為更優(yōu)選地，所述第二絕緣層采用與所述第一絕緣層相同的材料制備成。
[0045]作為更優(yōu)選地，所述第二絕緣層的厚度為3?5微米。
[0046]作為更優(yōu)選地，在步驟(4)和步驟(5)之間還包括:形成依次貫穿所述第二絕緣層、所述第一絕緣層以及所述第一光刻膠層至所述硅襯底的上表面的盲槽，使得將要得到的三維微電極陣列具有所述盲槽分割形成的形狀和大小。
[0047]作為更優(yōu)選地，在步驟(5)中，所述去除所述硅襯底具體為利用硅的各向同性濕法腐蝕液去除所述硅襯底。
[0048]實(shí)施本發(fā)明實(shí)施例，具有如下有益效果:本發(fā)明實(shí)施例提供的一種利用光刻膠制備三維微電極陣列的方法，包括在硅襯底上形成第一光刻膠層，在所述第一光刻膠層上形成第一絕緣層;形成若干個(gè)陣列狀排布的、貫穿所述第一絕緣層與所述第一光刻膠層至所述娃襯底的上表面的孔洞，并在所述孔洞內(nèi)填充金屬以形成金屬體;形成一端與所述金屬體的上表面連接的金屬引線(xiàn);所述金屬引線(xiàn)的另一端連接焊盤(pán);在所述第一絕緣層上形成第二絕緣層;所述第二絕緣層覆蓋所述金屬體的上表面以及所述金屬引線(xiàn)；去除所述硅襯底，使所述金屬體的下表面暴露出來(lái);去除所述第一光刻膠層，使所述金屬體的下部暴露出來(lái)，形成三維微電極陣列。通過(guò)本發(fā)明的方法制造出的三維微電極陣列，其電極區(qū)域凸出與電極平面，并且具有更大的實(shí)際表面積，因此具有更低的阻抗，能更安全有效的進(jìn)行刺激；同時(shí)，本發(fā)明通過(guò)在光刻膠上進(jìn)行干法刻蝕形成三維結(jié)構(gòu)，無(wú)需對(duì)硅襯底進(jìn)行刻蝕處理，相比于現(xiàn)有技術(shù)的在硅襯底上通過(guò)濕法和干法刻蝕相結(jié)合的形成所需的三維結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的方法工藝得到了簡(jiǎn)化，制作成本也大大降低。
【附圖說(shuō)明】
[0049]圖1為根據(jù)本發(fā)明的一種利用光刻膠制備三維微電極陣列的方法的一個(gè)實(shí)施例的流程示意圖。
[0050]圖2為步驟SI形成的結(jié)構(gòu)體的剖面示意圖；
[0051 ]圖3為步驟S2的流程示意圖；
[0052]圖4為步驟S21形成的結(jié)構(gòu)體的剖面示意圖；
[0053]圖5為步驟S22形成的結(jié)構(gòu)體的剖面示意圖；
[0054]圖6為步驟S23形成的結(jié)構(gòu)體的剖面示意圖；
[0055]圖7為步驟S24形成的結(jié)構(gòu)體的剖面示意圖；
[0056]圖8為步驟S25形成的結(jié)構(gòu)體的剖面示意圖；
[0057]圖9為步驟S26形成的結(jié)構(gòu)體的剖面示意圖；
[0058]圖10為步驟S3的流程示意圖；
[0059]圖11為步驟S31形成的結(jié)構(gòu)體的剖面示意圖；
[0060]圖12為步驟S32形成的結(jié)構(gòu)體的剖面示意圖；
[0061 ]圖13為步驟S33形成的結(jié)構(gòu)體的剖面示意圖；
[0062]圖14為步驟S34形成的結(jié)構(gòu)體的剖面示意圖；
[0063]圖15為步驟S4形成的結(jié)構(gòu)體的剖面示意圖；
[0064]圖16為步驟S5形成的結(jié)構(gòu)體的剖面示意圖；
[0065]圖17為步驟S6形成的結(jié)構(gòu)體的剖面示意圖；
[0066]圖18為步驟S7形成的結(jié)構(gòu)體的剖面示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0067]為了更加清楚地描述本發(fā)明的目的、特征以及優(yōu)勢(shì)，以下將結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，但下文詳細(xì)描述的本發(fā)明的實(shí)施方式，僅僅是為了對(duì)本發(fā)明的內(nèi)容進(jìn)行舉例說(shuō)明，并不對(duì)本發(fā)明構(gòu)成任何限定。本發(fā)明的保護(hù)范圍僅由權(quán)利要求書(shū)限定。
[0068]如圖1所示，其是根據(jù)本發(fā)明的一種利用光刻膠制備三維微電極陣列的方法的一個(gè)實(shí)施例的流程示意圖，該方法包括步驟SI?S7:
[0069]步驟S1:在硅襯底I上形成第一光刻膠層2，在所述第一光刻膠層2上形成第一絕緣層3。
[0070]如圖2所示，其是步驟SI形成的結(jié)構(gòu)體的剖面示意圖。所述第一光刻膠層2優(yōu)選是采用負(fù)光刻膠，且所述第一光刻膠層2的厚度為1.5?2.5微米。所述第一絕緣層3優(yōu)選是采用具有生物兼容性的材料制備成，所述第一絕緣層3的厚度為3?5微米。在本實(shí)施例中，所述第一光刻膠層2采用AZ nLOF 2020，所述第一絕緣層3是采用聚酰亞胺制備成;所述第一絕緣層3還可以是采用Pary Iene制備成。
[0071]步驟S2:形成若干個(gè)陣列狀排布的、貫穿所述第一絕緣層3與所述第一光刻膠層2至所述硅襯底I的上表面的孔洞，并在所述孔洞內(nèi)填充金屬以形成金屬體6。
[0072]如圖3所示，其是步驟S2的流程示意圖。具體地，所述步驟S2包括S21?S26。
[0073]請(qǐng)參閱圖4、圖5、圖6、圖7、圖8以及圖9。其中，圖4為步驟S21形成的結(jié)構(gòu)體的剖面示意圖；圖5為步驟S22形成的結(jié)構(gòu)體的剖面示意圖；圖6為步驟S23形成的結(jié)構(gòu)體的剖面示意圖；圖7為步驟S24形成的結(jié)構(gòu)體的剖面示意圖；圖8為步驟S25形成的結(jié)構(gòu)體的剖面示意圖；圖9為步驟S26形成的結(jié)構(gòu)體的剖面示意圖。
[0074]S21，在所述第一絕緣層3上形成第二光刻膠層4;
[0075]S22，對(duì)所述第二光刻膠層4進(jìn)行光刻處理，形成若干個(gè)陣列狀排布的、暴露所述第一絕緣層3的上表面的窗口 ；
[0076]S23，將經(jīng)過(guò)光刻處理的所述第二光刻膠層4作為掩膜層，通過(guò)干法刻蝕工藝去除所述窗口正下方的所述第一絕緣層3和所述第一光刻膠層2，形成貫穿所述第一絕緣層3與所述第一光刻膠層2至所述硅襯底I的孔洞；
[0077]S24，通過(guò)沉積工藝，在所述第二光刻膠層4上、所述孔洞的內(nèi)壁及底面形成第一金屬層5;
[0078]S25，去除所述第二光刻膠層4以及與其相連的第一金屬層5;
[0079]S26，向所述孔洞內(nèi)填充金屬，所述金屬與留在所述孔洞內(nèi)的所述第一金屬層5連成一體形成金屬體6。
[0080]所述第二光刻膠層4優(yōu)選采用正光刻膠，所述第二光刻膠層4的厚度為8?20微米；所述第一金屬層5與填充至所述孔洞內(nèi)的金屬采用相同的金屬材料，所述第一金屬層5的厚度為150?250納米。在本實(shí)施例中，所述第二光刻膠層4采用AZ 4620光刻膠，所述去除所述第二光刻膠層4具體為采用丙酮溶解法去除;所述向所述孔洞內(nèi)填充金屬采用電鍍工藝實(shí)施。
[0081]優(yōu)選地，所述第一金屬層5與填充到所述孔洞內(nèi)的金屬為具有生物兼容性的金屬材料。例如，金或鉑。
[0082]通過(guò)步驟S24和步驟S25，在向所述孔洞內(nèi)填充金屬之前預(yù)先在所述孔洞的內(nèi)壁和底面形成第一金屬層5，之后再通過(guò)電鍍工藝向所述孔洞內(nèi)填充金屬，可以獲得更好的填充效果。在本實(shí)施例中，所述第二光刻膠層4可以起到兩個(gè)作用，一個(gè)是在步驟S23中作為作為掩膜層實(shí)施干法刻蝕，另一個(gè)是在步驟S25中通過(guò)去除所述第二光刻膠層4可以同時(shí)去除與其相連的第一金屬層5。
[0083]步驟S3:形成一端與所述金屬體6的上表面連接的金屬引線(xiàn)。
[0084]如圖10所示，其是步驟S3的流程示意圖。具體地，所述步驟S3包括S31?S34。
[0085]請(qǐng)參閱圖11、圖12、圖13與圖14。其中，圖11為步驟S31形成的結(jié)構(gòu)體的剖面示意圖；圖12為步驟S32形成的結(jié)構(gòu)體的剖面示意圖；圖13為步驟S33形成的結(jié)構(gòu)體的剖面示意圖；圖14為步驟S34形成的結(jié)構(gòu)體的剖面示意圖。
[0086]S31，在所述第一絕緣層3上形成第三光刻膠層7;
[0087]S32，對(duì)所述第三光刻膠層7進(jìn)行光刻處理，在對(duì)應(yīng)于所述金屬體6的上表面的位置形成開(kāi)槽，通過(guò)所述開(kāi)槽使所述金屬體6的上表面暴露出來(lái)；
[0088]S33，通過(guò)沉積工藝在所述第三光刻膠層7上以及所述開(kāi)槽的底面形成第二金屬層8，使得所述金屬體6的上表面與位于所述開(kāi)槽的底面的所述第二金屬層8相連；
[0089]S34，去除所述第三光刻膠層7以及與其相連的第二金屬層8，將保留下的、與所述金屬體6的上表面連接的第二金屬層8作為金屬引線(xiàn)連接到焊盤(pán)。
[0090]其中，所述第三光刻膠層7優(yōu)選采用正光刻膠，所述第三光刻膠層7的厚度為1.5?2微米;所述第二金屬層8的厚度為150?250納米。在本實(shí)施例中，所述第三光刻膠層7采用AZ 5214e，去除所述第三光刻膠層7以及與其相連的第二金屬層8具體為采用丙酮溶解法實(shí)施。優(yōu)選地，位于所述開(kāi)槽的底面的所述第二金屬層8完全覆蓋所述金屬體6的上表面。
[0091 ]步驟S4:在所述第一絕緣層3上形成第二絕緣層9;所述第二絕緣層9覆蓋所述金屬體6的上表面以及所述金屬引線(xiàn)。
[0092]如圖15所示，其是步驟S4形成的結(jié)構(gòu)體的剖面示意圖。所述第二絕緣層9優(yōu)選是采用具有生物兼容性的材料制備成，所述第二絕緣層9的厚度為3?5微米。在本實(shí)施例中，所述第二絕緣層9是采用聚酰亞胺制備成;所述第一絕緣層3還可以是采用Parylene制備成。優(yōu)選地，所述第二絕緣層9采用與所述第一絕緣層3相同的材料制備成。
[0093]步驟S5:形成依次貫穿所述第二絕緣層9、所述第一絕緣層3以及所述第一光刻膠層2至所述硅襯底I的上表面的盲槽，使得將要得到的三維微電極陣列具有所述盲槽分割形成的形狀和大小。
[0094]如圖16所示，其是步驟S5形成的結(jié)構(gòu)體的剖面示意圖。例如，所述盲槽呈圓形(俯視的視角)，使得將要得到的三維微電極陣列具有圓形，適合植入到人體。
[0095]步驟S6:去除所述娃襯底I，使所述金屬體6的下表面暴露出來(lái)。
[0096]如圖17所示，其是步驟S6形成的結(jié)構(gòu)體的剖面示意圖。在本實(shí)施例中，具體為利用硅的各向同性濕法腐蝕液去除所述硅襯底I。例如，利用HNA腐蝕劑(氫氟酸+硝酸+醋酸)去除所述硅襯底I。
[0097]步驟S7:去除所述第一光刻膠層2，使所述金屬體6的下部暴露出來(lái)，形成三維微電極陣列。
[0098]如圖18所示，其是步驟S7形成的結(jié)構(gòu)體的剖面示意圖。在本實(shí)施例中，具體為利用NMP(N_甲基吡咯烷酮)去除所述第一光刻膠層2。
[0099]需要說(shuō)明的是，本發(fā)明實(shí)施例中的第一光刻膠層2不限于采用負(fù)光刻膠，第二光刻膠層4也不限于采用正光刻膠。之所以采用這種實(shí)施方式是因?yàn)槿コ诙饪棠z層4要先于去除第一光刻膠層2，而正光刻膠能溶于丙酮、負(fù)光刻膠不能溶于丙酮但能溶于NMP，因此采取這種實(shí)施方式。
[0100]實(shí)施本發(fā)明實(shí)施例，具有如下有益效果:本發(fā)明實(shí)施例提供的一種利用光刻膠制備三維微電極陣列的方法，包括在硅襯底上形成第一光刻膠層，在所述第一光刻膠層上形成第一絕緣層;形成若干個(gè)陣列狀排布的、貫穿所述第一絕緣層與所述第一光刻膠層至所述娃襯底的上表面的孔洞，并在所述孔洞內(nèi)填充金屬以形成金屬體;形成一端與所述金屬體的上表面連接的金屬引線(xiàn);所述金屬引線(xiàn)的另一端連接焊盤(pán);在所述第一絕緣層上形成第二絕緣層;所述第二絕緣層覆蓋所述金屬體的上表面以及所述金屬引線(xiàn)；去除所述硅襯底，使所述金屬體的下表面暴露出來(lái);去除所述第一光刻膠層，使所述金屬體的下部暴露出來(lái)，形成三維微電極陣列。通過(guò)本發(fā)明的方法制造出的三維微電極陣列，其電極區(qū)域凸出與電極平面，并且具有更大的實(shí)際表面積，因此具有更低的阻抗，能更安全有效的進(jìn)行刺激；同時(shí)，本發(fā)明通過(guò)在光刻膠上進(jìn)行干法刻蝕形成三維結(jié)構(gòu)，無(wú)需對(duì)硅襯底進(jìn)行刻蝕處理，相比于現(xiàn)有技術(shù)的在硅襯底上通過(guò)濕法和干法刻蝕相結(jié)合的形成所需的三維結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的方法工藝得到了簡(jiǎn)化，制作成本也大大降低。
[0101]以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種利用光刻膠制備三維微電極陣列的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟: (1)在硅襯底上形成第一光刻膠層，在所述第一光刻膠層上形成第一絕緣層； (2)形成若干個(gè)陣列狀排布的、貫穿所述第一絕緣層與所述第一光刻膠層至所述硅襯底的上表面的孔洞，并在所述孔洞內(nèi)填充金屬以形成金屬體； (3)形成一端與所述金屬體的上表面連接的金屬引線(xiàn)；所述金屬引線(xiàn)的另一端連接焊盤(pán); (4)在所述第一絕緣層上形成第二絕緣層;所述第二絕緣層覆蓋所述金屬體的上表面以及所述金屬引線(xiàn)； (5)去除所述硅襯底，使所述金屬體的下表面暴露出來(lái)； (6)去除所述第一光刻膠層，使所述金屬體的下部暴露出來(lái)，形成三維微電極陣列。2.如權(quán)利要求1所述的利用光刻膠制備三維微電極陣列的方法，其特征在于，在步驟(I)中，所述第一光刻膠層采用負(fù)光刻膠;在步驟(6)中，所述去除所述第一光刻膠層具體為利用NMP去除所述第一光刻膠層。3.如權(quán)利要求1或2所述的利用光刻膠制備三維微電極陣列的方法，其特征在于，所述第一光刻膠層的厚度為1.5?2.5微米。4.如權(quán)利要求1所述的利用光刻膠制備三維微電極陣列的方法，其特征在于，所述第一絕緣層由具有生物兼容性的聚合物制備成。5.如權(quán)利要求4所述的利用光刻膠制備三維微電極陣列的方法，其特征在于，所述第一絕緣層由聚酰亞胺或Pary Iene制備成。6.如權(quán)利要求1、4、5任一項(xiàng)所述的利用光刻膠制備三維微電極陣列的方法，其特征在于，所述第一絕緣層的厚度為3?5微米。7.如權(quán)利要求1所述的利用光刻膠制備三維微電極陣列的方法，其特征在于，步驟(2)具體包括: 在所述第一絕緣層上形成第二光刻膠層； 對(duì)所述第二光刻膠層進(jìn)行光刻處理，形成若干個(gè)陣列狀排布的、暴露所述第一絕緣層的上表面的窗口 ； 將經(jīng)過(guò)光刻處理的所述第二光刻膠層作為掩膜層，通過(guò)干法刻蝕工藝去除所述窗口正下方的所述第一絕緣層和所述第一光刻膠層，形成貫穿所述第一絕緣層與所述第一光刻膠層至所述硅襯底的孔洞； 去除所述第二光刻膠層； 在所述孔洞內(nèi)填充金屬以形成金屬體。8.如權(quán)利要求7所述的利用光刻膠制備三維微電極陣列的方法，其特征在于，所述方法還包括在去除所述第二光刻膠層之前，在所述孔洞的內(nèi)壁及底面形成第一金屬層;所述第一金屬層與填充至所述孔洞內(nèi)的金屬采用相同的金屬材料。9.如權(quán)利要求8所述的利用光刻膠制備三維微電極陣列的方法，其特征在于，所述在所述孔洞的內(nèi)壁及底面形成第一金屬層通過(guò)沉積工藝實(shí)施。10.如權(quán)利要求8所述的利用光刻膠制備三維微電極陣列的方法，其特征在于，所述在所述孔洞內(nèi)填滿(mǎn)金屬材料形成金屬體采用電鍍工藝實(shí)施。11.如權(quán)利要求7?10任一項(xiàng)所述的利用光刻膠制備三維微電極陣列的方法，其特征在于，所述第二光刻膠層采用正光刻膠;所述去除所述第二光刻膠層具體為采用丙酮溶解法去除所述第二光刻膠層。12.如權(quán)利要求7所述的利用光刻膠制備三維微電極陣列的方法，其特征在于，所述第二光刻膠層采用正光刻膠;所述去除所述第二光刻膠層具體為利用丙酮溶解法去除所述第一光刻膠層。13.如權(quán)利要求7或12所述的利用光刻膠制備三維微電極陣列的方法，其特征在于，所述第二光刻膠層的厚度為8?20微米。14.如權(quán)利要求8?10任一項(xiàng)所述的利用光刻膠制備三維微電極陣列的方法，其特征在于，所述第一金屬層的厚度為150?250納米。15.如權(quán)利要求1或7所述的利用光刻膠制備三維微電極陣列的方法，其特征在于，填充到所述孔洞內(nèi)的金屬為具有生物兼容性的金屬材料。16.如權(quán)利要求15所述的利用光刻膠制備三維微電極陣列的方法，其特征在于，填充到所述孔洞內(nèi)的金屬為金或鉑。17.如權(quán)利要求1所述的利用光刻膠制備三維微電極陣列的方法，其特征在于，在步驟(3)中，所述形成一端與所述金屬體的上表面連接的金屬引線(xiàn)具體包括: 在所述第一絕緣層上形成第三光刻膠層； 對(duì)所述第三光刻膠層進(jìn)行光刻處理，在對(duì)應(yīng)于所述金屬體的上表面的位置形成開(kāi)槽，通過(guò)所述開(kāi)槽使所述金屬體的上表面暴露出來(lái)； 通過(guò)沉積工藝在所述第三光刻膠層上以及所述開(kāi)槽的底面形成第二金屬層，使得所述金屬體的上表面與位于所述開(kāi)槽的底面的所述第二金屬層相連； 去除所述第三光刻膠層以及與其相連的第二金屬層，將保留下的、與所述金屬體的上表面連接的第二金屬層作為金屬引線(xiàn)連接到焊盤(pán)。18.如權(quán)利要求17所述的利用光刻膠制備三維微電極陣列的方法，其特征在于，所述第三光刻膠層為采用正光刻膠;所述去除所述第三光刻膠層以及與其相連的第二金屬層具體為采用丙酮溶解法實(shí)施。19.如權(quán)利要求17所述的利用光刻膠制備三維微電極陣列的方法，其特征在于，位于所述開(kāi)槽的底面的所述第二金屬層完全覆蓋所述金屬體的上表面。20.如權(quán)利要求17?19任一項(xiàng)所述的利用光刻膠制備三維微電極陣列的方法，其特征在于，所述第三光刻膠層的厚度為1.5?2微米。21.如權(quán)利要求17?19所述的利用光刻膠制備三維微電極陣列的方法，其特征在于，所述第二金屬層的厚度為150?250納米。22.如權(quán)利要求1所述的利用光刻膠制備三維微電極陣列的方法，其特征在于，在步驟(4))中，所述第二絕緣層采用具有生物兼容性的聚合物制備成。23.如權(quán)利要求22所述的利用光刻膠制備三維微電極陣列的方法，其特征在于，所述第二絕緣層采用與所述第一絕緣層相同的材料制備成。24.如權(quán)利要求1、22、23任一項(xiàng)所述的利用光刻膠制備三維微電極陣列的方法，其特征在于，所述第二絕緣層的厚度為3?5微米。25.如權(quán)利要求1所述的利用光刻膠制備三維微電極陣列的方法，其特征在于，在步驟(4)和步驟(5)之間還包括:形成依次貫穿所述第二絕緣層、所述第一絕緣層以及所述第一光刻膠層至所述硅襯底的上表面的盲槽，使得將要得到的三維微電極陣列具有所述盲槽分割形成的形狀和大小。26.如權(quán)利要求1所述的利用光刻膠制備三維微電極陣列的方法，其特征在于，在步驟(5)中，所述去除所述硅襯底具體為利用硅的各向同性濕法腐蝕液去除所述硅襯底。
【文檔編號(hào)】A61F9/08GK106054519SQ201610534964
【公開(kāi)日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年7月7日
【發(fā)明人】李騰躍, 吳天準(zhǔn), 孫濱, 杜學(xué)敏
【申請(qǐng)人】中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院