[發明專利]一種微電極及其形成方法

在審

• 申請號: 201910389541.0
• 申請日: 2019-05-10
• 公開（公告）號: CN110104609A
• 公開（公告）日: 2019-08-09
• 發明（設計）人: 李俊杰;王文武;吳立冬;李永亮;張青竹;殷華湘;楊濤;傅劍宇;李俊峰
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: B82B3/00
• 分類號: B82B3/00;B82B1/00;H01B5/14;H01B13/00;B82Y5/00;B82Y10/00;B82Y15/00;B82Y40/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王寶筠

本申請實施例公開了一種微電極及其形成方法，提供襯底，襯底上形成有圖案化的掩膜層，以掩膜層為掩蔽，對襯底進行刻蝕，形成襯底上的間隔墻，間隔墻的底部的寬度可以大于頂部的寬度，在襯底上形成絕緣層，去除間隔墻形成溝槽，在絕緣層上形成電極層，且電極層由溝槽實現了自然隔離，即溝槽作為電極層的間隔。由于電極層的間隔可以根據溝槽的寬度確定，而溝槽的寬度可以根據間隔墻的寬度確定，間隔墻的寬度又可以根據掩膜層的寬度確定，因此，只要得到尺度較小的掩膜層，即可得到尺寸較小的電極層的間隔，避開了現有技術中直接對電極層進行刻蝕的工藝，降低了刻蝕難度以及硬件要求，從而降低了形成電極的成本。

技術領域

本申請涉及半導體領域，特別是涉及一種微電極及其形成方法。

背景技術

微電極是現代電化學學科的重要分支之一，在痕量檢測、單細胞檢測、生物傳感中具有很高的優越性。微電極具有較小的尺寸，可用于微觀物質的探索，或者神經遞質信息的實時監測。其中的微電極的尺寸可達微米級甚至納米級，因此具有較高的電流密度、低的時間常數以及快的傳質速度，這些有兩個的特性使微電極具有很快的響應速度和高的信噪比。因此微電極在細胞生物學、神經學、藥學和組織工程等領域有廣泛的應用。

然而，微電極意味著電極本身的尺寸較小，電極之間的間距也較小，通常來說，為了不影響超電極的可靠性，可以盡可能的減小電極之間的間隔，提高微電極的分辨率。為了獲得微小間距的圖形，工業界一般依賴先進光刻技術，普通光刻技術一般很難達到尺寸<20nn圖形制備的分辨率，極紫外光(Extreme Ultraviolet，EUV)光刻技術可以達到，但設備極其昂貴(設備價格一般在幾億美金)，且基本對中國大陸禁運。電子束光刻技術能達到<20nm圖形的分辨率，但是因為是束斑直寫技術，效率極其低下。另外即使利用先進光刻技術，通過刻蝕對貴金屬電極刻蝕很難，比如金或者鉑金都是等離子刻蝕難以進行的，因為刻蝕副產物難以揮發，而剝離工藝依賴先進光刻技術，同時金等貴金屬與硅基CMOS技術不兼容，容易造成重金屬沾污。

因此，現有技術中制備微電極的成本很高，如何制備尺寸較小的微電極，不依賴對貴金屬刻蝕或者剝離技術形成極小間距電極，成為本領域技術人員亟待解決的問題。

發明內容

為解決上述技術問題，本申請實施例提供一種微電極及其形成方法，形成了尺寸較小的超微電極，同時降低了制備成本。

本申請實施例提供了一種微電極的形成方法，其特征在于，所述方法包括：

提供襯底，所述襯底上形成有圖案化的掩膜層；

以所述掩膜層為掩蔽，對所述襯底進行刻蝕，形成所述襯底上的間隔墻，所述間隔墻在底部的寬度大于頂部的寬度；

在所述襯底上形成絕緣層，去除所述間隔墻形成溝槽；

在所述絕緣層上形成電極層，所述溝槽將所述電極層隔開。

可選的，所述襯底上的圖案化的掩膜層可以通過以下方式得到：

在所述襯底上形成犧牲層，所述犧牲層的形狀根據目標電極的形狀確定；

在所述犧牲層的側壁形成掩膜層；

去除所述犧牲層。

可選的，所述在所述犧牲層的側壁形成掩膜層，包括：

沉積掩膜材料層；

去除所述襯底上表面以及所述犧牲層上表面的掩膜材料層，保留所述犧牲層側壁上的掩膜材料層作為掩膜層。

可選的，所述襯底和所述犧牲層之間還形成有阻擋層，所述以所述掩膜層為掩蔽，對所述襯底進行刻蝕，包括：

以所述掩膜層和所述阻擋層為掩蔽，對所述襯底進行刻蝕。