[發(fā)明專利]一種微柱狀結(jié)構(gòu)神經(jīng)電刺激電極及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011601894.1
• 申請(qǐng)日: 2020-12-30
• 公開（公告）號(hào): CN112717273A
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉景全;王隆春;郭哲俊;奚野;王琛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號(hào): A61N1/05
• 分類號(hào): A61N1/05;A61N1/36
• 代理公司: 上海恒慧知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 31317
• 代理人: 徐紅銀;趙楠

1.一種具有微柱狀結(jié)構(gòu)神經(jīng)電刺激電極，其特征在于，包括：

硅基襯底，所述硅基襯底設(shè)有探針結(jié)構(gòu)，所述探針結(jié)構(gòu)上設(shè)有若干均勻分布的硅微柱狀結(jié)構(gòu)，且所述硅微柱狀結(jié)構(gòu)靠近所述探針結(jié)構(gòu)的針尖端分布；

所述硅基襯底上設(shè)置第一絕緣層，且所述第一絕緣層位于所述硅微柱狀結(jié)構(gòu)的上表面；

所述第一絕緣層上表面設(shè)置金屬電極層；

所述金屬電極層上表面設(shè)置用于封裝的第二絕緣層，且所述第二絕緣層設(shè)有用于露出所述硅微柱狀結(jié)構(gòu)的金屬電極層的電極點(diǎn)區(qū)域，形成若干均勻分布的微柱狀電極點(diǎn)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有微柱狀結(jié)構(gòu)神經(jīng)電刺激電極，其特征在于，所述硅微柱狀結(jié)構(gòu)的幾何形狀為：圓柱體微柱、長(zhǎng)方體微柱或三角形微柱的任一種。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有微柱狀結(jié)構(gòu)神經(jīng)電刺激電極，其特征在于，所述微柱狀電極點(diǎn)上設(shè)有電極修飾材料。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有微柱狀結(jié)構(gòu)神經(jīng)電刺激電極，其特征在于，所述第一絕緣層、所述第二絕緣層的厚度范圍均為500nm-2000nm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有微柱狀結(jié)構(gòu)神經(jīng)電刺激電極，其特征在于，所述金屬電極層的厚度范圍為200nm-500nm。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有微柱狀結(jié)構(gòu)神經(jīng)電刺激電極，其特征在于，具有以下一種或多種特征：

-所述第一絕緣層、所述第二絕緣層的材料包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或氧化硅/氮化硅復(fù)合薄膜的任一種；

-所述金屬電極層的材料包括金、鉑或銀任一種。

7.一種權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的具有微柱狀結(jié)構(gòu)神經(jīng)電刺激電極的制備方法，其特征在于，包括：

在硅基襯底上旋涂光刻膠，經(jīng)過(guò)曝光顯影得到形狀定制化硅微柱結(jié)構(gòu)掩膜；

采用電感耦合等離子體刻蝕所述硅基襯底正面的淺硅形成硅微柱狀結(jié)構(gòu)；

在所述硅基襯底的正面上制備第一絕緣層，即在所述硅微柱狀結(jié)構(gòu)表面上形成所述第一絕緣層；在所述第一絕緣層上表面制備金屬電極層；在所述金屬電極層上通過(guò)曝光顯影得到金屬電極層刻蝕掩膜；

采用等離子刻蝕方法刻蝕所述金屬電極層多余的金屬，得到所需的微柱狀電極點(diǎn)、導(dǎo)線以及焊盤圖形，即得圖形化的金屬電極層；

在所述圖形化的金屬電極層上制備第二絕緣層，并在所述第二絕緣層上曝光顯影得到暴露微柱狀電極點(diǎn)處的掩膜；

采用反應(yīng)離子刻蝕方法刻蝕微柱狀結(jié)構(gòu)電極點(diǎn)和焊盤處的第二絕緣層材料，即在所述第二絕緣層形成電極點(diǎn)區(qū)域及焊盤區(qū)域；暴露所述微柱狀電極點(diǎn)和焊盤處金屬電極層；

在所述第二絕緣層上曝光顯影得到電極釋放輪廓的掩膜，采用深硅刻蝕方法刻蝕輪廓線，將所述硅基襯底上的單個(gè)微柱狀電極點(diǎn)釋放，得到微柱狀結(jié)構(gòu)神經(jīng)電刺激電極；

對(duì)硅基襯底的底層硅圖形化，通過(guò)深硅刻蝕減薄襯底，刻蝕至正面電極釋放輪廓線處，通過(guò)雙面刻蝕將硅基襯底刻透，得到減薄后的探針結(jié)構(gòu)同時(shí)實(shí)現(xiàn)將電極釋放。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的具有微柱狀結(jié)構(gòu)神經(jīng)電刺激電極的制備方法，其特征在于，所述采用電感耦合等離子體刻蝕硅基襯底上方的淺硅形成硅微柱狀結(jié)構(gòu)；其中，通過(guò)低溫等離子以低速率刻蝕淺硅，得到側(cè)壁垂直的淺硅微柱結(jié)構(gòu)。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的具有微柱狀結(jié)構(gòu)神經(jīng)電刺激電極的制備方法，其特征在于，所述在硅基襯底的上表面制備第一絕緣層；其中，采用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積、熱氧化生長(zhǎng)、多靶磁控濺射或低壓化學(xué)氣相沉積任一種薄膜生長(zhǎng)工藝。

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的具有微柱狀結(jié)構(gòu)神經(jīng)電刺激電極的制備方法，其特征在于，所述在第一絕緣層上表面制備金屬電極層；其中，采用多靶磁控濺射、電化學(xué)電鍍、電子束蒸發(fā)或離子束濺射任一種方式制備金屬薄膜。