基于Parylene的柔性生物微電極陣列的研究.pdf

1、神經(jīng)工程是神經(jīng)科學(xué)、微電子技術(shù)、材料科學(xué)以及信息科學(xué)的交叉學(xué)科，在揭示神經(jīng)系統(tǒng)的工作機(jī)理以及神經(jīng)疾病的治療和康復(fù)等方面具有重要意義。在神經(jīng)工程中，微電極陣列是神經(jīng)系統(tǒng)與外界電子電路的接口，它的性能決定了整個神經(jīng)系統(tǒng)的信號采集和刺激的效果。因此，對于微電極陣列的研究，是神經(jīng)工程的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是目前的研究熱點之一。 本文圍繞MEMS技術(shù)制備的微電極陣列展開研究，主要通過光刻膠熱熔技術(shù)、化學(xué)氣相沉積、圖形轉(zhuǎn)移制備基于Parylene

2、 C薄膜的柔性生物微電極陣列。其主要研究內(nèi)容有：首先通過有限元軟件Ansys對電極的耦合電容進(jìn)行了仿真分析，采用Comsol對不同開孔直徑的電極電流密度進(jìn)行了仿真，根據(jù)分析結(jié)果確定了電極的尺寸。從電極基底和封裝材料、電極和引線材料、電極形貌等方面進(jìn)行了選擇和優(yōu)化設(shè)計，確定了工藝制備流程，制備出了柔性的微電極陣列。同時，對電極制備過程中的關(guān)鍵工藝如光刻膠熱熔技術(shù)、Parylene C 薄膜的反應(yīng)離子刻蝕進(jìn)行了研究。在濃度為0.9％的NaC

3、l溶液中對制備的微電極陣列進(jìn)行了電極阻抗譜測試，并對測試結(jié)果進(jìn)行了分析。最后提出了進(jìn)一步改進(jìn)器件性能的一些方案。 所制備的微電極陣列為5×5，刺激窗口面積為3 mm×3 mm，互連線寬為50μm，間距為100μm。電極間間距為600μm，底部直徑為60μm，高度大約為24μm，具有較好的半球形形貌。測試優(yōu)化的電極在1kHz時，電極的阻抗和相位分別為54.12kΩ和-61.6°，阻抗中容抗占阻抗的主要部分。相比于傳統(tǒng)的平面微電極陣