一种柔性神经电极及其制备方法、脑机接口

技术特征：
1.一种柔性神经电极的制备方法，其特征在于，包括：获取硅衬底；于所述硅衬底上形成牺牲层；在第一旋涂工艺条件下，于所述牺牲层上形成第一聚酰亚胺层；于所述第一聚酰亚胺层上形成探测电极阵列；在第二旋涂工艺条件下，于所述探测电极阵列上形成第二聚酰亚胺层；所述第二聚酰亚胺层的厚度大于各探测电极的厚度；于所述第二聚酰亚胺层上形成硬掩膜层；对所述硬掩膜层和所述第二聚酰亚胺层进行刻蚀，以露出所述各探测电极的部分表面；去除所述硬掩膜层，并释放所述牺牲层，使得所述硅衬底脱落，得到柔性神经电极；所述柔性神经电极包括所述第一聚酰亚胺层、所述探测电极阵列和所述第二聚酰亚胺层。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述在第一旋涂工艺条件下，于所述牺牲层上形成第一聚酰亚胺层，包括：获取固体含量为16％的聚酰亚胺溶剂；在4000rpm的旋涂速度下，将所述聚酰亚胺溶剂旋涂于所述牺牲层上，进行热固化后形成所述第一聚酰亚胺层。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述热固化采用25℃、250℃、380℃的阶梯升温，在升温至380℃后降至30℃。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述对所述硬掩膜层和所述第二聚酰亚胺层进行刻蚀，以露出所述各探测电极的部分表面，包括：通过光刻法对所述硬掩膜层进行图案化，以使所述各探测电极上方的所述第二聚酰亚胺层露出；对所述第二聚酰亚胺层的露出表面进行局部干法刻蚀，以露出所述各探测电极的部分表面。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述于所述第一聚酰亚胺层上形成探测电极阵列，包括：于所述第一聚酰亚胺层上沉积第一光刻胶层；对所述第一光刻胶层进行图案化处理；在图案化处理后的第一光刻胶层上通过溅射蒸发的方式沉积第一金属层；剥离所述第一光刻胶层和所述第一光刻胶层表面的第一金属层，得到所需的探测电极阵列。6.根据权利要求1或5所述的制备方法，其特征在于，所述在第二旋涂工艺条件下，于所述探测电极阵列上形成第二聚酰亚胺层之前，还包括：于所述探测电极阵列上沉积第二光刻胶层；对所述第二光刻胶层进行图案化处理；在图案化处理后的第二光刻胶层上通过溅射蒸发的方式沉积第二金属层；剥离所述第二光刻胶层和所述第二光刻胶层表面的第二金属层，得到所需的电极互连线；所述电极互连线用于将通过所述各探测电极采集的神经电信号传输至后端采集单元。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述第一金属层包括铬层，所述铬层的厚度为5纳米；和/或；所述第一金属层包括金层，所述金层的厚度为150纳米。8.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述第一聚酰亚胺层或者所述第二聚酰亚胺层的厚度范围为1.7～2.1微米。9.一种柔性神经电极的制备方法，其特征在于，包括：获取硅衬底；于所述硅衬底上形成牺牲层；在第一旋涂工艺条件下，于所述牺牲层上形成第一聚酰亚胺层；于所述第一聚酰亚胺层上形成探测电极阵列；在第二旋涂工艺条件下，于所述探测电极阵列上形成第二聚酰亚胺层；所述第二聚酰亚胺层的厚度大于各探测电极的厚度；于所述第二聚酰亚胺层上重复执行形成探测电极阵列和形成第二聚酰亚胺层的步骤，直至得到多层探测电极阵列和多层第二聚酰亚胺层；于所述多层第二聚酰亚胺层中的顶层第二聚酰亚胺层上形成硬掩膜层；对所述硬掩膜层和所述顶层第二聚酰亚胺层进行刻蚀，使得所述多层探测电极阵列中各探测电极的部分表面暴露于外界；去除所述硬掩膜层，并释放所述牺牲层，使得所述硅衬底脱落，得到柔性神经电极；所述柔性神经电极包括所述多层探测电极阵列和所述多层第二聚酰亚胺层。10.一种柔性神经电极，其特征在于，通过权利要求1-9中的任一项柔性神经电极的制备方法制备得到。11.一种脑机接口，其特征在于，包括柔性神经电极和后端采集单元；所述柔性神经电极和所述后端采集单元连接；所述柔性神经电极通过权利要求1-9中的任一项柔性神经电极的制备方法制备得到。

技术总结
本申请涉及一种柔性神经电极及其制备方法、脑机接口，该方法包括：获取硅衬底；于硅衬底上形成牺牲层；在第一旋涂工艺条件下，于牺牲层上形成第一聚酰亚胺层；于第一聚酰亚胺层上形成探测电极阵列；在第二旋涂工艺条件下，于探测电极阵列上形成第二聚酰亚胺层；第二聚酰亚胺层的厚度大于各探测电极的厚度；于第二聚酰亚胺层上形成硬掩膜层；对硬掩膜层和第二聚酰亚胺层进行刻蚀，以露出各探测电极的部分表面；去除硬掩膜层，并释放牺牲层，使得硅衬底脱落，得到柔性神经电极。本申请可以降低柔性神经电极的整体厚度，进而可以提高器件柔性水平，减少神经电极植入大脑后对大脑的损伤，并进一步提升神经电极长期在体植入的可行性、可靠性。靠性。靠性。


技术研发人员：陶虎 周志涛 朱子懿 孙鎏炀
受保护的技术使用者：中国科学院上海微系统与信息技术研究所
技术研发日：2022.01.04
技术公布日：2022/4/22