16、三维微电极阵列（3 - D MEAs）的制造技术与应用

三维微电极阵列（3 - D MEAs）的制造技术与应用

1. EU NeuroProbes项目介绍

欧盟的一个联盟一直在致力于解决基于硅的皮质内三维微电极问题，此项目即欧洲NeuroProbes联盟（ www.neuroprobes.org ）。这是一个由欧盟委员会资助的为期4年的综合项目，参与技术研发的机构包括比利时的校际微电子中心（IMEC）、德国弗莱堡大学微系统系（IMTEK）、德国哈恩 - 施卡德微加工与信息技术研究所（HSG - IMIT）、瑞士纳沙泰尔大学微技术研究所（IMT）以及瑞典的马拉达伦大学。

该项目的目标是通过开发一种有利于长期应用的三维探头阵列，克服犹他阵列和密歇根探头的一些局限性。其开发的平台注重优雅的组装，可实现用于记录和刺激皮质神经元的电极位点、用于监测谷氨酸和多巴胺的生物传感器，以及用于采样或药物输送的集成微流体通道。

2. EU NeuroProbes的制造工艺

• 单轴探头制造 ：Kisban等人描述了制造间距为500μm、长度分别为2mm、4mm和8mm的单轴探头。为便于插入脑组织，设计了开口角度为17°的尖锐尖端和锥度分别为0.5°、0.3°和0.1°的轴。探头厚度目标约为120μm，以提供足够的机械刚度。每个轴包含八个直径为20μm的圆形电极和一个由铂制成的尖端电极。
  • 制造流程 ：
    1. 在300μm厚的硅晶圆两侧沉积500nm的应力补偿电介质。
    2. 在晶圆背面额外沉积1.5μm厚的等离子体增强化学气相沉积（PECVD）SiO₂。