一种微电极结构及其制作方法技术

本发明专利技术涉及微电极技术领域，具体涉及一种微电极结构及其制作方法，包括硬针以及设置于所述硬针上方的软针；所述硬针与所述软针通过微柱隔开，所述硬针尾部的正面设置有至少一个所述微柱或者所述软针尾部的背面设置有至少一个微柱。本发明专利技术的微电极结构在硬针植入神经组织时，通过硬针及硬针上的软针引导件将软针带入组织内，再拔出硬针，将软针留在组织内，可以避免采用单一的硬针或单一的软针的缺陷，且硬针尾部的正面或者软针尾部的背面设置有至少一个微柱，可以有效防止硬针和软针之间发生黏附，降低了植入组织后硬针的拔出难度。降低了植入组织后硬针的拔出难度。降低了植入组织后硬针的拔出难度。

【技术实现步骤摘要】
一种微电极结构及其制作方法


[0001]本专利技术涉及生物医学工程技术脑机接口神经微电极
，具体涉及一种微电极结构及其制作方法。

技术介绍

[0002]微电极是指电极的至少一维度的尺寸为微米或纳米级的电极(即<100微米)。已经广泛应用于分析化学、医学工程等领域。人和动物的各种生理机能都直接或间接受脑内神经网络的调控，记录单个神经元放电频率的变化需要微电极采集到较强的电信号，并进行长时间的观察和研究。其中，可长期植入中枢神经系统(CNS)的微电极具有广泛的应用范围。
[0003]常用微电极有金属和玻璃两类，金属微电极是一种高强度金属细针，尖端以外的部分用漆或玻璃绝缘，金属电极丝由不锈钢、铂铱合金或碳化钨丝在酸性溶液中电解腐蚀而成，有多种成品可供选择，其缺点是微电极的几何形状与绝缘状态难以保持一致。玻璃微电极由用户根据需要用硬质毛细管拉制而成，用于测量细胞内静息电位和动作电位时，其尖端需小于0.5微米；用于测量细胞外活性区域非活性点电位时，其尖端可为1
‑
5微米。
[0004]上面这两种微电极的微针都采用刚性微针，在植入时无法随着血管伸缩而进行适应性形变，这样容易对人体组织或者动物组织造成损伤。而若将微电极的微针完全采用柔性材料制成，在植入组织过程中微针易变形，不便于操作者将微针体植入组织内。

技术实现思路

[0005]为了克服上述现有技术存在的不足，本专利技术的目的是提供一种微电极结构及其制作方法，通过硬针将软针带入组织内，再拔出硬针，既能够避免采用单一的硬针或软针的缺陷，又可以避免硬针和软针之间发生黏附，降低植入组织后硬针的拔出难度。
[0006]为实现上述目的，本专利技术的技术方案为一种微电极结构，包括硬针以及设置于所述硬针上方的软针；所述硬针与所述软针通过微柱隔开，所述硬针尾部的正面设置有至少一个所述微柱或者所述软针尾部的背面设置有至少一个微柱。
[0007]进一步地，所述微柱的数目为多个，所述微柱按照预设的间隔呈多排多列设置。
[0008]进一步地，所述微柱的高度为0.2μm
‑
1.5μm。
[0009]进一步地，所述微柱采用硅、多晶硅、氮化硅、二氧化硅中的任意一种制备而成。
[0010]进一步地，所述硬针上设置有软针引导件。
[0011]更进一步地，所述软针引导件包括倒L型钩，所述倒L型钩包括竖直部和水平部；所述软针的头部设有引导窗口，所述竖直部的一端与所述硬针的头部连接，另一端向上贯穿所述引导窗口并与所述水平部连接，且所述引导窗口的尺寸大于所述水平部的尺寸。
[0012]进一步地，还包括集成电路芯片，所述集成电路芯片与所述软针电连接。
[0013]本专利技术还提供一种上述的微电极结构的制作方法，包括如下步骤：S1、提供一衬底；
S2、在衬底的表面生长微柱层，然后对微柱层进行刻蚀形成至少一个微柱，再在表面生长牺牲层；或者在衬底的表面先生长牺牲层，接着生长微柱层，然后对微柱层进行刻蚀形成至少一个微柱，再在衬底的表面生长牺牲层，其中，第二次生长的牺牲层与所述微柱平齐；S3、在步骤S2制作完成的结构上生长软针结构层，形成软针；S4、对衬底的背部进行刻蚀或减薄，形成硬针；S5、释放硬针与软针之间的牺牲层。
[0014]进一步地，所述软针结构层采用碳化硅、氮化硅、多晶硅中的任意一种。
[0015]进一步地，所述衬底采用Si、SOI、Si/SiO2中的任意一种，所述牺牲层采用PI、氮化硅、氧化物中的任意一种。
[0016]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：（1）本专利技术的微电极结构在硬针植入神经组织时，通过硬针将软针带入组织内，再拔出硬针，将软针留在组织内，可以避免采用单一的硬针导致植入时无法随着血管伸缩进行适应性形变而对组织造成损伤以及避免采用单一的软针导致植入时易发生变形而无法将软针很好地植入组织内；且硬针尾部的正面或者软针尾部的背面设置有至少一个微柱，可以有效防止硬针和软针之间发生黏附，降低了植入组织后硬针的拔出难度；（2）本专利技术的制备工艺简单，只需要在原有的制备基础上多一张版图即可完成制备。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0018]图1为本专利技术实施例一提供的微电极结构的示意图；图2为本专利技术实施例一提供的微电极结构制备方法的流程图；图3为本专利技术实施例二提供的微电极结构的示意图；图4为本专利技术实施例二提供的微电极结构制备方法的流程图；图5为本专利技术实施例提供的微电极结构的立体图；图6为本专利技术实施例一提供的微电极结构的整体结构图；图中：1、硬针；2、软针；3、微柱；4、引导窗口；5、倒L型钩；6、衬底；7、微柱层；8、牺牲层；9、软针结构层。
具体实施方式
[0019]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0020]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、
“
右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0021]术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；在本专利技术的描述中，除非另有说明，“若干”的含义是两个或两个以上。
[0022]实施例一如图1、图3和图5所示，本实施例提供一种微电极结构，包括硬针1以及设置于所述硬针1上方的软针2；所述硬针1尾部与所述软针2尾部之间通过微柱3隔开。作为一种实施方式，所述硬针1尾部的正面设置有至少一个微柱3，且各所述微柱3的上表面与所述软针2接触；作为另一种实施方式，所述软针2尾部的背面设置有至少一个微柱3，且各所述微柱3的下表面与所述硬针1接触。通过硬针1将软针2带入神经组织，由于硬针1与软针2之间可能会有互相黏附的风险，从而导致硬针1拔出困难，本实施例通过在硬针1尾部的正面或软针2尾部的背面设置至少一个微柱3，微柱3起到支撑的作用，另一方面减小了软针2与硬针3的接触面积，可以有效防止硬针1与软针2之间发生黏附，降低了植入组织后硬针1的拔出难度。
[0023]在本实施例中，所述微柱3的数目为多个，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微电极结构，其特征在于：包括硬针以及设置于所述硬针上方的软针；所述硬针与所述软针通过微柱隔开，所述硬针尾部的正面设置有至少一个所述微柱或者所述软针尾部的背面设置有至少一个微柱。2.如权利要求1所述的微电极结构，其特征在于：所述微柱的数目为多个，所述微柱按照预设的间隔呈多排多列设置。3.如权利要求1所述的微电极结构，其特征在于：所述微柱的高度为0.2μm
‑
1.5μm。4.如权利要求1所述的微电极结构，其特征在于：所述微柱采用硅、多晶硅、氮化硅、二氧化硅中的任意一种制备而成。5.如权利要求1所述的硬针与软针复合的微电极结构，其特征在于：所述硬针上设置有软针引导件。6.如权利要求5所述的微电极结构，其特征在于：所述软针引导件包括倒L型钩，所述倒L型钩包括竖直部和水平部；所述软针的头部设有引导窗口，所述竖直部的一端与所述硬针的头部连接，另一端向上贯穿所述引导窗口并与所述水平部连接，且所述引导窗口的尺寸大于所述水平部的尺寸。7.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄立，黄晟，童贝，
申请(专利权)人：武汉衷华脑机融合科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：