CN101950741B - 芯片电极多层互连结构的制备方法 - Google Patents

芯片电极多层互连结构的制备方法 Download PDF

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Abstract

一种生物医学技术领域的芯片电极多层互连结构的制备方法，首先在基片上图形化光刻胶确定芯片位置，将芯片置于基片后在芯片表面化学气象沉积一层聚合物薄膜以固定芯片，并在基片的芯片位置以外部分浇注一层厚度为500μm的聚合物层并固化处理后将基片剥离，使芯片被聚合物层包裹，然后依次在整个聚合物层表面重复n次进行：溅射并图形化金属层、化学气象沉积聚合物薄膜6～8μm并图形化聚合物薄膜实现多层芯片电极的互连，其中n为3或3以上的自然常数。本发明制备得到的结构使单位面积上芯片与电极的互连数量大大增加，有利于电极刺激和采集的效果，可以方便应用于人工假体装置内。

Description

芯片电极多层互连结构的制备方法
技术领域
本发明涉及的是一种生物医学工程领域的方法，具体是一种芯片电极多层互连结构的制备方法。
背景技术
人工假体用于治疗和恢复丧失功能的某人体器官，如视觉假体可以帮助病人恢复视力，人工耳蜗可以帮助病人恢复听力等。人工假体作为一个植入到人体内的***，一般由控制芯片和电极组成。芯片和电极的直接互连，不仅可以减小整个***的体积，也可以使***在植入体内时更方便，减小对人体的创伤。单层芯片电极互连，在单位面积上芯片连接的电极数量有限。多层芯片电极互连，可以在单位面积上，使得芯片连接的电极数量为单层互连的数倍，且倍数取决于互连层数。多层芯片电极互连有助于在单位面积上增加芯片连接电极的数量，有助于电极刺激和采集效果。
经对现有技术文献的检索发现，DAMIEN C.RODGER和YU-CHONG TAI在IEEE EngMed Biol Mag.2005Sep-Oct；24(5)：52-7.上撰文“Microelectronic Packaging for RetinalProstheses”。(“用于视觉假体的微电子封装”医学和生物工程杂志)。该文中提及的芯片和电极互连是单层互连，在单位面积上芯片和电极连接的数量有限，不利于提高电极刺激和采集的效果。并且此工艺使用硅为基底，工艺成本较高。
发明内容
本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种芯片电极多层互连结构的制备方法，制备得到的结构使单位面积上芯片与电极的互连数量大大增加，有利于电极刺激和采集的效果，可以方便应用于人工假体装置内。
本发明是通过以下技术方案实现的，首先在基片上图形化光刻胶确定芯片位置，将芯片置于基片后在芯片表面化学气象沉积一层聚合物薄膜以固定芯片，并在基片的芯片位置以外部分浇注一层厚度为500μm的聚合物层并固化处理后将基片剥离，使芯片被聚合物层包裹，然后依次在整个聚合物层表面重复n次进行：溅射并图形化金属层、化学气象沉积聚合物薄膜6～8μm并图形化聚合物薄膜实现多层芯片电极的互连，其中n为3或3以上的自然常数。
所述的图形化光刻胶确定芯片位置是指：首先在基片上以1900转/分的速度旋涂AZ 4903光刻胶60秒，然后采用AZ-400K显影液显影150秒确定芯片位置；
所述的沉积第一聚合物薄膜是指：采用化学气象法在芯片表面沉积一层厚度为2～4μm的聚对二甲苯，
所述的聚合物层为聚二甲基硅氧烷。
所述的固化处理是指：将第一聚合物层置于烘箱中以80℃烘3小时。
所述的金属层为金、钛或铂。
与现有技术相比，本发明制备所得的芯片电极互连结构，在单位面积上可以大大增加芯片与电极的互连数量，有利于电极刺激和采集的效果，并且以聚合物为基底避免了以硅为基底需要使用工艺成本较高的设备，大大降低了工艺成本。
附图说明
图1为实施例1示意图。
图2为实施例2示意图。
图3为实施例3示意图。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
如图1所示，本实施例通过以下步骤进行制备：
第一步、在硅片上旋涂光刻胶，并图形化光刻胶；
所述的旋涂光刻胶是指以1900转/分的速度旋涂AZ 4903光刻胶60秒。
所述的图形化光刻胶是指曝光后，采用AZ-400K显影液显影150秒。
第二步、将芯片放置到硅片上确定的位置，并沉积聚合物薄膜固定芯片；
所述的沉积聚合物是指化学气象沉积聚对二甲苯。
所述的聚合物薄膜厚度为2～4μm。
第三步、在固定了芯片的硅片上浇注聚合物作为基底，并固化聚合物。
所述的聚合物为聚二甲基硅氧烷。
所述的固化聚合物为在烘箱中以80℃烘3小时。
第四步、剥离芯片定位硅片，使芯片留在聚合物基底中。
第五步、在整个聚合物层表面重复3次进行：溅射并图形化金属层、化学气象沉积聚合物薄膜并图形化聚合物薄膜。
所述的金属为金。
所述的图形化金属为剥离工艺图形化金。
所述的聚合物为聚对二甲苯。
所述的聚合物薄膜厚度为6～8μm。
所述的图形化聚合物薄膜为以光刻胶为掩膜使用反应离子刻蚀聚对二甲苯。
第六步、释放芯片和电极。
所述的释放是指刻蚀聚合物基底上的金属后将芯片电极从聚合物基地上剥离。
实施例2
如图2所示，本实施例通过以下步骤进行制备：
第一步、在硅片上旋涂光刻胶，并图形化光刻胶；
所述的旋涂光刻胶是指以1900转/分的速度旋涂AZ 4903光刻胶60秒。
所述的图形化光刻胶是指曝光后，采用AZ-400K显影液显影150秒。
第二步、将芯片放置到硅片上确定的位置，并沉积聚合物薄膜固定芯片；
所述的沉积聚合物是指化学气象沉积聚对二甲苯。
所述的聚合物薄膜厚度为2～4μm。
第三步、在固定了芯片的硅片上浇注聚合物作为基底，并固化聚合物。
所述的聚合物为聚二甲基硅氧烷。
所述的固化聚合物为在烘箱中以80℃烘3小时。
第四步、剥离芯片定位硅片，使芯片留在聚合物基底中。
第五步、在整个聚合物层表面重复4次进行：溅射并图形化金属层、化学气象沉积聚合物薄膜并图形化聚合物薄膜。
所述的金属为钛。
所述的图形化金属为剥离工艺图形化钛。
所述的聚合物为聚对二甲苯。
所述的聚合物薄膜厚度为6～8μm。
所述的图形化聚合物薄膜为以光刻胶为掩膜使用反应离子刻蚀聚对二甲苯。
第六步、释放芯片和电极。
所述的释放是指刻蚀聚合物基底上的金属后将芯片电极从聚合物基地上剥离。
实施例3
如图3所示，本实施例通过以下步骤进行制备：
第一步、在硅片上旋涂光刻胶，并图形化光刻胶；
所述的旋涂光刻胶是指以1900转/分的速度旋涂AZ 4903光刻胶60秒。
所述的图形化光刻胶是指曝光后，采用AZ-400K显影液显影150秒。
第二步、将芯片放置到硅片上确定的位置，并沉积聚合物薄膜固定芯片；
所述的沉积聚合物是指化学气象沉积聚对二甲苯。
所述的聚合物薄膜厚度为2～4μm。
第三步、在固定了芯片的硅片上浇注聚合物作为基底，并固化聚合物。
所述的聚合物为聚二甲基硅氧烷。
所述的固化聚合物为在烘箱中以80℃烘3小时。
第四步、剥离芯片定位硅片，使芯片留在聚合物基底中。
第五步、在整个聚合物层表面重复5次进行：溅射并图形化金属层、化学气象沉积聚合物薄膜并图形化聚合物薄膜。所述的金属为铂。
所述的图形化金属为剥离工艺图形化铂。
所述的聚合物为聚对二甲苯。
所述的聚合物薄膜厚度为6～8μm。
所述的图形化聚合物薄膜为以光刻胶为掩膜使用反应离子刻蚀聚对二甲苯。
第六步、释放芯片和电极。
所述的释放是指刻蚀聚合物基底上的金属后将芯片电极从聚合物基地上剥离。上述实施例的工艺简单、不仅可以大大降低工艺成本，并且在单位面积上，可以增加芯片和电极互连的数量，助于电极刺激和采集效果。

Claims (5)

1.一种芯片电极多层互连结构的制备方法，其特征在于：首先在基片上图形化光刻胶确定芯片位置，将芯片置于基片后在芯片表面化学气相沉积一层聚合物薄膜以固定芯片，并在基片的芯片位置以外部分浇注一层厚度为500μm的聚合物层并固化处理后将基片剥离，使芯片被聚合物层包裹，然后依次在整个聚合物层表面重复n次进行：溅射并图形化金属层、化学气相沉积聚合物薄膜6～8μm并图形化聚合物薄膜实现多层芯片电极的互连，其中n为3以上的自然常数，所述聚合物薄膜为聚对二甲苯，所述聚合物层为聚二甲基硅氧烷。
2.根据权利要求1所述的芯片电极多层互连结构的制备方法，其特征是，所述的图形化光刻胶确定芯片位置是指：首先在基片上以1900转/分的速度旋涂AZ 4903光刻胶60秒，然后采用AZ-400K显影液显影150秒确定芯片位置。
3.根据权利要求1所述的芯片电极多层互连结构的制备方法，其特征是，所述的化学气相沉积一层聚合物薄膜是指：采用化学气相法在芯片表面沉积一层厚度为2～4μm的聚对二甲苯。
4.根据权利要求1所述的芯片电极多层互连结构的制备方法，其特征是，所述的固化处理是指：将浇注聚合物层置于烘箱中以80℃烘3小时。
5.根据权利要求1所述的芯片电极多层互连结构的制备方法，其特征是，所述的金属层为金、钛或铂。
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