[发明专利]一种硅神经电极混合集成器件的制造方法

权利要求书

1.一种硅神经电极混合集成器件的制造方法，其特征在于，包括：

制作用于神经信号采集的前置放大器芯片和硅神经电极；

在前置放大器芯片表面制作掩膜，在前置放大器芯片输入压焊盘中制作金属层；

在前置放大器芯片表面和压焊盘中制作绝缘层；

对前置放大器芯片和硅神经电极的表面进行抛光；以及

采用硅片键合技术将前置放大器芯片与硅神经电极集成，在前置放大器与硅神经电极间形成耦合电容。

2.根据权利要求1所述的硅神经电极混合集成器件的制造方法，其特征在于，所述制作用于神经信号采集的前置放大器芯片和硅神经电极的步骤中，硅神经电极以绝缘层上硅材料为基片，在基片上从下至上依次由下绝缘层、金属层和上金属层三层构成。

3.根据权利要求1所述的硅神经电极混合集成器件的制造方法，其特征在于，所述制作用于神经信号采集的前置放大器芯片和硅神经电极的步骤中，前置放大器芯片采用标准的CMOS工艺制作实现，前置放大器指标满足神经信号采集要求，前置放大器的低通截止点小于10kHz，带内积分噪声小于5μV，增益为5～1000倍。

4.根据权利要求1所述的硅神经电极混合集成器件的制造方法，其特征在于，所述在前置放大器芯片表面制作掩膜，在前置放大器芯片输入压焊盘中制作金属层的步骤中，是先在前置放大器芯片表面制作掩膜，只留出芯片的输入压焊盘，将制作好的前置放大器芯片至于真空镀膜机中，在芯片的输入压焊盘中蒸镀金属层，以减小压焊盘与芯片表面的深度，为在压焊盘中制作绝缘层做准备。

5.根据权利要求4所述的硅神经电极混合集成器件的制造方法，其特征在于，所述蒸镀的金属层采用的金属材料为铝、铟、金或银。

6.根据权利要求1所述的硅神经电极混合集成器件的制造方法，其特征在于，所述在前置放大器芯片表面和压焊盘中制作绝缘层的步骤中，绝缘层材料选择二氧化硅或氮化硅，制作的方法采用等离子体增强化学气相沉积法。

7.根据权利要求1所述的硅神经电极混合集成器件的制造方法，其特征在于，所述对前置放大器芯片和硅神经电极的表面进行抛光的步骤中，是采用化学机械抛光技术对前置放大器芯片和硅神经电极的表面进行抛光，抛光处理后前置放大器芯片输入压焊盘中的绝缘层与芯片表面处于同一平面。

8.根据权利要求1所述的硅神经电极混合集成器件的制造方法，其特征在于，所述采用硅片键合技术将前置放大器芯片与硅神经电极集成，在前置放大器与硅神经电极间形成耦合电容的步骤中，首先对抛光后的前置放大器芯片与硅神经电极清洗，然后采用硅片键合技术将前置放大器芯片与硅神经电极集成，使前置放大器芯片的输入压焊盘与硅神经电极的压焊盘形成耦合电容。

9.根据权利要求8所述的硅神经电极混合集成器件的制造方法，其特征在于，所述对抛光后的前置放大器芯片与硅神经电极清洗，清洗过程依次为：去离子水超声清洗，丙酮、无水乙醇清洗，去离子水清洗，稀HF酸清洗，去离子水清洗。

10.根据权利要求8所述的硅神经电极混合集成器件的制造方法，其特征在于，所述采用的硅片键合技术为直接键合方式，对准前置放大器芯片的输入压焊盘与硅神经电极输出压焊盘并贴合，施加一定的压力，然后做退火处理，使前置放大器芯片的输入压焊盘与硅神经电极的压焊盘形成耦合电容。