[发明专利]基于离散式侧壁微电极阵列的细胞电融合芯片装置及加工工艺

权利要求书

1.一种基于离散式侧壁微电极阵列的细胞电融合芯片装置，其特征在于：它由基于离散式侧壁微电极阵列的细胞电融合芯片和流路控制层组成；

所述基于离散式侧壁微电极阵列的细胞电融合芯片具有硅基底层，在硅基底层上有二氧化硅绝缘层，在二氧化硅绝缘层上有顶层低阻硅层，在顶层低阻硅层中有微通道，微通道以二氧化硅绝缘层为底，微通道的两侧相对为齿状侧壁微电极，在相邻的齿状侧壁微电极之间采用绝缘隔离结构隔离低阻硅与齿状侧壁微电极，被隔离的低阻硅的端面与齿状侧壁微电极的端面齐平，使微通道为光滑的通道；所述顶层低阻硅层上有铝引线层，与侧壁微电极接通，在整个顶层低阻硅层上覆盖有二氧化硅钝化层，并留出部分铝引线层作为与外界电信号电气连接的键合区；

所述流路控制层由PDMS盖片和导管组成， PDMS盖片盖在细胞电融合芯片上，PDMS盖片上有出样口和进样口，对应于细胞电融合芯片的微通道的两端，连通微通道，导管装于出样口和进样口上。

2.根据权利要求1所述的基于离散式侧壁微电极阵列的细胞电融合芯片装置，其特征在于：所述绝缘隔离结构是在低阻硅与侧壁微电极之间刻蚀深至二氧化硅绝缘层的U型深槽，并在深槽的侧壁上形成一层二氧化硅绝缘层，并用多晶硅填充深槽的其余部分。

3.根据权利要求1或2所述的基于离散式侧壁微电极阵列的细胞电融合芯片装置，其特征在于：所述硅基底层的厚度为300~450 mm，二氧化硅绝缘层的厚度为0.5~2 μm，顶层低阻硅层的厚度在40~50 μm，所述铝引线层为0.5~2μm厚的金属铝，二氧化硅钝化层厚度为1~2μm厚。

4.根据权利要求1或2所述的基于离散式侧壁微电极阵列的细胞电融合芯片装置，其特征在于：所述顶层低阻硅层的电导率为7~9Ω/cm。

5.根据权利要求1或2所述的基于离散式侧壁微电极阵列的细胞电融合芯片装置，其特征在于：所述PDMS盖片的厚度在0.5~2mm，出样口和进样口的直径为0.3~0.5mm。

6. 权利要求1所述的基于离散式侧壁微电极阵列的细胞电融合芯片装置的加工工艺，其特征在于包括以下步骤：

（1）细胞电融合芯片的加工：

选取SOI晶圆；

清洗；

对顶层低阻硅层进行离子注入，使其电导率降到7-9Ω/m的水平；

干法刻蚀顶层低阻硅层，形成U型深槽；

在深槽的侧壁上高温氧化形成二氧化硅绝缘层；

将多晶硅填充于深槽中，在微电极与低阻硅之间形成绝缘隔离结构；

对顶层平整化去除多余的多晶硅，并形成平整的上表面；

在上表面溅射铝；

光刻形成铝引线层；

用等离子气相沉积在铝引线层表面形成二氧化硅钝化层；

干法刻蚀二氧化硅去除微通道及键合区表面的二氧化硅钝化层；

干法刻蚀顶层低阻硅层形成微通道及离散式侧壁微电极阵列；

（2）流路控制盖片的加工通过倒模工艺实现，材料选用PDMS：

完成上述加工后，将细胞电融合芯片和顶层流路控制层通过键合实现密闭，形成一密闭腔体，仅通过进样口和出样口进行细胞悬浮液的进出样。