[发明专利]一种2.5D叉指电极制作方法和叉指电极

说明书

本发明实施例提供一种2.5D叉指电极制作方法和叉指电极，在有电子束蒸发Cr/Au种子层的硅片上，将旋凃在种子层的光刻胶曝光、显影形成需要的电极图形，随后在金电镀液中进行脉冲电镀，根据需要通过调整电镀时间控制电极厚度。旨在增大电极厚度，进而可将待测物固定在电极之间，使电场完全覆盖待测物，且电极间的测试电场由边缘效应形成的弧形电场变为平行电场使检测信号更加稳定，最终提高检测电极的检测极限；另一方面由于电极厚度增加，电极的侧壁可以作为微流控的通道，与微流控系统结合完成检测的自动化。

技术领域

本发明实施例涉及化学传感技术领域，更具体地，涉及一种2.5D叉指电极制作方法和叉指电极。

背景技术

平面电极作为电化学传感器件，因其灵敏度高、易于小型化等特点被广泛关注。而且，电化学响应可以实现实时检测。而叉指电极指指状或者梳妆的平面内有周期性图案的电极，作为最广泛应用的平面电极之一，其有着平面电极传感的优秀特性，在非破坏性测试、电子通讯、化学测试等广泛应用。

随着健康观念的提升，人们越来越重视食品安全，环境问题以及医学的发展。目前食品安全检测以及环境水样等常规的分析方法有色谱法、质谱法等传统方法。虽然这些方法测定结果准确可靠，但存在着仪器昂贵、操作复杂、分析费用高等不足。而电化学传感器作为生物传感器的一种亦可广泛应用在上述的三个领域当中。微叉指电极阻抗生物传感器将微叉指电极作为信号转换器，是一种应用广泛的两电极结构形式，具有自身阻抗较低，检测耗时短，响应迅速，成本较低，操作简单，可实现自动化等突出优势，广泛应用于电化学阻抗生物传感器研究。微叉指电极传感器工作的原理是：在两电极两端加小振幅正弦激励信号，产生穿过被测物的电场来改变传感器的阻抗，从而得到被测物浓度与阻抗大小变化的关系进而完成分析。阻抗变化来自电极表面的待测物变化，如抗体、抗原结合；受体与DNA、蛋白质结合；细菌、细胞增殖以及信号标记活性酶因其的介质离子浓度变化；重金属离子的固定引起的离子浓度变化。

目前在检测中所用的叉指电极，大部分制备方法是用曝光光刻胶产生电极图形，然后用电子束蒸发沉积金电极部分，最终用剥离的方法完成全部制作。这样传统的微纳加工方法，的确可以在高质量下控制成本生产电极，但是受制于电子束蒸发工艺的限制，电极的厚度通常在70-140nm。由于电极厚度过低，检测电场为边缘效应形成的不均匀电场且集中在电极边缘部分，而大部分待测物分布在电极的表面，所以电场自身不稳定的同时还难以覆盖大部分待测物。并且这样的结构与微流控系统结合完成自动化检测并实现实时监测时同样存在溶液只能滴定测量不能流动测量的问题。

发明内容

本发明实施例提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种2.5D叉指电极制作方法和叉指电极。

第一方面，本发明实施例提供一种2.5D叉指电极制作方法，包括：

在硅衬底表面沉积种子层，在所述种子层表面旋涂厚度大于1μm的光刻胶，并进行曝光，得到包含叉指电极图案的硅片；

对所述硅片显影后进行脉冲电镀，得到500nm～2μm厚度的叉指电极；去除光刻胶，并将叉指电极外的种子层去除。

作为优选的，在硅衬底表面沉积种子层，具体包括：

通过电子束蒸发方法在所述硅衬底上沉积3nm厚的Cr种子层和10nm厚的Au种子层。

作为优选的，在所述种子层表面旋涂厚度大于1μm的光刻胶，具体包括：

将沉积种子层后的硅片放入匀胶机中，在所述种子层表面旋涂厚度大于1μm的紫外光刻胶；随后置于恒温热板上进行前烘。

作为优选的，并进行曝光，具体包括：

用紫外曝光机进行曝光，并将曝光后的硅片置于恒温热板上进行后烘。

作为优选的，并进行曝光后，还包括：