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神经元探针不仅是研究神经系统的重要工具,也是双向沟通大脑与外部世界的有力手段。它在神经信号探测、神经功能修复、脑机接口方案实现中发挥着巨大的作用。本文受Utah探针启发,提出了一种混成式准三维神经元探针阵列结构及其制备方法,目的是在标准CMOS工艺的读出电路芯片上直接制备探针阵列,实现探针阵列与读出电路的集成。本文开展的主要工作是：(1)提出以硅为主体材料的探针阵列结构,对Utah探针的结构在细节上结合本文的制备流程做了改进,并设计了相关的工艺版图。(2)结合结构转移的工艺方法和机械加工中“铣”的概念,通过倒焊互连工艺和多刀片混合切割工艺,使探针阵列在读出电路芯片上直接成型。并采用金属电极工艺和绝缘层工艺进一步完成了探针阵列的制备。所制备的探针阵列,规模为10×10,单个探针宽为100μ m,高度超过1.4mm,针尖角度为25°,底座高30μ m,相邻间距40μ m,探针与探针间中心距为400μ m,整体的良率达到95%以上。(3)对所制备的混成式神经元探针进行基本功能测试,通过生理盐水模拟试验和SD大鼠的在体试验验证了探针对神经信号的拾取能力。本文所提出的探针阵列制备流程有两个创新点：一是采用混成式的工艺,在已经制备完成的标准CMOS工艺的读出电路芯片上,先进行倒焊互连,然后完成探针成型,避免了探针成型后再进行结构转移的操作困难,同时简化了与读出电路之间的接口,探针阵列规模的扩展性更强。二是切割成型工艺,采用了多种刀具混合切割的方案,很好地实现了硅针阵列的成型,切割良率可达到100%。两个创新点使得探针阵列在制备过程中,不涉及任何高温工艺和湿法腐蚀工艺,不会对衬底的读出电路造成损伤,很好地实现了与CMOS工艺的兼容。本文所制备的混成式准三维神经元探针阵列完成了预定的目标,功能测试的结果证明其基本能满足生物试验要求。在今后的工作中,对探针结构、工艺环节、所用材料、器件测试等方面进一步探索优化,使之具备更大的竞争潜力。