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70%以上的外界信息都是通过视觉来传达的,因此视觉为人类的进步和发展提供了重要途径。尤其是近几年,视觉假体的研究已成为国际研究热点,它为盲人的视觉功能修复提供了一条新道路。视觉假体微电极阵列作为视觉假体中的关键部件,直接与人体视觉神经组织接触,其电化学稳定性直接影响着视觉假体在体使用的安全性和有效性。碳-微机电系统(Carbon-Microelectromechanical System, C-MEMS)工艺结合传统光刻与热解工艺,能够制造出具有良好化学稳定性、生物相容性及机械性能的碳微结构。C-MEMS加工工艺与硅基MEMS工艺相兼容,因此提出可用于神经电刺激的硅基碳MEMS微电极阵列的研制。本文研究内容主要有:(1)视网膜柔性MEMS刺激微电极阵列的体外电化学稳定性评估。采用三电极测试法测试不同温度的液体环境下,刺激电极的电化学阻抗特性。结果表明,当体外测试的磷酸缓冲盐溶液的温度在人体生理性体温范围(35°C40°C)内变化时,电极电化学阻抗没有发生显著变化。(2)研究了单个电极在脉冲电流刺激下引发的pH值的变化。在正相脉冲电流刺激下,pH变化值与时间呈显著线性正相关;负相脉冲电流刺激下,pH变化值与时间呈显著线性负相关;先负后正的双相脉冲电流刺激下,pH变化值会随着刺激电流频率的升高而降低,且pH的变化值要小于单相刺激下pH的变化值。(3)基于C-MEMS技术,研制植入式硅基碳微电极阵列,刺激位点按照8×2或4×1排布。单个圆形碳刺激电极刺激位点直径为70μm,线宽为30μm,焊盘为边长300μm的正方形区域。在3英寸350μm厚的硅片上,采用C-MEMS工艺高温热解光敏型聚酰亚胺(Polyimide,PI)制作的碳材料作为刺激电极,等离子增强化学气相淀积(Plasma-enhanced-chemical-vapor deposition, PECVD)生长的二氧化硅(SiO2)作为碳电极与硅基底的绝缘材料,PI作为微电极阵列的顶层绝缘层。基于双面光刻工艺,通过硅片衬底刻蚀,实现硅基碳微电极阵列的释放。