生物芯片碳微電極的C-MEMS制備工藝研究.pdf

1、生物芯片技術(shù)是集生物技術(shù)、材料科學(xué)、物理化學(xué)、納米技術(shù)、信息技術(shù)等為一體的多學(xué)科交叉的前沿技術(shù)。介電電泳芯片技術(shù)是一種重要的生物芯片技術(shù)，其關(guān)鍵在于微電極的設(shè)計與制備。傳統(tǒng)微電極一般為厚度幾百個nm的平面電極，其制備過程涉及薄膜淀積、光刻、刻蝕等多個復(fù)雜工藝，設(shè)備昂貴、成本較高。
　　 本論文主要研究了一種生物芯片碳微電極的C-MEMS（Carbon Microelectro mechanical system）制備工藝，即將半

2、導(dǎo)體工業(yè)中廣泛使用的光刻膠進(jìn)行光刻，然后分別在N2和N2/H2混合氣體保護(hù)下高溫?zé)峤獾倪^程，熱解的產(chǎn)物稱為C-PPF（Carbon-Pyrolyzed Photoresist Film）膜。本文研究了C-MEMS工藝的基本原理以及光刻膠熱解的微觀機(jī)理，深入討論了溫度、環(huán)境氣氛、光刻等工藝參數(shù)對C-PPF膜性能的影響。利用C-MEMS工藝，制備了表面光滑，邊緣清晰、附著性強(qiáng)、導(dǎo)電性優(yōu)良（電阻率達(dá)4×10-3 ）的C-PPF膜，并將C-ME

3、MS微電極與傳統(tǒng)微電極作了對比。本文進(jìn)一步根據(jù)介電電泳的原理，分別設(shè)計了常規(guī)介電電泳芯片（cDEP Chip）、行波介電電泳芯片（TWD Chip）、電旋轉(zhuǎn)芯片（ROT Chip）的微電極圖形，并利用C-MEMS工藝成功制備得相應(yīng)的導(dǎo)電C-MEMS微電極。同時利用SU-8膠，制備得到高7 μm的三維C-MEMS微碳柱陣列。實(shí)驗(yàn)表明，C-PPF膜具有良好的導(dǎo)電性能、生物兼容性、化學(xué)穩(wěn)定性，C-MEMS工藝具有工藝簡單、成本低、可制備三維微