[发明专利]一种微电极及其形成方法

说明书

本申请实施例公开了一种微电极及其形成方法，提供衬底，衬底上形成有图案化的掩膜层，以掩膜层为掩蔽，对衬底进行刻蚀，形成衬底上的间隔墙，间隔墙的底部的宽度可以大于顶部的宽度，在衬底上形成绝缘层，去除间隔墙形成沟槽，在绝缘层上形成电极层，且电极层由沟槽实现了自然隔离，即沟槽作为电极层的间隔。由于电极层的间隔可以根据沟槽的宽度确定，而沟槽的宽度可以根据间隔墙的宽度确定，间隔墙的宽度又可以根据掩膜层的宽度确定，因此，只要得到尺度较小的掩膜层，即可得到尺寸较小的电极层的间隔，避开了现有技术中直接对电极层进行刻蚀的工艺，降低了刻蚀难度以及硬件要求，从而降低了形成电极的成本。

技术领域

本申请涉及半导体领域，特别是涉及一种微电极及其形成方法。

背景技术

微电极是现代电化学学科的重要分支之一，在痕量检测、单细胞检测、生物传感中具有很高的优越性。微电极具有较小的尺寸，可用于微观物质的探索，或者神经递质信息的实时监测。其中的微电极的尺寸可达微米级甚至纳米级，因此具有较高的电流密度、低的时间常数以及快的传质速度，这些有两个的特性使微电极具有很快的响应速度和高的信噪比。因此微电极在细胞生物学、神经学、药学和组织工程等领域有广泛的应用。

然而，微电极意味着电极本身的尺寸较小，电极之间的间距也较小，通常来说，为了不影响超电极的可靠性，可以尽可能的减小电极之间的间隔，提高微电极的分辨率。为了获得微小间距的图形，工业界一般依赖先进光刻技术，普通光刻技术一般很难达到尺寸<20nn图形制备的分辨率，极紫外光(Extreme Ultraviolet，EUV)光刻技术可以达到，但设备极其昂贵(设备价格一般在几亿美金)，且基本对中国大陆禁运。电子束光刻技术能达到<20nm图形的分辨率，但是因为是束斑直写技术，效率极其低下。另外即使利用先进光刻技术，通过刻蚀对贵金属电极刻蚀很难，比如金或者铂金都是等离子刻蚀难以进行的，因为刻蚀副产物难以挥发，而剥离工艺依赖先进光刻技术，同时金等贵金属与硅基CMOS技术不兼容，容易造成重金属沾污。

因此，现有技术中制备微电极的成本很高，如何制备尺寸较小的微电极，不依赖对贵金属刻蚀或者剥离技术形成极小间距电极，成为本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本申请实施例提供一种微电极及其形成方法，形成了尺寸较小的超微电极，同时降低了制备成本。

本申请实施例提供了一种微电极的形成方法，其特征在于，所述方法包括：

提供衬底，所述衬底上形成有图案化的掩膜层；

以所述掩膜层为掩蔽，对所述衬底进行刻蚀，形成所述衬底上的间隔墙，所述间隔墙在底部的宽度大于顶部的宽度；

在所述衬底上形成绝缘层，去除所述间隔墙形成沟槽；

在所述绝缘层上形成电极层，所述沟槽将所述电极层隔开。

可选的，所述衬底上的图案化的掩膜层可以通过以下方式得到：

在所述衬底上形成牺牲层，所述牺牲层的形状根据目标电极的形状确定；

在所述牺牲层的侧壁形成掩膜层；

去除所述牺牲层。

可选的，所述在所述牺牲层的侧壁形成掩膜层，包括：

沉积掩膜材料层；

去除所述衬底上表面以及所述牺牲层上表面的掩膜材料层，保留所述牺牲层侧壁上的掩膜材料层作为掩膜层。

可选的，所述衬底和所述牺牲层之间还形成有阻挡层，所述以所述掩膜层为掩蔽，对所述衬底进行刻蚀，包括：

以所述掩膜层和所述阻挡层为掩蔽，对所述衬底进行刻蚀。