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http://inaoe.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1009/2441| Fabricación de microelectrodos a base de silicio para el registro de señales neuronales extracelulares | |
| Adriana Martínez | |
| Wilfrido Calleja Arriaga DANIELA DIAZ ALONSO | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución-NoComercial-SinDerivadas | |
| Lift-off anisotrópico DRIE MEMS microelectrodos grabado seco sitios de registro señales neuronales extracelulares silicio | |
| En la actualidad, con los avances en el estudio de los padecimientos que afectan al ser humano, se conoce que las enfermedades neurodegenerativas impactan en grado variable a un sector importante de la población mundial. Paralelamente, se identifica que los dispositivos de registro de las señales neuronales representan un medio efectivo para realizar estudios avanzados de las enfermedades neurodegenerativas. Un tipo de dispositivo estratégico en este campo son los microelectrodos de registro de las señales eléctricas neuronales, para el análisis de diversos factores degenerativos en el sistema nervioso central y periférico. En el Laboratorio de Microelectrónica del INAOE, se han fabricado dos generaciones de microelectrodos de silicio con múltiples sitios de registro, fundamentalmente se han utilizando técnicas de grabado húmedo anisotrópico a base de hidróxido de potasio (KOH); sin embargo, esta técnica causa grabado lateral principalmente en la punta de las flechas, ocasionando imprecisiones en cuanto a la definición total de la flecha. El principal objetivo de este trabajo, es el de proponer una alternativa de fabricación precisa a base de grabado seco (plasma) de muy alta energía, y con ello definir y caracterizar las etapas de fabricación de los micro- electrodos tridimensionales a base de silicio. El diseño recibido, tiene el propósito de cubrir las funciones de microelectrodos comerciales de uso actual en el Departamento de Farmacología del CINVESTAV-IPN. Por lo anterior el diseño contiene diferentes longitudes, de 2 mm a 6 mm con 18 sitios de registro, pistas de interconexión y pads de salida definidas por una capa doble de aluminio/titanio en la superficie de la flecha. Con este diseño a base de 3 niveles de mascarilla con pistas de cromo, se utilizan obleas de silicio de 200 micras de grueso y 3 etapas de fotolitografía. En la primera etapa del proceso, se crece una capa de óxido aislante de 0.2 μm de grueso. Enseguida se realiza la primera litografía e inmediatamente se depositan las líneas metálicas completas por medio de la técnica de depósito físico en fase vapor (PVD), 0.5 μm de aluminio a una velocidad de 13 Å/s y 0.3 μm de titanio a una velocidad de 7 Å/s, y para obtener la definición precisa de las estructuras metálicas se utilizó la técnica de lift-off. At present, with the advances in the study of the diseases that affect human, it is known that neu- rodegenerative diseases have a variable impact on an important sector of the world’s population. At the same time, it has been identified that devices for recording neuronal signals represent an effective means for advanced studies of neurodegenerative diseases. One type of strategic device in this field is microelectrodes for recording neuronal electrical signals for the analysis of various degenerative factors in the central and peripheral nervous system. In the INAOE Microelectronics Laboratory, two generations of silicon microelectrodes with multiple recording sites have been fabricated, mainly using anisotropic wet etching techniques based on potassium hydroxide (KOH); however, this technique causes lateral etching mainly at the tip of the arrows, causing inaccuracies in terms of the total definition of the arrow. The main objective of this work is to propose a precise manufacturing alternative based on dry et- ching (plasma) of very high energy, and thus define and characterize the manufacturing steps of three-dimensional micro-electrodes based on silicon. The design received, has the purpose of cove- ring the functions of commercial microelectrodes of current use in the Department of Pharmacology of CINVESTAV-IPN. Therefore, the design contains different lengths, from 2 mm to 6 mm with 18 recording sites, interconnection tracks and output pads defined by a double layer of aluminum/titanium on the surface of the shaft. With this 3-level mask-based design with chrome tracks, 200 μm thick silicon wafers and 3 stages of photolithography are used. In the first stage of the process, a 0.2 μm thick insulating oxide layer is grown. Then the first lithography is performed and immediately the complete metallic lines are deposited by means of the physical vapor deposition (PVD) technique, 0.5 μm of aluminum at a rate of 13 Å/s and 0.3 μm of titanium at a rate of 7 Å/s, and to obtain the precise definition of the metallic structures the lift-off technique was used. | |
| Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica | |
| 2023-03 | |
| Tesis de maestría | |
| Español | |
| Estudiantes Investigadores Público en general | |
| Martínez García, A., (2023), Fabricación de microelectrodos a base de silicio para el registro de señales neuronales extracelulares, Tesis de Maestría, Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica. | |
| ELECTRÓNICA | |
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| Aparece en las colecciones: | Maestría en Electrónica |
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