本发明涉及半导体制造，尤其涉及一种电极器件及其形成方法、柔性电极系统。
背景技术：
1、神经电极，作为记录大脑信号或者向大脑外部传递信号的接口，是脑机接口、神经调控等系统的重要组成部分，如何设计一种用于神经刺激检测的医疗可植入设备，越来越成为研究重点。现阶段，该领域的主要研究方向是开发柔软的、可靠的、高时空分辨率的电极；同时，神经电极与磁共振成像(magnetic resonance imaging，mri)磁场的兼容性也越来越受到重视。
2、mri作为一种无创的影像学方法，其成像清晰，对软组织有很高的分辨率，对人体无电离辐射等损伤，得到了广泛的应用。通过mri成像，高频观测电极的植入位置，以及精确观察周围脑组织的活动，能够更准确地判断电极的植入效果。
3、然而，现有的电极器件难以兼容于mri。具体而言，传统植入式神经电极的体积相对神经元尺寸来说过大，容易产生植入损伤，同时也容易使得电极周围的大面积部分被电极伪影遮挡，导致难以兼容于mri。一种改进的电极器件可以得到较小的体积，然而由于其体积小而导致无法在影像学检查中被观测到，其植入过程主要依靠操作者的手感，植入的准确性难以保证，加大了电极的植入难度，也难以兼容于mri。
4、亟需一种电极器件，能够清晰地在影像学检查中被观测到，从而能够兼容于mri。
技术实现思路
1、本发明解决的技术问题是提供一种电极器件及其形成方法、柔性电极系统，可以使得电极器件能够清晰地在影像学检查中被观测到，从而能够兼容于mri。
2、为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种电极器件的形成方法，包括：提供基底；在所述基底上形成底部屏蔽层、显影材料层以及电极结构，其中，所述显影材料层形成于所述底部屏蔽层内，和/或，所述显影材料层形成于所述底部屏蔽层上，所述电极结构形成于所述底部屏蔽层以及显影材料层上；形成顶部屏蔽层，所述顶部屏蔽层覆盖所述电极结构、底部屏蔽层以及显影材料层，且暴露出所述电极结构的顶部表面的至少一部分；其中，所述显影材料层能够被磁共振成像mri显影。
3、可选的，所述显影材料层的材料为铁磁性材料。
4、可选的，所述显影材料层的材料选自以下材料中的一种或其合金材料，或者选自以下两种或两种以上材料的堆叠层或其混合物：镍ni、铁fe、不锈钢以及钴co。
5、可选的，满足以下一项或多项：所述显影材料层的厚度是所述电极器件的厚度的0.5％-20％；所述显影材料层的厚度选自：2nm至10μm。
6、可选的，所述底部屏蔽层以及顶部屏蔽层的材料的弯曲刚度小于等于预设弯曲刚度阈值，其中，所述底部屏蔽层以及顶部屏蔽层的材料相同或不同。
7、可选的，所述预设弯曲刚度阈值是1×10^-6n·m2。
8、可选的，所述底部屏蔽层以及顶部屏蔽层的材料的相对介电常数大于等于预设相对介电常数阈值，其中，所述底部屏蔽层以及顶部屏蔽层的材料相同或不同。
9、可选的，所述预设相对介电常数阈值是2.0。
10、可选的，所述底部屏蔽层以及顶部屏蔽层的材料选自以下任一种，或选自以下多种的组合：聚酰亚胺pi、聚二甲基硅氧烷pdms、聚对二甲苯pet、环氧树脂、聚酰胺酰亚胺pai、聚乳酸pha、聚乳酸-羟基乙酸共聚物phah、聚对苯二甲醚c、su8、硅胶以及硅橡胶。
11、可选的，在未被所述顶部屏蔽层覆盖的电极结构的顶部表面的至少一部分上填充或者附加有导电聚合物、导电金属颗粒或金属氧化物。
12、可选的，所述显影材料层形成于所述底部屏蔽层内；在所述基底上形成底部屏蔽层、显影材料层以及电极结构，包括：在所述基底上形成第一底部屏蔽层；在所述第一底部屏蔽层上形成所述显影材料层；在所述显影材料层上形成第二底部屏蔽层；在所述第二底部屏蔽层上形成电极材料层；对所述电极材料层进行刻蚀，以得到所述电极结构。
13、可选的，所述底部屏蔽层的侧壁暴露出所述显影材料层的侧壁。
14、可选的，所述显影材料层形成于所述底部屏蔽层上；在所述基底上形成底部屏蔽层、显影材料层以及电极结构，包括：在所述基底上形成所述底部屏蔽层；在所述底部屏蔽层上形成初始显影材料层；在所述初始显影材料层上形成电极材料层；形成图形化的第一掩膜层，采用所述第一掩膜层对所述电极材料层以及初始显影材料层进行刻蚀，以得到所述电极结构以及所述显影材料层。
15、可选的，所述形成电极结构，包括：采用蒸镀工艺，形成所述电极材料层。
16、可选的，所述电极结构的材料选自以下任一种，或选自以下多种的组合：金、铂、铱、钨、镁、钼、铂铱合金、钛合金、石墨、碳纳米管以及聚乙烯二氧噻吩pedot及其衍生聚合物。
17、可选的，所述方法还包括：形成第一防水材料层，所述第一防水材料层覆盖所述顶部屏蔽层的顶部表面以及侧壁表面，且覆盖所述底部屏蔽层的侧壁表面，且暴露出未被所述顶部屏蔽层覆盖的电极结构的顶部表面的至少一部分。
18、可选的，所述第一防水材料层的材料选自以下材料中的一种，或者选自以下两种或两种以上材料的堆叠层：氮化硅、碳化硅、氧化硅、碳纳米纤维以及树脂材料。
19、可选的，所述第一防水材料层的厚度大于等于所述电极器件的厚度的1％。
20、可选的，所述形成第一防水材料层，包括：形成防水初始层，所述防水初始层覆盖所述顶部屏蔽层的顶部表面以及侧壁表面，且覆盖所述底部屏蔽层的侧壁表面；形成图形化的刻蚀掩膜层，所述图形化的刻蚀掩膜层覆盖所述防水初始层，且暴露出未被所述顶部屏蔽层覆盖的电极结构的顶部表面的至少一部分；以所述图形化的刻蚀掩膜层为掩膜，对所述防水初始层进行刻蚀，以得到所述第一防水材料层。
21、可选的，在所述形成顶部屏蔽层之后，以及在所述形成防水初始层之前，所述方法还包括：形成图形化的第二掩膜层，所述第二掩膜层形成于所述顶部屏蔽层暴露出的电极结构的顶部表面，其中，所述防水初始层与所述电极结构之间被所述第二掩膜层隔离。
22、可选的，在以所述图形化的刻蚀掩膜层为掩膜，对所述防水初始层进行刻蚀，以得到所述第一防水材料层之后，所述方法还包括：采用同一工艺，去除所述刻蚀掩膜层以及所述第二掩膜层。
23、可选的，所述方法还包括：形成第二防水材料层，所述第二防水材料层自所述电极器件的背面覆盖所述底部屏蔽层的表面。
24、可选的，所述第二防水材料层的材料与所述第一防水材料层的材料一致。
25、可选的，所述基底包含半导体衬底以及溶解材料层；所述方法还包括：对所述溶解材料层进行溶解处理，以去除所述溶解材料层以及所述半导体衬底。
26、可选的，所述溶解材料层的材料选自以下任一种，或选自以下多种的组合：铝、镍、铬或其合金材料。
27、为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种电极器件，包括：底部屏蔽层、显影材料层以及电极结构，其中，所述显影材料层形成于所述底部屏蔽层内，和/或，所述显影材料层形成于所述底部屏蔽层上，所述电极结构形成于所述底部屏蔽层以及显影材料层上；顶部屏蔽层，所述顶部屏蔽层覆盖所述电极结构、底部屏蔽层以及显影材料层，且暴露出所述电极结构的顶部表面的至少一部分；其中，所述显影材料层能够被磁共振成像mri显影。
28、可选的，所述显影材料层的材料为铁磁性材料。
29、可选的，所述显影材料层的材料选自以下材料中的一种或其合金材料，或者选自以下两种或两种以上材料的堆叠层或其混合物：镍ni、铁fe、不锈钢以及钴co。
30、可选的，满足以下一项或多项：所述显影材料层的厚度是所述电极器件的厚度的0.5％-20％；所述显影材料层的厚度选自：2nm至10μm。
31、可选的，所述底部屏蔽层以及顶部屏蔽层的材料的弯曲刚度小于等于预设弯曲刚度阈值，其中，所述底部屏蔽层以及顶部屏蔽层的材料相同或不同。
32、可选的，所述预设弯曲刚度阈值是1×10^-6n·m2。
33、可选的，所述底部屏蔽层以及顶部屏蔽层的材料的相对介电常数大于等于预设相对介电常数阈值，其中，所述底部屏蔽层以及顶部屏蔽层的材料相同或不同。
34、可选的，所述预设相对介电常数阈值是2.0。
35、可选的，所述底部屏蔽层以及顶部屏蔽层的材料选自以下任一种，或选自以下多种的组合：聚酰亚胺pi、聚二甲基硅氧烷pdms、聚对二甲苯pet、环氧树脂、聚酰胺酰亚胺pai、聚乳酸pha、聚乳酸-羟基乙酸共聚物phah、聚对苯二甲醚c、su8、硅胶以及硅橡胶。
36、可选的，所述底部屏蔽层与顶部屏蔽层的材料相同，且为pi。
37、可选的，在未被所述顶部屏蔽层覆盖的电极结构的顶部表面的至少一部分上填充或者附加有导电聚合物、导电金属颗粒或金属氧化物。
38、可选的，所述显影材料层形成于所述底部屏蔽层内；所述底部屏蔽层包括第一底部屏蔽层和第二底部屏蔽层；其中，所述显影材料层形成于所述第一底部屏蔽层上；所述第二底部屏蔽层形成于所述显影材料层上；所述电极器件还包括：电极材料层，形成于所述第二底部屏蔽层上，其中，所述电极结构是对所述电极材料层进行刻蚀得到的。
39、可选的，所述底部屏蔽层的侧壁暴露出所述显影材料层的侧壁。
40、可选的，所述显影材料层形成于所述底部屏蔽层上；所述电极器件还包括：初始显影材料层，形成于所述底部屏蔽层上；电极材料层，形成于所述初始显影材料层上；其中，所述电极结构以及所述显影材料层是对所述电极材料层以及初始显影材料层进行刻蚀得到的。
41、可选的，所述电极结构的材料选自以下任一种，或选自以下多种的组合：金、铂、铱、钨、镁、钼、铂铱合金、钛合金、石墨、碳纳米管以及聚乙烯二氧噻吩pedot及其衍生聚合物。
42、可选的，所述的电极器件还包括：第一防水材料层，所述第一防水材料层覆盖所述顶部屏蔽层的顶部表面以及侧壁表面，且覆盖所述底部屏蔽层的侧壁表面，且暴露出未被所述顶部屏蔽层覆盖的电极结构的顶部表面的至少一部分。
43、可选的，所述第一防水材料层的材料选自以下材料中的一种，或者选自以下两种或两种以上材料的堆叠层：氮化硅、碳化硅、氧化硅、碳纳米纤维以及树脂材料。
44、可选的，所述第一防水材料层的厚度大于等于所述电极器件的厚度的1％。
45、可选的，所述的电极器件还包括：第二防水材料层，所述第二防水材料层自所述电极器件的背面覆盖所述底部屏蔽层的表面。
46、可选的，所述第二防水材料层的材料与所述第一防水材料层的材料一致。
47、为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种柔性电极系统，包括：上述电极器件；处理器，与所述电极器件耦接；其中，所述处理器运行计算机程序时产生刺激信号并输入至所述电极器件，以及接收和处理通过所述电极器件得到的信号。
48、与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下有益效果：
49、在本发明实施例中，通过在电极器件中形成位于底部屏蔽层内，和/或，位于底部屏蔽层上的显影材料层、以及形成覆盖电极结构、底部屏蔽层以及显影材料层、且暴露出所述电极结构的顶部表面的至少一部分的顶部屏蔽层，可以得到能够被mri显影的电极器件，从而可以使得电极器件不受到尺寸的限制，且电极器件中除显影材料层之外的其他材料层也可以不受到材料硬度的限制，无论尺寸大小、硬度大小的电极器件均可以被mri显影，从而可以清晰地在影像学检查中被观测到，有效兼容于mri。
50、进一步，所述显影材料层的材料为铁磁性材料，从而可以通过采用铁磁性材料，在不过于增大硬度和尺寸的前提下实现mri显影的功能，有利于在有效兼容于mri的基础上，进一步控制电极器件的尺寸和柔性。
51、进一步，所述显影材料层的厚度是所述电极器件的厚度的0.5％-20％；所述显影材料层的厚度选自：2nm至10μm，从而可以在避免过厚而影响柔性和尺寸，以及在避免过薄而影响显影效果的基础上，形成综合效果更佳的显影材料层。
52、进一步，通过设置底部屏蔽层以及顶部屏蔽层的材料的弯曲刚度小于等于预设弯曲刚度阈值，可以更好地满足电极器件对于弯曲刚度的要求。
53、进一步，通过设置所述底部屏蔽层以及顶部屏蔽层的材料的相对介电常数大于等于预设相对介电常数阈值，可以更好地满足电极器件对于绝缘性的要求。
54、进一步，在未被所述顶部屏蔽层覆盖的电极结构的顶部表面的至少一部分上填充或者附加有导电聚合物、导电金属颗粒或金属氧化物，可以通过所述导电聚合物、导电金属颗粒或金属氧化物改善所述电极结构的电信号采集和传输特性。
55、进一步，通过在所述基底上形成第一底部屏蔽层；在所述第一底部屏蔽层上形成所述显影材料层；在所述显影材料层上形成第二底部屏蔽层；在所述第二底部屏蔽层上形成电极材料层；对所述电极材料层进行刻蚀，以得到所述电极结构，可以实现在所述底部屏蔽层内形成显影材料层。
56、进一步，通过设置所述底部屏蔽层的侧壁暴露出所述显影材料层的侧壁，可以实现采用所述底部屏蔽层上下夹住显影材料层，有效增大显影材料层在平行于底部屏蔽层的表面方向上的横向尺寸。
57、进一步，通过在所述基底上形成所述底部屏蔽层；在所述底部屏蔽层上形成初始显影材料层；在所述初始显影材料层上形成电极材料层；形成图形化的第一掩膜层，采用所述第一掩膜层对所述电极材料层以及初始显影材料层进行刻蚀，以得到所述电极结构以及所述显影材料层，可以实现所述显影材料层形成于所述底部屏蔽层上，从而形成位于电极结构下方，在垂直于底部屏蔽层的表面的方向上与电极结构齐平的显影材料层，更具针对性地对电极结构进行显影。
58、进一步，通过形成第一防水材料层，所述第一防水材料层覆盖所述顶部屏蔽层的顶部表面以及侧壁表面，且覆盖所述底部屏蔽层的侧壁表面，且暴露出未被所述顶部屏蔽层覆盖的电极结构的顶部表面的至少一部分，可以通过第一防水材料层对屏蔽层的顶部表面和侧壁表面进行保护，也即对显影材料层进行了防水保护，对屏蔽层和显影材料层与体内液体环境的接触进行有效隔离，提高对电极器件的保护，减轻水解带来的渗液问题。
59、进一步，所述第一防水材料层的材料选自以下材料中的一种，或者选自以下两种或两种以上材料的堆叠层：氮化硅、碳化硅、氧化硅、碳纳米纤维以及树脂材料，从而可以利用其具有防水效果佳、绝缘性能好、电学稳定性强等特性，在对屏蔽层与体内液体环境的接触进行有效隔离的同时，降低对电极器件的电学性能的影响。
60、进一步，在所述形成顶部屏蔽层之后，以及在所述形成防水初始层之前，通过形成隔离防水初始层与所述电极结构的图形化的第二掩膜层，所述第二掩膜层形成于所述顶部屏蔽层暴露出的电极结构的顶部表面，可以在以所述图形化的刻蚀掩膜层为掩膜，对所述防水初始层进行刻蚀，以得到所述第一防水材料层的过程中，对电极结构的表面进行保护，尤其在电极结构的顶部表面上填充或者附加有导电聚合物、导电金属颗粒或金属氧化物的情况下，通过形成第二掩膜层，更能有效地对填充物或者附加物进行保护，进一步满足对电极结构的顶部表面的电性能需求，有效提高器件品质。
61、进一步，在以所述图形化的刻蚀掩膜层为掩膜，对所述防水初始层进行刻蚀，以得到所述第一防水材料层之后，所述方法还包括：采用同一工艺，去除所述刻蚀掩膜层以及所述第二掩膜层，从而可以复用去除刻蚀掩膜层的同一工艺去除第二掩膜层，无需额外的去除第二掩膜层的工艺，有效控制生产成本。
62、进一步，形成第二防水材料层，所述第二防水材料层自所述电极器件的背面覆盖所述底部屏蔽层的表面，从而可以对屏蔽层的正面、背面均进行有效防水保护，也即在另一个方向上也对显影材料层进行了防水保护，对屏蔽层和显影材料层的正面、背面与体内液体环境的接触均进行有效隔离，进一步减轻水解带来的渗液问题。
63、进一步，通过采用所述第二防水材料层的材料与所述第一防水材料层的材料一致，可以实现第一防水材料层与第二防水材料层在交界处的材料性能结构、致密度保持一致，有效提高在交界处的防水效果。
64、进一步，所述基底包含半导体衬底以及溶解材料层；所述方法还包括：对所述溶解材料层进行溶解处理，以去除所述溶解材料层以及所述半导体衬底，从而可以通过对半导体衬底表面的溶解材料层进行溶解的方法，快速、有效地对半导体衬底和电极器件进行分离，并且提高电极器件的底部表面的清洁度。
1.一种电极器件的形成方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的电极器件的形成方法，其特征在于，所述显影材料层的材料为铁磁性材料。
3.根据权利要求2所述的电极器件的形成方法，其特征在于，所述显影材料层的材料选自以下材料中的一种或其合金材料，或者选自以下两种或两种以上材料的堆叠层或其混合物：
4.根据权利要求1至3之一所述的电极器件的形成方法，其特征在于，满足以下一项或多项：
5.根据权利要求1所述的电极器件的形成方法，其特征在于，所述底部屏蔽层以及顶部屏蔽层的材料的弯曲刚度小于等于预设弯曲刚度阈值，其中，所述底部屏蔽层以及顶部屏蔽层的材料相同或不同。
6.根据权利要求5所述的电极器件的形成方法，其特征在于，所述预设弯曲刚度阈值是1×10^-6n·m2。
7.根据权利要求1所述的电极器件的形成方法，其特征在于，所述底部屏蔽层以及顶部屏蔽层的材料的相对介电常数大于等于预设相对介电常数阈值，其中，所述底部屏蔽层以及顶部屏蔽层的材料相同或不同。
8.根据权利要求7所述的电极器件的形成方法，其特征在于，所述预设相对介电常数阈值是2.0。
9.根据权利要求1所述的电极器件的形成方法，其特征在于，所述底部屏蔽层以及顶部屏蔽层的材料选自以下任一种，或选自以下多种的组合：聚酰亚胺pi、聚二甲基硅氧烷pdms、聚对二甲苯pet、环氧树脂、聚酰胺酰亚胺pai、聚乳酸pha、聚乳酸-羟基乙酸共聚物phah、聚对苯二甲醚c、su8、硅胶以及硅橡胶。
10.根据权利要求1所述的电极器件的形成方法，其特征在于，在未被所述顶部屏蔽层覆盖的电极结构的顶部表面的至少一部分上填充或者附加有导电聚合物、导电金属颗粒或金属氧化物。
11.根据权利要求1所述的电极器件的形成方法，其特征在于，所述显影材料层形成于所述底部屏蔽层内；
12.根据权利要求11所述的电极器件的形成方法，其特征在于，所述底部屏蔽层的侧壁暴露出所述显影材料层的侧壁。
13.根据权利要求1所述的电极器件的形成方法，其特征在于，所述显影材料层形成于所述底部屏蔽层上；
14.根据权利要求1至3任一项所述的电极器件的形成方法，其特征在于，所述形成电极结构，包括：
15.根据权利要求1至3任一项所述的电极器件的形成方法，其特征在于，所述电极结构的材料选自以下任一种，或选自以下多种的组合：
16.根据权利要求1所述的电极器件的形成方法，其特征在于，所述方法还包括：
17.根据权利要求16所述的电极器件的形成方法，其特征在于，
18.根据权利要求16或17所述的电极器件的形成方法，其特征在于，所述第一防水材料层的厚度大于等于所述电极器件的厚度的1％。
19.根据权利要求16或17所述的电极器件的形成方法，其特征在于，所述形成第一防水材料层，包括：
20.根据权利要求19所述的电极器件的形成方法，其特征在于，
21.根据权利要求20所述的电极器件的形成方法，其特征在于，在以所述图形化的刻蚀掩膜层为掩膜，对所述防水初始层进行刻蚀，以得到所述第一防水材料层之后，所述方法还包括：
22.根据权利要求16所述的电极器件的形成方法，其特征在于，所述方法还包括：
23.根据权利要求22所述的电极器件的形成方法，其特征在于，所述第二防水材料层的材料与所述第一防水材料层的材料一致。
24.根据权利要求1所述的电极器件的形成方法，其特征在于，所述基底包含半导体衬底以及溶解材料层；
25.根据权利要求24所述的电极器件的形成方法，其特征在于，所述溶解材料层的材料选自以下任一种，或选自以下多种的组合：
26.一种电极器件，其特征在于，包括：
27.根据权利要求26所述的电极器件，其特征在于，所述显影材料层的材料为铁磁性材料。
28.根据权利要求27所述的电极器件，其特征在于，所述显影材料层的材料选自以下材料中的一种或其合金材料，或者选自以下两种或两种以上材料的堆叠层或其混合物：
29.根据权利要求26至28之一所述的电极器件，其特征在于，满足以下一项或多项：
30.根据权利要求26所述的电极器件，其特征在于，所述底部屏蔽层以及顶部屏蔽层的材料的弯曲刚度小于等于预设弯曲刚度阈值，其中，所述底部屏蔽层以及顶部屏蔽层的材料相同或不同。
31.根据权利要求30所述的电极器件，其特征在于，所述预设弯曲刚度阈值是1×10^-6n·m2。
32.根据权利要求26所述的电极器件，其特征在于，所述底部屏蔽层以及顶部屏蔽层的材料的相对介电常数大于等于预设相对介电常数阈值，其中，所述底部屏蔽层以及顶部屏蔽层的材料相同或不同。
33.根据权利要求32所述的电极器件，其特征在于，所述预设相对介电常数阈值是2.0。
34.根据权利要求26所述的电极器件，其特征在于，所述底部屏蔽层以及顶部屏蔽层的材料选自以下任一种，或选自以下多种的组合：聚酰亚胺pi、聚二甲基硅氧烷pdms、聚对二甲苯pet、环氧树脂、聚酰胺酰亚胺pai、聚乳酸pha、聚乳酸-羟基乙酸共聚物phah、聚对苯二甲醚c、su8、硅胶以及硅橡胶。
35.根据权利要求26所述的电极器件，其特征在于，所述底部屏蔽层与顶部屏蔽层的材料相同，且为pi。
36.根据权利要求26所述的电极器件，其特征在于，在未被所述顶部屏蔽层覆盖的电极结构的顶部表面的至少一部分上填充或者附加有导电聚合物、导电金属颗粒或金属氧化物。
37.根据权利要求26所述的电极器件，其特征在于，所述显影材料层形成于所述底部屏蔽层内；
38.根据权利要求37所述的电极器件，其特征在于，所述底部屏蔽层的侧壁暴露出所述显影材料层的侧壁。
39.根据权利要求26所述的电极器件，其特征在于，所述显影材料层形成于所述底部屏蔽层上；
40.根据权利要求26至28任一项所述的电极器件，其特征在于，所述电极结构的材料选自以下任一种，或选自以下多种的组合：
41.根据权利要求26所述的电极器件，其特征在于，还包括：
42.根据权利要求41所述的电极器件，其特征在于，
43.根据权利要求41或42所述的电极器件，其特征在于，所述第一防水材料层的厚度大于等于所述电极器件的厚度的1％。
44.根据权利要求41所述的电极器件，其特征在于，还包括：
45.根据权利要求44所述的电极器件，其特征在于，所述第二防水材料层的材料与所述第一防水材料层的材料一致。
46.一种柔性电极系统，其特征在于，包括：
