(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の配線層を有し、生体に埋め込んで使用するマイクロ電極であって、前記マイクロ電極の一部には、前記配線層の近傍に位置し、外部電極としてのパッドを備えた不具合検出用配線層を有することを特徴とするマイクロ電極。
【請求項２】
請求項１記載のマイクロ電極であって、前記配線層には、貫通電極が電気的に接続されており、前記貫通電極および前記配線層の近傍に前記不具合検出用配線層を有することを特徴とするマイクロ電極。
【請求項３】
請求項１または２記載のマイクロ電極であって、前記不具合検出用配線層は、前記配線層の両側近傍に設置されていることを特徴とするマイクロ電極。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のマイクロ電極であって、前記不具合検出用配線層は、前記複数の配線層の各々の近傍に設置されており、前記配線層に対応する前記不具合検出用配線層の電気入力部および電気出力部にパッドが配置されていることを特徴とするマイクロ電極。
【請求項５】
請求項１、２または４記載のマイクロ電極であって、前記不具合検出用配線層は、前記複数の配線層の各々の近傍に設置されており、前記配線層に対応する前記不具合検出用配線層が電気的に接続され、前記不具合検出用配線層の設置領域が低減化されていることを特徴とするマイクロ電極。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載のマイクロ電極であって、前記不具合検出用配線層の幅は、前記配線層の幅以下であることを特徴とするマイクロ電極。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載のマイクロ電極であって、前記不具合検出用配線層の材料は、前記配線層の材料と同一であることを特徴とするマイクロ電極。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マイクロ電極に関し、特に、貫通電極および配線層の破損または断線などの不具合を検出できる高性能なマイクロ電極に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
本発明者は、マイクロ電極について検討した。以下は、本発明者によって検討された技術であり、その概要は次のとおりである。
【０００３】
すなわち、例えば生体用電極または神経電位検出用電極などとしてのマイクロ電極は、生体などの電気を測定したり検出したりする際に適用できるものである。また、例えば生体用電極または神経電位検出用電極などとしてのマイクロ電極の製造方法は、シリコン（Ｓｉ）基板などを用いて、貫通電極および支持台などを形成する製造工程が使用されている。
【０００４】
この場合、マイクロ電極の製造工程におけるシリコン薄膜化技術において、シリコンエッチ液として、エチレンジアミンピロカテコール（ＥＤＰ）を用い、エッチング用マスクとして、ホウ素（Ｂ）高濃度層を残膜として形成（リム部１５μｍ厚、シリコンダイアフラム部２. ５μｍ厚は、ホウ素高濃度層を部分的に拡散し形成）されている。
【０００５】
また、金属電極としては、スルーホール部にイリジウム（Ｉｒ）をセルフアラインで形成されていることにより、微細スルーホールの形成ができている。また、金属電極で検出した信号の生体外への取り出しは、低抵抗のポリシリコン（ pory-Ｓｉ）配線を用いて実施されている。
【０００６】
さらに、ポリイミドベースで銅（Ｃｕ）箔をはさみ貫通電極（再生電極）が形成されている。銅の直接の露出は生体に悪影響を及ぼすことが考えられるので、白金（Ｐｔ）や金（Ａｕ）をコーテイングしている。使用したポリイミドは５０μｍと厚く、電極部の厚さの合計は１３５μｍ（銅箔３５μｍ）と厚い。また、電極部のスルーホール径についても厚膜を加工することになり微細加工が難しい。そのため、細い神経からの信号とりだしでは問題が残っている。また、神経の再生しやすさについては、電極部は極力薄い方が有効と考えられ、ポリイミドでの製作では、現状において、５０〜８０μｍ厚位が限界となっている。
【０００７】
なお、前述したマイクロ電極およびその製造技術について記載されている文献としては、例えば１９９４年発行の「IEEE TRANSACTINS ON BIOMEDICAL ENGINEERING,VOL.41,NO.4,APRIL 1994 」ｐ３０５〜ｐ３１３に記載されているものがある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前述したマイクロ電極において、リム部厚さ（１５μｍ）、ダイアフラム部厚さは、シリコン厚さが２. ５μｍ、絶縁膜厚さが１. ５μｍであるので、極めて薄い構造であり、しかも、生体外に信号を取り出すには、ポリシリコンリボン／絶縁膜ケーブルが用いられている。
【０００９】
したがって、前述したマイクロ電極によれば、リム、ダイアフラム、リボンケーブルなどの構成要素は、ショックが発生し、製造工程、取扱過程、使用中における破損が発生するという問題点がある。
【００１０】
また、前述したマイクロ電極によれば、ポリイミドでの製作が使用されていることにより、電極加工径の微細加工では、厚膜の加工をしなければならず、細い神経を扱う場合には、限度があるという問題点がある。
【００１１】
本発明の目的は、貫通電極および配線層の破損または断線などの不具合を検出できる高性能なマイクロ電極を提供することにある。
【００１２】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
【００１４】
すなわち、本発明のマイクロ電極は、複数の配線層を有するマイクロ電極であって、配線層の近傍に不具合検出用配線層を有するものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において同一機能を有するものは同一の符号を付し、重複説明は省略する。
【００１７】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１であるマイクロ電極を透視的に示す概略平面図である。図２は、図１におけるＡ−Ａ矢視断面を示す概略断面図である。図１および図２を用いて、本実施の形態のマイクロ電極およびその製造方法を具体的に説明する。
【００１８】
図１および図２に示すように、本実施の形態のマイクロ電極は、複数の配線層６を有するマイクロ電極であって、配線層６には、貫通電極５が電気的に接続されており、貫通電極５および配線層６の近傍に配線層６の不具合を検出できる不具合検出用配線層７を有し、配線層６の両側の近傍に配線層６の不具合を検出できる不具合検出用配線層７を有することを特徴とするマイクロ電極である。
【００１９】
この場合、不具合検出用配線層７は、複数個の配線層６の各々の配線層６の近傍に設置されており、複数個の配線層６の各々の配線層６に対応する不具合検出用配線層７の電気入力部および電気出力部にパッド（不具合検出用配線層７の端部に外部電極としてのパッド）７ａが配置されている。
【００２０】
また、不具合検出用配線層７は、配線層６の不具合を検出できる不具合検出用回路における配線層とされている。さらに、不具合検出用配線層７は、配線層６の断線を監視できる断線監視用配線層あるいは配線層６の破損を監視できる破損監視用配線層と称することができる。
【００２１】
本実施の形態のマイクロ電極は、シリコンからなる支持台（シリコンリム）１に例えば４個の貫通電極（再生電極）用孔（スルーホール）２が設置されており、支持台１の表面に絶縁膜３が形成されており、貫通電極用孔２の側面に絶縁膜４が形成されている。
【００２２】
そして、貫通電極用孔２における絶縁膜４の表面に貫通電極（再生電極）５が形成されており、各貫通電極５に電気的に接続されている配線層６が支持台１における絶縁膜３の表面に配置されている。この場合、配線層６の端部に外部電極としてのパッド６ａが設置されている。また、支持台１の上に、配線層６および不具合検出用配線層７などを保護するための保護膜８が形成されている。なお、本実施の形態のマイクロ電極は、不具合検出用配線層７以外の構成要素の構造は、種々の形態が適用できる。
【００２３】
本実施の形態のマイクロ電極の製造方法は、複数の配線層６を有するマイクロ電極における配線層６を形成する工程（配線層６をＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition ）法などを使用して堆積した後、リソグラフィ技術と選択エッチング技術とを使用して、パターン化された配線層６を形成する工程）と同時の工程を使用して、配線層６の近傍に不具合検出用配線層７を形成する工程（不具合検出用配線層７をＣＶＤ法などを使用して堆積した後、リソグラフィ技術と選択エッチング技術とを使用して、パターン化された不具合検出用配線層７を形成する工程）を有することを特徴としている。なお、本実施の形態のマイクロ電極の製造方法は、不具合検出用配線層７以外の構成要素の製造方法は、種々の形態が適用できる。
【００２４】
この場合、不具合検出用配線層７の幅は、配線層６の幅と同一以下の値とされている。また、不具合検出用配線層７の材料は、配線層６の材料と同一である金（Ａｕ）または白金（Ｐｔ）などの金属とされている。したがって、配線層６が不具合現象を発生する場合、配線層６の近傍に形成された不具合検出用配線層７が同時に不具合となり、不具合検出用配線層７が配線層６の不具合現象を正確に検出することができる。
【００２５】
前述した本実施の形態のマイクロ電極によれば、複数の配線層６を有するマイクロ電極であって、配線層６には、貫通電極５が電気的に接続されており、貫通電極５および配線層６の近傍に配線層６の不具合を検出できる不具合検出用配線層７を有し、配線層６の両側の近傍に配線層６の不具合を検出できる不具合検出用配線層７を有するものであり、不具合検出用配線層７が、貫通電極５および配線層６の不具合を検出できる不具合検出用回路における配線層とされていることにより、マイクロ電極の貫通電極５および配線層６が不具合化される場合、貫通電極５および配線層６の近傍の不具合検出用配線層７が不具合化されるため、マイクロ電極の製造工程や使用状態の場合に、不具合検出用配線層７によりマイクロ電極の貫通電極５および配線層６の不具合を検出できるので、マイクロ電極の不具合が種々の態様の際にも検出できる高性能でしかも高信頼度のマイクロ電極とすることができる。
【００２６】
したがって、本実施の形態のマイクロ電極によれば、マイクロ電極の貫通電極５および配線層６が種々の形態のものであっても、マイクロ電極の製造途中、取扱中、使用中などにおける貫通電極５および配線層６の破損または断線などを有する不具合を不具合検出用配線層７により検出できることにより、マイクロ電極の破損または断線などを有する不具合を低減化することができる。
【００２７】
本実施の形態のマイクロ電極によれば、マイクロ電極の貫通電極５および配線層６の生体埋め込み後の神経信号の取り出しの不具合をその都度切開して確認する必要がなくなり、その手間を防止することができる。また、本実施の形態のマイクロ電極によれば、マイクロ電極の貫通電極５および配線層６の構造的な破損を電気的に確認できることにより、不具合の原因の絞り込みを早期にできる。
【００２８】
本実施の形態のマイクロ電極の製造方法によれば、複数の配線層６を有するマイクロ電極における配線層６を形成する工程と同時の工程を使用して、配線層６の近傍に不具合検出用配線層７を形成する工程を有することにより、種々の形態の不具合検出用配線層７を形成する工程がマイクロ電極における配線層６を形成する工程と同時の工程を使用しているので、不具合検出用配線層７を有するマイクロ電極を簡単な製造工程によって行うことができる。
【００２９】
したがって、本実施の形態のマイクロ電極の製造方法によれば、不具合検出用配線層７を有するマイクロ電極を簡単な製造工程によって行うことができることにより、低コストのマイクロ電極を高い製造歩留りをもって製造することができる。
【００３０】
（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２であるマイクロ電極を透視的に示す概略平面図である。図４は、図３におけるＢ−Ｂ矢視断面を示す概略断面図である。図３および図４を用いて、本実施の形態のマイクロ電極およびその製造方法を具体的に説明する。
【００３１】
図３および図４に示すように、本実施の形態のマイクロ電極は、複数の配線層６を有するマイクロ電極であって、配線層６には、貫通電極５が電気的に接続されており、貫通電極５および配線層６の近傍に配線層６の不具合を検出できる不具合検出用配線層７を有し、不具合検出用配線層７が、複数個の配線層６の各々の配線層６の近傍に設置されており、複数個の配線層６の各々の配線層６に対応する不具合検出用配線層７が電気的に接続されていて、不具合検出配線層７の設置領域が低減化されていることを特徴とするマイクロ電極である。
【００３２】
この場合、不具合検出用配線層７の電気入力部および電気出力部にパッド７ａが配置されているが、前述した実施の形態１のマイクロ電極における不具合検出用配線層７のパッド７ａの数よりも少ない状態となっている。
【００３３】
本実施の形態のマイクロ電極は、複数個の配線層６の各々の配線層６に対応する不具合検出用配線層７が電気的に接続されていて、不具合検出配線層７の設置領域が低減化されていることを特徴とするマイクロ電極であることにより、本実施の形態の不具合検出用配線層７以外の構成要素は、前述した実施の形態１のマイクロ電極における構成要素と同様であることにより、その説明を省略する。
【００３４】
本実施の形態のマイクロ電極の製造方法は、複数の配線層６を有するマイクロ電極における配線層６を形成する工程（配線層６をＣＶＤ法などを使用して堆積した後、リソグラフィ技術と選択エッチング技術とを使用して、パターン化された配線層６を形成する工程）と同時の工程を使用して、配線層６の近傍に不具合検出用配線層７を形成する工程（不具合検出用配線層７をＣＶＤ法などを使用して堆積した後、リソグラフィ技術と選択エッチング技術とを使用して、パターン化された不具合検出用配線層７を形成する工程）を有することを特徴としている。なお、本実施の形態のマイクロ電極の製造方法は、不具合検出用配線層７以外の構成要素の製造方法は、種々の形態が適用できる。
【００３５】
この場合、不具合検出用配線層７の幅は、配線層６の幅と同一以下の値とされている。また、不具合検出用配線層７の材料は、配線層６の材料と同一である金または白金などの金属とされている。
【００３６】
前述した本実施の形態のマイクロ電極によれば、複数の配線層６を有するマイクロ電極であって、配線層６には、貫通電極５が電気的に接続されており、貫通電極５および配線層６の近傍に配線層６の不具合を検出できる不具合検出用配線層７を有し、不具合検出用配線層７が、複数個の配線層６の各々の配線層６の近傍に設置されており、複数個の配線層６の各々の配線層６に対応する不具合検出用配線層７が電気的に接続されていて、不具合検出配線層７の設置領域が低減化されているものであり、不具合検出用配線層７が、貫通電極５および配線層６の不具合を検出できる不具合検出用回路における配線層とされていることにより、マイクロ電極の貫通電極５および配線層６が不具合化される場合、貫通電極５および配線層６の近傍の不具合検出用配線層７が不具合化されるため、マイクロ電極の製造工程や使用状態の場合に、不具合検出用配線層７によりマイクロ電極の貫通電極５および配線層６の不具合を検出できるので、マイクロ電極の不具合が種々の態様の際にも検出できる高性能でしかも高信頼度のマイクロ電極とすることができる。
【００３７】
したがって、本実施の形態のマイクロ電極によれば、前述した実施の形態１のマイクロ電極における効果と同様な効果を得ることができる。
【００３８】
本実施の形態のマイクロ電極の製造方法によれば、複数の配線層６を有するマイクロ電極における配線層６を形成する工程と同時の工程を使用して、配線層６の近傍に不具合検出用配線層７を形成する工程を有することにより、種々の形態の不具合検出用配線層７を形成する工程がマイクロ電極における配線層６を形成する工程と同時の工程を使用しているので、不具合検出用配線層７を有するマイクロ電極を簡単な製造工程によって行うことができる。
【００３９】
したがって、本実施の形態のマイクロ電極の製造方法によれば、不具合検出用配線層７を有するマイクロ電極を簡単な製造工程によって行うことができることにより、低コストのマイクロ電極を高い製造歩留りをもって製造することができる。
【００４０】
以上、本発明者によってなされた発明を発明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【００４１】
たとえば、本発明のマイクロ電極によれば、不具合検出用配線層７の材料、幅、膜厚ならびに形状および配置構造を設計仕様に応じて種々の形態にしても、高性能でしかも高信頼度のマイクロ電極とすることができる。
【００４２】
また、本発明のマイクロ電極によれば、種々の形態のマイクロ電極に適用することができる。
【００４３】
【発明の効果】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
【００４４】
（１）．本発明のマイクロ電極によれば、複数の配線層を有するマイクロ電極であって、配線層には、貫通電極が電気的に接続されており、貫通電極および配線層の近傍に配線層の不具合を検出できる不具合検出用配線層を有し、配線層の両側の近傍に配線層の不具合を検出できる不具合検出用配線層を有するものであり、不具合検出用配線層が、貫通電極および配線層の不具合を検出できる不具合検出用回路における配線層とされていることにより、マイクロ電極の貫通電極および配線層が不具合化される場合、貫通電極および配線層の近傍の不具合検出用配線層が不具合化されるため、マイクロ電極の製造工程や使用状態の場合に、不具合検出用配線層によりマイクロ電極の貫通電極および配線層の不具合を検出できるので、マイクロ電極の不具合が種々の態様の際にも検出できる高性能でしかも高信頼度のマイクロ電極とすることができる。
【００４５】
（２）．本発明のマイクロ電極によれば、複数の配線層を有するマイクロ電極であって、配線層には、貫通電極が電気的に接続されており、貫通電極および配線層の近傍に配線層の不具合を検出できる不具合検出用配線層を有し、不具合検出用配線層が、複数個の配線層の各々の配線層の近傍に設置されており、複数個の配線層の各々の配線層に対応する不具合検出用配線層が電気的に接続されていて、不具合検出配線層の設置領域が低減化されているものであり、不具合検出用配線層が、貫通電極および配線層の不具合を検出できる不具合検出用回路における配線層とされていることにより、マイクロ電極の貫通電極および配線層が不具合化される場合、貫通電極および配線層の近傍の不具合検出用配線層が不具合化されるため、マイクロ電極の製造工程や使用状態の場合に、不具合検出用配線層によりマイクロ電極の貫通電極および配線層の不具合を検出できるので、マイクロ電極の不具合が種々の態様の際にも検出できる高性能でしかも高信頼度のマイクロ電極とすることができる。
【００４６】
（３）．本発明のマイクロ電極によれば、マイクロ電極の貫通電極および配線層が種々の形態のものであっても、マイクロ電極の製造途中、取扱中、使用中などにおける貫通電極および配線層の破損または断線などを有する不具合を不具合検出用配線層により検出できることにより、マイクロ電極の破損または断線などを有する不具合を低減化することができる。
【００４７】
（４）．本発明のマイクロ電極によれば、マイクロ電極の貫通電極および配線層の生体埋め込み後の神経信号の取り出しの不具合をその都度切開して確認する必要がなくなり、その手間を防止することができる。また、本発明のマイクロ電極によれば、マイクロ電極の貫通電極および配線層の構造的な破損を電気的に確認できることにより、不具合の原因の絞り込みを早期にできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１であるマイクロ電極を透視的に示す概略平面図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ矢視断面を示す概略断面図である。
【図３】本発明の実施の形態２であるマイクロ電極を透視的に示す概略平面図である。
【図４】図３におけるＢ−Ｂ矢視断面を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１  支持台
２  貫通電極用孔
３  絶縁膜
４  絶縁膜
５  貫通電極
６  配線層
６ａ  パッド
７  不具合検出用配線層
７ａ  パッド
８  保護膜
【図１】
0003660823.tif 000002
【図２】
0003660823.tif 000003
【図３】
0003660823.tif 000004
【図４】
0003660823.tif 000005