本發(fā)明涉及一種制造柔性導(dǎo)電軌道裝置的方法，該柔性導(dǎo)電軌道裝置包括包含多個(gè)電極的遠(yuǎn)端部分、包含多個(gè)接觸件的近端部分以及在遠(yuǎn)端部分與近端部分之間的條帶，所述條帶包括多個(gè)導(dǎo)電軌道，每一個(gè)導(dǎo)電軌道將電極連接到接觸件。

本發(fā)明進(jìn)一步涉及這樣的柔性導(dǎo)電軌道裝置。

本發(fā)明還進(jìn)一步涉及一種包括這樣的柔性導(dǎo)電軌道裝置的神經(jīng)刺激系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

用于神經(jīng)刺激和/或檢測(cè)的醫(yī)療可植入設(shè)備正變得日益普遍，因?yàn)橹圃爝^程允許這樣的設(shè)備以足夠小的形狀因子產(chǎn)生以促進(jìn)植入。這樣的設(shè)備可以例如包括緊緊纏繞在載體周圍的導(dǎo)電軌道，該載體例如是引線主體等等。導(dǎo)電軌道例如是在該主體內(nèi)的傳感器或電極裝置與該主體之外的處理電路之間中繼轉(zhuǎn)發(fā)信號(hào)所要求的。設(shè)備的可植入部分需要具有某些尺寸，其例如可以取決于特定的實(shí)現(xiàn)方式。一個(gè)具體示例用于深部腦刺激，并且另一個(gè)示例用于耳蝸植入物。

例如，人類耳朵的耳蝸包含對(duì)聲音的感知必不可少的毛細(xì)胞。聲音振動(dòng)使耳蝸的某些結(jié)構(gòu)變形，其進(jìn)而使毛細(xì)胞變形。這發(fā)起毛細(xì)胞中的電脈沖，其被傳遞至聽覺神經(jīng)的纖維并且最終傳遞至腦部。

人類聽力損失的一些情況歸因于毛細(xì)胞的廣泛破壞。當(dāng)這種狀況發(fā)生時(shí)，盡管耳蝸的結(jié)構(gòu)另外可能是基本上完整無缺的并且聽覺神經(jīng)可以部分或完全完整無缺，但是聽覺反應(yīng)明顯受損或不存在。

耳蝸植入物直接刺激內(nèi)耳內(nèi)部的聽覺神經(jīng)。在傳統(tǒng)的耳蝸植入系統(tǒng)中，麥克風(fēng)從環(huán)境獲取聲音。然后，由語音處理器使用諸如快速傅里葉變換之類的各種濾波器組策略選擇性過濾該聲音，以將信號(hào)劃分成不同頻帶。一旦被處理，信號(hào)然后被發(fā)送至傳送器，通過放置在外耳后方的磁體保持就位的線圈。該傳送器通過電磁感應(yīng)向內(nèi)部設(shè)備發(fā)送經(jīng)處理的信號(hào)。

在耳朵后方嵌入顱骨的是接收器，其將信號(hào)轉(zhuǎn)換成電脈沖并且通過內(nèi)部線纜將它們發(fā)送至電極。常規(guī)的耳蝸植入物由多個(gè)鉑電極或類似的導(dǎo)電材料構(gòu)成，連接到鉑絲，并且嵌入在硅樹脂主體中。這些電極然后采取行動(dòng)以在電流路由到它們時(shí)通過生成電場(chǎng)刺激聽覺神經(jīng)纖維。

植入物應(yīng)當(dāng)具有小的插入面積，使得耳蝸植入物的安裝不損害耳朵中精細(xì)的耳蝸結(jié)構(gòu)。用于深部腦刺激或其他神經(jīng)刺激的植入物可能或者具有關(guān)于線纜尺寸和插入面積的類似限制。一種已知設(shè)計(jì)基于長(zhǎng)電極條帶，其然后纏繞在載體周圍以形成螺旋條帶狀耳蝸植入物。這提供了用于插入到耳蝸中的期望的管狀形狀。US2012/0310258中公開了這種類型的裝置的一個(gè)示例。

圖1中示出了這樣的條帶的一種典型的可行制造過程。該過程在步驟（a）中開始，其中提供了使用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積（PECVD）將陶瓷電介質(zhì)層或?qū)佣询B12沉積到其上的硅襯底10。這樣的陶瓷電介質(zhì)層典型地包括SiO_x（x>1）并且可選地進(jìn)一步包括氮化硅層（Si₃N₄）。在步驟（c）中，例如通過一個(gè)或多個(gè)金屬層的沉積和圖案化，在陶瓷電介質(zhì)層（堆疊）12上形成金屬電極14。

在步驟（d）中使用PECVD沉積另外的陶瓷電介質(zhì)層（堆疊）16，其可以由與陶瓷電介質(zhì)層（堆疊）12相同的電介質(zhì)材料制成，使得電極14被陶瓷電介質(zhì)層（堆疊）12和另外的陶瓷電介質(zhì)層（堆疊）16包封，其后在步驟（e）中諸如聚對(duì)二甲苯層之類的生物相容電絕緣聚合物層18例如通過旋涂或浸涂被涂覆到另外的陶瓷電介質(zhì)層（堆疊）16上。

接下來，在步驟（f）中，使用粘合劑22將玻璃轉(zhuǎn)移襯底20粘合到生物相容電絕緣聚合物層18，隨后在步驟（g）中例如通過蝕刻移除硅襯底10或者移除在硅襯底10與陶瓷電介質(zhì)層（堆疊）12之間的犧牲釋放層（未示出）。在這個(gè)階段，陶瓷電介質(zhì)層或?qū)佣询B12可以被圖案化以形成提供對(duì)電極14的訪問的溝槽13。

在步驟（h）中，例如通過旋涂或浸涂，在陶瓷電介質(zhì)層（堆疊）12上沉積諸如另一聚對(duì)二甲苯層之類的另外的生物相容電絕緣聚合物層24，使得條帶嵌入在生物相容電絕緣聚合物層18和另外的生物相容電絕緣聚合物層24中。在這個(gè)階段，該另外的生物相容電絕緣聚合物層24可以被圖案化以形成通過溝槽13提供對(duì)電極14的訪問的溝槽25。在步驟（i）中，通過移除玻璃轉(zhuǎn)移襯底20，例如通過使粘合劑22溶解，最終完成條帶。

該過程涉及陶瓷和聚合物處理步驟二者，其典型地要求不同的溫度預(yù)算。特別地，PECVD步驟典型地使用正硅酸乙酯（TEOS）作為氧化硅前體在超過120℃的溫度下執(zhí)行，在此溫度下，諸如聚對(duì)二甲苯之類的大多數(shù)生物相容電絕緣聚合物降解或者甚至分解。

EP2 626 110 A1公開了一種針對(duì)用于腦部應(yīng)用的引線的薄膜，其具有包括高導(dǎo)電金屬和低導(dǎo)電金屬的至少一個(gè)區(qū)段，其中低導(dǎo)電金屬至少部分地包封高導(dǎo)電金屬并且是生物相容的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

盡管上述現(xiàn)有技術(shù)的過程是切實(shí)可行的，但是它導(dǎo)致一種柔性層堆疊設(shè)計(jì)，其相對(duì)難以彎曲或纏繞至對(duì)要被可靠地用在例如要求具有小尺寸的電極插入件的耳蝸植入物或其他植入物中的堆疊而言足夠緊的纏繞直徑。當(dāng)堆疊包括無機(jī)和金屬性質(zhì)的層時(shí)，尤其如此。

本發(fā)明設(shè)法提供一種具有至少部分地解決緊緊纏繞缺陷而同時(shí)可以以改進(jìn)的實(shí)用性（例如更簡(jiǎn)單的方法和/或更加成本有效）制造的層堆疊設(shè)計(jì)的柔性導(dǎo)電軌道裝置。本發(fā)明相應(yīng)地還提供一種用于柔性導(dǎo)電軌道裝置的制造方法。

本發(fā)明由獨(dú)立權(quán)利要求限定。從屬權(quán)利要求提供有利實(shí)施例。

本發(fā)明的柔性導(dǎo)電軌道裝置的改進(jìn)的彎曲或纏繞屬性基于下述認(rèn)識(shí)：可比較的現(xiàn)有技術(shù)的層堆疊的彎曲或纏繞通過向它提供至少一個(gè)基本上平坦的外表面和較薄的層堆疊來改進(jìn)。平坦的表面實(shí)現(xiàn)了在中心導(dǎo)電軌道載體或桿的周圍更平滑的纏繞。這對(duì)于較小的纏繞半徑變得日益重要。而且，現(xiàn)有技術(shù)的層堆疊設(shè)計(jì)的厚度的部分歸因于陶瓷電介質(zhì)層厚度，其需要為大約500nm以便提供針對(duì)嵌入的金屬層的可靠的電氣的和/或機(jī)械的和/或材料的絕緣。這樣的厚度限制了條帶的柔性，其可能阻止在要求在載體周圍的特別緊地纏繞條帶的應(yīng)用領(lǐng)域中使用該條帶。本發(fā)明的設(shè)備現(xiàn)在具有以下優(yōu)點(diǎn)：它可以以同一種制造方法制成。因而，平坦表面和較薄的層二者可以利用相同的方法制備。該方法還比現(xiàn)有技術(shù)的方法在技術(shù)上更簡(jiǎn)單且更切實(shí)可行。

注意到，在利用現(xiàn)有技術(shù)的方法的情況下，制備較薄的層堆疊設(shè)計(jì)不是直截了當(dāng)?shù)摹Ｅe例來說，將陶瓷電介質(zhì)的層厚度減小至低于大約500nm一般導(dǎo)致質(zhì)量欠佳的陶瓷電介質(zhì)層，因?yàn)檩^薄的層可能遭受由于在這樣的PECVD陶瓷層中缺陷密度所致的電絕緣屬性的退化。當(dāng)PECVD氧化硅層由TEOS形成時(shí)這是特別適用的，因?yàn)楸旧肀娝苤氖沁@樣的氧化層具有相對(duì)高的缺陷密度。

在本發(fā)明中，電介質(zhì)層堆疊可以具有小于從由下述構(gòu)成的組中選擇的任何數(shù)目的厚度或最大厚度：500nm、400nm、300nm、250nm、200nm、150nm、100nm和50nm。優(yōu)選地，該厚度或最大厚度小于300nm或者甚至更優(yōu)選地小于200nm。這樣的值產(chǎn)生一種柔性導(dǎo)電軌道裝置，其中當(dāng)彎曲該裝置時(shí)彎曲應(yīng)力減小。因此，這提供了可以緊緊纏繞在用于插入到人體中（例如在耳蝸或腦部中植入）的諸如引線主體之類的載體周圍的柔性導(dǎo)電軌道裝置。特別地，通過控制由第一和另外的電介質(zhì)層或?qū)佣询B形成的電介質(zhì)層和/或電介質(zhì)層堆疊的厚度，整體電介質(zhì)層堆疊中的應(yīng)力可以被控制，例如基于設(shè)備的預(yù)期彎曲程度進(jìn)行調(diào)整。

柔性導(dǎo)電軌道裝置的柔性或彎曲性進(jìn)一步得到改進(jìn)，因?yàn)樯锵嗳菥酆衔飳泳哂谢旧掀教沟闹饕砻妗＠帽景l(fā)明的方法，生物相容聚合物層之一直接形成在襯底上或襯底上的釋放層上，而在圖1的現(xiàn)有技術(shù)的方法中，生物相容聚合物層總是在階梯結(jié)構(gòu)之上形成，從而產(chǎn)生其中主要表面具有階梯輪廓的生物相容聚合物層裝置。根據(jù)上述實(shí)施例的柔性導(dǎo)電軌道裝置的生物相容聚合物層的基本上平坦的主要表面促進(jìn)了柔性導(dǎo)電軌道裝置在諸如引線主體之類的載體周圍更緊的纏繞，該引線主體比如是例如中心圓形或橢圓形桿。

柔性導(dǎo)電軌道裝置由于通過在其中的起皺實(shí)現(xiàn)的導(dǎo)電軌道裝置的更緊的纏繞的緣故可以具有較小的插入面積。因而，纏繞軌道的橫截面尺寸（例如直徑，如果它具有管狀形狀）中的一個(gè)或多個(gè)可以小于1mm，或者如對(duì)于耳蝸設(shè)備優(yōu)選地小于0.5mm或者甚至0.4mm或0.3mm。載體可以根據(jù)期望具有若干種形狀。示例形狀包括具有矩形、橢圓形或圓形橫截面或甚至其它橫截面的管狀或柱狀。優(yōu)選地，橫截面是橢圓形或圓形。載體可以在一個(gè)位置處比在另一位置上具有更小的橫截面。因而，它可以是錐形的，或者具有不同但恒定直徑的區(qū)段，其中最小尺寸可以小于1mm或者甚至小于0.5mm。可替換地，載體可以是具有在條延伸方向上延伸的略微圓化的邊緣的棒形。

電介質(zhì)層可以包括任何合適的電介質(zhì)材料，即電絕緣材料或電介質(zhì)材料的組合，例如不同的電介質(zhì)材料的多重堆疊層。這樣的材料優(yōu)選地是無機(jī)氧化物材料，因?yàn)檫@些具有與金屬的良好粘附性并且提供良好的電氣的、機(jī)械的和材料的絕緣屬性。例如，電介質(zhì)層堆疊可以包括單獨(dú)或一起包含氧化硅、氮化硅和氧化鋁中至少一種的層。其他電介質(zhì)材料包括諸如氧化鋯或氧化鉿之類的高介電常數(shù)（high-k）氧化物，并且/或者也可以設(shè)想具有合適的阻隔屬性的其他氮化物，例如氮化鈦或氮化鉭。

導(dǎo)電堆疊的電介質(zhì)層可以通過原子層沉積獲得或可獲得。這樣的層具有非常好的絕緣屬性。因而，柔性導(dǎo)電軌道裝置可以通過本發(fā)明的方法的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例制造。這樣的柔性導(dǎo)電軌道裝置得益于作為ALD電介質(zhì)層的特征的固有低缺陷密度，其促進(jìn)了與如例如上文描述的現(xiàn)有技術(shù)的裝置相比具有改進(jìn)的屬性的柔性導(dǎo)電軌道裝置的提供。這樣的層可以比上文描述的現(xiàn)有技術(shù)的方法的層更薄，而它們具有類似的或更好的電氣的、材料的、機(jī)械的絕緣屬性。

根據(jù)本發(fā)明，還提供了一種神經(jīng)刺激和/或神經(jīng)感測(cè)設(shè)備，其包括根據(jù)本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例的柔性導(dǎo)電軌道裝置以及具有用于接觸柔性導(dǎo)電軌道裝置的近端部分的相應(yīng)接觸件的多個(gè)另外的接觸件的神經(jīng)刺激/感測(cè)單元。這樣神經(jīng)刺激和/或傳感器設(shè)備得益于根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的柔性導(dǎo)電軌道裝置的存在，因?yàn)橄率鍪聦?shí)：與現(xiàn)有技術(shù)的裝置相比，這樣的柔性導(dǎo)電軌道裝置可以具有改進(jìn)的屬性，比如如上文所解釋的改進(jìn)的柔性。

柔性導(dǎo)電軌道和/或神經(jīng)刺激和/或神經(jīng)檢測(cè)設(shè)備可以有利地用于要求小的電極插入件的應(yīng)用。這樣的使用的示例在包括可植入耳蝸設(shè)備的耳蝸設(shè)備中。

根據(jù)本發(fā)明，還提供一種柔性導(dǎo)電軌道裝置的制造方法。

該方法允許如上文所指示的發(fā)明設(shè)備的制作。而且，已知過程的缺陷在于它是要求襯底轉(zhuǎn)移過程的相對(duì)復(fù)雜的過程，其中聚合物處理步驟在陶瓷處理步驟完成后執(zhí)行。這樣的過程是必需的，因?yàn)樗苊饬顺练e的聚合物暴露于有害的溫度。

本方法是利用以下見解：柔性導(dǎo)電軌道裝置的陶瓷電介質(zhì)層可以使用原子層沉積（ALD）技術(shù)來沉積，其具有的優(yōu)點(diǎn)是陶瓷電介質(zhì)層可以在與柔性導(dǎo)電軌道裝置的制造過程中所要求的聚合物處理步驟相容的溫度下形成，使得這些聚合物處理步驟不必在包封柔性導(dǎo)電軌道裝置的金屬結(jié)構(gòu)的陶瓷電介質(zhì)層的形成完成之后執(zhí)行。因此，這消除了對(duì)使用轉(zhuǎn)移襯底的需要，因此其與圖1中所示的現(xiàn)有技術(shù)的方法相比顯著簡(jiǎn)化了制造方法。沉積方法的這種替換連同現(xiàn)有技術(shù)的方法的一些步驟的調(diào)節(jié)和省略導(dǎo)致了能夠提供改進(jìn)的設(shè)備并且比已知方法更簡(jiǎn)單的本發(fā)明的方法。在這一點(diǎn)上，應(yīng)當(dāng)提及該方法可以用來制備在襯底具有平坦的沉積表面時(shí)具有平坦的外表面的本發(fā)明的導(dǎo)電軌道裝置，并且或者用來沉積如上文所指示的低于500nm的減小的厚度的層，該方法還可以用來在層厚度減小的同時(shí)制備在與該方法一起使用的襯底沉積表面是非平坦的時(shí)仍然具有非平坦的外表面的裝置。

原子層沉積步驟可以在較低溫度下執(zhí)行以便節(jié)省半制作設(shè)備的已經(jīng)存在的脆弱層。例如，原子層沉積步驟可以在120℃以下執(zhí)行，在此溫度下，諸如聚對(duì)二甲苯或聚酰亞胺之類的聚合物材料不降解或分解。

通過原子層沉積在第一生物相容聚合物層上沉積至少一個(gè)電介質(zhì)層的步驟可以包括在第一生物相容聚合物層上沉積第一電介質(zhì)層以及在該第一電介質(zhì)層上沉積第二電介質(zhì)層；并且/或者通過原子層沉積在圖案化金屬層上沉積至少一個(gè)另外的電介質(zhì)層的步驟包括在圖案化金屬層上沉積第一另外的電介質(zhì)層以及在該第一另外的電介質(zhì)層上沉積第二另外的電介質(zhì)層。原子層沉積的優(yōu)點(diǎn)之一在于可以形成具有低缺陷密度的相對(duì)薄的電介質(zhì)層，這促進(jìn)了由于作為ALD過程的特征的低缺陷密度而具有有限厚度但高完整性的電介質(zhì)層堆疊的形成。

如針對(duì)上述裝置描述的厚度可以使用ALD沉積。在特別有利的實(shí)施例中，該至少一個(gè)電介質(zhì)層和該至少一個(gè)另外的電介質(zhì)層中的每一個(gè)被沉積至小于100nm的厚度。這允許特別柔性的導(dǎo)電軌道裝置的形成，因?yàn)榭梢詫?shí)現(xiàn)金屬結(jié)構(gòu)嵌入其中的電介質(zhì)層堆疊，其具有小于200nm，例如小于100nm，例如大約50nm的最大整體厚度，其中由于ALD電介質(zhì)層中的固有低缺陷密度的緣故，這樣的相對(duì)薄的電介質(zhì)層堆疊不損害電介質(zhì)層堆疊的電絕緣和阻隔屬性。

借助ALD過程沉積的電介質(zhì)層材料的化學(xué)成分并非特別地受限；可以考慮任何合適的電介質(zhì)材料，即電絕緣材料。在實(shí)施例中，該至少一個(gè)電介質(zhì)層和/或該至少一個(gè)另外的電介質(zhì)層單獨(dú)地從氧化硅、氮化硅或氧化鋁中至少一種中選擇，盡管也可以設(shè)想可替換的電介質(zhì)材料（例如high-k氧化物，比如氧化鋯或氧化鉿）和/或具有合適的阻隔屬性的其他氮化物（例如氮化鈦或氮化鉭）。

第一生物相容聚合物層和第二生物相容聚合物層中的每一個(gè)可以由電絕緣聚合物構(gòu)成?？梢允褂秒娊^緣的任何合適的生物相容聚合物；例如，電絕緣聚合物可以從聚對(duì)二甲苯和聚酰亞胺中選擇。

在一個(gè)實(shí)施例中，該方法進(jìn)一步包括在第一生物相容聚合物層形成之前在襯底上提供釋放層，并且其中移除所述襯底的步驟包括溶解所述釋放層。這具有以下優(yōu)點(diǎn)：可以例如通過消除對(duì)用于瓦解襯底的機(jī)械拋光步驟或蝕刻步驟的需要而以最小化對(duì)柔性導(dǎo)電軌道裝置的損害的風(fēng)險(xiǎn)的方式移除襯底，這些步驟如果沒有及時(shí)終止可能損害柔性導(dǎo)電軌道。釋放層的使用另外具有以下優(yōu)點(diǎn)：襯底可以被重新使用，從而降低該制造方法的材料預(yù)算，這可以降低制造過程的整體成本。

在本發(fā)明的軌道和方法中，襯底可以是聚合襯底或無機(jī)襯底。優(yōu)選地，使用晶片類型或玻璃類型的襯底。特別地，使用諸如SOI或普通硅晶片之類的含硅晶片。

附圖說明

本發(fā)明的實(shí)施例參照隨附的示意圖更詳細(xì)地且以非限制性示例的方式描述，其中：

圖1示意性描繪了用于可植入設(shè)備的柔性導(dǎo)電軌道裝置的現(xiàn)有技術(shù)的制造方法；

圖2示意性描繪了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于可植入設(shè)備的柔性導(dǎo)電軌道裝置的制造方法；

圖3示意性描繪了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于可植入設(shè)備的柔性導(dǎo)電軌道裝置的頂視圖；

圖4示意性描繪了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于可植入設(shè)備的柔性導(dǎo)電軌道裝置的橫截面；以及

圖5示意性描繪了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的神經(jīng)刺激系統(tǒng)。

具體實(shí)施方式

在附圖中，相同的參考數(shù)字用來指示相同或相似的部分。

圖2示意性描繪了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例實(shí)施例的柔性導(dǎo)電軌道裝置的制造方法。該方法在步驟（a）中以提供在其上形成柔性導(dǎo)電軌道裝置的襯底10開始。任何合適的襯底10可以用于此目的；例如，如果柔性導(dǎo)電軌道裝置將使用半導(dǎo)體處理步驟形成，則襯底10可以是硅晶片。然而，應(yīng)當(dāng)理解，也可以設(shè)想其他襯底，例如玻璃襯底。

在可選步驟（b）中，釋放層32可以在襯底10上形成。這樣的釋放層32典型地為可以通過在合適的溶劑中溶解釋放層32而被移除的層，如將會(huì)更詳細(xì)地解釋的層。在一個(gè)實(shí)施例中，釋放層32為光刻膠層，因?yàn)檫@樣的層是眾所周知的并且典型地使用合適的溶劑移除。釋放層32可以形成至任何合適的厚度，比如在2-3微米的范圍中的厚度。該方法隨后進(jìn)行至步驟（c），在步驟（c）中第一生物相容聚合物層18在襯底10上或在釋放層32上形成。第一生物相容聚合物層18可以以任何合適的方式形成，比如通過旋涂或浸涂或通過化學(xué)氣相沉積形成，并且形成至任何合適的厚度。優(yōu)選地，第一生物相容聚合物層18的厚度被選擇成使得柔性導(dǎo)電軌道裝置的外聚合物殼的整體厚度不阻止該裝置的期望的彎曲或纏繞特性。在一個(gè)實(shí)施例中，第一生物相容聚合物層的厚度在2-5微米的范圍中選擇。

可以選擇任何合適的生物相容聚合物，該聚合物優(yōu)選地是電絕緣聚合物，以使得柔性導(dǎo)電軌道裝置植入其中的身體的部分被保護(hù)以屏蔽在使用期間流動(dòng)通過柔性導(dǎo)電軌道裝置的電流。例如，生物相容聚合物可以是聚對(duì)二甲苯或聚酰亞胺。

接下來，在步驟（d）中，一個(gè)或多個(gè)電介質(zhì)層34借助于原子層沉積在第一生物相容聚合物層18上形成。這樣的電介質(zhì)層保護(hù)柔性導(dǎo)電軌道裝置中的金屬結(jié)構(gòu)以免暴露于柔性導(dǎo)電軌道裝置的環(huán)境中的潛在有害成分，比如體液中的腐蝕成分。電介質(zhì)層充當(dāng)針對(duì)這樣的成分的阻隔層。ALD步驟典型地在低于120℃的溫度下執(zhí)行，以使得基礎(chǔ)的第一生物相容聚合物層18不會(huì)由于ALD步驟的溫度預(yù)算而降解或分解。在一個(gè)實(shí)施例中，ALD步驟在低于100℃的溫度下執(zhí)行。

ALD可以產(chǎn)生具有極低缺陷密度的高保形層。小于100/cm²且甚至小于50/cm²的缺陷密度已被報(bào)告用于薄ALD電介質(zhì)層；例如，在Thin Solid Films，517（2009），第3269-3272頁中，Y. Zhang等人公開了用于25nm厚的ALD Al₂O₃層的小至38/cm²的缺陷密度。因此，本發(fā)明的ALD電介質(zhì)層或?qū)佣询B34可以生長(zhǎng)至小于100nm的厚度，例如50nm、40nm、30nm或者甚至20nm的厚度，而不損害ALD電介質(zhì)層或?qū)佣询B34的所要求的屬性。如果電介質(zhì)層堆疊34在步驟（d）中形成，則該層堆疊的各個(gè)層可以形成至甚至更小的厚度，使得電介質(zhì)層堆疊34的組合厚度小于100nm，例如具有50nm、40nm、30nm或者甚至20nm的厚度。這大大增強(qiáng)了柔性導(dǎo)電軌道裝置的柔性。

任何合適的電介質(zhì)材料可以用于ALD電介質(zhì)層或?qū)佣询B34的形成。例如，可以沉積氧化硅層，可以沉積氧化硅和氮化硅層的堆疊，等等。也可以設(shè)想可替換的氧化物和氮化物的使用，比如Al₂O₃、HfO₂、ZrO₂、TiN、TaN等等。其他合適的氧化物和氮化物對(duì)技術(shù)人員將是明顯的?？梢栽O(shè)想這樣的氧化物和氮化物的任何合適的層組合，例如包括第一生物相容聚合物層18上的氮化物層和該氮化物層上的氧化物層的層堆疊或者包括第一生物相容聚合物層18上的氧化物層和該氧化物層上的氮化物層的層堆疊。

接下來，在步驟（e）中，例如通過沉積和圖案化一個(gè)或多個(gè)金屬層，在第一電介質(zhì)層或?qū)佣询B34上形成金屬結(jié)構(gòu)14。這樣的金屬結(jié)構(gòu)的形成本身是眾所周知的并且為了簡(jiǎn)潔起見將不會(huì)進(jìn)一步詳細(xì)地解釋。制成金屬結(jié)構(gòu)的金屬優(yōu)選地是生物相容金屬，比如鈦。柔性導(dǎo)電軌道裝置的電極、導(dǎo)電軌道和/或接觸件中的至少一些可以形成為例如具有第一金屬核心和第二金屬包層的雙金屬。第一金屬可以具有高導(dǎo)電性，例如高于第二金屬，而第二金屬可以比第一金屬更廉價(jià)和/或可以是生物相容的。例如，第一金屬可以是諸如金之類的貴金屬，并且第二金屬可以是諸如鈦之類的金屬。

這樣的雙金屬結(jié)構(gòu)的形成特別適合用于柔性導(dǎo)電軌道裝置中的導(dǎo)電軌道的形成，因?yàn)楦邔?dǎo)電核心確保了導(dǎo)電軌道的整體厚度可以受限，從而改進(jìn)柔性導(dǎo)電軌道裝置的柔性。在一個(gè)實(shí)施例中，導(dǎo)電軌道的厚度在4-13微米的范圍中。導(dǎo)電軌道的厚度典型地基于設(shè)備中生物相容聚合物、電極和/或接觸件以及電介質(zhì)層的所選厚度而進(jìn)行選擇?？梢栽O(shè)想任何合適的厚度，例如上文所公開的范圍之外的厚度。

在步驟（e）中的金屬結(jié)構(gòu)14的形成之后，該方法進(jìn)行至步驟（f），在該步驟中，使用ALD在所得到的結(jié)構(gòu)之上形成另外的電介質(zhì)層或?qū)佣询B36，使得金屬結(jié)構(gòu)14被嵌入在由第一電介質(zhì)層或?qū)佣询B34和該另外的電介質(zhì)層或?qū)佣询B36形成的電介質(zhì)層堆疊中。該另外的電介質(zhì)層或?qū)佣询B36可以使用與第一電介質(zhì)層或?qū)佣询B34相同的材料形成至相同的厚度，這已經(jīng)在上文中進(jìn)行了描述并且因此僅為了簡(jiǎn)潔起見將不再次描述。然而，應(yīng)當(dāng)理解，該另外的電介質(zhì)層或?qū)佣询B36可以包括與第一電介質(zhì)層或?qū)佣询B34不同的材料，并且/或者可以形成至與第一電介質(zhì)層或?qū)佣询B34不同的厚度。該另外的電介質(zhì)層或?qū)佣询B36典型地例如使用合適的蝕刻方法圖案化，以在該另外的電介質(zhì)層或?qū)佣询B36中形成溝槽37，其暴露設(shè)備的近端和遠(yuǎn)端部分中電極和接觸件。

在步驟（g）中，例如通過旋涂、浸涂或者通過化學(xué)氣相沉積，在該另外的電介質(zhì)層或?qū)佣询B36之上形成生物相容聚合物的另外的層24，使得由第一電介質(zhì)層或?qū)佣询B34和該另外的電介質(zhì)層或?qū)佣询B36形成的電介質(zhì)層堆疊被由第一生物相容聚合物層18和該另外的生物相容聚合物層24形成的生物相容聚合物層包封。該另外的層24可以使用與第一層18相同的聚合物形成并且/或者形成至與第一層18相同的厚度，這已經(jīng)在上文中進(jìn)行了描述并且因此僅為了簡(jiǎn)潔起見將不會(huì)再次描述。該另外的層24典型地例如使用合適的蝕刻方法或溶劑圖案化，以在該另外的層24中形成溝槽25，其通過溝槽37暴露設(shè)備的近端和遠(yuǎn)端部分中的電極和接觸件。

在最終步驟（h）中，襯底10被移除以產(chǎn)生柔性導(dǎo)電軌道裝置100。襯底10可以以任何合適的方式移除，例如通過蝕刻、拋光或研磨移除，或者在釋放層32存在的情況下通過在不溶解或降解生物相容聚合物層18和24的合適溶劑中溶解釋放層32來移除。

在這一點(diǎn)上，注意到，因?yàn)榈谝簧锵嗳菥酆衔飳?8在（平面的）襯底10上或（平面的）釋放層32上形成，所以第一生物相容聚合物層18，在襯底10移除后，獲得具有聚合物殼的柔性導(dǎo)電軌道裝置100，該聚合物殼在設(shè)備的外側(cè)具有基本上平坦的或平面的主要表面，即第一生物相容聚合物層18的表面。這是有利的，因?yàn)檫@樣的平坦的或平面的表面促進(jìn)柔性導(dǎo)電軌道裝置100在諸如引線主體或中心桿之類的載體周圍的緊緊纏繞，如稍后將更詳細(xì)地解釋的。

圖3示意性描繪了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例實(shí)施例的柔性導(dǎo)電軌道裝置100的頂視圖。柔性導(dǎo)電軌道裝置100包括包含用于接觸諸如人類或動(dòng)物對(duì)象之類的對(duì)象中要被刺激的區(qū)域的一個(gè)或多個(gè)電極112的遠(yuǎn)端部分110。該要被刺激的區(qū)域例如可以在耳蝸或腦部中。柔性導(dǎo)電軌道裝置100進(jìn)一步包括包含一個(gè)或多個(gè)接觸件132的近端部分130，該一個(gè)或多個(gè)接觸件通過在將近端部分130互連到遠(yuǎn)端部分110的條帶120中的導(dǎo)電軌道122而連接到相應(yīng)電極112。條帶120典型地纏繞在諸如引線主體之類的載體周圍，如下文將更詳細(xì)地解釋的。條帶120可以具有任何合適的尺寸；特別地，條帶120可以具有數(shù)十厘米（cm）的長(zhǎng)度，例如10cm、20cm、30cm或者甚至50cm以及更多。

接觸件132促進(jìn)諸如神經(jīng)刺激之類的信號(hào)源和或檢測(cè)設(shè)備控制一個(gè)或多個(gè)電極112，例如通過被連接到一個(gè)或多個(gè)接觸件132并且經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)接觸件132向一個(gè)或多個(gè)電極112提供電信號(hào)來控制。例如，在柔性導(dǎo)電軌道裝置100為耳蝸植入設(shè)備的情況下，神經(jīng)刺激設(shè)備可以包括用于收集周圍聲音的麥克風(fēng)、用于過濾周圍聲音的濾波器以及耦合在濾波器與接觸件132之間的信號(hào)發(fā)生器，該信號(hào)發(fā)生器用于將經(jīng)過濾的周圍聲音轉(zhuǎn)換成可以通過一個(gè)或多個(gè)電極112而應(yīng)用于耳蝸的刺激物。

可替換地，神經(jīng)刺激和/或神經(jīng)檢測(cè)設(shè)備可以包括神經(jīng)刺激單元，其包括用于生成要被應(yīng)用于腦部區(qū)域以用于抵抗諸如帕金森氏病之類的神經(jīng)疾病的癥狀的預(yù)定義信號(hào)的信號(hào)發(fā)生器，在此情況下柔性導(dǎo)電軌道裝置100的遠(yuǎn)端部分110典型地經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)電極112連接到腦部的適當(dāng)區(qū)域。

圖4示意性描繪了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的且利用本發(fā)明的方法制造的柔性導(dǎo)電軌道裝置100的長(zhǎng)度方向上的橫截面?？梢源嬖谌舾山饘俳Y(jié)構(gòu)，例如由單個(gè)金屬結(jié)構(gòu)14形成的電極（例如鈦電極），和/或由具有金屬核心14’（例如金核心）和金屬殼14（例如鈦殼）的雙金屬的金屬結(jié)構(gòu)形成的電極。金屬結(jié)構(gòu)嵌入在由第一電介質(zhì)層或?qū)佣询B34和另外的電介質(zhì)層或?qū)佣询B36形成的ALD陶瓷電介質(zhì)層堆疊中，該ALD陶瓷電介質(zhì)層堆疊以低缺陷密度為特征，該低密度缺陷典型地比相同厚度的PECVD電介質(zhì)層堆疊的缺陷密度低若干數(shù)量級(jí)。在至少一些實(shí)施例中，ALD陶瓷電介質(zhì)層堆疊具有小于200nm的最大厚度，比如大約100nm的最大厚度，或者小于大約100nm，例如大約50nm。ALD陶瓷電介質(zhì)層堆疊嵌入在由第一生物相容聚合物層18和另外的生物相容聚合物層24形成的聚合物涂層中。要重申的是，第一生物相容聚合物層18典型地具有基本上平坦的或平面的表面，其促進(jìn)柔性導(dǎo)電軌道裝置100在載體周圍的緊緊纏繞，因?yàn)榈谝簧锵嗳菥酆衔飳?8的基本上平坦的或平面的表面與相對(duì)薄的ALD陶瓷電介質(zhì)層堆疊組合確保了在彎曲時(shí)柔性導(dǎo)電軌道裝置100中應(yīng)力的更好支配，即應(yīng)力減小。生物相容層18的外表面中至少一個(gè)是基本上平坦的，于是促進(jìn)整個(gè)堆疊100在中心桿周圍的纏繞。該平坦表面歸因于本發(fā)明的方法的使用。

可以通過在柔性導(dǎo)電軌道裝置100中形成溝槽或通孔40來提供對(duì)要與要被刺激的區(qū)域接觸的電極112的訪問以及對(duì)接觸件132的訪問。由于這樣的溝槽或通孔的形成本身是眾所周知的，所以僅為了簡(jiǎn)潔起見不對(duì)此進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)的解釋?？商鎿Q地，可以通過從遠(yuǎn)端部分110和/或近端部分130的所選區(qū)域移除聚合物涂層和陶瓷電介質(zhì)層堆疊來暴露若干電極112和/或接觸件132。在這一點(diǎn)上，注意到，遠(yuǎn)端部分110和近端部分130僅通過非限制性示例的方式被示出為具有方形形狀；應(yīng)當(dāng)理解，遠(yuǎn)端部分110和近端部分130可以具有任何合適的形狀。

圖5示意性描繪了包括根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的柔性導(dǎo)電軌道裝置100和神經(jīng)刺激設(shè)備200的神經(jīng)刺激系統(tǒng)1。柔性導(dǎo)電軌道裝置100的條帶120典型地纏繞在載體300（例如引線主體）周圍，使得可以使包括接觸件132的近端部分130與神經(jīng)刺激設(shè)備200的另外的接觸件202接觸，同時(shí)可以使包括電極112的遠(yuǎn)端部分110與要被刺激的組織區(qū)域接觸，該要被刺激的組織區(qū)域比如對(duì)象的耳蝸的部分或腦部的部分，該對(duì)象可以是人類或動(dòng)物對(duì)象。為此目的，設(shè)計(jì)目標(biāo)是最小化載體300的直徑，以便減少對(duì)象的身體不適或者確實(shí)地促進(jìn)完全地包括柔性導(dǎo)電軌道裝置100的前述部分的載體300的植入。載體300的可實(shí)現(xiàn)直徑典型地通過柔性軌道裝置100的條帶120可以多緊地纏繞在這樣的載體300周圍來確定；即通過條帶120的單匝或節(jié)距的直徑來確定。

由于柔性導(dǎo)電軌道裝置100中ALD電介質(zhì)層的使用，可以提供可以比現(xiàn)有技術(shù)的裝置更緊地纏繞在這樣的載體300周圍的柔性導(dǎo)電軌道裝置100。特別地，因?yàn)锳LD電介質(zhì)層的使用促進(jìn)了陶瓷電介質(zhì)層堆疊嵌入具有減小的厚度（例如如先前解釋的小于100nm的最大厚度）的金屬結(jié)構(gòu)，以免在彎曲裝置時(shí)在柔性導(dǎo)電軌道裝置100內(nèi)生成應(yīng)力，這促進(jìn)了小直徑纏繞，以及作為結(jié)果的小直徑載體300。同時(shí)，陶瓷層的阻隔屬性由于這樣的層中增加的針孔或缺陷的緣故沒有受到損害。聚合物涂層的基本上平坦的主要表面，即第一生物相容聚合物層18的基本上平坦的或平面的主要表面，進(jìn)一步減小了在彎曲裝置時(shí)柔性導(dǎo)電軌道裝置100中的應(yīng)力，使得這促進(jìn)載體300的直徑的進(jìn)一步減小。

載體300典型地由生物相容的材料制成，比如生物相容聚合物或生物相容金屬。這樣的材料本身是眾所周知的，并且簡(jiǎn)單地注意到，為了簡(jiǎn)潔起見，任何合適的生物相容的材料可以用于載體300。

可以使用任何合適的神經(jīng)刺激設(shè)備200，比如如先前所解釋的用于刺激耳蝸植入設(shè)備或腦部植入設(shè)備的設(shè)備。另外，可以利用本發(fā)明的設(shè)備刺激其他神經(jīng)系統(tǒng)。

應(yīng)當(dāng)注意，上述實(shí)施例說明而非限制本發(fā)明，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員將能夠設(shè)計(jì)許多可替換實(shí)施例而不脫離所附權(quán)利要求的范圍。在權(quán)利要求中，置于括號(hào)之間的任何附圖標(biāo)記不應(yīng)被解釋為限制權(quán)利要求。詞語“包括”不排除權(quán)利要求中所列出的那些之外的元件或步驟的存在。元件之前的詞語“一”或“一個(gè)”不排除多個(gè)這樣的元件的存在。本發(fā)明可以借助于包括若干不同元件的硬件實(shí)現(xiàn)。在列舉了若干構(gòu)件的設(shè)備權(quán)利要求中，這些構(gòu)件中的若干個(gè)可以由同一項(xiàng)硬件體現(xiàn)。在相互不同的從屬權(quán)利要求中敘述某些措施的起碼事實(shí)并不指示這些措施的組合不能用于獲益。