CN102631957B

CN102631957B - 带有栅压调制功能的超薄封装微流体系统及其制备方法

Info

Publication number: CN102631957B
Application number: CN201210109492.9A
Authority: CN
Inventors: 庄虔伟; 孙伟强; 李刚; 冮鑑; 许胜勇
Original assignee: Peking University
Current assignee: Peking University
Priority date: 2012-04-13
Filing date: 2012-04-13
Publication date: 2014-06-25
Anticipated expiration: 2032-04-13
Also published as: CN102631957A

Abstract

本发明公开了一种带有栅压调制功能的超薄封装微流体系统及其制备方法与应用。该系统，由上至下依次为保护层、顶栅压电极层、膜封装层、微米通道层、测试电极层、绝缘层、底栅压电极层、基底和固定插管基座，且所述膜封装层、微米通道层和绝缘层形成微米通道腔，所述测试电极层位于所述微米通道腔的内底部，所述固定插管基座与注入管配伍，且所述注入管与所述微米通道腔相通。该系统以简易超薄封装技术为基础，带有高频测试和栅压调制功能。该系统功能新型、结构紧凑且测试精度高，在微流体物理、精细化学、生物等研究领域都有很好的应用前景。

Description

带有栅压调制功能的超薄封装微流体系统及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种带有栅压调制功能的超薄封装微流体系统及其制备方法。

背景技术

芯片实验室(Lab-on-a-chip)技术在近年来得到了广泛的重视，发展迅速，该领域必将在未来几十年里将给世界经济带来巨大的产值，并将极大地促进基因生物学、药物学、精细化学等诸多领域的发展。随着实验要求的提高，对待测器件的制备成本、周期、工作强度等多方面要求也日益提高。封装技术在很大程度上决定了器件的工作能力和应对实验多样性的本领。超薄封装不仅可以增强对芯片中核心处微流体通道的观测，也能够实现在较高栅压调制下对微通道中离子输运性能的研究，因而具备很好的应用前景。

传统微流体系统封装的方法主要有阳极键合、热键合、通过SU-8光刻胶等粘附实现的键合(A.Prabhakar and S.Mukherji，″Microfabricated polymer chip with integratedU-bend waveguides for evanescent field absorption based detection″，Lab Chip，2010，10，748-754.)以及PDMS键合(X.Liu，Q.Wang，J.H.Qin and B.C.Lin，″A facile“liquid-molding”method to fabricate PDMS microdevices with 3-dimensional channeltopography″，Lab Chip，2009，9，1200-1205.)等，其中以PDMS胶层及其附加粘附层从实现的键合方法应用最为广泛。此类方法均需购置原材料，如SU-8和PDMS，并在实验室环境下借助烘箱、热板等设备经过繁杂的工艺实现，且成本高、耗时久、难度大并且成功率因操作人员经验而有较大变化。

发明内容

本发明的目的是提供一种带有栅压调制功能的超薄封装微流体系统及其制备方法。

本发明提供的微流体系统，由上至下依次为保护层、顶栅压电极层、膜封装层、微米通道层、测试电极层、绝缘层、底栅压电极层、基底和固定插管基座，且所述膜封装层、微米通道层和绝缘层形成微米通道腔，所述测试电极层位于所述微米通道腔的内底部，所述固定插管基座与注入管配伍，且所述注入管与所述微米通道腔相通。

上述系统中，构成所述保护层和基底的材料均为玻璃；

构成所述固定插管基座的材料为PDMS；

构成所述顶栅压电极层和底栅压电极层的材料均为Cr；

构成所述绝缘层的材料为SOG胶；

构成所述测试电极层的材料为Cr薄膜层和Au薄膜层，且所述Cr薄膜层位于所述Au薄膜层之下；

构成所述微米通道层的材料为SU-8负胶；

构成所述膜封装层的材料为聚酯薄膜。

所述固定插管基座的厚度为5mm；

所述顶栅压电极层和底栅压电极层的厚度均为40-60纳米，优选50纳米；

所述绝缘层的厚度为190-210nm，优选200nm；

所述测试电极层中，Cr薄膜层和Au薄膜层的厚度均为45-55纳米，优选均为50纳米；

所述微米通道层的厚度为23-27μm，优选25μm；

所述膜封装层的厚度为200μm；

所述注入管的直径可根据实际需要选自，如可为外径为1mm的中空注入管。

本发明提供的制备所述微流体系统的方法，包括如下步骤：

1)在基底上制备底栅压电极层；

2)在所述步骤1)制备得到的底栅压电极层上制备一层绝缘层，并在所述绝缘层之上制备一层测试电极层；

3)在所述步骤2)制备得到的测试电极层上制备一层微米通道层，并在微米通道层的两端打孔，并制备固定插管基座；

4)在膜封装层上制备顶栅压电极层；

5)在所述步骤3)制备得到的微米通道层上用所述步骤4)所述膜封装层进行封装，并在其上用保护层覆盖固定；

6)在所述步骤3)所得固定插管基座上插管得到所述微米流体系统。

上述方法中，构成所述保护层、顶栅压电极层、膜封装层、微米通道层、测试电极层、绝缘层、底栅压电极层、基底和固定插管基座的材料均与前述相同；

所述保护层、顶栅压电极层、膜封装层、微米通道层、测试电极层、绝缘层、底栅压电极层、基底和固定插管基座的厚度均与前述相同。

所述步骤1)制备底栅压电极层的方法包括：在所述基底上制备光刻胶层后，干燥，利用掩膜板进行紫外曝光，显影后，溅射一层Cr薄膜层，剥离后得到所述底栅压电极层；

其中，所述制备光刻胶层的方法为旋涂法，所述旋涂步骤中，转速为3500-4500rpm，优选4000rpm，时间为50s-80s，优选1分钟；所述光刻胶为5350型光刻胶，所述光刻胶层的厚度为800nm-1.5μm，优选1μm；

所述干燥步骤中，温度为100-110℃，优选105℃，时间为25-35分钟，优选30分钟；

所述紫外曝光步骤中，紫外光强度为260-350W，优选300W，时间为2.3-2.6秒，优选2.5秒；

所述显影步骤中，显影液为由AR300-26显影液与水组成的混合液，所述AR300-26显影液与水的体积比为1∶5或1∶7，优选由体积比为1∶7的AR300-26显影液与水组成的混合液，时间为50s-70s，优选为1分钟；

所述溅射一层Cr薄膜层的步骤中，所述溅射方法为磁控溅射法，其中，背景真空为5e^-6Torr-1e^-7Torr，优选1e^-7Torr，溅射时间根据不同仪器速率而定；溅射气体为Ar气，溅射气压为3mTorr-3.5mTorr，优选3mTorr；该步骤中底栅压电极层制备过程中所用掩膜板，是根据步骤2)测试电极层的具体结构设计而得，不局限于某种掩膜板结构；

所述步骤2)中制备一层绝缘层的方法包括：用旋涂法旋涂一层SOG胶后退火；其中，转速2500-3500rpm，优选3000rmp，旋涂时间为15s-25s，优选20s；所述退火步骤中，温度为425℃，时间为1小时；

所述步骤2)中在所述绝缘层之上制备一层测试电极层的方法包括：在所述绝缘层上制备一层光刻胶层，干燥后，利用掩膜板进行紫外曝光，显影后，先溅射一层Cr薄膜层，再溅射一层Au薄膜层，剥离后得到所述测试电极层；其中，所述制备光刻胶层的方法为旋涂法，所述光刻胶为5350型光刻胶，所述光刻胶层的厚度为800nm-1.5μm，优选1μm；所述溅射Cr/Au薄膜层步骤中，所述溅射方法为磁控溅射法，其中，背景真空度为5e^-6Torr-1e^-7Torr，优选1e^-7Torr，溅射气体为Ar气，溅射气压为3mTorr-3.5mTorr，优选3mTorr，溅射时间根据不同仪器速率而定；所述Cr薄膜层的厚度为40-60nm，优选50nm；所述Au薄膜层的厚度为40-60nm，优选50nm。

所述步骤3)中，制备微米通道层的方法，可选用各种常用的微纳米通道制备方法，例如，可选用厚度可调的负胶SU8结合传统的光刻工艺制作微米通道；在微米通道两端打孔的方法，可选用台钻或手持电钻配置孔径合适的玻璃钻头，优选2mm外径的玻璃钻头；键合所用材料为聚二甲基硅氧烷(PDMS)。所述在微米通道层的两端打孔步骤中，可一并将基底打穿。

所述步骤4)制备顶栅压电极层的方法中，所述制备光刻胶层的方法为旋涂法，所述旋涂步骤中，转速为3500-4500rpm，优选4000rpm，时间为50s-80s，优选1分钟；所述光刻胶为5350型光刻胶，所述光刻胶层的厚度为800nm-1.5μm，优选1μm；所述干燥步骤中，温度为100-110℃，优选105℃，时间为25-35分钟，优选30分钟；所述紫外曝光步骤中，紫外光强度为260-350W，优选300W，时间为2.3-2.6秒，优选2.5秒；所述显影步骤中，显影液为由AR300-26显影液与水组成的混合液，所述AR300-26显影液与水的体积比为1∶5或1∶7，优选由体积比为1∶7的AR300-26显影液与水组成的混合液，时间为50s-70s，优选为1分钟；所述溅射一层Cr薄膜层的步骤中，所述溅射方法为磁控溅射法，其中，背景真空为5e^-6Torr-1e^-7Torr，优选1e^-7Torr，，溅射时间根据不同仪器速率而定；溅射气体为Ar气，溅射气压为3mTorr-3.5mTorr，优选3mTorr；该步骤中底栅压电极层制备过程中所用掩膜板，是根据步骤2)测试电极层的具体结构设计而得，不局限于某种掩膜板结构；

所述步骤5)中，薄膜封装层可选用聚酯薄膜(PET)、聚氯乙烯薄膜(PVC)等材料；

上述本发明提供的微流体系统在制备离子敏感场效应器件中的应用，也属于本发明的保护范围。

本发明可利用市面上随处可买到的电脑屏幕贴膜经过裁剪成合适大小来充当封装薄膜。这种薄膜材质通常为PET，分上中下三层，上层可在使用前揭去，中层下表面有一定粘性，用来进行封装，下层用来保护粘面可在封装时去除。其中中层薄膜厚度在200μm左右，硬度良好，在封装时不会塌陷。而传统的PDMS封装技术，需购置基质与固化剂配比合适并混合、搅拌，烘烤固化时间长达1小时。此外，PDMS封装更加适合，PDMS-PDMS、PDMS-玻璃、PDMS-硅片间的封装，即对材料表面的亲水性有较高要求，而采用光刻胶直接成型构成的微流体通道，其表面表现为疏水性，尽管可在氧等离子轰击下改善其亲水性，但效果有限，而通过引入粘结层的技术往往过于复杂，基于PDMS封装的薄膜厚度往往较大，一般在2mm以上。

本发明制作的带有栅压调制功能的微流体系统，以超薄封装技术为基础，合理布局器件结构，将传统的微流体芯片上方布局的结构改为上下两侧，把溶液注入部分移到器件下侧，大量节省了上方空间。尤其是在光学观测时，较之传统封装技术封装层厚度大、透明度低的缺陷，此超薄封装技术展示出显著优势。更重要的，随着微纳米流体技术的发展以及科研工作者对离子在微纳米尺度下传输特点的研究深入，离子型器件与已发展成熟的电子型器件逐渐形成对比，例如基于微纳米流体通道而制备的离子型二极管、场效应器件等，在场效应器件这一方面，如何在安全的工作电压下增大栅压调制效果成为关键，而减小器件封装厚度则是一个很好的解决办法。本发明提供的微米流体系统，功能新型，结构紧凑，测试精度较高，能够研究在高电场调制下的微米通道中离子及微粒的传输特性，特别是在交流测量下的谱分析。本发明所使用的封装方法和封装薄膜材料还有更大的扩展空间，其封装厚度从目前所使用的200μm可推广至市面已有的厚度为几十μm的PET薄膜。本发明不但极大程度缩减了器件的制备周期，降低了实验成本，其超薄封装技术支撑下的栅压调控手段也将为物理、化学、生物等相关领域的研究提供更多实验依据和有用信息。

附图说明

图1为本发明提供的带有栅压调制功能的超薄封装微流体系统的结构示意图，其中，1为微米通道层，2为保护层，3为栅压电极层(其中上为顶栅压电极层，下为底栅压电极层)，4为膜封装层，5为微米通道腔，6为微流体出入口，7为固定插管基座，8为基底，9为测试电极层，10为绝缘层。

图2为本发明提供的微流体系统的工作示意图，其中在由Cr薄膜构成的顶栅压电极与底栅压电极之间施加直流电压(DC)进行调控，在由Cr/Au薄膜构成的测试电极之间施加交流信号，测试其离子电导特性。

图3为实施例1制备所得微流体系统在栅压调制下测得的KCl水溶液与SiO₂微粒乙醇溶液的离子电导特性随测试频率和栅压大小的对比。

图4为电导随栅压电场变化的曲线图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步阐述，但本发明并不限于以下实施例。所述方法如无特别说明均为常规方法。所述原材料如无特别说明均能从公开商业途径而得。

实施例1

1)设计制备底(顶)栅压电极层的掩模版和测试电极层的掩膜版，分别利用这两种掩膜版在后续步骤中制备底(顶)栅压电极层和测试电极层，具体为：

按照底栅压电极层的如下要求设计掩膜版：该底栅压电极层由简单矩形长条组成，该矩形长条宽度为2mm(为研究调制宽度影响可结合测试电极间宽度改变)，长度为连接外接引线方便应至少大于1cm。顶栅压电极层掩膜版可与底栅压电极层掩膜版共用一套。

按照测试电极层的如下要求设计掩膜版：该测试电极层由两条平行线条组成，间距3.8mm；其中每条线长为连接方便应大于2cm，主体线宽200μm，顶端与微流体通道接触区域线宽30μm。

2)在基底上制备底栅压电极层，具体为：

也即利用步骤1)中设计所得底栅压电极层掩模版，通过光刻和镀膜、剥离等步骤制备由Cr薄膜层组成的底栅压电极层。

具体操作为：采用厚度为0.5mm的玻璃基片，选择5350型号光刻胶(购自德国ALLRESIST公司)，经过匀胶机4000rpm转速下匀胶1分钟使光刻胶均匀附着在玻璃基片表面，该光刻胶层厚度为1μm，并在105℃烘烤30分钟。之后，利用底栅压电极层掩模版，使用SUSS MicroTec公司生产的MJB4光刻机，在300W汞灯功率强度下，曝光2.5s，再使用由体积比为1∶7的AR300-26显影液(购自德国ALLRESIST公司)与去离子水组成的混合液显影60秒。在Kurt J.Lesker公司生产的PVD75磁控溅射镀膜仪中，溅射厚度为100nm的Cr薄膜层，其中，背景真空为8e^-7Torr，溅射气体Ar气，气压3mTorr，溅射时间为7分钟，再在丙酮中放置15分钟后剥离，完成底栅压电极层中Cr薄膜层的制备，制备所得底栅压电极层的厚度为50nm。

3)在步骤2)制备得到的底栅压电极层上制备一层绝缘层，具体为：

选用Honeywell公司出售的SOG胶，用旋涂法在步骤2)所得底栅压电极层上制备绝缘层SOG胶层，匀胶参数为转速3000rpm，旋涂时间为20s，得到厚度为200nm的绝缘层SOG胶层，再在425℃下退火1小时，使胶层硬化；

在所得绝缘层之上制备一层测试电极层，具体为：

在绝缘层SOG胶层上选用步骤2)中的光刻方法，选用5350光刻胶，匀胶厚度1μm，在105℃下烘烤3min，选用制作测试电极层的掩膜版曝光2.5s，再用由体积比为1∶7的AR300-26显影液(购自德国ALLRESIST公司)与去离子水组成的混合液显影60秒。通过磁控溅射仪先后溅射厚度分别为50nm的Cr金属膜和Au金属膜，设置参数进行溅射(溅射条件为：背景真空为8e^-7Torr，溅射气体Ar气，气压3mTorr，溅射时间各为7分钟)，剥离后得到测试电极层。该测试电极层的厚度为100nm，其中，Cr薄膜层位于Au薄膜层之下，厚度均为50nm。

4)在步骤3)制备得到的测试电极层上制备一层微米通道层，具体为：

在步骤3)所得测试电极层上，选用MicroChem公司出售的型号为3025的负胶SU-8，用旋涂法制备SU-8胶层，匀胶参数为转速3000rpm，旋涂时间为30s，得到厚度为25μm的SU-8胶层；将所得SU-8胶层先在95℃烘干10min，套刻曝光20s后再依次在65℃下烘干1min、95℃下烘干3min，再使用SU-8显影剂显影5min，经过上述显影步骤后，干燥即得到厚度为25μm的微米通道层；

再在所得微米通道层的两端打孔，制备固定插管基座，具体为：

在台钻上插入外径为2mm的玻璃钻头，将该步骤所得器件置于钻头下，对准微米通道层的两端依次打孔径为2mm的通孔，打孔过程应将器件放于去离子水塑料器皿环境中，防止钻头过热，也有助于玻璃打孔。随后，将打孔完毕的器件在去离子中淋洗，防止微通道中有玻璃碎屑残留，可借助显微镜观察确认干净。之后再按照道康宁公司关于PDMS制备的说明书(所需原料基质硅酮与固化剂硅酮树脂均购自道康宁公司)制备厚度为5mm的PDMS胶层，并用刻刀割出边长为1cm的方块。在器件基底底面和PDMS层表面打氧等离子体(气腔氧气通入量为400mL/min，电压700V，电流100mA)30秒，将PDMS覆盖通孔贴敷后，器件基底底面与PDMS层表面完成键合，完成固定插管基座的制备。

5)在步骤4)制备得到的微米通道层上用膜封装层进行封装，并在其上用保护层覆盖固定：

具体为：将购置的封装薄膜依器件尺寸裁剪为合适大小，揭去上层保护面后，完全按照步骤2)中制备底栅压电极层的方法在膜封装层聚酯薄膜上制备顶栅压电极层后，在所得器件表面(即当前的微流体通道层)上按照步骤4)中描述的参数打氧等离子，使表面亲水性增强后，尽快揭下膜封装层聚酯薄膜的下层保护面，利用其中层下方的粘性面与打完氧等离子体的器件表面完成封装。

封装过程最好在双目立体显微镜下完成，其较大的景深可为实验者提供足够的操作空间，应按照底栅压电极层与顶栅压电极层的上下正对关系，精确对准。封装过程不刻意求快，要防止封装面间产生气泡。封装后，若担心微通道受外界触碰造成塌陷，可在器件上表面用盖玻片覆盖保护。

6)选用长度为1cm，外径为1mm的不锈钢管，插入步骤4)所得固定插管基座，再用软管连接，便可实现由外界对微流体通道注液，得到本发明提供的微流体器件。

该实施例制备所得微流体器件的结构示意图如附图1所示，其中，1为微米通道层，2为保护层，3为栅压电极层(其中上为顶栅压电极层，下为底栅压电极层)，4为膜封装层，5为微米通道腔，6为微流体出入口，7为固定插管基座，8为基底，9为测试电极层，10为绝缘层。器件整体可另设支架支起。

该微流体系统，由上至下依次为保护层、顶栅压电极层、膜封装层、微米通道层、测试电极层、绝缘层、底栅压电极层、基底和固定插管基座，且膜封装层、微米通道层和绝缘层形成微米通道腔，测试电极层位于微米通道腔的内底部，固定插管基座与注入管配伍，且注入管与微米通道腔相通。

其中，构成保护层和基底的材料均为玻璃；构成固定插管基座的材料为PDMS；构成顶栅压电极层和底栅压电极层的材料均为Cr；构成绝缘层的材料为SOG胶；构成测试电极层的材料为Cr薄膜层和Au薄膜层，且Cr薄膜层位于Au薄膜层之下；构成微米通道层的材料为SU-8负胶；构成膜封装层的材料为聚酯薄膜。固定插管基座的厚度为5mm；顶栅压电极层和底栅压电极层的厚度均为50纳米；绝缘层的厚度为200nm；测试电极层中，Cr薄膜层和Au薄膜层的厚度均为50纳米；微米通道层的厚度为25μm；膜封装层的厚度为200μm。

对上述本发明制备所得微流体器件性能进行测定：

以该实施例所述的测试电极间距为3.8mm，顶/底栅压电极宽度为2mm的待测器件为例，选用Stanford Research Systems公司的锁相放大器(SR830)进行测量，将测试电极的两端分别与仪器的输入输出通过同轴线进行连接。设置输出电压为0.2V，可通过仪器测试得到交流电流的幅值和相位，并进而求得微流体通道中在两测试电极之间的溶液电导。锁相放大器可输出不同频率的交流信号，通过Labview进行编程控制，在1Hz-25kHz之间采点自动扫频测量，每次采集数据的时间间隔为15s，以使测试数据充分稳定。从而可以得到待测溶液的电导与测试频率的变化关系。选用北京大华无线电仪器厂出产的DH1722A型稳压稳流电源，在底栅压电极与顶栅压电极之间施加直流电源，可在两极板之间产生均匀的平行电场，从而达到对待测溶液进行栅压调控的目的，通过改变输出电压的大小来改变电场强度，并观察两测试电极之间的溶液电导与栅压强度的变化关系。测试原理图如附图2所示。

采用上述仪器和方法进行测试，所选用测试溶液是浓度为0.1M的KCl去离子水溶液和浓度为2.37M的SiO₂乙醇溶液(其中的SiO₂纳米小球颗粒直径为110nm)。测试环境为同一器件，先测试KCl溶液，测试完毕后先用去离子水冲洗微米通道，再通入SiO₂乙醇溶液进行测试。结果见附图3和附图4。由图3可知，两种溶液在不同的测试频率下均会表现为不同的响应结果，即电导值发生改变，且对比两种溶液的测试结果也可发现，不同的荷质比情况下，纳米小球颗粒溶液会有更加明显的栅压调制效果。选取1kHz和10kHz下的测试曲线，作电导随栅压电场变化的曲线图，如图4所示，对于0.1M的KCl溶液在较宽的栅压电场范围内，电导基本不变，而对于SiO₂溶液，从0到2.5×10⁵V/m的测试区间内，发现电导增长明显。

Claims

1.一种微流体系统，由上至下依次为保护层、顶栅压电极层、膜封装层、微米通道层、测试电极层、绝缘层、底栅压电极层、基底和固定插管基座，且所述膜封装层、微米通道层和绝缘层形成微米通道腔，所述测试电极层位于所述微米通道腔的内底部，所述固定插管基座与注入管配伍，且所述注入管与所述微米通道腔相通；

构成所述保护层和基底的材料均为玻璃；

构成所述固定插管基座的材料为PDMS；

构成所述顶栅压电极层和底栅压电极层的材料均为Cr；

构成所述绝缘层的材料为SOG胶；

构成所述微米通道层的材料为SU-8负胶；

构成所述膜封装层的材料为聚酯薄膜；

所述固定插管基座的厚度为5mm；

所述顶栅压电极层和底栅压电极层的厚度均为50纳米；

所述绝缘层的厚度为200nm；

所述测试电极层中，Cr薄膜层和Au薄膜层的厚度均为50纳米；

所述微米通道层的厚度为25μm；所述膜封装层的厚度为200μm。

2.一种制备权利要求1所述微流体系统的方法，包括如下步骤：

1）在基底上制备底栅压电极层；

2）在所述步骤1）制备得到的底栅压电极层上制备一层绝缘层，并在所述绝缘层之上制备一层测试电极层；

3）在所述步骤2）制备得到的测试电极层上制备一层微米通道层，并在微米通道层的两端打孔，并制备固定插管基座；

4）在膜封装层上制备顶栅压电极层；

5）在所述步骤3）制备得到的微米通道层上用所述步骤4）所述膜封装层进行封装，并在其上用保护层覆盖固定；

6）在所述步骤3）所得固定插管基座上插管得到所述微流体系统。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述步骤1）制备底栅压电极层的方法包括：在所述基底上制备光刻胶层后，干燥，利用掩膜板进行紫外曝光，显影后，溅射一层Cr薄膜层，剥离后得到所述底栅压电极层；

所述步骤2）中制备一层绝缘层的方法包括：用旋涂法旋涂一层SOG胶后退火；

所述步骤2）中在所述绝缘层之上制备一层测试电极层的方法包括：在所述绝缘层上制备一层光刻胶层，干燥后，利用掩膜板进行紫外曝光，显影后，先溅射一层Cr薄膜层，再溅射一层Au薄膜层，剥离后得到所述测试电极层；

所述步骤4）制备顶栅压电极层的方法包括：在所述膜封装层上制备光刻胶层后，干燥，利用掩膜板进行紫外曝光，显影后，溅射一层Cr薄膜层，剥离后得到所述顶栅压电极层。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述步骤1）制备底栅压电极层的方法中，所述制备光刻胶层的方法为旋涂法，所述旋涂步骤中，转速为3500-4500rpm，时间为50s-80s；所述光刻胶为5350型光刻胶，所述光刻胶层的厚度为800nm-1.5μm；所述干燥步骤中，温度为100-110℃，时间为25-35分钟；所述紫外曝光步骤中，紫外光强度为260-350W，时间为2.3-2.6秒；所述显影步骤中，显影液为由AR300-26显影液与水组成的混合液，所述AR300-26显影液与水的体积比为1：5或1：7，时间为50s-70s；所述溅射一层Cr薄膜层的步骤中，所述溅射方法为磁控溅射法，其中，背景真空为5e^-6Torr-1e^-7Torr；溅射气体为Ar气，溅射气压为3mTorr-3.5mTorr；所述再在其上溅射一层Au薄膜层步骤中，所述溅射方法为磁控溅射法，其中，背景真空为5e^-6Torr-1e^-7Torr，溅射时间根据不同仪器速率而定；溅射气体为Ar气，溅射气压为3mTorr-3.5mTorr；

所述步骤2）制备一层绝缘层的方法中，转速2500-3500rpm，旋涂时间为15s-25s；所述退火步骤中，温度为425℃，时间为1小时；

所述步骤2）中在所述绝缘层之上制备一层测试电极层的方法中，所述制备光刻胶层的方法为旋涂法，所述光刻胶为5350型光刻胶，所述光刻胶层的厚度为800nm-1.5μm；所述溅射Cr/Au薄膜层步骤中，所述溅射方法为磁控溅射法，其中，背景真空度为5e^-6Torr-1e^-7Torr，溅射气体为Ar气，溅射气压为3mTorr-3.5mTorr；所述Cr薄膜层的厚度为40-60nm;所述Au薄膜层的厚度为40-60nm；

所述步骤4）制备顶栅压电极层的方法备中，所述制备光刻胶层的方法为旋涂法，所述旋涂步骤中，转速为3500-4500rpm，时间为50s-80s；所述光刻胶为5350型光刻胶，所述光刻胶层的厚度为800nm-1.5μm；所述干燥步骤中，温度为100-110℃，时间为25-35分钟；所述紫外曝光步骤中，紫外光强度为260-350W，时间为2.3-2.6秒；所述显影步骤中，显影液为由AR300-26显影液与水组成的混合液，所述AR300-26显影液与水的体积比为1：5或1：7，时间为50s-70s；所述溅射一层Cr薄膜层的步骤中，所述溅射方法为磁控溅射法，其中，背景真空为5e^-6Torr-1e^-7Torr；溅射气体为Ar气，溅射气压为3mTorr-3.5mTorr。