脑机接口需要稳定，可靠的电极阵列，本文提出了三种基于柔性衬底的针尖电极阵列，柔性衬底使得阵列能贴合组织自然曲面，针尖能更好地与组织接触，以满足不同的需求。　　本文提出了一种空心针尖神经电极阵列，首先利用深刻蚀+腐蚀的方法制备硅针尖模具;然后采用Parylene(聚对二甲苯)翻模的方法加工出空心针尖电极阵列。体外和活体阻抗表征结果显示空心电极溶液阻抗相对于平面电极分别降低了27.3％和28.5％。植入眼球手术显示芯片生物兼容性良好。电生理测试显示电刺激引起视皮层的反应与正常光刺激的类似，表明电极有应用于视网膜修复的潜力。　　本文提出了基于SOI(silicon-on-insulator)的三维针尖电极阵列。首先在SOI片上采用各向同性和各向异性刻蚀的方法制备分立的硅针尖阵列;然后完成金属图形化和顶层Parylene图形化，腐蚀埋氧层，Parylene包覆着的硅针尖完成释放，得到基于柔性衬底的针尖电极阵列。阻抗性能测试结果显示在相同底部面积情况下，SOI针尖电极拥有比空心电极和平面电极更小的阻抗，有利于神经电刺激和记录，并用Randles模型进行了定量的分析和解释。机械性能测试结果表明，相比于空心电极，SOI针尖电极更能有效地刺入组织。　　本文提出了基于硅玻璃键合片的三维针尖电极阵列。首先在硅玻璃键合片上，利用KOH腐蚀-划片-KOH腐蚀工艺制备出高密度高针尖阵列，并对此工艺过程进行了仿真和理论计算，为今后的工艺设计提供了指导;然后采用Parylene填充钻蚀区(undercut)辅助完成硅针尖和金属连线的释放。这样的流程设计避免了在Parylene高台阶衬底上制备金属图形，使得工艺可操作性和成品率大为提高，同时也避免了Parylene淀积后针尖曲率半径变大的问题。阻抗和透皮测试结果验证了电极的低阻抗和实体针尖的透皮特性。基于此键合片针尖电极开展了两方面的应用:1）表皮脑电波记录，相对于传统的湿电极来说，键合片针尖电极作为一种干电极，有着阻抗稳定，操作简便，适用于长期记录的优点;能记录得到和湿电极可比拟的信号;2）应用于透皮电转染，由于针尖电极刺透了阻抗很大的角质层，使得电压更有效地加载在需要电转染的区域，所以只需比平面电极小得多的电压即可在皮下400μm～800μm的区域完成电转染，提高了电转染效率。　　空心电极阵列和SOI针尖阵列具有应用于神经刺激与记录的潜力，而键合片针尖阵列则在表皮脑电波记录以及透皮电转染中显示了优势。