三维微纳结构的跨尺度加工技术:跨尺度加工技术实现了从纳米级到毫米级结构的一体化制造,满足复杂微流控系统对多尺度功能单元的需求。公司结合电子束光刻(EBL,分辨率10nm)、紫外光刻(分辨率1μm)与机械加工(精度10μm),在单一基板上构建跨3个数量级的微结构。例如,在类***培养芯片中,纳米级表面纹理(粗糙度Ra<50nm)促进细胞黏附,微米级流道(宽度50μm)控制营养物质输送,毫米级进样口(直径1mm)兼容外部管路。加工过程中,通过工艺分层设计,先进行纳米结构制备(如EBL定义细胞外基质蛋白图案),再通过紫外光刻形成中层流道,***机械加工完成宏观接口,各层结构对准误差<±2μm。该技术突破了单一工艺的尺度限制,实现了功能的跨尺度集成,在芯片实验室(Lab-on-a-Chip)中具有重要应用。公司已成功制备包含10nm电极间隙、1μm流道与1mm阀门的复合芯片,用于单分子电信号检测,信号分辨率提升至10fA,为纳米生物技术与微流控工程的交叉融合提供了关键制造能力。MEMS传感器的主要应用领域有哪些?青海MEMS微纳米加工模型设计
基于MEMS技术的SAW器件的工作模式和原理:
声表面波器件一般使用压电晶体(例如石英晶体等)作为媒介,然后通过外加一正电压产生声波,并通过衬底进行传播,然后转换成电信号输出。声表面波传感器中起主导作用的主要是压电效应,其设计时需要考虑多种因素:如相对尺寸、敏感性、效率等。一般地,无线无源声表面波传感器的信号频率范围从40MHz到几个GHz。图2所示为声表面波传感器常见的结构,主要部分包括压电衬底天线、敏感薄膜、IDT等。传感器的敏感层通过改变声表面波的速度来实现频率的变化。
无线无源声表面波系统包:发射器、接收器、声表面波器件、通信频道。发射器和接收器组合成收发器或者解读器的单一模块。图3为声表面波系统及其相互关联的基础部件。解读器将功率传送给声表面波器件,该功率可以是收发器输入的连续波,脉冲或者喝啾。一般地,声表面波器件获得的功率大小具有一定限制,以降低发射功率,从而得到相同平均功率的喝啾。根据各向同性的辐射体,接收的信号一般能通过高效的辐射功率天线发射。 MEMS微纳米加工厂家MEMS技术常用工艺技术组合有:紫外光刻、电子束光刻EBL、PVD磁控溅射、IBE刻蚀、ICP-RIE深刻蚀。
MEA柔性电极:MEMS工艺开发的MEA(微电极阵列)柔性电极,是脑机接口(BCI)与类***电生理研究的**技术载体。该电极采用超薄柔性基底材料(如聚酰亚胺或PDMS),厚度可精细控制在10-50微米范围内,表面通过光刻与金属沉积工艺集成高密度“触凸”式微电极阵列。在脑机接口领域,柔性电极通过微创手术植入大脑皮层,用于癫痫病灶的精细定位与闭环电刺激***。在类***研究中,电极阵列与脑类***共培养系统结合,可长期监测神经元网络的自发电活动与突触可塑性变化,为阿尔茨海默病药物筛选提供高分辨率电生理数据。此外,公司开发的“仿生褶皱结构”柔性电极,通过力学匹配设计进一步降低植入后的机械应力,延长器件使用寿命至少5年以上。
MEMS制作工艺压电器件的常用材料:
氧化锌是一种众所周知的宽带隙半导体材料(室温下3.4eV,晶体),它有很多应用,如透明导体,压敏电阻,表面声波,气体传感器,压电传感器和UV检测器。并因为可能应用于薄膜晶体管方面正受到相当的关注。同时氧化锌还具有相当良好的生物相容性,可降解性。E.Fortunato教授介绍了基于氧化锌的新型薄膜晶体管所带来的主要优势,这些薄膜晶体管在下一代柔性电子器件中非常有前途。除此之外,还有众多的二维材料被应用于柔性电子领域,包括石墨烯、半导体氧化物,纳米金等。2014年发表在chemicalreview和naturenanotechnology上的两篇经典综述详尽阐述了二维材料在柔性电子的应用。 柔性电极表面改性技术通过 PEG 复合涂层,降低蛋白吸附 90% 并提升体内植入生物相容性。
射频MEMS器件分为MEMS滤波器、MEMS开关、MEMS谐振器等。射频前端模组主要由滤波器、低噪声放大器、功率放大器、射频开关等器件组成,其中滤波器是射频前端中重要的分立器件,滤波器的工艺就是MEMS,在射频前端模组中占比超过50%,主要由村田制作所等国外公司生产。因为没有适用的国产5GMEMS滤波器,因此华为手机只能用4G,也是这个原因,可见MEMS滤波器的重要性。滤波器(SAW、BAW、FBAR等),负责接收通道的射频信号滤波,将接收的多种射频信号中特定频率的信号输出,将其他频率信号滤除。以SAW声表面波为例,通过电磁信号-声波-电磁信号的两次转换,将不受欢迎的频率信号滤除。PVD磁控溅射、PECVD气相沉积、IBE刻蚀、ICP-RIE深刻蚀是构成MEMS技术的必备工艺。广西MEMS微纳米加工发展趋势
以PI为特色的柔性电子在太赫兹超表面器件上的应用很广。青海MEMS微纳米加工模型设计
MEMS四种刻蚀工艺的不同需求:
1.体硅刻蚀:一些块体蚀刻些微机电组件制造过程中需要蚀刻挖除较大量的Si基材,如压力传感器即为一例,即通过蚀刻硅衬底背面形成深的孔洞,但未蚀穿正面,在正面形成一层薄膜。还有其他组件需蚀穿晶圆,不是完全蚀透晶背而是直到停在晶背的镀层上。基于Bosch工艺的一项特点,当要维持一个近乎于垂直且平滑的侧壁轮廓时,是很难获得高蚀刻率的。因此通常为达到很高的蚀刻率,一般避免不了伴随产生具有轻微倾斜角度的侧壁轮廓。不过当采用这类块体蚀刻时,工艺中很少需要垂直的侧壁。
2.准确刻蚀:精确蚀刻精确蚀刻工艺是专门为体积较小、垂直度和侧壁轮廓平滑性上升为关键因素的组件而设计的。就微机电组件而言,需要该方法的组件包括微光机电系统及浮雕印模等。一般说来,此类特性要求,蚀刻率的均匀度控制是远比蚀刻率重要得多。由于蚀刻剂在蚀刻反应区附近消耗率高,引发蚀刻剂密度相对降低,而在晶圆边缘蚀刻率会相应地增加,整片晶圆上的均匀度问题应运而生。上述问题可凭借对等离子或离子轰击的分布图予以校正,从而达到均钟刻的目的。 青海MEMS微纳米加工模型设计