MEMS制作工藝-聲表面波器件SAW:
聲表面波是一種沿物體表面?zhèn)鞑サ膹椥圆?,它能夠在兼作傳聲介質(zhì)和電聲換能材料的壓電基底材料表面進(jìn)行傳播。它是聲學(xué)和電子學(xué)相結(jié)合的一門(mén)邊緣學(xué)科。由于聲表面波的傳播速度比電磁波慢十萬(wàn)倍,而且在它的傳播路徑上容易取樣和進(jìn)行處理。因此,用聲表面波去模擬電子學(xué)的各種功能,能使電子器件實(shí)現(xiàn)超小型化和多功能化。隨著微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步,聲表面波研究向諸多領(lǐng)域進(jìn)行延伸研究。上世紀(jì)90年代,已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了利用聲表面波驅(qū)動(dòng)固體。進(jìn)入二十一世紀(jì),聲表面波SAW在微流體應(yīng)用研究取得了巨大的發(fā)展。應(yīng)用聲表面波器件可以實(shí)現(xiàn)固體驅(qū)動(dòng)、液滴驅(qū)動(dòng)、微加熱、微粒集聚\混合、霧化。 自動(dòng)化檢測(cè)系統(tǒng)基于機(jī)器視覺(jué),實(shí)現(xiàn)微流控芯片尺寸測(cè)量、缺陷識(shí)別與統(tǒng)計(jì)分析一體化。國(guó)產(chǎn)MEMS微納米加工的傳感器
高壓SOI工藝在MEMS芯片中的應(yīng)用創(chuàng)新:高壓SOI(絕緣體上硅)工藝是制備高耐壓、低功耗MEMS芯片的**技術(shù),公司在0.18μm節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了發(fā)射與開(kāi)關(guān)電路的集成創(chuàng)新。通過(guò)SOI襯底的埋氧層(厚度1μm)隔離高壓器件與低壓控制電路,耐壓能力達(dá)200V以上,漏電流<1nA,適用于神經(jīng)電刺激、超聲驅(qū)動(dòng)等高壓場(chǎng)景。在神經(jīng)電子芯片中,高壓SOI工藝實(shí)現(xiàn)了128通道**驅(qū)動(dòng),每通道輸出脈沖寬度1-1000μs可調(diào),幅度0-100V可控,脈沖邊沿抖動(dòng)<5ns,確保精細(xì)的神經(jīng)信號(hào)調(diào)制。與傳統(tǒng)體硅工藝相比,SOI芯片的寄生電容降低40%,功耗節(jié)省30%,芯片面積縮小50%。公司優(yōu)化了SOI晶圓的鍵合與減薄工藝,將襯底厚度控制在100μm以下,支持芯片的柔性化封裝。該技術(shù)突破了高壓器件與低壓電路的集成瓶頸,推動(dòng)MEMS芯片向高集成度、高可靠性方向發(fā)展,在植入式醫(yī)療設(shè)備、工業(yè)控制傳感器等領(lǐng)域具有廣闊應(yīng)用前景。四川MEMS微納米加工產(chǎn)業(yè)化超薄 PDMS(100μm 以上)與光學(xué)玻璃鍵合工藝,兼顧柔性流道與高透光性檢測(cè)需求。
MEA柔性電極:MEMS工藝開(kāi)發(fā)的MEA(微電極陣列)柔性電極,是腦機(jī)接口(BCI)與類(lèi)***電生理研究的**技術(shù)載體。該電極采用超薄柔性基底材料(如聚酰亞胺或PDMS),厚度可精細(xì)控制在10-50微米范圍內(nèi),表面通過(guò)光刻與金屬沉積工藝集成高密度“觸凸”式微電極陣列。在腦機(jī)接口領(lǐng)域,柔性電極通過(guò)微創(chuàng)手術(shù)植入大腦皮層,用于癲癇病灶的精細(xì)定位與閉環(huán)電刺激***。在類(lèi)***研究中,電極陣列與腦類(lèi)***共培養(yǎng)系統(tǒng)結(jié)合,可長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的自發(fā)電活動(dòng)與突觸可塑性變化,為阿爾茨海默病藥物篩選提供高分辨率電生理數(shù)據(jù)。此外,公司開(kāi)發(fā)的“仿生褶皺結(jié)構(gòu)”柔性電極,通過(guò)力學(xué)匹配設(shè)計(jì)進(jìn)一步降低植入后的機(jī)械應(yīng)力,延長(zhǎng)器件使用壽命至少5年以上。
三維微納結(jié)構(gòu)的跨尺度加工技術(shù):跨尺度加工技術(shù)實(shí)現(xiàn)了從納米級(jí)到毫米級(jí)結(jié)構(gòu)的一體化制造,滿(mǎn)足復(fù)雜微流控系統(tǒng)對(duì)多尺度功能單元的需求。公司結(jié)合電子束光刻(EBL,分辨率10nm)、紫外光刻(分辨率1μm)與機(jī)械加工(精度10μm),在單一基板上構(gòu)建跨3個(gè)數(shù)量級(jí)的微結(jié)構(gòu)。例如,在類(lèi)***培養(yǎng)芯片中,納米級(jí)表面紋理(粗糙度Ra<50nm)促進(jìn)細(xì)胞黏附,微米級(jí)流道(寬度50μm)控制營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)輸送,毫米級(jí)進(jìn)樣口(直徑1mm)兼容外部管路。加工過(guò)程中,通過(guò)工藝分層設(shè)計(jì),先進(jìn)行納米結(jié)構(gòu)制備(如EBL定義細(xì)胞外基質(zhì)蛋白圖案),再通過(guò)紫外光刻形成中層流道,***機(jī)械加工完成宏觀接口,各層結(jié)構(gòu)對(duì)準(zhǔn)誤差<±2μm。該技術(shù)突破了單一工藝的尺度限制,實(shí)現(xiàn)了功能的跨尺度集成,在芯片實(shí)驗(yàn)室(Lab-on-a-Chip)中具有重要應(yīng)用。公司已成功制備包含10nm電極間隙、1μm流道與1mm閥門(mén)的復(fù)合芯片,用于單分子電信號(hào)檢測(cè),信號(hào)分辨率提升至10fA,為納米生物技術(shù)與微流控工程的交叉融合提供了關(guān)鍵制造能力。MEMS 微納米加工技術(shù)是現(xiàn)代制造業(yè)中的關(guān)鍵領(lǐng)域,它能夠在微觀尺度上制造出高精度的器件。
玻璃與硅片微流道精密加工:深圳市勃望初芯半導(dǎo)體科技有限公司依托深硅反應(yīng)離子刻蝕(DRIE)技術(shù),實(shí)現(xiàn)玻璃與硅片基材的高精度微流道加工。針對(duì)玻璃芯片,通過(guò)光刻掩膜與氫氟酸濕法刻蝕工藝,可制備深寬比達(dá)10:1、表面粗糙度低于50nm的微通道網(wǎng)絡(luò),適用于高通量單細(xì)胞操控與生化反應(yīng)腔構(gòu)建。硅片加工則采用干法刻蝕結(jié)合等離子體表面改性技術(shù),形成親疏水交替的微流道結(jié)構(gòu),提升毛細(xì)力驅(qū)動(dòng)效率。例如,在核酸檢測(cè)芯片中,硅基微流道通過(guò)自驅(qū)動(dòng)流體設(shè)計(jì),無(wú)需外接泵閥即可完成樣本裂解、擴(kuò)增與檢測(cè)全流程,檢測(cè)時(shí)間縮短至1小時(shí)以?xún)?nèi),靈敏度達(dá)1拷貝/μL。此類(lèi)芯片還可集成微加熱元件,實(shí)現(xiàn)PCR溫控精度±0.1℃,為分子診斷提供高效硬件平臺(tái)。MEMS具有以下幾個(gè)基本特點(diǎn)?四川MEMS微納米加工產(chǎn)業(yè)化
MEMS的超材料介紹與講解。國(guó)產(chǎn)MEMS微納米加工的傳感器
MEMS微納加工的產(chǎn)業(yè)化能力與技術(shù)儲(chǔ)備:公司在MEMS微納加工領(lǐng)域構(gòu)建了完整的技術(shù)體系與產(chǎn)業(yè)化能力,涵蓋從設(shè)計(jì)仿真(使用COMSOL、Lumerical等軟件)到工藝開(kāi)發(fā)(10+種主流加工工藝)、批量生產(chǎn)(萬(wàn)級(jí)潔凈車(chē)間,月產(chǎn)能50,000片)的全鏈條服務(wù)。技術(shù)儲(chǔ)備方面,持續(xù)投入下一代微納加工技術(shù),包括:①納米壓印技術(shù)實(shí)現(xiàn)10nm級(jí)結(jié)構(gòu)復(fù)制,支持單分子測(cè)序芯片開(kāi)發(fā);②激光誘導(dǎo)正向轉(zhuǎn)移(LIFT)技術(shù)實(shí)現(xiàn)金屬電極的無(wú)掩膜直寫(xiě),加工速度提升5倍;③可降解聚合物加工工藝,開(kāi)發(fā)聚乳酸基微流控芯片,適用于體內(nèi)短期植入檢測(cè)。在設(shè)備端,引進(jìn)了電子束曝光機(jī)(分辨率5nm)、電感耦合等離子體刻蝕機(jī)(ICP,刻蝕速率20μm/min)、全自動(dòng)鍵合機(jī)(對(duì)準(zhǔn)精度±1μm)等裝備,構(gòu)建了快速打樣與規(guī)模生產(chǎn)的柔性制造平臺(tái)。未來(lái),公司將聚焦“微納加工+生物傳感+智能集成”的戰(zhàn)略方向,推動(dòng)MEMS技術(shù)在精細(xì)醫(yī)療、環(huán)境監(jiān)測(cè)、消費(fèi)電子等領(lǐng)域的深度應(yīng)用,通過(guò)持續(xù)創(chuàng)新保持技術(shù)**地位,成為全球先進(jìn)的微納器件解決方案供應(yīng)商。國(guó)產(chǎn)MEMS微納米加工的傳感器