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...
MEMS制作工艺-太赫兹传感器: 超材料(Metamaterial)是一种由周期性亚波长金属谐振的单元阵列组成的人工复合型电磁材料,通过合理的设计单元结构可实现特殊的电磁特性,主要包括隐身、完美吸和负折射等特性。目前,随着太赫兹技术的快速发展,太赫兹超材料器件已成为当前科研的研究热点,在滤波器、吸收器、偏振器、太赫兹成像、光谱和生物传感器等领域有着广阔的应用前景。 这项研究提出了一种全光学、端到端的衍射传感器,用于快速探测隐藏结构。这种衍射太赫兹传感器具有独特的架构,由一对编码器和解码器构成的衍射网络组成,每个网络都承担着结构化照明和空间光谱编码的独特职责,这种设计较为新颖。基...
超薄PDMS与光学玻璃的键合工艺优化:超薄PDMS(100μm以上)与光学玻璃的键合技术实现了柔性微流控芯片与高透光基板的集成,适用于荧光显微成像、单细胞观测等场景。键合前,PDMS基板经氧等离子体处理(功率50W,时间20秒)实现表面羟基化,光学玻璃通过UV-Ozone清洗去除有机物污染;然后在洁净环境下对准贴合,施加0.2MPa压力并室温固化2小时,形成不可逆共价键,透光率>95%@400-800nm,键合界面缺陷率<1%。超薄PDMS的柔韧性(弹性模量1-3MPa)可减少玻璃基板的应力集中,耐弯曲半径>10mm,适用于动态培养环境下的细胞观测。在单分子检测芯片中,键合后的玻璃表面可直接进...
MEMS组合惯性传感器不是一种新的MEMS传感器类型,而是指加速度传感器、陀螺仪、磁传感器等的组合,利用各种惯性传感器的特性,立体运动的检测。组合惯性传感器的一个被广为熟悉的应用领域就是惯性导航,比如飞机/导弹飞行控制、姿态控制、偏航阻尼等控制应用、以及中程导弹制导、惯性GPS导航等制导应用。 惯性传感器分为两大类:一类是角速率陀螺;另一类是线加速度计。角速率陀螺又分为:机械式干式﹑液浮﹑半液浮﹑气浮角速率陀螺;挠性角速率陀螺;MEMS硅﹑石英角速率陀螺(含半球谐振角速率陀螺等);光纤角速率陀螺;激光角速率陀螺等。线加速度计又分为:机械式线加速度计;挠性线加速度计;MEMS硅﹑石英线...
微针器件的干湿法刻蚀与集成传感:基于MEMS干湿法混合刻蚀工艺,公司开发出多尺度微针器件。通过光刻胶模板与各向异性刻蚀,制备前列曲率半径<100nm、高度500微米的中空微针阵列,可无创穿透表皮提取组织间液。结合微注塑工艺,在微针内部集成直径10微米的流体通道,实现5分钟内采集3μL样本,用于连续血糖监测(误差±0.2mmol/L)。在透皮给药领域,载药微针采用可降解PLGA涂层,载药率超90%,释放动力学可控至24小时线性释放。同时,微针表面通过溅射工艺沉积金纳米层,集成阻抗传感模块,可实时检测炎症因子(如CRP),检测限低至0.1pg/mL。此类器件与微流控芯片联用,可在15分钟内完成“采...
超薄PDMS与光学玻璃的键合工艺优化:超薄PDMS(100μm以上)与光学玻璃的键合技术实现了柔性微流控芯片与高透光基板的集成,适用于荧光显微成像、单细胞观测等场景。键合前,PDMS基板经氧等离子体处理(功率50W,时间20秒)实现表面羟基化,光学玻璃通过UV-Ozone清洗去除有机物污染;然后在洁净环境下对准贴合,施加0.2MPa压力并室温固化2小时,形成不可逆共价键,透光率>95%@400-800nm,键合界面缺陷率<1%。超薄PDMS的柔韧性(弹性模量1-3MPa)可减少玻璃基板的应力集中,耐弯曲半径>10mm,适用于动态培养环境下的细胞观测。在单分子检测芯片中,键合后的玻璃表面可直接进...
MEMS具有以下几个基本特点,微型化、智能化、多功能、高集成度和适于大批量生产。MEMS技术的目标是通过系统的微型化、集成化来探索具有新原理、新功能的元件和系统。 MEMS技术是一种典型的多学科交叉的前沿性研究领域,几乎涉及到自然及工程科学的所有领域,如电子技术、机械技术、物理学、化学、生物医学、材料科学、能源科学等。MEMS是一个单独的智能系统,可大批量生产,其系统尺寸在几毫米乃至更小,其内部结构一般在微米甚至纳米量级。例如,常见的MEMS产品尺寸一般都在3mm×3mm×1.5mm,甚至更小。微机电系统在国民经济和更高级别的系统方面将有着广泛的应用前景。主要民用领域是电子、医学、工业、汽车和...
MEMS制作工艺柔性电子的定义: 柔性电子可概括为是将有机/无机材料电子器件制作在柔性/可延性塑料或薄金属基板上的新兴电子技术,以其独特的柔性/延展性以及高效、低成本制造工艺,在信息、能源、医疗等领域具有广泛应用前景,如柔性电子显示器、有机发光二极管OLED、印刷RFID、薄膜太阳能电池板、电子用表面粘贴(SkinPatches)等。与传统IC技术一样,制造工艺和装备也是柔性电子技术发展的主要驱动力。柔性电子制造技术水平指标包括芯片特征尺寸和基板面积大小,其关键是如何在更大幅面的基板上以更低的成本制造出特征尺寸更小的柔性电子器件。 超薄 PDMS(100μm 以上)与光学玻璃键合工艺...
MEMS制作工艺-声表面波器件的特点: 1.由于声表面波器件是在单晶材料上用半导体平面工艺制作的,所以它具有很好的一致性和重复性,易于大量生产,而且当使用某些单晶材料或复合材料时,声表面波器件具有极高的温度稳定性。 2.声表面波器件的抗辐射能力强,动态范围很大,可达100dB。这是因为它利用的是晶体表面的弹性波而不涉及电子的迁移过程此外,在很多情况下,声表面波器件的性能还远远超过了很好的电磁波器件所能达到的水平。比如用声表面波可以作成时间-带宽乘积大于五千的脉冲压缩滤波器,在UHF频段内可以作成Q值超过五万的谐振腔,以及可以作成带外抑制达70dB、频率达1低Hz的带通滤波器 高...
微纳结构的多图拼接测量技术:针对大尺寸微纳结构的完整表征,公司开发了多图拼接测量技术,结合SEM与图像算法实现亚微米级精度的全景成像。首先通过自动平移台对样品进行网格扫描,获取多幅局部SEM图像(分辨率5nm,视野范围10-100μm);然后利用特征点匹配算法(如SIFT/SURF)进行图像配准,误差<±2nm/100μm;通过融合算法生成完整的拼接图像,可覆盖10mm×10mm区域。该技术应用于微流控芯片的流道检测时,可快速识别全长10cm流道内的微小缺陷(如5μm以下的毛刺或堵塞),检测效率较单图测量提升10倍。在纳米压印模具检测中,多图拼接可精确分析100μm×100μm范围内的结构一致...
微纳结构的台阶仪与SEM测量技术:台阶仪与扫描电子显微镜(SEM)是微纳加工中关键的计量手段,确保结构尺寸与表面形貌符合设计要求。台阶仪采用触针式或光学式测量,可精确获取0.1nm-500μm高度范围内的轮廓信息,分辨率达0.1nm,适用于薄膜厚度、刻蚀深度、台阶高度的测量。例如,在深硅刻蚀工艺中,通过台阶仪监测刻蚀深度(精度±1%),确保流道深度均匀性<2%。SEM则用于纳米级结构观测,配备二次电子探测器,可实现5nm分辨率的表面形貌成像,用于微流道侧壁粗糙度(Ra<50nm)、微孔孔径(误差<±5nm)的检测。在PDMS模具复制过程中,SEM检测模具结构的完整性,避免因缺陷导致的芯片流道堵...
微针器件与生物传感集成:公司采用干湿法混合刻蚀工艺制备的微针阵列,兼具纳米级前列锐度(曲率半径<100 nm)与微米级结构强度(抗弯刚度≥1 GPa),可穿透角质层无创提取组织间液或实现透皮给药。在药物递送领域,载药微针通过可降解高分子涂层(如PLGA)实现药物的缓释控制。例如,胰岛素微针贴片可在30分钟内完成药物释放,生物利用度较皮下注射提升40%。此外,微针表面可修饰金纳米颗粒或导电聚合物,集成阻抗/伏安传感模块,实时检测炎症因子(如IL-6)或病原体抗原,检测限低至1 pg/mL。在电化学检测场景中,微针阵列与微流控芯片联用,可同步完成样本提取、预处理与信号分析,将皮肤间质液检测的全程时...
MEMS发展的目标在于,通过微型化、集成化来探索新原理、新功能的元件和系统,开辟一个新技术领域和产业。MEMS可以完成大尺寸机电系统所不能完成的任务,也可嵌入大尺寸系统中,把自动化、智能化和可靠性水平提高到一个新的水平。21世纪MEMS将逐步从实验室走向实用化,对工农业、信息、环境、生物工程、医疗、空间技术和科学发展产生重大影响。MEMS(微机电系统)大量用于汽车安全气囊,而后以MEMS传感器的形式被大量应用在汽车的各个领域,随着MEMS技术的进一步发展,以及应用终端“轻、薄、短、小”的特点,对小体积高性能的MEMS产品需求增势迅猛,消费电子、医疗等领域也大量出现了MEMS产品的身影。SU8 ...
MEMS制作工艺柔性电子出现的意义: 柔性电子技术有可能带来一场电子技术进步,引起全世界的很多的关注并得到了迅速发展。美国《科学》杂志将有机电子技术进展列为2000年世界几大科技成果之一,与人类基因组草图、生物克隆技术等重大发现并列。美国科学家艾伦黑格、艾伦·马克迪尔米德和日本科学家白川英树由于他们在导电聚合物领域的开创性工作获得2000年诺贝尔化学奖。 柔性电子技术是行业新兴领域,它的出现不但整合电子电路、电子组件、材料、平面显示、纳米技术等领域技术外,同时横跨半导体、封测、材料、化工、印刷电路板、显示面板等产业,可协助传统产业,如塑料、印刷、化工、金属材料等产业的转型。其在...
玻璃与硅片微流道精密加工:深圳市勃望初芯半导体科技有限公司依托深硅反应离子刻蚀(DRIE)技术,实现玻璃与硅片基材的高精度微流道加工。针对玻璃芯片,通过光刻掩膜与氢氟酸湿法刻蚀工艺,可制备深宽比达10:1、表面粗糙度低于50nm的微通道网络,适用于高通量单细胞操控与生化反应腔构建。硅片加工则采用干法刻蚀结合等离子体表面改性技术,形成亲疏水交替的微流道结构,提升毛细力驱动效率。例如,在核酸检测芯片中,硅基微流道通过自驱动流体设计,无需外接泵阀即可完成样本裂解、扩增与检测全流程,检测时间缩短至1小时以内,灵敏度达1拷贝/μL。此类芯片还可集成微加热元件,实现PCR温控精度±0.1℃,为分子诊断提供...
MEMS传感器的主要应用领域有哪些? 消费电子产品在MEMSDrive出现之前,手机摄像头主要由音圈马达移动镜头组的方式实现防抖(简称镜头防抖技术),受到很大的局限。而另一个在市场上较好的防抖技术:多轴防抖,则是利用移动图像传感器(ImageSensor)补偿抖动,但由于这个技术体积庞大、耗电量超出手机载荷,一直无法在手机上应用。凭着微机电在体积和功耗上的突破,新的技术MEMSDrive类似一张贴在图像传感器背面的平面马达,带动图像传感器在三个旋转轴移动。MEMSDrive的防抖技术是透过陀螺仪感知拍照过程中的瞬间抖动,依靠精密算法,计算出马达应做的移动幅度并做出快速补偿。这一系列动...
MEMS制作工艺ICP深硅刻蚀: 在半导体制程中,单晶硅与多晶硅的刻蚀通常包括湿法刻蚀和干法刻蚀两种方法各有优劣,各有特点。湿法刻蚀即利用特定的溶液与薄膜间所进行的化学反应来去除薄膜未被光刻胶掩膜覆盖的部分,而达到刻蚀的目的。因为湿法刻蚀是利用化学反应来进行薄膜的去除,而化学反应本身不具方向性,因此湿法刻蚀过程为等向性。 湿法刻蚀过程可分为三个步骤: 1)化学刻蚀液扩散至待刻蚀材料之表面; 2)刻蚀液与待刻蚀材料发生化学反应; 3)反应后之产物从刻蚀材料之表面扩散至溶液中,并随溶液排出。湿法刻蚀之所以在微电子制作过程中被采用乃由于其具有低成本、高可靠性、高产能...
MEMS四种刻蚀工艺的不同需求: 绝缘层上的硅蚀刻即SOI器件刻蚀:先进的微机电组件包含精细的可移动性零组件,例如应用于加速计、陀螺仪、偏斜透镜(tiltingmirrors).共振器(resonators)、阀门、泵、及涡轮叶片等组件的悬臂梁。这些许多的零组件,是以深硅蚀刻方法在晶圆的正面制造,接着藉由横方向的等向性底部蚀刻的方法从基材脱离,此方法正是典型的表面细微加工技术。而此技术有一项特点是以掩埋的一层材料氧化硅作为针对非等向性蚀刻的蚀刻终止层,达成以等向性蚀刻实现组件与基材间脱离的结构(如悬臂梁)。由于二氧化硅在硅蚀刻工艺中,具有高蚀刻选择比且在各种尺寸的绝缘层上硅晶材料可轻...
MEMS制作工艺-太赫兹超材料器件应用前景: 在通信系统、雷达屏蔽、空间勘测等领域都有着重要的应用前景,近年来受到学术界的关注。基于微米纳米技术设计的周期微纳超材料能够在太赫兹波段表现出优异的敏感特性,特别是可与石墨烯二维材料集成设计,获得更优的频谱调制特性。因此、将太赫兹超材料和石墨烯二维材料集成,通过理论研究、软件仿真、流片测试实现了石墨烯太赫兹调制器的制备。能够在低频带滤波和高频带超宽带滤波的太赫兹滤波器,通过测试验证了理论和仿真的正确性,将超材料与石墨烯集成制备的太赫兹调制器可对太赫兹波进行调制。 MEMS声表面波(即SAW)器件是什么?辽宁MEMS微纳米加工联系人在MEMS...
MEMS制作工艺柔性电子的定义: 柔性电子可概括为是将有机/无机材料电子器件制作在柔性/可延性塑料或薄金属基板上的新兴电子技术,以其独特的柔性/延展性以及高效、低成本制造工艺,在信息、能源、医疗等领域具有广泛应用前景,如柔性电子显示器、有机发光二极管OLED、印刷RFID、薄膜太阳能电池板、电子用表面粘贴(SkinPatches)等。与传统IC技术一样,制造工艺和装备也是柔性电子技术发展的主要驱动力。柔性电子制造技术水平指标包括芯片特征尺寸和基板面积大小,其关键是如何在更大幅面的基板上以更低的成本制造出特征尺寸更小的柔性电子器件。 MEMS超表面对光电场特性的调控是怎样的?北京MEM...
超薄石英玻璃双面套刻加工技术解析:在厚度100μm以上的超薄石英玻璃基板上进行双面套刻加工,是实现高集成度微流控芯片与光学器件的关键技术。公司采用激光微加工与紫外光刻结合工艺,首先通过CO₂激光切割实现玻璃基板的高精度成型(边缘误差<±5μm),然后利用双面光刻对准系统(精度±1μm)进行微结构加工。正面通过干法刻蚀制备5-50μm深度的微流道,背面采用离子束溅射沉积100nm厚度的金属电极层,经光刻剥离形成微米级电极阵列。针对玻璃材质的脆性特点,开发了低温键合技术(150-200℃),使用硅基粘合剂实现双面结构的密封,键合强度>3MPa,耐水压>50kPa。该技术应用于光声成像芯片时,正面微...
MEMS制作工艺柔性电子的定义: 柔性电子可概括为是将有机/无机材料电子器件制作在柔性/可延性塑料或薄金属基板上的新兴电子技术,以其独特的柔性/延展性以及高效、低成本制造工艺,在信息、能源、医疗等领域具有广泛应用前景,如柔性电子显示器、有机发光二极管OLED、印刷RFID、薄膜太阳能电池板、电子用表面粘贴(SkinPatches)等。与传统IC技术一样,制造工艺和装备也是柔性电子技术发展的主要驱动力。柔性电子制造技术水平指标包括芯片特征尺寸和基板面积大小,其关键是如何在更大幅面的基板上以更低的成本制造出特征尺寸更小的柔性电子器件。 微流控与金属片电极镶嵌工艺,解决流道与电极集成的接触...
MEMS技术的主要分类:传感MEMS技术是指用微电子微机械加工出来的、用敏感元件如电容、压电、压阻、热电耦、谐振、隧道电流等来感受转换电信号的器件和系统。它包括速度、压力、湿度、加速度、气体、磁、光、声、生物、化学等各种传感器,按种类分主要有:面阵触觉传感器、谐振力敏感传感器、微型加速度传感器、真空微电子传感器等。传感器的发展方向是阵列化、集成化、智能化。由于传感器是人类探索自然界的触角,是各种自动化装置的神经元,且应用领域大,未来将备受世界各国的重视。MEMS微纳米加工的未来发展是什么?安徽MEMS微纳米加工按需定制柔性电极的生物相容性表面改性技术:柔性电极的长期植入性能依赖于表面生物相容性...
MEMS技术的主要分类:生物MEMS技术是用MEMS技术制造的化学/生物微型分析和检测芯片或仪器,统称为Bio-sensor技术,是一类在衬底上制造出的微型驱动泵、微控制阀、通道网络、样品处理器、混合池、计量、增扩器、反应器、分离器以及检测器等元器件并集成为多功能芯片。可以实现样品的进样、稀释、加试剂、混合、增扩、反应、分离、检测和后处理等分析全过程。它把传统的分析实验室功能微缩在一个芯片上。生物MEMS系统具有微型化、集成化、智能化、成本低的特点。功能上有获取信息量大、分析效率高、系统与外部连接少、实时通信、连续检测的特点。国际上生物MEMS的研究已成为热点,不久将为生物、化学分析系统带来一...
高压SOI工艺在MEMS芯片中的应用创新:高压SOI(绝缘体上硅)工艺是制备高耐压、低功耗MEMS芯片的**技术,公司在0.18μm节点实现了发射与开关电路的集成创新。通过SOI衬底的埋氧层(厚度1μm)隔离高压器件与低压控制电路,耐压能力达200V以上,漏电流<1nA,适用于神经电刺激、超声驱动等高压场景。在神经电子芯片中,高压SOI工艺实现了128通道**驱动,每通道输出脉冲宽度1-1000μs可调,幅度0-100V可控,脉冲边沿抖动<5ns,确保精细的神经信号调制。与传统体硅工艺相比,SOI芯片的寄生电容降低40%,功耗节省30%,芯片面积缩小50%。公司优化了SOI晶圆的键合与减薄工艺...
物联网普及极大拓展MEMS应用场景。物联网的产业架构可以分为四层:感知层、传输层、平台层和应用层,MEMS器件是物联网感知层重要组成部分。物联网的发展带动智能终端设备普及,推动MEMS需求放量,据全球移动通信系统协会GSMA统计,全球物联网设备数量已从2010年的20亿台,增长到2019年的120亿台,未来受益于5G商用化和WiFi 6的发展,物联网市场潜力巨大,GSMA预测,到2025年全球物联网设备将达到246亿台,2019到2025年将保持12.7%的复合增长率。弧形柱子点阵加工技术通过激光直写与刻蚀实现仿生结构,优化细胞黏附与流体动力学特性。采用MEMS加工的MEMS微纳米加工常见问题...
基于MEMS技术的SAW器件: 声表面波(SAW)传感器是近年来发展起来的一种新型微声传感器,是种用声表面波器件作为传感元件,将被测量的信息通过声表面波器件中声表面波的速度或频率的变化反映出来,并转换成电信号输出的传感器。声表面波传感器能够精确测量物理、化学等信息(如温度、应力、气体密度)。由于体积小,声表面波器件被誉为开创了无线、小型传感器的新纪元,同时,其与集成电路兼容性强,在模拟数字通信及传感领域获得了广泛的应用。声表面波传感器能将信号集中于基片表面、工作频率高,具有极高的信息敏感精度,能迅速地将检测到的信息转换为电信号输出,具有实时信息检测的特性,另外,声表面波传感器还具有微...
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...
MEMS制作工艺-太赫兹脉冲辐射探测: 光电导取样光电导取样是基于光导天线(photoconductiveantenna,PCA)发射机理的逆过程发展起来的一种探测THz脉冲信号的探测技术。如要对THz脉冲信号进行探测,首先,需将一个未加偏置电压的PCA放置于太赫兹光路之中,以便于一个光学门控脉冲(探测脉冲)对其门控。其中,这个探测脉冲和泵浦脉冲有可调节的时间延迟关系,而这个关系可利用一个延迟线来加以实现,尔后,用一束探测脉冲打到光电导介质上,这时在介质中能够产生出电子-空穴对(自由载流子),而此时同步到达的太赫兹脉冲则作为加在PCA上的偏置电场,以此来驱动那些载流子运动,从而在PC...
MEMS超表面对特性的调控: 1.超表面meta-surface对偏振的调控:在偏振方面,超表面可实现偏振转换、旋光、矢量光束产生等功能。 2.超表面meta-surface对振幅的调控。超表面可以实现光的非对称透过、消反射、增透射、磁镜、类EIT效应等。 3.超表面meta-surface对频率的调控。超表面的微结构在共振情况下可实现较强的局域场增强,利用这些局域场增大效应,可以实现非线性信号或荧光信号的增强。在可见光波段,不同频率的光对应不同的颜色,超表面的频率选择特性可以用于实现结构色。 我们在自然界中看到的颜色从产生原理上可以分为两大类,一类是由材料的反射、...