中國(guó)香港MEMS微納米加工技術(shù)規(guī)范

MEMS傳感器的主要應(yīng)用領(lǐng)域有哪些？

運(yùn)動(dòng)追蹤在運(yùn)動(dòng)員的日常訓(xùn)練中，MEMS傳感器可以用來進(jìn)行3D人體運(yùn)動(dòng)測(cè)量，通過基于聲學(xué)TOF，或者基于光學(xué)的TOF技術(shù)，對(duì)每一個(gè)動(dòng)作進(jìn)行記錄，教練們對(duì)結(jié)果分析，反復(fù)比較，以便提高運(yùn)動(dòng)員的成績(jī)。隨著MEMS技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，MEMS傳感器的價(jià)格也會(huì)隨著降低，這在大眾健身房中也可以廣泛應(yīng)用。在滑雪方面，3D運(yùn)動(dòng)追蹤中的壓力傳感器、加速度傳感器、陀螺儀以及GPS可以讓使用者獲得極精確的觀察能力，除了可提供滑雪板的移動(dòng)數(shù)據(jù)外，還可以記錄使用者的位置和距離。在沖浪方面也是如此，安裝在沖浪板上的3D運(yùn)動(dòng)追蹤，可以記錄海浪高度、速度、沖浪時(shí)間、漿板距離、水溫以及消耗的熱量等信息。 自動(dòng)化檢測(cè)系統(tǒng)基于機(jī)器視覺，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。中國(guó)香港MEMS微納米加工技術(shù)規(guī)范

MEA柔性電極的MEMS制造工藝：公司開發(fā)的腦機(jī)接口用MEA（微電極陣列）柔性電極，采用聚酰亞胺或PDMS作為柔性基底，通過光刻、金屬蒸鍍與電化學(xué)沉積工藝，構(gòu)建高密度“觸凸”式電極陣列。電極點(diǎn)直徑可縮至20微米，間距50微米，表面修飾PEDOT:PSS導(dǎo)電聚合物，電荷注入容量（CIC）達(dá)2mC/cm2，信噪比（SNR）提升至25dB以上。制造過程中，通過激光切割與等離子體鍵合技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電極與柔性電路的可靠封裝。該工藝支持定制化設(shè)計(jì)，例如針對(duì)癲癇監(jiān)測(cè)的16通道電極，植入后機(jī)械應(yīng)力降低70%，使用壽命延長(zhǎng)至3年。此外，電極陣列可集成于類***培養(yǎng)芯片，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)神經(jīng)元放電頻率與網(wǎng)絡(luò)同步性，為神經(jīng)退行性疾病研究提供動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)支持。海南MEMS微納米加工的生物傳感器超聲芯片封裝采用三維堆疊技術(shù)，縮小尺寸 40% 并提升信噪比至 73.5dB，優(yōu)化成像質(zhì)量。

通過MEMS技術(shù)制作的生物傳感器，圍繞細(xì)胞分選檢測(cè)、生物分子檢測(cè)、人工聽覺微系統(tǒng)等方向，突破了高通量細(xì)胞圖形化、片上細(xì)胞聚焦分選、耳蝸內(nèi)聲電混合刺激、高時(shí)空分辨率相位差分檢測(cè)等一批具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的關(guān)鍵技術(shù)，取得了一批原創(chuàng)性成果，研制了具有世界很高水平的高通量原位細(xì)胞多模式檢測(cè)系統(tǒng)、流式細(xì)胞儀、系列流式細(xì)胞檢測(cè)芯片等檢測(cè)儀器，打破了相關(guān)領(lǐng)域國(guó)際廠商的技術(shù)封鎖和壟斷。總之，面向醫(yī)療健康領(lǐng)域的重大需求，經(jīng)過多年持續(xù)的努力，我們?nèi)〉靡幌盗芯哂袊?guó)際先進(jìn)水平的科研成果，部分技術(shù)處于國(guó)際前列地位，其中多項(xiàng)技術(shù)尚屬國(guó)際開創(chuàng)。

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***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。加工過程中，通過工藝分層設(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。熱敏柔性電極采用 PI 三明治結(jié)構(gòu)，底層基板、中間電極、上層絕緣層設(shè)計(jì)確保柔韌性與導(dǎo)電性。

微流控芯片的自動(dòng)化檢測(cè)與統(tǒng)計(jì)分析：公司建立了基于機(jī)器視覺的微流控芯片自動(dòng)化檢測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)尺寸測(cè)量、缺陷識(shí)別與性能統(tǒng)計(jì)的全流程智能化。檢測(cè)設(shè)備配備6MPUSB3.0攝像頭與遠(yuǎn)心光學(xué)鏡頭，配合步進(jìn)電機(jī)平移臺(tái)（精度±1μm），可對(duì)芯片流道、微孔、電極等結(jié)構(gòu)進(jìn)行掃描。通過自研算法自動(dòng)識(shí)別特征區(qū)域，測(cè)量參數(shù)包括高度（分辨率0.1μm）、周長(zhǎng)、面積、寬度、半徑等，數(shù)據(jù)重復(fù)性誤差＜±0.5%。缺陷檢測(cè)模塊采用深度學(xué)習(xí)模型，可識(shí)別＜5μm的毛刺、缺口、氣泡等缺陷，準(zhǔn)確率＞99%。檢測(cè)系統(tǒng)實(shí)時(shí)生成統(tǒng)計(jì)報(bào)告，包含CPK、均值、標(biāo)準(zhǔn)差等質(zhì)量參數(shù)，支持SPC過程控制。在PDMS芯片檢測(cè)中，單芯片檢測(cè)時(shí)間＜2分鐘，效率較人工檢測(cè)提升20倍，良品率統(tǒng)計(jì)精度達(dá)0.1%。該系統(tǒng)已集成至量產(chǎn)產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)從原材料入庫(kù)到成品出廠的全鏈路質(zhì)量追溯，為微流控芯片的標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)提供了可靠保障，尤其適用于高精度醫(yī)療檢測(cè)芯片與工業(yè)控制芯片的質(zhì)量管控。微流控與金屬片電極鑲嵌工藝，解決流道與電極集成的接觸電阻問題并提升檢測(cè)穩(wěn)定性。個(gè)性化MEMS微納米加工服務(wù)熱線

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MEMS四種刻蝕工藝的不同需求：

1.體硅刻蝕：一些塊體蝕刻些微機(jī)電組件制造過程中需要蝕刻挖除較大量的Si基材，如壓力傳感器即為一例，即通過蝕刻硅襯底背面形成深的孔洞，但未蝕穿正面，在正面形成一層薄膜。還有其他組件需蝕穿晶圓，不是完全蝕透晶背而是直到停在晶背的鍍層上?；贐osch工藝的一項(xiàng)特點(diǎn)，當(dāng)要維持一個(gè)近乎于垂直且平滑的側(cè)壁輪廓時(shí)，是很難獲得高蝕刻率的。因此通常為達(dá)到很高的蝕刻率，一般避免不了伴隨產(chǎn)生具有輕微傾斜角度的側(cè)壁輪廓。不過當(dāng)采用這類塊體蝕刻時(shí)，工藝中很少需要垂直的側(cè)壁。

2.準(zhǔn)確刻蝕：精確蝕刻精確蝕刻工藝是專門為體積較小、垂直度和側(cè)壁輪廓平滑性上升為關(guān)鍵因素的組件而設(shè)計(jì)的。就微機(jī)電組件而言，需要該方法的組件包括微光機(jī)電系統(tǒng)及浮雕印模等。一般說來，此類特性要求，蝕刻率的均勻度控制是遠(yuǎn)比蝕刻率重要得多。由于蝕刻劑在蝕刻反應(yīng)區(qū)附近消耗率高，引發(fā)蝕刻劑密度相對(duì)降低，而在晶圓邊緣蝕刻率會(huì)相應(yīng)地增加，整片晶圓上的均勻度問題應(yīng)運(yùn)而生。上述問題可憑借對(duì)等離子或離子轟擊的分布圖予以校正，從而達(dá)到均鐘刻的目的。 中國(guó)香港MEMS微納米加工技術(shù)規(guī)范