山西MEMS微納米加工之超表面制作

MEMS特點(diǎn)：

1.微型化：MEMS器件體積小、重量輕、耗能低、慣性小、諧振頻率高、響應(yīng)時(shí)間短。

2.以硅為主要材料，機(jī)械電器性能優(yōu)良：硅的強(qiáng)度、硬度和楊氏模量與鐵相當(dāng)，密度類似鋁，熱傳導(dǎo)率接近鉬和鎢。

3.批量生產(chǎn)：用硅微加工工藝在一片硅片上可同時(shí)制造成百上千個(gè)微型機(jī)電裝置或完整的MEMS。批量生產(chǎn)可降低生產(chǎn)成本。

4.集成化：可以把不同功能、不同敏感方向或致動(dòng)方向的多個(gè)傳感器或執(zhí)行器集成于一體，或形成微傳感器陣列、微執(zhí)行器陣列，甚至把多種功能的器件集成在一起，形成復(fù)雜的微系統(tǒng)。微傳感器、微執(zhí)行器和微電子器件的集成可制造出可靠性、穩(wěn)定性很高的MEMS。

5.多學(xué)科交叉：MEMS涉及電子、機(jī)械、材料、制造、信息與自動(dòng)控制、物理、化學(xué)和生物等多種學(xué)科，并集約了當(dāng)今科學(xué)技術(shù)發(fā)展的許多成果。 MEMS具有以下幾個(gè)基本特點(diǎn)？山西MEMS微納米加工之超表面制作

微針器件的干濕法刻蝕與集成傳感：基于MEMS干濕法混合刻蝕工藝，公司開發(fā)出多尺度微針器件。通過光刻膠模板與各向異性刻蝕，制備前列曲率半徑<100nm、高度500微米的中空微針陣列，可無創(chuàng)穿透表皮提取組織間液。結(jié)合微注塑工藝，在微針內(nèi)部集成直徑10微米的流體通道，實(shí)現(xiàn)5分鐘內(nèi)采集3μL樣本，用于連續(xù)血糖監(jiān)測（誤差±0.2mmol/L）。在透皮給藥領(lǐng)域，載藥微針采用可降解PLGA涂層，載藥率超90%，釋放動(dòng)力學(xué)可控至24小時(shí)線性釋放。同時(shí)，微針表面通過濺射工藝沉積金納米層，集成阻抗傳感模塊，可實(shí)時(shí)檢測炎癥因子（如CRP），檢測限低至0.1pg/mL。此類器件與微流控芯片聯(lián)用，可在15分鐘內(nèi)完成“采樣-分析-反饋”閉環(huán)，為慢性病管理提供便攜式解決方案。云南MEMS微納米加工按需定制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。

超聲影像芯片的全集成MEMS設(shè)計(jì)與性能突破：針對(duì)超聲PZT換能器及CMUT/PMUT新型傳感器的收發(fā)需求，公司開發(fā)了**SoC超聲收發(fā)芯片，采用0.18mm高壓SOI工藝實(shí)現(xiàn)發(fā)射與開關(guān)復(fù)用，大幅節(jié)省芯片面積的同時(shí)提升性能。在發(fā)射端，通過MEMS高壓驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)±100V峰值輸出電壓與1A持續(xù)輸出電流，較TI同類產(chǎn)品提升30%，滿足深部組織成像的能量需求；接收端集成12位ADC，采樣率可達(dá)100Msps，信噪比（SNR）達(dá)73.5dB，有效提升弱信號(hào)檢測能力。芯片采用多層金屬布線與硅通孔（TSV）技術(shù)，實(shí)現(xiàn)3D堆疊集成，封裝尺寸較傳統(tǒng)方案縮小40%。在二次諧波抑制方面，通過優(yōu)化版圖布局與寄生參數(shù)補(bǔ)償，將5MHz信號(hào)的二次諧波降至-40dBc，優(yōu)于行業(yè)基準(zhǔn)-45dBc，***提升圖像分辨率。目前TX芯片已完成流片，與掌上超聲企業(yè)合作開發(fā)便攜式超聲設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)腹部、心血管等部位的實(shí)時(shí)成像，探頭尺寸*30mm×20mm，重量＜50g，推動(dòng)超聲診斷設(shè)備向小型化、智能化邁進(jìn)，助力基層醫(yī)療場景普及。

MEMS技術(shù)的主要分類：光學(xué)方面相關(guān)的資料與技術(shù)。光學(xué)隨著信息技術(shù)、光通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，MEMS發(fā)展的又一領(lǐng)域是與光學(xué)相結(jié)合，即綜合微電子、微機(jī)械、光電子技術(shù)等基礎(chǔ)技術(shù)，開發(fā)新型光器件，稱為微光機(jī)電系統(tǒng)(MOEMS)。微光機(jī)電系統(tǒng)(MOEMS)能把各種MEMS結(jié)構(gòu)件與微光學(xué)器件、光波導(dǎo)器件、半導(dǎo)體激光器件、光電檢測器件等完整地集成在一起。形成一種全新的功能系統(tǒng)。MOEMS具有體積小、成本低、可批量生產(chǎn)、可精確驅(qū)動(dòng)和控制等特點(diǎn)。汽車上的MEMS傳感器有哪些？

超薄石英玻璃雙面套刻加工技術(shù)解析：在厚度100μm以上的超薄石英玻璃基板上進(jìn)行雙面套刻加工，是實(shí)現(xiàn)高集成度微流控芯片與光學(xué)器件的關(guān)鍵技術(shù)。公司采用激光微加工與紫外光刻結(jié)合工藝，首先通過CO?激光切割實(shí)現(xiàn)玻璃基板的高精度成型（邊緣誤差＜±5μm），然后利用雙面光刻對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)（精度±1μm）進(jìn)行微結(jié)構(gòu)加工。正面通過干法刻蝕制備5-50μm深度的微流道，背面采用離子束濺射沉積100nm厚度的金屬電極層，經(jīng)光刻剝離形成微米級(jí)電極陣列。針對(duì)玻璃材質(zhì)的脆性特點(diǎn)，開發(fā)了低溫鍵合技術(shù)（150-200℃），使用硅基粘合劑實(shí)現(xiàn)雙面結(jié)構(gòu)的密封，鍵合強(qiáng)度＞3MPa，耐水壓＞50kPa。該技術(shù)應(yīng)用于光聲成像芯片時(shí)，正面微流道實(shí)現(xiàn)樣本輸送，背面電極陣列同步激發(fā)光聲信號(hào)，光-電信號(hào)延遲＜10ns，成像分辨率達(dá)50μm。此外，超薄玻璃的高透光性（＞95%@400-1000nm）與化學(xué)穩(wěn)定性，使其成為熒光檢測、拉曼光譜分析等**芯片的優(yōu)先基板，公司已實(shí)現(xiàn)4英寸晶圓級(jí)批量加工，成品率＞90%，為光學(xué)微系統(tǒng)集成提供了可靠的制造平臺(tái)。電子束光刻是 MEMS 微納米加工中一種高分辨率的加工方法，能制造出極其微小的結(jié)構(gòu)。吉林MEMS微納米加工圖片

MEMS的超材料介紹與講解。山西MEMS微納米加工之超表面制作

MEMS制作工藝-微流控芯片：

微流控芯片技術(shù)(Microfluidics)是把生物、化學(xué)、醫(yī)學(xué)分析過程的樣品制備、反應(yīng)、分離、檢測等基本操作單元集成到一塊微米尺度的芯片上，自動(dòng)完成分析全過程。微流控芯片（microfluidicchip）是當(dāng)前微全分析系統(tǒng)（MiniaturizedTotalAnalysisSystems）發(fā)展的熱點(diǎn)領(lǐng)域。

微流控芯片分析以芯片為操作平臺(tái),同時(shí)以分析化學(xué)為基礎(chǔ),以微機(jī)電加工技術(shù)為依托,以微管道網(wǎng)絡(luò)為結(jié)構(gòu)特征,以生命科學(xué)為目前主要應(yīng)用對(duì)象，是當(dāng)前微全分析系統(tǒng)領(lǐng)域發(fā)展的重點(diǎn)。它的目標(biāo)是把整個(gè)化驗(yàn)室的功能,包括采樣、稀釋、加試劑、反應(yīng)、分離、檢測等集成在微芯片上,且可以多次使用。 山西MEMS微納米加工之超表面制作