MEMS制作工藝壓電器件的常用材料:
氧化鋅是一種眾所周知的寬帶隙半導(dǎo)體材料(室溫下3.4eV,晶體),它有很多應(yīng)用,如透明導(dǎo)體,壓敏電阻,表面聲波,氣體傳感器,壓電傳感器和UV檢測(cè)器。并因?yàn)榭赡軕?yīng)用于薄膜晶體管方面正受到相當(dāng)?shù)年P(guān)注。同時(shí)氧化鋅還具有相當(dāng)良好的生物相容性,可降解性。E.Fortunato教授介紹了基于氧化鋅的新型薄膜晶體管所帶來(lái)的主要優(yōu)勢(shì),這些薄膜晶體管在下一代柔性電子器件中非常有前途。除此之外,還有眾多的二維材料被應(yīng)用于柔性電子領(lǐng)域,包括石墨烯、半導(dǎo)體氧化物,納米金等。2014年發(fā)表在chemicalreview和naturenanotechnology上的兩篇經(jīng)典綜述詳盡闡述了二維材料在柔性電子的應(yīng)用。 MEMS技術(shù)常用工藝技術(shù)組合有:紫外光刻、電子束光刻EBL、PVD磁控濺射、IBE刻蝕、ICP-RIE深刻蝕。河南采用MEMS加工的MEMS微納米加工
微針器件與生物傳感集成:公司采用干濕法混合刻蝕工藝制備的微針陣列,兼具納米級(jí)前列銳度(曲率半徑<100 nm)與微米級(jí)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度(抗彎剛度≥1 GPa),可穿透角質(zhì)層無(wú)創(chuàng)提取組織間液或?qū)崿F(xiàn)透皮給藥。在藥物遞送領(lǐng)域,載藥微針通過可降解高分子涂層(如PLGA)實(shí)現(xiàn)藥物的緩釋控制。例如,胰島素微針貼片可在30分鐘內(nèi)完成藥物釋放,生物利用度較皮下注射提升40%。此外,微針表面可修飾金納米顆?;?qū)щ娋酆衔铮勺杩?伏安傳感模塊,實(shí)時(shí)檢測(cè)炎癥因子(如IL-6)或病原體抗原,檢測(cè)限低至1 pg/mL。在電化學(xué)檢測(cè)場(chǎng)景中,微針陣列與微流控芯片聯(lián)用,可同步完成樣本提取、預(yù)處理與信號(hào)分析,將皮膚間質(zhì)液檢測(cè)的全程時(shí)間縮短至15分鐘,為POCT設(shè)備的小型化奠定基礎(chǔ)。山西有什么MEMS微納米加工MEMS的超透鏡是什么?
MEMS制作工藝-聲表面波器件的特點(diǎn):
1.由于聲表面波器件是在單晶材料上用半導(dǎo)體平面工藝制作的,所以它具有很好的一致性和重復(fù)性,易于大量生產(chǎn),而且當(dāng)使用某些單晶材料或復(fù)合材料時(shí),聲表面波器件具有極高的溫度穩(wěn)定性。
2.聲表面波器件的抗輻射能力強(qiáng),動(dòng)態(tài)范圍很大,可達(dá)100dB。這是因?yàn)樗玫氖蔷w表面的彈性波而不涉及電子的遷移過程此外,在很多情況下,聲表面波器件的性能還遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了很好的電磁波器件所能達(dá)到的水平。比如用聲表面波可以作成時(shí)間-帶寬乘積大于五千的脈沖壓縮濾波器,在UHF頻段內(nèi)可以作成Q值超過五萬(wàn)的諧振腔,以及可以作成帶外抑制達(dá)70dB、頻率達(dá)1低Hz的帶通濾波器
新材料或?qū)⒊蔀閲?guó)產(chǎn)MEMS發(fā)展的新機(jī)會(huì)。截止到目前,硅基MEMS發(fā)展已經(jīng)有40多年的發(fā)展歷程,如何提高產(chǎn)品性能、降低成本是全球企業(yè)都在思考的問題,而基于新材料的MEMS器件則成為擺在眼前的大奶酪,PZT、氮化鋁、氧化釩、鍺等新材料MEMS器件的研究正在進(jìn)行中,搶先一步投入應(yīng)用,將是國(guó)產(chǎn)MEMS彎道超車的好時(shí)機(jī)。另外,將多種單一功能傳感器組合成多功能合一的傳感器模組,再進(jìn)行集成一體化,也是MEMS產(chǎn)業(yè)新機(jī)會(huì)。提高自主創(chuàng)新意識(shí),加強(qiáng)創(chuàng)新能力,也不是那么的遙遠(yuǎn)。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。
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。高壓 SOI 工藝實(shí)現(xiàn)芯片內(nèi)高壓驅(qū)動(dòng)與低壓控制集成,耐壓超 200V 并降低寄生電容 40%。湖北發(fā)展MEMS微納米加工
MEMS常見的產(chǎn)品-壓力傳感器。河南采用MEMS加工的MEMS微納米加工
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。河南采用MEMS加工的MEMS微納米加工