太赫茲柔性電極的雙面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與加工:太赫茲柔性電極以PI為基底,采用雙面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),上層實(shí)現(xiàn)太赫茲波發(fā)射/接收,下層集成信號(hào)處理電路,解決了傳統(tǒng)剛性太赫茲器件的便攜性難題。加工工藝包括:首先在雙面拋光的PI基板上,利用電子束光刻制備亞微米級(jí)金屬天線陣列(如蝴蝶結(jié)、螺旋結(jié)構(gòu)),特征尺寸達(dá)500nm,周期1-2μm,實(shí)現(xiàn)對(duì)0.1-1THz頻段的高效耦合;背面通過(guò)薄膜沉積技術(shù)制備氮化硅絕緣層,濺射銅箔形成共面波導(dǎo)傳輸線,線寬控制精度±10nm,特性阻抗匹配50Ω。電極整體厚度<50μm,彎曲狀態(tài)下信號(hào)衰減<3dB,適用于人體安檢、非金屬材料檢測(cè)等場(chǎng)景。在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,太赫茲柔性電極可非侵入式檢測(cè)皮膚水分含量,分辨率達(dá)0.1%,檢測(cè)時(shí)間<1秒,較傳統(tǒng)電阻法精度提升5倍。公司開(kāi)發(fā)的納米壓印技術(shù)實(shí)現(xiàn)了天線陣列的低成本復(fù)制,單晶圓(4英寸)產(chǎn)能達(dá)1000片以上,良率>85%,推動(dòng)太赫茲技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室走向便攜式設(shè)備,為無(wú)損檢測(cè)與生物傳感提供了全新維度的解決方案。SU8 硅片 / 石英片微流控模具加工技術(shù),支持 6 英寸以下基板單套或套刻的高精度結(jié)構(gòu)復(fù)制。天津MEMS微納米加工生物芯片
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(kāi)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(kāi)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(guò)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(lèi)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(cè)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(guò)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(kāi)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(chǎng)景普及。國(guó)產(chǎn)MEMS微納米加工生物芯片MEMS制作工藝柔性電子的常用材料是什么?
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(guò)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(guò)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(guò)當(dāng)采用這類(lèi)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(zhuān)門(mén)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(shuō)來(lái),此類(lèi)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(wèn)題應(yīng)運(yùn)而生。上述問(wèn)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。
基于MEMS技術(shù)的SAW器件的工作模式和原理:
聲表面波器件一般使用壓電晶體(例如石英晶體等)作為媒介,然后通過(guò)外加一正電壓產(chǎn)生聲波,并通過(guò)襯底進(jìn)行傳播,然后轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出。聲表面波傳感器中起主導(dǎo)作用的主要是壓電效應(yīng),其設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮多種因素:如相對(duì)尺寸、敏感性、效率等。一般地,無(wú)線無(wú)源聲表面波傳感器的信號(hào)頻率范圍從40MHz到幾個(gè)GHz。圖2所示為聲表面波傳感器常見(jiàn)的結(jié)構(gòu),主要部分包括壓電襯底天線、敏感薄膜、IDT等。傳感器的敏感層通過(guò)改變聲表面波的速度來(lái)實(shí)現(xiàn)頻率的變化。
無(wú)線無(wú)源聲表面波系統(tǒng)包:發(fā)射器、接收器、聲表面波器件、通信頻道。發(fā)射器和接收器組合成收發(fā)器或者解讀器的單一模塊。圖3為聲表面波系統(tǒng)及其相互關(guān)聯(lián)的基礎(chǔ)部件。解讀器將功率傳送給聲表面波器件,該功率可以是收發(fā)器輸入的連續(xù)波,脈沖或者喝啾。一般地,聲表面波器件獲得的功率大小具有一定限制,以降低發(fā)射功率,從而得到相同平均功率的喝啾。根據(jù)各向同性的輻射體,接收的信號(hào)一般能通過(guò)高效的輻射功率天線發(fā)射。 微納加工產(chǎn)業(yè)化能力覆蓋設(shè)計(jì)、工藝、量產(chǎn)全鏈條,月產(chǎn)能達(dá) 50,000 片并持續(xù)技術(shù)創(chuàng)新。
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。MEMS器件制造工藝更偏定制化。采用MEMS加工的MEMS微納米加工電話
MEMS制作工藝中,以PI為特色的柔性電子出現(xiàn)填補(bǔ)了不少空白。天津MEMS微納米加工生物芯片
MEMS技術(shù)的主要分類(lèi):生物MEMS技術(shù)是用MEMS技術(shù)制造的化學(xué)/生物微型分析和檢測(cè)芯片或儀器,統(tǒng)稱(chēng)為Bio-sensor技術(shù),是一類(lèi)在襯底上制造出的微型驅(qū)動(dòng)泵、微控制閥、通道網(wǎng)絡(luò)、樣品處理器、混合池、計(jì)量、增擴(kuò)器、反應(yīng)器、分離器以及檢測(cè)器等元器件并集成為多功能芯片??梢詫?shí)現(xiàn)樣品的進(jìn)樣、稀釋、加試劑、混合、增擴(kuò)、反應(yīng)、分離、檢測(cè)和后處理等分析全過(guò)程。它把傳統(tǒng)的分析實(shí)驗(yàn)室功能微縮在一個(gè)芯片上。生物MEMS系統(tǒng)具有微型化、集成化、智能化、成本低的特點(diǎn)。功能上有獲取信息量大、分析效率高、系統(tǒng)與外部連接少、實(shí)時(shí)通信、連續(xù)檢測(cè)的特點(diǎn)。國(guó)際上生物MEMS的研究已成為熱點(diǎn),不久將為生物、化學(xué)分析系統(tǒng)帶來(lái)一場(chǎng)重大的革新。天津MEMS微納米加工生物芯片