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。MEMS器件制造工藝更偏定制化。河南MEMS微納米加工技術(shù)指導(dǎo)
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。 湖北MEMS微納米加工之PI柔性器件PVD磁控濺射、PECVD氣相沉積、IBE刻蝕、ICP-RIE深刻蝕是構(gòu)成MEMS技術(shù)的必備工藝。
MEMS多重轉(zhuǎn)印工藝與硬質(zhì)塑料芯片快速成型:針對(duì)硬質(zhì)塑料芯片的快速開發(fā)需求,公司**MEMS多重轉(zhuǎn)印工藝。通過紫外光固化膠將硅母模上的微結(jié)構(gòu)(精度±1μm)轉(zhuǎn)印至PMMA、COC等工程塑料,10個(gè)工作日內(nèi)即可完成從設(shè)計(jì)到成品的全流程交付。以器官芯片為例,該工藝制造的多層PMMA芯片集成血管網(wǎng)絡(luò)與組織隔室,可模擬肺部的氣體交換功能,用于藥物毒性測(cè)試時(shí),數(shù)據(jù)重復(fù)性較傳統(tǒng)方法提升80%。此外,COP材質(zhì)芯片憑借**蛋白吸附性(<3ng/cm2),成為抗體篩選與蛋白質(zhì)結(jié)晶的**載體。該技術(shù)還支持復(fù)雜三維結(jié)構(gòu)加工,例如仿生肝小葉芯片中的正弦狀微流道,可精細(xì)調(diào)控細(xì)胞剪切力,提升原代肝細(xì)胞活性至95%以上。
PDMS金屬流道芯片的復(fù)合加工工藝:PDMS金屬流道芯片通過在柔性PDMS流道內(nèi)集成金屬鍍層,實(shí)現(xiàn)流體控制與電信號(hào)檢測(cè)的一體化設(shè)計(jì)。加工流程包括:首先利用軟光刻技術(shù)在硅模上制備50-200μm寬度的流道結(jié)構(gòu),澆筑PDMS預(yù)聚體并固化成型;然后通過氧等離子體處理流道表面,使其親水化以促進(jìn)金屬前驅(qū)體吸附;采用磁控濺射技術(shù)沉積50-200nm厚度的金/鉑金屬層,經(jīng)化學(xué)鍍?cè)龊裰?-5μm,形成連續(xù)導(dǎo)電流道;***與PET基板通過等離子體鍵合密封,確保流體無泄漏。金屬流道的表面粗糙度<50nm,電阻<10Ω/cm,適用于電化學(xué)檢測(cè)、電滲泵驅(qū)動(dòng)等場(chǎng)景。典型應(yīng)用如微流控電化學(xué)傳感器,在10μL/min流速下,對(duì)葡萄糖的檢測(cè)靈敏度達(dá)50μA?mM?1?cm?2,線性范圍0.1-20mM,檢測(cè)下限<50μM。公司開發(fā)的自動(dòng)化生產(chǎn)線可實(shí)現(xiàn)流道尺寸的精細(xì)控制(誤差<±2%),并支持金屬層圖案化設(shè)計(jì),如叉指電極、螺旋流道等,滿足不同傳感器的定制需求,為生物檢測(cè)與環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域提供了柔性化、集成化的解決方案。基于MEMS技術(shù)的RF射頻器件是什么?
MEMS制作工藝-太赫茲脈沖輻射探測(cè):
光電導(dǎo)取樣光電導(dǎo)取樣是基于光導(dǎo)天線(photoconductiveantenna,PCA)發(fā)射機(jī)理的逆過程發(fā)展起來的一種探測(cè)THz脈沖信號(hào)的探測(cè)技術(shù)。如要對(duì)THz脈沖信號(hào)進(jìn)行探測(cè),首先,需將一個(gè)未加偏置電壓的PCA放置于太赫茲光路之中,以便于一個(gè)光學(xué)門控脈沖(探測(cè)脈沖)對(duì)其門控。其中,這個(gè)探測(cè)脈沖和泵浦脈沖有可調(diào)節(jié)的時(shí)間延遲關(guān)系,而這個(gè)關(guān)系可利用一個(gè)延遲線來加以實(shí)現(xiàn),爾后,用一束探測(cè)脈沖打到光電導(dǎo)介質(zhì)上,這時(shí)在介質(zhì)中能夠產(chǎn)生出電子-空穴對(duì)(自由載流子),而此時(shí)同步到達(dá)的太赫茲脈沖則作為加在PCA上的偏置電場(chǎng),以此來驅(qū)動(dòng)那些載流子運(yùn)動(dòng),從而在PCA中形成光電流。用一個(gè)與PCA相連的電流表來探測(cè)這個(gè)電流即可, 公司開發(fā)的神經(jīng)電子芯片支持無線充電與通訊,可將電信號(hào)轉(zhuǎn)化為脈沖用于神經(jīng)調(diào)控替代。上海定制MEMS微納米加工
基于 0.35/0.18μm 高壓工藝的神經(jīng)電刺激 SoC 芯片,實(shí)現(xiàn)多通道控制與生物相容性優(yōu)化。河南MEMS微納米加工技術(shù)指導(dǎo)
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(cè)、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)。河南MEMS微納米加工技術(shù)指導(dǎo)