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體材料(室溫下3.4eV,晶體),它有很多應用,如透明導體,壓敏電阻,表面聲波,氣體傳感器,壓電傳感器和UV檢測器。并因為可能應用于薄膜晶體管方面正受到相當的關注。同時氧化鋅還具有相當良好的生物相容性,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勢,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用于柔性電子領域,包括石墨烯、半導體氧化物,納米金等。2014年發表在chemicalreview和naturenanotechnology上的兩篇經典綜述詳盡闡述了二維材料在柔性電子的應用。 MEMS微納米加工的未來發展是什么?發展MEMS微納米加工組成
基于MEMS技術的SAW器件:
聲表面波(SAW)傳感器是近年來發展起來的一種新型微聲傳感器,是種用聲表面波器件作為傳感元件,將被測量的信息通過聲表面波器件中聲表面波的速度或頻率的變化反映出來,并轉換成電信號輸出的傳感器。聲表面波傳感器能夠精確測量物理、化學等信息(如溫度、應力、氣體密度)。由于體積小,聲表面波器件被譽為開創了無線、小型傳感器的新紀元,同時,其與集成電路兼容性強,在模擬數字通信及傳感領域獲得了廣泛的應用。聲表面波傳感器能將信號集中于基片表面、工作頻率高,具有極高的信息敏感精度,能迅速地將檢測到的信息轉換為電信號輸出,具有實時信息檢測的特性,另外,聲表面波傳感器還具有微型化、集成化、無源、低成本、低功耗、直接頻率信號輸出等優點。 山東MEMS微納米加工原料熱壓印技術支持 PMMA/COC 等材料微結構快速成型,較注塑工藝縮短工期并降低成本。
高壓SOI工藝在MEMS芯片中的應用創新:高壓SOI(絕緣體上硅)工藝是制備高耐壓、低功耗MEMS芯片的**技術,公司在0.18μm節點實現了發射與開關電路的集成創新。通過SOI襯底的埋氧層(厚度1μm)隔離高壓器件與低壓控制電路,耐壓能力達200V以上,漏電流<1nA,適用于神經電刺激、超聲驅動等高壓場景。在神經電子芯片中,高壓SOI工藝實現了128通道**驅動,每通道輸出脈沖寬度1-1000μs可調,幅度0-100V可控,脈沖邊沿抖動<5ns,確保精細的神經信號調制。與傳統體硅工藝相比,SOI芯片的寄生電容降低40%,功耗節省30%,芯片面積縮小50%。公司優化了SOI晶圓的鍵合與減薄工藝,將襯底厚度控制在100μm以下,支持芯片的柔性化封裝。該技術突破了高壓器件與低壓電路的集成瓶頸,推動MEMS芯片向高集成度、高可靠性方向發展,在植入式醫療設備、工業控制傳感器等領域具有廣闊應用前景。
基于MEMS技術的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,然后通過外加一正電壓產生聲波,并通過襯底進行傳播,然后轉換成電信號輸出。聲表面波傳感器中起主導作用的主要是壓電效應,其設計時需要考慮多種因素:如相對尺寸、敏感性、效率等。一般地,無線無源聲表面波傳感器的信號頻率范圍從40MHz到幾個GHz。圖2所示為聲表面波傳感器常見的結構,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改變聲表面波的速度來實現頻率的變化。
無線無源聲表面波系統包:發射器、接收器、聲表面波器件、通信頻道。發射器和接收器組合成收發器或者解讀器的單一模塊。圖3為聲表面波系統及其相互關聯的基礎部件。解讀器將功率傳送給聲表面波器件,該功率可以是收發器輸入的連續波,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,以降低發射功率,從而得到相同平均功率的喝啾。根據各向同性的輻射體,接收的信號一般能通過高效的輻射功率天線發射。 超聲芯片封裝采用三維堆疊技術,縮小尺寸 40% 并提升信噪比至 73.5dB,優化成像質量。
PDMS金屬流道芯片的復合加工工藝:PDMS金屬流道芯片通過在柔性PDMS流道內集成金屬鍍層,實現流體控制與電信號檢測的一體化設計。加工流程包括:首先利用軟光刻技術在硅模上制備50-200μm寬度的流道結構,澆筑PDMS預聚體并固化成型;然后通過氧等離子體處理流道表面,使其親水化以促進金屬前驅體吸附;采用磁控濺射技術沉積50-200nm厚度的金/鉑金屬層,經化學鍍增厚至1-5μm,形成連續導電流道;***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,適用于電化學檢測、電滲泵驅動等場景。典型應用如微流控電化學傳感器,在10μL/min流速下,對葡萄糖的檢測靈敏度達50μA?mM?1?cm?2,線性范圍0.1-20mM,檢測下限<50μM。公司開發的自動化生產線可實現流道尺寸的精細控制(誤差<±2%),并支持金屬層圖案化設計,如叉指電極、螺旋流道等,滿足不同傳感器的定制需求,為生物檢測與環境監測領域提供了柔性化、集成化的解決方案。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構。MEMS微納米加工發展趨勢
MEMS的深硅刻蝕是什么?發展MEMS微納米加工組成
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,可無創穿透表皮提取組織間液。結合微注塑工藝,在微針內部集成直徑10微米的流體通道,實現5分鐘內采集3μL樣本,用于連續血糖監測(誤差±0.2mmol/L)。在透皮給藥領域,載藥微針采用可降解PLGA涂層,載藥率超90%,釋放動力學可控至24小時線性釋放。同時,微針表面通過濺射工藝沉積金納米層,集成阻抗傳感模塊,可實時檢測炎癥因子(如CRP),檢測限低至0.1pg/mL。此類器件與微流控芯片聯用,可在15分鐘內完成“采樣-分析-反饋”閉環,為慢性病管理提供便攜式解決方案。發展MEMS微納米加工組成