太赫兹柔性电极的双面结构设计与加工:太赫兹柔性电极以PI为基底,采用双面结构设计,上层实现太赫兹波发射/接收,下层集成信号处理电路,解决了传统刚性太赫兹器件的便携性难题。加工工艺包括:首先在双面抛光的PI基板上,利用电子束光刻制备亚微米级金属天线阵列(如蝴蝶结、螺旋结构),特征尺寸达500nm,周期1-2μm,实现对0.1-1THz频段的高效耦合;背面通过薄膜沉积技术制备氮化硅绝缘层,溅射铜箔形成共面波导传输线,线宽控制精度±10nm,特性阻抗匹配50Ω。电极整体厚度<50μm,弯曲状态下信号衰减<3dB,适用于人体安检、非金属材料检测等场景。在生物医学领域,太赫兹柔性电极可非侵入式检测皮肤水分含量,分辨率达0.1%,检测时间<1秒,较传统电阻法精度提升5倍。公司开发的纳米压印技术实现了天线阵列的低成本复制,单晶圆(4英寸)产能达1000片以上,良率>85%,推动太赫兹技术从实验室走向便携式设备,为无损检测与生物传感提供了全新维度的解决方案。SU8 硅片 / 石英片微流控模具加工技术,支持 6 英寸以下基板单套或套刻的高精度结构复制。天津MEMS微纳米加工生物芯片
超声影像芯片的全集成MEMS设计与性能突破:针对超声PZT换能器及CMUT/PMUT新型传感器的收发需求,公司开发了**SoC超声收发芯片,采用0.18mm高压SOI工艺实现发射与开关复用,大幅节省芯片面积的同时提升性能。在发射端,通过MEMS高压驱动电路设计,实现±100V峰值输出电压与1A持续输出电流,较TI同类产品提升30%,满足深部组织成像的能量需求;接收端集成12位ADC,采样率可达100Msps,信噪比(SNR)达73.5dB,有效提升弱信号检测能力。芯片采用多层金属布线与硅通孔(TSV)技术,实现3D堆叠集成,封装尺寸较传统方案缩小40%。在二次谐波抑制方面,通过优化版图布局与寄生参数补偿,将5MHz信号的二次谐波降至-40dBc,优于行业基准-45dBc,***提升图像分辨率。目前TX芯片已完成流片,与掌上超声企业合作开发便携式超声设备,可实现腹部、心血管等部位的实时成像,探头尺寸*30mm×20mm,重量<50g,推动超声诊断设备向小型化、智能化迈进,助力基层医疗场景普及。国产MEMS微纳米加工生物芯片MEMS制作工艺柔性电子的常用材料是什么?
MEMS四种刻蚀工艺的不同需求:
1.体硅刻蚀:一些块体蚀刻些微机电组件制造过程中需要蚀刻挖除较大量的Si基材,如压力传感器即为一例,即通过蚀刻硅衬底背面形成深的孔洞,但未蚀穿正面,在正面形成一层薄膜。还有其他组件需蚀穿晶圆,不是完全蚀透晶背而是直到停在晶背的镀层上。基于Bosch工艺的一项特点,当要维持一个近乎于垂直且平滑的侧壁轮廓时,是很难获得高蚀刻率的。因此通常为达到很高的蚀刻率,一般避免不了伴随产生具有轻微倾斜角度的侧壁轮廓。不过当采用这类块体蚀刻时,工艺中很少需要垂直的侧壁。
2.准确刻蚀:精确蚀刻精确蚀刻工艺是专门为体积较小、垂直度和侧壁轮廓平滑性上升为关键因素的组件而设计的。就微机电组件而言,需要该方法的组件包括微光机电系统及浮雕印模等。一般说来,此类特性要求,蚀刻率的均匀度控制是远比蚀刻率重要得多。由于蚀刻剂在蚀刻反应区附近消耗率高,引发蚀刻剂密度相对降低,而在晶圆边缘蚀刻率会相应地增加,整片晶圆上的均匀度问题应运而生。上述问题可凭借对等离子或离子轰击的分布图予以校正,从而达到均钟刻的目的。
基于MEMS技术的SAW器件的工作模式和原理:
声表面波器件一般使用压电晶体(例如石英晶体等)作为媒介,然后通过外加一正电压产生声波,并通过衬底进行传播,然后转换成电信号输出。声表面波传感器中起主导作用的主要是压电效应,其设计时需要考虑多种因素:如相对尺寸、敏感性、效率等。一般地,无线无源声表面波传感器的信号频率范围从40MHz到几个GHz。图2所示为声表面波传感器常见的结构,主要部分包括压电衬底天线、敏感薄膜、IDT等。传感器的敏感层通过改变声表面波的速度来实现频率的变化。
无线无源声表面波系统包:发射器、接收器、声表面波器件、通信频道。发射器和接收器组合成收发器或者解读器的单一模块。图3为声表面波系统及其相互关联的基础部件。解读器将功率传送给声表面波器件,该功率可以是收发器输入的连续波,脉冲或者喝啾。一般地,声表面波器件获得的功率大小具有一定限制,以降低发射功率,从而得到相同平均功率的喝啾。根据各向同性的辐射体,接收的信号一般能通过高效的辐射功率天线发射。 微纳加工产业化能力覆盖设计、工艺、量产全链条,月产能达 50,000 片并持续技术创新。
MEMS微纳加工的产业化能力与技术储备:公司在MEMS微纳加工领域构建了完整的技术体系与产业化能力,涵盖从设计仿真(使用COMSOL、Lumerical等软件)到工艺开发(10+种主流加工工艺)、批量生产(万级洁净车间,月产能50,000片)的全链条服务。技术储备方面,持续投入下一代微纳加工技术,包括:①纳米压印技术实现10nm级结构复制,支持单分子测序芯片开发;②激光诱导正向转移(LIFT)技术实现金属电极的无掩膜直写,加工速度提升5倍;③可降解聚合物加工工艺,开发聚乳酸基微流控芯片,适用于体内短期植入检测。在设备端,引进了电子束曝光机(分辨率5nm)、电感耦合等离子体刻蚀机(ICP,刻蚀速率20μm/min)、全自动键合机(对准精度±1μm)等装备,构建了快速打样与规模生产的柔性制造平台。未来,公司将聚焦“微纳加工+生物传感+智能集成”的战略方向,推动MEMS技术在精细医疗、环境监测、消费电子等领域的深度应用,通过持续创新保持技术**地位,成为全球先进的微纳器件解决方案供应商。MEMS器件制造工艺更偏定制化。采用MEMS加工的MEMS微纳米加工电话
MEMS制作工艺中,以PI为特色的柔性电子出现填补了不少空白。天津MEMS微纳米加工生物芯片
MEMS技术的主要分类:生物MEMS技术是用MEMS技术制造的化学/生物微型分析和检测芯片或仪器,统称为Bio-sensor技术,是一类在衬底上制造出的微型驱动泵、微控制阀、通道网络、样品处理器、混合池、计量、增扩器、反应器、分离器以及检测器等元器件并集成为多功能芯片。可以实现样品的进样、稀释、加试剂、混合、增扩、反应、分离、检测和后处理等分析全过程。它把传统的分析实验室功能微缩在一个芯片上。生物MEMS系统具有微型化、集成化、智能化、成本低的特点。功能上有获取信息量大、分析效率高、系统与外部连接少、实时通信、连续检测的特点。国际上生物MEMS的研究已成为热点,不久将为生物、化学分析系统带来一场重大的革新。天津MEMS微纳米加工生物芯片