MEMS制作工艺-太赫兹特性:
1.相干性由于它是由相千电流驱动的电偶极子振荡产生,或又相千的激光脉冲通过非线性光学频率差频产生,因此有很好的相干性。THz的相干测量技术能够直接测量电场振幅和相位,从而方便提取检测样品的折射率,吸收系数等。
2.低能性:THz光子的能量只有10^-3量级,远小于X射线的10^3量级,不易破坏被检测的物质,适合于生物大分子与活性物质结构的研究。
3.穿透性:THz辐射对于很多非极性物质,如塑料,纸箱,布料等包装材料有很强的穿透能力,在环境控制与安全方面能有效发挥作用
4.吸收性:大多数极性分子对THz有强烈的吸收作用,可以用来进行医疗诊断与产品质量监控
5.瞬态性:相比于传统电磁波与光波,THz典型脉宽在皮秒量级,通过光电取样测量技术,能够有效抑制背景辐射噪声的干扰,在小于3THz时信噪比达10人4:1。
6.宽带性:THz脉冲光源通常包含诺千个周期的电磁振荡,!单个脉冲频宽可以覆盖从GHz至几+THz的范围,便于在大的范围内分析物质的光谱信息。 MEMS传感器的主要应用领域有哪些?采用微纳米加工的MEMS微纳米加工平台
MEMS四种刻蚀工艺的不同需求:
绝缘层上的硅蚀刻即SOI器件刻蚀:先进的微机电组件包含精细的可移动性零组件,例如应用于加速计、陀螺仪、偏斜透镜(tiltingmirrors).共振器(resonators)、阀门、泵、及涡轮叶片等组件的悬臂梁。这些许多的零组件,是以深硅蚀刻方法在晶圆的正面制造,接着藉由横方向的等向性底部蚀刻的方法从基材脱离,此方法正是典型的表面细微加工技术。而此技术有一项特点是以掩埋的一层材料氧化硅作为针对非等向性蚀刻的蚀刻终止层,达成以等向性蚀刻实现组件与基材间脱离的结构(如悬臂梁)。由于二氧化硅在硅蚀刻工艺中,具有高蚀刻选择比且在各种尺寸的绝缘层上硅晶材料可轻易生成的特性,通常被采用作为掩埋的蚀刻终止层材料。 云南高科技MEMS微纳米加工自动化检测系统基于机器视觉,实现微流控芯片尺寸测量、缺陷识别与统计分析一体化。
MEMS制作工艺-微流控芯片:
微流控芯片技术(Microfluidics)是把生物、化学、医学分析过程的样品制备、反应、分离、检测等基本操作单元集成到一块微米尺度的芯片上,自动完成分析全过程。微流控芯片(microfluidicchip)是当前微全分析系统(MiniaturizedTotalAnalysisSystems)发展的热点领域。
微流控芯片分析以芯片为操作平台,同时以分析化学为基础,以微机电加工技术为依托,以微管道网络为结构特征,以生命科学为目前主要应用对象,是当前微全分析系统领域发展的重点。它的目标是把整个化验室的功能,包括采样、稀释、加试剂、反应、分离、检测等集成在微芯片上,且可以多次使用。
热压印技术在硬质塑料微流控芯片中的应用:热压印技术是实现PMMA、PS、COC、COP等硬质塑料微结构快速成型的**工艺,较传统注塑工艺具有成本低、周期短、图纸变更灵活等优势。工艺流程包括:首先利用光刻胶在硅片上制备高精度模具,微结构高度5-100μm,侧壁垂直度>89°;然后将塑料基板加热至玻璃化转变温度以上(如PMMA为110℃),在5-10MPa压力下将模具结构转印至基板,冷却后脱模。该技术可实现0.5μm的特征尺寸分辨率,流道尺寸误差<±1%,适用于微流道、微孔阵列、透镜阵列等结构加工。以数字PCR芯片为例,热压印制备的50μm直径微腔阵列,单芯片可容纳20,000个反应单元,配合荧光检测实现核酸分子的***定量,检测灵敏度达0.1%突变频率。公司开发的快速换模系统可在30分钟内完成模具更换,支持小批量生产(100-10,000片),从设计图纸到样品交付**短*需10个工作日,较注塑缩短70%周期。此外,通过表面涂层处理(如疏水化、亲水化),可定制芯片表面润湿性,满足不同检测场景的流体控制需求,成为研发阶段快速迭代与中小批量生产的优先工艺。超声影像 SoC 芯片采用 0.18mm 高压 SOI 工艺,发射与开关复用设计节省面积并提升性能。
加速度传感器是很早广泛应用的MEMS之一。MEMS,作为一个机械结构为主的技术,可以通过设计使一个部件(图中橙色部件)相对底座substrate产生位移(这也是绝大部分MEMS的工作原理),这个部件称为质量块(proofmass)。质量块通过锚anchor,铰链hinge,或弹簧spring与底座连接。铰链或悬臂梁部分固定在底座。当感应到加速度时,质量块相对底座产生位移。通过一些换能技术可以将位移转换为电能,如果采用电容式传感结构(电容的大小受到两极板重叠面积或间距影响),电容大小的变化可以产生电流信号供其信号处理单元采样。通过梳齿结构可以极大地扩大传感面积,提高测量精度,降低信号处理难度。加速度计还可以通过压阻式、力平衡式和谐振式等方式实现。MEMS器件制造工艺更偏定制化。黑龙江个性化MEMS微纳米加工
热敏柔性电极采用 PI 三明治结构,底层基板、中间电极、上层绝缘层设计确保柔韧性与导电性。采用微纳米加工的MEMS微纳米加工平台
超薄PDMS与光学玻璃的键合工艺优化:超薄PDMS(100μm以上)与光学玻璃的键合技术实现了柔性微流控芯片与高透光基板的集成,适用于荧光显微成像、单细胞观测等场景。键合前,PDMS基板经氧等离子体处理(功率50W,时间20秒)实现表面羟基化,光学玻璃通过UV-Ozone清洗去除有机物污染;然后在洁净环境下对准贴合,施加0.2MPa压力并室温固化2小时,形成不可逆共价键,透光率>95%@400-800nm,键合界面缺陷率<1%。超薄PDMS的柔韧性(弹性模量1-3MPa)可减少玻璃基板的应力集中,耐弯曲半径>10mm,适用于动态培养环境下的细胞观测。在单分子检测芯片中,键合后的玻璃表面可直接进行荧光标记物修饰,背景噪声较传统塑料基板降低60%,检测灵敏度提升至单分子级别。公司开发的自动对准系统,定位精度±2μm,支持4英寸晶圆级批量键合,产能达500片/小时,良率>98%。该工艺解决了软质材料与硬质光学元件的集成难题,为高精度生物检测与医学影像芯片提供了理想的封装方案。采用微纳米加工的MEMS微纳米加工平台