加速度傳感器是很早廣泛應(yīng)用的MEMS之一。MEMS,作為一個機械結(jié)構(gòu)為主的技術(shù),可以通過設(shè)計使一個部件(圖中橙色部件)相對底座substrate產(chǎn)生位移(這也是絕大部分MEMS的工作原理),這個部件稱為質(zhì)量塊(proofmass)。質(zhì)量塊通過錨anchor,鉸鏈hinge,或彈簧spring與底座連接。鉸鏈或懸臂梁部分固定在底座。當(dāng)感應(yīng)到加速度時,質(zhì)量塊相對底座產(chǎn)生位移。通過一些換能技術(shù)可以將位移轉(zhuǎn)換為電能,如果采用電容式傳感結(jié)構(gòu)(電容的大小受到兩極板重疊面積或間距影響),電容大小的變化可以產(chǎn)生電流信號供其信號處理單元采樣。通過梳齒結(jié)構(gòu)可以極大地擴大傳感面積,提高測量精度,降低信號處理難度。加速度計還可以通過壓阻式、力平衡式和諧振式等方式實現(xiàn)。金屬流道 PDMS 芯片與 PET 基板鍵合,實現(xiàn)柔性微流控芯片與剛性電路的高效集成。MEMSMEMS微納米加工之PI柔性器件
神經(jīng)電子芯片的MEMS微納加工技術(shù)與臨床應(yīng)用:神經(jīng)電子芯片作為植入式醫(yī)療設(shè)備的**組件,對微型化、生物相容性及功能集成度提出了極高要求。公司依托0.35/0.18μm高壓工藝,成功開發(fā)多通道神經(jīng)電刺激SoC芯片,可實現(xiàn)無線充電與通訊功能,將控制信號轉(zhuǎn)化為精細電刺激脈沖,用于神經(jīng)感知、調(diào)控及阻斷。以128像素視網(wǎng)膜假體芯片為例,通過MEMS薄膜沉積技術(shù)在硅基基板上制備高密度電極陣列,單個電極尺寸*50μm×50μm,間距100μm,確保對視網(wǎng)膜神經(jīng)細胞的靶向刺激。芯片表面采用聚酰亞胺(PI)與氮化硅復(fù)合涂層,經(jīng)120℃高溫固化處理后,涂層厚度控制在5-8μm,有效抑制蛋白吸附與炎癥反應(yīng),植入體壽命可達5年以上。目前該芯片已批量交付,由母公司中科先見推進至臨床前動物實驗階段,針對視網(wǎng)膜退行***變患者,可重建0.1-0.3的視力,為盲人復(fù)明提供了突破性解決方案。該技術(shù)突破了傳統(tǒng)植入設(shè)備的體積限制,芯片整體厚度<200μm,兼容微創(chuàng)植入手術(shù),推動神經(jīng)調(diào)控技術(shù)向精細化、長期化發(fā)展。海南MEMS微納米加工檢測基于 0.35/0.18μm 高壓工藝的神經(jīng)電刺激 SoC 芯片,實現(xiàn)多通道控制與生物相容性優(yōu)化。
在MEMS微納加工領(lǐng)域,公司通過“材料創(chuàng)新+工藝突破”雙輪驅(qū)動,為醫(yī)療健康、生物傳感等場景提供高精度、定制化的微納器件解決方案。公司依托逾700平米的6英寸MEMS產(chǎn)線,可加工玻璃、硅片、PDMS、硬質(zhì)塑料等多種基材的微納結(jié)構(gòu),覆蓋從納米級(0.5-5μm)到百微米級(10-100μm)的尺度需求。其**技術(shù)包括深硅刻蝕、親疏水改性、多重轉(zhuǎn)印工藝等,能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜三維微流道、高深寬比微孔陣列及柔性電極的精密成型,滿足腦機接口、類***電生理研究、微針給藥等前沿醫(yī)療應(yīng)用的嚴(yán)苛要求。
MEMS制作工藝-聲表面波器件的特點:
1.聲表面波具有極低的傳播速度和極短的波長,它們各自比相應(yīng)的電磁波的傳播速度的波長小十萬倍。在VHF和UHF波段內(nèi),電磁波器件的尺寸是與波長相比擬的。同理,作為電磁器件的聲學(xué)模擬聲表面波器件SAW,它的尺寸也是和信號的聲波波長相比擬的。因此,在同一頻段上,聲表面波器件的尺寸比相應(yīng)電磁波器件的尺寸減小了很多,重量也隨之大為減輕。
2.由于聲表面波系沿固體表面?zhèn)鞑?,加上傳播速度極慢,這使得時變信號在給定瞬時可以完全呈現(xiàn)在晶體基片表面上。于是當(dāng)信號在器件的輸入和輸出端之間行進時,就容易對信號進行取樣和變換。這就給聲表面波器件以極大的靈活性,使它能以非常簡單的方式去。完成其它技術(shù)難以完成或完成起來過于繁重的各種功能。
3.采用MEMS工藝,以鈮酸鋰LNO和鉭酸鋰LTO為例子的襯底,通過光刻(含EBL光刻)、鍍膜等微納米加工技術(shù),實現(xiàn)的SAW器件,在聲表面器件的濾波、波束整形等方面提供了極大的工藝和性能支撐。 MEMS被認(rèn)為是21世紀(jì)很有前途的技術(shù)之一。
MEMS制作工藝-聲表面波器件SAW:
聲表面波是一種沿物體表面?zhèn)鞑サ膹椥圆?,它能夠在兼作傳聲介質(zhì)和電聲換能材料的壓電基底材料表面進行傳播。它是聲學(xué)和電子學(xué)相結(jié)合的一門邊緣學(xué)科。由于聲表面波的傳播速度比電磁波慢十萬倍,而且在它的傳播路徑上容易取樣和進行處理。因此,用聲表面波去模擬電子學(xué)的各種功能,能使電子器件實現(xiàn)超小型化和多功能化。隨著微機電系統(tǒng)(MEMS)技術(shù)的發(fā)展進步,聲表面波研究向諸多領(lǐng)域進行延伸研究。上世紀(jì)90年代,已經(jīng)實現(xiàn)了利用聲表面波驅(qū)動固體。進入二十一世紀(jì),聲表面波SAW在微流體應(yīng)用研究取得了巨大的發(fā)展。應(yīng)用聲表面波器件可以實現(xiàn)固體驅(qū)動、液滴驅(qū)動、微加熱、微粒集聚\混合、霧化。 MEMS聲表面波(即SAW)器件是什么?山西MEMS微納米加工模型設(shè)計
硅片、LN 等基板金屬電極加工工藝,通過濺射沉積與剝離技術(shù)實現(xiàn)微米級電極圖案化。MEMSMEMS微納米加工之PI柔性器件
MEMS制作工藝-太赫茲傳感器:
超材料(Metamaterial)是一種由周期性亞波長金屬諧振的單元陣列組成的人工復(fù)合型電磁材料,通過合理的設(shè)計單元結(jié)構(gòu)可實現(xiàn)特殊的電磁特性,主要包括隱身、完美吸和負(fù)折射等特性。目前,隨著太赫茲技術(shù)的快速發(fā)展,太赫茲超材料器件已成為當(dāng)前科研的研究熱點,在濾波器、吸收器、偏振器、太赫茲成像、光譜和生物傳感器等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。
這項研究提出了一種全光學(xué)、端到端的衍射傳感器,用于快速探測隱藏結(jié)構(gòu)。這種衍射太赫茲傳感器具有獨特的架構(gòu),由一對編碼器和解碼器構(gòu)成的衍射網(wǎng)絡(luò)組成,每個網(wǎng)絡(luò)都承擔(dān)著結(jié)構(gòu)化照明和空間光譜編碼的獨特職責(zé),這種設(shè)計較為新穎?;谶@種獨特的架構(gòu),研究人員展示了概念驗證的隱藏缺陷探測傳感器。實驗結(jié)果和分析成功證實了該單像素衍射太赫茲傳感器的可行性,該傳感器使用脈沖照明來識別測試樣品內(nèi)各種未知形狀和位置的隱藏缺陷,具有誤報率極低、無需圖像形成和采集以及數(shù)字處理步驟等特點。 MEMSMEMS微納米加工之PI柔性器件