MEMS制作工艺-太赫兹超导混频阵列的MEMS体硅集成天线与封装技术:
太赫兹波是天文探测领域的重要波段,太赫兹波探测对提升人类认知宇宙的能力有重要意义。太赫兹超导混频接收机是具有代表性的高灵敏天文探测设备。天线及混频芯片封装是太赫兹接收前端系统的关键组件。当前,太赫兹超导接收机多采用单独的金属喇叭天线和金属封装,很难进行高集成度阵列扩展。大规模太赫兹阵列接收机发展很大程度受到天线及芯片封装技术的制约。课题拟研究基于MEMS体硅工艺技术的适合大规模太赫兹超导接收阵列应用的0.4THz以上频段高性能集成波纹喇叭天线,及该天线与超导混频芯片一体化封装。通过电磁场理论分析、电磁场数值建模与仿真、低温超导实验验证等手段, 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。广西MEMS微纳米加工共同合作
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。 浙江MEMS微纳米加工之SAW器件PDMS 金属流道加工技术可在柔性流道内沉积金属镀层,实现电化学检测与流体控制一体化。
硅基金属电极加工工艺与生物相容性优化:在硅片、LN(铌酸锂)、LT(钽酸锂)、蓝宝石、石英等基板上加工金属电极,需兼顾电学性能与生物相容性。公司采用溅射沉积与剥离工艺,首先在基板表面沉积50-200nm的钛/金种子层,增强金属与基板的附着力;然后旋涂光刻胶并曝光显影,形成电极图案;再溅射1-5μm厚度的金/铂金属层,***通过**剥离得到完整电极结构。电极线条宽度可控制在10-500μm,边缘粗糙度<5μm,接触电阻<1Ω・cm²。针对植入式医疗器件,表面采用聚乙二醇(PEG)涂层处理,通过硅烷偶联剂共价键合,涂层厚度5-10nm,可将蛋白吸附量降低90%以上,炎症反应发生率下降60%。该技术应用于神经电极时,16通道电极阵列的信号噪声比>20dB,可稳定记录单个神经元放电信号达3个月以上。在传感器领域,硅基金电极对葡萄糖的检测灵敏度达100μA・mM⁻¹・cm⁻²,线性范围0.01-10mM,适用于血糖监测芯片。公司支持多种金属材料(如钛、铂、铱)与基板的组合加工,满足不同应用场景对电极导电性、耐腐蚀性的需求。
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具有以下几个基本特点?
主要由传感器、作动器(执行器)和微能源三大部分组成,但现在其主要都是传感器比较多。
特点:1.和半导体电路相同,使用刻蚀,光刻等微纳米MEMS制造工艺,不需要组装,调整;2.进一步的将机械可动部,电子线路,传感器等集成到一片硅板上;3.它很少占用地方,可以在一般的机器人到不了的狭窄场所或条件恶劣的地方使用4.由于工作部件的质量小,高速动作可能;5.由于它的尺寸很小,热膨胀等的影响小;6.它产生的力和积蓄的能量很小,本质上比较安全。 超声芯片封装采用三维堆叠技术,缩小尺寸 40% 并提升信噪比至 73.5dB,优化成像质量。北京MEMS微纳米加工参考价
汽车上的MEMS传感器有哪些?广西MEMS微纳米加工共同合作
超薄石英玻璃双面套刻加工技术解析:在厚度100μm以上的超薄石英玻璃基板上进行双面套刻加工,是实现高集成度微流控芯片与光学器件的关键技术。公司采用激光微加工与紫外光刻结合工艺,首先通过CO₂激光切割实现玻璃基板的高精度成型(边缘误差<±5μm),然后利用双面光刻对准系统(精度±1μm)进行微结构加工。正面通过干法刻蚀制备5-50μm深度的微流道,背面采用离子束溅射沉积100nm厚度的金属电极层,经光刻剥离形成微米级电极阵列。针对玻璃材质的脆性特点,开发了低温键合技术(150-200℃),使用硅基粘合剂实现双面结构的密封,键合强度>3MPa,耐水压>50kPa。该技术应用于光声成像芯片时,正面微流道实现样本输送,背面电极阵列同步激发光声信号,光-电信号延迟<10ns,成像分辨率达50μm。此外,超薄玻璃的高透光性(>95%@400-1000nm)与化学稳定性,使其成为荧光检测、拉曼光谱分析等**芯片的优先基板,公司已实现4英寸晶圆级批量加工,成品率>90%,为光学微系统集成提供了可靠的制造平台。广西MEMS微纳米加工共同合作