MEMS制作工艺-声表面波器件的特点:
1.声表面波具有极低的传播速度和极短的波长,它们各自比相应的电磁波的传播速度的波长小十万倍。在VHF和UHF波段内,电磁波器件的尺寸是与波长相比拟的。同理,作为电磁器件的声学模拟声表面波器件SAW,它的尺寸也是和信号的声波波长相比拟的。因此,在同一频段上,声表面波器件的尺寸比相应电磁波器件的尺寸减小了很多,重量也随之大为减轻。
2.由于声表面波系沿固体表面传播,加上传播速度极慢,这使得时变信号在给定瞬时可以完全呈现在晶体基片表面上。于是当信号在器件的输入和输出端之间行进时,就容易对信号进行取样和变换。这就给声表面波器件以极大的灵活性,使它能以非常简单的方式去。完成其它技术难以完成或完成起来过于繁重的各种功能。
3.采用MEMS工艺,以铌酸锂LNO和钽酸锂LTO为例子的衬底,通过光刻(含EBL光刻)、镀膜等微纳米加工技术,实现的SAW器件,在声表面器件的滤波、波束整形等方面提供了极大的工艺和性能支撑。 跨尺度加工技术结合 EBL 与紫外光刻,在单一基板构建纳米至毫米级复合微纳结构。现代化MEMS微纳米加工发展现状
微流控与金属片电极的镶嵌工艺技术:微流控与金属片电极的镶嵌工艺实现了流体通道与固态电极的无缝集成,适用于电化学检测、电渗流驱动等场景。加工过程中,首先在硅片或玻璃基板上制备微流道(深度50-200μm,宽度100-500μm),然后将预加工的金属片电极(如不锈钢、金箔)嵌入流道侧壁,通过导电胶(银胶或碳胶)固定,确保电极与流道内壁齐平,间隙<5μm。键合采用热压或紫外固化胶密封,耐压>100kPa,漏电流<1nA。金属片电极的表面积可根据需求设计,如5mm×5mm的金电极,电化学活性面积达20mm²,适用于痕量物质检测。在水质监测芯片中,镶嵌的铂电极可实时检测溶解氧浓度,响应时间<10秒,检测范围0-20ppm,精度±0.5ppm。该工艺解决了传统微流控芯片与外置电极连接的接触电阻问题,实现了芯片内原位检测,缩短信号传输路径,提升检测速度与稳定性。公司开发的自动化镶嵌设备,定位精度±10μm,单芯片加工时间<5分钟,支持批量生产,为环境监测、食品安全检测等领域提供了集成化的传感解决方案。湖北定制MEMS微纳米加工PVD磁控溅射、PECVD气相沉积、IBE刻蚀、ICP-RIE深刻蚀是构成MEMS技术的必备工艺。
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。
物联网普及极大拓展MEMS应用场景。物联网的产业架构可以分为四层:感知层、传输层、平台层和应用层,MEMS器件是物联网感知层重要组成部分。物联网的发展带动智能终端设备普及,推动MEMS需求放量,据全球移动通信系统协会GSMA统计,全球物联网设备数量已从2010年的20亿台,增长到2019年的120亿台,未来受益于5G商用化和WiFi 6的发展,物联网市场潜力巨大,GSMA预测,到2025年全球物联网设备将达到246亿台,2019到2025年将保持12.7%的复合增长率。MEMS的柔性电极是什么?
MEMS制作工艺压电器件的常用材料:
氧化锌是一种众所周知的宽带隙半导体材料(室温下3.4eV,晶体),它有很多应用,如透明导体,压敏电阻,表面声波,气体传感器,压电传感器和UV检测器。并因为可能应用于薄膜晶体管方面正受到相当的关注。同时氧化锌还具有相当良好的生物相容性,可降解性。E.Fortunato教授介绍了基于氧化锌的新型薄膜晶体管所带来的主要优势,这些薄膜晶体管在下一代柔性电子器件中非常有前途。除此之外,还有众多的二维材料被应用于柔性电子领域,包括石墨烯、半导体氧化物,纳米金等。2014年发表在chemicalreview和naturenanotechnology上的两篇经典综述详尽阐述了二维材料在柔性电子的应用。 MEMS四种ICP-RIE刻蚀工艺的不同需求。新型MEMS微纳米加工电话
MEMS 微纳米加工的成本效益随着技术的成熟逐渐提高,为其大规模商业化应用奠定了基础。现代化MEMS微纳米加工发展现状
MEMS具有以下几个基本特点,微型化、智能化、多功能、高集成度和适于大批量生产。MEMS技术的目标是通过系统的微型化、集成化来探索具有新原理、新功能的元件和系统。 MEMS技术是一种典型的多学科交叉的前沿性研究领域,几乎涉及到自然及工程科学的所有领域,如电子技术、机械技术、物理学、化学、生物医学、材料科学、能源科学等。MEMS是一个单独的智能系统,可大批量生产,其系统尺寸在几毫米乃至更小,其内部结构一般在微米甚至纳米量级。例如,常见的MEMS产品尺寸一般都在3mm×3mm×1.5mm,甚至更小。微机电系统在国民经济和更高级别的系统方面将有着广泛的应用前景。主要民用领域是电子、医学、工业、汽车和航空航天系统。现代化MEMS微纳米加工发展现状