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, 柔性电极表面改性技术通过 PEG 复合涂层,降低蛋白吸附 90% 并提升体内植入生物相容性。安徽MEMS微纳米加工之声表面波器件定制
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。河北MEMS微纳米加工技术指导台阶仪与 SEM 测量技术确保微纳结构尺寸精度,支撑深硅刻蚀、薄膜沉积等工艺质量管控。
玻璃与硅片微流道精密加工:深圳市勃望初芯半导体科技有限公司依托深硅反应离子刻蚀(DRIE)技术,实现玻璃与硅片基材的高精度微流道加工。针对玻璃芯片,通过光刻掩膜与氢氟酸湿法刻蚀工艺,可制备深宽比达10:1、表面粗糙度低于50nm的微通道网络,适用于高通量单细胞操控与生化反应腔构建。硅片加工则采用干法刻蚀结合等离子体表面改性技术,形成亲疏水交替的微流道结构,提升毛细力驱动效率。例如,在核酸检测芯片中,硅基微流道通过自驱动流体设计,无需外接泵阀即可完成样本裂解、扩增与检测全流程,检测时间缩短至1小时以内,灵敏度达1拷贝/μL。此类芯片还可集成微加热元件,实现PCR温控精度±0.1℃,为分子诊断提供高效硬件平台。
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被认为是21世纪很有前途的技术之一。
MEMS特点:
1.微型化:MEMS器件体积小、重量轻、耗能低、惯性小、谐振频率高、响应时间短。
2.以硅为主要材料,机械电器性能优良:硅的强度、硬度和杨氏模量与铁相当,密度类似铝,热传导率接近钼和钨。
3.批量生产:用硅微加工工艺在一片硅片上可同时制造成百上千个微型机电装置或完整的MEMS。批量生产可降低生产成本。
4.集成化:可以把不同功能、不同敏感方向或致动方向的多个传感器或执行器集成于一体,或形成微传感器阵列、微执行器阵列,甚至把多种功能的器件集成在一起,形成复杂的微系统。微传感器、微执行器和微电子器件的集成可制造出可靠性、稳定性很高的MEMS。
5.多学科交叉:MEMS涉及电子、机械、材料、制造、信息与自动控制、物理、化学和生物等多种学科,并集约了当今科学技术发展的许多成果。 超透镜的电子束直写和刻蚀工艺其实并不复杂。广西MEMS微纳米加工之SAW器件
MEMS的继电器与开关是什么?安徽MEMS微纳米加工之声表面波器件定制
三维微纳结构的跨尺度加工技术:跨尺度加工技术实现了从纳米级到毫米级结构的一体化制造,满足复杂微流控系统对多尺度功能单元的需求。公司结合电子束光刻(EBL,分辨率10nm)、紫外光刻(分辨率1μm)与机械加工(精度10μm),在单一基板上构建跨3个数量级的微结构。例如,在类***培养芯片中,纳米级表面纹理(粗糙度Ra<50nm)促进细胞黏附,微米级流道(宽度50μm)控制营养物质输送,毫米级进样口(直径1mm)兼容外部管路。加工过程中,通过工艺分层设计,先进行纳米结构制备(如EBL定义细胞外基质蛋白图案),再通过紫外光刻形成中层流道,***机械加工完成宏观接口,各层结构对准误差<±2μm。该技术突破了单一工艺的尺度限制,实现了功能的跨尺度集成,在芯片实验室(Lab-on-a-Chip)中具有重要应用。公司已成功制备包含10nm电极间隙、1μm流道与1mm阀门的复合芯片,用于单分子电信号检测,信号分辨率提升至10fA,为纳米生物技术与微流控工程的交叉融合提供了关键制造能力。安徽MEMS微纳米加工之声表面波器件定制