通過MEMS技術制作的生物傳感器,圍繞細胞分選檢測、生物分子檢測、人工聽覺微系統(tǒng)等方向,突破了高通量細胞圖形化、片上細胞聚焦分選、耳蝸內聲電混合刺激、高時空分辨率相位差分檢測等一批具有自主知識產權的關鍵技術,取得了一批原創(chuàng)性成果,研制了具有世界很高水平的高通量原位細胞多模式檢測系統(tǒng)、流式細胞儀、系列流式細胞檢測芯片等檢測儀器,打破了相關領域國際廠商的技術封鎖和壟斷。總之,面向醫(yī)療健康領域的重大需求,經過多年持續(xù)的努力,我們取得一系列具有國際先進水平的科研成果,部分技術處于國際前列地位,其中多項技術尚屬國際開創(chuàng)。MEMS的深硅刻蝕是什么?山東MEMS微納米加工風格
高壓SOI工藝在MEMS芯片中的應用創(chuàng)新:高壓SOI(絕緣體上硅)工藝是制備高耐壓、低功耗MEMS芯片的**技術,公司在μm節(jié)點實現(xiàn)了發(fā)射與開關電路的集成創(chuàng)新。通過SOI襯底的埋氧層(厚度1μm)隔離高壓器件與低壓控制電路,耐壓能力達200V以上,漏電流<1nA,適用于神經電刺激、超聲驅動等高壓場景。在神經電子芯片中,高壓SOI工藝實現(xiàn)了128通道**驅動,每通道輸出脈沖寬度1-1000μs可調,幅度0-100V可控,脈沖邊沿抖動<5ns,確保精細的神經信號調制。與傳統(tǒng)體硅工藝相比,SOI芯片的寄生電容降低40%,功耗節(jié)省30%,芯片面積縮小50%。公司優(yōu)化了SOI晶圓的鍵合與減薄工藝,將襯底厚度控制在100μm以下,支持芯片的柔性化封裝。該技術突破了高壓器件與低壓電路的集成瓶頸,推動MEMS芯片向高集成度、高可靠性方向發(fā)展,在植入式醫(yī)療設備、工業(yè)控制傳感器等領域具有廣闊應用前景。 江蘇MEMS微納米加工值多少錢柔性電極表面改性技術通過 PEG 復合涂層,降低蛋白吸附 90% 并提升體內植入生物相容性。
MEMS技術的主要分類:生物MEMS技術是用MEMS技術制造的化學/生物微型分析和檢測芯片或儀器,統(tǒng)稱為Bio-sensor技術,是一類在襯底上制造出的微型驅動泵、微控制閥、通道網(wǎng)絡、樣品處理器、混合池、計量、增擴器、反應器、分離器以及檢測器等元器件并集成為多功能芯片。可以實現(xiàn)樣品的進樣、稀釋、加試劑、混合、增擴、反應、分離、檢測和后處理等分析全過程。它把傳統(tǒng)的分析實驗室功能微縮在一個芯片上。生物MEMS系統(tǒng)具有微型化、集成化、智能化、成本低的特點。功能上有獲取信息量大、分析效率高、系統(tǒng)與外部連接少、實時通信、連續(xù)檢測的特點。國際上生物MEMS的研究已成為熱點,不久將為生物、化學分析系統(tǒng)帶來一場重大的革新。
EBL 電子束光刻技術是實現(xiàn)納米級高精度結構加工的手段,深圳市勃望初芯半導體科技有限公司掌握該技術并將其廣泛應用于 MEMS 器件加工,打破傳統(tǒng)光刻的分辨率局限。相比傳統(tǒng)紫外光刻(小線寬約 1μm),EBL 電子束光刻可實現(xiàn) 50nm 以下的超精細結構加工,且支持多種襯底(PI、硅、金屬、氟化鈣等)。在光學超表面加工中,公司通過 EBL 技術在石英襯底上制作納米柱陣列(柱徑 50nm、高度 100nm),通過調控柱徑與間距,實現(xiàn)對可見光或太赫茲波的精細調控,例如制作的太赫茲超透鏡,可將太赫茲波聚焦光斑直徑縮小至波長的 1/2,大幅提升成像分辨率;在生物傳感芯片加工中,利用 EBL 技術在硅襯底上制作納米級金屬微柱陣列(柱高 200nm、間距 100nm),通過表面等離子體共振效應,增強生物分子檢測信號,使檢測靈敏度提升 10 倍以上。某醫(yī)療設備公司借助勃望初芯的 EBL 加工服務,開發(fā)出高靈敏檢測芯片,通過納米微柱陣列捕獲病毒抗原,檢測限低至 100 copies/mL,且檢測時間縮短至 20 分鐘,體現(xiàn)了 EBL 技術在 MEMS 加工中的創(chuàng)新價值。超透鏡的電子束直寫和刻蝕工藝其實并不復雜。
微流控芯片的自動化檢測與統(tǒng)計分析:公司建立了基于機器視覺的微流控芯片自動化檢測系統(tǒng),實現(xiàn)尺寸測量、缺陷識別與性能統(tǒng)計的全流程智能化。檢測設備配備6MPUSB3.0攝像頭與遠心光學鏡頭,配合步進電機平移臺(精度±1μm),可對芯片流道、微孔、電極等結構進行掃描。通過自研算法自動識別特征區(qū)域,測量參數(shù)包括高度(分辨率0.1μm)、周長、面積、寬度、半徑等,數(shù)據(jù)重復性誤差<±0.5%。缺陷檢測模塊采用深度學習模型,可識別<5μm的毛刺、缺口、氣泡等缺陷,準確率>99%。檢測系統(tǒng)實時生成統(tǒng)計報告,包含CPK、均值、標準差等質量參數(shù),支持SPC過程控制。在PDMS芯片檢測中,單芯片檢測時間<2分鐘,效率較人工檢測提升20倍,良品率統(tǒng)計精度達0.1%。該系統(tǒng)已集成至量產產線,實現(xiàn)從原材料入庫到成品出廠的全鏈路質量追溯,為微流控芯片的標準化生產提供了可靠保障,尤其適用于高精度醫(yī)療檢測芯片與工業(yè)控制芯片的質量管控。電子束光刻是 MEMS 微納米加工中一種高分辨率的加工方法,能制造出極其微小的結構。廣東MEMS微納米加工的生物傳感器
弧形柱子點陣加工技術通過激光直寫與刻蝕實現(xiàn)仿生結構,優(yōu)化細胞黏附與流體動力學特性。山東MEMS微納米加工風格
MEMS制作工藝ICP深硅刻蝕:
在半導體制程中,單晶硅與多晶硅的刻蝕通常包括濕法刻蝕和干法刻蝕兩種方法各有優(yōu)劣,各有特點。濕法刻蝕即利用特定的溶液與薄膜間所進行的化學反應來去除薄膜未被光刻膠掩膜覆蓋的部分,而達到刻蝕的目的。因為濕法刻蝕是利用化學反應來進行薄膜的去除,而化學反應本身不具方向性,因此濕法刻蝕過程為等向性。
濕法刻蝕過程可分為三個步驟:
1)化學刻蝕液擴散至待刻蝕材料之表面;
2)刻蝕液與待刻蝕材料發(fā)生化學反應;3)反應后之產物從刻蝕材料之表面擴散至溶液中,并隨溶液排出。濕法刻蝕之所以在微電子制作過程中被采用乃由于其具有低成本、高可靠性、高產能及優(yōu)越的刻蝕選擇比等優(yōu)點。
但相對于干法刻蝕,除了無法定義較細的線寬外,濕法刻蝕仍有以下的缺點:
1)需花費較高成本的反應溶液及去離子水;
2)化學藥品處理時人員所遭遇的安全問題;
3)光刻膠掩膜附著性問題;
4)氣泡形成及化學腐蝕液無法完全與晶片表面接觸所造成的不完全及不均勻的刻蝕 山東MEMS微納米加工風格