MEMS超表面對(duì)特性的調(diào)控:
1.超表面meta-surface對(duì)偏振的調(diào)控:在偏振方面,超表面可實(shí)現(xiàn)偏振轉(zhuǎn)換、旋光、矢量光束產(chǎn)生等功能。
2.超表面meta-surface對(duì)振幅的調(diào)控。超表面可以實(shí)現(xiàn)光的非對(duì)稱(chēng)透過(guò)、消反射、增透射、磁鏡、類(lèi)EIT效應(yīng)等。
3.超表面meta-surface對(duì)頻率的調(diào)控。超表面的微結(jié)構(gòu)在共振情況下可實(shí)現(xiàn)較強(qiáng)的局域場(chǎng)增強(qiáng),利用這些局域場(chǎng)增大效應(yīng),可以實(shí)現(xiàn)非線性信號(hào)或熒光信號(hào)的增強(qiáng)。在可見(jiàn)光波段,不同頻率的光對(duì)應(yīng)不同的顏色,超表面的頻率選擇特性可以用于實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)色。
我們?cè)谧匀唤缰锌吹降念伾珡漠a(chǎn)生原理上可以分為兩大類(lèi),一類(lèi)是由材料的反射、吸收、散射等特性決定的顏色,比如常見(jiàn)的顏料、塑料袋的顏色等;另一類(lèi)是由物質(zhì)的結(jié)構(gòu),而不是其所用材料來(lái)決定的顏色,即所謂的結(jié)構(gòu)色,比如蝴蝶的顏色、某些魚(yú)類(lèi)的顏色等。人們利用超表面,可以通過(guò)改變其結(jié)構(gòu)單元的尺寸、形狀等幾何參數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)超表面的顏色的自由調(diào)控,可用于高像素成像、可視化生物傳感Bio-sensor等領(lǐng)域。 自動(dòng)化檢測(cè)系統(tǒng)基于機(jī)器視覺(jué),實(shí)現(xiàn)微流控芯片尺寸測(cè)量、缺陷識(shí)別與統(tǒng)計(jì)分析一體化。云南MEMS微納米加工結(jié)構(gòu)
超薄石英玻璃雙面套刻加工技術(shù)解析:在厚度100μm以上的超薄石英玻璃基板上進(jìn)行雙面套刻加工,是實(shí)現(xiàn)高集成度微流控芯片與光學(xué)器件的關(guān)鍵技術(shù)。公司采用激光微加工與紫外光刻結(jié)合工藝,首先通過(guò)CO?激光切割實(shí)現(xiàn)玻璃基板的高精度成型(邊緣誤差<±5μm),然后利用雙面光刻對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)(精度±1μm)進(jìn)行微結(jié)構(gòu)加工。正面通過(guò)干法刻蝕制備5-50μm深度的微流道,背面采用離子束濺射沉積100nm厚度的金屬電極層,經(jīng)光刻剝離形成微米級(jí)電極陣列。針對(duì)玻璃材質(zhì)的脆性特點(diǎn),開(kāi)發(fā)了低溫鍵合技術(shù)(150-200℃),使用硅基粘合劑實(shí)現(xiàn)雙面結(jié)構(gòu)的密封,鍵合強(qiáng)度>3MPa,耐水壓>50kPa。該技術(shù)應(yīng)用于光聲成像芯片時(shí),正面微流道實(shí)現(xiàn)樣本輸送,背面電極陣列同步激發(fā)光聲信號(hào),光-電信號(hào)延遲<10ns,成像分辨率達(dá)50μm。此外,超薄玻璃的高透光性(>95%@400-1000nm)與化學(xué)穩(wěn)定性,使其成為熒光檢測(cè)、拉曼光譜分析等**芯片的優(yōu)先基板,公司已實(shí)現(xiàn)4英寸晶圓級(jí)批量加工,成品率>90%,為光學(xué)微系統(tǒng)集成提供了可靠的制造平臺(tái)。浙江MEMS微納米加工工程測(cè)量PVD磁控濺射、PECVD氣相沉積、IBE刻蝕、ICP-RIE深刻蝕是構(gòu)成MEMS技術(shù)的必備工藝。
超聲影像芯片的全集成MEMS設(shè)計(jì)與性能突破:針對(duì)超聲PZT換能器及CMUT/PMUT新型傳感器的收發(fā)需求,公司開(kāi)發(fā)了**SoC超聲收發(fā)芯片,采用0.18mm高壓SOI工藝實(shí)現(xiàn)發(fā)射與開(kāi)關(guān)復(fù)用,大幅節(jié)省芯片面積的同時(shí)提升性能。在發(fā)射端,通過(guò)MEMS高壓驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)±100V峰值輸出電壓與1A持續(xù)輸出電流,較TI同類(lèi)產(chǎn)品提升30%,滿足深部組織成像的能量需求;接收端集成12位ADC,采樣率可達(dá)100Msps,信噪比(SNR)達(dá)73.5dB,有效提升弱信號(hào)檢測(cè)能力。芯片采用多層金屬布線與硅通孔(TSV)技術(shù),實(shí)現(xiàn)3D堆疊集成,封裝尺寸較傳統(tǒng)方案縮小40%。在二次諧波抑制方面,通過(guò)優(yōu)化版圖布局與寄生參數(shù)補(bǔ)償,將5MHz信號(hào)的二次諧波降至-40dBc,優(yōu)于行業(yè)基準(zhǔn)-45dBc,***提升圖像分辨率。目前TX芯片已完成流片,與掌上超聲企業(yè)合作開(kāi)發(fā)便攜式超聲設(shè)備,可實(shí)現(xiàn)腹部、心血管等部位的實(shí)時(shí)成像,探頭尺寸*30mm×20mm,重量<50g,推動(dòng)超聲診斷設(shè)備向小型化、智能化邁進(jìn),助力基層醫(yī)療場(chǎng)景普及。
三維微納結(jié)構(gòu)的跨尺度加工技術(shù):跨尺度加工技術(shù)實(shí)現(xiàn)了從納米級(jí)到毫米級(jí)結(jié)構(gòu)的一體化制造,滿足復(fù)雜微流控系統(tǒng)對(duì)多尺度功能單元的需求。公司結(jié)合電子束光刻(EBL,分辨率10nm)、紫外光刻(分辨率1μm)與機(jī)械加工(精度10μm),在單一基板上構(gòu)建跨3個(gè)數(shù)量級(jí)的微結(jié)構(gòu)。例如,在類(lèi)***培養(yǎng)芯片中,納米級(jí)表面紋理(粗糙度Ra<50nm)促進(jìn)細(xì)胞黏附,微米級(jí)流道(寬度50μm)控制營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)輸送,毫米級(jí)進(jìn)樣口(直徑1mm)兼容外部管路。加工過(guò)程中,通過(guò)工藝分層設(shè)計(jì),先進(jìn)行納米結(jié)構(gòu)制備(如EBL定義細(xì)胞外基質(zhì)蛋白圖案),再通過(guò)紫外光刻形成中層流道,***機(jī)械加工完成宏觀接口,各層結(jié)構(gòu)對(duì)準(zhǔn)誤差<±2μm。該技術(shù)突破了單一工藝的尺度限制,實(shí)現(xiàn)了功能的跨尺度集成,在芯片實(shí)驗(yàn)室(Lab-on-a-Chip)中具有重要應(yīng)用。公司已成功制備包含10nm電極間隙、1μm流道與1mm閥門(mén)的復(fù)合芯片,用于單分子電信號(hào)檢測(cè),信號(hào)分辨率提升至10fA,為納米生物技術(shù)與微流控工程的交叉融合提供了關(guān)鍵制造能力。公司開(kāi)發(fā)的神經(jīng)電子芯片支持無(wú)線充電與通訊,可將電信號(hào)轉(zhuǎn)化為脈沖用于神經(jīng)調(diào)控替代。
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(duì)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(kāi)發(fā)多通道神經(jīng)電刺激SoC芯片,可實(shí)現(xiàn)無(wú)線充電與通訊功能,將控制信號(hào)轉(zhuǎn)化為精細(xì)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(guò)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(gè)電極尺寸*50μm×50μm,間距100μm,確保對(duì)視網(wǎng)膜神經(jīng)細(xì)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(dá)5年以上。目前該芯片已批量交付,由母公司中科先見(jiàn)推進(jìn)至臨床前動(dòng)物實(shí)驗(yàn)階段,針對(duì)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(dòng)神經(jīng)調(diào)控技術(shù)向精細(xì)化、長(zhǎng)期化發(fā)展。MEMS器件制造工藝更偏定制化。湖北MEMS微納米加工模型設(shè)計(jì)
全球及中國(guó)mems芯片市場(chǎng)有哪些?云南MEMS微納米加工結(jié)構(gòu)
新材料或?qū)⒊蔀閲?guó)產(chǎn)MEMS發(fā)展的新機(jī)會(huì)。截止到目前,硅基MEMS發(fā)展已經(jīng)有40多年的發(fā)展歷程,如何提高產(chǎn)品性能、降低成本是全球企業(yè)都在思考的問(wèn)題,而基于新材料的MEMS器件則成為擺在眼前的大奶酪,PZT、氮化鋁、氧化釩、鍺等新材料MEMS器件的研究正在進(jìn)行中,搶先一步投入應(yīng)用,將是國(guó)產(chǎn)MEMS彎道超車(chē)的好時(shí)機(jī)。另外,將多種單一功能傳感器組合成多功能合一的傳感器模組,再進(jìn)行集成一體化,也是MEMS產(chǎn)業(yè)新機(jī)會(huì)。提高自主創(chuàng)新意識(shí),加強(qiáng)創(chuàng)新能力,也不是那么的遙遠(yuǎn)。云南MEMS微納米加工結(jié)構(gòu)