神經電子芯片的MEMS微納加工技術與臨床應用:神經電子芯片作為植入式醫療設備的**組件,對微型化、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,成功開發多通道神經電刺激SoC芯片,可實現無線充電與通訊功能,將控制信號轉化為精細電刺激脈沖,用于神經感知、調控及阻斷。以128像素視網膜假體芯片為例,通過MEMS薄膜沉積技術在硅基基板上制備高密度電極陣列,單個電極尺寸*50μm×50μm,間距100μm,確保對視網膜神經細胞的靶向刺激。芯片表面采用聚酰亞胺(PI)與氮化硅復合涂層,經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,植入體壽命可達5年以上。目前該芯片已批量交付,由母公司中科先見推進至臨床前動物實驗階段,針對視網膜退行***變患者,可重建0.1-0.3的視力,為盲人復明提供了突破性解決方案。該技術突破了傳統植入設備的體積限制,芯片整體厚度<200μm,兼容微創植入手術,推動神經調控技術向精細化、長期化發展。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。MEMSMEMS微納米加工共同合作
MEMS發展的目標在于,通過微型化、集成化來探索新原理、新功能的元件和系統,開辟一個新技術領域和產業。MEMS可以完成大尺寸機電系統所不能完成的任務,也可嵌入大尺寸系統中,把自動化、智能化和可靠性水平提高到一個新的水平。21世紀MEMS將逐步從實驗室走向實用化,對工農業、信息、環境、生物工程、醫療、空間技術和科學發展產生重大影響。MEMS(微機電系統)大量用于汽車安全氣囊,而后以MEMS傳感器的形式被大量應用在汽車的各個領域,隨著MEMS技術的進一步發展,以及應用終端“輕、薄、短、小”的特點,對小體積高性能的MEMS產品需求增勢迅猛,消費電子、醫療等領域也大量出現了MEMS產品的身影。吉林多功能MEMS微納米加工微納加工產業化能力覆蓋設計、工藝、量產全鏈條,月產能達 50,000 片并持續技術創新。
MEMS四種刻蝕工藝的不同需求:
1.體硅刻蝕:一些塊體蝕刻些微機電組件制造過程中需要蝕刻挖除較大量的Si基材,如壓力傳感器即為一例,即通過蝕刻硅襯底背面形成深的孔洞,但未蝕穿正面,在正面形成一層薄膜。還有其他組件需蝕穿晶圓,不是完全蝕透晶背而是直到停在晶背的鍍層上。基于Bosch工藝的一項特點,當要維持一個近乎于垂直且平滑的側壁輪廓時,是很難獲得高蝕刻率的。因此通常為達到很高的蝕刻率,一般避免不了伴隨產生具有輕微傾斜角度的側壁輪廓。不過當采用這類塊體蝕刻時,工藝中很少需要垂直的側壁。
2.準確刻蝕:精確蝕刻精確蝕刻工藝是專門為體積較小、垂直度和側壁輪廓平滑性上升為關鍵因素的組件而設計的。就微機電組件而言,需要該方法的組件包括微光機電系統及浮雕印模等。一般說來,此類特性要求,蝕刻率的均勻度控制是遠比蝕刻率重要得多。由于蝕刻劑在蝕刻反應區附近消耗率高,引發蝕刻劑密度相對降低,而在晶圓邊緣蝕刻率會相應地增加,整片晶圓上的均勻度問題應運而生。上述問題可憑借對等離子或離子轟擊的分布圖予以校正,從而達到均鐘刻的目的。
超聲影像芯片的全集成MEMS設計與性能突破:針對超聲PZT換能器及CMUT/PMUT新型傳感器的收發需求,公司開發了**SoC超聲收發芯片,采用0.18mm高壓SOI工藝實現發射與開關復用,大幅節省芯片面積的同時提升性能。在發射端,通過MEMS高壓驅動電路設計,實現±100V峰值輸出電壓與1A持續輸出電流,較TI同類產品提升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100Msps,信噪比(SNR)達73.5dB,有效提升弱信號檢測能力。芯片采用多層金屬布線與硅通孔(TSV)技術,實現3D堆疊集成,封裝尺寸較傳統方案縮小40%。在二次諧波抑制方面,通過優化版圖布局與寄生參數補償,將5MHz信號的二次諧波降至-40dBc,優于行業基準-45dBc,***提升圖像分辨率。目前TX芯片已完成流片,與掌上超聲企業合作開發便攜式超聲設備,可實現腹部、心血管等部位的實時成像,探頭尺寸*30mm×20mm,重量<50g,推動超聲診斷設備向小型化、智能化邁進,助力基層醫療場景普及。微流控與金屬片電極鑲嵌工藝,解決流道與電極集成的接觸電阻問題并提升檢測穩定性。
基于MEMS技術的SAW器件的工作模式和原理:
聲表面波器件一般使用壓電晶體(例如石英晶體等)作為媒介,然后通過外加一正電壓產生聲波,并通過襯底進行傳播,然后轉換成電信號輸出。聲表面波傳感器中起主導作用的主要是壓電效應,其設計時需要考慮多種因素:如相對尺寸、敏感性、效率等。一般地,無線無源聲表面波傳感器的信號頻率范圍從40MHz到幾個GHz。圖2所示為聲表面波傳感器常見的結構,主要部分包括壓電襯底天線、敏感薄膜、IDT等。傳感器的敏感層通過改變聲表面波的速度來實現頻率的變化。
無線無源聲表面波系統包:發射器、接收器、聲表面波器件、通信頻道。發射器和接收器組合成收發器或者解讀器的單一模塊。圖3為聲表面波系統及其相互關聯的基礎部件。解讀器將功率傳送給聲表面波器件,該功率可以是收發器輸入的連續波,脈沖或者喝啾。一般地,聲表面波器件獲得的功率大小具有一定限制,以降低發射功率,從而得到相同平均功率的喝啾。根據各向同性的輻射體,接收的信號一般能通過高效的輻射功率天線發射。 MEMS的超透鏡是什么?福建MEMS微納米加工資費
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。MEMSMEMS微納米加工共同合作
物聯網普及極大拓展MEMS應用場景。物聯網的產業架構可以分為四層:感知層、傳輸層、平臺層和應用層,MEMS器件是物聯網感知層重要組成部分。物聯網的發展帶動智能終端設備普及,推動MEMS需求放量,據全球移動通信系統協會GSMA統計,全球物聯網設備數量已從2010年的20億臺,增長到2019年的120億臺,未來受益于5G商用化和WiFi 6的發展,物聯網市場潛力巨大,GSMA預測,到2025年全球物聯網設備將達到246億臺,2019到2025年將保持12.7%的復合增長率。MEMSMEMS微納米加工共同合作