加速度傳感器是很早廣泛應(yīng)用的MEMS之一。MEMS,作為一個(gè)機(jī)械結(jié)構(gòu)為主的技術(shù),可以通過設(shè)計(jì)使一個(gè)部件(圖中橙色部件)相對底座substrate產(chǎn)生位移(這也是絕大部分MEMS的工作原理),這個(gè)部件稱為質(zhì)量塊(proofmass)。質(zhì)量塊通過錨anchor,鉸鏈hinge,或彈簧spring與底座連接。鉸鏈或懸臂梁部分固定在底座。當(dāng)感應(yīng)到加速度時(shí),質(zhì)量塊相對底座產(chǎn)生位移。通過一些換能技術(shù)可以將位移轉(zhuǎn)換為電能,如果采用電容式傳感結(jié)構(gòu)(電容的大小受到兩極板重疊面積或間距影響),電容大小的變化可以產(chǎn)生電流信號供其信號處理單元采樣。通過梳齒結(jié)構(gòu)可以極大地?cái)U(kuò)大傳感面積,提高測量精度,降低信號處理難度。加速度計(jì)還可以通過壓阻式、力平衡式和諧振式等方式實(shí)現(xiàn)。128 像素視網(wǎng)膜假體芯片已批量交付,臨床前實(shí)驗(yàn)針對視網(wǎng)膜病變患者重建基本視力。新疆什么是MEMS微納米加工
物聯(lián)網(wǎng)普及極大拓展MEMS應(yīng)用場景。物聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)業(yè)架構(gòu)可以分為四層:感知層、傳輸層、平臺層和應(yīng)用層,MEMS器件是物聯(lián)網(wǎng)感知層重要組成部分。物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展帶動(dòng)智能終端設(shè)備普及,推動(dòng)MEMS需求放量,據(jù)全球移動(dòng)通信系統(tǒng)協(xié)會(huì)GSMA統(tǒng)計(jì),全球物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)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(fā)展,物聯(lián)網(wǎng)市場潛力巨大,GSMA預(yù)測,到2025年全球物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備將達(dá)到246億臺,2019到2025年將保持12.7%的復(fù)合增長率。哪些是MEMS微納米加工方法磁傳感器和MEMS磁傳感器有什么區(qū)別?
MEMS制作工藝-微流控芯片:
微流控芯片技術(shù)(Microfluidics)是把生物、化學(xué)、醫(yī)學(xué)分析過程的樣品制備、反應(yīng)、分離、檢測等基本操作單元集成到一塊微米尺度的芯片上,自動(dòng)完成分析全過程。微流控芯片(microfluidicchip)是當(dāng)前微全分析系統(tǒng)(MiniaturizedTotalAnalysisSystems)發(fā)展的熱點(diǎn)領(lǐng)域。
微流控芯片分析以芯片為操作平臺,同時(shí)以分析化學(xué)為基礎(chǔ),以微機(jī)電加工技術(shù)為依托,以微管道網(wǎng)絡(luò)為結(jié)構(gòu)特征,以生命科學(xué)為目前主要應(yīng)用對象,是當(dāng)前微全分析系統(tǒng)領(lǐng)域發(fā)展的重點(diǎn)。它的目標(biāo)是把整個(gè)化驗(yàn)室的功能,包括采樣、稀釋、加試劑、反應(yīng)、分離、檢測等集成在微芯片上,且可以多次使用。
射頻MEMS器件分為MEMS濾波器、MEMS開關(guān)、MEMS諧振器等。射頻前端模組主要由濾波器、低噪聲放大器、功率放大器、射頻開關(guān)等器件組成,其中濾波器是射頻前端中重要的分立器件,濾波器的工藝就是MEMS,在射頻前端模組中占比超過50%,主要由村田制作所等國外公司生產(chǎn)。因?yàn)闆]有適用的國產(chǎn)5GMEMS濾波器,因此華為手機(jī)只能用4G,也是這個(gè)原因,可見MEMS濾波器的重要性。濾波器(SAW、BAW、FBAR等),負(fù)責(zé)接收通道的射頻信號濾波,將接收的多種射頻信號中特定頻率的信號輸出,將其他頻率信號濾除。以SAW聲表面波為例,通過電磁信號-聲波-電磁信號的兩次轉(zhuǎn)換,將不受歡迎的頻率信號濾除。MEMS技術(shù)常用工藝技術(shù)組合有:紫外光刻、電子束光刻EBL、PVD磁控濺射、IBE刻蝕、ICP-RIE深刻蝕。
基于MEMS技術(shù)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(chǎn)生聲波,并通過襯底進(jìn)行傳播,然后轉(zhuǎn)換成電信號輸出。聲表面波傳感器中起主導(dǎo)作用的主要是壓電效應(yīng),其設(shè)計(jì)時(shí)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(gè)GHz。圖2所示為聲表面波傳感器常見的結(jié)構(gòu),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(shí)現(xiàn)頻率的變化。
無線無源聲表面波系統(tǒng)包:發(fā)射器、接收器、聲表面波器件、通信頻道。發(fā)射器和接收器組合成收發(fā)器或者解讀器的單一模塊。圖3為聲表面波系統(tǒng)及其相互關(guān)聯(lián)的基礎(chǔ)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(fā)器輸入的連續(xù)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(fā)射功率,從而得到相同平均功率的喝啾。根據(jù)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(fā)射。 超聲影像 SoC 芯片采用 0.18mm 高壓 SOI 工藝,發(fā)射與開關(guān)復(fù)用設(shè)計(jì)節(jié)省面積并提升性能。哪里有MEMS微納米加工圖片
MEMS是一種現(xiàn)代化的制造技術(shù)。新疆什么是MEMS微納米加工
玻璃與硅片微流道精密加工:深圳市勃望初芯半導(dǎo)體科技有限公司依托深硅反應(yīng)離子刻蝕(DRIE)技術(shù),實(shí)現(xiàn)玻璃與硅片基材的高精度微流道加工。針對玻璃芯片,通過光刻掩膜與氫氟酸濕法刻蝕工藝,可制備深寬比達(dá)10:1、表面粗糙度低于50nm的微通道網(wǎng)絡(luò),適用于高通量單細(xì)胞操控與生化反應(yīng)腔構(gòu)建。硅片加工則采用干法刻蝕結(jié)合等離子體表面改性技術(shù),形成親疏水交替的微流道結(jié)構(gòu),提升毛細(xì)力驅(qū)動(dòng)效率。例如,在核酸檢測芯片中,硅基微流道通過自驅(qū)動(dòng)流體設(shè)計(jì),無需外接泵閥即可完成樣本裂解、擴(kuò)增與檢測全流程,檢測時(shí)間縮短至1小時(shí)以內(nèi),靈敏度達(dá)1拷貝/μL。此類芯片還可集成微加熱元件,實(shí)現(xiàn)PCR溫控精度±0.1℃,為分子診斷提供高效硬件平臺。新疆什么是MEMS微納米加工