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新疆MEMS微纳米加工的生物传感器

来源: 发布时间:2024年03月29日

加速度传感器是很早广泛应用的MEMS之一。MEMS,作为一个机械结构为主的技术,可以通过设计使一个部件(图中橙色部件)相对底座substrate产生位移(这也是绝大部分MEMS的工作原理),这个部件称为质量块(proofmass)。质量块通过锚anchor,铰链hinge,或弹簧spring与底座连接。铰链或悬臂梁部分固定在底座。当感应到加速度时,质量块相对底座产生位移。通过一些换能技术可以将位移转换为电能,如果采用电容式传感结构(电容的大小受到两极板重叠面积或间距影响),电容大小的变化可以产生电流信号供其信号处理单元采样。通过梳齿结构可以极大地扩大传感面积,提高测量精度,降低信号处理难度。加速度计还可以通过压阻式、力平衡式和谐振式等方式实现。MEMS传感器行业为国内企业追赶提供了契机。新疆MEMS微纳米加工的生物传感器

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MEMS技术的主要分类:传感MEMS技术是指用微电子微机械加工出来的、用敏感元件如电容、压电、压阻、热电耦、谐振、隧道电流等来感受转换电信号的器件和系统。它包括速度、压力、湿度、加速度、气体、磁、光、声、生物、化学等各种传感器,按种类分主要有:面阵触觉传感器、谐振力敏感传感器、微型加速度传感器、真空微电子传感器等。传感器的发展方向是阵列化、集成化、智能化。由于传感器是人类探索自然界的触角,是各种自动化装置的神经元,且应用领域大,未来将备受世界各国的重视。新疆MEMS微纳米加工的生物传感器基于MEMS技术的SAW器件是什么?

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新材料或将成为国产MEMS发展的新机会。截止到目前,硅基MEMS发展已经有40多年的发展历程,如何提高产品性能、降低成本是全球企业都在思考的问题,而基于新材料的MEMS器件则成为摆在眼前的大奶酪,PZT、氮化铝、氧化钒、锗等新材料MEMS器件的研究正在进行中,抢先一步投入应用,将是国产MEMS弯道超车的时机。另外,将多种单一功能传感器组合成多功能合一的传感器模组,再进行集成一体化,也是MEMS产业新机会。提高自主创新意识,加强创新能力,也不是那么的遥远。

通过MEMS技术制作的生物传感器,围绕细胞分选检测、生物分子检测、人工听觉微系统等方向,突破了高通量细胞图形化、片上细胞聚焦分选、耳蜗内声电混合刺激、高时空分辨率相位差分检测等一批具有自主知识产权的关键技术,取得了一批原创性成果,研制了具有世界很高水平的高通量原位细胞多模式检测系统、流式细胞仪、系列流式细胞检测芯片等检测仪器,打破了相关领域国际厂商的技术封锁和垄断。总之,面向医疗健康领域的重大需求,经过多年持续的努力,我们取得一系列具有国际先进水平的科研成果,部分技术处于国际前列地位,其中多项技术尚属国际开创。MEMS的柔性电极是什么?

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基于MEMS技术的SAW器件:

  声表面波(SAW)传感器是近年来发展起来的一种新型微声传感器,是种用声表面波器件作为传感元件,将被测量的信息通过声表面波器件中声表面波的速度或频率的变化反映出来,并转换成电信号输出的传感器。

  声表面波传感器能够精确测量物理、化学等信息(如温度、应力、气体密度)。由于体积小,声表面波器件被誉为开创了无线、小型传感器的新纪元,同时,其与集成电路兼容性强,在模拟数字通信及传感领域获得了广泛的应用。

  声表面波传感器能将信号集中于基片表面、工作频率高,具有极高的信息敏感精度,能迅速地将检测到的信息转换为电信号输出,具有实时信息检测的特性,另外,声表面波传感器还具有微型化、集成化、无源、低成本、低功耗、直接频率信号输出等优点。 MEMS的芯片制造过程是怎么样的?新疆MEMS微纳米加工的生物传感器

超透镜的电子束直写和刻蚀工艺其实并不复杂。新疆MEMS微纳米加工的生物传感器

MEMS制作工艺深硅刻蚀即ICP刻蚀工艺:硅等离子体刻蚀工艺的基本原理干法刻蚀是利用射频电源使反应气体生成反应活性高的离子和电子,对硅片进行物理轰击及化学反应,以选择性的去除我们需要去除的区域。被刻蚀的物质变成挥发性的气体,经抽气系统抽离,然后按照设计图形要求刻蚀出我们需要实现的深度。干法刻蚀可以实现各向异性,垂直方向的刻蚀速率远大于侧向的。其原理如图所示,生成CF基的聚合物以进行侧壁掩护,以实现各向异性刻蚀刻蚀过程一般来说包含物理溅射性刻蚀和化学反应性刻蚀。对于物理溅射性刻蚀就是利用辉光放电,将气体解离成带正电的离子,再利用偏压将离子加速,溅击在被蚀刻物的表面,而将被蚀刻物质原子击出(各向异性)。对于化学反应性刻蚀则是产生化学活性极强的原(分)子团,此原(分)子团扩散至待刻蚀物质的表面,并与待刻蚀物质反应产生挥发性的反应生成物(各向同性),并被真空设备抽离反应腔新疆MEMS微纳米加工的生物传感器