河北现代MEMS微纳米加工

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。PVD磁控溅射、PECVD气相沉积、IBE刻蚀、ICP-RIE深刻蚀是构成MEMS技术的必备工艺。河北现代MEMS微纳米加工

生物医疗传感芯片对结构精度、生物兼容性的高要求，让 MEMS 微纳米加工成为其制造技术，深圳市勃望初芯半导体科技有限公司的加工服务在此领域成效。以公司产品 “芯弃疾 JX-8B 单分子 ELISA 芯片” 为例，加工过程需通过 MEMS 技术实现多重精密结构：首先在硅衬底上刻蚀微米级微反应池（容积 50-100nL），减少样品用量；然后通过溅射镀膜与 EBL 光刻，制作纳米级捕获抗体阵列（点径 100nm），提升抗体与抗原的结合效率；封装微流道与检测电极，实现 “样品进 - 结果出” 的一体化检测。该芯片的加工精度直接决定检测性能 —— 微反应池的容积误差控制在 ±5%，确保反应条件一致性；纳米抗体阵列的间距误差小于 10nm，避免信号干扰，终使芯片检测灵敏度达 fg/mL 级别，可捕获传统试剂盒无法识别的微量标志物。在某医院的临床试点中，该芯片用于肺早期筛查，对低浓度胚抗原（CEA）的检出率比传统方法提升 30%，充分体现了 MEMS 微纳米加工在生物医疗领域的实用价值。吉林MEMS微纳米加工互惠互利高压 SOI 工艺实现芯片内高压驱动与低压控制集成，耐压超 200V 并降低寄生电容 40%。

MEMS微纳加工的产业化能力与技术储备：公司在MEMS微纳加工领域构建了完整的技术体系与产业化能力，涵盖从设计仿真（使用COMSOL、Lumerical等软件）到工艺开发（10+种主流加工工艺）、批量生产（万级洁净车间，月产能50,000片）的全链条服务。技术储备方面，持续投入下一代微纳加工技术，包括：①纳米压印技术实现10nm级结构复制，支持单分子测序芯片开发；②激光诱导正向转移（LIFT）技术实现金属电极的无掩膜直写，加工速度提升5倍；③可降解聚合物加工工艺，开发聚乳酸基微流控芯片，适用于体内短期植入检测。在设备端，引进了电子束曝光机（分辨率5nm）、电感耦合等离子体刻蚀机（ICP，刻蚀速率20μm/min）、全自动键合机（对准精度±1μm）等装备，构建了快速打样与规模生产的柔性制造平台。未来，公司将聚焦“微纳加工+生物传感+智能集成”的战略方向，推动MEMS技术在精细医疗、环境监测、消费电子等领域的深度应用，通过持续创新保持技术**地位，成为全球先进的微纳器件解决方案供应商。

MEMS四种刻蚀工艺的不同需求：

1.体硅刻蚀：一些块体蚀刻些微机电组件制造过程中需要蚀刻挖除较大量的Si基材，如压力传感器即为一例，即通过蚀刻硅衬底背面形成深的孔洞，但未蚀穿正面，在正面形成一层薄膜。还有其他组件需蚀穿晶圆，不是完全蚀透晶背而是直到停在晶背的镀层上。基于Bosch工艺的一项特点，当要维持一个近乎于垂直且平滑的侧壁轮廓时，是很难获得高蚀刻率的。因此通常为达到很高的蚀刻率，一般避免不了伴随产生具有轻微倾斜角度的侧壁轮廓。不过当采用这类块体蚀刻时，工艺中很少需要垂直的侧壁。

2.准确刻蚀：精确蚀刻精确蚀刻工艺是专门为体积较小、垂直度和侧壁轮廓平滑性上升为关键因素的组件而设计的。就微机电组件而言，需要该方法的组件包括微光机电系统及浮雕印模等。一般说来，此类特性要求，蚀刻率的均匀度控制是远比蚀刻率重要得多。由于蚀刻剂在蚀刻反应区附近消耗率高，引发蚀刻剂密度相对降低，而在晶圆边缘蚀刻率会相应地增加，整片晶圆上的均匀度问题应运而生。上述问题可凭借对等离子或离子轰击的分布图予以校正，从而达到均钟刻的目的。 MEMS制作工艺-太赫兹脉冲辐射探测。

国内政策大力推动MEMS产业发展：国家政策大力支持传感器发展，国内MEMS企业拥有好的发展环境。我国高度重视MEMS和传感器技术发展，在2017年工信部出台的《智能传感器产业三年行动指南（2017-2019）》中，明确指出要着力突破硅基MEMS加工技术、MEMS与互补金属氧化物半导体（CMOS）集成、非硅模块化集成等工艺技术，推动发展器件级、晶圆级MEMS封装和系统级测试技术。国家政策高度支持MEMS制造企业研发创新，政策驱动下，国内MEMS制造企业获得发展良机。金属流道 PDMS 芯片与 PET 基板键合，实现柔性微流控芯片与刚性电路的高效集成。标准MEMS微纳米加工生物芯片

热压印技术支持 PMMA/COC 等材料微结构快速成型，较注塑工艺缩短工期并降低成本。河北现代MEMS微纳米加工

MEMS 微纳米加工并非孤立技术，与微流控、光学、电学技术的融合，能拓展器件功能边界，深圳市勃望初芯半导体科技有限公司在这一领域展现出丰富的创新能力。在 “MEMS + 微流控” 融合中，公司在硅基或 PI 衬底上，通过 MEMS 刻蚀制作微通道（宽度 10-100μm），同时集成纳米级检测电极，实现 “流体输送 + 信号检测” 一体化，如生物样品分析芯片，可在微通道内完成样品预处理，通过电极检测反应信号，检测时间从传统 2 小时缩短至 15 分钟；在 “MEMS + 光学” 融合中，将纳米级光学超表面结构（如光栅、纳米柱）通过 EBL 光刻加工在 MEMS 传感器表面，实现光学信号与电学信号的协同检测，如荧光检测芯片，超表面结构聚焦荧光信号，MEMS 电极捕获电学信号，检测灵敏度提升 5 倍以上；在 “MEMS + 电学” 融合中，加工微型加热电极与温度传感器，实现器件的温度精细调控，如核酸扩增芯片，通过 MEMS 加热电极将温度控制在 95℃（变性）、55℃（退火）、72℃（延伸），温度波动小于 ±0.5℃，确保扩增效率。某科研团队借助这种融合加工服务，开发出多功能生物检测芯片，集成微流控、光学、电学模块，可同时完成样品分离、扩增、检测，为快速诊断提供了创新工具。河北现代MEMS微纳米加工