微纳传感器设计与制造技术

  

        随着MEMS微纳制造技术的不断进步,MEMS传感器在航空航天、生化医疗、食品安全等领域得到广泛的应用,特别是近几年来伴随着汽车电子产品和物联网的快速发展,市场对不同类型和功能的MEMS传感器需求量越来越大。实验室在此方向上的主要研究内容包括:各种物理量MEMS传感器(如加速度、角速度等惯性传感器,压力传感器、温度传感器、硅基振荡器、高度计、应变计、麦克风等)、痕量气体传感器、微流量计、无源微能量采集器及航天光纤传感器等器件的原理、设计和制造技术研究。 

        微纳制造技术作为MEMS传感器的实现手段,它直接决定了传感器的性能与制作成本,是传感器可产品化和批量化制造的前提。近几年来,实验室提出了一种MEMS“微创手术”  (MISMicro-holes Interetch         & Sealing的缩写,与微创手术英文Minimally Invasive Surgery缩写相同)制造技术,可实现单硅片单面复杂三维体硅微机械结构的制作,且该制作技术属于单面工艺,可以突破尺寸缩小与加工成本的制约关系,具有与IC Foundry标准半导体工艺相兼容进行高成品率低成本规模制造的能力。基于MIS工艺加工技术,实验室成功研制出了一系列不同类型和功能的MEMS传感器芯片(如下面图片所示),部分传感器与先进半导体、矽睿、杰发科、212所等多家单位合作,实现了多个传感器的产业化推广应用。此外,在IEEE ED-LetterIEEE J-MEMSJMMMEMSTransducersMEMS领域国际著名学术期刊和会议上发表论文20余篇,申请国内发明专利十多项,已授权专利8项。“十三五”期间,实验室将针对市场需求结合MIS工艺对MEMS传感器进行可产品化和可批量化制造技术研究;通过对MIS工艺的进一步完善与拓展,尝试在生化传感器方面的应用研究与推广。 

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