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基于工艺自限制特性的单面加工微纳规模制造关键技术

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登记号:G20200550

所属行业:制造业

学科分类:物理学;信息科学与系统科学;产品应用相关工程与技术;

关键词: MEMS 传感器 纳米敏感结构 IC工艺 低温低应力

绿色分类:其他资源效率提升;

  • 基本信息
成果名称: 基于工艺自限制特性的单面加工微纳规模制造关键技术
成果登记号: G20200550 学科分类: 物理学;信息科学与系统科学;产品应用相关工程与技术;
绿色分类: 其他资源效率提升; 项目关键词: MEMS  传感器  纳米敏感结构  IC工艺  低温低应力
推荐单位:

中国科学院上海微系统与信息技术研究所

成果所处阶段: 成熟应用阶段
合作方式: 合资合作,面洽, 成果所属行业: 制造业
国家/地区: 中国 知识产权: 发明专利,其他
简介: 点击查看

该项目属微机电系统(MEMS)领域。MEMS可将传感器、执行器和处理电路单片集成在一起构成单片集成传感器或系统,还可实现大规模批量制造,是支撑智能技术等发展的底层核心芯片技术。该项目针对我国MEMS规模制造能力薄弱的状况,在国家973等项目支持下,基于工艺自限制特性,发明了仅需单面加工的微纳规模制造关键技术,实现了我国MEMS规模制造零的突破,成果得到大规模应用,打破了境外产品垄断局面。1、发明了仅需硅片单面加工的微机械结构制造技术,已成为国际MEMS芯片制造的主流技术。微机械结构是MEMS器件的核心,该发明点针对以往微机械结构需要双面加工带来的与IC工艺兼容性差、不适合规模制造等问题,围绕最常用的单晶硅和介质材料微机械结构制造需求,基于工艺自限制特性,发明了仅需硅片单面加工的微机械结构制造技术,与IC工艺兼容,可充分利用集成电路产线建立MEMS规模制造平台,实现MEMS传感器规模生产。2、发明了基于MEMS的纳米敏感结构制造技术,研制的DNA传感器检测限处于国际最好水平。纳米敏感结构是利用尺度效应敏感机制发展新原理MEMS器件的核心。以往纳米敏感结构主要采用电子束光刻或聚焦离子束制作,成本高效率低,难以实现规模制造。该发明点针对这一难题,围绕最常用的纳米线、梁和针尖等典型纳米敏感结构的规模制造需求,巧妙利用自对准和自停止等工艺方法,采用常规MEMS工艺,发明了基于MEMS的纳米敏感结构制造技术,可实现纳米敏感结构的规模制造。3、发明了低温低应力封装技术,降低了封装成本,形成了国际标准。由于大多数MEMS传感器都有可动或敏感区域,直接划片很容易损坏这些区域,如何保护非敏感区域也是难题。该发明点针对MEMS规模封装问题,围绕应用面广的硅盖板和有机盖板圆片级封装,发明了低温低应力封装技术,提出并形成了我国MEMS领域唯一的IEC国际标准。 成果建立了平台,实现了我国MEMS规模制造零的突破和大规模应用。在无锡上华和中芯国际建立了MEMS规模制造技术平台,年出片量从不足千片增加到4万片以上,为超过90%的国产MEMS传感器芯片提供了代工服务。累计生产销售MEMS传感器超过8000万只,年出货量超过2000万只,完成单位成为最大的国产MEMS汽车压力和血压传感器供应商,2017年入选中国半导体MEMS十强企业。近三年完成单位MEMS芯片代工和MEMS传感器的销售额超过27000余万元,其中仅两家用户利用完成单位提供的产品带来的销售额(或产值)就超过3亿元。 成果得到国际同行系列引用高度评价:获发明专利授权63项,我国MEMS唯一的IEC国际标准1件,发表论文70篇,SCI收录53篇,EI收录15篇,谷歌他引1265次,SCI他引747次,谷歌单篇他引最高175次,SCI单篇他引最高107次,得到国际同行高度评价,在国际上产生了重要影响,整体达到国际先进水平。

姓名: 王跃林 性别:
出生日期: 2020-05-27 08:00:00.0 职务:
国籍(地区): 中国 联系地址: 上海市长宁路865号
电子邮件: tangxiao@mail.sim.ac.cn
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