上海微系统所传感技术联合国家重点实验室从1987年成立至今，一直以来以微电子技术和微纳加工技术为基础开展各类微纳传感器和微系统的研究工作，经过多年积累，实验室在体硅微机械加工、表面微机械加工、准LIGA加工技术和各种非硅微加工、先进封装工艺和纳机械结构制造等方面已具有国内领先、国际先进的技术水平。
在国家重点实验室的1600平方米净化实验室中，实验室以双面光刻机、硅片键合机、DRIE硅深刻蚀机等为基础开发了体微机械加工技术；以氧化扩散炉、低压化学气相淀积LPCVD设备、等离子体增强化学气相淀积PECVD设备、气相HF牺牲层释放设备、二氧化碳超临界点牺牲层释放设备、室温二氟化氙气相腐蚀设备等为基础开发出表面微机械加工技术；以金属薄膜溅射和电子束蒸发设备、光刻胶喷胶设备和金属微电镀设备为基础开发出准LIGA工艺技术；由已经具有的分子层气相淀积自组装设备（MVD）、聚焦离子束纳米刻蚀设备（FIB）、特异性敏感分子和基团的合成设备、纳米厚度金属层电子束蒸发设备和低温强磁场探针操作设备等开发了纳米结构制造技术，形成了自上而下和自下而上相结合的微纳融合一体化集成制造能力。
此外，实验室从美国塔夫茨大学引进的青年千人陶虎博士开拓了新的研究内容，其小组将蚕丝蛋白用作绿色生物光刻胶，通过电子束、聚焦离子束和激光等方式诱导其构象发生转变，联用近场红外纳米成像和纳米光谱技术，研究蚕丝蛋白中关键构象β-sheet与材料性质的对应关系，解释独特的“一胶两用”现象，并以此设计、制备出所需蚕丝蛋白二维和三维纳米结构。本研究进一步加深了人们对蚕丝蛋白结构性能关系的认识，拓展了其在生物绿色微纳加工领域的应用。首次联用近场红外生物纳米成像与纳米成谱技术，突破光学衍射极限，空间分辨率达到10 nm,较传统红外光学表征技术提高了2个数量级,可在纳米尺度下研究电子诱导蚕丝蛋白结构转变机理，揭示蚕丝蛋白中关键构象的转变规律，并可控制备出系列二维和三维蚕丝蛋白纳米结构。此研究对深入探索蛋白质分子在电子或极端条件作用下的结构转变机制，以及可控制备蛋白质纳米结构等热点领域具有重要的指导意义。相关研究结果发表在Nature Communications上。
除了在芯片上的集成制造，实验室开发了传感器先进封装技术。成套的封装技术包括器件级封装技术、模块级封装技术和基板系统级封装技术，与前步的芯片制造技术结合，形成了硅基板上的过孔多层堆叠密集封装和SIP技术。实验室还通过引进帝国理工大学毕业的顾杰斌博士，创新性地开发出基于低温液体合金直接快速填充的TSV技术，充分利用液体在微观状态下的毛细现象，结合特制喷嘴，在开发出工艺的同时自主研发出TSV工艺装备，最终实现了高水平和低成本的TSV技术（填充效果如下图所示）。
十三五期间，实验室将进一步研究基于生物材料的电子束、聚焦离子束和超快激光光刻技术，将聚焦离子束光刻技术与电子束光刻技术融会贯通，取长补短，真正实现高精度、多维度、复杂纳米结构的加工。开展基于天然生物材料的高精度、多层次、大规模绿色加工技术及其相关应用。
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