校内实验室开设微电子生产实习的探索

微电子芯片生产的"超净"限制了学生在大企业芯片生产线上的实习机会.为此,我校在校内实验室建立了微电子平面工艺线,为学生开设生产实习.在教师指导下,学生动手进行晶体管制作的全部工艺操作和测试.为使学生对实际工业化生产方式和生产过程有所了解,我们对教学内容进行合理安排,生产实习前增设了认识实习.实践证明,校内生产实习有助于学生实践能力的培养和综合素质的提高.     

多壁碳纳米管湿度传感器频率特性(英文)

为了研究测试频率对传感器性能的影响,改善多壁碳纳米管(multi-walled carbon nanotubes,MWCNTs)湿度传感器检测方法并提高传感器检测精度,对传感器频率特性进行了分析.在玻璃衬底上利用蒸镀和光刻技术制作了叉指电极,在电极表面涂敷了MWCNTs-SiO2敏感薄膜,最后通过烧结完成传感器制作.利用饱和盐溶液法产生相应湿度值,并使用RCL自动测试仪对传感器进行测试,测试频率选择在1 kHz到500 kHz之间.对传感器频率特性进行了实验与理论分析,结果表明,该传感器电容值对环境湿度敏感,并且其敏感特性受传感器检测频率的影响.使用毛细凝聚理论以及电解质物理理论对上述实验现象进行了合理的解释.传感器静态电容以及对湿度的灵敏度均随着测试频率的增加明显降低,测试频率为500 kHz时传感器灵敏度仅为测试频率1 kHz时的0.24倍.     

低噪声电容式MEMS加速度计接口专用集成电路设计

为了提高MEMS电容式加速度计的检测分辨率,降低系统噪声,提出了一种改进的基于开关电容的闭环检测电路.该电路采用新型的电荷积分器实现电容-电压转换,对寄生电容不敏感,具有非常低的噪声,同时,降低了由于运放的有限带宽、有限增益以及失调造成的影响.采用相关双采样（CDS）技术进一步消除了1/f噪声和电路中的失调.同时为了精确模拟传感器的结构部分,对结构的等效电学模型进行了改进,引入两个压控电流源,分别由互为反相的两个时钟信号控制,消除了运放失调、噪声等非理想因素产生的误差.实验制作了ASIC芯片与传感器结构的双片集成微加速度计,芯片采用0.5μmCMOS工艺流片,系统测试结果表明该闭环加速度计的灵敏度为620mV/g,非线性度为0.126%,噪声密度为24μg.Hz-21,整体功耗为30mW.     

MEMS中的静电-热键合技术

在研制压力传感器时,采用静电一热键合相结合的方法,对Si／Au—Glass、Si／Au—Glass／Si结构的键合技术进行了研究．硅与淀积有金加热器引线玻璃的封接：先以Si／Glass静电键合方法进行,再400℃退火2h,使Si／Au热键合．用一次充氮真空检漏法对键合形成的绝压腔进行了测试,结果显示：键合界面接合牢固、气密．此技术被用于Si／Au—Glass／Si结构自检测压力传感器的键合封接,经对传感器测试,性能良好,具有自检测功能．     

DMFC用阻醇质子交换膜的研究进展

介绍了甲醇分子的渗透机理及直接甲醇燃料电池(DMFC)对质子交换膜(PEM)的基本要求,如低的甲醇渗透率和高的质子电导率.介绍了针对提高Nafion膜阻醇性能进行的各种改性研究,如膜的表面物理改性、掺杂阻醇纳米材料的改性等.评述了其他PEM,如以聚苯并咪唑(PBI)、聚醚醚酮(PEEK)和聚醚砜(PSU)等基膜材料为代表的聚芳环系列PEM.     

微流动的尺寸效应

随着尺寸的微小化,微流体系统中呈现出一些与宏观流动不同的现象。综述了流动的特征尺寸减小到μm～mm量级引起的尺寸效应,并分析了表面积与体积比、界面粗糙度、粘滞力、梯度参数、边界层流等因素对微尺度流动的影响。随着流动特征尺寸的减小,与界面有关的传热、传质过程、表面粗糙度以及表面力的作用大大加强,流体内部黏性力和流体与外部接触界面上的作用力起着主要作用。微尺度下,流体受黏性耗散、热扩散、可压缩性、流动滑移等因素的影响,经典的Navier-Stokes将不再适用。     

力平衡MEMS加速度计的系统级建模与仿真

利用两种不同方法完成力平衡加速度计的系统级仿真．系统级模型参数在已完成的硅基力平衡MEMS加速度计结构上提取,数学模型和仿真分别采用VHDL—AMS和SIMULINK TM来实现．对仿真结果进行比较,两者之间有细微的差别．利用VHDL-AMS进行仿真更灵活、准确,模型可重复再用,但是过程中要消耗更多时间．而使用SIMULINK可以方便、快捷地建立模型．     

电容式振动传感器谐波失真自检测接口ASIC设计

为实现电容式振动传感器的谐波失真测量,针对电容式振动传感器表头设计出一种开关电容型接口ASIC芯片,采用相同电极分时复用的方法,从而避免电容敏感与静电力反馈的馈通现象.对传感器敏感电容上下极板与中间质量块间的杂散电容导致的谐波失真进行了原理分析,可知传感器二次谐波与寄生电容成正比,三次谐波与寄生电容无关.提出采用电容阵列补偿、静电力平衡反馈式闭环电路结构进行传感器谐波失真抑制,并基于静电力原理提出一种新的电容式振动传感器谐波失真自检测方法,该方法无需精密振动台,仅需要低失真度电压信号源.实际测试结果显示,谐波失真检测精度可达到-83 dB.ASIC芯片采用2μm CMOS工艺流片,刻度因子为1.2 V/g（g为重力加速度,g=9.8 m/s2）,量程为±2g,噪声密度为3×10-6g/（Hz）～（1/2）,静态功耗为40 mW.测试结果证明,该电路达到高精度微加速度计系统设计要求,可以应用到地震监测、石油勘探等领域中.     

体硅微机械陀螺的设计与模拟

针对工艺误差引起的频率不匹配问题,模拟设计一种基于体硅工艺的新型结构高灵敏度微机械陀螺,采用差分驱动有效克服了静电力分布不均匀对灵敏度的影响．通过对陀螺的结构性能进行有限元模拟分析,合理选择结构参数,驱动频率为5．200kHz,敏感频率为5．187kHz,匹配系数R≈0．25％．此结构既有效地消除了机械耦合,又使驱动模态与敏感模态匹配良好．     

直接甲醇燃料电池阳极抗CO催化剂的研究进展

从二元和多元铂基合金电催化剂以及非贵金属催化剂等方面,综述了近年来直接甲醇燃料电池阳极抗CO电催化剂的研究工作.同时还探讨了甲醇的电催化反应机理,为进一步发展新型阳极电催化剂提供了新方向.