硅基PZT压电功能结构

为获得适合单片集成的硅基PZT压电功能结构,对近年PZT薄(厚)膜在MEMS领域的研究现状进行了综述分析,提出了一种新型的双杯PZT/Si膜片式功能结构.采用有限元方法对双杯PZT/Si膜片进行了结构优化,得到PZT和上下硅杯的结构优化值为DPZT∶D1∶D2 =0.75∶1.1∶1,一阶模态谐振频率为13.2 kHz.以氧化、双面光刻、各向异性刻蚀以及精密丝网印刷等工艺技术制作了双杯硅基PZT压电厚膜膜片,膜片具有压电驱动功能,PZT压电膜厚达80 μm.实验表明,双杯PZT/Si膜片式功能结构的MEMS技术兼容性好,对芯片内其它元件或电路的影响小,适合作为MEMS片内执行元件的驱动机构.     

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,数学模犁和仿真分别采用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.     

掺杂浓度对多晶硅纳米薄膜应变系数及其线性度的影响

利用低压化学气相沉积（LPCVD）技术制备了不同掺杂浓度的多晶硅纳米薄膜,并对样品的压阻特性进行了测试．采用最小二乘法对实验数据进行拟合,得到了应变系数及其线性度与掺杂浓度的关系．实验结果表明：掺杂浓度从8．1×10^18cm^-3变化至7．1×10^20cm^-3,多晶硅纳米薄膜的纵向和横向应变系数先增加再减小,最后基本不再随掺杂浓度而变化,且纵向应变系数大于横向应变系数：掺杂浓度低于4.1×10^19cm^-3时,应变系数的非线性较大,且随掺杂浓度的升高而迅速减小;掺杂浓度高于4．1×10^19cm^-3时,应变系数的非线性较小并出现波动现象,同时纵向应变系数的非线性小于横向应变系数的非线性．利用隧道压阻理论对实验结果进行了分析．结合以前的研究结果可知,适合传感器制作的多晶硅纳米薄膜的优化掺杂浓度应为（2．0～4．1）×10^20cm^-3,为进一步利用多晶硅纳米薄膜制作传感器提供了非常有价值的参考信息．     

声-振动传感器隔震封装模型模态分析

运用振动隔离原理设计声-振动传感器系统中声音传感器的两种隔震封装模型：传统式隔震封装模型和双J形隔震封装模型．运用ANSYS有限元分析软件对模型进行模态分析,得出两种封装模型的固有频率与模型尺寸参数的关系曲线．分析结果表明,双J形隔震封装模型的固有频率明显低干传统的隔震封装模型的固有频率,双J形隔震封装模型尺寸参数为R=1．6mm,r=1．2mm,H=8mm时,其固有频率为：左右振动模式f21=30．900Hz,前后振动模式f22=105．99Hz,上下振动模式f23=130．84Hz．     

体硅工艺微振动传感器的研制

体硅工艺微振动传感器与表面工艺微振动传感器相比,具有灵敏度高、噪声低等优点．本文研制的体硅工艺微振动传感器,其敏感单元为叉指电极结构,弹性梁采用新颖的多级折梁结构．利用硅深槽刻蚀技术(ICP)制作微振动传感器,ICP的最大刻蚀深度可达400μm,最小线条宽度小于1μm．传感器的灵敏度可达56．8fF／g,测量范围-5g～5g,抗过载能力高于1000g,共振频率为2．5kHz．     

微型直接甲醇燃料电池阴极集流板多孔结构设计

针对自呼吸微型直接甲醇燃料电池阴极氧气传质效率低和性能差等问题,对微型直接甲醇燃料电池阴极集流板多孔结构进行了设计和实验研究.通过建立甲醇燃料电池阴极模型,分析了集流板开孔形状和开孔率的变化对电池性能的影响,指出开孔形状对阴极电流几乎没有影响,开孔率在一定范围内变化时阴极电流变化较小.然后对得出的结果进行了实验验证.提...     

基于低雷诺数理论的电泳芯片微管道电渗流仿真

电泳芯片作为典型的低雷诺数、低体积流速的微流体器件,电渗流作为非常重要的物理现象,其大小直接影响分离情况和分析结果的精密度和准确度.基于低雷诺数理论建立电泳芯片微管道内电渗流的数学模型,利用有限差分法进行求解.当德拜长度为5nm时,不同Zeta电势下下,微管道内电渗流的流动情况为塞状流,电渗流的最大速度随着Zeta电势的增加而线性增加;当Zeta电势为-100mV,不同德拜长度下,电渗势沿壁面的法线方向呈指数级衰减.在不同的德拜长度下,电渗流的速度分布几乎一样,且当德拜长度改变时,电渗流的最大速度不变.     

圆形霍尔板参数对MEMS霍尔器件性能影响研究

利用ANSYS有限元分析软件对的工作状态进行计算,分析霍尔器件灵敏度与霍尔板(霍尔器件工件区域)结构尺寸关系,研究形状对器件灵敏度的影响。结果表明:圆形霍尔板灵敏度比矩形霍尔板的高,当圆形霍尔板的半径与厚度比值为20时,灵敏度最高。     

多晶硅隧道压阻模型*

基于陷阱模型,分析了多晶硅能带结构和导电机理,给出了解释隧道压阻效应的等效电路,说明了构成多晶硅压阻效应的内在因素以及隧道压阻效应在其中的作用。综合晶界区域和晶粒中性区两方面压阻效应建立了新的压阻模型——隧道压阻模型。结果表明,掺杂浓度在1020cm-3以上,复合晶界的压阻系数不但大于晶粒中性区的压阻系数,而且随掺杂浓度增加而增大,从而揭示了多晶硅纳米薄膜在重掺杂情况下出现应变因子随掺杂浓增加而增大的重要实验现象的内在机理。     

Design and noise analysis of a sigma-delta capacitive micromachined accelerometer

A single-loop fourth-order sigma-delta(ΣΔ) interface circuit for a closed-loop micromachined accelerometer is presented.Two additional electronic integrators are cascaded with the micromachined sensing element to form a fourth-order loop filter.The three main noise sources affecting the overall system resolution of aΣΔaccelerometer, mechanical noise,electronic noise and quantization noise,are analyzed in detail.Accurate mathematical formulas for electronic and quantization noise are established.The ASIC ...