微小电容测量仪500fF/1MHz溯源方法研究

fF量级高频微小电容测量在军工电子产品领域有着重要作用,针对微小电容测量仪500fF/1MHz点无法溯源的现状,研制了惰性气体封装的500fF高频标准电容器作为传递标准。建立高频小电容测量模型,基于“反算法”估算出500fF高频标准电容器分布参数,称作“理论推导”溯源方案,不确定度优于0.15%;利用3台同等量级的高频微小电容测量传递标准,称作“计量比对”溯源方案,不确定度优于0.07%。利用以上2种方案对同1台仪器开展溯源,实验数据结果基本一致,能够满足用户使用要求,为更低容值、更高频率的微小电容的溯源提供了可参考的路径。     

基于电容检测MEMS磁传感器的设计与制作

为实现微型化、低功耗、低成本和高灵敏度的磁传感器,提出了一种基于微型磁扭摆结构的磁传感器,并利用对角度变化非常敏感的差分电容检测技术对磁扭摆的扭转角度进行检测．设计的磁传感器包括微扭摆结构、磁性敏感薄膜和差分检测电容等部分．分析了器件的磁敏感原理和电容检测原理,给出了器件的结构参数和综合设计考虑．利用体硅加工工艺成功制作出了磁传感器样品,并进行了实验测试．测试结果表明磁传感器有良好的线性度和重复性,其磁场检测的电容灵敏度可达到0．2fF／Gauss．根据对磁传感器的热噪声分析,可得到磁传感器最小可分辨的磁场为6．72μT．该磁传感器结构简凑、工艺简单,无需电流激励,大大降低了磁传感器功耗．     

晶圆级微纳米栅格标准样片制备及比对测量

正本文提出一种晶圆级微纳米栅格计量标准样片研制方法,并依托集成电路生产线开展周期为500nm、1000nm和2000nm的晶圆级一维线距栅格、二维网格栅格和二维XY栅格图案的批量化制备,同时进一步利用5个可溯源至SI单位的扫描电子显微镜对标准样片进行了比对测量。     

用于气固两相流在线测量的ECT电容测量电路

电容层析成像(ECT)技术是目前最具发展前景的多相流参数检测方法.介绍了12电极ECT成像系统的测量原理及设计方法.研制了一种交流激励的微电容测量电路,该电路具有较强的抗杂散电容性能、结构简单、容易实现等优点,较好地解决了电子开关的电荷注入效应对测量分辨力的影响问题.经试验证明可达到的实际分辨力为0.04fF.     

制作花粉样片校准双光子荧光显微镜放大倍数及示值误差方法

主要介绍了制作花粉样片校准双光子荧光显微镜的放大倍数及示值误差的方法。通过对双光子荧光显微镜的构成及其工作原理的分析,在用传统方法不能实现对系统的放大倍数及示值误差进行校准的情况下,研发制作了一套标准花粉样片,用样片作为标准参照物对双光子荧光显微镜的放大倍数及示值误差进行校准,并通过不确定度分析对该方法的可靠性进行了验证。     

用于芯片电容精确测量的在片开路方法研究

为实现芯片电容参数测量过程中的有效开路,提高在片电容测量的准确性及一致性,针对在片电容开路方法开展了研究工作。通过对标准电容器及开路器原理结构进行分析,结合半导体芯片工艺测试实际需求,设计并制作了在片开路器。在完成在片电容测试系统搭建基础上,分别利用传统悬空开路法和在片开路法对1pF量值的在片电容进行了测量。实验数据显示,同悬空开路法相比,在片开路法电容测量结果的准确性及一致性有显著提升,测量重复性可达0.01%,为芯片电容计量测试工作提供了有效开路手段。     

SOI技术与三维集成电路

一、引言集成电路的发明主要是由于人类掌握了先进的平面型器件结构的设计和加工技术,即在硅表面层几微米厚的区域中可以在相容的工艺条件下制作完成晶体管、电阻和电容的结构。这种以平面型技术为基础的集成电路,其元、器件布局是二维排列,称二维集成     

采用环形感压薄膜的MEMS电容薄膜真空规设计

感压薄膜的结构改良能有效改善MEMS电容薄膜真空规的压力-电容输出特性。为解决MEMS电容薄膜真空规宽量程与高灵敏度相矛盾的问题,设计一种环形结构的感压薄膜,利用有限元的方法分析对比5种环形结构的感压薄膜在不同压力下的变形与应力分布情况。分析认为,同心圆结构的感压薄膜具有最优异的性能,同等感测面积情况下真空规的压力-电容线性输出测量上限能从圆片结构的1.1×103 Pa延伸到同心圆结构的1.2×104 Pa,圆片结构感压薄膜的真空规在1～800 Pa区间内的压力-电容输出非线性度为3.9%,灵敏度为10.1 fF·Pa–1;同心圆结构感压薄膜的真空规结构在1～8 000 Pa区间内的非线性度为3.6%,灵敏度为1.3 fF·Pa–1。     

基于ASIC芯片的微小电容测量电路研究

基于一款专用集成电路芯片（ASIC）HTl33实现了一种微小电容测量电路。该电路具有高分辨率、高抗干扰性、偏置调节能力和模拟、数字信号两种输出模式等特点。文中详细论述了测量电路的实现以及电路的抗干扰措施,并通过测定一组微小电容验证了电路的性能。实验表明,电路分辨率达0．5fF,非线性度8．67％。该电路在各种电容式传感器特别是微机电系统（MEMS）传感器中有广泛的应用前景。     

555集成电路在控制直流电源启动电流中的应用

在大功率直流电源中,由于采用了大容量的滤波电容,导致启动时产生过大的启动电流,从而对电路中其它设备产生一些不利影响。针对这种情况,通过对电源启动时电流过大原因的分析,笔者利用555集成电路设计了一套延时电路来控制直流电源的启动电流,同时这套电路也延长了直流电源整流堆和滤波电容的使用寿命。本文简要介绍了555集成电路及工作原理,重点阐述利用555集成电路构成的延时电路控制电源启动电流的原理、方法,以及设计启动电流控制电路过程中关键参数的计算。     

15W后级功放

近来，社会上小功率放大器似乎不多见了。所以，本人把这款藏了多年的局级功放整理成一个线路图，供发烧友们参考。由电路图可以看出，该放大器分为三个部分。第一部分是由场效应管组成的差分放大输入级，它的特点是输入阻抗高，动态范围大及失真小，与信号源配接不需要耦合电容，彻底消除了由电容带来的各种失真因素，展宽频带。第二放大级出优质的高速运放组成。高速运放集成电路与分立元件比起来，具有零点漂移小、中点电压稳定的优点，而且集成电路本身具有平衡作用，所以本电路的中点电位完全稳定在OV，即使正负电源相差l～ZV中点电…     

射频集成电路用高性能金属—绝缘体—金属电容的研究

随着无线通讯技术的快速发展,高性能金属-绝缘体-金属(MIM)电容器已引起人们的极大关注,成为下一代射频集成电路的必然选择。本文从MIM电容的技术背景、制备方法、绝缘介质的设计以及电极材料几个方面,对MIM电容器件的研究进展进行了较全面的综述,可望为开发下一代射频集成电路用高性能MIM电容提供技术指导。     

用于超大规模集成电路的化工材料

概述随着半导体技术的发展,在本世纪五十年代,就提出了集成电路的概念。这种电路,是在一个半导体片上,同时制作出若干器件,并在结构内部把这些器件连接起来形成电路。英文名称是Integrated circuit,简称IC。而大规模集成电路,则是在一个半导体片上,同时制做出若干电路,并在结构内部把这些电路互连起来形成一个功能集成器件。它是一个复杂功能系统。一般认为,     

纳米尺寸膜厚标准样片的椭偏分析

针对膜厚标准样片的高精度测量问题,基于光谱型椭偏仪测量系统,提出对膜厚标准样片逐层分析的方法。利用相应的匹配算法,对比硅上二氧化硅模厚标准样片的等效结构模型和四相结构模型,实现对薄膜样片的厚度表征和椭偏分析。其次,通过对样片进行为期12周的测量考核,完成对薄膜样片表层分子吸附机理的分析。实验结果表明:针对研制的标称值为2～1 000 nm硅上二氧化硅膜厚标准样片,中间层的厚度存在先递减后递增的趋势。其中,在标称值为50～500 nm范围内,等效结构模型与四相结构模型测量结果的绝对误差在±0.2 nm以内,因此,可以采用等效结构模型的方法开展仪器的校准工作。另外,提出通过加热实现对标准样片解吸附的方案,有效解决超薄膜样片的储存问题。     

PCM设备电容参数整体校准方法研究

半导体行业中普遍使用的工艺过程监控设备(PCM设备),是芯片产品中测环节必不可少的测量设备。PCM设备电容参数的准确测量，是保证与电容制作相关工艺参数的重要手段。针对国内PCM设备电容参数暂无溯源途径现状，根据其测试原理，研究了基于在片电容标准件的整体无损校准方法。采用增加绝缘层的半导体工艺，研制了高稳定性、频响至1 MHz、电容低至0.5 pF的在片电容标准件，满足了国内PCM设备电容参数自动校准需求，测量不确定度优于1%。研究了PCM设备电容参数溯源方法，从而保证了芯片产品PCM图形电容量值测量结果的准确一致，提高了计量效率。     

与标准集成电路工艺兼容的硅基光学器件研究

着重介绍了与标准集成电路工艺兼容的硅基光学器件的最新研究进展,包括硅基光发射器、硅基光波导和调制器件、硅基光电探测器和接收机以及硅基光电子集成回路的工作原理、制作工艺和集成技术.与标准集成电路工艺兼容的硅基光电子集成回路能有效地解决电互连芯片内部串扰、带宽和能耗等问题,并能够充分利用现有成熟的集成电路工艺,实现大规模生产,具有广阔的实用前景.     

异质原子/纳米颗粒掺杂激光诱导石墨烯的研究现状及其应用

石墨烯独特的晶格结构使其具有十分优越的性能,然而零带隙一直制约着石墨烯的发展。激光诱导石墨烯(Laser-induced graphene, LIG)技术能够显著增强石墨烯的性能,但该技术仍存在带隙小、电容位点少及片层堆叠等问题。通过异质原子/纳米颗粒掺杂LIG技术,可实现石墨烯的微观结构、表面化学活性及孔隙率的调控,从而提升LIG复合材料的性能,为LIG器件的研制及应用提供了新策略。梳理了近年来LIG的掺杂体系,分析了众多异质原子/纳米颗粒掺杂对LIG结构及性能的影响;阐述了诸多LIG掺杂方法的特点,讨论了掺杂LIG器件在各相关领域的应用,为利用掺杂LIG的特性和器件性能相结合,开发人工智能、能源存储与转换、健康检测应用器件提供了研究思路;最后,对异质原子/纳米颗粒掺杂LIG进行了总结,并对其发展前景进行了展望。     

MEMS在片测试系统电容参数校准技术研究

正一、引言MEMS晶圆片测试是MEMS传感器产品整个工艺流程中必不可少的重要环节,MEMS在片测试系统就是为适应晶圆片测试的特殊需求而专门配备的测试设备。该类设备的集成度和自动化程度高,能够根据需要对晶圆片上的MEMS器件芯片进行多参数的检测,测量准确度高。在片电容是MEMS晶圆片测试的核心参数,其准确程度直接影响MEMS器件的质量,因此保证在片电容参数校准的准确度至关重要。在片测试系统的电容参数技术指标如表1所示。     

基于峰值检测的MEMS器件微弱电容检测电路

针对MEMS器件研制中微弱信号的检测问题,提出了一种适用于电容式MEMS器件的微弱电容检测电路.此电路采用峰值检测技术,原理及结构简单;只检测待测电容的变化量,既可用于差分式检测,也可应用于单一待测电容的情况.首先利用正弦载波信号和微分电路对电容量进行载波调制,再通过减法电路得到幅值与电容变化量成比例的正弦信号,最后采用峰值检测方法解调信号,得到直流量输出.利用微小可调电容进行标定,结果表明检测电路的线性度良好,灵敏度约为3.631V/pF,精度达到0.2%.利用该检测电路检测MEMS陀螺上振动频率为2.85kHz的梳齿驱动器的电容量变化,输出信号频率为（2.85±0.02）kHz,误差低于0.7%,说明该电路能够应用于MEMS器件的微弱电容检测.     

MEMS电容传感器小电容的测量

本文首先介绍了一种MEMS电容式微硅加速度计的结构和等效电路,阐述了开关电容放大器的工作原理和输出电压与电容的关系,重点讨论了用开关电容技术测量微硅加速度计小电容的方法.