一种硅四层键合的高对称电容式加速度传感器

提出了一种利用体微机械加工技术制作的硅四层键合高对称电容式加速度传感器.采用硅/硅直接键合技术实现中间对称梁质量块结构的制作,然后采用硼硅玻璃软化键合方法完成上、下电极的键合.在完成整体结构圆片级真空封装的同时,通过引线腔结构方便地实现了中间电极的引线.传感器芯片大小为6.8mm×5.6mm×1.68mm,其中敏感质量块尺寸为3.2mm×3.2mm×0.84mm.对封装的传感器性能进行了初步测试,结果表明制作的传感器漏率小于0.1×10-9cm3/s,灵敏度约为6pF/g,品质因子为35,谐振频率为489Hz.     

一种硅四层键合的高对称电容式加速度传感器

提出了一种利用体微机械加工技术制作的硅四层键合高对称电容式加速度传感器.采用硅/硅直接键合技术实现中间对称梁质量块结构的制作,然后采用硼硅玻璃软化键合方法完成上、下电极的键合.在完成整体结构圆片级真空封装的同时,通过引线腔结构方便地实现了中间电极的引线.传感器芯片大小为6.8mm×5.6mm×1.68mm,其中敏感质量块尺寸为3.2mm×3.2mm×0.84mm.对封装的传感器性能进行了初步测试,结果表明制作的传感器漏率小于0.1×10-9cm3/s,灵敏度约为6pF/g,品质因子为35,谐振频率为489Hz.     

一种用于地震检波器的新型MEMS加速度传感器北大核心

设计了一种新型的可用于地震检波器的三明治结构MEMS电容式加速度传感器,采用四层硅-硅键合技术获得双面梁-质量块结构与圆片级真空封装,其具有大电容、高分辨率的特点。传感器采用悬臂梁结构减少高温键合过程中热蠕变带来性能影响,并具有良好的抗冲击性。传感器芯片体积为6.3 mm×5.6 mm×2.2 mm,其中敏感质量块尺寸为3.3 mm×3.3 mm×1.0 mm。对封装后的传感器性能进行了初步测试,结果表明,制作的传感器灵敏度达24.4 pF/g,谐振频率为808 Hz,Q值为22,在2 000 g,0.5 ms加速度冲击后仍能正常工作。接入闭环电路进行重力场静态翻滚实验标定,传感器二阶非线性小于0.2%,交叉轴敏感度小于0.07%。     

256×256高帧频可见光CCD的研制

采用三相全帧帧转移结构和常规的CCD工艺,设计并研制了一种高速摄像用256×256元高帧频可见光CCD成像器件.器件光敏元采用MOS结构,尺寸为10μm×10μm,4信号抽头输出,占空比100%.测试结果表明,器件工作波长为0.4～1.1 μm,光灵敏度为0.05 lx(峰值波长处,积分时间40 ms),帧速为500帧/秒,动态范围大于等于54 dB,响应非均匀性小于等于2%.     

CMOS有源像素传感器特性分析与优化设计

设计了一个三管有源像素和其用开关电容放大器实现的双采样读出电路.该电路被嵌入一64×64像素阵列CMOS图像传感器,在Chartered公司0.35μm工艺线上成功流片.在8μm×8μm像素尺寸下实现了57%的填充因子.测得可见光响应灵敏度为0.8V/(lux·s),动态范围为50dB.理论分析和实验结果表明随着工艺尺寸缩小,像素尺寸减小会使光响应灵敏度降低.在深亚微米工艺条件下,较深的n阱/p衬底结光电二极管可以提供合理的填充因子和光响应灵敏度.     

CMOS有源像素传感器特性分析与优化设计

设计了一个三管有源像素和其用开关电容放大器实现的双采样读出电路.该电路被嵌入一64×64像素阵列CMOS图像传感器,在Chartered公司0.35μm工艺线上成功流片.在8μm×8μm像素尺寸下实现了57%的填充因子.测得可见光响应灵敏度为0.8V/(lux·s),动态范围为50dB.理论分析和实验结果表明随着工艺尺寸缩小,像素尺寸减小会使光响应灵敏度降低.在深亚微米工艺条件下,较深的n阱/p衬底结光电二极管可以提供合理的填充因子和光响应灵敏度.     

弛豫铁电单晶三轴加速度传感器

该文提出了一种适用于低频测试的弛豫铁电单晶三轴加速度传感器的结构形式,加速度传感器每个坐标轴由一个单晶弯曲梁敏感元件组成。通过有限元仿真分析了弯曲梁结构中的单晶层厚度、基梁金属层厚度及基梁材料等结构尺寸参数对谐振频率及加速度灵敏度的影响,找到最优结构尺寸,研制了弛豫铁电单晶三轴加速度传感器样品并进行测试。测试结果表明,弛豫铁电单晶三轴加速度传感器各个方向的一致性良好,加速度灵敏度达86.1 mV/(m·s^-2),可以工作在10～400 Hz的低频段。     

基于体硅MEMS技术的悬浮微结构加工工艺研究

针对体硅MEMS加工技术的特点,确定了悬浮微结构的加工工艺流程,并对加工过程中的硅基深槽腐蚀工艺和ICP刻蚀工艺这两项关键技术及其中的重要影响因素进行了研究,得到了硅基深槽腐蚀的溶液类型、浓度和温度等工艺参数,以及ICP刻蚀工艺的功率、气体流量等工艺参数。根据优化的工艺参数,采用厚度为400μm的N型<100>硅片加工了外形尺寸为3 mm×3 mm、线宽尺寸为100±2μm、硅槽深度为390±2μm的悬浮微结构样件。     

自加热非晶锗热电阻MEMS流速传感器的制造与测试

为扩大流速传感器的测量范围并降低功耗,制造并测试了一种基于自加热非晶锗薄膜热电阻的MEMS流速传感器,它是由嵌入氮化硅薄膜的四个非晶锗热敏电阻和一对环境测温补偿电阻组成。四个非晶锗热电阻同时作为自加热热源和测温元件,相互连接以形成惠斯通电桥。给出了MEMS工艺流程,微加工制造了尺寸为8.9 mm×5.6 mm×0.4 mm的流速传感器芯片。搭建了低流速和高流速气流通道实验装置,对传感器的惠斯通电桥施加50μA的恒定电流(CCA),实现了0～50 m/s范围内的流速测量。结果表明,传感器在低流速(0～2 m/s)时的灵敏度约为81.6 mV/(m/s),在高流速(2～50 m/s)时的灵敏度约为51.9 mV/(m/s),最大功耗仅约为1.03 mW。     

一种新型的CMOS温度传感器

提出了一种采用标准CMOS工艺制造的全CMOS电路结构温度传感器的理论及其电路设计.采用CSMC0.6μm的数模混合工艺仿真,结果表明该传感器在-40～125℃的温度范围内,温度灵敏度为-1.15μA/℃.芯片实测,温度灵敏度为-0.99μA/℃.5V供电时,静态功耗为1.5mW,芯片面积为0.025mm2.该传感器的特性表明它非常适用于高容量的集成微系统,在汽车电子、石油采集、生物医学等领域有着广阔的应用前景.     

Deep tissue photoacoustic imaging using a miniaturized 2-D capacitive micromachined ultrasonic transducer array

In this paper, we demonstrate 3-D photoacoustic imaging (PAI) of light absorbing objects embedded as deep as 5 cm inside strong optically scattering phantoms using a miniaturized (4 mm × 4 mm × 500 μm), 2-D capacitive micromachined ultrasonic transducer (CMUT) array of 16 × 16 elements with a center frequency of 5.5 MHz. Two-dimensional tomographic images and 3-D volumetric images of the objects placed at different depths are presented. In addition, we studied the sensitivity of CMUT-based PAI to the concentration of indocyanine green dye at 5 cm depth inside the phantom. Under optimized experimental conditions, the objects at 5 cm depth can be imaged with SNR of about 35 dB and a spatial resolution of approximately 500 μm. Results demonstrate that CMUTs with integrated front-end amplifier circuits are an attractive choice for achieving relatively high depth sensitivity for PAI.     

一种基于0.35m工艺的高速混合旋转结构DDFS

设计实现了一种基于CORDIC算法和乘法器的直接数字频率合成器。采用混合旋转算法实现相位幅度转换,最高工作频率达到400MHz。在算法级,将DDFS中需要执行的π/4旋转操作分成两次旋转完成,第一次旋转采用CORDIC算法,第二次旋转采用乘法器来完成,同时采用流水线结构来实现累加器,提高整体性能。在晶体管级,采用DPL(Double-pass-transistor logic)逻辑实现基本电路单元,减少延迟提高速度。经0.35μmCMOS工艺流片,在400MHz的工作频率下,输出信号在80MHz处,SFDR为76.47dB,整个芯片面积为3.4mm×3.8mm。     

昆明物理研究所大面积水平推舟液相外延碲镉汞薄膜技术进展

报道了近年来昆明物理研究所在富碲水平推舟液相外延碲镉汞外延薄膜制备技术方面的进展。2019年以来,突破了?120 mm碲锌镉晶体定向生长技术,使碲锌镉衬底沉积相和夹杂相密度≤5×103 cm－2,位错腐蚀坑密度（EPD）≤4.0×104 cm－2,?120 mm（111）晶圆衬底的Zn组份分布极差≤0.36%。基于碲锌镉衬底技术的进步,液相外延碲镉汞薄膜的最大生长尺寸达到了70 mm×75 mm,薄膜位错腐蚀坑密度均值为5×104 cm－2,X射线双晶回摆曲线半峰宽（DCRC-FWHM）≤35 arcsec,部分可控制到25 arcsec以下;50 mm×60 mm尺寸长波碲镉汞薄膜的厚度极差≤±1.25 μm,室温截止波长极差≤±0.1 μm,中波碲镉汞薄膜相应指标分别为≤±1 μm、≤±0.05 μm。材料技术的进展促进了制冷型碲镉汞探测器产能提升和成本的降低,也支撑了高性能长波/甚长波探测器、高工作温度（HOT）探测器以及2048×2048、4096×4096等甚高分辨率高性能探测器的研制。     

铌酸锂晶体结构对电场传感器灵敏度影响分析

铌酸锂晶体光学电场传感器为全介质结构,具有宽带宽、对被测电场干扰小的优点,但其灵敏度较低。因此,分析了晶体几何尺寸对传感器灵敏度的影响机理,得出通过增加沿外加电场方向的晶体尺寸同时减少晶体横截面上沿外加电场垂直方向的晶体尺寸来提高传感器的灵敏度。使用COMSOL仿真分析了铌酸锂晶体不同厚度、宽度、长度对晶体内部电场强度的影响,得出晶体厚度从15 mm减小到3 mm和宽度从3 mm增加到22 mm时,晶体内部电场强度分别提高约5.1倍和12.3倍;晶体长度从15 mm变化到55 mm时,晶体内部的电场强度变化仅约为5%。设计并研制出晶体尺寸分别为3 mm×3 mm×42.2 mm (x×y×z),3 mm×6 mm×42.2 mm (x×y×z),6 mm×6 mm×42.2 mm(x×y×z)的三只铌酸锂晶体电场传感器,并搭建工频电场测试平台,测试得出三只电场传感器的灵敏度分别为0.243 mV/(kV·m^-1)、0.758 mV/(kV·m^-1)、0.150 mV/(kV·m^-1)。当晶体厚度和长度一定且晶体宽度从3 ...     

Design of a 16 gray scales 320×240 pixels OLED-on-silicon driving circuit

A 320×240 pixel organic-light-emitting-diode-on-silicon (OLEDoS) driving circuit is implemented using the standard 0.5 μm CMOS process of CSMC. It gives 16 gray scales with integrated 4 bit D/A converters. A three-transistor voltage-programmed OLED pixel driver is proposed, which can realize the very small current driving required for the OLEDoS microdisplay. Both the D/A converter and the pixel driver are implemented with pMOS devices. The pass-transistor and capacitance in the OLED pixel driver can be used to sample the output of the D/A converter. An additional pMOS is added to OLED pixel driver, which is used to control the D/A converter operating only when one row is on. This can reduce the circuit's power consumption. This driving circuit can work properly in a frame frequency of 50 Hz, and the final layout of this circuit is given. The pixel area is 28.4×28.4 μm2 and the display area is 10.7×8.0 mm2 (the diagonal is about 13 mm). The measured pixel gray scale voltage shows that the function of the driver circuit is correct, and the power consumption of the chip is about 350 mW.     

基于CMOS多功能数字芯片的ESD保护电路设计

基于CSMC 2P2M 0.6 μm CMOS工艺设计了一种ESD保护电路。整体电路采用Hspice和CSMC 2P2M 的0.6 μm CMOS工艺的工艺库(06mixddct02v24)仿真,基于CSMC 2P2M 0.6 μm CMOS工艺完成版图设计,并在一款多功能数字芯片上使用,版图面积为1 mm×1 mm,参与MPW(多项目晶圆)计划流片,流片测试结果表明,芯片满足设计目标。     

连续波可调谐CO2激光在AgGaSe2中倍频研究

在一台小型连续波(CW)CO2激光器上用光栅调谐获得了从9.23-10.65μm范围内20条谱线输出,用一片8 mm×8 mm×15 mm红外非线性光学晶体AgGaSe2实现了上述谱线的二倍频输出。实验测得10P(20)谱线的倍频光输出为2.1μW,相位匹配接收外角△θ外·L=2.1°·cm。     

Synthesis and growth of nonlinear infrared crystal material CdSe via seeded oriented temperature gradient solution zoning method

Single crystals of CdSe were grown by using seeded oriented temperature gradient solution zoning (STGSZ) method with the sizes of 20 mm in diameter and 80 mm in length. The crystals were characterized with X-ray diffraction, transmission spectrophotometer and infrared microscope. The transmission spectra showed that the infrared transmission is above 65% and the mean absorption was 0.01-0.04 cm-1 in the range of 2.5-20 μm.With 2.797 μm Cr, Er:YSGG laser as pumping source,experiments of optical parametric oscillator (OPO) were performed by using fabricated 5mm×5mm×30mm device crystal. The signal and idler wavelengths and the output average power were respectively 4.3 μm, 8 μm and 400 μJ. Optical-to-optical conversion efficiency was obtained by 12%.     

微机械双轴电容式加速度传感器设计

设计一款机械噪声较小、灵敏度较高的双轴电容式加速度传感器,其具有4个水平检测单元,X、Y轴向的检测单元各有两组,且水平对称,有效地消除了轴间的交叉干扰;结构中的保护限位装置避免了结构因加速度值过大而断裂失效和结构测量的不准确。该加速度敏感质量块的大小为3 250 μm×3 250 μm×5 μm;栅型条的尺寸大小为1 575 μm×35 μm×5 μm;间距为35 μm,利用Ansys软件对加速度传感器进行性能仿真,得出加速度传感器X和Y轴向的静态灵敏度为0.253 μm/g;电容灵敏度为1.533 pF/g;X和Y轴向的谐振频率为949 Hz,阻尼比为0.83。     

激光微熔覆法制备空芯薄膜电感的研究

采用激光微熔覆方法制备了空芯薄膜电感,着重研究了激光功率密度对电感线宽影响,以及薄膜电感的结构参数变化对电感电性能影响。结果表明,线宽随激光功率密度增大而增大;电感量随着圈数增多、中心线间距增大、线宽变大而增大。通过优化激光工艺和结构参数,制备了面积5 mm×5 mm和9 mm×9 mm,线宽100 μm和120 μm,线中心间距250 μm和500 μm,圈数8和16,厚度1 μm的空芯回字型电感,在测试频率100 kHz～1 MHz条件下,电感量为240 nH±3 nH～1.2 μH±3 nH,单位面积电感量可达14.81 nH/mm2。通过实验证明,采用激光微熔覆法制备的微电感,在同样形状和面积下,可提高电感量。