CMOS流量传感器的传热特性分析

对ＣＭＯＳ流量传感器的传热特性进行了分析研究，提出在器件前后端之间采用隔热结构是提高器件灵敏度的一种有效方法，隔热槽长度是传感器灵敏度的关键参数。实验表明当隔热槽长度为１６５μｍ左右时，器件灵敏度最佳。     

一种新型光纤位移式电压传感器及其调制理论

介绍了一种新型光纤位移式电压传感器件,与传统的光纤电压传感器件相比,具有结构简易、灵敏度高且具备光路自补偿功能等特殊优点。文中建立起了这种传感器件的理论模型,利用此模型,借助计算机可实现对传感器性能的实际仿真。     

AlGaN/GaN型气敏传感器对于CO的响应研究

研究了基于AlGaN/GaN型结构的气敏传感器对于CO的传感性.制备出AlGaN/GaN型气敏传感器器件,并测试得到了器件在50℃时对于不同浓度（1%,9000,8000,5000和1000ppm）的CO的响应情况;测试并分析了1%CO在50和100℃下响应度的差异,计算了通入1%CO前后器件的肖特基势垒高度的变化和灵敏度随电压的分布关系.结果表明,器件的灵敏度强烈依赖于器件的工作温度和通入的气体浓度,随着温度和浓度的增加,器件的灵敏度呈单调增加,器件在100℃空气气氛中表现出了良好恢复性能.     

AlGaN/GaN型气敏传感器对于CO的响应研究

研究了基于AlGaN/GaN型结构的气敏传感器对于C0的传感性.制备出AlGaN/GaN型气敏传感器器件,并测试得到了器件在50℃时对于不同浓度(1%,9000,8000,5000和1000ppm)的C0的响应情况;测试并分析了1%CO在50和100℃下响应度的差异,计算了通人1%CO前后器件的肖特基势垒高度的变化和灵敏度随电压的分布关系.结果表明,器件的灵敏度强烈依赖于器件的工作温度和通入的气体浓度,随着温度和浓度的增加,器件的灵敏度呈单调增加,器件在100℃空气气氛中表现出了良好恢复性能.     

AlGaN/GaN型气敏传感器对于C0的响应研究

研究了基于AlGaN/GaN型结构的气敏传感器对于C0的传感性.制备出AlGaN/GaN型气敏传感器器件,并测试得到了器件在50℃时对于不同浓度(1%,9000,8000,5000和1000ppm)的C0的响应情况;测试并分析了1%CO在50和100℃下响应度的差异,计算了通人1%CO前后器件的肖特基势垒高度的变化和灵敏度随电压的分布关系.结果表明,器件的灵敏度强烈依赖于器件的工作温度和通入的气体浓度,随着温度和浓度的增加,器件的灵敏度呈单调增加,器件在100℃空气气氛中表现出了良好恢复性能.     

一种半岛型结构谐振梁压力传感器

提出了一种新型结构压力传感器，器件由上下两硅片键合而成，上硅片制作半岛型结构氮化硅谐振梁，下硅片制作矩形压力膜。应用有限元软件对器件结构及灵敏度进行了计算机模拟分析，器件利用MEMS技术研制并采用电热激励压阻拾振方式进行了测试。实验及理论模拟分析结果证实新型结构可以大大提高压力传感器灵敏度。     

埋沟式横向电压型集成压力传感器

本文提出一种低功耗埋沟式横向电压型集成压力传感器结构,并根据精确的工艺模型成功地进行了工艺计算机模拟程序和制作。实验表明,该器件可以在低功耗条件下具有很高的灵敏度和可靠的稳定性。     

一种半岛型结构谐振梁压力传感器

提出了一种新型结构压力传感器 ,器件由上下两硅片键合而成 ,上硅片制作半岛型结构氮化硅谐振梁 ,下硅片制作矩形压力膜。应用有限元软件对器件结构及灵敏度进行了计算机模拟分析 ,器件利用MEMS技术研制并采用电热激励压阻拾振方式进行了测试。实验及理论模拟分析结果证实新型结构可以大大提高压力传感器灵敏度     

一种半岛型结构谐振梁压力传感器

提出了一种新型结构压力传感器,器件由上下两硅片键合而成,上硅片制作半岛型结构氮化硅谐振梁,下硅片制作矩形压力膜.应用有限元软件对器件结构及灵敏度进行了计算机模拟分析,器件利用MEMS技术研制并采用电热激励压阻拾振方式进行了测试.实验及理论模拟分析结果证实新型结构可以大大提高压力传感器灵敏度.     

高质量灵敏度声波传感器

压电晶体声波器件具有灵敏度高,体积小,价格低等独特优点,因而在气体和液体检测领域的应用前景广.该文首先介绍了多种不同类型的声波传感器的结构和特性,重点给出了几种具有高质量灵敏度的声波传感器,并进行了相应实验验证.     

微型电磁继电器的制作和仿真分析

介绍了一种基于MEMS技术的微型电磁继电器的制作过程和仿真分析.这种微继电器的大小约是4mm×4mm×0.5mm,主要采用普通的微加工技术来完成全部制作工艺.与传统继电器相比,这种继电器采用平面线圈来代替螺线管线圈,有利于MEMS工艺,并且提出了一种双支撑的悬臂梁结构做为活动电极,具有较高的灵敏性和稳定性.另外,还进行了一些有关线圈通过激励电流后对活动电极产生电磁力的理论计算和仿真分析,利用这些结果可以对这种电磁继电器的结构和参数进一步优化.     

微型电磁继电器的制作和仿真分析

介绍了一种基于MEMS技术的微型电磁继电器的制作过程和仿真分析.这种微继电器的大小约是4mm×4mm×0.5mm,主要采用普通的微加工技术来完成全部制作工艺.与传统继电器相比,这种继电器采用平面线圈来代替螺线管线圈,有利于MEMS工艺,并且提出了一种双支撑的悬臂梁结构做为活动电极,具有较高的灵敏性和稳定性.另外,还进行了一些有关线圈通过激励电流后对活动电极产生电磁力的理论计算和仿真分析,利用这些结果可以对这种电磁继电器的结构和参数进一步优化.     

基于探针形式的三维硅微力传感器

为满足三维微力测量的需求,以MEMS体硅压阻工艺技术为基础,研制了一种基于微探针形式,具有μN级三维微力测量和传感能力的半导体压阻式三维微力硅微集成传感器。传感器采用相互迟滞的4个单端固支硅悬臂梁,支撑中间的与微力学探针结合在一起的质量悬块的结构形式,在4mm×4mm的硅基半导体芯片上用MEMS体硅工艺集成而成。通过ANSYS数值仿真的方法分析了三维硅微力传感器结构的应力特点,解决了三维微力之间的相互干扰问题,并对传感器性能进行了测试。结果表明,其X、Z方向的线性灵敏度分别为0.1682、0.0106mV/μN,最大非线性度分别为0.19%FS和1.1%FS。该传感器具有高灵敏度、高可靠性、小体积、低成本等特点。     

高灵敏度Si基纤毛式MEMS湍流传感器

为了满足湍流探测高灵敏度、高分辨率的要求,提出了一种新型纤毛微电子机械系统(MEMS)湍流传感器。基于MEMS技术制作了硅十字梁敏感受力结构,通过橡胶探头的受力振动传递水中的湍流信号,凭借传感器头部的导流罩来保证传感器的高分辨率探测。对MEMS湍流传感器进行理论和仿真分析,其一阶共振频率达到481.04 Hz。经过海洋环境模拟机测试实验,结果显示其在50 MPa压力下保持了完好的结构和良好的性能,验证了其水下的可靠性。在湍流实验平台进行测试,通过比较标定法得出其灵敏度为1.92×10^-4 V·m·s^2/kg,满足海洋湍流测试要求。     

光纤倏逝波化学传感器灵敏度特性研究

为了克服传统光纤化学传感器的不足,运用宽光谱分析法设计一种基于倏逝波原理的光纤化学传感器,研究了传感器的几何结构参数,溶液浓度与灵敏度的关系。运用光束传播法(BPM)分析传感器几何结构参数与灵敏度的关系;通过化学腐蚀方法制备出不同参数结构的传感器,并用不同浓度亚甲基蓝溶液对这些传感器进行实验验证。实验结果表明,模拟结果与实验结果相符,溶液浓度越大,传感区纤芯越细、越长,灵敏度越高;文章提出的光纤倏逝波化学传感器在水质检测方面有着潜在的应用。     

Tuning the Morphology of Isoindigo Donor–Acceptor Polymer Film for High Sensitivity Ammonia Sensor

Monitoring the ammonia gas is of great interest to both environmental benefits and human health. The recent advance in polymer thin film transistors (TFTs) can realize high sensitivity and low‐cost gas sensors. Ammonia gas interacts with charge carrier channels and polymer/dielectrics interface through Coulomb force. This is the first report of high sensitivity and reusable ammonia sensor fabricated from thiophene‐isoindigo donor–acceptor conducting polymer. This kind of polymer has advantages of simple synthesis and excellent air stability. The systematic study is carried out to investigate relationship among chemical structure variation and morphology control of polymer to the performance of ammonia sensor. High crystallinity, favored crystal orientation, and direct percolation routes for analytes are found to be essential to increase the susceptibility of polymers to ammonia gas. By strengthening edge‐on morphology, the sensitivity can be enhanced fivefold for the same polymer. The idea can put forward the development of sensor array in a time‐efficient manner by employing the morphology effect.     

高灵敏度双轴加速度计结构设计与仿真

该文设计了一种具有高灵敏度、低交叉耦合的双轴谐振式微加速度计,使用工型梁作为解耦梁,通过微杠杆机构实现力的放大,结构呈中心对称形式,采用差分检测工作方式。通过仿真分析对结构进行优化并完成加速度计整体结构设计,进而提高加速度计灵敏度,降低交叉耦合。对加速度计结构进行模态分析、灵敏度分析、交叉耦合分析和谐响应分析,结果表明,在±20g量程范围内,x向标度因数为423.6 Hz/g,y向标度因数为421.8 Hz/g,x向交叉灵敏度为0.000 047%,y向交叉灵敏度为0.000 78%。仿真结果验证了所设计结构的可行性。     

Sensitivity Controllable CMOS Image Sensor Pixel Using Control Gate Overlaid on Photodiode

A new sensitivity controllable pixel structure is proposed for CMOS active-pixel image sensor. The proposed pixel structure has a sensitivity control gate overlaid on the photodiode. The sensitivity of the pixel is controlled by the bias voltage of the control gate that forms a variable accumulation-mode MOS capacitor. The prototype sensor is fabricated with a 0.35-mum CMOS process and consists of 60 times 240 pixels with 5.6-mum pixel pitch. Measurement results show that the sensitivity of the photodiode can be controlled by a factor of 4.     

新型磁驱动增大检测电容的高精度MEMS惯性传感器研究

增大传感器振子的质量和静态测试电容可以减小电容式MEMS惯性传感系统的噪声,而深度粒子反应刻蚀工艺由于复杂的工艺原因,当深宽比较大时,不能刻蚀出大质量和大初始电容的传感器.据此,本文研究了一种磁驱动增大检测电容的MEMS惯性传感器,通过电磁驱动器,传感器的静态测试电容可以大幅增加,在梳齿电容上刻蚀阻尼槽后,其机械噪声达到0.61μg每根号赫兹,仿真其共振频率为598Hz,静态位移灵敏度为0.7μm每重力加速度,基于硅 玻璃键合工艺,制作了栅形条电容式惯性传感器,并用电磁驱动的方式测试其品质因子达到715,从而验证了制作工艺的可行性和电磁驱动器改变传感器初始静态测试电容的可行性.     

光谱式MEMS/CMOS兼容气敏传感器

光谱技术是化学分析的终极手段. 将光谱技术与MEMS (micro-electro-mechanical systems）和CMOS技术结合是解决当前气敏传感器灵敏度低、选择性差、体积大、功耗高、不便于阵列化和高度集成以至于无梯度立体矢量探测能力等问题的有效手段. 本文介绍了一种制作于（110）硅片上的集成光谱式MEMS/CMOS兼容气敏传感器,详述了该气敏传感器的工作原理、传感器结构和制造工艺.