一种以多晶硅为振动膜的MEMS传声器研制

给出了以磷掺杂的多晶硅为振动膜的电容式MEMS传声器的研制过程。从等效电路模型出发,研究了电容式MEMS传声器的振动特性和灵敏度,给出了传声器灵敏度随振动膜张力、膜与背板间的空气隙厚度、背板声孔大小及背板声孔所占面积而变化的解析表达式。结合硼掺杂硅/硅复合背板结构MEMS传声器,提供了参考制作工艺流程。样品测试在1kHz频率处的灵敏度达到-60dB(相对于1V/Pa)。     

基于微悬臂梁的传感技术研究

本文对基于微悬臂梁的传感技术从四方面展开讨论,分别介绍了微悬臂梁的制造工艺,修饰技术,激励、检测和控制技术,以及与其它电路的工艺集成技术。微悬臂梁在液体中,工作在动态模式时,品质因数的提高问题一直是国内外研究的焦点。本文的重点便是介绍国际上最新出现的两种品质因子控制技术,一种是对微悬臂梁的材料进行了改进,使其在水溶液的品质因数达到40,另一种是把液体环境转移到悬臂梁内部,使其在水溶液中的品质因数达到700。     

T型硅微悬臂梁频率温度系数的测试研究

为了获得T型单晶硅微悬臂梁的固有频率温度系数,首先从理论上分析了T型微悬臂梁的固有频率随温度的变化规律,并建立了其固有频率的温度系数模型。随后搭建了带有高温环境加载功能的MEMS微结构动态特性测试系统,采用OFV534激光多普勒测振仪获取微结构的振动响应,采用基于压电陶瓷的底座激励方法实现对微结构的激励,在激励装置中采用了一个可动机构,解决了压电陶瓷在高温环境下使用的难题。最后,使用带有高温环境加载功能的MEMS微结构动态特性测试系统,测试了一种典型T型单晶硅微结构的动态特性,测试温度范围为室温~300℃,得到硅微悬臂梁的固有频率温度系数约为-2.71×10-5/℃,与理论分析的结果具有很好的一致性。     

硅基MEMS技术

结合MEMS技术的发展历史,概括了当今硅基MEMS加工技术的发展方向。指出表面牺牲层技术和体硅加工技术是硅基MEMS加工技术的两条发展主线;表面牺牲层技术向多层、集成化方向发展;体硅工艺主要表现为键合与深刻蚀技术的组合,追求大质量块和低应力以及三维加工。SOI技术是新一代的体硅工艺方向;标准化加工是MEMS研究的重要手段。     

一种基于MEMS技术的红外热探测器研究与设计

为了提高传统探测器的响应度和灵敏度,利用微机电系统(MEMS)的方法设计了一个微梁红外热探测器.对硅基微悬臂梁红外热探测器的工作原理进行了详尽的分析.设计了一个实验平台来测量微悬臂梁的变形,实验结果表明,基于MEMS技术的红外热探测器有良好的性能.     

集成硅微悬臂梁融合式传感器制造技术

简要地描述了以各种微结构的硅悬臂梁作为敏感元件构成的不同用途的新型融合式传感器及其列阵；介绍了硅微悬臂梁融合式传感器的设计和制造工艺；对笔者正在研究的硅微悬臂梁与光纤组合式列阵感器作了初步的报道。研究结果表明这是一种很有前途的技术。     

基于微型悬臂梁的发电机制探索

微机电系统(MEMS)微型化过程中,要求电源装置也必须向微型化发展.在现有微电源研究基础上,结合微型硅悬臂梁的力学分析以及压电晶体材料压电效应特性,提出一种新的压电陶瓷(PZT)微型硅悬臂梁发电装置.借助微型硅悬臂梁质量块的振动和PZT的正压电效应,实现振动机械能向电能转换.该装置结构简单、体积小、质量小,可以用MEMS集成加工工艺实现结构加工,因此与其他微型MEMS器件可以集成在一个基础上.     

一种硅/二氧化硅双层微悬臂梁温度传感器

利用IC工艺和微机械加工技术制作了一种硅／二氧化硅双层微悬臂梁温度传感器。基于硅和二氧化硅两种材料热膨胀系数的差异，不同温度下梁的挠度不同，其形变可通过位于梁根部的压敏电桥检测。理论计算和实验结果表明：压敏电桥输出电压与温度成线性关系。对器件结构进行了优化设计，实验探索了提高传感器测量重复性的时效处理工艺。该温度传感器可用于瞬态温度的测量。     

高温环境下微悬臂梁谐振频率温度特性及测试技术研究

对单晶硅微悬臂梁在高温环境下的动态特性进行了理论分析,研制了高温环境下的MEMS动态特性测试系统,采用压电陶瓷作为底座激励装置的驱动源,设计了一个可动的机构,解决了压电陶瓷在高温环境下使用的难题;通过激励装置进行冲击激励,使用激光多普勒测振仪对微悬臂梁的振动响应进行检测,对微悬臂梁受冲击后的时域信号进行分析,获得微悬臂梁的谐振频率。利用研制的高温环境下MEMS动态特性测试系统,在室温至300℃的温度环境下对单晶硅微悬臂梁的动态特性进行了测试,结果表明随着温度的升高其谐振频率会有轻微的减小,验证了理论分析的结果。     

基于微转换器的MEMS传感器研究平台

提出一种基于微转换器(Micro-Converter)的MEMS传感器组合研究平台.该平台以美国模拟器件公司(ADI)生产的新一代高性能微处理器--微转换器ADμC832为核心器件,将外围的多路MEMS传感器信号进行高质量的模、数转换,传感器由正交安装的3轴MEMS加速度计、3轴MEMS磁强计组成.该平台可以通过USB接口将数据传输到计算机,研究人员可以在PC端对数据进行研究,也可以对微转换器进行编程,对采集的原始信号进行实时处理,进而对各种需要验证的算法进行试验研究.     

MEMS技术的智能化硅压阻汽车压力传感器

文中介绍通过采用MEMS(micro electro mechanical systems)技术制造的硅压阻力敏元件结合智能集成化信号调理技术设计了适合批量制造的小型化坚固封装的通用汽车压力传感器.通过智能调理技术将传感器的零位和满度进行温度校准实现了宽温度工作范围内的高精度测量,并且适合于批量制造.     

微电子机械技术的研究和发展趋势

MEMS技术作为一门新兴的技术，越来越受到世界各国的重视。文中主要阐述了MEMS的研制背景、加工工艺、现状和发展趋势，并对MEMS技术面临的问题进行了简要分析。     

悬臂梁式MEMS探卡的设计和制造

集成电路圆片级测试探卡主要应用于芯片分片封装前对芯片电学性能进行初步测量。随着集成电路设计和制造技术的发展，芯片焊盘密度日益增加，电路工作速度不断提高，由此产生的寄生电容和寄生电感效应会对传统测试探卡的正常工作造成影响，难以得到正确的测试结果。结合先进的MEMS技术，提出了一种采用铝通孔导电、金属自隔离结构的MEMS探卡，探卡由台阶结构的悬臂梁探针陈列构成，探针的具体结构排列依据待测芯片（DUT）的管脚分布，同时测试探针电学导通电阻小于1Ω，详细叙述了探卡的结构设计和制造方法。     

微电子机械系统技术应用研究

微电子机械系统(MEMS)技术是一个新兴的技术领域，文中介绍了该技术的基于概念、技术特点和关键技术，讨论了微电子机械系统的研究领域、发展现状及发展趋势。     

微电子机械技术的研究和发展趋势

MEMS技术是一门新兴的技术,近年来,越来越受到业界各国的重视。以下主要阐述了MEMS的研制背景、加工工艺、现状和发展趋势,并对MEMS技术面临的问题进行了简要的讨论和分析。     

基于MEMS器件的微小型移动机器人嵌入式导航定位系统的研究

文章针对微小型移动机器人的实时导航定位需求,采用嵌入式系统设计思想,以新型MEMS惯性器件为核心,利用ARM／OPLD构建了一种结构紧凑、低功耗、低成本、通用性强的实时导航定位系统硬件平瓮利用μC／OS—Ⅱ实时操作系统开发了其嵌入式软件平台,实现了数字信号处理、插值升频、导航信息解算等处理算法;最后,通过在机器人上的搭载实验,验证了系统的功能和可靠性。     

基于MEMS工艺的半导体电阻式气敏元件的研究

介绍了半导体电阻式气敏元件工作原理,设计了一种基于MEMS工艺的薄膜气敏元件结构,此结构以Si3N4/SiO2/Si3N4复合薄膜作为支撑隔热层,蜿蜒状多晶硅作为加热层,梳状Ag电极作为气敏薄膜信号电极,SiO2作为加热层与Ag电极的绝缘层,并在SiO2绝缘层上刻蚀通孔形成加热层与金属互连。该结构具有通用性,对不同气敏特性的材料均适用,且易于改进为组合结构或阵列结构。最后,对其工艺进行了阐述。     

MEMS器件常用微弱信号检测技术研究

文章针对微机械(MEMS)器件中常用的微弱信号检测技术进行了简单的介绍。针对MEMS器件中微弱信号检测所使用的理论方法进行了总结分析,并提出了一些典型、实用的MEMS微弱信号检测电路。     

基于MEMS的医用雾化微喷研究

介绍了一种基于MEMS技术的雾化微喷的设计、仿真、加工和实验结果。该微喷以压电效应为驱动方式,通过压电片振动所产生的压力使液体从阵列微喷孔中喷出,所产生的液滴直径和速度分布集中,无热效应,不会破坏药液的物理和化学特性。通过有限元仿真分析了微喷液体腔内压力波的分布,并根据仿真结果优化了微喷孔的布置。实验结果表明,该微喷所产生的液滴平均直径15μm,平均速度3m/s。     

机载压阻式压力传感器设计与加工

介绍一种压阻式压力传感器的设计原理和加工技术，设计出了敏感电路和硅膜结构，根据所设计压力传感器的结构特点和国内现有加工设备，采用了体硅加工技术和表面加工技术相结合的方法进行加工研究并给出了加工模型。