非制冷红外微测辐射热计有限元模型的构建

根据微加工条件能够制造的单层和双层结构的非制冷红外微测辐射热计的尺寸，进行了有限元建模与分析，寻找出在可接受的性能与成本之间折衷的设计方案，指出气体热导是影响探测单元热导的一个主要因素，并对其进行了理论分析，给出减小气体热导的方法及这些方法在双层及单层结构中应用的可行性。     

一种用于RF MEMS移相器及开关可变电容的复合微桥膜结构

提出了一种基于微机械工艺的新型复合微桥膜结构,由低应力SiN/SiO2 (0.5μm/50nm)及Cr/Au(30nm/1μm)构成.相应的工艺流程较为简单.对影响其特性的因素进行了理论分析,并提出了3种桥膜的平面结构;利用静电/力耦合有限元法分析了各种结构的静电驱动特性以及各阶模态,结果得到了令人满意的驱动和机械性能;通过有限元高频仿真软件对桥膜结构与共面波导形成的可调电容结构进行了分析,结果表明其具有良好的射频/微波性能.该桥膜结构适用于RF MEMS开关、移相器及开关式可调电容和滤波器等.     

三层微桥法测量金属薄膜力学性能的研究

提出了单层微桥法厚度极限的估算方法,并提出在单层NiFe薄膜微桥法测试基础上,对厚度不适于单层微桥法的Cu薄膜,采用Cu/NiFe/Cu 3层微桥法来测量其力学性能.采用MEMS技术加工了NiFe和Cu/NiFe/Cu微桥,采用纳米压痕仪测量了其载荷-挠度关系,实现了对Cu薄膜力学性能的测量.     

LCP基RF MEMS开关的工艺研究

在柔性LCP基板上制备RF MEMS开关,加工难度较大,影响开关质量的因素较多。主要研究影响LCP基RF MEMS开关加工质量的主要因素,寻找工艺过程控制解决方案。通过对关键工序的试验,对加工过程中的基板清洗、LCP基板覆铜面镀涂及整平、LCP基板无铜面溅射金属膜层、LCP基板平整度保持、二氧化硅膜层生长及图形化、牺牲层加工、薄膜微桥加工、牺牲层释放等工序进行了参数优化。研制的LCP基RF MEMS开关样件频率≤20 GHz、插入损耗≤0.5 d B,回波损耗≤-20 d B,隔离度≥20 d B,驱动电压30~50 V。该加工方法对柔性基板上可动结构的制造具有一定的借鉴价值。     

基于MEMS技术的微桥制备与共振频率测量

基于扫描探针显微镜(SPM)微机械性能测试的需求,设计了一种可用电容力驱动微桥面振动的新型微桥.通过实验选材和单晶Si的刻蚀研究,提出了一种新的正面刻蚀成桥方法,获得了一种基于湿法刻蚀的低成本、易加工的实用微桥加工技术.利用SEM和AFM观察了微桥,证实微桥已制备成功且微桥桥面形貌比较平整.最后用改进的扫描隧道显微镜(STM)测量了微桥振动的频率响应,测得的共振频率与理论估算值基本一致.     

铁电厚膜焦平面探测器微桥湿法刻蚀工艺研究

为了制备高性能铁电厚膜红外探测器,对硅材料的各向异性腐蚀机理及特性进行了探讨,开展了(100)硅片湿法各向异性腐蚀工艺研究.研究KOH摩尔比、腐蚀温度对si基片腐蚀特性的影响.在KOH与IPA混合腐蚀液腐蚀系统中,氢气泡可以快速的脱离硅表面,使得硅表面的形貌得到改善.结果表明:Si(100)面的腐蚀速度随着腐蚀液浓度和...     

电阻阵列红外景物产生器微桥结构的研制及仿真

为了进一步提高电阻阵列红外景物产生器的性能,设计并制作了该器件的微桥结构.利用SiOx与TiWN分别作为微桥结构的介电材料与电阻材料;利用表面工艺技术制作160×120阵列微桥结构;并对微桥结构进行了热学性能的仿真分析.研究结果表明：所设计的工艺流程可行,成功制作了微桥结构阵列;制作的微桥桥面具有良好的温度分布均匀性;在相同电功率下,采用低热导率的SiOx薄膜取代SiNx薄膜能够显著提高桥面温度.     

非制冷红外焦平面高灵敏像元微桥设计

介绍了硅微桥结构的传热物理模型及其理论计算方法。提出一种星膜像元尺寸为360μm×360μm,具有“桌形”绝热框架支撑的微桥结构像元,用有限元分析证明其有较小的热导G,能获得很高的响应率。微桥结构在非制冷红外焦平面（UFPA）单元探测器中起着力学支撑、热隔离和电连接的作用,其品质优劣直接影响着UFPA器件的成像性能。     

非制冷微测辐射热计支撑层厚度比研究

根据实验室设计的单层微测辐射热计所采用的Si3N4和SiO2双层膜复合支撑结构工艺,分别利用力学的等效截面方法和复合材料热导公式,从理论上推导了微桥桥腿正应力和热导的解析表达式.分析在其它因素不变的情况下,仅调整Si3N4和SiO2两者厚度比值(m)对微测辐射热计力学和热学性质的影响,并用ANSYS有限元仿真的方法验证了理论推导.     

采用SiO2/SixNy双材料微桥测试结构测量PECVD富硅氮化硅薄膜的导热系数

In order to balance the compressive stress of a silicon dioxide film and compose a steady MEMS structure, a silicon-rich silicon nitride film with tensile stress is deposited by plasma enhanced chemical vapor deposition process. Accurately measuring the thermal conductivity of the film is highly desirable in order to design, simulate and optimize MEMS devices. In this paper, a Si02/SixNy bimaterial microbridge structure is presented to measure the thermal conductivity of the silicon-rich silicon nitride film by single steady-state measurement. The thermal conductivity is extracted as 3.25 W/（m-K）. Low thermal conductivity indicates that the silicon-rich silicon nitride film can still be utilized as thermally insulating material in thermal sensors although its thermal conductivity is slightly larger than the values reported in literature.