毫米波三维异质异构集成技术的进展与应用

三维异质异构集成技术是实现电子信息系统向着微型化、高效能、高整合、低功耗及低成本方向发展的最重要方法,也是决定信息化平台中微电子和微纳系统领域未来发展的一项核心高技术。文章详细介绍了毫米波频段三维异质异构集成技术的优势、近年来的发展趋势以及面临的挑战。利用硅基MEMS 光敏复合薄膜多层布线工艺可实现异质芯片的低损耗互连,同时三维集成高性能封装滤波器、高辐射效率封装天线等无源元件,还能很好地处理布线间的电磁兼容和芯片间的屏蔽问题。最后介绍了一款新型毫米波三维异质异构集成雷达及其在远距离生命体征探测方面的应用。     

2.5GHz低相位噪声CMOS LC VCO的设计

用0 .35μm、一层多晶、四层金属、3.3V的标准全数字CMOS工艺设计了一个全集成的2 .5 GHz L C VCO,电路采用全差分互补负跨导结构以降低电路功耗和减少器件1/ f噪声的影响.为了减少高频噪声的影响,采用了在片L C滤波技术.可变电容采用增强型MOS可变电容,取得了2 3%的频率调节范围.采用单个16边形的对称片上螺旋电感,并在电感下加接地屏蔽层,从而减少芯片面积,优化Q值.取得了在离中心频率1MHz处- 118d Bc/ Hz的相位噪声性能.电源电压为3.3V时的功耗为4 m A.     

CMOS光接收机主放大器设计

利用CMOS工艺设计一种用于SDH STM 4速率级(622 Mb/s)光纤用户网的光接收机放大电路。此电路由输入/输出缓冲、主放大单元、偏置补偿电路4部分组成。通过直接耦合技术提高增益,降低功耗;利用有源电感负载提高系统带宽。采用商用SmartSpice电路仿真软件和CSMC HJ 0.6μm工艺参数对该电路进行仿真。结果表明,该电路在5 V工作电压下中频增益为81 dB,3 dB带宽为470 MHz。     

5Gb/s 0.25μm CMOS限幅放大器

采用TSMC 0.25μm CMOS技术设计实现了高速低功耗光纤通信用限幅放大器.该放大器采用有源电感负载技术和放大器直接耦合技术以提高增益,拓展带宽,降低功耗并保持了良好的噪声性能.电路采用3.3V单电源供电,电路增益可达50dB,输入动态范围小于5mVpp,最高工作速率可达7Gb/s,均方根抖动小于0.03UI.此外核心电路功耗小于40mW,芯片面积仅为0.70mm×0.70mm.可满足2.5,3.125和5Gb/s三个速率级的光纤通信系统的要求.     

微桥法镍膜的弹性模量和残余应力测量

利用MEMS技术制作了不同尺寸的镍(Ni)膜微桥结构样品。采用纳米压痕仪XP系统测量了微桥载荷与位移的关系,并结合微桥力学理论模型得到了两种不同尺寸的Ni膜的弹性模量和残余应力。结果表明,两种不同尺寸的Ni膜的弹性模量结果一致,为190 GPa左右,但是残余应力变化较大。与采用纳米压痕仪直接测得的带有硅(Si)基底的Ni膜弹性模量186.8 7.5 GPa相比较,两者符合较好。     

MEMS封装技术研究进展

介绍了MEMS封装技术的特点、材料以及新技术,包括单片全集成MEMS封装、多芯片组件(MCM)封装、倒装芯片封装、准密封封装和模块式MEMS封装等。文中还介绍了MEMS产品封装实例。     

微型无阀泵参数化结构设计及测试

 从理论计算和试验两方面研究了用于微流控化学分析芯片的微型无阀泵流动特性，初步建立了微型无阀泵流道结构的数学模型，重点讨论了结构参数的选取原则及相应的流动阻尼系数的计算方法． 通过试验验证了数值计算的可靠性，为微型无阀泵参数化设计及优化提供了理论依据及经验曲线．     

Mechanical behavior of 30–50 nm thick aluminum films under uniaxial tension

We present uniaxial tensile test results for 30–50 nm thick freestanding aluminum films. Young’s modulus and ductility were found to decrease monotonically with grain size. Reverse Hall–Petch behavior was observed with no appreciable room temperature creep. Non-linear elasticity with small irreversible deformation was observed for 50 nm thick specimens.     

Si基膜片型气敏传感器微结构单元的热学性能

微结构气敏传感器由于其微型化、低功耗、易阵列化和易批量生产等优点而受到国内外研究者的广泛关注。利用微机电系统（MEMS）加工技术，制备Si基膜片型微结构单元，并分析其热学性能。这种单元工作区温度为-300℃时，加热功率约75mW；并且膜片工作区的热质量很小，温度可以于毫秒量级的时间内，在室温和450℃之间调制。利用这种微结构单元，可以在温度调制方式下，研究气敏薄膜的电学特性和敏感机理。     

MEMS移相器及其在微型通信系统中的应用

从传统移相器的构造和原理出发，进一步分析了MEMS移相器的结构、特性。结果表明，MEMS移相器具有传统移相器所无法比拟的体积小、损耗小、成本低、频带宽、易于集成等突出优点。随着高阻硅衬底在微波领域应用的扩展，MEMS移相器介质损耗大幅度降低，将能与信号处理电路一同集成于硅衬底上，便于相控阵雷达等通信系统实现微小型化。