体硅加工微电极传感器研究

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作者 刘敬伟 边超 +3 位作者 韩泾鸿 陈绍凤 白强 夏善红 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第z3期144-147,共4页

应用新的体硅加工技术和新的电极表面修饰方法,提出了一种新型电流型微电极传感器。以与IC兼容的硅作为基底材料,利用体硅加工工艺,采用各向异性硅腐蚀及SU- 8微反应池方法制成了新型体硅加工电极。同时,铂化并聚合被首次用来作电极表... 应用新的体硅加工技术和新的电极表面修饰方法,提出了一种新型电流型微电极传感器。以与IC兼容的硅作为基底材料,利用体硅加工工艺,采用各向异性硅腐蚀及SU- 8微反应池方法制成了新型体硅加工电极。同时,铂化并聚合被首次用来作电极表面修饰。以葡萄糖检测为例,使用吡咯作为聚合材料,新传感器与传统的电流型传感器相比,有较小的敏感面积(1m m×1mm )、较大的敏感系数(39.6 4 0 n A.m M- 1 .m m- 2 )、较低的检测下限(1×10 - 4M)、较宽的检测范围(1×10 - 4～1×10 - 2 M)、较好的重现性(五次测量的RSD为3.2 % )与稳定性(温室保存一个月后活性保留95 %以上)、以及易于与处理电路集成等优点。 展开更多

关键词 传感器 电流型 微电极 体硅加工 微反应池

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体硅加工的压电式微加速度计的设计 被引量：6

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作者 杨慧 李伟红 郭航 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第2期237-240,共4页

提出并设计了一种采用体硅微制造工艺制造的压电式微加速度计,其中体硅加工的硅质量块由悬臂梁支撑且悬臂梁部分区域沉积ZnO压电薄膜。通过对压电悬臂梁建立一维解析模型,研究了影响加速度计灵敏度的结构因素。在此基础上,利用有限元方... 提出并设计了一种采用体硅微制造工艺制造的压电式微加速度计,其中体硅加工的硅质量块由悬臂梁支撑且悬臂梁部分区域沉积ZnO压电薄膜。通过对压电悬臂梁建立一维解析模型,研究了影响加速度计灵敏度的结构因素。在此基础上,利用有限元方法软件ANSYS设计了实际的微加速度计,并对六种不同的微加速度计结构进行了分析,得到了不同结构微加速度计的工作频率范围及灵敏度结果。 展开更多

关键词 MEMS 体硅微加工工艺 压电式微加速度计 氧化锌

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一种基于体硅工艺的微机械可调节椭圆低通滤波器 被引量：2

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作者 缪旻 卜景鹏 赵立葳 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第3期486-489,共4页

提出了一种椭圆低通可调滤波器的调谐方法,即通过调节第一传输零点(FTZ)来改变3dB截止频率Tc。解析计算表明,小范围内改变FTZ既可调节Tc和滚降速率,又能保证通带和阻带的特性基本不变。作者提出FTZ的移动可由串联谐振支路处容性MEMS开... 提出了一种椭圆低通可调滤波器的调谐方法,即通过调节第一传输零点(FTZ)来改变3dB截止频率Tc。解析计算表明,小范围内改变FTZ既可调节Tc和滚降速率,又能保证通带和阻带的特性基本不变。作者提出FTZ的移动可由串联谐振支路处容性MEMS开关的分布加载来实现,并基于微扰法求出器件中心谐振频率及特性的变化规律。本文相应设计了Tc为16GHz的7阶步进式滤波器。高频有限元全波仿真表明,每加载一个MEMS开关,Tc改变约1.5GHz,损耗特性则几乎不变。这证明了理论分析方法有较高的准确性,而且器件设计具有数字化调节能力和较出色的微波性能。这种方法也可用于高通和带通滤波器。论文还介绍了器件的体硅微加工流程及MEMS开关的初步加工结果。 展开更多

关键词 射频微机电系统 可调谐滤波器 椭圆低通滤波器 第一传输零点 频率移动 体硅微机械加工工艺

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基于硅MEMS腔体技术的微波带通滤波器 被引量：7

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作者 陈熙 李丰 +1 位作者 马文涛 李宏军 《微纳电子技术》 CAS 北大核心 2015年第5期299-303,共5页

基于硅MEMS腔体技术的微波带通滤波器是微波通信系统中的关键器件。开发了一种利用硅MEMS腔体技术制作的微波带通滤波器。采用梳状结构四分之一波长谐振器级联形成微波带通滤波器,利用全波三维电磁场仿真设计软件进行了设计、建模、仿... 基于硅MEMS腔体技术的微波带通滤波器是微波通信系统中的关键器件。开发了一种利用硅MEMS腔体技术制作的微波带通滤波器。采用梳状结构四分之一波长谐振器级联形成微波带通滤波器,利用全波三维电磁场仿真设计软件进行了设计、建模、仿真和优化,并使用微机械加工(MEMS)工艺技术在高阻硅衬底上加工,形成滤波器。仿真和实测结果表明,硅MEMS腔体带通滤波器的尺寸仅为8 mm×4 mm×0.8 mm,质量不足0.1 g,并且所得仿真和实测性能结果一致性较好。与传统的金属矩形/圆形波导滤波器以及LC滤波器相比,硅MEMS腔体带通滤波器的体积和质量是前者的几百分之一。此外硅MEMS腔体带通滤波器还具有高抑制度、一致性好及易于集成等优点。 展开更多

关键词 硅MEMS腔体 硅体微加工 带通滤波器 梳状结构 谐振器

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复合湿法腐蚀工艺制备硅基三维曲面

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作者 黎永前 李薇 +1 位作者 郭勇君 苏磊 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期1531-1536,共6页

提出了将各向异性湿法腐蚀与各向同性湿法腐蚀相结合的复合工艺,通过控制刻蚀工艺参数进行体硅加工,成功刻蚀了硅基材料三维曲面回转体结构。在各向同性腐蚀过程中,由各向异性刻蚀得到的多面体结构的表面垂直腐蚀速率与刻蚀液浓度呈指... 提出了将各向异性湿法腐蚀与各向同性湿法腐蚀相结合的复合工艺,通过控制刻蚀工艺参数进行体硅加工,成功刻蚀了硅基材料三维曲面回转体结构。在各向同性腐蚀过程中,由各向异性刻蚀得到的多面体结构的表面垂直腐蚀速率与刻蚀液浓度呈指数关系,而搅拌使得多面体结构表面峰值与谷底的刻蚀液存在流速差,基于此原理可得到光滑的三维曲面。刻蚀过程中,通过各向异性湿法腐蚀控制结构深度,通过各向同性湿法腐蚀"抛光"结构曲面。最后,采用实验优化湿法腐蚀过程的工艺参数,基于直径为600～1 000μm的圆形掩模板,在硅材料表面制备得到了高度为100～200μm的三维曲面回转结构。提出的工艺简单、有效且便于操作,有望用于制作不同曲面形状的三维硅结构及聚合物光学器件模具。 展开更多

关键词 体硅加工 湿法腐蚀 各向异性 各向同性 硅模具 三维曲面

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微加速度计在冲击载荷作用下的失效分析 被引量：17

6

作者 王立森 胡宇群 +2 位作者 李志宏 余同希 赵亚溥 《机械强度》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第4期516-522,共7页

抗冲击性是加速度计的一个主要性能指标 ,跌落实验则是一种测试结构冲击作用的有效方式 ,本文利用跌落实验对一种折叠梁式微加速度计在冲击载荷作用下的失效模式进行了研究。实验发现在微加速度计中主要存在两种主要的失效模式 ,即微梁... 抗冲击性是加速度计的一个主要性能指标 ,跌落实验则是一种测试结构冲击作用的有效方式 ,本文利用跌落实验对一种折叠梁式微加速度计在冲击载荷作用下的失效模式进行了研究。实验发现在微加速度计中主要存在两种主要的失效模式 ,即微梁结构的整体破坏和微结构在横向之间的粘附。应用拟静态和能量方法给出微结构在冲击载荷下的响应。 展开更多

关键词 微加速度计 体硅加工工艺 冲击载荷 失效分析 粘附

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MEMS微电源技术 被引量：13

7

作者 刘晓为 邓琴 +2 位作者 郭猛 兰慕杰 王喜莲 《传感器技术》 CSCD 北大核心 2003年第7期77-80,共4页

结合目前国内外各种微电源的发展现状,总结微电源的研究成果,从理论上探讨了利用MEMS体硅加工工艺制作微燃料电池的可行性。指出了MEMS燃料电池的发展趋势,并对MEMS燃料电池研制过程中可能出现的困难提出了相应的解决方案。

关键词 MEMS 微电源技术 燃料电池 发展趋势 体硅加工

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微机电系统与微加速度计 被引量：3

8

作者 张霞 《物理与工程》 2004年第1期18-21,25,共5页

本文简要介绍了具有高新技术特征的微机电系统 。

关键词 微机电系统 微加速度计 MEMS 表面牺牲层工艺 体硅加工工艺 标准化工艺

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带有位移检测功能的纳米级定位平台 被引量：4

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作者 王家畴 荣伟彬 +1 位作者 李昕欣 孙立宁 《纳米技术与精密工程》 EI CAS CSCD 2008年第5期376-382,共7页

为了解决纳米定位平台小型化、定位精度高的问题,采用体硅加工技术成功地研制了一种基于单晶硅的、带有位移检测功能的新型二自由度微型定位平台.介绍了定位平台的工作原理,通过理论计算和有限元模拟相结合的方法实现定位平台的结构设计... 为了解决纳米定位平台小型化、定位精度高的问题,采用体硅加工技术成功地研制了一种基于单晶硅的、带有位移检测功能的新型二自由度微型定位平台.介绍了定位平台的工作原理,通过理论计算和有限元模拟相结合的方法实现定位平台的结构设计.提出了一种面内侧壁压阻加工方法,成功地在定位平台上集成了压阻位移检测传感器.实验结果表明,有效驱动电压取23.68V时,定位平台最大单轴输出位移为10μm,运动平台的定位精度优于20nm;室温下压阻传感器的阻值为4.2kΩ,击穿电压为75V,在平台输出位移为10nm时,压阻器件的灵敏度(电阻相对变化)达到了3.6×10-5,完全满足设计要求. 展开更多

关键词 体硅微加工工艺 微型定位平台 面内侧壁压阻 有限元方法 压阻灵敏度

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基于MEMS技术的微波滤波器研究进展 被引量：4

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作者 欧阳炜霞 张永华 +2 位作者 王超 郭兴龙 赖宗声 《微纳电子技术》 CAS 2008年第4期214-218,234,共6页

基于MEMS技术的滤波器是现行RF结构中一个关键的MEMS器件。与传统的采用金属矩形或圆柱波导以及半导体元件制作的滤波器相比,MEMS滤波器具有低损耗、高隔离度、线性好、体积小、易于集成等优点。对利用MEMS技术制作的滤波器做了分类总结... 基于MEMS技术的滤波器是现行RF结构中一个关键的MEMS器件。与传统的采用金属矩形或圆柱波导以及半导体元件制作的滤波器相比,MEMS滤波器具有低损耗、高隔离度、线性好、体积小、易于集成等优点。对利用MEMS技术制作的滤波器做了分类总结,综述了近几年MEMS滤波器的研究进展,包括硅体微加工滤波器、LIGA传输线型滤波器和基于MEMS开关/电容实现的可调滤波器。指出可调滤波器的开发适应微波、毫米波波段的多频段、宽带无线通信系统的迫切需要,具有重要的现实意义。 展开更多

关键词 MEMS技术 硅体微加工 UGA技术 微波滤波器 可调滤波器

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高性能微惯性器件单片集成技术 被引量：1

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作者 张照云 施志贵 +1 位作者 张慧 彭勃 《太赫兹科学与电子信息学报》 2014年第4期622-626,共5页

讨论了高性能微惯性器件单片集成技术。首先对单片集成MEMS技术的优势及面临的困难进行了讨论,并对目前主流的单片集成MEMS技术特点、工艺流程进行了介绍,最后,给出高性能微惯性器件单片集成技术的未来发展趋势。

关键词 微机电系统 单片集成 微惯性器件 表面微机械加工 体硅微机械加工

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一种静电驱动电容检测的微机械陀螺及其工艺改进

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作者 郑旭东 胡世昌 +2 位作者 张霞 金仲和 王跃林 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第18期2160-2163,2177,共5页

介绍了一种新型的体硅微机械工艺制造的框架式陀螺及其工艺改进。框架式设计使得陀螺的驱动模态和检测模态解耦;静电力驱动外框使得陀螺进入初始谐振模态;通过内部质量块和固定电极组成的差分敏感电容对的电容极板交叠面积的变化来检测... 介绍了一种新型的体硅微机械工艺制造的框架式陀螺及其工艺改进。框架式设计使得陀螺的驱动模态和检测模态解耦;静电力驱动外框使得陀螺进入初始谐振模态;通过内部质量块和固定电极组成的差分敏感电容对的电容极板交叠面积的变化来检测输入的角速度信号;变面积的检测方法消除了变间距检测电容变化的非线性。陀螺的驱动模态和检测运动模态都在平面内运动,因此工作阻尼以滑模阻尼为主,从而使得器件在常压下也具有较高的品质因子。深反应离子刻蚀获得了大的可动质量块,也使得弹性梁在Y方向和Z方向上有较大的弹性系数,从而降低交叉耦合并获得了较高的吸合电压。改进后的工艺过程降低了深反应离子刻蚀过程中的根部效应对器件的损伤,并同时使得质量块质量增加了50%。对原型器件的驱动和检测特性以及功能结果进行了测试,并给出了测试结果。 展开更多

关键词 微机械陀螺 体硅微机械加工 电容敏感 深反应离子刻蚀 根部效应

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电磁激励微谐振式传感器的设计与制作 被引量：1

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作者 高振宁 陈德勇 +1 位作者 王军波 毋正伟 《微纳电子技术》 CAS 2008年第10期597-600,共4页

利用微电子机械加工技术成功研制出电磁激励-电磁拾振硅谐振梁式压力传感器。传感器以"H"型双端固支梁为谐振器,采用差分检测结构。工艺制作采用体硅加工工艺,并且采用一种减小封装应力的结构完成压力传感器的真空密封及封装... 利用微电子机械加工技术成功研制出电磁激励-电磁拾振硅谐振梁式压力传感器。传感器以"H"型双端固支梁为谐振器,采用差分检测结构。工艺制作采用体硅加工工艺,并且采用一种减小封装应力的结构完成压力传感器的真空密封及封装。利用锁相环微弱信号检测技术建立的开环频率特性测试系统及闭环自激测试系统测试了传感器的频率、压力特性等相关技术指标。谐振器在空气中的品质因素Q值大于1200;在真空中的Q值大于7000。压力满量程刻度为0～120kPa。差分输出的结果优于单个谐振梁的输出结果,差分输出结果的线性相关系数为0.9999,灵敏度为225.77Hz/kPa。 展开更多

关键词 微机电系统 谐振式压力传感器 电磁激励电磁拾振 差分检测 体硅微加工工艺

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Micro-nano electromechanical system by bulk silicon micromachining 被引量：3

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作者 Masayoshi Esashi Takahito Ono 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 2002年第6期608-613,共6页

关键词 微纳电械系统 MEMS 体硅微加工工艺

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