多晶硅薄膜压阻系数的理论研究

利用应力退耦模型 ,分别对多晶硅薄膜晶粒中性区和晶界势垒区的压阻系数进行了理论分析 ,并推导出多晶硅压阻系数的表达式 .实验结果表明 ,利用文中推导出的理论公式所获得的计算值与实验测量结果基本符合 ,所给出的有关多晶硅压阻系数的理论结果可以作为多晶硅特性分析的理论依据 .

基于锁相技术的微机械陀螺闭环驱动电路

传统的闭环驱动电路其输出信号的频率与微机械陀螺驱动方向的固有频率存在一定偏差,且频率抖动较大,系统的建立时间较长.基于上述不足,在分析微机械陀螺闭环驱动方式工作原理的基础上,提出一种基于锁相技术的闭环驱动电路方案,电路进入稳定工作状态时,交流驱动电压与驱动方向敏感电流的相位及频率一致,微机械陀螺在驱动方向谐振,显著改善了输出信号的频率特性.仿真结果表明,这种闭环驱动电路输出信号频率与微机械陀螺驱动模态固有频率完全一致,频率抖动及系统建立时间分别是传统闭环驱动电路的38%和50%.通过实验验证了该方法的可行性.

微型多槽道平板热管传热特性分析及最大传热量预测

对三角形槽道的微型平板热管,进行流动、传热性能的理论分析和模拟.建立了微型平板热管的一维稳态模型,以分析工质在热管内的轴向分布,液体和蒸汽压力、流速的轴向变化,并计算其最大传热量.该模型更精确地考虑了具有互相连通蒸汽空间的平板热管,汽液界面剪切摩擦力对其传热性能影响,模型预测结果与实验数据取得较好的符合,能够更准确地预测微热管的最大传热量.该模型可用来帮助微型多槽道平板热管的结构设计.

MEMS微电源技术

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。

常压下工作的微机械陀螺的频率和阻尼特性

对微机械陀螺振动式陀螺的频率和阻尼特性进行了分析和模拟.以设计的一种微机械陀螺为模型,对其驱动和检测方向的阻尼力系数进行了计算,利用MATLAB模拟了阻尼对灵敏度以及频率特性的影响.得出了不仅频率匹配对微机械陀螺的性能有重要影响,而且阻尼匹配也会影响陀螺的灵敏度和频率特性.

闭环电容式微加速度计全差分CMOS接口电路

提出了一种用于电容式微加速度计的低噪声、高线性度全差分接口电路。基于开关电容检测技术,该电路采用一种新的双路反馈结构来提高系统线性度,并采用2μmn阱CMOS工艺完成芯片设计。仿真结果证明,电路中采用的双路反馈和全差分检测结构使系统的线性度达到0.01%。加入经过优化设计的比例-微分-积分控制器后,有效减小了系统稳态误差,系统响应速度提高了31%,系统线性度提高了66.7%。在±5 V工作电压下,选取64 kHz作为电路采样频率时,其电路等效输入噪声为8μg·Hz-1/2,系统灵敏度为1.22 V/g,线性度为0.03%,测量范围为±2g。测试结果显示,提出的电路达到高精度微加速度计系统设计要求,可以应用到地震监测、石油勘探等领域中。

微机械陀螺ASIC接口电路设计

在分析微机械陀螺接口电路工作原理的基础上,采用中电集团第24研究所的3μm10VP-well标准模拟CMOS工艺设计并制作了微机械陀螺ASIC接口电路.电路HSPICE仿真灵敏度为0.252mV/aF.芯片面积为5.5mm×4.4mm,在此工艺流片并进行了芯片测试.结果表明,在10V电源电压下,其功耗为49.3mW,输出摆幅为4.85±3.1V,输出节点的零点偏离为0.15V.此芯片具有微陀螺驱动及信号检测功能,可实现与微陀螺敏感结构的双片集成.

微泵膜片在静电驱动下的计算机模拟

对微泵膜片在静电力驱动下产生的形变和由此引起的微泵腔体体积的变化进行了计算机模拟分析，得出了膜片厚度、形状和静电驱动电压对微泵胶体体积变化的影响，以及膜片振动的固有频率与膜片厚度之间的关系．研究结果为微泵结构的设计优化提供了依据．

膜厚对多晶硅纳米薄膜压阻温度特性的影响

重掺杂多晶硅纳米薄膜具有良好的压阻温度特性,用它制作高温压阻式传感器灵敏度高、成本低,具有广阔的应用前景.为优化多晶硅纳米薄膜的压阻温度特性,本文采用低压化学气相淀积(LPCVD)技术制作了不同膜厚(30～250 nm)的多晶硅薄膜,分别测试了应变系数、薄膜电阻率与工作温度的关系.利用扫描电镜(SEM)和X射线衍射实验(XRD)对薄膜进行了表征,在此基础上结合隧道压阻模型分析了膜厚对多晶硅薄膜压阻温度特性的影响,结果表明,对于淀积温度620℃、掺杂浓度2.3×1020 cm-3的多晶硅纳米薄膜,膜厚的最佳值在80 nm厚左右.

四阶Sigma-Delta微加速度计系统设计与分析

为了降低Sigma-Delta(ΣΔ)微机械加速度计量化噪声,提高系统分辨率,完成了一种单环四阶ΣΔ微加速度计的分析与设计,建立了系统的线性模型,并在此基础上,采用根轨迹法分析了系统稳定性.理论分析表明所建立的四阶ΣΔ微加速度计系统在噪声特性、死区、空闲音方面都具有优良的特性.在系统级的分析与讨论基础上,实现了传感器接口电路晶体管级的设计,该电路采用0.5μm 2层多晶2层金属CMOS工艺流片,系统测试结果表明该加速度计灵敏度为1.2 V/g,非线性度为0.2%,开环噪声密度12μg/Hz1/2,闭环噪声密度80μg/Hz1/2,整体功耗为40 mW.

集成微流体测控芯片的研制

设计、研制了集成有微泵、微沟道、微流量传感器、温度传感器的微流体测控芯片.采用有限元软件ANSYS模拟分析了将其作为冷却芯片时微沟道的散热作用,分析确定了芯片上各元件的结构.该集成芯片为硅-玻璃结构,在硅片上,利用ICP法刻蚀无阀微泵泵体和微沟道;在7740玻璃片上,以溅射、剥离法制作微流量和温度传感器;图形精确对准后硅/玻璃以静电键合方法封接.无阀微泵采用压电元件驱动.测试结果表明:集成芯片具有冷却功能,循环水的流速最大可达25.4mm/s.

多孔硅基微型直接甲醇燃料电池用催化电极的制备

针对硅基微型直接甲醇燃料电池小型化的需要,提供一种新型多孔硅基催化电极的制备方法,即采用硅片阳极氧化的方法首先得到多孔硅作为催化电极的基底材料,然后采用化学镀铂及铂钌的方法分别在多孔硅上沉积出催化剂镀层,制备出阴极和阳极催化电极.多孔硅具有巨大的比表面积,使化学镀的催化剂层拥有不连续的三维结构,能显著的增加催化剂的活性面积,同时化学镀液中贵金属的利用率高达95%,可以有效地节约贵金属用量.研究中采用扫描电镜(SEM),X射线衍射(XRD),能量色散X射线分析(EDX)对多孔硅的形貌及催化剂层的物理性能进行了分析.

芯片实验室技术及其应用

从技术及应用方面,对芯片实验室在近几年内的研究现状和发展趋势予以综述.介绍了芯片实验室的加工技术、基底材料的选择以及常用的几种检测手段,并详细阐述了该技术在临床分析、环境监测、核酸和蛋白质分析以及细胞和离子的检测中的应用.

体硅电容式双轴微加速度计的信号检测新方法

在研究体硅电容式双轴加速度计结构部分,分析差分电容检测方法的基础上,提出了一种适合该加速度计的新型信号检测方法,此方法可有效地将两轴的混叠信号分别进行输出。通过HSPICE软件仿真验证了该方法的可行性。且依据0.5μmCMOSN阱工艺参数对总体电路进行模拟仿真,5V单电源供电,微加速度计单轴灵敏度为50mV/gn,频响为2.3kHz,量程为±50gn。

集成毛细管电泳芯片的设计

利用ANSYS软件对集成毛细管电泳芯片微沟道内样品流动情况进行模拟,获得了不同进样模式下微沟道的结构与流体流速之间的关系,并以此为依据对芯片整体结构参数进行设计:毛细管沟道最终尺寸为宽度16μm,深度10μm,有效分离长度为3.5cm的圆角转弯形沟道,从而确定整个芯片设计。

陀螺自激驱动电路中自动增益控制设计

提出了一种加入AGC功能的微机械陀螺自激驱动电路的实现方法.AGC环路中,采用了带共模反馈的VGA结构,包含一个改进的具有采样保持功能的峰值检测电路,并构造了一种新型的指数控制电路.采用中电集团24所提供的4μm10VP-well标准模拟CMOS工艺进行电路和版图设计并进行后仿对电路设计进行验证,利用HSPICE仿真可以得到AGC环路输出的峰峰值为3.203V,功耗约为19.2mW.

毛细管电泳非接触电导检测器的研制(英文)

非接触电导检测法已经成为毛细管电泳芯片中一种通用的物质分离检测方法.本文提出了一种微型化的电容耦合非接触电导分析系统,采用新颖的三明治电极结构减小了电极之间的寄生电容.这种电极结构能够有效地减小电极的长度,克服了非接触电导检测中电极易于折断的缺点.当采用电极宽度1,mm、电极间距1,mm、MES/His缓冲溶液浓度为20,mmol/L和激励电压20,Vpp、90,kHz的条件时,检测器具有最好的分离效果.在最佳的分离条件下,实现了1mmol/L的K+和Mg2+混合无机阳离子的分离检测.

早期盆底肌锻炼防治TUVP术后暂时性尿失禁的临床观察

目的探讨前列腺增生症患者早期行盆底肌锻炼防治经尿道前列腺汽化电切(TUVP)术后暂时性尿失禁和缩短尿失禁持续时间的效果,方法对89例前列腺增生症患者需行TUVP术病例随机分为实验组和对照组。对照组常规在术后拔尿管前1～2d夹闭尿管,定期开放。实验组于明确诊断开始,术后留置尿管期间及拔除尿管后均指导病人进行盆底肌锻炼。比较两组术后尿失禁发生率,尿失禁持续时间。结果实验组术后尿失禁1例,发生率为2.2%,尿失禁持续时间为2d,对照组术后尿失禁11例,发生率25%,尿失禁持续时间7～12d,两组比较,差异有显著性,p<0.01。结论早期行盆底肌锻炼能有效地预防和降低术后尿失禁发生率,缩短尿失禁持续时间。

低温水垫对骨科卧床病人皮肤减压效果的临床观察

目的 探讨低温水垫对骨科卧床病人皮肤减压的效果。方法 对1 0 5例卧床时间1周以上的骨折患者随机分为低温水垫组和常规护理组,低温水垫组病人腰骶尾部铺垫低温水垫保护,常规护理组按护理常规护理。观察两组皮肤减压效果。结果 两组皮肤减压效果经统计学处理存在显著性差异,低温水垫组皮肤减压效果明显高于常规护理组(P <0 . 0 0 5 ) ,低温水垫组皮肤减压无效为0例,常规护理组无效为1 0例。结论 低温水垫对骨科卧床病人皮肤减压效果确切,是操作简便、舒适、实用性强的护理干预方法。

多晶硅薄膜制备方法与压阻特性的研究

对磁控溅射和低压化学气相淀积(LPCVD)2种方法制备的多晶硅薄膜的电学和压阻特性进行了研究,并讨论了结晶化工艺对磁控溅射薄膜性质的影响。实验表明:LPCVD薄膜稳定性、重复性较好,应变系数可达到20以上;磁控溅射薄膜经适当结晶化工艺处理具有纳晶硅的结构特征,应变系数可达到80以上。利用扫描电镜(SEM)图片结合电阻率和应变系数的测试结果,讨论了2种方法制备出的多晶硅薄膜应用于压阻式力学量传感器的可行性。