全对称谐振式压力传感器结构设计与仿真分析

提出了一种基于侧向驱动的全对称谐振式压力传感器结构.谐振结构采用侧向梳齿电容驱动,既保证了驱动力的线性特性,又由于本身的空气阻尼为滑膜阻尼,可以取得较高的品质因子.另外,设计的差分电容结构能进一步提高器件的检测灵敏度.经过ANSYS 10.0的仿真分析总结出谐振结构固有频率受结构参数影响的规律,确定了量程为0～550kPa的谐振式压力传感器具体尺寸,其灵敏度达到了22.602Hz/kPa;分析了温度对谐振结构固有频率的影响,得到-20～60℃下的热灵敏度温度系数为-1.823 3Hz/℃,为后续的温度补偿提供依据;最后通过分析谐振结构的频域响应特性,最终确定了传感器的频域特性曲线以及不同阻尼比下传感器的品质因子,为谐振式压力传感器真空封装的真空度选择提供参考.

基于气浮喷射的MEMS封装中通孔的金属互联

在微机电系统(MEMS)圆片级封装中,通孔缺陷极有可能降低芯片与外界电互联的可靠性.采用气浮沉积的方法,在通孔底部沉积纳米银浆,形成低电阻的Ag/Al/Si欧姆接触结构,解决了电极间的电学连接问题.根据AJTM300气溶胶喷射系统的特点,选择50nm粒径的纳米银浆制作通孔Ag/Al/Si欧姆接触结构;在平面圆形Al电极上气浮沉积纳米银浆,改变银浆的烧结温度,用以验证Ag对Al/Si接触电阻的影响;将此法应用于通孔互联结构中,并探究得出最优沉积时间,测量两通孔间的I-V特性.试验结果表明,采用超声雾化方式的气浮沉积方法,在通孔底部沉积15s的纳米银浆,经过300℃的烧结,可以有效填充通孔底部缺陷,并形成较低电阻的Ag/Al/Si接触结构.采用按需喷印的气浮沉积方案对通孔进行沉积,为实现MEMS芯片与外界的电互联提供了新思路.

一种用于制备大厚度MEMS结构层的浓硼掺杂方法(英文)

在MEMS器件中,浓硼掺杂层通常为器件的结构层.但由于受表面固溶度及浓度梯度影响,该掺杂层(硼原子浓度≥5×1019cm-3)厚度越大所需的扩散时间越长.为了能在同等扩散工艺条件下,制备出更厚的浓硼掺杂层以满足器件要求,提出了多步扩散法.即在保证总的累计扩散时间不变的前提下,将传统的扩散过程分为两个相对短的扩散周期.并且这两个周期连续进行,每个周期各包含一次预扩散和再分布.与传统的两步扩散相比,多步扩散法可为硅基底引入更大量的硼杂质,并且具有一定能力使硼杂质留在一定深度范围内.因此该方法可以获得更大的有效节深.实验中采用该方法成功制备出21μm厚的浓硼掺杂层.然而在文献中提到的采用传统两步法在同样条件下得到的厚度则小于15μm.从而验证了该方法可在同等扩散工艺条件下,可以制备出更厚的浓硼掺杂层.

微机械陀螺仪零偏稳定性的温度响应测试评价

设计对比分析实验并搭建测试系统,获得商品化微机械陀螺仪零偏稳定性对恒温(-40、25、60℃)和温度循环(-40~60℃)载荷的响应规律。恒温载荷下,石英基微机械陀螺仪零偏稳定性计算值在40(°)/h以下,硅基微机械陀螺仪零偏稳定性计算值约在150~670(°)/h的大范围之内。硅基陀螺仪的零偏稳定性计算值与温度基本呈正相关趋势且线性度较好,石英基陀螺仪与之相反。零偏稳定性值在温度循环交变的温度载荷下比在恒温载荷下大几十倍,结构设计和封装工艺等方面得到较好优化的陀螺仪可以有效避免这种负面影响。该研究为微机械陀螺仪零偏稳定性优化提供了对比测试数据和优化方向建议。