硅基集成微马达的研制

本文介绍一种硅基集成微马达。该微马达转子和定子由厚度为４．２μｍ的多晶硅膜形成，转子与定子之间的空气间隙为２．０～２．５μｍ，转子的半径为４０～５０μｍ。其制作工艺非常简单，仅包括四次光刻（共三块版）、两次ＬＰＣＶＤ多晶硅膜淀积和两次ＬＴＯＳｉＯ２膜淀积。初步测量结果表明，微晃动马达的最低驱动电压为４９Ｖ，最高转速估计可达６００ｒｐｍ。

双面光刻简易技术

本文介绍用于半导体器件制造的两种简易双面光刻技术:一种是单版式对准,另一种是双版式对准。文中还详述了双版式双面光刻的全套工艺。实验表明,这两种双面对准方法经济实用,单版式双面对准误差<15μ,双版式双面对准误差<3μ,其光刻图形符合工艺要求。

小型相机自动对焦用光电位置传感器

采用新颍的PIN结构研制的光电位置传感器,主要用于小型相机的自动对焦系统。文中阐述了PSD器件的工作原理以及为获得高反向击穿电压、高极间表面电阻和好的红外灵敏度在结构上和工艺上所作的改进。并对PSD器件进行了测试,得到符合设计要求的结果。

ISFET的新突破—BSC-ISFET初探

BSC-ISFET(Back-Side Contacted ISFEI)即背面引线离子敏感器件是化学传感器的又一突破。本文重点介绍其基本结构和工艺特点,并简述其发展概况。

一种硅基集成微晃动马达

本文介绍一种硅基集成微晃动马达．该微马达的制作工艺非常简单，主要包括四次光刻（共三块版）、两次ＬＰＣＶＤ多晶硅膜淀积和两次ＬＴＯＳｉＯ２膜淀积．微马达转子和定子由厚度为４．２μｍ的多晶硅膜形成，转子与定子之间的空气间隙为２．０—２．５μｍ，转子的半径为４０—５０μｍ．初步测量结果表明，微晃动马达的最低驱动电压为４９Ｖ，最高转速估计可达６００ｒｐｍ。

硅杯型集成压力传感器的研制

本文介绍了用于测量微小压力或流速的硅杯型集成传感器。它将敏感元件与信号放大电路以及恒流供电电路都集成在同一芯片内,实现了硅杯型压力传感器的单片集成。该集成传感器有较小的体积和较高的灵敏度,可用于测量小区域内的压力及流速分布情况。

一种电热式MEMS微镜多自由度模型解析方法

结合微镜驱动器结构,通过引入热导和弹簧刚体模型分析了多驱动器间热传导和相互作用力导致的形变原因,并建立了多自由度微镜的数学模型。仿真与实验数据对比说明:建立的模型与实验结果具有较好的一致性,能够预测4个驱动器的输入响应特性。

电热驱动Bimorph微执行器对流系数估算方法研究

随着电热驱动MEMS器件尺寸进一步缩小,传统热对流系数的取值已无法满足微系统分析建模需求。针对电热型Bimorph结构的MEMS微镜驱动器,通过分析其温度分布,并以其平均温度为参考指标建立简单热阻和对流热阻分段模型,推算出微尺度下精确的对流系数,提高了微执行器设计模型的驱动性能。经理论计算和实验测试验证,对流系数值的误差在8.1%以内,满足实际设计需求,验证了该方法的合理性和可行性。

基于高压应力的氮化铝MEMS压电微扬声器

基于微电子和微机械加工工艺制备了一类氮化铝AlN(Aluminum Nitride)压电微扬声器。研究了器件薄膜残余应力对器件性能的影响,采用带有高残余压应力的高c-轴取向氮化铝薄膜分别作为器件压电层和支撑层增大微扬声器的输出声压,同时利用工艺手段控制整体薄膜残余应力进一步增大器件输出声压。该微扬声器的悬膜直径仅为1.35 mm,厚度为0.95μm。在开放空间内,采用声压级检测仪对该微扬声器的输出声压级SPL(Sound Pressure Level)进行扫频测试(频率范围:0.5kHz～20 kHz)。测得单个微扬声器在距离为10 mm处,20 Vpp驱动电压下最大输出声压级约为75 dB。测试结果显示该氮化铝压电微扬声器在耳机、智能手机和可穿戴设备等方面都具有潜在的应用前景。

簧片式硅压力传感器的研制

介绍了采用簧片式硅弹性膜芯片研制成功的压力敏感元件和传感器,利用这种硅芯片已制得灵敏度和量程范围各不相同的性能优良的压力传感器.

基于电热型扫描微镜的微型双光子显微镜探头设计

双光子荧光显微镜的微型化对在体脑部神经活动研究和体内组织病理状态检测具有非常重要意义。本文设计了一种基于电热型扫描微镜的微型化双光子荧光显微镜探头,其微镜设计采用反向串联双S型双层材料结构,通过对微镜四个侧面执行器分别施加周期信号,实现了±3.5°的扫描范围;其光学设计是通过单模光纤导入800 nm飞秒激光,激光经微镜扫描,由光学系统聚焦作用于生物样品,激发样品产生荧光,荧光信号通过采集光路汇集并耦合到多模光纤输出,最后通过显微镜的图像采集系统成像。探头尺寸为26 mm(L)×12 mm(W)×8 mm(H),重量为5.6 g。利用该显微镜探头,对含有不同尺寸凹槽的微结构进行了成像测试,其结果表明,其扫描成像的范围可以实现150μm×150μm,横向分辨率可达到5μm;利用该探头对荧光染色小鼠肾脏冷冻切片进行的成像测试,成功得到了双光子二维荧光图像。基于本装置以及进一步的改进,将有助于构建便携式双光子荧光显微镜,置于活体动物头部,在体进行脑部神经活动研究。

Endoscopic Optical Doppler Tomography Based on Two-Axis Scanning MEMS Mirror

We study the feasibility of endoscopic optical Doppler tomography with a micro-electro-mechanical system(MEMS) mirror based probe. The additional phase shifts introduced by the probe are tracked and formulated.The suppression method of the probe phase shifts is proposed and validated by fluid flow detection experiments.In vivo blood flow detection is also implemented on a hairless mouse. The velocities of the blood flow in two directions are obtained to be-8.1 mm/s and 6.6 mm/s, respectively.

光电化学电池(PEC)分解水制氢技术

本文较全面地阐述了光电化学电池分解水制氢的各种结构及其工作原理,对各种结构的优势、存在的问题以及能量转换效率等进行了较详细的分析,并介绍了目前的最新成果和研究动向。

光学相干断层扫描在胃肠肿瘤外科中的应用进展

光学相干断层扫描（OCT）是一种实时三维层析光学成像技术。OCT的物理原理类似于超声检查，但其采用的是近红外光而不是声波，它可以提供拥有微米级分辨率的活体组织形态的断面图像。通过与内镜、细针、导管、腹腔镜等装置结合，OCT在肿瘤外科中拥有巨大的成像潜力。目前研究提示，OCT技术在以下胃肠道肿瘤外科领域具有应用潜力：（1）早期肿瘤筛查和诊断：OCT可区分息肉组织、正常组织、恶性组织之间的差异，可能鉴别癌前病变，例如胃肠化生，幽门螺杆菌相关胃炎，涉及黏膜或黏膜下层的早期胃癌，以及区分腺瘤性息肉和增生性息肉。（2）淋巴结的光学活检：作为一种高分辨率近红外成像模式，OCT能够可视化组织内的微观特征，区别淋巴结组织与周围脂肪组织，并显示淋巴结结构（例如生发中心和结节内血管），以展示转移性肿瘤浸润过程中淋巴结显微结构变化。（3）精确手术导航，术中指导切除范围：在口腔鳞状细胞癌和乳腺癌等其他肿瘤中发现，OCT可以通过快速大面积扫描，以在细胞水平上引导外科手术切除肿瘤性疾病，并扫描肿瘤边缘的残留肿瘤灶，甚至是转移肿瘤细胞，这提示在结直肠肿瘤外科中，未来术中应用腹腔镜OCT实时检测肠管切缘及淋巴结的可行性，从而可确定适宜的肠管切除范围及淋巴结清扫范围。目前，关于OCT在胃肠肿瘤外科的术中应用的相关报道甚少，提示OCT在这一领域有广大的研究空间。

基于MEMS微镜技术的近红外光谱检测奶粉中的三聚氰胺

为实现奶粉中三聚氰胺的无损定量快速检测,搭建了一款便携式光学仪器。采用基于MEMS微镜的微型光学平台及手持式探头、光纤及样品池等搭建的傅里叶变换近红外光谱仪,在1 000～2 500 nm波长范围内采集样品光谱,结合光谱预处理、特征波段筛选及主成分数选取来优化光谱信息,依照偏最小二乘法结合交叉验证建立定量模型。在1 400～1 600 nm和1 900～2 400 nm波段内,二阶导数+Savitzky-Golay九点平滑的预处理方法下,当主成分数为5时,交叉验证相关系数为0.965 2,交叉验证均方差为8.22,外部验证结果预测偏差均小于5%,模型预测性能良好。基于MEMS微镜的便携式近红外光谱仪能实现奶粉掺假三聚氰胺定量检测。

一种硅基静电微马达

本文介绍我们最近研制的一种硅基集成微马达。其制作工艺非常简单，仅包括四次光刻、两次多晶硅膜淀积和两次ＳｉＯ２牺牲层淀积。实现了快速、方便及批量地制作测量分析用的微马达样品。该微马达转子和定子由厚度为２．５μｍ左右的ＬＰＣＶＤ多晶硅膜一次形成，因而转子与定子的间距可减小到１０～１．５μｍ。初步测量结果表明，微晃动马达的最低驱动电压为４９Ｖ，最高转速估计可达６００ｒｐｍ。