基于硅隔离技术的耐高温压力传感器研究

采用硅隔离SoI(SilicononInsulator)技术 ,应用高能氧离子的注入方法 ,在单晶硅材料中形成埋层二氧化硅 ,用以隔离作为测量电路的顶部硅层与体硅之间因温度升高而造成的漏电流 .采用梁膜结合的压力传递机构 ,将被测压力与SoI敏感元件隔离开来 ,因此避免了被测压力的瞬时高温冲击 .给出了传感器的结构模型和实验数据 ,测试结果表明 ,这种新型结构的耐高压力传感器 ,具有较好的动静态特性 .

耐高温硅隔离压阻力敏芯片的研究

采用微型机械电子系统技术制作出了具有高精度、高频响特点的耐高温硅隔离压阻力敏芯片.根据压阻力敏芯片的版图设计结构,基于弹性薄板小扰度弯曲理论计算分析了压阻力敏芯片的结构尺寸和固有频率.采用静电键合工艺将压阻力敏芯片封装在硼硅玻璃环上,形成倒杯式弹性敏感单元,通过有限元仿真分析了玻璃环对压阻力敏芯片性能的影响.根据温度实验数据及计算结果,得到压阻力敏芯片各温度点的热零点漂移的绝对值均小于0.02%FS·℃-1,说明该压阻力敏芯片的准确度等级优于0.1%FS·℃-1,且零点稳定性好.

基于硅隔离衬底的高深宽比微型杠杆机构研究

针对微机电系统微执行器输出位移小,不能满足实际工作需要的问题,设计了一种微型柔性杠杆位移放大机构,并用有限元方法对放大倍数及影响因素进行了分析.该机构不含任何旋转部件,利用单晶硅微梁的弹性变形来实现微位移的放大,采用深层反应离子刻蚀技术将整个机构制作在硅隔离衬底上,并把它置于40%的HF溶液中使其成功释放.对集成加工在同一衬底上的电热微执行器进行了性能测试,测试结果表明,在没有优化的条件下,加工的两级微型杠杆机构在14 V工作电压下的放大倍数为18.9倍,输出位移达到36μm,测试结果与仿真结果相吻合.

有机硅隔离涂层在海湾扇贝养成中减少生物污损的效能

Netminder是一种水性的硅胶隔离涂层，它在美同纽约州的一个大规模扇贝资源恢复计划中，在海湾扇贝的养成及越冬期间，对减少扇贝养成网笼的生物污损非常有效。与没有经过涂层处理的养殖网笼相比较，存采用涂层处理的养殖网笼中的扇贝，可能南于其贝壳附着了更多的附生生物，存此后8个月出现了存活率下降的情况。

硅基MEMS悬臂梁支撑的离心驱动隔离装置

针对微小火工品与引信安全系统工作环境对隔离装置的需求,提出一种硅基MEMS悬臂梁支撑的离心驱动隔离装置。隔离装置由隔断滑块、悬臂梁支撑结构、卡头、卡槽、固定质量块组成。隔离装置能够与飞片起爆方式匹配,并能够满足引信安全系统的工作环境要求。悬臂梁结构简单且悬臂梁与隔断滑块作为一个整体,省去装配环节。仿真结果表明,当转速5 000 r/min以上时,该隔离装置在离心过载的作用下解除隔离并锁定,使微装药与加速膛对正,且在12 m跌落过载与后坐过载下强度仍满足设计要求。

耐高温压阻力敏硅芯片及静电键合工艺

采用微型机械电子系统(MEMS)技术制作出了平膜型硅隔离(SOI)耐高温压阻力敏硅芯片,采用静电键合工艺将该力敏硅芯片封装在硼硅玻璃环上,制作出倒杯式弹性敏感单元.分析了静电键合时力敏硅芯片与玻璃环的对准偏差对力敏硅芯片非线性的影响;实验验证了静电键合工艺对硅芯片温度性能的影响以及制作的耐高温压力传感器的性能.结果表明,对准偏差对硅芯片的非线性有较大影响;静电键合工艺对硅芯片的零位时漂和热零点漂移影响较小;制作的耐高温压力传感器具有优良的性能指标,能满足实际的工程应用需求.

一种新的深硅槽工艺技术

提出采用离子注入方法提高主掩膜光刻胶的耐干法腐蚀和腐蚀窗口磋的腐蚀速率，实现了在比较简陋的干法腐蚀设备上采用反应离子腐蚀模式进行深／浅硅槽工艺。

1μm宽硅深槽刻蚀技术

介绍了硅深槽刻蚀的基本原理和影响对蚀效果的几个主要工艺因素。提出了一种实现１μｍ宽的硅深槽刻蚀工艺途径；并给出了１μｍ宽、８μｍ深、侧壁及底部光洁的硅深糟刻蚀工艺条件。

基于SOI技术高温压力传感器的研制

针对油气田等领域高温高压环境要求,介绍了一种高温压力传感器芯片的设计及研制,设计的高温压力传感器芯片解决了传统压阻式传感器在高温高压环境下的热稳定性问题。通过静电键合封装技术将耐高温SOI压阻芯片与玻璃片在真空环境下封装结合为一体,作为全硅结构的压力传感器的弹性敏感单元,解决高温环境下测量大量程压力的难题。同时,采用高温充硅油技术,用波纹片和高温硅油将被测量介质隔离开来,提高了传感器的适应能力。

倒杯式耐高温高频响压阻式压力传感器

采用微型机械电子系统(MEMS)技术制作出了高精度、高灵敏度的硅隔离(SOI)倒杯式耐高温压阻力敏芯片,利用静电键合工艺将力敏芯片封装到玻璃环上,再通过玻璃浆料烧结工艺或高温胶黏剂将玻璃环装配到齐平式机械结构上,从而避免了管腔效应的影响,实现了耐高温高频响压阻式压力传感器的基本制作.通过有限元仿真和实验,分析了安装预紧力对传感器性能的影响,由传感器静态和动态实验得到传感器的精确度为±0.114%FS,动态响应频率为694.4kHz,均满足火工品爆破测试等高温高频动态压力测试的要求.

基于SIMOX技术的高温压力传感器研制

应用氧离子注入 (Separation by Implantation of Oxygen) SIMOX技术 ,制作适合于高温环境条件下的固态压阻式硅隔离 (SOI)压力敏感元件。采用了一种新型梁膜结合封装工艺 ,有效地解决了被测压力高温冲击问题 ,可应用于航空、航天发动机等恶劣环境下的压力测量。

GaAs相关多普勒放大器的抗静电设计

静电放电严重影响砷化镓器件的可靠性,为了提高砷化镓相关多普勒放大器(简称相关多放)的抗静电能力,设计了一种硅隔离和双二极管网络的抗静电保护电路;硅器件建立了敏感芯片核心区域和电压及电流的缓冲隔离,双向对称导通的双二极管网络有利于泄放大电流;基于静电放电人体模型,运用静电模拟仪器对相关多放进行了模拟试验,并对其性能进行测试;结果表明:器件的抗静电能力从200 V提高到了1400 V,开关选通前后沿小于5 ns,开关延迟不大于10 ns,控制信号泄露不大于40 mV,开关输出幅度不小于1 V。抗静电能力改进后,模块的开关性能保持不变,雷达接收机增益和噪声一致。导弹系统试验证明,抗静电措施稳定、有效,提高了产品的可靠性。