摘要：为了研究pn结对微机械p/n多晶Si热电堆性能的影响,设计了两种结构的热电堆器件,采取不同的退火条件,对其结构进行了研究。实验结果表明,工艺过程中形成的pn结会使得热电堆的电阻变大,信号变小,退火条件决定了热电堆器件能否正常工作。因此,在设计热电堆时应该尽量避免pn结,可以采用p-Si/n-Si分离结构予以解决。

摘要：基于微机电系统(MEMS)技术,研制了一种新颖的光学腔与静电驱动器分离的Fabry-Pérot(F-P)可调谐滤波器。从光学设计、MEMS结构设计、制造工艺与器件测试等开展了F-P可调谐滤波器的研究,成功制备了工作在以1550 nm波长为中心、调谐范围为40 nm和驱动电压低于30 V的MEMS F-P可调滤波器。测试结果表明,其3 dB带宽为0.5 nm,单模光纤准直器封装的插入损耗低于8 dB,为研制实用的F-P可调滤波器奠定了良好的实验基础。

摘要：为了设计用于光相位调制器平动微镜的无交叠梳齿驱动器,建立了保角变换数学模型,研究了驱动器的驱动特性。从复变函数理论出发,建立了驱动器的保角变换静电场解析模型;以动齿受力为研究对象,根据不同情形下的动齿受力特点,求解了一定区间内动齿的静电力并与有限元模拟计算结果进行了对比分析。采用微机电系统(MEMS)工艺制作出了无交叠梳齿驱动器,搭建了Michelson干涉仪光学测试系统,测试了无交叠梳齿驱动器的静态驱动特性。实验结果表明,所制作的无交叠梳齿驱动器在28V偏压下机械位移可达325nm,相位差为2π;在90V的偏压下能够获得2.07μm静态位移。测试结果与保角变换及有限元模型分析结果一致,验证了所建数学模型的正确性,为无交叠梳齿驱动器的设计提供了理论与实验基础。

摘要：针对MEMS传感器输出电压小并且频率低的特点,设计了一种低噪声嵌套斩波Σ-Δ调制器。该调制器采用单环积分器级联前馈(CIFF)结构与嵌套斩波技术结合,降低了传感器接口电路的低频噪声,并减小了CMOS电路中斩波开关引入的残余失调电压。仿真结果表明,提出的嵌套调制器可以有效抑制低频噪声。采用嵌套斩波Σ-Δ调制设计,在100 Hz信号带宽内,调制器最高信噪比达到109 dB,即17.8 bits的有效位数,满足了MEMS传感器低频微弱信号检测的要求。

摘要：设计并制作了一种基于微光机电系统(MEMS)微镜的可调光衰减器(VOA)。其中微镜的谐振频率为11.26kHz,采用垂直梳齿驱动器驱动。微镜采用体硅微加工工艺在绝缘体上硅(SOI)片上制作。采用制作的微镜和双光纤准直器装配成VOA,衰减器在扭转角度为0.3°时驱动电压只有4.4V,开启和关断时的响应时间分别为1.67ms和2.74ms,插入损耗为0.6dB,最大衰减值为40dB。

摘要：实现了一种应用于采集MEMS红外传感器微弱信号的低噪声CMOS接口电路.该电路应用了斩波技术(CHS),对斩波技术中抑制低频噪声的效率分析表明其可以有效降低低频噪声.利用苏州和舰科技(HJTC)的商用0.18μmCMOS工艺流程制作的试样芯片.测试结果证实了此电路的工作原理.整个斩波放大系统的增益为84.9dB,带宽160Hz,等效输入噪声87nV/rtHz.

摘要：传统的液栅型石墨烯场效应管虽然灵敏度高,但是石墨烯沟道极易被污染,致使器件的稳定性减小,不能被重复利用.为此,我们设计制造了一种顶栅石墨烯离子敏场效应管,以化学气相沉积生长的石墨烯为沟道,通过原子层沉积在石墨烯表面沉积绝缘层Hf O_2/Al_2O_3,其中Al_2O_3作为敏感膜,Hf O_2/Al_2O_3作为石墨烯及电极的保护膜.经过一系列的电学表征和测试发现,相较于液栅型石墨烯场效应管,顶栅石墨烯场效应管具有更高的信噪比、更好的稳定性.为了利用顶栅石墨烯进行生物分子的检测,我们将单链DNA修饰在Al_2O_3表面,成功检测到了修饰DNA前后的信号差异,并结合荧光修饰的表征验证了顶栅石墨烯场效应管用于生物传感器的可行性.

摘要：触觉传感器在脉搏波测量、仿生机器人等领域有重要应用。该方案制作背接触式传感器,并通过转移工艺实现芯片加工和圆片级芯片尺寸封装一体化,用组装工艺低成本实现大面积柔性触觉阵列;采用模块化设计,正压力与剪切力传感单元的尺寸和布线相同,制作可组装的标准单元;在传感器转移工艺中,采用无电极化学腐蚀自停止工艺,提高成品率。传感单元尺寸仅为300μm×300μm,与人类触觉传感的极限可比拟,灵敏度为2 mV/10 kPa,量程为150 kPa,已用于研制新型脉诊仪的柔性传感阵列,实现了脉搏波的实时测量。

摘要：本文分析了传统MEMS电容式加速度计模型的不足,根据三明治结构电容式加速度计的特点,考虑了寄生电容和热机械噪声的影响,建立了用Verilog-A硬件描述语言实现的模型。该模型与主流集成电路设计环境相兼容,具有很强的可移植性。模拟验证结果表明,该模型如实反映了MEMS电容式加速度计的工作状态,能够为设计单片集成的微弱电容检测电路提供有效的帮助。

摘要：为实现微型化、低功耗、低成本和高灵敏度的磁传感器,提出了一种基于微型磁扭摆结构的磁传感器,并利用对角度变化非常敏感的差分电容检测技术对磁扭摆的扭转角度进行检测.设计的磁传感器包括微扭摆结构、磁性敏感薄膜和差分检测电容等部分.分析了器件的磁敏感原理和电容检测原理,给出了器件的结构参数和综合设计考虑.利用体硅加工工艺成功制作出了磁传感器样品,并进行了实验测试.测试结果表明磁传感器有良好的线性度和重复性,其磁场检测的电容灵敏度可达到0.2 fF/Gauss.根据对磁传感器的热噪声分析,可得到磁传感器最小可分辨的磁场为6.72μT.该磁传感器结构简凑、工艺简单,无需电流激励,大大降低了磁传感器功耗.