摘要：体硅MEMS和CMOS电路的单片集成技术是提高传感器性能的有效途径,但是集成技术会对陀螺的设计和CMOS电路的设计提出更高的要求。通过建立CMOS-MEMS体硅陀螺的等效电学模型,实现了对CMOS-MEMS体硅陀螺的系统级仿真。通过系统仿真,陀螺的结构部分、电路部分、集成产生的寄生效应以及工艺误差得到了有效的分析,从而能够了解它们相互之间的影响,更好的指导CMOS-MEMS体硅集成器件的设计。

摘要：为了解决深刻蚀绝缘体上硅(silicon on insulator,SOI)材料时存在的横向刻蚀(Footing)效应,在背腔释放SOI微机电系统(micro electro mechanical system,MEMS)工艺基础上,提出并实现了一种改进的利用背面保护电极抑制Footing效应的工艺方案.在SOI圆片上生长SiO2和Si3N4掩模材料并图形化后,背面腐蚀支撑层Si至掩埋层SiO2.去除掩埋层SiO2后,完成正面Al电极和背面保护Al电极的溅射.深反应离子干法刻蚀SOI圆片形成结构,再腐蚀背面Al薄膜完成结构释放.基于该工艺,对结构层厚度为80μm的采用双端固支梁的SOI微加速度计的结构进行设计与仿真、器件加工和最终的性能测试.加速度计在±1 g(g=9.8 m/s2)范围内的灵敏度和非线性度分别为106.7 mV/g和0.1%.实验结果表明,该改进工艺方案可以有效抑制Footing效应对器件结构的损伤,提高加工的可靠性.

摘要：设计了一种用于MEMS传感器电容读出的频率可调的正弦波振荡器。振荡器采用OTA-C结构,通过调节工作于线性区的MOS管的漏源电压来改变OTA的gm,从而实现对频率的调节。振荡器可输出四路相位分别为90°,180°,270°和360°的振荡信号。芯片在0.5μm 2P3M CMOS工艺下设计并流片,测试表明在5 V电源电压下振荡频率在180 KHz^1.2 MHz之间线性可调,振荡频率对于电源电压变化的灵敏度为8.1%/V。

摘要：提出了两种新型脉冲触发器结构——EXPAND触发器和EXPAND-TG触发器.同传统结构相比,新结构一方面通过减小中间节点电容提高电路充放电速度,另一方面通过消除信号竞争避免直流短路电流对电路速度和功耗的影响.同其他文献报道的结构相比,新结构在功耗和速度上均有明显的改进.

摘要：高加速极限试验可快速暴露MEMS陀螺的缺陷和薄弱环节,针对复合环境应力试验的陀螺失效品,开展了详细的失效定位和机理分析,推导了引线的振动响应特性和固有模态,并提出了引线的抗振设计方法。仿真和实验结果表明,引线固有频率的理论推导模型比较精确,通过缩短引线长度可有效提高引线的固有频率和降低振动应力,从而增强其抗振能力。优化设计后陀螺可耐受频率为0~10 kHz、总均方根为30 gn的加速度随机振动。

摘要：提出了一种应用于TD-LTE信号手持设备功率放大器MRF9742的开关电源设计。该电源采用脉冲宽度调制的降压电路结构,采用包络跟踪技术,通过输入信号功率值来动态调节功率放大器的供电电压,与使用稳压电源供电的功率放大器相比,在不影响输出的条件下降低直流功耗,因此提高了功率放大器的功率附加效率。使用开关电源进行供电的功率放大器比使用稳压电源供电的功率放大器PAE提高了10%左右。故在手持设备中采用开关电源进行供电可以提高电源的使用效率,从而延长了手持设备的使用时间。

摘要：为了改善硅微机械扭转微镜的机电耦合特性,降低器件的驱动电压并提高其工作可靠性,提出了几种新颖的基于复合静电驱动结构的硅微机械扭转微镜.提出的硅微机械扭转微镜将垂直扭转梳齿静电驱动结构、侧壁平行板电容静电驱动结构有机结合,实现了两种静电驱动方式的复合驱动,同时设计了内外双镜面结构,通过内外双镜面结构,实现了微镜的差动复合驱动,理论分析、模拟仿真与测试结果表明,通过上述两个方面新颖的设计,新结构显著降低了器件的驱动电压.同时为了提高器件的工作可靠性,在设计折叠梁柔性支撑结构时,将梁的不同位置设计成不同的厚度,对于硅微机械扭转微镜扭转过程中容易疲劳的梁部分加大了其厚度,从而在不影响器件扭转性能的前提下,明显提高了器件的可靠性.利用有限元方法对器件的力学特性和机电耦合特性进行了系统的仿真,获得了影响器件机电特性的关键结构参数.器件基于SOI晶片,采用表面硅工艺与体硅工艺相结合的方式加工制造,采用SOI晶片显著降低了微镜镜面的表面粗糙度,提高了其光反射能力.最后利用原子力显微镜对微镜镜面的表面粗糙度进行了测量和分析,实验结果表面微镜表面具有16nm的表面粗糙度,完全可以满足光学应用的需要.

摘要：氮化镓(GaN)材料已成功应用于光电子器件、高频功率器件等领域.近年来,由于GaN优异的材料特性,例如机械、热、化学稳定性以及生物兼容性等,使基于GaN的微机电系统(MEMS)得到了学术界的广泛关注.针对氮化镓MEMS结构的有效的图形化及释放技术是工艺研究的重点.设计、采用了一种全干法刻蚀技术,实现了(111)晶向硅衬底上的氮化镓基MEMS微结构的加工制造.利用提出的工艺方案,实现了多种悬浮GaN微结构的加工与测试表征实验.通过电子扫描显微镜(SEM)和光学轮廓仪进行了基本形貌表征;利用微拉曼光谱实验进行了加工结构的残余应力表征.

摘要：针对目前MEMS研究领域中普遍存在的器件设计与加工工艺脱节的问题 ,提出了一种集成化的MEMS工艺设计技术 ,即在器件设计的过程中充分考虑加工工艺的特点和制约 ,提高器件的工艺设计能力和效率 .这种工艺设计方法以结构材料、反应材料、工艺设备和环境限制的数据库为基础 ,从工艺过程为结构材料和反应物之间的物理或化学反应的角度出发 ,提炼出了工艺设计规则 ;在设计过程中 ,结合版图尺寸和具体的工艺参数 ,对工艺过程中器件结构二维断面上的所有结构材料的状态和图形进行计算和记录 ,并以此信息为依据结合设计规则判断工艺流程的合理性 ,并把相应的工艺信息、材料信息等代入器件的结构分析中去 ,实现MEMS器件的集成化工艺和结构设计 .最后三维可视化设计工具IMEE1.0实现了集成化的设计技术 ,并通过对一个结构比较复杂的气体传感器进行设计和制作 ,验证了这种集成化工艺设计技术的可行性和实用性 .

摘要：集成电路工艺加工能力的不断提高给设计工作带来了多方面需要解决的问题。本文主要探讨目前在集成电路设计领域各个方面的设计技术挑战和研究热点问题。