非晶氮化镓纳米超薄膜PLD制备及其场发射性能

利用脉冲激光沉积法(PLD)制备了非晶氮化镓(a-GaN)5 nm超薄膜及300 nm普通薄膜并研究了其场发射性能.实验表明:较之于普通非晶GaN薄膜,a-GaN纳米超薄膜具有更为优异的场发射特性,在设定阈值电流密度为1μA/cm~2时,其阈值电场仅为0.78 V/μm(为目前报道的GaN薄膜场发射最好结果);而当所加的电场为3.72 V/μm时,发射电流密度高达42 mA/cm~2.研究结果从实验上验证了基于宽带隙半导体超薄膜场发射的理论机制(Binh等.Phys Rev Lett,2000,85(4):864 867),即由于超薄膜导致的阴极表面势垒显著降低,从而极大地增强了场发射性能.     

利用DEP和流体驱动的碳纳米管组装研究

碳纳米管在微结构上的组装是实现纳器件的关键.本论文分别采用电泳和流体驱动方法对两种不同的多壁碳纳米管进行了排布组装研究.电泳过程中频率一定时,增加电压或电泳时间,碳管沉积的密度增加;流体排布组装过程中,适当的流体速度得到较好的排布效果;较直的碳管取得更好的排布组装效果.同时根据实验结果对电泳和流体驱动两种组装方法的优势和问题进行了比较,结果表明,介电电泳组装能实现在电极间的定位组装,流体排布组装可实现较大面积的均匀排布.     

基于共平面波导的可调低通滤波器的设计和制作

介绍了一种使用多触点MEMS开关实现的新型可调微波MEMS低通滤波器,应用MEMS制作工艺在石英衬底上实现滤波器结构.滤波器基于慢波共平面波导周期性结构,具有尺寸小、插损低、可与单片微波集成电路工艺兼容等优点.滤波器截止频率的大小取决于MEMS开关的状态.实验结果表明,当MEMS开关受到激励时,低通滤波器的3-dB截止频率从12.5GHz转换至6.1GHz,带内纹波小于0.5dB,带外抑制大于40dB,开关的驱动电压在25V左右.     

悬臂梁接触式RF MEMS开关的关键工艺研究

采用厚度为2μm的Au制作成共平面波导（CPW）、聚酰亚胺作为牺牲层、PECVD法淀积Si3N4薄膜作为悬臂梁,制作成悬臂梁接触式RF MEMS开关。着重对开关的关键工艺-CPV的Au剥离工艺和悬臂梁制作工艺进行研究,讨论了工艺中存在的问题及其解决方法。通过实验获得较佳的工艺参数,并制作出驱动电压为12-20V的悬臂梁接触式RF MEMS开关。     

中国微米纳米-碳纳米管可控介电泳参数模拟研究

碳纳米管的结构以及微电极的物性参数是微纳器件制备过程中影响介电泳效率与精度的重要因素.微电极形状和电极间距与碳纳米管长度之比(λ)是两个与器件制造成本紧密相关的可控介电泳参数.本文根据有限元方法,研究了这两个参数对于介电泳力的影响规律.通过对3种电极下的碳纳米管介电泳速度进行归一化处理,结果表明碳纳米管在分散液中的介电泳速度受电极形状影响较小.而相比于电极形状,λ对介电泳力的影响更加显著.虽然电极间距越小越有利于碳纳米管的组装,但是考虑微电极加工难度与成本,认为λ在0.5~1.0为碳纳米管组装的优化区间.根据介电泳组装实验需要,给出了溶液阈值浓度修正表达式.本研究对于提高介电泳组装效率和实验精度具有一定的理论指导意义.     

MEMS薄膜热流传感器研制

基于微加工技术设计制备了一种微机电系统(MEMS)薄膜热流传感器。采用COMSOL软件,对不同结构参数MEMS薄膜热流计进行仿真模拟,通过对仿真结果对比和分析,优化热流传感器的设计参数。根据优化的设计参数利用MEMS工艺制备薄膜热流计。搭建了标定系统,对所制备的MEMS薄膜热流计进行性能测试和标定。实验结果表明:薄膜热流计的电压输出响应曲线的变化趋势和仿真结果一致,此外,薄膜热流计的输出电压和热流密度呈良好的线性关系。     

MEMS薄膜吸合电压在线测试系统设计

为了实现MEMS薄膜材料参数的在线测试,设计了MEMS薄膜吸合电压在线测试系统.该测试系统由测控软件、测试硬件平台与测试微结构构成,能够全自动地快速完成薄膜吸合电压的在线测试,并立即输出薄膜的杨氏模量与残余应力.测试系统最大可测试100 V的吸合电压,测试精度为±1.0 V.最后对由标准牺牲层加工工艺制作的多晶硅双端固支梁进行了测试实验,并给出了测试数据,实验结果表明本测试系统具有高精度、快速测试的优点,适合于工业生产的大批量测试需求.     

基于分布式射频MEMS移相器电容开关的分析与设计

通过分析MEMS电容开关的工作原理,设计出一种适合分布式射频MEMS移相器电路的新型电容开关.采用Intel lisuiteTM软件优化电容开关的驱动电压、响应时间、释放时间和机械振动模式.结果表明,开关驱动电压为2.5 V、响应时间小于30μs,释放时间大于60 μs和所有振动模式固有频率都大于15 KHz.与普通开关结构比较,该新型电容开关结构具有优越射频机电性能和响应时间,同时也对电容开关的制备工艺进行分析.     

基于PI衬底的柔性MEMS电容式触觉力传感器设计与制作

论述了一种可应用于机器人或医学修补技术的触觉传感器及其在旋涂的柔性聚酰亚胺衬底的新制作方法.该传感器是由多层无机和有机薄膜组成的柔性薄膜结构.结合传感器结构特点及各结构层材料的加工性能,进行工艺优化整合.尤其首次在载体硅片与PI衬底之间引进PDMS分离层,使得柔性器件的分离工艺大大简化.最后得到一种简单、低廉且与常规MEMS技术兼容的工艺.所制的传感器结构轻薄,可挠性好,且能贴附在任意形状的物体表面同时实现法向力和切向力的测量.     

采用RIE沉积法研制微纳工艺中的防粘连层

摩擦和粘附问题已经成为影响微机电系统(MEMS)工艺性能和可靠性的主要因素.针对MEMS/NEMS中微构件表面改性问题,采用反应离子刻蚀(RIE)在硅片表面沉积氟化物薄膜,以达到降低硅片的表面能,减少其摩擦和粘附的目的.实验还将RIE沉积法制得的薄膜与自组装(SAMs)薄膜在浸润角、表面能、表面粗糙度等方面进行了对比.     

应用于MEMS的芯片倒装技术

通过对芯片倒装技术尤其是凸点加工工艺在MEMS设计中的作用进行实例分析,指出倒装芯片不仅是一种高性能的封装模式,还能为MEMS器件提供立体通道或是力热载体,并形成许多特殊的结构.在MEMS的加工过程中,可以充分考虑芯片倒装技术所带来的加工便利.     

多轴微加速度传感器的进展

微加速度传感器是微型惯性组合测量系统的核心器件。随着MEMS技术的不断发展,单轴微加速度传感器的技术已日趋成熟,多轴微加速度传感器的研究正成为MEMS领域的热点。基于多轴微加速度传感器典型实例的介绍,评述了近年来该领域的进展,并就其未来的发展作了展望。     

一种沟槽结构四臂压电式加速度计的仿真设计

介绍了现有四臂压电式加速度计的工作原理及ANSYS软件在压电式加速度计方面的应用。将传统的四臂压电式加速度的悬臂梁改用沟槽式结构。并使用ANSYS软件进行仿真分析,发现沟槽结构的加速度计的灵敏度可以高达0.633 5mV/gn,远高于平坦基体表面结构式加速度计的灵敏度(0.281 95mV/gn)。     

微型传感器在汽车工程中的应用

介绍了基于微机电系统(MEMS)技术的微型传感器的特点和发展概况,以及应用在汽车发动机控制、安全系统等方面的微型传感器的原理、特点和主要技术参数.并简要介绍了高温微电子在汽车上的应用.同时,预测了未来汽车微型传感器的发展趋势和市场应用前景.     

单片集成MEMS技术

介绍了单片集成MEMS技术相对传统混合(hybrid)方法的优势;分析了单片集成MEMS技术实现的难点,同时,给出了目前与CMOS工艺兼容的多种单片集成MEMS的技术特点、工艺流程;详细阐述了目前各种post CMOS技术。最后,给出单片集成MEMS技术的未来发展趋势。     

MEMS继电器典型结构及其研究进展

综述了目前国内外主要MEMS继电器的原理和典型结构,包括静电型、电磁型、电热型、液态型及混合型微继电器,并对各种类型微继电器的特点进行了比较.     

MEMS发展应用现状

微机电系统(MEMS)技术有小尺寸、多样化、微电子等特点,它将信息系统的微型化、多功能化、智能化和可靠性水平提高到了新的高度。MEMS做成的惯性器件(微加速度计和微型陀螺)以及MEMS在小型卫星、海陆空作战平台及信息传递、航空航天、生物医疗和医学等方面有广泛应用。     

谐振原理在硅微机械加速度计中的应用

将谐振原理应用于微硅机械加速度计中，可以改善后者输出信号的质量，降低检测难度。随着微机电系统工艺的发展，谐振式微加速度计巳成国硅微机械加速度计发展的新趋势。     

MEMS技术的现状及发展趋势

主要介绍了MEMS的研究和应用现状 ,分别从市场和技术的角度分析了MEMS的发展趋势。还根据国内研究现状 ,提出了我国发展MEMS的若干设想     

基于微加速度传感器的无线鼠标的设计

研究基于微加速度传感器的无线鼠标的设计,讨论了MEMS无线鼠标的软件、硬件设计和系统组成,给出了M atlab环境下系统的模型和算法。模拟结果说明:无线鼠标的设计是合理可行的,提出的二次积分近似算法是简捷有效的。