毫米波三维异质异构集成技术的进展与应用

三维异质异构集成技术是实现电子信息系统向着微型化、高效能、高整合、低功耗及低成本方向发展的最重要方法,也是决定信息化平台中微电子和微纳系统领域未来发展的一项核心高技术。文章详细介绍了毫米波频段三维异质异构集成技术的优势、近年来的发展趋势以及面临的挑战。利用硅基MEMS 光敏复合薄膜多层布线工艺可实现异质芯片的低损耗互连,同时三维集成高性能封装滤波器、高辐射效率封装天线等无源元件,还能很好地处理布线间的电磁兼容和芯片间的屏蔽问题。最后介绍了一款新型毫米波三维异质异构集成雷达及其在远距离生命体征探测方面的应用。     

基于量子效应的微型推进器设计

微/纳机电系统(MEMS/NEMS)技术的发展,大大促进了航空航天领域飞行器的微型化。依据量子理论,有效提取真空中的零点能,并以此作为驱动能源,可以解决微型飞行器由于必须携带燃料而增加重量等问题。从理论上阐述了真空零点能及Casimir力的产生机理,研究了真空中两平行平板和矩形腔等结构设计依据,提出并建立了以Casimir力作为驱动力的微型推进器设计模型。     

双层悬空结构片状微电感研究

利用MEMS工艺制作了一种双层悬空结构的圆形片状微电感，并研究了其在S波段的性能。双层微电感的底层线圈制作在玻璃衬底平面上，外径为500μm，匝数为2，导线宽度70μm，导线间距15μm，顶层线圈的悬空高度为20μm，顶层线圈的匝数为1．5，其它结构参数与底层线圈相同。研究表明，所制作的双层结构微电感在2GHz～4GHz时其电感量达到2．2nH，其品质因数达到22。在制作过程中首次引入的光刻胶抛光工艺大大简化了微电感的制作过程。     

微桥法镍膜的弹性模量和残余应力测量

利用MEMS技术制作了不同尺寸的镍(Ni)膜微桥结构样品。采用纳米压痕仪XP系统测量了微桥载荷与位移的关系,并结合微桥力学理论模型得到了两种不同尺寸的Ni膜的弹性模量和残余应力。结果表明,两种不同尺寸的Ni膜的弹性模量结果一致,为190 GPa左右,但是残余应力变化较大。与采用纳米压痕仪直接测得的带有硅(Si)基底的Ni膜弹性模量186.8 7.5 GPa相比较,两者符合较好。     

用两次键合技术制备均匀单晶硅膜

硅直接键合(SDB)技术用于制备SOI片(BESOI)是键合技术的最重要应用之一,研究了制备BESOI片中的键合和减薄问题,获得了大面积的均匀单晶硅膜,通过实验分析了这种方法获得的薄膜的平整度和影响因素。并针对压力传感器的敏感膜,通过两次键合及SOI自停止腐蚀成功制备了厚度可控的均匀单晶硅薄膜,硅膜表面质量优良,平整度在±0.15μm的范围内。     

多晶硅衬底上的RF MEMS开关

在微机械开关与硅IC工艺设计和兼容方面进行了改进,获得了一种可与IC工艺兼容的RFMEMS微机械开关.采用介质隔离工艺技术把这种RFMEMS微机械开关制作在绝缘的多晶硅衬底上,实现了与IC工艺兼容;采用在金属膜桥的端点附近刻蚀一些孔的优化方法,降低了RFMEMS微机械开关的下拉电压.用TE2 819电容测试设备测试开关的电容,测得开关的开态电容、关态电容和致动电压分别为0 32 pF、6 pF和2 5V .用HP875 3C网络分析仪对RFMEMS微机械开关进行了RF特性测试,得出RFMEMS微机械开关在频率1 5GHz下关态的隔离度为35dB ,开态的插入损耗为2dB ,用示波器测得该开关的开关     

MEMS封装技术研究进展

介绍了MEMS封装技术的特点、材料以及新技术,包括单片全集成MEMS封装、多芯片组件(MCM)封装、倒装芯片封装、准密封封装和模块式MEMS封装等。文中还介绍了MEMS产品封装实例。     

微型无阀泵参数化结构设计及测试

 从理论计算和试验两方面研究了用于微流控化学分析芯片的微型无阀泵流动特性，初步建立了微型无阀泵流道结构的数学模型，重点讨论了结构参数的选取原则及相应的流动阻尼系数的计算方法． 通过试验验证了数值计算的可靠性，为微型无阀泵参数化设计及优化提供了理论依据及经验曲线．     

Mechanical behavior of 30–50 nm thick aluminum films under uniaxial tension

We present uniaxial tensile test results for 30–50 nm thick freestanding aluminum films. Young’s modulus and ductility were found to decrease monotonically with grain size. Reverse Hall–Petch behavior was observed with no appreciable room temperature creep. Non-linear elasticity with small irreversible deformation was observed for 50 nm thick specimens.     

Si基膜片型气敏传感器微结构单元的热学性能

微结构气敏传感器由于其微型化、低功耗、易阵列化和易批量生产等优点而受到国内外研究者的广泛关注。利用微机电系统（MEMS）加工技术，制备Si基膜片型微结构单元，并分析其热学性能。这种单元工作区温度为-300℃时，加热功率约75mW；并且膜片工作区的热质量很小，温度可以于毫秒量级的时间内，在室温和450℃之间调制。利用这种微结构单元，可以在温度调制方式下，研究气敏薄膜的电学特性和敏感机理。