文档介绍：露缸;蕊虫嘻’硕士学位论文题目:硅微谐握式压左佳盛墨荃佳遮让生剑佳王苎受究指导教师蕴住亟专业技术职务熬授答辩日期学位授予日期二七年三月谎芯可学校代码分类号密级学号
摘要基于技术的硅微谐振式压力传感器是目前精度最高的硅微压力传感器,它通过检测物体的固有频率间接测量压力,为准数字信号输出。其精度主要受结构机械特性的影响,因此其抗干扰能力很强,性能稳定。除此之外,硅微谐振式压力传感器还具有响应快、频带宽、结构紧凑、功耗低、体积小、重量轻、可批量生产等众多优点,一直是各国研究和开发的重点。本文在系统研究了国内外各种硅微谐振式压力传感器的基础上,选择静电激励/电容拾振的硅微谐振式压力传感器进行了芯体方案及结构设计,并对其芯体性能参数进行了理论分析和仿真计算,得到了其激励电压与检测电容大小、压力一频率关系曲线以及温度一频率关系曲线,完成了强度校验、干扰因素及整体仿真分析。提出了全新的硅岛布置方案和谐振子结构,在保证可加工性的同时,避免了压力敏感膜片变形过程中硅岛根部的应力集中,减少了对谐振子的形状尺寸限制,增大了谐振子的有效面积,降低了后期信号检测的难度。在此基础上,对芯体的相关制作工艺进行了试验研究,其主要研究内容包括:进行了反应离子刻蚀笛椋范说;韬偷ゾЧ璧目淌床问谎芯苛不同条件下的淌葱Ч玫搅诵痴褡拥淖罴扬慰湛淌刺跫唤辛伺ㄅ鹱停止刻蚀试验,结果显示其扩散层的有效厚度及刻蚀选择比均满足谐振子的自停止刻蚀要求;研究了玻璃通孔制作工艺并完成了所需通孔阵列制作;分析了阳极键合技术中可能存在的问题并给出了改进措施;为避免深台阶涂胶光刻,采用近似工艺来镂空谐振子并形成硅岛,并进行了硅岛补偿图形的选择实验。关键词:微机电系统,静电激励,电容拾振,谐振,压力传感器
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菝:≯一辏黄洌西北工业大学学位论文知识产权声明书学位论文原创性声明劲年缕如开年弓窍降本人完全了解学校有关保护知识产权的规定,即:研究生在校允许论文被查阅和借阅。学校可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时本人保证,毕业后结合学位论文研究学位论文作者签名:包含任何其他个人或集体己经公开发表或撰写过的研究成果,不包攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于西北工业大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版。本人课题再撰写的文章一律注明作者单位为西北工业大学。保密论文待解密后适用本声明。指导教师签名:秉承学校严谨的学风和优良的科学道德,本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知,除文中已经注明引用的内容和致谢的地方外,本论文不含本人或他人已申请学位或其它用途使用过的成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人学位论文与资料若有不实,愿意承担一切相关的法律责任。学位论文作者签名.
第一章绪论微机电系统及其发展微机电系统琟母拍钣兰年代末提出,目前各国对它尚没有一个统一的定义,但一般认为它是指尺寸在微米与毫米之间,特征尺寸在亚微米与亚毫米之间,采用与微电子相似的批处理工艺批量制造的,集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路甚至接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统Ⅲ。有时根据不同的场合和习惯,微机电系统也称为微机械、微系统或微电子机械系统嘲。.具有成本低、体积小、重量轻、可靠性高、能实现复杂功能、可批量制作、可集成等特点,具有广阔的应用前景。从世界范围看,研究及其产业化发展很快,应用范围已经从汽车、医疗领域逐渐向通讯、机械工程、生物技术、分析和诊断技术、化学技术、制造和生产技术、环保技术等方面扩展,图卜国内研究起步并不晚,但一直以跟踪国外研究为主“D壳肮贛研究已经初具规模,已经建立了以中科院上海微系统所、北京大学微电子所、中电十三所、中电二十四所和中电五十五所为代表的一批较为先进的加工~年细分市场规模分析图。两北荡笱妒Ц堵畚第一章绪论图卜~年账紫阜质谐」婺7治鐾
五\硅微压力传感器发展趋势中心,并在基础研究和相关技术方面都取得了一些有特色的成果,有些已经达到。但是国内产业发展仍处于导入期,仅有北京青鸟元芯、美新半导体等几家公司。相信在未来几年内,随着我国政府的大力支持,研究及产业化进程的加快,国内产业必将会有飞跃式的发展。压力传感器就是将待测压力和压强信号转变为电输出信号的装置,通常由感受压力的敏感元件和信号转换元件构成。硅微压力传感器是最早商业化的产品之一,至今已经有多年的历史。从工作原理上分,硅微压力传感器主要