真空键合技术制作三层结构的MEMS器件的研究

采用真空键合技术,成功地将表面具有深度不同的硅槽或框架结构的硅圆片与另外两个硅圆片贴合形成三层夹心结构,经高温退火处理,得到一种粘合牢固的硅“三明治“体.这种“三明治“体的上下两个硅片仍可进行IC加工,为MEMS传感部分和测试电路的三维一体化集成打下了坚实的基础.     

SOI电路窄沟槽隔离技术研究

文章利用SOI材料片做衬底,开展了SOI电路窄沟槽隔离技术的研究,解决了窄槽刻蚀、多晶硅回填、平整化等技术难题,获得了优化的SOI电路窄沟槽隔离工艺技术条件;岛与岛之间的隔离击穿达到300 V,为下一步研制生产SOI电路打下了坚实的基础.     

微型压力传感器薄膜凹槽的制造技术

压力薄膜及凹槽是微型压力传感器中的关键部分,其制造方法主要有两种:1)对体硅进行选择性移除的体加工;2)对表面淀积的牺牲层进行选择性移除的表面加工.针对薄膜凹槽的制作,介绍了几种典型的体加工和表面加工技术,分析了其中的某些关键步骤及其优缺点,为薄膜凹槽的制作提供指导性意见.     

A low specific on-resistance SOI MOSFET with dual gates and a recessed drain

A low specific on-resistance(Ron,sp) integrable silicon-on-insulator(SOI) metal-oxide semiconductor field-effect transistor(MOSFET) is proposed and investigated by simulation.The MOSFET features a recessed drain as well as dual gates,which consist of a planar gate and a trench gate extended to the buried oxide layer(BOX)(DGRD MOSFET).First,the dual gates form dual conduction channels,and the extended trench gate also acts as a field plate to improve the electric field distribution.Second,the combination of the trench gate and the recessed drain widens the vertical conduction area and shortens the current path.Third,the P-type top layer not only enhances the drift doping concentration but also modulates the surface electric field distributions.All of these sharply reduce Ron,sp and maintain a high breakdown voltage(BV).The BV of 233 V and Ron,sp of 4.151 mΩ·cm2(VGS = 15 V) are obtained for the DGRD MOSFET with 15-μm half-cell pitch.Compared with the trench gate SOI MOSFET and the conventional MOSFET,Ron,sp of the DGRD MOSFET decreases by 36% and 33% with the same BV,respectively.The trench gate extended to the BOX synchronously acts as a dielectric isolation trench,simplifying the fabrication processes.     

热激励谐振型压力传感器激励电压的影响与分析

针对热激励谐振型压力传感器在不同激励电压下会产生不同的热梯度场,进而影响传感器的谐振频率这一现象,采用开环测试系统进行试验,得到热激励谐振型压力传感器的热激励幅度与谐振频率的变化规律;并对实验结果进行了进一步的分析,为合理优化设计传感器的相关参数提供了一定的理论依据.     

多晶硅微型电极阵列的研制

讨论了pn结对制作硅微电极阵列的局限性,提出了一种在沟道侧壁制作多晶硅电极阵列的设计和制作方法.实验结果表明,利用该方法研制的微电极阵列不仅克服了pn结的影响,能够为MEMS芯片器件提供所需的工作电压,而且也为一些小型化电极的设计及研制提供了新的思路和方法.     

一种单片集成压力传感器信号调理电路的设计

针对单片集成压力传感器输出幅度较小、温度漂移会引起压力精度变化等难题,提出了一种新型的信号调理电路。该电路通过两个差分放大电路和四个D/A转换器来解决单片集成压力传感器的小输出和温度漂移问题。仿真结果表明,在5V电源电压下,在0℃~85℃温度范围内,信号调理电路的最大误差可以减少到满量程输出的1.8%。     

单片集成压力传感器及弱信号处理电路的设计

通过分析硅压敏电阻与晶向的关系,找到力敏电阻在硅膜片上的最佳位置。经测量,在10～400kPa范围内,压阻电桥的灵敏度约为0.36mV/kPa。提出一种由惠斯登电桥双端输出和双级放大器组成的电路结构,以对称的输入结构和全摆幅输出,解决了传感器输出小、易产生零点漂移的问题。用Cadence软件对电路进行模拟,在5V电源电压下,该放大电路的输出范围为0.036～4.953V,开环增益为110dB,CMRR为105.8dB,相位裕度为63.68°,可满足压力传感器的要求。     

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     

CrSi薄膜电阻退火条件的优化

针对CrSi薄膜电阻稳定性,对CrSi薄膜电阻阻值变化的机理进行分析;通过开展退火条件对CrSi薄膜电阻稳定性的影响实验,获得优化的退火条件,将CrSi薄膜电阻的温度系数从原来的100 ppm降到20～50 ppm,大大提高了电阻网络的稳定性.