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第十五届全国半导体集成电路、硅材料学术会议

作者：姚镭李铁郝跃国熊斌王跃林中国科学院上海微系统与信息技术研究所传感技术联合国家重点实验室微系统技术国家重点实验室上海 200050

实现了一种用于放大MEMS红外传感器微弱输出信号的低噪声读出电路。电路架构基于斩波技术(CHS),理论分析其能有效降低低频噪声。利用苏州和舰科技(HJTC)的商用0.18umCMOS工艺流程制作的试样芯片。测试结果证实了此电路的工作原理。整个... 详细信息

实现了一种用于放大MEMS红外传感器微弱输出信号的低噪声读出电路。电路架构基于斩波技术(CHS),理论分析其能有效降低低频噪声。利用苏州和舰科技(HJTC)的商用0.18umCMOS工艺流程制作的试样芯片。测试结果证实了此电路的工作原理。整个电路系统的增益为84.9dB,带宽160Hz,等效输入噪声87nV/rtHz。

关键词：读出电路设计红外传感器功能模块斩波技术

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曲面保护高量程加速度传感器阻尼特性研究

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光电工程 2006年第9期33卷 138-144页

作者：杨尊先李昕欣于映福州大学电子科学与应用物理系福建福州350002 中国科学院上海微系统与信息技术研究所传感技术联合国家重点实验室上海200050

利用有限元模拟方法,对一种高量程MEMS加速度计进行10万g正弦加速度脉冲下的动态冲击响应分析。首先,建立适用于该器件曲面阻尼的分段近似叠加理论模型;随后,采用ANSYS有限元模拟技术分别研究器件阻尼带隙宽度及其阻尼介质特性对器件动... 详细信息

利用有限元模拟方法,对一种高量程MEMS加速度计进行10万g正弦加速度脉冲下的动态冲击响应分析。首先,建立适用于该器件曲面阻尼的分段近似叠加理论模型;随后,采用ANSYS有限元模拟技术分别研究器件阻尼带隙宽度及其阻尼介质特性对器件动态冲击响应特性的影响。器件动态冲击响应实际上是受迫振动与传感器悬臂梁固有频率振动的叠加。当阻尼带隙较小时,输出结果表现为冲击载荷下的受迫振动响应;随着阻尼带隙变宽,悬臂梁固有频率振动渐突显,响应峰值电压也近线性增加,而峰值电压所对应时间则非线性减小。在其它条件相同情况下,阻尼介质粘滞系数越大,响应输出曲线越光滑,但其峰值电压也相应越低。在空气阻尼介质中,过载保护曲面的平移距离控制在0.5～0.65μm范围内,以获取较好的动态响应效果。

关键词：高g加速度传感器压膜阻尼曲面过载保护冲击响应

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新型纳机电热探针阵列器件数据存储技术研究

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仪器仪表学报 2006年第7期27卷 693-697页

作者：杨尊先于映林丽华李昕欣福州大学电子科学与应用物理系福州350002 中国科学院上海微系统与信息技术研究所传感技术联合国家重点实验室上海200050

对自行研制的一种新型压阻敏感器和电阻加热器一体集成的纳机电热探针阵列传感器进行了存储特性研究。首先对器件电热特性和敏感特性进行测试,测试结果与模拟结果相吻合。在此基础上,进行数据存储测试,借助原子力学显微镜在聚合物有机... 详细信息

对自行研制的一种新型压阻敏感器和电阻加热器一体集成的纳机电热探针阵列传感器进行了存储特性研究。首先对器件电热特性和敏感特性进行测试,测试结果与模拟结果相吻合。在此基础上,进行数据存储测试,借助原子力学显微镜在聚合物有机薄膜上实现了数据写入,并研究了脉冲电压、脉冲宽度及其施加于探针上的力载荷对存储效果的影响,优化写入条件后,数据记录面密度达31.6GB/in2.

关键词：纳米针尖集成探针阵列存储特性电阻加热器

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用苯并环丁烯进行圆片级硅–硅气密性键合

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电子元件与材料 2006年第2期25卷 55-57页

作者：刘玉菲李四华吴亚明中国科学院上海微系统与信息技术研究所传感技术国家重点联合实验室微系统技术国家级重点实验室

应用苯并环丁烯(BCB)材料对硅片进行了圆片级低温键合,并研究了其在气密性封装工艺中的应用。测试表明:在250℃的低温键合条件下,封装后样品的气密性优于3.0×10–***3/sHe;剪切力达4.7MPa以上;封装样品合格率达94%以上;通过热循环... 详细信息

应用苯并环丁烯(BCB)材料对硅片进行了圆片级低温键合,并研究了其在气密性封装工艺中的应用。测试表明:在250℃的低温键合条件下,封装后样品的气密性优于3.0×10–***3/sHe;剪切力达4.7MPa以上;封装样品合格率达94%以上;通过热循环可靠性测试之后仍具有很好的气密性。BCB是一种较理想的圆片级低温气密性健合封装材料。

关键词：半导体技术低温键合气密性封装苯并环丁烯(BCB) 气密性检测

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MEMS高量程加速度传感器压膜阻尼效果分析

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电子元件与材料 2006年第1期25卷 19-22,26页

作者：杨尊先李昕欣福州大学电子科学与应用物理系福建福州350002 中国科学院上海微系统与信息技术研究所传感技术联合国家重点实验室上海200050

为实现一种高量程加速度传感器的近临界阻尼设计以提高其输出性能,采用有限元方法分别研究了阻尼带隙宽度、阻尼介质特性及温度等对器件冲击性能的影响。结果表明:器件冲击响应是受迫振动与悬梁固有振动叠加;随着阻尼带隙变宽,悬梁固有... 详细信息

为实现一种高量程加速度传感器的近临界阻尼设计以提高其输出性能,采用有限元方法分别研究了阻尼带隙宽度、阻尼介质特性及温度等对器件冲击性能的影响。结果表明:器件冲击响应是受迫振动与悬梁固有振动叠加;随着阻尼带隙变宽,悬梁固有振动渐突显,峰值电压增加;阻尼介质粘滞系数越大,其峰值电压越低;介质温度对器件输出特性影响不大。在常温空气介质中,过载保护曲面平移距离为0.5μm时,阻尼比为0.24,近临界阻尼,输出电压高达77.9mV。

关键词：电子技术 MEMS 高量程加速度传感器阻尼效果近似叠加理论

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新型高灵敏度低功耗的磁场传感器设计与模拟

新型高灵敏度低功耗的磁场传感器设计与模拟

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第八届中国微米/纳米技术学术年会

作者：刘玉菲赵本刚吴亚明王跃林中国科学院上海微系统与信息技术研究所:传感技术国家重点联合实验室微系统技术国家级重点实验室上海200050 中国科学院研究生院北京100039 中国科学院上海微系统与信息技术研究所:传感技术国家重点联合实验室微系统技术国家级重点实验室上海200050 中国科学院上海微系统与信息技术研究所:传感技术国家重点联合实验室微系统技术国家级重点实验室上海200050 浙江大学杭州310027

本文提出了一种用于微弱磁场检测的新型MOEMS磁场传感器结构,包括MEMS微扭转敏感结构、磁性敏感薄膜和光学检测部分.文中分析了器件的磁敏感原理和光学检出原理,给出了器件的结构参数、模态分析和综合设计考虑,并利用Matlab进行了解析计... 详细信息

本文提出了一种用于微弱磁场检测的新型MOEMS磁场传感器结构,包括MEMS微扭转敏感结构、磁性敏感薄膜和光学检测部分.文中分析了器件的磁敏感原理和光学检出原理,给出了器件的结构参数、模态分析和综合设计考虑,并利用Matlab进行了解析计算,通过ANSYS进行了模拟仿真分析.分析结果表明:通过双光纤准直器和光电探测器监测微扭转镜面的扭转,该器件可以实现60nT的磁场探测,其探测灵敏度可以达到0.6dB/μT.

关键词： MOEMS技术磁场传感器扭转微镜面双光纤准直器

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单晶硅纳米梁的分子动力学模拟

单晶硅纳米梁的分子动力学模拟

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第八届中国微米/纳米技术学术年会

作者：曹共柏焦继伟陈云飞李铁杨恒王跃林中科院上海微系统与信息技术研究所传感技术联合国家重点实验室200050 东南大学机械工程学院教育部MEMS重点实验室南京210096

本文采用经典的分子动力学方法,分析了两端固支的纳米梁的力学行为特征.在初始应变下,梁的表面原子发生了重构,而初始应变能仅是重构能的1％,随着分子动力学迭代的开始,初始应变能逐渐转化为梁中原子的热运动动能和梁的谐振能量.从其能... 详细信息

本文采用经典的分子动力学方法,分析了两端固支的纳米梁的力学行为特征.在初始应变下,梁的表面原子发生了重构,而初始应变能仅是重构能的1％,随着分子动力学迭代的开始,初始应变能逐渐转化为梁中原子的热运动动能和梁的谐振能量.从其能量的变化曲线得到,梁的谐振频率为2.32×1010Hz.与连续介质近似结果对比发现,该谐振频率对应的杨氏模量为101 GPa,小于体硅的131 GPa,说明在该尺度下杨氏模量小于体材料.另外,分子动力学结果显示,发热是纳米梁耗散机制的重要方式,即谐振能量转化为梁中原子的热运动动能.

关键词：分子动力学有限元连续介质近似谐振频率

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基于NEMS技术的硅基纳机电探针阵列器件研究

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传感技术学报 2005年第4期18卷 766-770页

进行一种用于高密度存储的硅基纳机电探针阵列器件研究。并采用理论计算和有限元模拟相结合方法对器件进行了设计;使用先进的微纳加工工艺技术将压阻敏感器和电阻加热器集成到超薄悬臂梁—针尖结构纳机电探针阵列器件上,实现器件制作;随... 详细信息

进行一种用于高密度存储的硅基纳机电探针阵列器件研究。并采用理论计算和有限元模拟相结合方法对器件进行了设计;使用先进的微纳加工工艺技术将压阻敏感器和电阻加热器集成到超薄悬臂梁—针尖结构纳机电探针阵列器件上,实现器件制作;随后,进行器件电热特性及其敏感特性测试,测试结果与模拟结果相吻合;借助于原子力学显微镜在聚合物有机薄膜上实现了数据写入,优化写入条件后,数据记录面密度达31.6 GB/in2。

关键词： NEMS 压阻敏感器纳机电探针数据存储

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微机械面型微加热器的热学分析

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功能材料与器件学报 2005年第4期11卷 466-470,475页

作者：吴雷李铁王立春王翊王跃林中国科学院上海微系统与信息技术研究所传感技术联合国家重点实验室上海200050

针对微机械面型微加热器,采用解析方法对加热器在真空和大气下的温度分布,以及均热器对加热器温度分布的影响进行了深入分析。分析结果表明,真空下环形加热电阻可以达到较好的大面积均温效果,而大气下的加热电阻应尽可能小同时尽可能分... 详细信息

针对微机械面型微加热器,采用解析方法对加热器在真空和大气下的温度分布,以及均热器对加热器温度分布的影响进行了深入分析。分析结果表明,真空下环形加热电阻可以达到较好的大面积均温效果,而大气下的加热电阻应尽可能小同时尽可能分布在整个加热区内,分析的结果经ANSYS有限元模拟和样品制作测试,与实际情况吻合较好。

关键词：微电子机械系统面型微加热器热分析

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用于超高密度存储的硅基纳机电探针阵列器件研制

引用

真空科学与技术学报 2005年第6期25卷 422-426页

作者：杨尊先于映李昕欣福州大学电子科学与应用物理系福州350002 中国科学院上海微系统与信息技术研究所传感技术联合国家重点实验室上海200050

本文研制一种用于超高密度数据存储的硅基纳机电探针阵列器件.简要介绍了器件结构及其工作原理,并通过理论计算和有限元模拟相结合的方法实现器件的结构设计.并运用先进的微纳加工工艺技术制造出相应的器件,具体包括:先进的纳米硅尖制... 详细信息

本文研制一种用于超高密度数据存储的硅基纳机电探针阵列器件.简要介绍了器件结构及其工作原理,并通过理论计算和有限元模拟相结合的方法实现器件的结构设计.并运用先进的微纳加工工艺技术制造出相应的器件,具体包括:先进的纳米硅尖制造技术、高电隔离性的加热电阻制作技术及其纳机电探针上加热电阻与压阻传感器集成技术等.室温下,测得该器件加热电阻器的阻值为(500～600) Ω,压阻传感器的阻值为(6～8) KΩ,在2×10-7 N预力作用于针尖处时,悬臂梁上的压阻器件灵敏度(电阻相对变化)达到了3.12×10-4,满足纳米数据坑读出对于灵敏度要求;纳米针尖曲率半径小于40 nm,满足器件高密度存储对于硅尖要求.建立一套适用于该纳机电探针的电热理论模型,利用该模型计算的结果与器件电热测试结果相吻合.

关键词：纳米硅尖制造技术电阻加热器压阻灵敏度高密度存储技术

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