焦海龙
- 作品数：5 被引量：37H指数：2
- 供职机构：中国科学院电子学研究所更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家高技术研究发展计划更多>>
- 相关领域：自动化与计算机技术机械工程更多>>
- 谐振式MEMS压力传感器的制作及圆片级真空封装被引量：24
- 2014年
- 为了提高传感器的品质因数,有效保护谐振器,提出了一种基于绝缘体上硅(SOI)-玻璃阳极键合工艺的谐振式微电子机械系统(MEMS)压力传感器的制作及真空封装方法。该方法采用反应离子深刻蚀技术(DRIE),分别在SOI晶圆的低电阻率器件层和基底层上制作H型谐振梁与压力敏感膜;然后,通过氢氟酸缓冲液腐蚀SOI晶圆的二氧化硅层释放可动结构。最后,利用精密机械加工技术在Pyrex玻璃圆片上制作空腔和电连接通孔,通过硅-玻璃阳极键合实现谐振梁的圆片级真空封装和电连接,成功地将谐振器封装在真空参考腔中。对传感器的性能测试表明:该真空封装方案简单有效,封装气密性良好;传感器在10kPa^110kPa的差分检测灵敏度约为10.66 Hz/hPa,线性相关系数为0.99999 542。
- 陈德勇曹明威王军波焦海龙张健
- 关键词：微电子机械系统谐振式压力传感器阳极键合真空封装
- 基于SOI-MEMS工艺的谐振式压力传感器研究被引量：1
- 2013年
- 提出了一种电磁激励、差分检测的谐振式MEMS压力传感器,该器件采用低电阻率的SOI器件层单晶硅制作"H"型谐振梁,并作为激励和检测电极。根据对传感器数学模型的分析,利用有限元分析方法优化了传感器结构设计。采用等离子深刻蚀制作传感器结构,并用湿法腐蚀SOI二氧化硅层的方法释放。利用硅-玻璃阳极键合技术,实现了传感器的圆片级真空封装。采用开环扫描检测和闭环自激振荡方式,测定压力传感器的特性。实验结果表明:传感器一致性良好,在500 hPa～1 100 hPa的检测范围内,差分检测灵敏度为14.96 Hz/hPa,线性相关系数为0.999 996。
- 曹明威陈德勇王军波焦海龙张健
- 关键词：微电子机械系统谐振式压力传感器绝缘体上硅差分检测阳极键合
- 基于谐振式MEMS传感器的仪表开发关键技术被引量：2
- 2012年
- 针对基于谐振式MEMS传感器开发数字智能仪器仪表的高精度、快响应频率测量技术展开研究。以一谐振式MEMS气压传感器为开发样件,其差分输出是两路40～70 kHz之间的正弦频率信号。对传统的频率测量方法进行阐述分析,提出一种新的结合传统测频方法各自优点的频率检测方法。设计实现相关软、硬件,搭建测试系统,实验结果表明该测频方案针对40～70 kHz的频率信号误差小于±0.02 Hz,响应时间为1 s以内。
- 焦海龙陈德勇王军波李玉欣李浩
- 关键词：MEMS谐振式传感器快响应频率检测
- 基于SOI-MEMS技术的静电驱动-电容检测硅谐振器(英文)被引量：2
- 2013年
- 提出一种基于SOI-MEMS技术的静电驱动-电容敏感检测的横向硅谐振器,对其进行设计、MEMS工艺加工制作实现、微弱电容检测及开环测试.该新型静电激励谐振器结构主要包含一个从中间受力点向两侧引出两个电极板的双端固支梁,这种设计使得此谐振器的静电驱动电压远小于具有相同电极板面积和极板间距的同类静电驱动谐振器,且检测电容更大,降低了检测难度.以器件层电阻率很低(0.001～0.002Ω·bcm)的SOI晶圆为基础材料,其SOI-MEMS加工工艺流程简单,仅需要2块掩膜版,有4个主要单步工艺.实验测试结果表明:在真空度为0.1～1.0 Pa环境下,直流偏置电压低至30 V,交流驱动电压峰-峰值为20 mV时,该谐振器在其谐振频率点52 261.99 Hz处的Q值依然高于11 800.
- 焦海龙陈德勇王军波张健曹明威
- 关键词：MEMS谐振器静电驱动电容检测SOI
- 基于自停止腐蚀技术的H型谐振式微机械压力传感器被引量：10
- 2011年
- 为了提高压力传感器的精度并抑制温漂,提出了一种基于自停止腐蚀技术的"H"型双端固支梁、电磁激励、差分检测的微机械(MEMS)谐振式压力传感器。首先,通过有限元分析仿真优化了传感器的机械参数,得到了较高的灵敏度和分辨率。然后,基于浓硼扩散自停止腐蚀原理,采用MEMS体硅标准工艺加工出一致性较好的传感器样品。最后,采用非光敏BCB,在真空高温高压条件下将硅片与谐振器黏和键合完成了传感器的真空封装,并设计了应力隔离的后封装方法以降低温漂。实验结果表明:传感器的检测范围为0～120kPa,满量程非线性度低于0.02%,准确度达到0.05%FS,加入应力隔离后在-40～70℃的温度漂移不高于0.05%/℃。该传感器能够实现大量程高精度的压力测量,有效地抑制了温漂,具有较高的性能指标。
- 李玉欣陈德勇王军波焦海龙罗振宇
- 关键词：谐振式压力传感器差分检测
