国产MEMS微纳米加工产业化

时间:2024年04月05日 来源:

MEMS传感器的主要应用领域有哪些?

2、汽车MEMS压力传感器主要应用在测量气囊压力、燃油压力、发动机机油压力、进气管道压力及轮胎压力。这种传感器用单晶硅作材料,以采用MEMS技术在材料中间制作成力敏膜片,然后在膜片上扩散杂质形成四只应变电阻,再以惠斯顿电桥方式将应变电阻连接成电路,来获得高灵敏度。车用MEMS压力传感器有电容式、压阻式、差动变压器式、声表面波式等几种常见的形式。而MEMS加速度计的原理是基于牛顿的经典力学定律,通常由悬挂系统和检测质量组成,通过微硅质量块的偏移实现对加速度的检测,主要用于汽车安全气囊系统、防滑系统、汽车导航系统和防盗系统等,除了有电容式、压阻式以外,MEMS加速度计还有压电式、隧道电流型、谐振式和热电偶式等形式。 MEMS优势很大,应用场景十分丰富。国产MEMS微纳米加工产业化

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MEMS制作工艺-太赫兹传感器:

太赫兹(THz)波凭借其可以穿透大多数不透光材料的特点,在对材料中隐藏物体和缺陷的无损探测方面具有明显的优势。然而,由于受到成像速度和分辨率的束缚,现有的太赫兹探测系统面临着成像通量和精度的限制。此外,使用大阵列像素计数成像的基于机器视觉的系统由于其数据存储、传输和处理要求而遭遇瓶颈。

这项研究提出了一种衍射传感器,该传感器可利用单像素太赫兹探测器快速探测3D样品中的隐藏物体和缺陷,从而避免了样品扫描或图像形成及处理步骤。利用深度学习优化的衍射层,该衍射传感器可以通过输出光谱全光探测样品的3D结构信息,直接指示是否存在隐藏结构或缺陷。研究人员使用单像素太赫兹时域光谱(THz-TDS)装置和3D打印衍射层,对所提出的架构进行了实验验证,并成功探测了硅样品中的未知隐藏缺陷。该技术在安全筛查、生物医学传感和工业质量控制等方面具有重要的应用价值。 国产MEMS微纳米加工产业化MEMS的芯片制造过程是怎么样的?

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MEMS制作工艺-太赫兹传感器:

  超材料(Metamaterial)是一种由周期性亚波长金属谐振的单元阵列组成的人工复合型电磁材料,通过合理的设计单元结构可实现特殊的电磁特性,主要包括隐身、完美吸和负折射等特性。目前,随着太赫兹技术的快速发展,太赫兹超材料器件已成为当前科研的研究热点,在滤波器、吸收器、偏振器、太赫兹成像、光谱和生物传感器等领域有着广阔的应用前景。

  这项研究提出了一种全光学、端到端的衍射传感器,用于快速探测隐藏结构。这种衍射太赫兹传感器具有独特的架构,由一对编码器和解码器构成的衍射网络组成,每个网络都承担着结构化照明和空间光谱编码的独特职责,这种设计较为新颖。基于这种独特的架构,研究人员展示了概念验证的隐藏缺陷探测传感器。实验结果和分析成功证实了该单像素衍射太赫兹传感器的可行性,该传感器使用脉冲照明来识别测试样品内各种未知形状和位置的隐藏缺陷,具有误报率极低、无需图像形成和采集以及数字处理步骤等特点。

加速度传感器是很早广泛应用的MEMS之一。MEMS,作为一个机械结构为主的技术,可以通过设计使一个部件(图中橙色部件)相对底座substrate产生位移(这也是绝大部分MEMS的工作原理),这个部件称为质量块(proofmass)。质量块通过锚anchor,铰链hinge,或弹簧spring与底座连接。铰链或悬臂梁部分固定在底座。当感应到加速度时,质量块相对底座产生位移。通过一些换能技术可以将位移转换为电能,如果采用电容式传感结构(电容的大小受到两极板重叠面积或间距影响),电容大小的变化可以产生电流信号供其信号处理单元采样。通过梳齿结构可以极大地扩大传感面积,提高测量精度,降低信号处理难度。加速度计还可以通过压阻式、力平衡式和谐振式等方式实现。MEMS历史悠久,技术集成程度较高。

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MEMS继电器与开关。其优势是体积小(密度高,采用微工艺批量制造从而降低成本),速度快,有望取代带部分传统电磁式继电器,并且可以直接与集成电路IC集成,极大地提高产品可靠性。其尺寸微小,接近于固态开关,而电路通断采用与机械接触(也有部分产品采用其他通断方式),其优势劣势基本上介于固态开关与传统机械开关之间。MEMS继电器与开关一般含有一个可移动悬臂梁,主要采用静电致动原理,当提高触点两端电压时,吸引力增加,引起悬臂梁向另一个触电移动,当移动至总行程的1/3时,开关将自动吸合(称之为pullin现象)。pullin现象在宏观世界同样存在,但是通过计算可以得知所需的阈值电压高得离谱,所以我们日常中几乎不会看到。MEMS是从微传感器发展而来的。福建本地MEMS微纳米加工

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MEMS制作工艺深硅刻蚀即ICP刻蚀工艺:硅等离子体刻蚀工艺的基本原理干法刻蚀是利用射频电源使反应气体生成反应活性高的离子和电子,对硅片进行物理轰击及化学反应,以选择性的去除我们需要去除的区域。被刻蚀的物质变成挥发性的气体,经抽气系统抽离,然后按照设计图形要求刻蚀出我们需要实现的深度。干法刻蚀可以实现各向异性,垂直方向的刻蚀速率远大于侧向的。其原理如图所示,生成CF基的聚合物以进行侧壁掩护,以实现各向异性刻蚀刻蚀过程一般来说包含物理溅射性刻蚀和化学反应性刻蚀。对于物理溅射性刻蚀就是利用辉光放电,将气体解离成带正电的离子,再利用偏压将离子加速,溅击在被蚀刻物的表面,而将被蚀刻物质原子击出(各向异性)。对于化学反应性刻蚀则是产生化学活性极强的原(分)子团,此原(分)子团扩散至待刻蚀物质的表面,并与待刻蚀物质反应产生挥发性的反应生成物(各向同性),并被真空设备抽离反应腔国产MEMS微纳米加工产业化

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