王心心 作品数:16 被引量:47 H指数:5 供职机构: 中北大学 更多>> 发文基金: 国家杰出青年科学基金 国家自然科学基金 国家重点基础研究发展计划 更多>> 相关领域: 电子电信 自动化与计算机技术 更多>>
一种大量程SOI压阻式压力传感器(英文) 被引量:6 2015年 对传统的SOI压阻式压力传感器进行了结构优化。目的是提高灵敏度,以满足在高温环境下大量程压力测量的实际需求。通过力学性能模拟,采用浅凸台结构来提高灵敏度和测量范围。分析并模拟了凸台厚度和形状对灵敏度的影响。得到了适合高温工作的掺杂浓度,压敏电阻的尺寸,金属引线的材料和布局。电阻放置在(σl-σt)最大的区域以保持灵敏度和线性度。采用U形电阻补偿在浅凸台制作过程中的工艺偏差对灵敏度的影响。有限元分析(FEA)表明,优化后的芯片结构可以测量10 MPa范围内的压力,灵敏度高达86.6 m V/(V·MPa),非线性误差在0.1%以下。和其他文献报道的大量程压力传感器相比,浅凸台芯片结构灵敏度和过载能力优异。 张瑞 梁庭 熊继军 刘雨涛 王涛龙 王心心关键词:大量程 高温 表面处理对碳化硅直接键合的影响研究 被引量:5 2016年 SiC的直接键合对于许多应用于高温环境的MEMS微器件有着非常重要的应用价值,但是晶片的表面处理是影响SiC直接键合的关键因素。设计中采用改进后的湿法清洗方法和等离子体处理对晶片表面进行处理;从而得到满足直接键合的洁净度和粗糙度。最后利用热压法实现了SiC的直接键合,并且估计其键合能为14.47 MPa。 李旺旺 梁庭 张迪雅 王心心 贾平岗 张瑞 王涛龙关键词:SIC 直接键合 表面处理 热压法 基于LTCC技术的微型FAIMS生化气体传感器制备 被引量:4 2016年 陶瓷具有稳定的电特性、机械鲁棒性、化学惰性和超强的可塑性,因而得到广泛的应用。采用低温共烧陶瓷(LTCC)工艺技术和新型屏蔽电极的设计实现生化气体传感器的制备。气体传感器采用高场非对称波形离子迁移谱(FAIMS)原理,通过丝网印刷技术来实现迁移电极、屏蔽电极、测试电极等功能器件的安置,并且在气流通路中填入碳膜(印刷碳浆料)有效地防止了层压中气流通路的坍塌,保证了气流通路上下极板的平整,使得所制传感器的功能精度得到了有效的保证,避免了器件间的封装、引线外连,为生化气体传感器的稳定工作奠定基础。 王涛龙 梁庭 王心心 张瑞 刘雨涛 熊继军关键词:低温共烧陶瓷 厚膜工艺 气体传感器 碳化硅直接键合机理及其力学性能研究 被引量:2 2015年 随着碳化硅(Si C)材料的MEMS器件在恶劣环境测量中的应用前景和迫切需求,进行了碳化硅的直接键合实验。研究了工艺条件对键合样品力学性能的影响,同时借助激光共聚焦扫描显微镜(CLSM)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和拉曼光谱仪等对碳化硅键合样品界面的微观结构进行了分析。结果表明:退火温度和加载压力是影响键合效果的关键性因素。当退火温度为1 300℃,加载压力为3 MPa和退火时间为3 h时,此时键合样品的气密性非常好,力学性能达到最佳,键合强度2 MPa。最后通过样品微观界面分析表明碳化硅直接键合的机理为界面氧化硅过渡层的形成及粘性流动与碳化硅和碳化硅的熔融直接键合。 王心心 梁庭 贾平岗 王涛龙 刘雨涛 张瑞 熊继军关键词:MEMS 粘性流动 玻璃浆料键合气密性研究 被引量:1 2015年 研究玻璃浆料真空封装MEMS器件工艺,由于玻璃浆料键合工艺条件控制较为复杂,键合不当易失败漏气。利用光学显微镜、超声显微镜、激光显微镜、电镜等多种显微镜对各阶段玻璃浆料的形貌进行观察,对由印刷方式、预处理条件和键合工艺对键合气密性的影响进行了分析。提出了影响玻璃浆料键合气密性的几个原因,对玻璃浆料键合工艺条件控制有非常重要的指导意义。 喻兰芳 梁庭 熊继军 崔海波 王心心 王涛龙关键词:印刷方式 键合工艺 气密性 基于CMOS-MEMS工艺的小量程电容式压力传感器设计 被引量:6 2016年 小量程压力传感器研制的主要目的是解决低压环境下的压力测量问题。结合CMOS-MEMS技术,提出了一种小量程电容式压力传感器设计方案。利用ANSYS软件分析了传感器压敏结构的静力学性能和动力学性能,验证了理论设计的可行性。传感器可动上极板厚度仅为3μm,提高了小量程压力测量时的灵敏度,可以测量1~50 k Pa范围内的压力。研究了制备工程中的关键工艺,介绍了传感器芯片的加工流程。所设计的传感器制作简单,成本低廉,易于单片集成,拓展了MEMS压力传感器的小量程应用领域。 张瑞 梁庭 贾平岗 刘雨涛 王涛龙 王心心 熊继军关键词:小量程 电容式 CMOS-MEMS 压力传感器 ICPECVD法低温制备氧化硅薄膜的致密性 被引量:2 2015年 以SiH_4和O_2作为反应气体,利用电感耦合等离子体增强型化学气相淀积(ICPECVD)技术在100~200℃内制备了氧化硅薄膜,采用HF酸腐蚀速率法来表征其致密性,并通过正交试验设计的方法研究了射频功率、反应室压强和衬底温度三个关键工艺参数对氧化硅薄膜致密性的影响,并对结果进行了优化。实验数据的方差分析结果表明,影响氧化硅致密性的工艺参数主次顺序为衬底温度、射频功率和反应室压强,并得到了各因素对氧化硅致密性的影响趋势,同时讨论了其影响机理。最后得出了制备氧化硅薄膜的最优化工艺参数组合。 刘雨涛 梁庭 张瑞 王涛龙 王心心 熊继军关键词:氧化硅薄膜 正交试验 致密性 碳化硅薄膜的ICP浅刻蚀工艺研究 被引量:5 2016年 选用SF6/O2混合气体对等离子体增强化学气相淀积(PECVD)法制备的碳化硅(Si C)薄膜进行了浅槽刻蚀,并通过正交试验设计方法,研究了感应耦合等离子体(ICP)刻蚀技术中反应室压强、偏压射频(BRF)功率、O2比例三个工艺参数对碳化硅薄膜刻蚀速率的影响及其显著性。实验结果表明:BRF功率对于刻蚀速率的影响具有高度显著性,各因素对刻蚀速率的影响程度依次为BRF功率>反应室压强>O2比例,并讨论了所选因素对碳化硅薄膜刻蚀速率的影响机理。 刘雨涛 梁庭 王涛龙 王心心 张瑞 熊继军关键词:碳化硅薄膜 感应耦合等离子体刻蚀 正交试验 刻蚀速率 碳化硅直接键合及其界面微观结构分析 被引量:1 2015年 针对碳化硅(SiC)材料在微电子制造和封装过程中广泛的应用前景,对碳化硅与碳化硅进行了直接键合实验。通过拉伸实验进行了样品键合强度的测试以及借助扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)等对碳化硅键合样品界面的微观结构进行了分析。结果表明:亲水性表面处理和高温退火是形成界面过渡层的主要因素,并且界面过渡层的形成增强了碳化硅牢固的键合效果。 王心心 梁庭 贾平岗 王涛龙 刘雨涛 张瑞 熊继军关键词:键合强度 过渡层 基于碳化硅材料的电容式高温压力传感器的研究 被引量:2 2021年 针对现有的硅基高温压力传感器不满足更高温度环境(≥500℃)下测试需求的问题,设计并制备了一种基于碳化硅(SiC)材料的电容式高温压力传感器。利用ICP刻蚀工艺和直接键合工艺实现了气密性良好的敏感绝压腔结构,结合金属沉积、金属图形化等MEMS工艺制备了感压敏感芯片。搭建了压力-温度复合测试平台,完成了传感器在0~600℃环境下压力-电容响应特性的测试。测试结果表明,在0~300 kPa内,该传感器灵敏度为4.51×10-3 pF/kPa,非线性误差为2.83%;同时测试结果也表明该传感器的温度漂移效应较低,0~600℃环境下电容变化量为8.50~8.65 pF。 梁庭 贾传令 李强 王心心 李永伟 雷程关键词:微机电系统 碳化硅 直接键合