MEMS的几篇好博士论文

sysclock · 发表于 2008-3-26 00:22:41

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集成电路继SoC之后的下一个里程碑是MEMS，这是广大前端设计者感兴趣的方向。
为此，本帖在次张贴国内领先的实验室在mems的博士论文，希望大家喜欢。

清华大学-微机电系统（进展课－讲课稿）-刘理天老师
MEMS集成室温红外探测器研究

【作者中文名】	[url=]董良[/url];
【导师】	[url=]刘理天[/url]; [url=]岳瑞峰[/url];
【学位授予单位】	[url=]清华大学[/url]; 近年来，采用微机械室温红外探测器实现热成像是MEMS领域和光学成像领域的研究热点。本文深入系统地研究了a-Si薄膜、polySiGe薄膜和a-Si TFT等三种常规硅基材料和器件的制备方法和热电特性，开发了一套新型的基于多孔硅牺牲层技术的MEMS-IC集成工艺，利用该工艺成功地制作了a-Si和polySiGe薄膜电阻式测辐射热计，在国际上首次提出并实现了基于a-Si TFT的室温红外探测器单元与8×8阵列原型，器件初步具备了室温红外热成像的能力。论文首先研究了采用PECVD制备高品质a-Si薄膜的工艺，通过气相掺杂有效地调整了薄膜电阻率；采用UHVCVD制备了polySiGe薄膜，优化了热处理工艺条件；制作出了具有电学特性较好的a-Si TFT。测试并分析了a-Si和polySiGe薄膜的电阻温度特性和a-Si TFT的沟道电流温度特性，为实现高性能的室温红外探测器提供了热敏感元件。其次，系统地研究了多孔硅的生长规律，实现了在中等电阻率的硅衬底上选择性地制备多孔硅作为牺牲层，开发了一种新型的基于多孔硅牺牲层技术的MEMS-IC集成工艺，提出了采用Si3N4/SiO2复合膜保护先行多孔硅的方法，研究...

[ 本帖最后由 sysclock 于 2008-3-26 00:36 编辑 ]

sysclock · 发表于 2008-3-26 00:24:45

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sysclock · 发表于 2008-3-26 00:25:37

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sysclock · 发表于 2008-3-26 00:26:41

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sysclock · 发表于 2008-3-26 00:29:00

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sysclock · 发表于 2008-3-26 00:29:52

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sysclock · 发表于 2008-3-26 00:37:52

【作者中文名】	[url=]张兆华[/url];
【导师】	[url=]刘理天[/url]; [url=]岳瑞峰[/url];
【学位授予单位】	[url=]清华大学[/url];
【学科专业名称】	电子科学与技术

人类社会已进入信息时代,传感器作为信息采集部件是现代信息技术的基础。加速度传感器作为传感器的一个重要分支,在惯性导航、汽车工业、航空航天、军事科技等领域都有非常重要的应用。本论文研究、设计并试制了一种新型的MOS环振式数字加速度传感器,该传感器以MOS环形振荡器作为敏感元件,以混频器作为信号处理单元,具有准数字的频率输出信号。根据半导体的力敏效应,分布在力敏膜上的环形振荡器的电学特性和受到的应力有一种对应关系,环振加速度传感器就是基于环形振荡器的力敏效应来设计的。论文分析了环形振荡器的电路原理,研究了三种MOS环形振荡器的力敏特性,以及环境温度,电源稳定性等环境因素对环形振荡器的影响。提出了一种新的传感器频率信号处理方法,利用混频器把两个环振谐振频率的差频作为传感器的输出信号,大大减小了温度和电源稳定性等因素对传感器输出信号的影响。论文分析了加速度传感器梁式结构的优缺点,研究、设计了一种六梁结构。这种结构具有灵敏度高、横向灵敏度小等优点。论文设计了三种MOS环形振荡器和两种双栅MOS混频器,并对环振电路和混频器电路进行了SPICE仿真。

sysclock · 发表于 2008-3-26 00:40:50

薄膜体声波谐振器(TFBAR)作为制作中心频率在900MHz到3GHz的射频带通滤波器的一种解决方案,显示了广阔的应用前景。基于TFBAR的滤波器比现有的介质滤波器的尺寸小很多,适于集成于芯片上,使得使用VLSI工艺将带通滤波器集成在射频电路中成为可能。这种滤波器能很容易达到目前移动通信系统中使用的前端带通滤波器的应用要求。采用与VLSI相兼容的工艺制备的压电薄膜是TFBAR中的关键组成部分。AlN是TFBAR应用的一种优选压电材料。其薄膜质量极大的影响到了TFBAR和基于TFBAR的滤波器的性能。在本项研究中,通过优化直流磁控反应溅射系统,生长出了高质量的(002)择优取向的AlN多晶薄膜。在硅衬底上获得的样品具有5.6°的Rocking Curve半高宽。在较低的生长速率和较低的溅射温度下,AlN薄膜的质量受膜中氧杂质的影响,并取决于制备时所处的溅射模式。在1μm/hour的溅射速率和自然升温的条件下,需保持气氛中较低的氧含量和金属溅射模式,以获得窄半高宽的优质薄膜。为了制作TFBAR器件,对AlN的刻蚀技术进行了研究。

sysclock · 发表于 2008-3-26 00:41:57

RF MEMS开关是微波信号和高频信号控制的关键元素，与传统的FET场效应管和PIN二极管相比，RF MEMS开关具有低损耗、低功耗、高隔离度、与Si有良好的兼容性以及良好的线性度等优点，越来越受到人们的关注，已逐渐成为众人瞩目的研究热点。本文分析了两类典型的电容式与接触式RF MEMS开关的工作原理及RFMEMS开关的机械—电磁模型，并根据开关的一维力学集总模型，推导了RFMEMS开关驱动电压的理论公式。本文提出了一种新的串联电容式结构来提高电容式RF MEMS开关的电容率，新结构可解决在Down-state时，因可动金属板与介质膜接触不紧密而造成C_(down)急剧减小的问题，而且为提高电容率增加了一个新的自由度，与普通结构相比，可将电容率提高一个数量级；提出了折叠蜿蜒的铰链支撑及多驱动电极结构，有效的降低了开关的驱动电压；提出了Ta_2O_5／SiN双层介质膜来满足介质膜对大介电常数与高击穿场强的要求

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