- 胡宗达;周红;张坤;张林;赵鑫;李明兴;
硅谐振压力传感器因其数字频率信号输出和高精度的特点，被广泛应用于航空航天、工业控制等领域。硅谐振压力传感器的闭环控制系统决定硅谐振压力传感器的性能指标，系统的稳定性分析和参数优化则是谐振传感器的研究难点。基于系统状态方程从理论上推导了控制策略，提出系统稳定性判定依据。利用Simulink仿真搭建系统模型，并通过电路测试验证。结果表明，在满足稳定性判据的条件下，研制的硅谐振压力传感器基频为42 kHz,品质因数为30 000。在量程范围为3～130 kPa、温度为-55～85℃时，该谐振压力传感器的精度高达0.01%F.S.,实现了恒幅控制与实时频率跟踪。
2023年01期 v.60;No.548 87-93页 [查看摘要][在线阅读][下载 1723K] [下载次数：442 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：5 ] - 纪树泰;郑杰;刘逸松;崔建国;
为了监测微流控芯片内的反应过程及反应程度，对液滴在反应中的状态及内容物含量变化进行实时检测变得至关重要。利用T型微流路通道生成微液滴，通过对氧化铟锡(ITO)玻璃进行腐蚀获得共面斜叉指状电极，在电极表面旋涂钝化层避免电极污染。微流路通道中的液滴进入共面电极感应区域可有效引起其电容量变化，进而可以检测芯片内液滴的数量、平均长度、流速和内容物含量等。实验结果表明，设计的共面斜叉指状电极检测灵敏度优于传统的单对并列电极的24%以上。借助光学检测方法得到液滴长度检测的误差在6%以内。利用本检测装置对不同质量分数的甲醇、乙醇和异丙醇液滴进行了检测。实验结果的变化规律与电容检测理论相一致，验证了本液滴检测装置的有效性和可靠性。
2023年01期 v.60;No.548 94-101页 [查看摘要][在线阅读][下载 1348K] [下载次数：213 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 祁飞;李志东;汪蔚;
基于三维高精度微电子机械系统(MEMS)加工工艺，研究了一种全屏蔽硅基腔体MEMS双工器的设计及制备方案。简要分析了关于平行耦合线滤波器的相关设计原理，采用λ/4平行耦合线设计两通道滤波器，结合T型匹配网络实现双工器的设计。该双工器以双层高阻硅片作为衬底材料，采用MEMS工艺制备接地通孔，以提高双工器的隔离度及电磁兼容特性。设计的双工器发射通道工作频率为9～10 GHz,接收通道工作频率为11～12 GHz,最终制备出尺寸为7 mm×7 mm的双层硅基双工器，发射及接收通道的回波损耗≤-18 dB,两个通道之间的隔离度约为-30 dB。测试结果与仿真结果吻合较好，为硅基MEMS微系统的集成设计提供技术支撑。
2023年01期 v.60;No.548 102-107页 [查看摘要][在线阅读][下载 1227K] [下载次数：155 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 王宁;杨拥军;任臣;温彦志;
为了解决目前微电子机械系统(MEMS)加速度计在振动测量领域量程小和振动测量精度低等问题，基于绝缘体上硅(SOI)加工工艺，设计并制作了一款梳齿电容式MEMS加速度计。通过提高工作模态频率和干扰模态频差，提升了加速度计振动环境适应性；加速度计量程达到±50g,非线性度0.2%,横向灵敏度0.17%,分辨率优于0.5mg,体积9 mm×9 mm×2.7 mm,功率损耗30 mW。针对随机振动环境对加速度计的输出精度进行了实验验证，结果表明，MEMS加速度计与标准传感器的输出误差为2.69%,能够满足大部分工程应用需求。
2023年01期 v.60;No.548 108-115页 [查看摘要][在线阅读][下载 1851K] [下载次数：718 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：1 ]
- 谭心;潘超;贺占清;祁晖;杨桥;
采用电感耦合反应离子刻蚀(ICP-RIE)技术刻蚀金刚石薄膜，通过调整刻蚀功率、角度及时间等工艺参数，低成本且高效率地实现了排列整齐的圆形纳米锥坑阵列的可控化制备。对纳米锥坑的制备过程进行深入研究，发现可通过调节刻蚀角度与偏压功率控制氧等离子对金刚石进行高度方向性的刻蚀。荧光检测结果表明，直径为80～120 nm、深度为90～130 nm的纳米锥坑阵列结构可使金刚石薄膜内NV~0色心的荧光强度增加21%,SiV~-色心的荧光强度增加49%。使用时域有限差分方法对增强原因进行探究，发现纳米锥坑对泵浦激发光有局限作用，并且可在纳米锥坑附近形成法布里-珀罗共振腔，使色心的自发辐射速率加快，进而增加其荧光强度。
2023年01期 v.60;No.548 116-123页 [查看摘要][在线阅读][下载 1674K] [下载次数：190 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 黄然;程洋;刘馨悦;徐日泰;俞建峰;钱陈豪;
电流体动力喷印(EHDP)是一种新兴的微/纳米加工工艺，其成型机理复杂，影响因素众多。为了探究EHDP过程中各个参数对射流的成型及稳定性的影响，利用弯月面高度及泰勒锥半锥角来表征射流成型难度及稳定性。对泰勒锥的受力进行理论分析，并搭建EHDP平台，进行EHDP实验，揭示溶液电导率、电压、工作距离及喷头内径对弯月面高度和泰勒锥半锥角的影响规律，最终获得最佳喷印参数。结果表明，溶液电导率越小，电压越大；工作距离越小，喷头内径越大；弯月面高度越小，射流产生难度越低，射流越稳定。在电导率为4μS/cm、工作电压为5 kV、工作距离为2.0 mm、喷头内径为0.25 mm时，弯月面高度能达到107.8μm,半锥角为46.2°,此时射流最易成型、最为稳定。
2023年01期 v.60;No.548 124-130+164页 [查看摘要][在线阅读][下载 1404K] [下载次数：237 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：2 ] - 朱越超;卢芳芳;王海荣;张煜昊;於佳琦;李珂璠;李翠翠;
将CO_2通过电化学还原转化为高附加值的碳氢产物是一种实现碳循环和利用的有效途径，而在实际使用过程中存在催化剂制备复杂导致的难以大规模应用的问题。制备了一种利用NaBH_4快速还原的Cu-Bi双金属催化剂，以CuO纳米片作为载体，负载Bi金属颗粒，通过调节Bi的质量分数，使得Cu基催化剂对乙烯(C_2H_4)拥有较高的选择性和法拉第效率(FE),在-1.6 V(针对可逆氢电极(RHE))下，C_2H_4的最大法拉第效率为45.8%,并且在经过20 h的电解后，仍然保持着超过40%的法拉第效率，具有优异的稳定性，因此本催化剂具有的快速制备的能力及较高的活性为未来工业生产中的实际应用提供了全新的研究思路。
2023年01期 v.60;No.548 131-138页 [查看摘要][在线阅读][下载 1418K] [下载次数：196 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：1 ] - 王帅;王如;郑晴平;刘彬;
对硅通孔技术(TSV)在3D堆叠封装领域的优势进行了简单阐述，同时指出化学机械抛光(CMP)技术作为具有高质量和高精度的全局平坦化工艺，是TSV制备过程中最重要的步骤之一。影响化学机械抛光质量以及效率的因素有很多，其中比较关键的是化学机械抛光液的组成成分及其性能。重点从抛光速率、抛光质量(抑制碟形坑、表面粗糙度等)和绿色环保几个方面对抛光液性能的影响进行了讨论，概述了近年来国内外铜抛光液的研究进展。最后，通过对比总结目前铜抛光液的研究成果，对TSV铜抛光液今后的研究重点和发展趋势进行了分析和预测，其应朝着抛光速率和抛光质量的优化、低成本及环境友好的方向发展。
2023年01期 v.60;No.548 139-147页 [查看摘要][在线阅读][下载 1174K] [下载次数：389 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：1 ] - 徐好;孙卫华;韩建强;施阁;
磁控溅射法制备氮化硅薄膜具有工艺简单、粉尘少等优点，氮化硅薄膜在微电子机械系统(MEMS)领域中可用作腐蚀掩蔽层和力学结构层。以氮化硅为靶材、高纯氮气为反应气体，采用射频磁控溅射法在硅衬底上制备氮化硅薄膜，在射频功率150 W、偏压150 V、工作气压0.5 Pa、温度450℃、氩气体积流量60 cm~3/min的条件下，随着氮气体积流量从0增加到25 cm~3/min,氮化硅薄膜的沉积速率先增大后减小，薄膜的压应力从1.38 GPa逐渐减小到672.2 MPa。沉积的氮化硅薄膜在质量分数为10%的HF溶液中的腐蚀速率从20.1 nm/min减小到5.9 nm/min,在80℃、质量分数为40%的KOH溶液中的腐蚀速率从26.8 nm/min减小到1.3 nm/min。随着氮气体积流量增加，薄膜更为致密，缺陷减少，可应用于红外光源、流量传感器等MEMS器件中作为绝热层或者钝化层。
2023年01期 v.60;No.548 148-153页 [查看摘要][在线阅读][下载 1210K] [下载次数：696 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：1 ] - 王强文;郭育华;
采用反应磁控溅射法，在溅射气压、溅射功率和衬底温度恒定的条件下，通过调控氮氩体积流量比，在单晶Si衬底上制备AlN薄膜。利用X射线衍射仪(XRD)、原子力显微镜(AFM)和场发射扫描电子显微镜(FESEM)研究氮氩体积流量比对AlN薄膜的生长取向、晶体质量及沉积速率的影响规律并分析其机理。结果显示，提高氮氩体积流量比有利于AlN薄膜(002)择优取向的生长，但过高的氮氩体积流量比会降低薄膜的沉积速率。在溅射气压为5 mTorr(1 Torr=133.3 Pa)、溅射功率为500 W、衬底温度为200℃、氮氩体积流量(cm~3/min)比为14∶6时，在单晶Si衬底上可以制备出质量较好的，具有良好(002)择优取向的AlN薄膜。研究结果可为反应磁控溅射制备高质量AlN薄膜提供工艺参数设置规律指导。
2023年01期 v.60;No.548 154-158页 [查看摘要][在线阅读][下载 1240K] [下载次数：329 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：1 ] - 贾玙璠;朱祥龙;董志刚;康仁科;杨垒;高尚;
为同时优化化学机械抛光(CMP)后石英晶片平面度和表面粗糙度，进行化学机械抛光协调控制实验。分析了抛光时间、抛光转速和抛光压力对石英晶片平面度和表面粗糙度的影响，确定了最佳工艺参数。研究结果表明：石英晶片平面度和表面粗糙度都随抛光时间延长而优化，在150 min时，平面度和表面粗糙度都能达到稳定。抛光时间为150 min、抛光盘转速为50 r/min、抛光压力为53.5 N时，能使晶片同时得到较好的平面度和表面粗糙度，此时平面度为2.03μm,表面粗糙度为0.68 nm。
2023年01期 v.60;No.548 159-164页 [查看摘要][在线阅读][下载 1483K] [下载次数：467 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：8 ] |[阅读次数：1 ] 下载本期数据