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公开(公告)号：CN118723919A
公开(公告)日：2024-10-01
申请号：CN202410909035.0
申请日：2024-07-08
Applicant: 中北大学
IPC: B81C1/00
Abstract: 本发明为一种用于HF穿透薄层硅刻蚀SiO2的种子层结构及其制备方法，属于MEMS技术领域。所述种子层结构包括由上而下依次设置的上层金属层、下层金属层、薄层硅和SiO2层；制备时，先对薄层硅进行硼离子掺杂，再在薄层硅上磁控溅射以形成上、下层金属层，再利用光刻技术形成自定义图形金属层，再对自定义图形金属层进行高温退火处理，最后通过HF干法刻蚀技术透过自定义图形金属层及薄层硅对SiO2层进行干法刻蚀，最终在SiO2层上形成刻蚀腔体。本发明种子层结构实现了对薄层硅下的SiO2进行刻蚀时不需要刻蚀通孔的目的，并且刻蚀腔体的形状刻根据实际要求进行自定义刻蚀，极大地提高了产品的性能可靠度和测试精准度。
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公开(公告)号：CN114900778B
公开(公告)日：2024-09-17
申请号：CN202210525271.3
申请日：2022-05-15
Applicant: 中北大学
Abstract: 本发明为一种复合膜电磁屏蔽的电容式声换能器及制造方法，该方法可用于制造麦克风和超声换能器。该电容式声换能器由下而上依次为基底层、交替设置的介质层及金属层、钝化层，第（n‑2）层介质层上刻蚀有空腔，空腔顶部形成复合振膜及上电极、底部形成下电极。该电容式声换能器有金属层包裹可形成电磁屏蔽，极大的增强了抗干扰能力，该换能器具有稳定性高，一致性好等优点，制造方法简单且成本低、可批量化生产。
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公开(公告)号：CN117589283A
公开(公告)日：2024-02-23
申请号：CN202311650276.X
申请日：2023-12-05
Applicant: 中北大学
Abstract: 本发明为一种超浅结硅纳米线矢量水听器及其制备方法，涉及MEMS传感器技术领域。本发明矢量水听器包括SOI基片和微型柱体，SOI基片由四梁结构、中心质量块和SOI基片外边框组成，每根梁的两端都分布有一个超浅结硅纳米线压阻敏感单元，敏感单元之间通过金属引线连接组成惠斯通电桥。本发明是针对现有水听器水声探测灵敏度过低的问题而提出的一种基于巨压阻效应的压阻式MEMS矢量水听器，该矢量水听器通过微型柱体和四梁结构对水声信号进行力矩传递，并通过超浅结硅纳米线压阻敏感单元组成的惠斯通电桥实现高灵敏探测，该矢量水听器适用于水下微弱声音信号的高灵敏探测。
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公开(公告)号：CN117309314A
公开(公告)日：2023-12-29
申请号：CN202311151047.3
申请日：2023-09-07
Applicant: 中北大学
Abstract: 本发明为一种面向UUV的MEMS矢量尾流探测器，包括流线型仿鱼侧线封装帽、扇面纤毛‑十字梁敏感微结构、中间连接体、保护壳体、微弱信号放大电路板、线缆密封塞、水密连接线缆、紧固螺母帽；流线型仿鱼侧线封装帽与中间连接体固定连接并将扇面纤毛‑十字梁敏感微结构罩设其中；扇面纤毛‑十字梁敏感微结构经引线键合后与微弱信号放大电路板连接并放置在保护壳体中；水密连接线缆通过线缆密封塞安装到保护壳体中并与微弱信号放大电路板连接，最后使用紧固螺母帽固定。本发明中流线型仿鱼侧线封装帽侧面的四个导流小孔正交布置与敏感微结构的十字梁一一对齐，具备矢量性；同时探测器还具有灵敏度高，尺寸小，功耗低，应用场景灵活等优点。
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公开(公告)号：CN116098654A
公开(公告)日：2023-05-12
申请号：CN202310015453.0
申请日：2023-01-05
Applicant: 中北大学
Abstract: 本发明属于超声成像技术领域，具体涉及一种基于环形阵列的超声CT相控方法，超声CT采用环形阵列传感器，包括N个环形排列的阵元，各个阵元的激励脉冲根据需要的超声波束的特性，按照延迟时间进行延迟发射；在接收时，根据发射时的延迟时间对各个阵元接收到的回波信号中进行延时补偿，然后进行相干叠加来实现波束形成。本发明结合环形阵列、超声CT技术以及相控原理的优势，结合基于环形阵列的超声CT相控原理，构建了基于环形阵列的超声CT成相控方法，有效改善超声波检测不准确、成像分辨率不高以及应用领域范围受限等缺点。
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公开(公告)号：CN114955980A
公开(公告)日：2022-08-30
申请号：CN202210612658.2
申请日：2022-06-01
Applicant: 中北大学
Abstract: 本发明为一种基于PDMS‑硅纳米膜的柔性心音传感器，属于半导体技术领域。该传感器由硅纳米膜和柔性基底PDMS组成，硅纳米膜包括压阻区、欧姆接触区和合金区，合金区的材质为铬和金的合金。制备时在SOI片的上方形成氧化层，经过浓硼扩散后形成欧姆接触区，刻蚀顶层硅后形成压阻区，溅射、腐蚀金属并退火后形成合金区，刻蚀并腐蚀埋氧层后形成屋檐结构，钻蚀埋氧层后形成悬空的硅纳米膜结构，最终将硅纳米膜转印到柔性基底PDMS上。该传感器具有较高的灵敏度，同时由于柔性基底PDMS，增加了传感器的适应性和便捷性。
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公开(公告)号：CN114890375A
公开(公告)日：2022-08-12
申请号：CN202210525272.8
申请日：2022-05-15
Applicant: 中北大学
Abstract: 本发明提供了一种CMOS‑MEMS集成声换能器及其制备方法。该传感器既能作为麦克风传感器又能作为超声换能器，其由下而上依次为基底层、交替设置的介质层及金属层、钝化层，第n层介质层上刻蚀有空腔，空腔顶部形成振膜及上电极、底部形成下电极。制备时，使用COMS工艺的后端（BEOL）层作为MEMS器件的结构层，COMS电子层在MEMS器件层下方集成，各金属层间通过钨塞互连，最后通过干法刻蚀在介质层上形成空腔。本发明传感器具有可靠性好、体积小、频带宽、灵敏度高、易于批量生产等特点，可以应用于医学、军事、工业、农业等众多领域。
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公开(公告)号：CN114838806A
公开(公告)日：2022-08-02
申请号：CN202210357558.X
申请日：2022-04-07
Applicant: 中北大学
Abstract: 本发明属于尾流探测技术领域，具体为一种MEMS尾流探测传感器，解决了背景技术中的技术问题，其包括纤毛式MEMS矢量水听器、中间连接体、仿鱼类侧线保护罩和保护筒体；仿鱼类侧线保护罩将纤毛式MEMS矢量水听器罩设其中且与中间连接体的顶端固定连接；仿鱼类侧线保护罩的顶部开有四个侧线孔；保护筒体由内到外依次包括固定连接的内筒体、减振橡胶套筒和外筒体，保护筒体的顶端与中间连接体的底端密封连接。本申请将仿鱼类侧线系统和纤毛式MEMS矢量水听器结合，组合成了能够测量湍流尾流的传感器，仿鱼类侧线保护罩减少了纤毛‑十字梁换能微结构被异物碰撞的几率，同时降低了海水冲击的影响，提高了传感器探测尾流信号的准确性。
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公开(公告)号：CN114804008A
公开(公告)日：2022-07-29
申请号：CN202210525264.3
申请日：2022-05-15
Applicant: 中北大学
Abstract: 本发明为一种单晶硅振膜的MEMS电容式声传感器结构，属于超声换能器技术领域。本发明包括自上而下叠层设置的振膜层、环状支撑壁层和衬底层，振膜层形成有若干个呈阵列排布的振膜，振膜层和衬底层之间的环状支撑壁层上形成有若干个呈阵列排布的空腔，空腔与振膜相互对应；振膜上均布设置有若干通孔，衬底层的顶面上形成有延伸孔；振膜层、通孔、衬底层、延伸孔上均形成有绝缘层；振膜层上设置有上电极层，衬底层底面设置有下电极层。本发明电容式声传感器结构整体尺寸小，便于后续的封装和使用；本发明电容式声传感器结构制备方法简单，整体工艺流程少，制造成本低，便于后续的批量生产。
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公开(公告)号：CN113751297B
公开(公告)日：2022-05-17
申请号：CN202111058690.2
申请日：2021-09-10
Applicant: 中北大学
Abstract: 本发明为一种基于硅波导管共晶键合技术的电容式微机械超声换能器及其制备方法，属于MEMS技术领域。该换能器由SOI片和氧化片通过共晶键合技术制备而成，包括沉积在SOI片器件层的金属上电极、氧化片的氧化层图形化空腔结构后沉积金属下电极，SOI片器件层和氧化片金属图形化面共晶键合形成密封真空电容腔，SOI片衬底层刻蚀有硅波导管。本发明换能器设计了集成硅波导管结构，上下电极在同侧引出，具有发射超声波束能量集中，改善了CMUT的方向性，能抑制阵元间的串扰等优点。
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