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公开(公告)号：CN102868384A
公开(公告)日：2013-01-09
申请号：CN201210399267.3
申请日：2012-10-18
Applicant: 中国科学院上海微系统与信息技术研究所
Abstract: 本发明提供一种微机械谐振器，所述微机械谐振器至少包括：构成惠斯通电桥结构的谐振振子对，其中，所述谐振振子对包括两个具有轴对称结构的谐振振子结构、主支撑梁、第一耦合梁、第一锚点、第二锚点、驱动电极。与传统的电容驱动-压阻检测微机械谐振器相比，本发明利用差分电容激励驱动组成惠斯通电桥的两个谐振振子结构工作，消除输出信号中混有的电容信号，以获得单纯的压阻信号；同时，本发明利用耦合结构将惠斯通电桥的两个谐振振子结构耦合起来，由于耦合结构使两个谐振振子结构连接为一体运动，消除了输出信号中出现两个谐振频率的问题；进一步，本发明结构简单，输出信号大，灵敏度高，受温度影响小。
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公开(公告)号：CN102509844B
公开(公告)日：2015-02-11
申请号：CN201110283452.1
申请日：2011-09-22
Applicant: 中国科学院上海微系统与信息技术研究所
Abstract: 本发明涉及一种微机械圆盘谐振器及制作方法，所述制作方法为先制作出衬底硅片上固定谐振振子的锚点以及释放谐振振子结构的凹腔；随后将器件结构层键合在衬底硅片上，并对结构层进行减薄及制作金属焊盘之后；再利用干法刻蚀在结构层上制作出谐振器的器件结构；最后利用真空圆片对准键合把盖板硅片固定在结构硅片上方，实现谐振器的圆片级真空封装。由于制作出的谐振器锚点位于振子的节点处，因此可以大大减小锚点引起的能量损耗，且对谐振器进行圆片级真空封装，避免了谐振器结构受到外界的物理冲击及损耗，提高谐振器的性能。本发明适用于批量生产，由于优化了锚点设计并采用圆片级真空封装技术，实现了一种低成本、高性能的体硅谐振器的制作。
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公开(公告)号：CN102122935B
公开(公告)日：2013-12-25
申请号：CN201110059554.5
申请日：2011-03-11
Applicant: 中国科学院上海微系统与信息技术研究所
Abstract: 本发明涉及一种具有亚微米间隙的微机械谐振器及制作方法，其特征在于谐振器是由盖板硅片、结构硅片和衬底硅片三层硅片键合组成的“三明治”结构。结构硅片用来制作谐振器的振子，盖板硅片和衬底硅片分别用来制作驱动和检测的固定电极。谐振器振子与固定电极间的亚微米间隙是通过圆片级对准键合工艺形成的，间隙大小不受光刻工艺限制，而是由盖板硅片或者衬底硅片上的电绝缘介质层的厚度决定的。本发明提出的微机械谐振器的制作方法，利用圆片级对准键合形成亚微米间隙，在制作完器件结构的同时实现了对器件的真空密封，不但降低了器件设计和制作的难度，提升了器件性能和成品率，而且减小了器件尺寸，降低了成本。
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公开(公告)号：CN102914750A
公开(公告)日：2013-02-06
申请号：CN201210470225.4
申请日：2012-11-19
Applicant: 中国科学院上海微系统与信息技术研究所
IPC: G01R33/028
CPC classification number: G01R33/028
Abstract: 本发明提供一种微机械磁场传感器及其应用，所述微机械磁场传感器至少包括：谐振振子对和依次形成于其表面上的绝缘层及金属线圈。本发明利用单端电容激励和电磁感应来测量磁场大小，其中，构成谐振振子对的两个谐振振子结构工作在同相位模式，各该谐振振子结构上的金属线圈环绕方向相反，两个谐振振子结构上的金属线圈产生的感应电动势相互串联；由于采用了差分方式输出，消除输出信号中的容性耦合信号，以获得单纯的磁场输出信号；同时，本发明利用耦合结构将两个谐振振子结构耦合起来使两个谐振振子结构连接为一体运动；进一步，本发明结构简单，受温度影响小，输出信号大，灵敏度高，检测的准确度高，适合高工作频率。
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公开(公告)号：CN101917174B
公开(公告)日：2013-01-09
申请号：CN201010244689.4
申请日：2010-08-03
Applicant: 中国科学院上海微系统与信息技术研究所
Abstract: 本发明涉及亚微米间隙微结构的制作方法及其制作的微机械谐振器，其特征在于亚微米间隙不是通过光刻定义，而是通过氧化多晶硅薄膜来制作，亚微米间隙的大小由多晶硅薄膜上的间隙和氧化工艺在多晶硅薄膜上生长的氧化硅厚度共同决定，并且直接利用氧化硅作为掩膜，通过刻蚀将亚微米间隙转移到器件结构层上。由于无需亚微米级光刻，工艺难度及工艺成本大大降低，利用氧化硅直接作为掩膜则保证了将亚微米间隙转移到器件结构层上时亚微米间隙具有良好的陡直度。微机械谐振器制作工艺步骤包括氮化硅沉积，多晶硅条形成，多晶硅条氧化，氮化硅刻蚀，引线孔形成，金属引线及焊盘形成，器件结构释放。由于在微机械谐振器的间隙是亚微米级，谐振器的性能得到改善。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN102530847A
公开(公告)日：2012-07-04
申请号：CN201210041259.1
申请日：2012-02-22
Applicant: 中国科学院上海微系统与信息技术研究所
Abstract: 本发明提供一种热绝缘微结构及制备方法，属于微机电系统领域。该热绝缘微结构的制备方法是通过在一SOI衬底顶层硅上光刻并刻蚀出与SOI衬底中绝缘埋层相接的环形沟槽，并在所述环形沟槽中填充一种不易被衬底腐蚀气体或等离子体所腐蚀的腐蚀终止材料，利用干法各向同性腐蚀技术将所述填充腐蚀终止材料的环形沟槽与SOI衬底绝缘埋层组成的腐蚀终止层所包围的区域去除，从而实现微结构体的释放和热绝缘。本发明在不增加工艺复杂度的条件下实现了对热绝缘结构下方的衬底腐蚀形貌的精确控制，从而也达到了对微结构的热绝缘性能的精确控制。同时，既利用了干法各向同性腐蚀技术的释放微结构成品率高的优点，又克服了其不易控制的缺点，具有较好的利用价值。
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公开(公告)号：CN101917174A
公开(公告)日：2010-12-15
申请号：CN201010244689.4
申请日：2010-08-03
Applicant: 中国科学院上海微系统与信息技术研究所
Abstract: 本发明涉及亚微米间隙微结构的制作方法及其制作的微机械谐振器，其特征在于亚微米间隙不是通过光刻定义，而是通过氧化多晶硅薄膜来制作，亚微米间隙的大小由多晶硅薄膜上的间隙和氧化工艺在多晶硅薄膜上生长的氧化硅厚度共同决定，并且直接利用氧化硅作为掩膜，通过刻蚀将亚微米间隙转移到器件结构层上。由于无需亚微米级光刻，工艺难度及工艺成本大大降低，利用氧化硅直接作为掩膜则保证了将亚微米间隙转移到器件结构层上时亚微米间隙具有良好的陡直度。微机械谐振器制作工艺步骤包括氮化硅沉积，多晶硅条形成，多晶硅条氧化，氮化硅刻蚀，引线孔形成，金属引线及焊盘形成，器件结构释放。由于在微机械谐振器的间隙是亚微米级，谐振器的性能得到改善。
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公开(公告)号：CN101867080B
公开(公告)日：2013-02-13
申请号：CN201010181105.3
申请日：2010-05-21
Applicant: 中国科学院上海微系统与信息技术研究所
Abstract: 本发明涉及一种体硅微机械谐振器及制作方法，其特征在于所述的谐振器是由衬底硅片、结构硅片及盖板硅片三层键合在一起形成的，衬底硅片的正面与结构硅片的背面，结构硅片的正面与盖板硅片的背面分别通过键合黏合在一起；制作时先将悬浮结构——谐振振子正下方的空腔制作好，再将器件结构层通过键合的方法制作在空腔上方，然后通过干法刻蚀在制作谐振器器件结构的同时，也将谐振器器件结构进行释放，最后利用真空圆片对准键合把盖板硅片固定在结构硅片上方。由于谐振器下方的空腔在器件结构制作之前用湿法腐蚀制成，并且采用圆片级封装对器件进行真空密封。
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公开(公告)号：CN102645565A
公开(公告)日：2012-08-22
申请号：CN201210133940.9
申请日：2012-04-28
Applicant: 中国科学院上海微系统与信息技术研究所
IPC: G01R3/00 , G01R33/028 , B81C1/00
Abstract: 本发明提供一种微机械磁场传感器及其制备方法，属于微机电系统领域。该方法通过在器件结构层上沉积一具有接触孔的牺牲层，然后在所述牺牲层上制备金属线圈，接着腐蚀掉所述牺牲层，最后利用干法刻蚀制作出器件结构，并将器件结构进行释放以形成谐振振子，从而形成了一个金属线圈悬于谐振振子之上的微机械磁场传感器。本发明提出的微机械磁场传感器的谐振振子工作在扩张模态，因而金属线圈上每小段金属切割磁感线产生感应电动势会相互叠加，增强了输出信号的强度，同时金属线圈与谐振振子之间接触面的减少解决了高频时的信号串扰问题。此外，本发明所述的微机械磁场传感器具有低功耗、驱动-检测电路简单、受温度影响小、以及工艺简单等优点。
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公开(公告)号：CN102509844A
公开(公告)日：2012-06-20
申请号：CN201110283452.1
申请日：2011-09-22
Applicant: 中国科学院上海微系统与信息技术研究所
Abstract: 本发明涉及一种微机械圆盘谐振器及制作方法，所述制作方法为先制作出衬底硅片上固定谐振振子的锚点以及释放谐振振子结构的凹腔；随后将器件结构层键合在衬底硅片上，并对结构层进行减薄及制作金属焊盘之后；再利用干法刻蚀在结构层上制作出谐振器的器件结构；最后利用真空圆片对准键合把盖板硅片固定在结构硅片上方，实现谐振器的圆片级真空封装。由于制作出的谐振器锚点位于振子的节点处，因此可以大大减小锚点引起的能量损耗，且对谐振器进行圆片级真空封装，避免了谐振器结构受到外界的物理冲击及损耗，提高谐振器的性能。本发明适用于批量生产，由于优化了锚点设计并采用圆片级真空封装技术，实现了一种低成本、高性能的体硅谐振器的制作。
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