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公开(公告)号：CN102608355B
公开(公告)日：2017-03-15
申请号：CN201210059383.0
申请日：2012-03-01
Applicant: 中国计量学院
Inventor： 韩建强
IPC: G01P15/18
Abstract: 本发明公开了一种谐振-力平衡隧道电流式三轴加速度传感器的结构及制作方法，属于微电子机械系统领域。其结构特征在于三轴加速度传感器由中间硅片(1)、上盖板(2)和下底板(3)组成，中间硅片(1)上制作有双端固支梁谐振器理方面的特征在于芯片平面内X轴和Y轴加速度信号采用双端固支梁谐振器(4)检测，双端固支梁谐振器(4)谐振频率的变化反映加速度的大小和方向；Z轴加速度信号检测部分由隧道针尖(9)、控制电极(10)和偏压电极(7)组成，采用隧道电流式敏感原理检测，工作于闭环力平衡工作模式。质量块(6)在芯片法向运动位移很小，Z轴加速度信号对X轴和Y轴加速度检测引入交叉干扰极小。(4)、质量块(6)和支撑梁(5)。本传感器在检测原
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公开(公告)号：CN102608355A
公开(公告)日：2012-07-25
申请号：CN201210059383.0
申请日：2012-03-01
Applicant: 中国计量学院
Inventor： 韩建强
IPC: G01P15/18
Abstract: 本发明公开了一种谐振-力平衡隧道电流式三轴加速度传感器的结构及制作方法，属于微电子机械系统领域。其结构特征在于三轴加速度传感器由中间硅片(1)、上盖板(2)和下底板(3)组成，中间硅片(1)上制作有双端固支梁谐振器(4)、质量块(6)和支撑梁(5)。本传感器在检测原理方面的特征在于芯片平面内X轴和Y轴加速度信号采用双端固支梁谐振器(4)检测，双端固支梁谐振器(4)谐振频率的变化反映加速度的大小和方向；Z轴加速度信号检测部分由隧道针尖(9)、控制电极(10)和偏压电极(7)组成，采用隧道电流式敏感原理检测，工作于闭环力平衡工作模式。质量块(6)在芯片法向运动位移很小，Z轴加速度信号对X轴和Y轴加速度检测引入交叉干扰极小。
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公开(公告)号：CN101566643B
公开(公告)日：2012-05-09
申请号：CN200810060613.9
申请日：2008-04-22
Applicant: 中国计量学院
Abstract: 本发明公开了一种基于双材料微悬臂梁的薄膜热电变换器的结构及制作方法。薄膜热电变换器主要由制作在下层硅片上的加热电阻(1)、制作在上层硅片上的双材料微悬臂梁(2)和将上、下硅片密封在一起的密封环(3)组成，由低汤姆逊系数材料制作的加热电阻(1)位于下层硅片上应力平衡的绝热薄膜(4)上表面或者夹层中；与加热电阻(1)相对放置的双材料微悬臂梁(2)可以直接支撑在衬底上，也可以通过绝热悬臂梁(7)或绝热悬桥(8)支撑在衬底上。双材料微悬臂梁(2)测量加热电阻(1)温度的原理与传统的双金属片温度传感器类似，加热电阻(1)温度升高后其热量经对流、辐射或热传导等途径引起双材料微悬臂梁(2)温度升高。由于组成双材料微悬臂梁(2)的两种材料的热膨胀系数不同，双材料微悬臂梁(2)自由端挠度或根部应变发生变化，通过检测元件(9)检测双材料微悬臂梁(2)形变后可获得加热电阻(1)的温度信息。本发明所涉及的基于双材料微悬臂梁的薄膜热电变换器具有以下优点：利用双材料微悬臂梁(2)测量加热电阻(1)的灵敏度高、经双材料微悬臂梁温度敏感元件传导到衬底的热量极小、加热电阻可以灵活设计、交直流转换误差小。
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公开(公告)号：CN101872797A
公开(公告)日：2010-10-27
申请号：CN201010146063.X
申请日：2010-04-13
Applicant: 中国计量学院
CPC classification number: Y02P70/521
Abstract: 本发明公开了一种基于微桥谐振器的新型红外探测器的结构及制作方法。该红外探测器由微细加工技术制作的微桥1、具有负电阻温度系数的激励电阻2和检测元件3、金属引线4和衬底5组成。入射红外辐射的热效应使得具有负电阻温度系数的激励电阻2阻值下降。保持加载在激励电阻2上的电压恒定，激励电阻2阻值的下降将使激励功率的静态分量增大，等效于增加了红外辐射的功率。本发明所涉及的基于微机械桥型谐振器的非制冷红外探测器的输出量为谐振频率，受电路噪声影响很小，具有极高的探测率和响应率，易于实现阵列化和系统集成，大批量生产成本低。
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公开(公告)号：CN101566506A
公开(公告)日：2009-10-28
申请号：CN200810060614.3
申请日：2008-04-22
Applicant: 中国计量学院
Abstract: 本发明公开了一种基于微型桥谐振器2的薄膜热电变换器的结构及制作方法。薄膜热电变换器主要由加热电阻1、微型桥谐振器2和密封环3组成。加热电阻1温度升高后其热量经对流、辐射或热传导等途径引起微型桥谐振器2温度升高。由于组成微型桥谐振器2的材料的热膨胀系数不同，受热后轴向压应力增加(或拉应力下降)，谐振频率下降，通过测量谐振频率的变化可反映出加热电阻1的温度信息。本发明所涉及的基于微型桥谐振器的薄膜热电变换器具有以下优点：利用微型桥谐振器测量加热电阻的灵敏度高、经微型桥谐振器传导到衬底的热量极小、加热电阻可以灵活设计、交直流转换误差小。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN101153825A
公开(公告)日：2008-04-02
申请号：CN200610053558.1
申请日：2006-09-25
Applicant: 中国计量学院
Inventor： 韩建强
Abstract: 本发明公开了二种谐振式微压传感器芯片的结构及制造方法，它由中心带有单个或两个刚性硬芯的感压膜片、双端固支梁和盖板3组成。在流体压力作用下，带有刚性硬芯的感压膜片产生形变，从而使位于膜片上表面的双端固支梁受到轴向应力的作用而改变其谐振频率。通过测量双端固支梁谐振频率的变化即可反映出流体压力的大小。本发明所涉及的硅谐振式微压传感器的优点是具有更较高的信噪比、分辨率、灵敏度和测量精度，且输出量是频率信号。
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公开(公告)号：CN102608356B
公开(公告)日：2018-09-21
申请号：CN201210059387.9
申请日：2012-03-01
Applicant: 中国计量学院
Abstract: 本发明公开了一种双轴体微机械谐振式加速度计结构及制作方法，属于微电子机械系统领域。组成谐振式加速度计的谐振梁(1)位于衬底上表面，蟹腿型支撑梁(2)的中性面与质量块(3)的重心在同一平面。谐振梁(1)和蟹腿型支撑梁(2)通过五次光刻和三次各向异性湿法腐蚀工艺制作在同一硅片上。首先，背面光刻，有掩膜腐蚀工艺从谐振梁(1)背面腐蚀硅到一定深度。然后正反面光刻，去除腐蚀槽(8)中除谐振梁(1)和蟹腿型支撑梁(2)以外部分的腐蚀掩蔽层(9)，有掩膜腐蚀硅到另一深度。最后，去除蟹腿型支撑梁(2)正反面的腐蚀掩蔽层(9)，掩膜和无掩膜腐蚀相结合实现谐振梁(1)和蟹腿型支撑梁(2)的同时成型。该双轴体微机械谐振式加速度计具有较小的交叉轴干扰和较高的灵敏度。
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公开(公告)号：CN105236344A
公开(公告)日：2016-01-13
申请号：CN201510564464.X
申请日：2015-09-01
Applicant: 中国计量学院
Abstract: 本发明公开了一种新型谐振式薄膜热电变换器的结构与制作方法。薄膜热电变换器由制作在同一衬底(1)上的加热电阻(2)、微桥谐振器A(3)、微桥谐振器B(4)组成。在加热电阻(2)通电后产生并辐射的热量引起微桥谐振器A(3)温度升高，其轴向压应力增加或拉应力下降，使得微桥谐振器A(3)的谐振频率下降。而微桥谐振器B(4)不感受加热电阻(2)辐射的热量，其谐振频率仅受衬底(1)和环境温度的影响，通过测量微桥谐振器A(3)和微桥谐振器B(4)谐振频率的差值即可反映出加载在加热电阻(2)上的输入电压或电流的大小。本发明所涉及的新型谐振式薄膜热电变换器具有以下优点：加热电阻(2)和微桥谐振器A(3)、微桥谐振器B(4)制作在同一衬底(1)上，简化了器件制作工艺和封装工艺。
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公开(公告)号：CN104409622A
公开(公告)日：2015-03-11
申请号：CN201410545132.2
申请日：2014-10-15
Applicant: 中国计量学院
Abstract: 本发明公开了一种高频薄膜热电变换器的结构及制作方法。薄膜热电变换器的加热电阻(3)由中心的氮化硅或二氧化硅绝缘芯层(8)及包围绝缘芯层(8)的表面导电层(7)组成，可减小趋肤效应对薄膜热电变换器的热电转换性能的影响。在腐蚀绝热薄膜(2)的同时将加热电阻焊盘(5)之间硅衬底完全腐蚀。由于空气的介电常数远小于硅材料的介电常数，因此可以有效减小加热电阻焊盘(5)之间的电容，从而减小热电转换器过程中的交直流转换误差。
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公开(公告)号：CN101566506B
公开(公告)日：2013-07-03
申请号：CN200810060614.3
申请日：2008-04-22
Applicant: 中国计量学院
Abstract: 本发明公开了一种基于微桥谐振器的薄膜热电变换器的结构及制作方法。薄膜热电变换器由加热电阻(1)、微桥谐振器(2)和密封环(3)组成。加热电阻(1)温度升高后其热量经对流、辐射或热传导引起微桥谐振器(2)温度升高。由于组成微桥谐振器(2)的材料的热膨胀系数不向，受热后轴向压应力增加或拉应力下降，谐振频率下降，通过测量谐振频率的变化可反映出加热电阻(1)的温度信息。本发明所涉及的基于微桥谐振器(2)的薄膜热电变换器具有以下优点：利用微桥谐振器(2)测量加热电阻(1)的灵敏度高、经微桥谐振器(2)传导到衬底的热量极小、加热电阻(1)可以灵活设计、交直流转换误差小。
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