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公开(公告)号：CN118765154A
公开(公告)日：2024-10-11
申请号：CN202411237493.0
申请日：2024-09-05
Applicant: 中北大学
IPC: H10N30/853 , H10N30/30 , H10N30/01
Abstract: 本发明公开了一种硅基铌酸锂铁电单晶薄膜振动传感器的制备方法及应用，涉及半导体器件加工制造技术领域。具体为：采用PECVD法在Si‑LiNbO3键合片沉积一层SiO2薄膜层，采用磁控溅射、光刻和离子束刻蚀工艺对所需标记图案和金属电极进行制备，通过离子束刻蚀工艺和反应离子刻蚀工艺分别完成LiNbO3压电层和第二SiO2薄膜层的刻蚀；利用深硅刻蚀机完成正面Si基底的刻蚀。最后刻蚀背面空腔，利用深硅刻蚀机来完成器件释放。本发明设计合理，制造工艺简单，成品率高，产品能够在辐照环境下进行测试；该传感器有利于远距离信号传输，适用于高频微振动的测试环境；对于极端环境下的振动信息采集和设备异常检测提供了有力的帮助。
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公开(公告)号：CN118603291A
公开(公告)日：2024-09-06
申请号：CN202410639139.4
申请日：2024-05-22
Applicant: 中北大学
IPC: G01H11/08 , H10N30/30 , H10N30/853 , H10N30/87 , H10N30/06 , H10N30/072 , H10N30/082 , H01L23/544 , H01L21/67 , B81B7/02 , B81C3/00 , B81C1/00
Abstract: 本发明涉及基于悬臂梁的复合型压电振动传感器及其制备方法。该基于悬臂梁的复合型压电振动传感器，基于悬臂梁的复合型压电振动传感器，所述传感器包括键合片，所述键合片经过MEMS工艺形成边框、质量块与悬臂梁，所述键合片为于Si基片双面生长SiO2薄膜后与LiNbO3晶片键合构成；所述悬臂梁包括两组单悬臂梁与两组双悬臂梁，两组单悬臂梁与两组双悬臂梁分别设置于质量块的不同边上，且两组单悬臂梁对称设置，两组所述双悬臂梁同样对称设置；所述质量块、单悬臂梁及双悬臂梁上相应位置设置有电极；所述单悬臂梁轴线的位置在质量块边长的中点处；该基于悬臂梁的复合型压电振动传感器，能够很好的完成宽频带、强信号输出的元器件的制备。
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公开(公告)号：CN116887662B
公开(公告)日：2023-11-17
申请号：CN202311139761.0
申请日：2023-09-06
Applicant: 中北大学
IPC: H10N30/30 , H10N30/853 , H10N30/01 , G01H11/08 , G01R29/24
Abstract: 本发明属于半导体器件加工制造技术领域，具体为一种基于传动梁结构的硅基铌酸锂压电振动传感器及制备方法。所述传感器包括Si基底，Si基底表面生长一层SiO2薄膜后与LiNbO3晶片键合后构成Si‑LiNbO3键合片；Si‑LiNbO3键合片经MEMS工艺形成基底边框、中心质量块及四条悬臂传动梁；悬臂传动梁由呈垂直布置的宽梁和窄梁构成，宽梁端部与中心质量块的侧面连接，窄梁端部与基底边框的侧面连接；四条悬臂传动梁规则布置于基底边框和中心质量块之间。本发明设计合理，由于铌酸锂在高温环境下可以保持很好的压电特性，这对于极端环境下的振动信号监测具有广阔的应用前景。
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公开(公告)号：CN115697016B
公开(公告)日：2023-07-21
申请号：CN202211687980.8
申请日：2022-12-28
Applicant: 中北大学
IPC: H10N30/01 , H10N30/072 , H10N30/30 , G01H11/08
Abstract: 本发明属于半导体器件加工制造技术领域，具体为一种基于d15和d22的叉指型压电振动传感器及制备方法，通过将铌酸锂和硅基片在低温条件下键合在一起，再进行减薄和抛光工艺；在铌酸锂表面通过溅射和剥离工艺制备叉指电极；此后，在铌酸锂表面刻蚀压电悬臂梁和质量块；在硅基片背面进行空腔和器件释放从而完成压电振动传感器件的制备。本发明制备的压电振动传感器通过差分电荷的形式进行电荷采集，极大地改善了矩形悬臂梁应力分布不均匀导致的的电荷分布不均匀问题，制造工艺简单，成品率高和重复性好，适用于宽频高加速度的测试环境中，对于极端环境中振动信号采集具有很好的应用价值。
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公开(公告)号：CN115697016A
公开(公告)日：2023-02-03
申请号：CN202211687980.8
申请日：2022-12-28
Applicant: 中北大学
IPC: H10N30/01 , H10N30/072 , H10N30/30 , G01H11/08
Abstract: 本发明属于半导体器件加工制造技术领域，具体为一种基于d15和d22的叉指型压电振动传感器及制备方法，通过将铌酸锂和硅基片在低温条件下键合在一起，再进行减薄和抛光工艺；在铌酸锂表面通过溅射和剥离工艺制备叉指电极；此后，在铌酸锂表面刻蚀压电悬臂梁和质量块；在硅基片背面进行空腔和器件释放从而完成压电振动传感器件的制备。本发明制备的压电振动传感器通过差分电荷的形式进行电荷采集，极大地改善了矩形悬臂梁应力分布不均匀导致的的电荷分布不均匀问题，制造工艺简单，成品率高和重复性好，适用于宽频高加速度的测试环境中，对于极端环境中振动信号采集具有很好的应用价值。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN119880125A
公开(公告)日：2025-04-25
申请号：CN202510370013.6
申请日：2025-03-27
Applicant: 中北大学
IPC: G01H11/08
Abstract: 本发明涉及半导体器件技术领域，具体为一种单端自由的复合悬臂梁振动传感器及其制备方法。为了解决现有技术中的振动传感器存在灵敏度较低的问题，故提供了一种新的单端自由的复合悬臂梁振动传感器，包括边框、中心质量块、四个H型悬臂梁以及连接梁，每个H型悬臂梁均由两个主梁和副梁组成，每个H型悬臂梁的两个主梁均与中心质量块的对应边平行布置，每个连接梁的一端均与对应的H型悬臂梁的其中一个主梁的中部外侧垂直连接，四个连接梁的另一端分别与中心质量块的四个角部连接，四个H型悬臂梁的一端部分别与边框的四条边垂直连接，主梁上均布置有功能电极。本发明所述的振动传感器具有更高的灵敏度。
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公开(公告)号：CN115101658A
公开(公告)日：2022-09-23
申请号：CN202210751516.4
申请日：2022-06-29
Applicant: 中北大学
IPC: H01L41/113 , H01L41/22 , G01L1/16 , G01L9/08 , G06F30/20 , G06F111/14
Abstract: 本发明属于NEMS微压力敏传感设计领域，具体为基于挠曲电极化增强力电耦合机制的PZT基石墨烯复合压感薄膜结构，包括Si/SiO2基片，Si/SiO2基片上设有背腔，Si/SiO2基片正面溅射有pt/Ti的金属层，pt/Ti的金属层上面溅射有PZT铁电薄膜，PZT铁电薄膜上有石墨烯薄膜，石墨烯薄膜两边溅射有金属电极，Si/SiO2基片背面有封装基板。本发明通过PZT铁电薄膜弯曲产生的极化电压对石墨烯薄膜进行调控，施加偏压给石墨烯薄膜，通过电路的输出电流间接表征石墨烯载流子的输运情况，进而表征石墨烯薄膜能带的变化，完成对PZT挠曲电极化调控石墨烯能带结构及电输运机制的探究，完成对高灵敏度力电耦合PZT基石墨烯复合压感薄膜结构的设计。
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公开(公告)号：CN116143062B
公开(公告)日：2023-06-23
申请号：CN202310429155.6
申请日：2023-04-21
Applicant: 中北大学
Abstract: 本发明属于半导体器件加工制造技术领域，涉及压电振动传感器，具体为一种“H”型单晶薄膜压电振动传感器及其制备方法，通过在低温环境下实现LiNbO3晶片和双抛Si片的异质集成，利用电极掩膜版图案刻蚀LiNbO3形成沟道结构，随后通过光刻、显影、磁控溅射和剥离工艺完成电极制备，此后在键合片正面完成“H”型悬臂梁和质量块刻蚀，最后在键合片背面完成空腔刻蚀和器件释放。本发明在理论与计算的基础上，设计传感器固有频率为10888Hz和15328Hz，并通过仿真对振动传感器的可行性进行了验证，“H”型结构减小了器件振动过程的横向效应，提高了单轴振动的输出电荷信号精度，同时较高的固有频率拓宽了传感器的可用频段。
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公开(公告)号：CN116143062A
公开(公告)日：2023-05-23
申请号：CN202310429155.6
申请日：2023-04-21
Applicant: 中北大学
Abstract: 本发明属于半导体器件加工制造技术领域，涉及压电振动传感器，具体为一种“H”型单晶薄膜压电振动传感器及其制备方法，通过在低温环境下实现LiNbO3晶片和双抛Si片的异质集成，利用电极掩膜版图案刻蚀LiNbO3形成沟道结构，随后通过光刻、显影、磁控溅射和剥离工艺完成电极制备，此后在键合片正面完成“H”型悬臂梁和质量块刻蚀，最后在键合片背面完成空腔刻蚀和器件释放。本发明在理论与计算的基础上，设计传感器固有频率为10888Hz和15328Hz，并通过仿真对振动传感器的可行性进行了验证，“H”型结构减小了器件振动过程的横向效应，提高了单轴振动的输出电荷信号精度，同时较高的固有频率拓宽了传感器的可用频段。
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公开(公告)号：CN116887662A
公开(公告)日：2023-10-13
申请号：CN202311139761.0
申请日：2023-09-06
Applicant: 中北大学
IPC: H10N30/30 , H10N30/853 , H10N30/01 , G01H11/08 , G01R29/24
Abstract: 本发明属于半导体器件加工制造技术领域，具体为一种基于传动梁结构的硅基铌酸锂压电振动传感器及制备方法。所述传感器包括Si基底，Si基底表面生长一层SiO2薄膜后与LiNbO3晶片键合后构成Si‑LiNbO3键合片；Si‑LiNbO3键合片经MEMS工艺形成基底边框、中心质量块及四条悬臂传动梁；悬臂传动梁由呈垂直布置的宽梁和窄梁构成，宽梁端部与中心质量块的侧面连接，窄梁端部与基底边框的侧面连接；四条悬臂传动梁规则布置于基底边框和中心质量块之间。本发明设计合理，由于铌酸锂在高温环境下可以保持很好的压电特性，这对于极端环境下的振动信号监测具有广阔的应用前景。
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