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公开(公告)号：CN114777905A
公开(公告)日：2022-07-22
申请号：CN202210374055.3
申请日：2022-04-11
Applicant: 北京大学
IPC: G01H11/06
Abstract: 本发明公开了一种低噪声热式质点振速传感器及其实现方法。本发明采用在流道上设置偶数个测温电阻，并且在测温电阻内设置奇数个加热电阻，通过选择加热电阻的材料，减小加热电阻的温度电阻系数TCR，同时增加加热电阻的宽度w，减小加热电阻的等效热噪声电阻，从而降低低噪声热式质点振速传感器的热噪声，使加热功率更加稳定，从而获得稳定的温场分布，减少低频段的热噪声扰动；同时，测温电阻使用高温度电阻系数大的材料制作，用来感知声波造成的微小温度扰动，从而提高低噪声热式质点振速传感器的灵敏度；本发明能够消除电阻变化造成的闭环反馈，降低传感器的低频热噪声。
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公开(公告)号：CN113613150B
公开(公告)日：2022-03-25
申请号：CN202110959816.7
申请日：2021-08-20
Applicant: 北京大学
Abstract: 本发明公开了一种MEMS热式麦克风及其实现方法。本发明在衬底上形成背腔，将敏感梁置于背腔上，并在背腔上设置上盖板形成驻波管；声波从驻波管的管口进入至驻波管内，声压变化引起敏感梁上的温度发生扰动；同时，声波入在驻波管的管底即背腔的表面反射形成驻波，驻波管的管底是硬声场边界，保证声粒子振速为零，敏感梁处的声压为驻波管的管口入射声压的两倍，因此敏感梁的温度只与入射声压成正比，不会受到声粒子振速的影响，消除谐波失真；本发明的麦克风结构与热式声粒子振速传感器类似，制造工艺相同，能够在同一个芯片上完成声压和声粒子振速的测量。
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公开(公告)号：CN102381680B
公开(公告)日：2014-10-08
申请号：CN201110386394.5
申请日：2011-11-29
Applicant: 北京大学
IPC: B81C1/00
Abstract: 本发明涉及一种微机械结构与集成电路单片集成的加工方法，将SOI基片的器件层划分成集成电路区、MEMS结构区和隔离区。采用标准集成电路加工方法，在集成电路区加工集成电路，设置跨过隔离区的电极。在器件层表面的由集成电路加工中生成的介质层表面定义MEMS结构图形，进行刻蚀，得到由介质层构成的MEMS结构掩模。然后根据MEMS结构掩模，对器件层进行硅各向异性刻蚀，得到MEMS结构。对MEMS结构中的间隙进行填充保护，然后对隔离区的介质层进行刻蚀；以光刻胶及隔离区处的电极为掩模，对隔离区的器件层进行硅各向异性刻蚀和硅各向同性刻蚀。本发明能够满足集成电路代工厂制造生产的前提条件，且加工成品率较高。
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公开(公告)号：CN102431956B
公开(公告)日：2014-08-27
申请号：CN201110386381.8
申请日：2011-11-29
Applicant: 北京大学
Abstract: 本发明涉及一种不等高硅结构与集成电路的单片集成加工方法，其步骤为：(1)选用包括器件层、埋氧层和衬底层的SOI基片；(2)在器件层进行集成电路加工并生成介质层；(3)对介质层第一次刻蚀形成介质层浅槽，制成高度被降低的掩模区域；(4)制作与MEMS结构掩模区域对应的光刻胶图形；(5)刻蚀介质层直至器件层制成MEMS结构掩模；(6)利用MEMS结构掩模对器件层进行第一次硅各向异性刻蚀但不穿通；(7)利用各向异性反应离子刻蚀方法去除减高结构掩模，并减薄标准结构掩模；(8)第二次硅各向异性刻蚀直至埋氧层得到不等高MEMS硅结构；(9)在器件层制作隔离槽；(10)去除与不等高MEMS硅结构对应的衬底层和埋氧层完成不等高MEMS器件加工。本发明能广泛应用于微机电系统加工领域中。
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公开(公告)号：CN102491253B
公开(公告)日：2014-08-20
申请号：CN201110387142.4
申请日：2011-11-29
Applicant: 北京大学
IPC: B81C1/00
Abstract: 本发明涉及一种不等高硅结构的加工方法，其步骤为：(1)选用包括器件层、埋氧层和衬底层的硅基片；(2)在器件层表面生长一层氮化硅薄膜，采用光刻和干法刻蚀进行第一次光刻，制成与待加工硅结构形成互补的氮化硅区域；(3)对氮化硅区域内的器件层进行第二次光刻，以光刻胶和氮化硅为掩模进行硅各向异性刻蚀，在器件层形成硅槽，去除光刻胶；(4)对完成刻蚀硅槽的器件层进行氧化，在未被氮化硅覆盖的器件层表面生长出与氮化硅区域互补的氧化硅区域；(5)氧化后去除器件层表面的氮化硅，在器件层表面以氧化硅区域为掩模进行硅各向异性刻蚀至埋氧层，刻蚀出不等高硅结构；(6)去除硅基片的埋氧层，加工出可动的不等高硅结构。本发明可以广泛应用于微机电系统领域。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN102353384B
公开(公告)日：2013-06-26
申请号：CN201110137000.2
申请日：2011-05-24
Applicant: 北京大学
IPC: G01C25/00
Abstract: 本发明公开了一种微机械陀螺带宽与标度因子的测量方法及系统。该方法在微机械振动陀螺检测轴向的振动质量块上施加一个由虚拟角速率和虚拟驱动模态振动速度所构造的虚拟科氏力，将微机械陀螺检测轴向的振动信号拾取结构中的检测电极连接至微小电容读出电路，使电容变化量转换为电压变化量以获得振动结构的振动信息，用解调参考信号对振动信息进行解调并通过低通滤波器得到陀螺的输出，通过改变虚拟角速率的频率对陀螺进行扫频操作得到陀螺对虚拟角速率的频率响应，再通过一定的增益调节得到陀螺对真实角速率的响应，从而测量出陀螺的标度因子和带宽。本发明在不使用转台的情况下获得检测模态的频响特性，测量简便，测试效率高。
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公开(公告)号：CN102064021B
公开(公告)日：2013-03-20
申请号：CN200910237505.9
申请日：2009-11-17
Applicant: 北京大学
Abstract: 本发明提供了一种微机械梳齿电容器，涉及微电子机械领域，所述微机械梳齿电容器包括：固定梳齿电极和可动梳齿电极，所述固定梳齿电极和可动梳齿电极交叠成解耦梳齿电容器，当所述可动梳齿电极在外力作用下，与所述固定梳齿电极相对离面运动时，所述微机械梳齿电容器的电容保持不变。本发明的微机械梳齿电容器成本低、结构简单，可以有效解决微机械陀螺仪执行器的模态耦合问题，以及微机械陀螺仪和加速度传感器的交叉轴灵敏度问题。
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公开(公告)号：CN102062604A
公开(公告)日：2011-05-18
申请号：CN200910237504.4
申请日：2009-11-17
Applicant: 北京大学
Abstract: 本发明提供了一种电容式微机械音叉陀螺仪，所述陀螺仪为对称的双质量结构陀螺仪，包括：衬底，设置于衬底中央的框架，框架的中部设置有垂直于框架的框架梁；框架内部以框架梁为对称轴，对称设置两个检测质量块，每个检测质量块的四角分别通过至少四个驱动梁与框架及框架梁连接；每个检测质量块在垂直轴方向的两端分别设置有解耦驱动梳齿电容；框架的水平轴方向的两外侧对称设置有检测梳齿电容；框架的垂直轴方向的两外侧设置有至少四个检测梁，检测梁相对于框架的水平轴、垂直轴对称分布，并通过相应锚点固定于衬底上。本发明的电容式水平轴微机械音叉陀螺仪，能够简单而有效地解决微机械音叉陀螺仪检测模态和驱动模态之间的机械耦合。
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公开(公告)号：CN1828223A
公开(公告)日：2006-09-06
申请号：CN200510007397.8
申请日：2005-02-28
Applicant: 北京大学
Abstract: 本发明涉及一种水平轴微机械陀螺及其制备方法，其特征在于：它包括外框，内框，驱动电极，驱动反馈电极，驱动模态弹性梁，检测电极，检测模态弹性梁和锚点，所述驱动电极和驱动反馈电极均采用两组横向梳齿电容，所述外框通过驱动模态的弹性梁与所述固定在衬底上的锚点连接，所述驱动电极和驱动反馈电极的可动电极与所述外框连接，所述检测电极的可动电极与所述内框连接，所述检测电极为实现差分检测的两组不等高垂直梳齿电容，所述检测模态弹性梁为四组组合扭转梁，每组所述组合扭转梁的一端连接所述内框，另一端连接所述外框。本发明采用的制备方法采用常规MEMS工艺设备，可以实现大批量制造。工艺过程简单，与Z轴陀螺及加速度计工艺兼容，可用于实现单芯片的三轴陀螺或微型惯性测量单元(MIMU)。
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公开(公告)号：CN116465479A
公开(公告)日：2023-07-21
申请号：CN202310346685.4
申请日：2023-04-03
Applicant: 北京大学
IPC: G01H11/06
Abstract: 本发明公开了一种三维集成MEMS声矢量传感器的信号处理方法及装置，属于三维空间中声音信号技术领域。本发明利用在两对平行对应的侧面上摆放MEMS声矢量敏感芯片，4个MEMS声矢量敏感芯片的敏感方向和水平方向可以是任意角度，通过对这4路矢量振速信号进行解算，从而获得三维空间中声音信号分布。本发明与传统的正交结构相比，可以减小因MEMS声矢量敏感芯片不共点带来的指向性不对称问题，降低了轴向灵敏度的不对称性，同时也为后端的共点校正提供的可能性。除此之外，因为MEMS声矢量敏感芯片可以任意角度摆放，可以减少装配时因芯片摆放角度误差带来的问题。
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