【摘 要】
：
基于单晶硅的MEMS谐振器由于其高Q值,与CMOS工艺兼容,易加工等优点获得了广泛的研究。相较于静电式和压电式传感的MEMS谐振器,硅基MEMS压阻谐振器由于其不随频率变化的高机电耦合系数等特性,成为高频MEMS振荡器和传感器应用的重要组成部分。然而,硅基MEMS压阻谐振器依然存在着诸多问题,本论文分别对下列问题给出解决方案。1.MEMS体模态压阻谐振器机电耦合系数普遍较低。针对这一问题,本论文建
论文部分内容阅读
基于单晶硅的MEMS谐振器由于其高Q值,与CMOS工艺兼容,易加工等优点获得了广泛的研究。相较于静电式和压电式传感的MEMS谐振器,硅基MEMS压阻谐振器由于其不随频率变化的高机电耦合系数等特性,成为高频MEMS振荡器和传感器应用的重要组成部分。然而,硅基MEMS压阻谐振器依然存在着诸多问题,本论文分别对下列问题给出解决方案。1.MEMS体模态压阻谐振器机电耦合系数普遍较低。针对这一问题,本论文建立精确有限元模型,提出MEMS压阻谐振器换能效率提取方法。以方形伸缩模态为例,分析MEMS体模态压阻谐振器的机电耦合系数影响因素,并优化改进实现换能效率最高提升110倍的方形伸缩模态压阻谐振器。2.由于热动力回馈效应的存在,MEMS压阻谐振器较静电、压电谐振器的Q值影响因素更复杂,缺乏定量分析的方法。针对这一问题,本论文建立热动力回馈效应的精确有限元模型,并引入随温度变化的材料参数以研究谐振器结构尺寸和温度对热动力回馈效应的影响;在有限元模型的基础上提取等效电路模型,实现MEMS压阻谐振器与外围电路联仿。MEMS压阻谐振器的有限元模型和等效电路模型共同组成完善的Q值定量分析方法,可实现对绝大多数情形下MEMS压阻谐振器的Q值预测。3.MEMS压阻谐振器既受益于高掺杂单晶硅形成欧姆接触后的低接触电阻,又受益于低掺杂浓度单晶硅的高压阻系数,形成一对矛盾。针对这一问题,本论文在MEMS压阻谐振器的工艺流程中引入离子注入工艺对中低掺杂单晶硅的偏置电极进行选择性掺杂,保证谐振器具有高压阻效应的同时实现低接触电阻,显著提升MEMS压阻谐振器的性能。此外,本论文在实施完整的MEMS压阻谐振器加工工艺后,对所遇到的问题以及解决问题的经验汇总作为参考。
其他文献
我国丘陵山区地域广阔,耕地面积大,丘陵山区耕地面积的占有量约为全国总耕地的三分之二,然而普通的农用拖拉机很难满足复杂的坡地作业环境。丘陵山地拖拉机作业性能主要表现在坡地适应性好,不易翻倾,不易侧滑,良好的通过性和稳定性,良好的越障性能等方面。目前我国丘陵山地拖拉机的研究还处于起步阶段,各种技术还处于理论阶段,绝大部分丘陵山地拖拉机还停留在试制阶段。随着我国对山区农业发展的越来越重视,丘陵山地农业机
核桃是世界“四大干果”之一,具有较高的营养价值,是国内外种植较为广泛的一种经济作物,目前我国核桃种植面积和产量均居世界第一位。我国核桃产量虽大,但在出口创汇方面却远远落后于美国等发达国家。为提高我国核桃的品质与价值,本文以核桃为研究对象,基于计算机视觉技术和X射线成像技术建立检测判别模型,为核桃在线检测设备的研发提供理论支持。主要研究内容和结论如下:（1）基于计算机视觉技术对核桃品种进行判别。利用
随着社会的发展和人民生活水平的不断提高,食品安全问题已愈发得到社会的重视,人们在满足吃得饱的同时,也再强调食品的安全性,其中农作物的农药残留是否超标便是人们关注的重点话题。农药残留是指农药使用后长时间残留在生物体、收获物、土壤、水分中而未被分解的物质总称,农药残留过量会引起长期慢性病症,导致人体大脑功能紊乱,引起肝脏病变等危害。毒死蜱作为一种便捷和高效的有机磷农药,在农作物的生长期间被农民反复喷洒
超表面作为一种新型亚波长微纳光子器件,可在具有亚波长厚度的超薄界面内实现包括电磁波振幅、相位和偏振态的控制。因为它特殊的电磁特性与容易加工的优势,被认为是下一代集成光子器件的首选技术,但是它具有窄带特性以及器件在制作完成之后光学性质被固定的缺点,所以如何设计出宽带效果好、集成度更高、性能更好、有源或可重构的超表面器件是当前领域研究的热点。针对以上问题,本文主要研究内容概括如下:1、探索多层宽带超表
杂豆籽粒含有大量的蛋白质、膳食纤维、人体必需的矿物质以及微量和常量元素,具有“药食同源”的作用,能有效改善人们的饮食结构,还能预防多种疾病。山西杂豆籽粒形态多样,籽粒物理特性差异较大。目前,山西乃至全国还没有专用于豌豆、绿豆、扁豆、红芸豆、大黑豆等杂豆籽粒播种的气吸式精量排种器。为克服现有杂豆人工播种效率低、种子破碎率高、现有播种机械不能适应地形的缺点,本文进行了不同加载速度、不同含水率下杂豆籽粒
水果品质与果树病虫害防治有着直接的影响关系。我国果树病虫害防治手段主要还是化学防治,果园喷药设备多为人工式或机械式,劳动强度大,农药利用率低,环境污染严重,同时严重危害喷洒者的身体健康。远程遥控式喷雾机作为新型农业机械设备是未来果园喷药植保机械发展的重要趋势之一。因此,研制一款远程遥控式喷雾机对提高果园病虫害防治,促进我国水果产业绿色健康发展具有积极意义。本文以3WDZ-200D型自走遥控式动力喷
我国每年水果的生产量约占全世界的一半,但在水果的运输、售卖、贮藏等过程中有着极高的损耗率。造成损耗的主要原因是:果品被人们采摘后,仍然是一个可以进行呼吸作用的生命体,其自身携带的田间热会进一步促进果品内部生命活动的进行,从而消耗其营养物质导致质量损失。而对果品进行及时的预冷处理,可以抑制其内部的各项生命活动,并有效控制果品内微生物的繁殖,进而延长货架期时间并提高果品品质。因此,对新鲜采收的果品进行
数字光处理（Digital Light Processing,DLP）3D打印技术通过对液态光敏树脂进行面曝光式的紫外辐射,快速固化薄层实体,经过堆叠树脂固化层实现模型打印,因其高精度和成型效率等优点在3D打印技术中脱颖而出。然而,对包括DLP在内的几乎所有主流的3D技术而言,都避免不了要添加支撑结构以维持模型在打印过程中的稳定成型。支撑结构可能会影响打印效率,而且需要手动去除,造成大量原材料浪费
青稞是青藏高原地区的主要粮食作物,青稞茎秆也是高原家畜的优质饲料。青稞穗部长有长芒,采用普通麦类联合收获机械收割后,存在芒草不分离以及含芒率高的现象。青稞长芒表面分布有大量尖锐短刺,人工收获过程中易划伤皮肤,用含芒谷草喂养牲畜时,会导致动物咀嚼、肠胃蠕动过程中在嘴部、食道以及肠胃黏膜部位出现刺伤、划破、受伤感染等现象,这会严重影响到青稞茎秆作为优质饲料的效果。针对青稞长芒的碎芒问题,本文分别选取青