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簧片式硅弹性膜应力分布的计算和加速度传感器的优化设计 被引量：4
1
作者 刘理天 谭智敏 +3 位作者 刘鸣 温明生 李英慧 姚茂宏 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 1998年第8期1-4,共4页
为了提高我们已研制成功的新型簧片式硅加速度传感器的性能，用有限元法计算了不同形状和尺寸的质量块在４０ｇ值加速度作用下产生的应力分布，使我们优选了最佳的质量块设计方案，显著地提高了灵敏度，取得了与理论计算符合得很好的实... 为了提高我们已研制成功的新型簧片式硅加速度传感器的性能，用有限元法计算了不同形状和尺寸的质量块在４０ｇ值加速度作用下产生的应力分布，使我们优选了最佳的质量块设计方案，显著地提高了灵敏度，取得了与理论计算符合得很好的实验结果。 展开更多
关键词 有限元 应力分布 优化设计 加速度传感器 传感器
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硅加速度计动态I/O特性的标定和数据采集 被引量：3
2
作者 刘理天 温明生 +1 位作者 吴徽 李英慧 《吉首大学学报》 2000年第4期36-40,共5页
介绍了振动台测量控制系统、标定振动g值及减小标定误差的技术 .在此基础上 ,介绍了利用HP344 0 1A型数字万用表和微型计算机进行数据采集的通信技巧和编程技巧 .利用这套系统 ,对笔者联合研制开发的仪表级压阻式硅加速度计动态I/O特性... 介绍了振动台测量控制系统、标定振动g值及减小标定误差的技术 .在此基础上 ,介绍了利用HP344 0 1A型数字万用表和微型计算机进行数据采集的通信技巧和编程技巧 .利用这套系统 ,对笔者联合研制开发的仪表级压阻式硅加速度计动态I/O特性进行了大量的测试标定和数据采集处理 ,得出了可靠和满意的结果 . 展开更多
关键词 振动台测量控制系统 动态I/O特性 标定 数据采集 硅加速度计 振动测量
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硅杯型集成压力传感器的研制
3
作者 刘理天 谢会开 费圭甫 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 1994年第1期5-6,共2页
本文介绍了用于测量微小压力或流速的硅杯型集成传感器。它将敏感元件与信号放大电路以及恒流供电电路都集成在同一芯片内,实现了硅杯型压力传感器的单片集成。该集成传感器有较小的体积和较高的灵敏度,可用于测量小区域内的压力及流速... 本文介绍了用于测量微小压力或流速的硅杯型集成传感器。它将敏感元件与信号放大电路以及恒流供电电路都集成在同一芯片内,实现了硅杯型压力传感器的单片集成。该集成传感器有较小的体积和较高的灵敏度,可用于测量小区域内的压力及流速分布情况。 展开更多
关键词 硅杯 腐蚀 离子注入 压力传感器
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Mn掺杂BST薄膜的制备与表征 被引量：15
4
作者 鲍军波 任天令 +3 位作者 刘建设 刘理天 李志坚 李兴教 《压电与声光》 CAS CSCD 北大核心 2002年第5期389-391,403,共4页
采用醋酸水溶液体系溶胶 -凝胶法制备了未掺杂和掺 Mn( )钛酸锶钡 (BST)薄膜。用这种方法 ,可在BST体系中容易地加入任何浓度的金属离子 ,并可在室温下长期保存。根据 X-射线衍射图 (XRD)和表面形貌 ,薄膜的晶化温度取为 6 5 0～ 75 0&#... 采用醋酸水溶液体系溶胶 -凝胶法制备了未掺杂和掺 Mn( )钛酸锶钡 (BST)薄膜。用这种方法 ,可在BST体系中容易地加入任何浓度的金属离子 ,并可在室温下长期保存。根据 X-射线衍射图 (XRD)和表面形貌 ,薄膜的晶化温度取为 6 5 0～ 75 0°C。根据掺 Mn BST的 Mn2 p3/2 X-射线光电子能谱 (XPS)图中 Mn2 p3/2 的峰位置 ,显示出薄膜中 Mn的价态与加入的 Mn( )离子价态相同。根据结合能的峰移 ,可以得到掺 Mn BST的费密能级降低0 .7e V。 I- V特性和介电特性测试表明 ,掺 Mn( ) BST的漏电流明显降低 ,相对的介电常数增加 ,损耗角正切降低0 .0 1。根据漏电性质、介电常数和损耗的关系 ,2 % (摩尔分数 )的 Mn掺杂的 BST薄膜适合于低频小信号 (2 V以下 ,约 5 0 0 k Hz)应用 ,而高浓度的 Mn掺杂适合于大信号较高频率 (1MHz以上 )应用。 展开更多
关键词 MN掺杂 BST薄膜 溶胶-凝胶法 X-射线光电子能谱 I-V特征 介电性质
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硅基衬底Ba_(0.5)Sr_(0.5)TiO_3厚膜制备的Sol-gel新方法 被引量：7
5
作者 王喆垚 刘建设 +2 位作者 任天令 刘理天 李志坚 《Journal of Semiconductors》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第8期830-834,共5页
介绍了一种改进的制备压电厚膜的 sol- gel新方法 ,通过添加聚乙烯吡咯烷酮 (poly vinyl pyrrolidone,PVP)来抑制厚膜中裂纹的产生 .文中讨论了最大无裂纹膜厚与 PVP摩尔比及热处理的关系 ,并给出了 BST的 SEM显微照片 .
关键词 硅基衬底 厚膜 MEMS 溶胶-凝胶 微电子机械 压电陶瓷
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基于MEMS压力传感器的外置式数字胎压监测系统 被引量：12
6
作者 杨旸 闵云龙 +3 位作者 沈强 张兆华 刘理天 余志平 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第9期1347-1352,共6页
轮胎压力监测报警系统(Tire Pressure Monitoring System)(TPMS)是汽车安全领域重要电子装置,近年来已开始获得广泛应用,但传统的TPMS产品多为内置式,安装在轮胎内,安装和维护时需要拆卸轮胎造成很大不便,同时轮胎里的金属轮辋对位于胎... 轮胎压力监测报警系统(Tire Pressure Monitoring System)(TPMS)是汽车安全领域重要电子装置,近年来已开始获得广泛应用,但传统的TPMS产品多为内置式,安装在轮胎内,安装和维护时需要拆卸轮胎造成很大不便,同时轮胎里的金属轮辋对位于胎内的压力传感器和无线发射装置有很强的屏蔽作用,信号衰竭很快,要保证信号传输到位于驾驶室内的接收器,必须提高发射功率,从而大大缩短发射器的电池使用寿命。针对这些技术问题,提出了一种新型外置直接式数字胎压监测系统,它的胎压监测节点核心器件MCU选用Infineon的专用压力处理器芯片SP30,该芯片内置MEMS压力传感器可通过外连气门芯直接测量胎内气压,再通过无线方式与上位接收器进行无障碍无线传输通信,避免了信号屏蔽,延长了电池和产品的使用寿命以及安装成本。给出了新型外置直接式TPMS产品的具体硬件设计、软件流程和通信协议。测试表明该系统的无线信号传输可靠、抗干扰能力强、轮胎位置识别准确、反应灵敏、安装与维护方便及组态灵活等特点、有着广泛的市场应用前景。 展开更多
关键词 无线传输 胎压监测 压力传感 编码 TPMS
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热驱动微型泵的实验研究 被引量：11
7
作者 尹执中 徐宁 +4 位作者 庞江涛 刘理天 胡桅林 过增元 金观昌 《功能材料与器件学报》 CAS CSCD 2000年第2期65-70,共6页
本文对热驱动微型泵在空载和有负载 (即泵送液体 )情况下的性能进行了实验研究。空载情况下 ,在所测频率范围内 ,膜片的振幅随频率减小 ,但泵腔的体积变化率随频率基本不变 ;随着加热功率的增加 ,膜片平衡位置逐渐远离其静止位置 ,当功... 本文对热驱动微型泵在空载和有负载 (即泵送液体 )情况下的性能进行了实验研究。空载情况下 ,在所测频率范围内 ,膜片的振幅随频率减小 ,但泵腔的体积变化率随频率基本不变 ;随着加热功率的增加 ,膜片平衡位置逐渐远离其静止位置 ,当功率足够大时,膜片平衡位置的变化将减缓 ,振幅变化也将减缓。实验测定了有负载情况下泵的频率特性,对应于最大流量的频率为3Hz ;实测了流量随加热功率的变化 ,当功率较小时 ,流量缓慢变化 ,当功率较大时 ,流量迅速增大。 展开更多
关键词 微型机械 微型泵 传热 流动 热驱动
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基于EWOD的锥形管状结构液体变焦透镜 被引量：10
8
作者 康明 岳瑞峰 +2 位作者 吴建刚 欧阳帆 刘理天 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第05A期1768-1770,1774,共4页
提出了一种基于介质上电润湿（EWOD）的液体变焦透镜的新结构．它由一个依次覆盖有ITO透明导电薄膜及疏水介质膜的下极板、悬在其上的一个内外壁均覆盖有疏水层的玻璃锥管以及处于两者之间的导电液滴组成．通过改变ITO与液滴之间的电压... 提出了一种基于介质上电润湿（EWOD）的液体变焦透镜的新结构．它由一个依次覆盖有ITO透明导电薄膜及疏水介质膜的下极板、悬在其上的一个内外壁均覆盖有疏水层的玻璃锥管以及处于两者之间的导电液滴组成．通过改变ITO与液滴之间的电压大小，透镜的曲率及位置能同时被调节，从而实现对透镜焦距的调节．实验结果表明，该器件在0～50V电压下可实现对2cm至无穷远处物体的聚焦． 展开更多
关键词 介质上电润湿 变焦 液体透镜 表面张力
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用于振动能量收集的MEMS压电悬臂梁 被引量：11
9
作者 伍晓明 方华军 +2 位作者 林建辉 任天令 刘理天 《功能材料与器件学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第2期467-471,共5页
本文介绍了一种MEMS悬臂梁器件,将环境中的振动机械能转化为电能。该悬臂梁的主体材料为单晶硅,其上覆盖一层用Sol-Gel法制备的PZT压电材料,利用压电材料的正压电效应实现机电能量的转换。论文给出了悬臂梁式振动能量收集器的一个简单... 本文介绍了一种MEMS悬臂梁器件,将环境中的振动机械能转化为电能。该悬臂梁的主体材料为单晶硅,其上覆盖一层用Sol-Gel法制备的PZT压电材料,利用压电材料的正压电效应实现机电能量的转换。论文给出了悬臂梁式振动能量收集器的一个简单理论模型。器件采用(110)硅基片,有利于通过湿法腐蚀制备质量块。质量块可以用来降低器件的谐振频率,并提高输出电功率。尺寸参数为3600μm×270μm的器件样品的测试结果表明,在其谐振频率1673Hz,振幅为11nm的振动条件下,该器件的最大输出功率大于1nW,即0.11μW/cm2。 展开更多
关键词 振动能量收集 MEMS 压电 悬臂梁
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高阻硅上RF-MEMS共面波导设计及测量研究 被引量：8
10
作者 刘泽文 宣云 +2 位作者 雷啸锋 李志坚 刘理天 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第2期158-164,共7页
设计并实现了基于高阻硅RF MEMS(射频微机电系统)共面波导传输线(CWP), 并测量和分析了不同偏压下的特征阻抗值。利用部分电容法和保角变换法得到的分析公式确定了特征阻抗为50Ω的共面波导的几何结构尺寸,采用MEMS准平面加工工艺在高... 设计并实现了基于高阻硅RF MEMS(射频微机电系统)共面波导传输线(CWP), 并测量和分析了不同偏压下的特征阻抗值。利用部分电容法和保角变换法得到的分析公式确定了特征阻抗为50Ω的共面波导的几何结构尺寸,采用MEMS准平面加工工艺在高阻硅衬底上实现了2.5μm厚的金共面波导结构。在施加不同直流偏压的情况下对所设计的共面波导进行了S参数测量。计算了Winkel多项式中所有系数的具体表达式,运用该多项式获得了共面波导的特征阻抗,并与传统的特征阻抗提取方法进行了结果比较。实验数据表明,在中心信号线上施加的直流偏压对S参数的影响很小,而对共面波导特征阻抗的影响较为明显,当施加的直流偏压从0 V变为38 V时,特征阻抗的实部会增加,变化幅度小于1.2Ω,虚部会减小,变化幅度小于0.8Ω。 展开更多
关键词 射频 微机电系统 共面波导 特征阻抗
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铁电-硅微集成系统 被引量：18
11
作者 李志坚 任天令 刘理天 《Journal of Semiconductors》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第3期177-182,共6页
铁电 -硅微集成系统 ( FSMIS)是铁电材料与硅工艺相结合的产物 ,在微电子机械系统( MEMS) ,存储器等多方面具有极为重要的应用价值 .本文介绍了几种重要的硅基铁电膜的制备方法和几种典型的 FSMIS应用方向 ,并对 FSMIS领域的未来发展作... 铁电 -硅微集成系统 ( FSMIS)是铁电材料与硅工艺相结合的产物 ,在微电子机械系统( MEMS) ,存储器等多方面具有极为重要的应用价值 .本文介绍了几种重要的硅基铁电膜的制备方法和几种典型的 FSMIS应用方向 ,并对 FSMIS领域的未来发展作出展望 . 展开更多
关键词 铁电薄膜 硅 微集成系统 FSMIS
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用于微全分析系统的数字化微流控芯片的研究 被引量：6
12
作者 吴建刚 岳瑞峰 +4 位作者 曾雪锋 康明 胡欢 王喆垚 刘理天 《分析化学》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2006年第7期1042-1046,共5页
研制出一种基于介质上电润湿(electrowetting-on-d ielectric,EWOD)机制的可编程数字化微流控芯片。它采用“三明治”结构:受控离散液滴被夹在两极板之间;下极板以硅为衬底,掺杂多晶硅作为芯片微电极阵列,其上涂覆有Teflon(AF1600薄膜的... 研制出一种基于介质上电润湿(electrowetting-on-d ielectric,EWOD)机制的可编程数字化微流控芯片。它采用“三明治”结构:受控离散液滴被夹在两极板之间;下极板以硅为衬底,掺杂多晶硅作为芯片微电极阵列,其上涂覆有Teflon(AF1600薄膜的S iO2作为疏水性介质层;上极板是涂覆有Teflon(AF1600疏水薄膜的透明电极。通过分析数字化微流控系统的基本操作(离散液滴的传输、拆分及混合)的物理机理和模拟优化,在35 V低驱动电压下实现了约0.35μL和0.45μL去离子水离散液滴的传输和合并,并在70 V驱动电压下实现了0.8μL液滴的拆分等操作。 展开更多
关键词 数字化微流控芯片 微机械 表面张力 介质上电润湿
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介质上电润湿现象的研究 被引量：7
13
作者 曾雪锋 董良 +2 位作者 吴建刚 岳瑞峰 刘理天 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第z1期263-264,共2页
介绍了介质上电润湿的基本原理,分析了介质层材料的介电常数对接触角变化的影响,并提出了优化介质薄膜厚度的方法,为介质上电润湿的进一步应用提供了理论基础。
关键词 电润湿 介质上电润湿 接触角 厌水层
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一种新型硅基PT/PZT/PT夹心结构的电性能研究 被引量：5
14
作者 任天令 张林涛 +3 位作者 张武全 李春晓 刘理天 李志坚 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2000年第6期407-409,共3页
以无机锆盐为原料 ,用溶胶 -凝胶 (Sol- Gel)法成功地在 Pt/ Ti/ Si O2 / Si衬底上制备出一种新型Pb Ti O3/ Pb(Zr0 .5 3Ti0 .47) O3/ Pb Ti O3(PT/ PZT/ PT)夹心结构。这种新结构对于 PZT的晶化有很好的促进作用 ,其最终的退火温度为 7... 以无机锆盐为原料 ,用溶胶 -凝胶 (Sol- Gel)法成功地在 Pt/ Ti/ Si O2 / Si衬底上制备出一种新型Pb Ti O3/ Pb(Zr0 .5 3Ti0 .47) O3/ Pb Ti O3(PT/ PZT/ PT)夹心结构。这种新结构对于 PZT的晶化有很好的促进作用 ,其最终的退火温度为 70 0°C。 C- V特性、介电频率响应、漏电等电性能测试表明这一新型夹心结构具有良好的铁电和介电性能。 展开更多
关键词 PZT PT 夹心结构 溶胶-凝胶法 硅基 电性能 铁电
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基于MOEMS技术的一种F-P光开关的设计与制作 被引量：7
15
作者 徐杨 吴霁虹 +2 位作者 刘理天 陈兢 董良 《Journal of Semiconductors》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第8期840-845,共6页
研制了一种用于 WDM光通信系统的多层介质膜 Fabry- Perot腔结构式光开关 ,面积为 1.5 m m× 1.5 m m.光开关采用多层复合膜消除内应力 ,防止产生过度变形 ;中心的十字复合梁有利于提高机械灵敏度 ,降低驱动电压 .体硅腐蚀出的硅杯... 研制了一种用于 WDM光通信系统的多层介质膜 Fabry- Perot腔结构式光开关 ,面积为 1.5 m m× 1.5 m m.光开关采用多层复合膜消除内应力 ,防止产生过度变形 ;中心的十字复合梁有利于提高机械灵敏度 ,降低驱动电压 .体硅腐蚀出的硅杯既减小了光开关的插损 ,又便于端面输入输出光纤的精确对准与固定 ,有效降低封装成本 .制成的开关转换电压为 2 0 V,关态隔离度为 87% ,开态插损为 0 .15 d B.其结构和工艺简单 ,易于与 IC工艺相结合形成规模生产 ,如增加膜的层数便能制成基于 F- P干涉仪结构的滤波器 . 展开更多
关键词 MOEMS技术 F-P光开关 光纤通信 波分复用
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直流磁控反应溅射制备硅基AlN薄膜 被引量：10
16
作者 于毅 赵宏锦 +2 位作者 高占友 任天令 刘理天 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2005年第1期53-55,共3页
采用直流磁控反应溅射法,在Si(100)和Pt/Ti/Si(100)上制备了AlN薄膜。用X-射线衍射(XRD)、电镜扫描(SEM)、原子力显微(AFM)对薄膜的晶向结构和表面形貌进行了分析,研究了不同工艺参数对薄膜择优取向的影响,分析了AlN晶粒生长的有关机理... 采用直流磁控反应溅射法,在Si(100)和Pt/Ti/Si(100)上制备了AlN薄膜。用X-射线衍射(XRD)、电镜扫描(SEM)、原子力显微(AFM)对薄膜的晶向结构和表面形貌进行了分析,研究了不同工艺参数对薄膜择优取向的影响,分析了AlN晶粒生长的有关机理。制备出的AlN薄膜显示出较好的(002)面择优取向性,半高宽(FWHM)为0.35°～0.40°,折射率约为2.07。 展开更多
关键词 氮化铝薄膜 直流磁控反应溅射 择优取向
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微辐射热计的光学与热学设计 被引量：7
17
作者 董良 岳瑞峰 刘理天 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2003年第2期109-113,共5页
针对四臂微桥结构的微辐射热计的光学和热学设计 ,分析了SiO2 红外吸收层 /poly Si热敏感薄膜电阻层 /SiO2 支撑薄膜层的多层薄膜的光学特性 ,研究了SiO2 红外吸收层的厚度对多层膜系平均红外吸收率的影响 .与常规设计思想不同的是 ,没... 针对四臂微桥结构的微辐射热计的光学和热学设计 ,分析了SiO2 红外吸收层 /poly Si热敏感薄膜电阻层 /SiO2 支撑薄膜层的多层薄膜的光学特性 ,研究了SiO2 红外吸收层的厚度对多层膜系平均红外吸收率的影响 .与常规设计思想不同的是 ,没有假设微辐射热计的平均红外吸收率一定 ,而将不同厚度的SiO2 红外吸收层所对应的膜系平均红外吸收率用于微桥的热学设计中 ,通过有限元分析软件ANSYS5 .7,得到SiO2 红外吸收层的最佳厚度 。 展开更多
关键词 微辐射热计 光学设计 热学设计 红外吸收率 红外焦平面阵列 微测辐射热计 红外辐射
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硅基微型直接甲醇燃料电池的研究 被引量：5
18
作者 王晓红 谢克文 +2 位作者 姜英琪 钟凌燕 刘理天 《Journal of Semiconductors》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第7期1437-1441,共5页
设计了一种基于MEMS技术的硅基微型直接甲醇燃料电池(DMFC),采用流体力学软件进行了DMFC三维阳极模型的模拟,利用MEMS加工技术和PDMS封装工艺实现了这种燃料电池,并在室温下对有效面积为8600μm×8600μm的电池样品进行了性能测试.... 设计了一种基于MEMS技术的硅基微型直接甲醇燃料电池(DMFC),采用流体力学软件进行了DMFC三维阳极模型的模拟,利用MEMS加工技术和PDMS封装工艺实现了这种燃料电池,并在室温下对有效面积为8600μm×8600μm的电池样品进行了性能测试.测试得到该DMFC的开路输出电压为0.5V,短路工作电流密度达到78.1mA/cm2,最大输出功率密度为3.86mW/cm2.主要参数已达到了一些电子器件的要求,具有一定的实用价值. 展开更多
关键词 硅基微型燃料电池 直接甲醇燃料电池 PDMS MEMS
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一种新型硅基厚膜压力/温度传感器的设计和制作 被引量：6
19
作者 张艳红 刘兵武 +3 位作者 刘理天 张兆华 谭智敏 林惠旺 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第6期2376-2379,共4页
设计并制作了一种新型传感器,它包含压阻式压敏元件和热敏元件两部分.其中压敏元件采用比常规更厚的50μm硅杯薄膜(500μm×500μm),增大了体硅上高应力区的面积,在降低工艺要求的同时提高了线性测量范围和过载压力.压敏电阻设计为... 设计并制作了一种新型传感器,它包含压阻式压敏元件和热敏元件两部分.其中压敏元件采用比常规更厚的50μm硅杯薄膜(500μm×500μm),增大了体硅上高应力区的面积,在降低工艺要求的同时提高了线性测量范围和过载压力.压敏电阻设计为折线结构,采用优化的几何尺寸,并将其部分制作在高应力体硅上以获得更高灵敏度.体硅上的温敏电阻随压敏电阻利用同步注入工艺制作,减小了工艺复杂度.该器件工艺简单,成品率高,与标准IC工艺兼容.初步的测试结果表明器件具有良好的性能. 展开更多
关键词 压力/温度传感器 压阻效应 应力分布 集成工艺
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硅基PZT薄膜的制备与刻蚀工艺研究 被引量：6
20
作者 赵宏锦 刘建设 +3 位作者 任天令 刘燕翔 刘理天 李志坚 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2001年第4期290-292,共3页
采用溶胶 -凝胶 ( Sol- Gel)法制备了 PZT薄膜 ,在 60 0°C的退火温度下即获得了晶化完善的钙钛矿铁电相结构。采用典型的半导体光刻工艺 ,利用 HCl/ HF刻蚀溶液成功地获得刻蚀线条分辨率达微米量级的 PZT薄膜微图形。较好的解决了... 采用溶胶 -凝胶 ( Sol- Gel)法制备了 PZT薄膜 ,在 60 0°C的退火温度下即获得了晶化完善的钙钛矿铁电相结构。采用典型的半导体光刻工艺 ,利用 HCl/ HF刻蚀溶液成功地获得刻蚀线条分辨率达微米量级的 PZT薄膜微图形。较好的解决了有关 PZT薄膜制备与加工中存在的关键问题 ,为硅基铁电薄膜器件的实现奠定了良好的工艺基础。 展开更多
关键词 锆钛酸铅 刻蚀工艺 PZT薄膜 硅基
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