| 题名 | “8悬臂梁-质量块”结构的新型微加速度计研究 |
| 作者 | 王育才 |
| 学位类别 | 硕士 |
| 答辩日期 | 2007-06-13 |
| 授予单位 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 |
| 授予地点 | 上海微系统与信息技术研究所 |
| 导师 | 焦继伟 |
| 关键词 | 微加速度计 8悬臂梁-质量块 微机械加工 各向异性腐蚀 |
| 其他题名 | Design and Fabrication of an Accelerometer with Novel “8-beams/mass” Structure |
| 学位专业 | 微电子学与固体电子学 |
| 中文摘要 | 微机械加速度传感器是一种重要的惯性器件,在航空航天、汽车工业、石油探测和地震预报等领域中有着广泛的应用。电容式加速度传感器由于具有测量精度高、噪声特性好、漂移低、温度敏感性小和功耗低等优点，受到了广泛关注，是当前微硅加速度传感器的发展主流。 本文提出了一种具有“8悬臂梁-质量块”结构的新型三明治式硅微机械电容式加速度计，用微机械加工工艺在（111）硅片上制作出了具有信号输出的器件并完成了初步测试。该加速度计的惯性质量块由在同一（111）硅片上下表面对称分布的8根悬臂梁支撑，这些悬臂梁是利用（111）硅在KOH溶液中的各向异性腐蚀结合深反应离子刻蚀（DRIE）实现的，其尺度精确可控，保证了结构的对称性。具体内容包括： 论文的第一章对微机械系统及主要的加工技术，各种MEMS器件及其应用，特别是微机械加速度传感器的研究进行了综述。总结了MEMS技术的应用前景及微机械电容式加速度传感器的研究进展。 第二章详细论述了电容式加速度计的数学模型及工作原理，在此基础上提出了新型“8悬臂梁-质量块”结构的电容式加速度计。分析优化了器件的结构参数并进行有限元模拟，通过与传统结构的比较，验证了新结构在模态特性和横向灵敏度方面的优越性。 第三章详细阐述了KOH各向异性腐蚀和静电键合等几个关键的加工工艺，设计了器件制作的完整工艺流程，在（111）硅片上制作出了器件样品，并对器件性能进行了初步测试。该加速度计的典型谐振频率为 2.08 kHz，品质因子Q为21.4，灵敏度为93.7mV/g，非线性度为3.1%。这一测试结果与设计值比较一致，表明器件的设计正确，工艺流程可行。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2012-03-06 |
| 页码 | 61 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.sim.ac.cn/handle/331004/83483]  |
| 专题 | 上海微系统与信息技术研究所_微系统、冶金所学位论文_学位论文 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 王育才. “8悬臂梁-质量块”结构的新型微加速度计研究[D]. 上海微系统与信息技术研究所. 中国科学院上海微系统与信息技术研究所. 2007. |
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