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微机电系统(MEMS)技术增强光声成像的最新进展
摘要: 光声成像(PAI)是一种备受瞩目的新型生物医学成像技术,通过混合对比机制为生物组织提供优异的空间分辨率。该技术凭借无创获取活体解剖与功能信息的优势,在临床前和临床应用中得到广泛研究。近年来,微机电系统(MEMS)技术(特别是执行器与传感器)助力提升PAI系统性能,进一步拓展了研究领域。本综述介绍了光声成像领域的前沿MEMS技术,并总结了MEMS扫描镜与探测器的最新进展。
关键词: 声学延迟线、微机电系统扫描镜、光声成像、微环谐振器、微加工超声换能器、微机电系统(MEMS)
更新于2025-09-10 09:29:36
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多晶硅微机电系统微观结构主导特性的不确定性量化
摘要: 本文研究了多晶硅薄膜微观结构随机效应对微机电系统(MEMS)整体响应的影响。我们专门设计了一种芯片内测试装置,在符合生产工艺的前提下,使其对微观结构特性波动的灵敏度最大化;作为附带效果,该装置对蚀刻工艺相关几何缺陷的灵敏度也得到了增强。通过建立该装置的降阶机电耦合模型,并最终采用基于遗传算法的参数识别流程,对控制微观结构和几何不确定性的参数进行了校准。除因离散性而与样本相关的初始几何缺陷外,该流程成功确定了多晶硅有效杨氏模量的平均值约为140 GPa,以及相对于目标几何布局的过蚀刻深度O = -0.09 μm。研究证明该方法能够评估所研究的随机效应如何与标准工作条件下器件输入-输出传递函数测量值的离散性相关联。随着MEMS大规模生产推动的持续微型化趋势,本研究可为应对此类离散性预期的增长提供参考依据。
关键词: 微机电系统(MEMS)、随机效应、参数识别、机电耦合分析、多晶硅
更新于2025-09-09 09:28:46
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[IEEE 2018年第19届国际电子封装技术会议(ICEPT) - 上海 (2018.8.8-2018.8.11)] 2018年第19届国际电子封装技术会议(ICEPT) - 基于MEMS技术的硅腔带通滤波器设计与制造
摘要: 微波滤波器是通信、雷达等微波系统中重要的频率选择元件,其性能直接影响整个系统的工作效果。随着微波系统向小型化、轻量化和智能化发展,滤波器的小型化、集成化和高性能化成为主要发展方向。本文介绍了基于叉指谐振结构和微机电系统(MEMS)制造技术的C波段硅腔体滤波器的设计与制作。该硅基MEMS腔体滤波器采用高阻硅衬底,设计并制作了具有四分之一波长叉指谐振器和抽头式输入输出线的结构。通过理论公式计算和HFSS仿真完成滤波器设计。测试结果表明:滤波器中心频率为5.6GHz,相对带宽16%,插入损耗2.04dB,在4.0GHz和6.9GHz处的抑制均大于40dB,电压驻波比(VSWR)小于1.30,滤波器芯片尺寸仅为7.3mm×6mm×0.82mm。测试结果与仿真结果具有高度一致性。
关键词: 微机电系统(MEMS)、带通滤波器、硅腔
更新于2025-09-09 09:28:46
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基于MEMS的热电-光电集成发电机
摘要: 这封信介绍了一种新型基于MEMS的热电-光电发电器,首次通过MEMS技术将微型热电发生器(μ-TEG)和太阳能电池集成在单个硅芯片上。为优化μ-TEG的热流路径,热电偶方阵的一侧位于太阳能电池的叉指电极上,另一侧位于厚氧化钝化层上以实现热隔离。此外,热堆上方通过厚聚酰亚胺隔热层隔开热端与冷端,并开设一系列方形孔以增强热堆与周围环境的热耦合。太阳能电池设计采用了背场、带有限接触开口的氧化钝化层等常见措施。所有测量电极均位于器件同一侧以便于键合线与封装。当溅射铝膜覆盖器件正面时,μ-TEG的最大输出电压系数和功率系数分别为0.149 V·cm?2·K?1和3.03×10?3μW·cm?2·K?2。当器件正反两面受光时,测得的光电转换效率分别为4.45%和0.682%。
关键词: 能量收集、微热电发电机(μ-TEG)、微机电系统(MEMS)、发电机、太阳能电池
更新于2025-09-09 09:28:46
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[IEEE 2018年国际趋同技术发展趋势会议(ICCTCT)- 印度科因巴托尔(2018.3.1-2018.3.3)] 2018年国际趋同技术发展趋势会议(ICCTCT)- 基于绝缘体上硅背靠背悬臂结构的差压传感器
摘要: 在我们的日常生活中,差压传感器可应用于诸多领域。这类压力传感器用于测量两个不同压力水平之间的差值。其制造过程主要采用体微加工工艺工具,因此相比传统常规传感器,此类传感器具有成本低、可靠性高的特点。该传感器主要用于比较液体上下方压力及流速,并测量节流处压力变化。差压传感器的输出随上(或)下悬臂梁压力水平的变化而改变:当底部压力值较高时,膜片向前(即向上)偏转;当底部压力值较低时,膜片向后(即向下)偏转。该设计主要应用于民用和工业领域。
关键词: 农业应用、微机电系统(MEMS)、湿度传感器、温度传感器、有限元法(FEM)、微悬臂梁
更新于2025-09-04 15:30:14
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利用硅(100)晶向的各向异性KOH腐蚀制备具有微米级尖端的金字塔形腔体结构
摘要: 微机电系统(MEMS)是由微米级结构组成的系统,通常与微电子元件集成。利用湿法各向异性刻蚀的体硅微加工技术,能够根据硅晶体取向将硅衬底刻蚀成所需的三维(3D)结构。迄今为止,包括热敏、压力、机械及生物/化学传感器在内的MEMS元件均已通过硅的湿法各向异性刻蚀制造而成。本文采用80℃下质量分数45%的KOH溶液对各向异性刻蚀硅(100)晶圆,成功制备出具有微米级尖端的3D金字塔形腔体结构。在KOH刻蚀液中添加10%体积比的异丙醇(IPA)作为弱极性稀释剂,既可饱和溶液又可控制刻蚀选择性与速率。添加IPA后能获得无丘状突起的平滑硅刻蚀表面。实验成功形成了侧角为54.8度的特征V形腔体,其结构与理论模型高度吻合。研究还对比了两种不同氮化硅窗口掩模对微米级尖端形成的影响,并针对影响微尖尺寸变化的常见工艺问题——欠刻蚀、过刻蚀及刻蚀选择性进行了分析。结论证实:作为一项简单、快速且低成本的体硅微加工技术,各向异性KOH刻蚀在利用硅(100)晶圆制造3D MEMS结构方面具有显著优势。
关键词: 金字塔形腔体结构、微机电系统(MEMS)、氢氧化钾(KOH)蚀刻、各向异性、晶体取向
更新于2025-09-04 15:30:14