MEMS制作工藝-太赫茲超導(dǎo)混頻陣列的MEMS體硅集成天線與封裝技術(shù):
太赫茲波是天文探測領(lǐng)域的重要波段,太赫茲波探測對提升人類認(rèn)知宇宙的能力有重要意義。太赫茲超導(dǎo)混頻接收機(jī)是具有代表性的高靈敏天文探測設(shè)備。天線及混頻芯片封裝是太赫茲接收前端系統(tǒng)的關(guān)鍵組件。當(dāng)前,太赫茲超導(dǎo)接收機(jī)多采用單獨(dú)的金屬喇叭天線和金屬封裝,很難進(jìn)行高集成度陣列擴(kuò)展。大規(guī)模太赫茲陣列接收機(jī)發(fā)展很大程度受到天線及芯片封裝技術(shù)的制約。課題擬研究基于MEMS體硅工藝技術(shù)的適合大規(guī)模太赫茲超導(dǎo)接收陣列應(yīng)用的0.4THz以上頻段高性能集成波紋喇叭天線,及該天線與超導(dǎo)混頻芯片一體化封裝。通過電磁場理論分析、電磁場數(shù)值建模與仿真、低溫超導(dǎo)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證等手段, 超透鏡的電子束直寫和刻蝕工藝其實(shí)并不復(fù)雜。北京MEMS微納米加工材料
微機(jī)電系統(tǒng)是指集微型傳感器、執(zhí)行器以及信號處理和控制電路、接口電路、通信和電源于一體的微型機(jī)電系統(tǒng),是一個(gè)智能系統(tǒng)。主要由傳感器、作動(dòng)器和微能源三大部分組成。微機(jī)電系統(tǒng)具有以下幾個(gè)基本特點(diǎn),微型化、智能化、多功能、高集成度。微機(jī)電系統(tǒng)。它是通過系統(tǒng)的微型化、集成化來探索具有新原理、新功能的元件和系統(tǒng)微機(jī)電系統(tǒng)。微機(jī)電系統(tǒng)涉及航空航天、信息通信、生物化學(xué)、醫(yī)療、自動(dòng)控制、消費(fèi)電子以及兵器等應(yīng)用領(lǐng)域。微機(jī)電系統(tǒng)的制造工藝主要有集成電路工藝、微米/納米制造工藝、小機(jī)械工藝和其他特種加工工種。微機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)基礎(chǔ)主要包括設(shè)計(jì)與仿真技術(shù)、材料與加工技術(shù)、封裝與裝配技術(shù)、測量與測試技術(shù)、集成與系統(tǒng)技術(shù)等。北京MEMS微納米加工材料MEMS是從微傳感器發(fā)展而來的。
MEMS組合慣性傳感器不是一種新的MEMS傳感器類型,而是指加速度傳感器、陀螺儀、磁傳感器等的組合,利用各種慣性傳感器的特性,立體運(yùn)動(dòng)的檢測。組合慣性傳感器的一個(gè)被廣為熟悉的應(yīng)用領(lǐng)域就是慣性導(dǎo)航,比如飛機(jī)/導(dǎo)彈飛行控制、姿態(tài)控制、偏航阻尼等控制應(yīng)用、以及中程導(dǎo)彈制導(dǎo)、慣性GPS導(dǎo)航等制導(dǎo)應(yīng)用。
慣性傳感器分為兩大類:一類是角速率陀螺;另一類是線加速度計(jì)。角速率陀螺又分為:機(jī)械式干式﹑液浮﹑半液浮﹑氣浮角速率陀螺;撓性角速率陀螺;MEMS硅﹑石英角速率陀螺(含半球諧振角速率陀螺等);光纖角速率陀螺;激光角速率陀螺等。線加速度計(jì)又分為:機(jī)械式線加速度計(jì);撓性線加速度計(jì);MEMS硅﹑石英線加速度計(jì)(含壓阻﹑壓電線加速度計(jì));石英撓性線加速度計(jì)等。
MEMS制作工藝-太赫茲特性:
1.相干性由于它是由相千電流驅(qū)動(dòng)的電偶極子振蕩產(chǎn)生,或又相千的激光脈沖通過非線性光學(xué)頻率差頻產(chǎn)生,因此有很好的相干性。THz的相干測量技術(shù)能夠直接測量電場振幅和相位,從而方便提取檢測樣品的折射率,吸收系數(shù)等。
2.低能性:THz光子的能量只有10^-3量級,遠(yuǎn)小于X射線的10^3量級,不易破壞被檢測的物質(zhì),適合于生物大分子與活性物質(zhì)結(jié)構(gòu)的研究。
3.穿透性:THz輻射對于很多非極性物質(zhì),如塑料,紙箱,布料等包裝材料有很強(qiáng)的穿透能力,在環(huán)境控制與安全方面能有效發(fā)揮作用
4.吸收性:大多數(shù)極性分子對THz有強(qiáng)烈的吸收作用,可以用來進(jìn)行醫(yī)療診斷與產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)控
5.瞬態(tài)性:相比于傳統(tǒng)電磁波與光波,THz典型脈寬在皮秒量級,通過光電取樣測量技術(shù),能夠有效抑制背景輻射噪聲的干擾,在小于3THz時(shí)信噪比達(dá)10人4:1。
6.寬帶性:THz脈沖光源通常包含諾千個(gè)周期的電磁振蕩,!單個(gè)脈沖頻寬可以覆蓋從GHz至幾+THz的范圍,便于在大的范圍內(nèi)分析物質(zhì)的光譜信息。 以PI為特色的柔性電子在太赫茲超表面器件上的應(yīng)用很廣。
射頻MEMS器件分為MEMS濾波器、MEMS開關(guān)、MEMS諧振器等。射頻前端模組主要由濾波器、低噪聲放大器、功率放大器、射頻開關(guān)等器件組成,其中濾波器是射頻前端中重要的分立器件,濾波器的工藝就是MEMS,在射頻前端模組中占比超過50%,主要由村田制作所等國外公司生產(chǎn)。因?yàn)闆]有適用的國產(chǎn)5GMEMS濾波器,因此華為手機(jī)只能用4G,也是這個(gè)原因,可見MEMS濾波器的重要性。濾波器(SAW、BAW、FBAR等),負(fù)責(zé)接收通道的射頻信號濾波,將接收的多種射頻信號中特定頻率的信號輸出,將其他頻率信號濾除。以SAW聲表面波為例,通過電磁信號-聲波-電磁信號的兩次轉(zhuǎn)換,將不受歡迎的頻率信號濾除。MEMS技術(shù)的主要分類有哪些?多功能MEMS微納米加工的生物傳感器
汽車上的MEMS傳感器有哪些?北京MEMS微納米加工材料
MEMS制作工藝深硅刻蝕即ICP刻蝕工藝:硅等離子體刻蝕工藝的基本原理干法刻蝕是利用射頻電源使反應(yīng)氣體生成反應(yīng)活性高的離子和電子,對硅片進(jìn)行物理轟擊及化學(xué)反應(yīng),以選擇性的去除我們需要去除的區(qū)域。被刻蝕的物質(zhì)變成揮發(fā)性的氣體,經(jīng)抽氣系統(tǒng)抽離,然后按照設(shè)計(jì)圖形要求刻蝕出我們需要實(shí)現(xiàn)的深度。干法刻蝕可以實(shí)現(xiàn)各向異性,垂直方向的刻蝕速率遠(yuǎn)大于側(cè)向的。其原理如圖所示,生成CF基的聚合物以進(jìn)行側(cè)壁掩護(hù),以實(shí)現(xiàn)各向異性刻蝕刻蝕過程一般來說包含物理濺射性刻蝕和化學(xué)反應(yīng)性刻蝕。對于物理濺射性刻蝕就是利用輝光放電,將氣體解離成帶正電的離子,再利用偏壓將離子加速,濺擊在被蝕刻物的表面,而將被蝕刻物質(zhì)原子擊出(各向異性)。對于化學(xué)反應(yīng)性刻蝕則是產(chǎn)生化學(xué)活性極強(qiáng)的原(分)子團(tuán),此原(分)子團(tuán)擴(kuò)散至待刻蝕物質(zhì)的表面,并與待刻蝕物質(zhì)反應(yīng)產(chǎn)生揮發(fā)性的反應(yīng)生成物(各向同性),并被真空設(shè)備抽離反應(yīng)腔北京MEMS微納米加工材料