MEMS Presentation_Sehrawat
微机电系统(MEMS)技术 层状MEMS材料界面吸附能的四点弯曲试验方法-最新国标

层状MEMS材料界面吸附能的四点弯曲试验方法1 范围本文件规定了一种基于断裂力学概念的四点弯曲测量方法,用于测量层状微机电系统(MEMS)中最弱界面的界面吸附能。
该测试方法适用于在半导体基底上沉积薄膜层的MEMS器件。
薄膜层总厚度宜小于支撑基底(通常是硅晶片)厚度的1/100。
注:在各种MEMS器件中,有许多层状材料界面,其吸附能对MEMS器件的可靠性至关重要。
四点弯曲试验利用作用在层状MEMS器件试验件上的纯弯曲力矩,以最弱界面稳态开裂的临界弯曲力矩来测量界面吸附能。
2 规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。
其中,注有日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 26111 微机电系统(MEMS)技术术语3 术语、定义、符号和名称3.1 术语和定义GB/T 26111界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1.1能量释放率energy release rate在裂纹增长过程中释放的单位表面积的应变能。
注:能量释放率被认为是裂纹驱动力,单位为J/m2。
3.1.2界面吸附能interfacial adhesion energy在裂纹扩展时的临界能量释放率。
注:其单位为J/m2。
3.2 符号和名称试验件的形状和符号分别如图1和表1所示。
试验件的整体形状类似于三明治式悬臂梁,它应有一个预制裂纹或一个用于萌生裂纹的缺口。
裂纹萌生后,裂纹沿着层状材料体系中最弱的界面延伸。
a)试验前带有预制裂纹的试验件示意图b)裂纹延伸后的试验件示意图标引序号说明:1 层状材料2 带缺口的预制裂纹3 界面裂纹4 上辊轴5 下辊轴图1 四点弯曲试验示意图表1 试验件的符号和名称4 试验件4.1 概述层状MEMS材料的试验件应采用与实际MEMS器件的相同制造工艺制备。
试验件的加工应防止形成意外的裂纹或缺陷及界面层分离。
mems传感器、执行装置等应用领域,关键技术与国内外发展概况

mems传感器、执行装置等应用领域,关键技术与国内外发展概况MEMS传感器是采用微电子和微机械加工技术制造出来的新型传感器。
与传统的传感器相比,它具有体积小、重量轻、成本低、功耗低、可靠性高、适于批量化生产、易于集成和实现智能化的特点。
同时,微米量级的特征尺寸使得它可以完成某些传统机械传感器所不能实现的功能。
第一个微型传感器诞生于1962年,至此开启了MEMS技术的先河。
此后,MEMS传感器作为MEMS技术的重要分支发展速度最快,长期受到美、日、英、俄等世界大国的高度重视,各国纷纷将MEMS传感器技术作为战略性技术领域之一,投入巨资进行专项研究。
随着微电子技术、集成电路和加工工艺的发展,传感器的微型化、智能化、网络化和多功能化得到快速发展,MEMS传感器逐步取代传统的机械传感器,占据传感器主导地位,并在消费电子、汽车工业、航空航天、机械、化工、医药、生物等领域得到了广泛应用。
1 MEMS传感器及分类从微小化和集成化的角度,MEMS(或称微系统)指可批量制作的、集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路,直至接口、通讯和电源等于一体的微型器件或系统。
微机电系统(MEMS)是在微电子技术的基础上发展起来的,融合了硅微加工和精密机械加工等多种微加工技术,并应用现代信息技术构成的微型系统。
是20世纪末、21世纪初兴起的科学前沿,是当前十分活跃的研究领域,涉及多学科的交叉,如物理学、力学、化学、生物学等基础学科和材料、机械、电子、信息等工程技术学科。
该领域研究时间虽然很短,但是已经在工业、农业、机械电子、生物医疗等方面取得很大的突破,同时产生了巨大的经济效益。
2.1 MEMS传感器MEMS传感器是采用微机械加工技术制造的新型传感器,是MEMS 器件的一个重要分支。
依赖于MEMS技术的传感器主要有以下技术特点:1)微型化:体积微小是MEMS器件最为明显的特征,其芯片的尺度基本为纳米或微米级别。
亚德诺半导体 红外 mems

亚德诺半导体红外 mems亚德诺半导体(Analog Devices)是一家全球领先的半导体公司,致力于提供高性能的模拟、混合信号和数字信号处理技术。
红外(Infrared)MEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems)技术是亚德诺半导体在红外领域的一项重要创新。
红外MEMS技术是利用微机电系统的原理制造和应用红外器件的技术。
它将微机电系统与红外技术相结合,实现了红外传感器的小型化、低功耗和高灵敏度。
红外MEMS技术在无线通信、无人机、智能家居、工业自动化等领域具有广泛的应用前景。
亚德诺半导体的红外MEMS技术具有以下几个特点:1. 高性能:亚德诺半导体的红外MEMS产品具有高灵敏度和低功耗的特点。
它们能够实时监测和检测红外信号,将其转换为电信号,并进行精确的数据处理和分析。
2. 小型化:红外MEMS器件采用微型化的制造工艺,可以实现集成化和迷你化的设计。
这使得红外传感器可以嵌入到各种小型设备中,如智能手机、智能手表和可穿戴设备等。
3. 多功能性:亚德诺半导体的红外MEMS产品可以实现多种功能,如红外热像仪、红外光谱仪和红外距离测量仪等。
这些功能丰富的产品可以满足不同应用领域的需求,并提供更多的创新解决方案。
4. 高可靠性:亚德诺半导体在红外MEMS技术方面拥有多年的研发和生产经验,其产品具有高可靠性和稳定性。
这些产品经过严格的测试和验证,可以在各种恶劣环境下正常工作,并提供可靠的性能。
红外MEMS技术在各个领域都有着广泛的应用。
在工业自动化中,红外MEMS传感器可以用于温度监测、红外测温和红外成像等应用。
在智能家居中,红外MEMS传感器可以用于人体检测、智能安防和智能家电控制等方面。
在无人机和无线通信领域,红外MEMS技术可以实现红外通信和红外导航等功能。
随着科技的不断发展,红外MEMS技术将会得到更广泛的应用。
亚德诺半导体将继续在红外MEMS技术方面进行研发和创新,推出更多高性能、小型化和多功能的产品,为各个行业提供更好的解决方案。
详解村田制作所的MEMS传感器

详解村田制作所的MEMS传感器MEMS市场动向最近几年,使用了MEMS技术的半导体产品的需求及用途大幅增加。
MEMS是Micro Electro Mechanical Systems的缩写,硅电路板上由电路和机械可活动结构的三维构成。
使用此结构可实现将压力、温度、加速度这些物理量转换成电气信号的传感器,还可实现提供电气信号使可动结构体像机械一样运动的所谓执行器功能。
MEMS产品早在1980年就已经存在了,与使用了CMOS工艺的一般半导体相比,因为晶圆制成非常复杂,包装也很耗功夫,使得工程标准化和低成本变得十分困难,所以只应用于限定用途。
但是,最近确定了批量生产小型、高性能的MEMS产品的技术,除了汽车发动机控制、医疗器械、喷墨打印机这些常用用途,数码相机和智能手机这写随身携带的电子产品里也使用了很多的MEMS产品。
MEMS产品今后将持续每年10-15%的增长率,并可预测在2017年的时候将从现在的9200亿日元增长到17000亿日元。
(Yole Development公司预测)株式会社村田制作所在2012年1月份收购了芬兰的MEMS专业生产商VTI,VTI 改名为Murata Electronics Oy,成为了村田的一员。
Murata Electronics Oy 运用了独特的3D-MEMS(三维MEMS)技术向市场提供了高性能以及高可靠性的MEMS传感器。
村田制作所的MEMS传感器所有东西的运动都是X、Y、Z轴平行的运动和围绕轴的旋转运动,共表现为6个运动组合。
村田制作所制作了平行运动(平移加速度)传感的加速度传感器、旋转运动(角速度)传感的陀螺仪产品系列,应用于依赖高精度运动传感和高可靠性的特征的汽车、轮船的姿态控制、产业用装置的倾斜测定、医疗用途等等。
此次特辑将介绍生产具有高精度、高可靠性的传感器的独特技术的3D-MEMS和同时兼具高精度和高可靠性的加速度传感器以及陀螺仪的特征。
3D-MEMS技术使用了3D-MEMS技术的元件示例说明(图1)。
MEMS 教程 lecture13

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RF MEMS applications
Switches Transmit/Receive Duplexers (TDD) Band/Mode Selection Time-Delay for Phased-Arrays Antenna Diversity Reconfigurable Antennas Varactors VCO Tuning Variable Matching Variable Delay Lines Low Loss Inductors Filters Transmit/Receive Duplexers (FDD) Band-Select Filters IF Channel Filters RF Filter Bank VCO Stabilization Image Rejection
Explanation of following slide. Slide shows a city model (lots of reflectors) and a transmission tower. The radio wave sent by the transmission tower bounces off the structures to produce a complicated field of radio waves. This is caused by multiple pathways for the radio waves to travel, resulting in complicated shadows, diffraction and interference effects.
基于分形小波变换的MEMS动态模糊图像亚像素检测技术

基于分形小波变换的MEMS动态模糊图像亚像素检测技术陈治;胡晓东;傅星;胡小唐【期刊名称】《纳米技术与精密工程》【年(卷),期】2009(007)003【摘要】基于机器微视觉的微机电系统(MEMS)动态测试系统,提出了一种分形小波变换亚像素检测技术提取MEMs运动轨迹算.法_该算法结合电耦合器件(CCD)成像机理,利用图像的分形参数进行随机分形插值对图像边缘进行重建,通过小波变换实现重建后图像亚像素精度的边缘检测.在连续光照明条件下,时MEMS平面微运动模糊图像进行检测处理,提取和分析了MEMS运动轨迹.将该方法和在频闪条件下测得的MEMS器件的平面微运动幅值的结果进行了比对分析和讨论.由实验结果可以看出,本方法有较高的测量精度,其测量绝对误差小于0.02像素.【总页数】5页(P211-215)【作者】陈治;胡晓东;傅星;胡小唐【作者单位】天津大学精密测试技术及仪器陶家重点实验室,天津300072;天津大学精密测试技术及仪器陶家重点实验室,天津300072;天津大学精密测试技术及仪器陶家重点实验室,天津300072;天津大学精密测试技术及仪器陶家重点实验室,天津300072【正文语种】中文【中图分类】TH133.21【相关文献】1.基于改进小波变换和Zernike矩的亚像素边缘检测算法 [J], 文涛;左东广;李站良;卫宾华2.基于亚像素综合定位匹配算法的MEMS平面运动测量 [J], 谢勇君;史铁林;白金鹏;来五星3.基于亚像素模糊检测的Wiener对运动模糊图像复原方法 [J], 顾国华;田宗浩;吴海兵;田欣4.基于小波变换的亚像素计算机视觉检测算法 [J], 申宗林;李智成;李彩红;梁皓嶙;李锋5.混合分形和小波变换亚像素图像边缘检测算法 [J], 罗元;计超;胡章芳因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
用于制造MEMS传感器的方法和MEMS传感器[发明专利]
专利名称:用于制造MEMS传感器的方法和MEMS传感器专利类型:发明专利
发明人:M·施泰尔特
申请号:CN201810947220.3
申请日:20180820
公开号:CN109422239A
公开日:
20190305
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本发明涉及一种用于制造MEMS传感器的方法。
在此提供衬底。
在衬底的正面上构造MEMS结构。
在衬底中构造具有凹槽的解耦结构,其使衬底的第一区域与第二区域应力解耦。
在衬底的与正面对置的背面中,通过第一蚀刻工艺构造第一空腔并且通过第二蚀刻工艺构造第二空腔。
第一空腔和第二空腔构造为使得第二空腔包括第一空腔并且第二空腔与MEMS结构的底部区域和解耦结构的底部区域邻接。
申请人:英飞凌科技股份有限公司
地址:德国诺伊比贝尔格
国籍:DE
代理机构:北京市金杜律师事务所
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MEMS SWITCH
专利名称:MEMS SWITCH发明人:FUJII, Tomonori,藤井知徳,IRIEDA, Taisei,入枝泰成,NAKAMURA, Kentaro,中村健太郎,TAKANO,Takayuki,高野貴之,OTA, Kenichi,太田謙一,OGINO, Tsuyoshi,荻野剛士申请号:JP2011/071867申请日:20110926公开号:WO2012/043464A1公开日:20120405专利内容由知识产权出版社提供专利附图:摘要:Provided is a MEMS switch wherein worsening of isolation can be alleviated asmuch as possible, even when semiconductor material is used for a lever main-layer of a flexible lever upon which a movable terminal is formed. The MEMS switch (10-1) is provided with parasitic-capacitance inhibiting sections (RPC11, RPC12, RPC13) for inhibiting, in a state wherein two signal layers (16, 17) do not have continuity with each other, parasitic capacitance to be formed between the lever main-layer (13b) of the flexible lever (FL) and a first fixed terminal (16a), and parasitic capacitance to be formed between the lever main-layer (13b) of the flexible lever (FL) and a second fixed terminal (17a).申请人:TAIYO YUDEN CO., LTD.,太陽誘電株式会社,FUJII, Tomonori,藤井 知徳,IRIEDA, Taisei,入枝 泰成,NAKAMURA, Kentaro,中村 健太郎,TAKANO, Takayuki,高野 貴之,OTA, Kenichi,太田 謙一,OGINO, Tsuyoshi,荻野 剛士地址:〒1100005 JP,〒1100005 JP,〒1100005 JP,〒1100005 JP,〒1100005 JP,〒1100005 JP,〒1100005 JP,〒1100005 JP,〒1100005 JP,〒1100005 JP,〒1100005 JP,〒1100005 JP,〒1100005 JP,〒1100005 JP国籍:JP,JP,JP,JP,JP,JP,JP,JP,JP,JP,JP,JP,JP,JP代理人:MURAKOSHI, Satoshi,村越 智史更多信息请下载全文后查看。
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Piezoelectric Devices
• Operation
Pass current into Piezoceramic Crystal Crystal changes volume
Vibratory signal produced
• Advantage: inert in a magnetic field • Disadvantage: Power output directly related to size of crystal. Example: • Middle Ear Transducer (MET)
Note: system parameters can be tailored to be significantly below the resonant frequency.
Observed Acoustic Power
• Sound intensity decays quadratically with distance
This results in limited effective speaker range
18 x 10
-12
Acoustic Performance Device Output Hearing Threshold
Io = δ 2 ⋅ 2πf ⋅ ρaircsound
Sound Power [W]
– Downsides:
• • • • Require surgery Much larger Cost Complexity
Implantable Hearing Devices
Cochlear Implants Auditory Brainstem implants Implantable Middle-ear devices
• Other methods of securing the diaphragm
– “Spring” attachment
• Decrease the mass of the diaphragm by altering fabrication process
QUESTIONS
Sound Power [W] 2 x 10 2.5
-11
Acoustic Performance Device Output Hearing Threshold
10 W 1W 0.1 W 0.01 W 0.001 W
1.5
1
Decreasing frequency
0.5
10−5 W 10−7 W 10-10 W 10-12 W
Situation and sound source Rocket engine Turbojet engine Siren Machine gun Jackhammer Chain saw Helicopter Loud speech, vivid children Usual talking, Typewriter Refrigerator (Auditory threshold at 2.8 m) (Auditory threshold at 28 cm) sound power Pac watts 1,000,000 W 10,000 W 1,000 W
– Some piezoelectric speakers – Bone conduction speaker for above the ear: 1 inch long – CMOS MEMS speakers exits, and are being developed
• Several hearing devices
MEMS Rigid Diaphragm Speaker
Scott Maghy Tim Havard Sanchit Sehrawat
Macro-scale
Try to make MEMS device based on same concept
Motivation
• Few similar products • Small size
Vibrant Soundbridge
Magnet surrounded by coil
Ridged Diaphragm MEMS Speaker
Materials
• Polysilicon: structural material for cantilever and diaphragm • Silicon Oxide: for sacrificial layers • Silicon Nitride: isolation of wafer • Gold: electrodes and electrical connections
Charger
Electromagnetic Devices
• Operation
Pass current into Electric Coil Magnetic Flux created Drives adjacent magnet
• Small magnet is attached to vibratory structure in ear • Only partially implantable – coil must be housed externally. Sizes of coil & magnet restricted by ear anatomy. • Power decreases as the square of the distance between coil & magnet – coil & magnet must be close
0 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 0.045 0.05 Distance from User [m]
Device is in the threshold of human hearing!
Improvements
• Implement a process that allows for sealing of speaker cone to support
16 14 12
I = Io
1 distance
2
10 8 6 4 2 0 -2 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 Distance from User [m] 0.8 0.9 1
Pacoustic = I ⋅ Area
Comparison of Acoustic Sound Power
Improvement Cont.
• Further research into materials for the cantilevers to decrease stiffness of cantilevers
– This would allow greater diaphragm displacement and therefore greater intensity – Other materials exist with lower Young’s modulus that would accomplish this but fabrication is suspect
Deposit oxide 3 as shown
Remove photoresist and deposit Poly-Si
Fabrication
Make Poly-Si diaphragm base thicker
Release oxide layers
Performance and Optimization
– This would give better acoustic properties – Could be accomplished by CMOS MEMS procedure
• Fabricate cone shape with stamping method to achieve better shape and more cost effective fabrication
– Clandestine – Privacy – Low power
• Potential lower cost • Highly customizable performance • No surgery!
Current Hearing Devices
• Few speakers that fit completely inside the ear
Deposit Oxide 2 layer
Fabrication
Etch oxide 2, and make Poly-Si columns
Coat columns with Photoresist and etch away remaining oxide 2 Remove photoresist from electrode 2
Speaker Mechanics
Force balance:
Ewt Fspring = k ⋅ δ = ⋅δ 3 4L
Q Felect = 2εA
2
3
+ +/-
where
Q = CV
and
C=
εA
g
Felect =
εAV
2g
2
Setting
Fspring = Felect
2 L3εA 2 δ= ⋅V 3 gwt E
Acoustic Modeling
Sinusoidal input voltage:
V = Av ⋅ sin(2πfT )
diaphragm displacement [m]
10 9 8 7 6 5 4 3 2 1