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《中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所)》 2007年
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高性能MEMS射频无源器件与三维硅微机械加工技术

顾磊  
【摘要】: 本论文工作主要研究硅基三维微机械结构制造及关键器件的研制技术。一方面将技术针对目前电讯用RFIC的高性能无源元件,所开发的低温工艺可以与RFIC的CMOS工艺相兼容,同时利用MEMS技术解决了硅衬底损耗等问题,实现了高性能的RF电感、互感和可变电容等关键元件,另一方面还针对微纳操纵和精确定位系统需求的X-Y微移动平台,用深沟侧壁隔离(Trench-sidewall)MEMS工艺形成了具有微米级移动范围和纳米级定位精度的高性能X-Y微移动平台,同时电绝缘技术使该微平台可以在普通硅片上制作,大大降低了制作成本。 国际上首次报道一种采用低温CMOS兼容工艺制造嵌入式悬浮螺管(CSS)结构电感与互感。为了便于封装以及后续加工,电感或互感线圈嵌入在硅片内部,这种新型结构能显著降低衬底损耗,并且制造出的器件悬浮结构能够抵抗住10000g的冲击试验,在100g的加速度环境下,ANSYS分析得到的器件形变比目前国际上报道最好的悬浮结构低一个量级。制造出的电感在电感值为2.47nH,Q值在5.3GHz时为54,自谐振频率超过15GHz,优于大多数微机械电感。互感的有效增益为0.89是目前国际上互感性能报道中最好的。 利用低应力电镀技术制造出悬浮可变梳齿电容。在4V的驱动电压下可变电容值变化3.18:1即218%,1GHz时的Q值可达103。国际上首次报道一种旋转式可变电容,外界加速度所带来的位移变化比此前国际上所报道的传统微机械梳齿电容低两个量级,旋转式可变电容结构既满足低电压的需要又能够削弱外界加速度的影响。 采用深槽侧壁隔离技术制造两维微位移平台,微位移平台的位移精度优于18nm,该技术能够实现单一硅片上不同功能单元的电绝缘,并具备将压阻、电容敏感单元与静电执行器集成在一块单硅片上的能力。
【学位授予单位】:中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TP211.4

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【引证文献】
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1 杜亦佳;RF MEMS移相器和太赫兹波导滤波器研究[D];电子科技大学;2013年
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【参考文献】
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1 薛太林,孟祥敏;用等效电荷法近似计算棒形导体的电容[J];电力学报;2003年01期
【共引文献】
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6 周雨薇;射频接收整流天线的研究与应用[D];广东工业大学;2011年
7 朱钊;小型超宽带薄片天线研究[D];华南理工大学;2011年
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9 孙靖虎;微波宽带功率放大器的研究[D];电子科技大学;2011年
10 徐郭鲲;多工位微波自动测试系统开关矩阵研制与组建[D];电子科技大学;2011年
【同被引文献】
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9 刘婷;基片集成波导滤波器的研究[D];西安电子科技大学;2010年
10 吴卫涛;SIR特性研究及其在微带滤波器中的应用[D];西安电子科技大学;2010年
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10 鲍敏杭;微机械加工技术发展概况(二)[J];仪表技术与传感器;1998年06期
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4 中国电子科技集团公司第四十九研究所 徐泽善;新型传感器“尖兵”列阵[N];中国电子报;2002年
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1 顾磊;高性能MEMS射频无源器件与三维硅微机械加工技术[D];中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所);2007年
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