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公开(公告)号：CN114777905A
公开(公告)日：2022-07-22
申请号：CN202210374055.3
申请日：2022-04-11
Applicant: 北京大学
IPC: G01H11/06
Abstract: 本发明公开了一种低噪声热式质点振速传感器及其实现方法。本发明采用在流道上设置偶数个测温电阻，并且在测温电阻内设置奇数个加热电阻，通过选择加热电阻的材料，减小加热电阻的温度电阻系数TCR，同时增加加热电阻的宽度w，减小加热电阻的等效热噪声电阻，从而降低低噪声热式质点振速传感器的热噪声，使加热功率更加稳定，从而获得稳定的温场分布，减少低频段的热噪声扰动；同时，测温电阻使用高温度电阻系数大的材料制作，用来感知声波造成的微小温度扰动，从而提高低噪声热式质点振速传感器的灵敏度；本发明能够消除电阻变化造成的闭环反馈，降低传感器的低频热噪声。
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公开(公告)号：CN113613150B
公开(公告)日：2022-03-25
申请号：CN202110959816.7
申请日：2021-08-20
Applicant: 北京大学
Abstract: 本发明公开了一种MEMS热式麦克风及其实现方法。本发明在衬底上形成背腔，将敏感梁置于背腔上，并在背腔上设置上盖板形成驻波管；声波从驻波管的管口进入至驻波管内，声压变化引起敏感梁上的温度发生扰动；同时，声波入在驻波管的管底即背腔的表面反射形成驻波，驻波管的管底是硬声场边界，保证声粒子振速为零，敏感梁处的声压为驻波管的管口入射声压的两倍，因此敏感梁的温度只与入射声压成正比，不会受到声粒子振速的影响，消除谐波失真；本发明的麦克风结构与热式声粒子振速传感器类似，制造工艺相同，能够在同一个芯片上完成声压和声粒子振速的测量。
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公开(公告)号：CN107917750B
公开(公告)日：2020-06-26
申请号：CN201610878685.9
申请日：2016-10-08
Applicant: 北京大学
IPC: G01H5/00
Abstract: 本发明(一种MEMS热式声粒子传感器)涉及微电子机械加工领域，尤其涉及一种MEMS热式声粒子传感器的设计方法。目前已有的MEMS热式声粒子传感器都是基于两线式流量计原理，自噪声较大，且高频特性较差。为解决这种问题，本发明提供了一种MEMS三线式热式声粒子传感器结构，可应用于声源定位。该传感器为三层悬臂梁结构，由上下极板粘接而成，包括左右两个正交平面的测量单元。每个测量单元上下两层各有两根感温电阻悬臂梁，中层有一根来自上极板或下极板的加热电阻悬臂梁。上下层的四根悬臂梁组成矩形，中层的悬臂梁位于矩形中心。加工步骤包括：每个测量单元的上下极板的正、反两面各制作三根悬臂梁，去掉上下极板中多余的悬臂梁，将上下极板粘接在一起。
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公开(公告)号：CN109916501B
公开(公告)日：2020-05-05
申请号：CN201910044032.4
申请日：2019-01-17
Applicant: 北京大学
IPC: G01H11/06
Abstract: 本发明公开了一种声场增强微结构的MEMS热式声粒子振速传感器及方法。本发明采用片上集成的声场自增强通孔，在利用MEMS工艺加工加热测温横梁时同时完成声场自增强通孔的加工，无需使用宏观机械加工手段设计声场增强的封装结构，封装尺寸大幅缩小，拓宽了该传感器的应用范围；由于加热测温横梁与声场自增强通孔均由MEMS工艺统一加工，MEMS工艺具有极高的加工精度，因此该方法避免了传统传感器装配过程中，利用MEMS工艺制备的芯片与利用机械加工手段制备的封装结构之间的装配误差问题；由于本发明制造的传感器具有较小的尺寸，对待测声场的反射与散射很小，不会造成待测声场的畸变，实现单点精确测量。
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公开(公告)号：CN104649221A
公开(公告)日：2015-05-27
申请号：CN201510023319.0
申请日：2015-01-19
Applicant: 北京大学
Abstract: 本发明公开了一种复杂硅玻璃混合结构晶圆的加工方法。复杂硅玻璃混合结构圆片包括不同形状的硅、玻璃、以及由硅与玻璃混合组成复杂的多维结构。该加工方法包括：在硅圆片上制备硅槽结构；将玻璃圆片之键合；或将玻璃粉填充至硅槽结构当中；采用高温炉热处理；采用化学机械抛光将圆片表面抛光；对于更复杂多层结构，采用以上步骤制备其他圆片；采用静电键合工艺将多个圆片键合或与硅圆片、玻璃圆片叠加键合，实现多层复杂硅玻璃混合结构。该类结构具有机械性能优越、电隔离简单、真空腔体与间隙控制精确、复杂结构易实现、结构可随要求设计的特点；同时该方法与其他微电子工艺兼容，无需担心后续封装的高温、无法电绝缘问题。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN104535253A
公开(公告)日：2015-04-22
申请号：CN201510023320.3
申请日：2015-01-19
Applicant: 北京大学
IPC: G01L9/06
Abstract: 本发明公开了一种高温压力传感器及其加工方法，该压力传感器包括硅由敏感膜片，底座，TO管壳。其中敏感膜片采用SOI单晶硅圆片作为基片，在器件层加工电阻及引线互连组成惠斯登电桥，在衬底层进行各向异性腐蚀形成所述对压力敏感的膜片结构；底座以玻璃片或单晶硅圆片为基片，与敏感膜片进行阳极键合或硅硅直接键合或硅硅介质键合；以所述TO型金属管壳为外壳实现芯片级封装。本发明用SOI圆片的埋氧层和淀积的二氧化硅/氮化硅钝化层将硅电阻包裹隔离，消除了高温时的漏电流；溅射生长二硅化钛/钛/氮化钛/铂/金多层耐高温欧姆接触电极结构；采用耐高温键合及TO封装工艺，提高传感器高温工作稳定性。解决传统的硅基传感器难以在高温环境中长期工作的问题。
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公开(公告)号：CN104502003A
公开(公告)日：2015-04-08
申请号：CN201510023318.6
申请日：2015-01-19
Applicant: 北京大学
Abstract: 本发明公开了一种微机械差分电容式压力计。该压力计的两个电容由4个电容极板组成：附于硅杯结构敏感膜片上的第一、第四极板与附于中间支撑层结构两表面的第二、第三极板。本压力计基于压力计结构中基本的硅杯结构，当压力作用于敏感膜片时，膜片变形，膜片通过中间支柱带动另一硅杯上膜片的移动，附于敏感膜片上的两极板也随之移动，改变了两个极板相对中间固定的极板之间的间距，从而使得上下两个电容的电容值发生变化，形成差动的信号输出。该压力计的制备工艺简单，可制备完全对称的差动结构，利用差动结构的优点，实现对压力的精确差动检测。
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公开(公告)号：CN104062044A
公开(公告)日：2014-09-24
申请号：CN201310090325.9
申请日：2013-03-20
Applicant: 北京大学
Abstract: 本发明公开了一种微机械差分电容式压力计。该压力计的两个电容由三个电容极板组成：由玻璃片或硅片上淀积金属形成的上极板，重掺杂的硅形成的下级板，与敏感压力的膜片部分相连的单晶硅或多晶硅形成的中间可动极板。本压力计基于压力计结构中基本的硅杯结构，当压力作用于敏感膜片时，膜片变形，连接在敏感膜片上的中间极板也随之变形，从而使得上下两个电容的电容值发生变化，形成差动的信号输出。该压力计的制备工艺简单，可利用差动结构的优点，实现对压力的差动检测。
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公开(公告)号：CN119124336A
公开(公告)日：2024-12-13
申请号：CN202411249928.3
申请日：2024-09-06
Applicant: 北京大学
Abstract: 本发明公开了一种灵敏度增益电极阵列电化学质点振速传感器及其实现方法。本发明设置增益电极阵列，能够大幅提高器件的灵敏度；每一个增益电极分别串联相应的开关连接至零电位，能够调节器件的量程，通过接入不同数量的增益电极，量程也有所不同，能够适应不同的应用场景；本发明提高了电解液的利用率，能够更为有效的利用远离芯片处的电解液，有效提高阳极表面离子浓度；对于电化学原理的振动检‑波器或水听器等设备具有通用性，在无需增加额外工艺步骤的情况下就能够有效提高设备灵敏度；能够降低器件高频噪声、改善高频噪声曲线的走向，对于水下应用场景具有很大的意义；本发明成本低廉，增益效果突出，并且能够叠加使用进一步提高灵敏度。
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公开(公告)号：CN113155276A
公开(公告)日：2021-07-23
申请号：CN202110370417.7
申请日：2021-04-07
Applicant: 北京大学
IPC: G01H17/00
Abstract: 本发明公开了一种二维热式声矢量传感器芯片及其实现方法。本发明在衬底的边缘或中心形成方向正交的流道，在流道上设置的单轴热式声矢量传感器的敏感方向与所在的流道平行，能够集成两个或四个单轴热式声矢量传感器，获得两个完全正交的振速分量，并且保证两个敏感轴的性能与单个热式声矢量传感器一致，从而根据两个全正交的水平振速分量和竖直振速分量得到声波的传输方向；本发明能够保证流道中的声粒子的振动范围内没有衬底的阻挡，消除衬底对流场产生的畸变，使两个敏感轴不发生偏移；本发明能够在一个方向的流道中集成两个单轴声矢量传感器，保证两个敏感轴的声中心在同一点。
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