【摘 要】
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近年来,随着MEMS技术的不断发展和成熟,各类MEMS器件和系统在汽车、消费电子、生物医疗等领域的应用中大放异彩,成为高科技领域的研究热点和产业生力军,获得了广泛的关注。但
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近年来,随着MEMS技术的不断发展和成熟,各类MEMS器件和系统在汽车、消费电子、生物医疗等领域的应用中大放异彩,成为高科技领域的研究热点和产业生力军,获得了广泛的关注。但是,由于硅材料本身特性的限制,硅基MEMS器件在航空航天、石油化工海洋等环境下很难以获得应用,SiC材料则由于其优异的电学、机械和化学特性在高温高压腐蚀等环境下具有自身的优势,一直受到研究界和产业界的关注,而压力传感器又是应用最为广泛的微型器件,因此,本论文选择SiC电容式压力传感器及其处理电路为主要研究对象。
论文首先对国内外SiC MEMS的研究现状进行了概述,并对压力传感器及其处理电路的集成化研究予以重点分析。第二章在本小组以往研究成果的基础上,改进了SiC电容式压力传感器的设计和制备的工艺流程,重点研究了玻璃深刻蚀、薄膜应力控制以及键合等关键工艺。随后分析了传感器流片的结果。
第三章首先比较了目前传感器的几种处理电路,根据SiC压力传感器的特点最后选择连续时间电压方式来设计处理电路。随后详细介绍了电路中各个模块的设计,包括C-V转化模块、放大器模块、双端到单端转化模块以及低通滤波模块。最后给出了整个处理电路的版图和加工结果。
第四章介绍了测试的方法和测试平台,对传感器和电路的性能分别进行测试,最后将传感器和电路集成起来进行了完整器件的性能测试,测试结果表明传感器和电路都达到了预期的性能,都能够稳定可靠地工作。
第五章对本论文的研究成果进行了总结,对传感器及其电路的设计和优化提出了一些建议,并对传感器和处理电路的单片集成给出了一些参考意见。
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