中文摘要 | 第3-5页 |
英文摘要 | 第5-6页 |
1 绪论 | 第10-24页 |
1.1 研究背景 | 第10页 |
1.2 硅微加速度传感器概述 | 第10-12页 |
1.3 真空微电子传感器研究进展 | 第12-21页 |
1.3.1 真空微电子传感器概述 | 第12-18页 |
1.3.2 真空微电子加速度传感器的研究现状 | 第18-21页 |
1.4 存在的问题 | 第21-22页 |
1.5 研究目标和研究内容 | 第22-23页 |
1.5.1 研究目标 | 第22页 |
1.5.2 研究内容 | 第22-23页 |
1.6 小结 | 第23-24页 |
2 真空微电子加速度传感器的相关理论 | 第24-46页 |
2.1 场致发射理论 | 第24-33页 |
2.1.1 功函数 | 第24-27页 |
2.1.2 F-N理论 | 第27-28页 |
2.1.3 阴极锥尖的电学特性 | 第28-33页 |
2.2 真空微电子加速度传感器的理论模型 | 第33-40页 |
2.2.1 真空微电子加速度传感器的结构及工作原理 | 第33-34页 |
2.2.2 真空微电子加速度传感器的理论模型 | 第34-37页 |
2.2.3 真空微电子加速度传感器的力学特性 | 第37-39页 |
2.2.4 静电吸合分析 | 第39-40页 |
2.3 真空微电子加速度传感器的性能指标分析 | 第40-44页 |
2.3.1 灵敏度 | 第40-41页 |
2.3.2 线性度 | 第41-42页 |
2.3.3 工作带宽 | 第42页 |
2.3.4 噪声分析 | 第42-44页 |
2.3.5 分辨率 | 第44页 |
2.4 小结 | 第44-46页 |
3 真空微电子加速度传感器的结构设计与仿真分析 | 第46-66页 |
3.1 真空微电子加速度传感器的设计目标 | 第46-47页 |
3.2 真空微电子加速度传感器敏感结构设计 | 第47-56页 |
3.2.1 弹性梁 | 第48-53页 |
3.2.2 带锥尖阵列的敏感质量块 | 第53页 |
3.2.3 极板间距 | 第53-55页 |
3.2.4 过载保护结构 | 第55-56页 |
3.3 真空微电子加速度传感器敏感结构的有限元分析 | 第56-62页 |
3.3.1 静力学分析 | 第56-58页 |
3.3.2 模态分析 | 第58-59页 |
3.3.3 结构参数的优化及性能分析 | 第59-62页 |
3.4 圆片级真空封装结构设计 | 第62-65页 |
3.5 小结 | 第65-66页 |
4 真空微电子加速度传感器关键加工工艺研究 | 第66-96页 |
4.1 锥尖阵列的制备 | 第66-75页 |
4.1.1 锥尖材料的选取 | 第66-67页 |
4.1.2 硅尖阵列的制备 | 第67-74页 |
4.1.3 复合金属薄膜的沉积 | 第74-75页 |
4.2 低温键合技术 | 第75-87页 |
4.2.1 阳极键合 | 第75-79页 |
4.2.2 Au/Si共晶键合 | 第79-85页 |
4.2.3 三层真空键合工艺探索 | 第85-87页 |
4.3 ICP刻蚀工艺 | 第87-90页 |
4.3.1 Footing效应和Lag效应的抑制 | 第87-88页 |
4.3.2 弹性梁结构释放 | 第88-90页 |
4.4 真空微电子加速度传感器的工艺流程及版图设计 | 第90-94页 |
4.4.1 工艺流程 | 第90-92页 |
4.4.2 版图设计 | 第92-94页 |
4.5 小结 | 第94-96页 |
5 真空微电子加速度传感器的性能测试与分析 | 第96-108页 |
5.1 真空微电子加速度传感器的封装 | 第96页 |
5.2 真空微电子加速度传感器主要性能指标的测试与分析 | 第96-106页 |
5.2.1 发射电流特性 | 第96-98页 |
5.2.2 灵敏度与非线性 | 第98-101页 |
5.2.3 零偏稳定性 | 第101-103页 |
5.2.4 噪声特性 | 第103-104页 |
5.2.5 工作带宽 | 第104-105页 |
5.2.6 工作温度 | 第105-106页 |
5.3 小结 | 第106-108页 |
6 结论与展望 | 第108-110页 |
6.1 论文工作总结 | 第108-109页 |
6.2 主要创新点 | 第109页 |
6.3 后续研究工作展望 | 第109-110页 |
致谢 | 第110-112页 |
参考文献 | 第112-120页 |
附录 | 第120页 |
A. 作者在攻读学位期间发表的论文目录 | 第120页 |
B. 作者在攻读学位期间申报专利情况 | 第120页 |