| 摘要 | 第5-6页 |
| Abstract | 第6-7页 |
| Chapter 1 Introduction | 第11-35页 |
| 1.1 Background | 第11-13页 |
| 1.2 Applications of micro pressure sensor | 第13-15页 |
| 1.3 Semiconductor piezoresistive material | 第15-20页 |
| 1.3.1 Mechanical properties of silicon material | 第15-16页 |
| 1.3.2 Piezoresistance coefficients | 第16-18页 |
| 1.3.3 Silicon piezoresistor | 第18-20页 |
| 1.4 Fundamentals of piezoresistive pressure sensor | 第20-23页 |
| 1.4.1 Sensor working principle | 第20页 |
| 1.4.2 Sensor Wheatstone bridge | 第20-22页 |
| 1.4.3 Piezoresistive pressure sensor characteristics | 第22-23页 |
| 1.5 Piezoresistive pressure sensor fabrication and package | 第23-28页 |
| 1.5.1 Sensor fabrication | 第23-26页 |
| 1.5.2 Sensor packages | 第26-28页 |
| 1.6 Sizing optimization for sensor diaphragm | 第28-29页 |
| 1.7 Recent issues in piezoresistive pressure sensor | 第29-32页 |
| 1.7.1 Improvement on sensitivity | 第29-31页 |
| 1.7.2 Thermal performance stability | 第31-32页 |
| 1.8 Problem identification | 第32-33页 |
| 1.9 Research motivation and thesis structure | 第33-35页 |
| Chapter 2 Structural Design and Sizing Optimization of MEMS Piezoresistive PressureSensor | 第35-54页 |
| 2.1 Introduction | 第35-36页 |
| 2.2 Shape of sensor diaphragm | 第36-39页 |
| 2.3 Sensor configuration design | 第39-41页 |
| 2.4 Sizing optimization of piezoresistive pressure sensor | 第41-53页 |
| 2.4.1 Structure simulation | 第41-43页 |
| 2.4.2 Sensor structure formulation | 第43-51页 |
| 2.4.3 Diaphragm geometry optimization | 第51-53页 |
| 2.5 Summary | 第53-54页 |
| Chapter 3 The Development of a New Piezoresistive Pressure Sensor for Low Pressures | 第54-78页 |
| 3.1 Sensor output and important parameters | 第54-58页 |
| 3.1.1 Sensor output | 第54-56页 |
| 3.1.2 Sensor performance characteristics | 第56-57页 |
| 3.1.3 Sensor specifications | 第57-58页 |
| 3.2 Sensor diaphragm analysis | 第58-63页 |
| 3.3 Piezoresistor design | 第63-66页 |
| 3.3.1 Piezoresistor placement | 第63-64页 |
| 3.3.2 Piezoresistor dimensions | 第64-65页 |
| 3.3.3 Piezoresistor configuration | 第65-66页 |
| 3.4 Comparison with other sensor types | 第66-68页 |
| 3.5 Fabrication and packaging of the pressure sensor | 第68-71页 |
| 3.6 Sensor package and calibration setup | 第71-73页 |
| 3.6.1 Sensor package | 第71-72页 |
| 3.6.2 Measurement setup | 第72-73页 |
| 3.7 Static calibration results | 第73-77页 |
| 3.8 Summary | 第77-78页 |
| Chapter 4 Effect of Temperature on the Output Characteristics of the PiezoresistivePressure Sensor | 第78-96页 |
| 4.1 Introduction | 第78-79页 |
| 4.2 Thermal performance instability | 第79-81页 |
| 4.3 Thermal performance instability of the piezoresistive pressure sensor | 第81-90页 |
| 4.3.1 Effect of temperature on the piezoresistive coefficient and resistance | 第81-83页 |
| 4.3.2 Residual stresses due to the fabrication process | 第83-86页 |
| 4.3.3 Residual stress due to anodic bonding | 第86-90页 |
| 4.4 Experiment setup and results | 第90-95页 |
| 4.4.1 Experiment setup | 第90-91页 |
| 4.4.2 Results and discussions | 第91-95页 |
| 4.5 Summary | 第95-96页 |
| Chapter 5 Mechanical Structural Design of a Novel Piezoresistive Pressure Sensor | 第96-116页 |
| 5.1 Introduction | 第96-98页 |
| 5.2 Sensor design | 第98-107页 |
| 5.2.1 Wheatstone bridge design | 第98-100页 |
| 5.2.2 Configuration design | 第100-103页 |
| 5.2.3 Mathematical Modeling | 第103-107页 |
| 5.3 Geometry optimization | 第107-109页 |
| 5.4 Enhancement of sensitivity | 第109-111页 |
| 5.5 Comparison to other sensor structures | 第111-113页 |
| 5.6 Fabrication process | 第113-115页 |
| 5.7 Summary | 第115-116页 |
| Conclusion and Future Work | 第116-121页 |
| References | 第121-129页 |
| 攻读博士学位期间取得的研究成果 | 第129-130页 |
| Acknowledgements | 第130-131页 |
| 附件 | 第131页 |
