基于MEMS的電磁激勵諧振傳感器研究.pdf

1、本文基于壓阻效應和電磁感應構建電磁激勵諧振傳感器，該傳感器包括激振結構和拾振結構，通過對電磁激勵諧振傳感器進行理論分析，該結構中激勵線圈產生的磁場與外加磁場間存在相互作用磁力，拾振結構輸出電壓信號發(fā)生改變，理論分析表明該結構可完成電磁激勵諧振傳感器功能。在此基礎上，利用Ansys軟件分別對激振結構和拾振結構進行仿真模型構建和仿真分析，優(yōu)化電磁激勵諧振傳感器的設計，通過采用Matlab軟件對硅膜應力分布進行計算分析，優(yōu)化拾振結構中硅膜上納

2、米硅薄膜晶體管設計位置。根據(jù)理論和仿真分析，電磁激勵諧振傳感器芯片尺寸為5000μm×5000μm，硅膜厚度為45μm，硅膜尺寸為3000μm×3000μm，激振結構中電感線圈35匝鋁線圈，線圈寬度為7μm，間距為11μm，厚度為1μm;拾振結構中納米硅薄膜晶體管溝道長度和寬度分別為320μm和80μm。
　　本文通過采用MEMS技術和CMOS工藝在n型<100>晶向高阻單晶硅片制作電磁激勵諧振傳感器，在硅片的上表面方形硅膜的中部

3、采用掩埋濃硼內引線方法制作激振結構，即能產生交變磁場的金屬電感線圈;采用CMOS技術在方形硅膜上制作四個納米硅薄膜晶體管溝道電阻作為壓敏電阻，構成惠斯通電橋作為拾振結構。實驗結果給出，電磁激勵諧振傳感器的激振結構能夠感應外界磁場變化并產生感生電壓，當對激振結構施加交變激勵電壓時，激振結構能夠產生交變磁場，當激振結構通以恒定電壓，在交變磁場作用下，可使硅膜產生振動，振動頻率與交變磁場頻率一致，方形和圓形電感線圈在工作頻率為200kHz時電