膜片上薄膜体声波谐振器型微加速度计
[Abstract]:Aiming at the shortcomings of the FBAR (thin film bulk acoustic resonator)-beam structure cantilever beam thickness and the complex micromachining technology of "embedded FBAR" structure, a new type of micro-accelerometer with "FBAR (FBAR-on-diaphragm)" structure on the diaphragm is proposed. The elastic film is composed of silicon oxide / silicon nitride composite film, which is easy to integrate with silicon micro-detection quality and IC compatibility of FBAR, and can also improve the sensitivity and temperature stability of micro-accelerometer. The performance analysis of the FBAR type microaccelerometer integrated with silicon oxide / silicon nitride bilayer composite film and aluminum nitride FBAR detector was carried out, and the feasibility of the structure was verified. Through finite element modal analysis and static simulation, the natural frequency and stress distribution of FBAR structure on the diaphragm under inertial acceleration are obtained, and the calculated maximum stress is selected as the stress load of piezoelectric film in FBAR. Based on the relationship between elastic coefficient and stress of wurtzite aluminum nitride, the maximum variation of elastic coefficient of aluminum nitride film under inertial acceleration is estimated roughly by means of RF simulation software. By changing the longitudinal wave velocity corresponding to the elastic constant under the action of inertial acceleration, the resonant frequencies of accelerometers under the action of no load and different inertial accelerations are compared, and the frequency offset characteristics and sensitivity of accelerometers are obtained. The simulation results also show that the first order natural frequency of the silicon oxide / silicon nitride film is far away from the high order frequency and the cross-coupling is small, and the resonant frequency shifts to the high frequency under the action of inertial acceleration. The sensitivity is about the number k Hz / g, and the characteristic curve of acceleration-resonant frequency offset has good linearity.
【作者单位】: 中国工程物理研究院电子工程研究所;西南科技大学信息工程学院;重庆大学新型微纳器件与系统技术国防重点学科实验室;重庆大学光电技术及系统教育部重点实验室;
【基金】:中国工程物理研究院超精密加工技术重点实验室基金(2014ZA001,2012CJMZZ00009) 重庆大学新型微纳器件与系统技术国防重点学科实验室访问学者基金(2013MS04) 西南科技大学特殊环境机器人技术四川省重点实验室开放基金(14zxtk01) 中物院电子工程研究所科技创新基金(S20141203) 西南科技大学研究生创新基金(13YCJJ36,14YCX107,14YCX109,14YCX111)
【分类号】:TH824.4
【共引文献】
相关期刊论文 前1条
1 何婉婧;高杨;李君儒;黄振华;;薄膜体声波谐振器的力敏特性研究(英文)[J];强激光与粒子束;2015年02期
相关博士学位论文 前1条
1 张祖伟;基于声光效应的MEMS加速度传感器基础理论与关键技术研究[D];重庆大学;2013年
相关硕士学位论文 前1条
1 贾振宇;SMR-FBAR布拉格反射栅复合薄膜结构的制备及器件热性能研究[D];哈尔滨工业大学;2013年
【二级参考文献】
相关期刊论文 前2条
1 阴知见;邵天骄;温斌;;氮化铝热膨胀系数及高温弹性系数的第一性原理研究[J];燕山大学学报;2013年01期
2 陈剑鸣;吕启蒙;吴光敏;楚合群;John D Mai;;分子印迹型薄膜体声波谐振毒品检测传感器[J];光学精密工程;2013年09期
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 陈学强;闫明明;徐晓辉;郭涛;石云波;;微加速度计在高冲击下的断裂失效分析[J];仪表技术与传感器;2014年02期
2 罗晓章,周百令;扭摆式硅微加速度计的研究[J];仪器仪表学报;2000年01期
3 李万玉,阮爱武,罗晋生,冯培德;硅微加速度计的接口检测电路的研究[J];仪器仪表学报;2000年02期
4 胡红革,文贵印,余从唏,胡军,赵锡均;电容式微加速度计的噪声特性[J];传感器技术;2001年11期
5 王立森,胡宇群,李志宏,余同希,赵亚溥;微加速度计在冲击载荷作用下的失效分析[J];机械强度;2001年04期
6 何洪涛,徐永青,杨拥军,吕苗,郑锋,吝海峰;梳齿差分电容式体硅微加速度计(英文)[J];微纳电子技术;2002年11期
7 郑英彬,苏伟,何晓平;叉指式微加速度计的静电-机械耦合场分析[J];传感器技术;2002年05期
8 郇勇,张泰华,杨业敏,王钻开,陆德仁;压阻式高量程微加速度计的冲击校准[J];传感器技术;2003年11期
9 张精华,田雷,迟晓珠,王伟,侯占民,吴亚林;压阻式硅微加速度计的研制[J];传感器技术;2003年12期
10 张少峰,陈花玲;一种高分辨率电容微加速度计的设计研究[J];微纳电子技术;2004年03期
相关会议论文 前10条
1 杨慧;郭航;;压电式微加速度计的研究[A];第二届全国压电和声波理论及器件技术研讨会摘要集[C];2006年
2 邢朝洋;王巍;徐宇新;邱飞燕;徐杰;;宇航用硅微加速度计工程化研究[A];2010年惯性技术 发展动态 发展方向研讨会文集[C];2010年
3 何晓平;张德;文贵印;;“叉指”结构微加速度计的系统设计[A];中国工程物理研究院科技年报(2002)[C];2002年
4 何胜;赵采凡;王巍;朱红生;;“三明治式”硅微加速度计工程化研究[A];中国惯性技术学会第五届学术年会论文集[C];2003年
5 李圣怡;刘宗林;吴学忠;;微加速度计的发展[A];全国生产工程第九届年会暨第四届青年科技工作者学术会议论文集(二)[C];2004年
6 胡莉;李茜;;微加速度计[A];中国自动化学会、中国仪器仪表学会2004年西南三省一市自动化与仪器仪表学术年会论文集[C];2004年
7 鲍海飞;陆德仁;;高量程微加速度计的冲击标定[A];第一届长三角地区传感技术学术交流会论文集[C];2004年
8 黄书琴;郝永平;王世军;;电容微加速度计结构参数优化设计[A];中国传感器产业发展论坛暨东北MEMS研发联合体研讨会论文集[C];2004年
9 何晓平;;抗7400g冲击的静电伺服微加速度计[A];中国工程物理研究院科技年报(2000)[C];2000年
10 何胜;赵采凡;朱红生;王岩;;硅微加速度计微敏感结构设计与研制[A];2001年飞行器惯性器件学术交流会论文集[C];2001年
相关博士学位论文 前8条
1 刘晓e,
本文编号:2144381
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/yiqiyibiao/2144381.html