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与CMOS工艺兼容的皮拉尼传感器研究

传感技术学报 2013年第1期26卷 31-33页

作者：汪家奇唐祯安大连理工大学半导体技术学院电子科学与技术学院辽宁大连116024

皮拉尼传感器广泛用于105Pa～10-1Pa的粗真空测量。本文在基于MEMS工艺的皮拉尼传感器的基础上研制了一款与标准CMOS工艺兼容的皮拉尼传感器。它采用钨微热板作为敏感元件,工作在恒电流模式下。该传感器利用0.5μm标准CMOS工艺加工,对10... 详细信息

皮拉尼传感器广泛用于105Pa～10-1Pa的粗真空测量。本文在基于MEMS工艺的皮拉尼传感器的基础上研制了一款与标准CMOS工艺兼容的皮拉尼传感器。它采用钨微热板作为敏感元件,工作在恒电流模式下。该传感器利用0.5μm标准CMOS工艺加工,对10-1Pa～105Pa的气压有响应,尤其对1 Pa～100 Pa气压具有线性响应。

关键词：皮拉尼传感器 CMOS工艺 MEMS 微热板

自制集成皮拉尼真空传感器系统在半导体加工设备中的应用

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实验技术与管理 2018年第1期35卷 92-94,103页

作者：汪家奇大连理工大学微电子学院辽宁大连116023

为打破国外的技术垄断,研发了一款能够敏感105~10-1 Pa的皮拉尼真空传感器,该传感器利用CMOS工艺加工,在同一个硅片上集成了传感器单元、采集电路、信号处理电路及数字接口电路,构成与CMOS工艺兼容的集成皮拉尼真空检测系统,可直接用于... 详细信息

为打破国外的技术垄断,研发了一款能够敏感105~10-1 Pa的皮拉尼真空传感器,该传感器利用CMOS工艺加工,在同一个硅片上集成了传感器单元、采集电路、信号处理电路及数字接口电路,构成与CMOS工艺兼容的集成皮拉尼真空检测系统,可直接用于半导体设备腔室中真空度的测量。

关键词：半导体加工设备真空传感器皮拉尼传感器

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一种与CMOS工艺兼容的钨微热板

传感技术学报 2009年第1期22卷 42-44页

作者：汪家奇唐祯安大连理工大学电信学院辽宁大连116024

标准CMOS工艺中的多晶硅的热性能越来越稳定,因此多晶硅微热板受到一定的限制。本文设计了一种与标准CMOS工艺兼容的钨微热板。钨在CMOS工艺中作为通孔材料连接两层金属或者金属与硅衬底。但在钨微热板的设计过程中,钨连接一层金属,构... 详细信息

标准CMOS工艺中的多晶硅的热性能越来越稳定,因此多晶硅微热板受到一定的限制。本文设计了一种与标准CMOS工艺兼容的钨微热板。钨在CMOS工艺中作为通孔材料连接两层金属或者金属与硅衬底。但在钨微热板的设计过程中,钨连接一层金属,构成钨电阻,作为微热板的加热和测温电阻。测量结果显示钨的温度系数是0.0015/℃,钨微热板的热阻是17℃/mW。本文的钨微热板的设计可以应用到相关的与标准CMOS工艺兼容的热传感器的设计之中。

关键词： CMOS工艺 MEMS 钨电阻钨微热板

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多模式ΣΔ调制器的设计及行为仿真

系统仿真学报 2009年第23期21卷 7671-7674页

作者：李金凤唐祯安汪家奇大连理工大学电子系大连116024 沈阳化工学院信息工程学院沈阳110142

提出了一种适用于多模式零中频接收机的1位级联可重构ΣΔ调制器结构。该调制器采用双采样技术及前馈通道提高动态范围。推导了缩放系数以获取所需的噪声成形。分析了电路的非理想性,并利用Matlab/SIMULINK进行行为级建模得出电路子模... 详细信息

提出了一种适用于多模式零中频接收机的1位级联可重构ΣΔ调制器结构。该调制器采用双采样技术及前馈通道提高动态范围。推导了缩放系数以获取所需的噪声成形。分析了电路的非理想性,并利用Matlab/SIMULINK进行行为级建模得出电路子模块的指标。仿真得到的GSM/Bluetooth/GPS/WCDMA/WLAN/WiMAX的峰值信噪比分别为85/81/67/65/56/48dB,满足各通信标准要求,验证了该结构的有效性和电路的可行性。

关键词： ΣΔ调制器双采样前馈通道多模式接收机仿真

用于单片集成真空传感器的SAR型ADC设计

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大连理工大学学报 2009年第6期49卷 958-963页

作者：李金凤唐祯安汪家奇大连理工大学电子与信息工程学院辽宁大连116024 沈阳化工学院信息工程学院辽宁沈阳110142

设计了一款适用于单芯片集成真空传感器的10位SAR型A/D转换器.轨至轨比较器通过并联两个互补的子比较器实现.信号采样时,比较器进行失调消除,提高电路的转换精度.电路采用0.5μm2P3M标准CMOS工艺制作.系统时钟频率为20MHz,输入电压范围... 详细信息

设计了一款适用于单芯片集成真空传感器的10位SAR型A/D转换器.轨至轨比较器通过并联两个互补的子比较器实现.信号采样时,比较器进行失调消除,提高电路的转换精度.电路采用0.5μm2P3M标准CMOS工艺制作.系统时钟频率为20MHz,输入电压范围为0～3V.在1.25MS/s采样率和4.6kHz信号输入频率下,电路的信噪比为56.4dB,无杂散动态范围为69.2dB.芯片面积为2mm2.3V电源电压供电时,功耗为3.1mW.其性能已达到高线性度和低功耗的设计要求.

关键词：逐次逼近 A/D转换器低功耗 CMOS 单片集成真空传感器

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恒温式微热板电阻真空传感器

光学精密工程 2008年第7期16卷 1253-1257页

作者：张凤田唐祯安余隽汪家奇中国工程物理研究院电子工程研究所四川绵阳621900 大连理工大学电子工程系辽宁大连116024

研究了微热板的传热特性，从理论上分析了恒温模式下工作温度和结构尺寸对微热板电阻真空传感器工作特性的影响。设计了一种边长为93μm、四臂支撑的方形微热板结构的电阻真空传感器，支撑桥长65μm、宽21μm，微热板与衬底之间的气隙... 详细信息

研究了微热板的传热特性，从理论上分析了恒温模式下工作温度和结构尺寸对微热板电阻真空传感器工作特性的影响。设计了一种边长为93μm、四臂支撑的方形微热板结构的电阻真空传感器，支撑桥长65μm、宽21μm，微热板与衬底之间的气隙高度为0．5μm；采用表面微机械加工技术成功实现了该传感器的加工。用恒温电路进行测试的结果显示，该微热板真空传感器气压测量范围约2～10^5Pa，且响应特性与理论计算结果相符。

关键词：微热板电阻真空传感器恒温

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虚拟仿真在光刻工艺实验教学中的应用

教育现代化 2018年第1期5卷 198-200页

作者：汪家奇大连理工大学微电子学院

光刻是集成电路加工的关键工艺,决定了集成电路发展的趋势。光刻机被誉为世界上最精密的设备。按照工作原理,光刻机可以分为接触式、接近式和投影式光刻机。国内高校普遍采用接触式和接近式光刻机作为实验教学的重点,而工业上使用投影... 详细信息

光刻是集成电路加工的关键工艺,决定了集成电路发展的趋势。光刻机被誉为世界上最精密的设备。按照工作原理,光刻机可以分为接触式、接近式和投影式光刻机。国内高校普遍采用接触式和接近式光刻机作为实验教学的重点,而工业上使用投影式光刻机。投影式光刻机非常昂贵,而且集成电路工厂不允许参观,为此将三维建模,动画演示为主要手段的虚拟仿真技术引入到投影式光刻机的实验教学之中。通过这种方式,在课堂上生动的展现出投影式光刻机及其导轨的结构、工作过程等内容,授课反响良好。

关键词：光刻投影式光刻机三维建模动画演示虚拟仿真

System on chip thermal vacuum sensor based on standard CMOS process

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Journal of Semiconductors 2009年第3期30卷 104-108页

作者：李金凤唐祯安汪家奇 Department of Electronic Engineering Dalian University of Technology College of Information Engineering Shenyang Institute of Chemical Technology

An on-chip microelectromechanical system was fabricated in a 0.5μm standard CMOS process for gas pressure detection. The sensor was based on a micro-hotplate （MHP） and had been integrated with a rail to rail operational amplifier and an 8-bit successive approximation register （SAR） A/D converter. A tungsten resistor was manufactured on the MHP as the sensing element, and the sacrificial layer of the sensor was made from polysilicon and etched by surface-micromachining technology. The operational amplifier was configured to make the sensor operate in constant current mode. A digital bit stream was provided as the system output. The measurement results demonstrate that the gas pressure sensitive range of the vacuum sensor extends from 1 to 105 Pa. In the gas pressure range from 1 to 100 Pa, the sensitivity of the sensor is 0.23 mV/Pa, the linearity is 4.95%, and the hysteresis is 8.69%. The operational amplifier can drive 200 Ω resistors distortionlessly, and the SAR A/D converter achieves a resolution of 7.4 bit with 100 kHz sample rate. The performance of the operational amplifier and the SAR A/D converter meets the requirements of the sensor system.

关键词： micro-hotplate thermal vacuum sensor monolithic operational amplifier SAR ADC

A Monolithic Integrated CMOS Thermal Vacuum Sensor

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Journal of Semiconductors 2008年第6期29卷 1103-1107页

作者：张凤田唐祯安汪家奇余隽中国工程物理研究院电子工程研究所绵阳621900 大连理工大学电子工程系大连116024

The monolithic integrated micro sensor is an important direction in the fields of integrated circuits and micro sensors. In this paper,a monolithic thermal vacuum sensor based on a micro-hotplate （MHP） and operating under constant bias voltage conditions was designed. A new monolithic integrating mode was proposed,in which the dielectric and passiva- tion layers in standard CMOS processes were used as sensor structure layers,gate polysilicon as the sacrificial layer,and the second polysilicon layer as the sensor heating resistor. Then, the fabricating processes were designed and the monolithic thermal vacuum sensor was fabricated with a 0. 6μm mixed signal CMOS process followed by sacrificial layer etching technology. The measurement results show that the fabricated monolithic vacuum sensor can measure the pressure range of 2- 10^5 Pa and the output voltage is adjustable.

关键词： thermal vacuum sensor monolithic integration CMOS micro hotplate