微电子技术发展现状及趋势.pptVIP

* * Analog Devices 公司（ADI）制造的单片双轴微加速度传感器ADXL202，图a至图d分别为封装照片、加速度敏感结构静止状态、测量状态和芯片照片。测量加速度的传感器机械结构位于芯片中心，是利用表面微加工技术制造的悬空多晶硅梳状叉指电容，BiMOS工艺的信号处理电路分布在结构周围。当有加速度作用时，作用在可动叉指的惯性力改变了与固定叉指之间的距离，引起叉指电容变化，通过集成电路测量电容的变化得到加速度信号。 * * * * * * * * * * * * RF MEMS开关 应用前景： 军用领域：以RF MEMS开关技术为基础，可研制RF MEMS移相器、智能天线、T/R模块，是实现上万单元相控阵天线的关键技术，对雷达预警、战术战略侦察，卫星组网和制导等军事领域均有重要意义 民用领域：由于开关的低功耗、集成化的独特优点，将在手机等移动通信设备上得到广泛应用。 RF MEMS开关 应用举例： 开关在无线通讯中的应用：因其插入损耗小、隔离度高、功耗低、体积小等特点，正符合未来通信系统向微型化发展的需求。 RF MEMS开关 应用举例： 开关在移相器中的应用：在CPW传输线上周期性加载高Q值的并联开关，在中心信号线和桥之间加电压后，将改变CPW传输线的负载电容，从而改变传输线的特性阻抗和传输系数来实现相移。相控阵天线每个单元都有移相器，在计算机控制下，改变天线孔径上的相位分布，来实现波束在空间扫描，即电子扫描 相位扫描阵列示意图 RF MEMS开关 应用举例： 开关在天线中的应用：在网格每一臂上都嵌入了一个开关，通过控制开关的通断来实现信号沿不同路径传播，实现多频段、多极化的功能。 RF MEMS开关 工作原理 RF MEMS开关 开关的制造 RF MEMS开关 RF MEMS开关流水后的照片 MEMS在武器装备中的应用 * 北京理工大学微电子所 * 武器装备中的应用 用于武器制导和个人导航的惯性导航组合 单兵携带、战场实时监测、毒气以及细菌检测和救护等 武器安全、保险、引信和无人值守分布式传感器 炮弹弹道修正、子母弹开仓控制、侵彻点控制 推进和燃烧控制系统、飞机分布式空气动力学控制 超小型、超低功率无线通讯信号处理、小型分析仪器 高密度、低功耗的大量数据存储器件 敌友识别系统、显示和光纤开关的集成微光学机械器件 基于MEMS技术的微/纳卫星 目前已发射的基于MEMS 技术的微/ 纳卫星主要有： 俄罗斯航天研究院SPU TNIK22 美国Aeroastro 的Bitsy , 亚利桑那大学的AUSat , 斯坦福大学的SQUIRT22 和PicoSat , 英国Surrey 大学的SNAP21 墨西哥Anahuac 大学的AniSat 2000 年2 月,美国DARPA 和Aero2 space 公司成功地发射了世界上第一颗皮型卫星, 重量仅245 g, 主要是试验MEMS RF 技术。 MEMS 卫星的组网与“虚拟卫星”是卫星技术发展的重要方向,是目前世界MEMS 卫星的研究热点。 MEMS在军事航空航天应用小结 * * 北京理工大学微电子所 微型飞行器 微型飞行器( Micro Aerial Vehicle , MAV) 因尺寸小( 45 cm) 、巡航范围大( 5 km) 和飞行时间长( 15 min) ,能够自主飞行,并能以可接受的成本执行某一特定任务,被认为是未来战场上的重要侦察和攻击武器;具有价格低廉、便于携带、操作简单、安全性好等优点。 MEMS在军事航空航天应用小结 * * 北京理工大学微电子所 微型飞行器 目前,微型飞行器的研究主要集中在美、日、德等发达国家 美国MLB 公司研制出翼展为45 cm 的微型飞行器Bat , 该机飞行时间20 min , 飞行速度约为64 km/ h , 飞行高度457 m ； 美国Aero Vir2 onment 公司研制出名为“黑寡妇”(Black Widow) 的直径15 cm 的圆盘状微型飞行器,飞行时间22 min , 飞行距离16 km ; 美国Intelligent Auto mation 公司制作了长15 cm 、重90 g 的微型飞行器,它装备有自动制导系统,该飞行器能以约70～150 km/ h 速度飞行,飞时间约20 min ; 美国M IT 的林肯实验室正在开发的微型飞行器重57 g , 长、宽均小于15 cm, 飞行速度约32～48 km/h, 可控半径5 km, 飞行时间1 h, 具有摄像能力； 1995 年,日本东北大学利用MEMS 技术,制造出一个靠磁力矩驱动的飞行装置,该装置宽30 mm, 长20 mm, 重5.3 mg 。 MEMS在军事航空航天应用小结 * * 北京理工大学微电子