矢量水聽器由于體積小、重量輕、布放方便,特別適合于聲吶浮標的使用要求,然而,針對目前水聽器纖毛粘接方式一致性差、對準精度不高的問題,本文提出了硅纖毛一體化工藝制備,通過深硅刻蝕機刻蝕SOI片背面襯底硅,刻蝕出硅纖毛柱體結(jié)構(gòu),半導體工藝精度保證了高的一致性和精度;針對目前水聽器芯片尺寸較大的問題,提出利用硅納米膜壓敏單元,在保證靈敏度和頻響的情況下,實現(xiàn)十字梁結(jié)構(gòu)尺寸的減小,同時由于硅纖毛的引入,水聽器芯片整體尺寸得以大幅減小。本文首先介紹了MEMS二維矢量水聲傳感器的研究背景和國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,分析了矢量水聲傳感器的工作原理。在此基礎(chǔ)上,本文提出了基于硅纖毛/硅納米膜的MEMS二維矢量水聲傳感器結(jié)構(gòu),分析在完全耗盡狀態(tài)下多數(shù)載流子濃度分布,推導硅納米膜電導率與表面勢的關(guān)系,建立基于表面耗盡機制的巨壓阻模型;研究MEMS二維矢量水聲傳感器一體化制備方法,實現(xiàn)硅納米膜敏感單元、二氧化硅四梁結(jié)構(gòu)、硅纖毛的集成制備;建立一套MEMS二維矢量水聲傳感器工藝流程。分析在制備過程中出現(xiàn)的問題的原因,針對出現(xiàn)的問題進行了單步工藝驗證,最終實現(xiàn)了對硅纖毛與硅納米膜結(jié)構(gòu)進行了完整的制備。最后,利用掃描電子顯微...

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1美國AN/SSQ系列聲納浮標左右舷模糊是海洋測試中常見的問題，越來越受到人們的關(guān)注，美國研制出了三維

圖1.1美國AN/SSQ系列聲納浮標是海洋測試中常見的問題，越來越受到人們的關(guān)注，美國器，如圖1.2所示，并將其應(yīng)用在SURTASS拖曳線陣中年，美國又將聲壓陣與矢量陣組合起來形成拖曳線陣[13-14]研制的Swallow浮標，該系統(tǒng)對于艦船輻射噪聲比的增益....

圖1.2三維同振型矢量水聽器

如圖1.2所示，并將其應(yīng)用在SURTASS拖曳線陣中，美國又將聲壓陣與矢量陣組合起來形成拖曳線陣[13-1制的Swallow浮標，該系統(tǒng)對于艦船輻射噪聲比的增益

圖1.3低頻同振球形矢量水聽器

stics[20]。有矢量水聽器研究理量水聽器，如圖1.3所示。研究，可以提高10～20dB，充分說明

圖1.4同振柱型矢量水聽器

壓通道靈敏度為-191dB，振速通道聲壓靈敏度為-185.5dB@1kHz。在最近幾科研機構(gòu)也開始了對光纖矢量水聽器的研究，中國科學院聲學所和國防科技制了一種光纖矢量水聽器，如圖1.5所示，該水聽器的工作帶寬為80～1250H為（-159.7±2）dB（0dB=1r....

本文編號：4056695