FBAR無(wú)線傳感器集成技術(shù)研究.pdf

1、隨著半導(dǎo)體工藝和射頻通信技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的傳感器正逐步實(shí)現(xiàn)微型化、智能化、信息化和網(wǎng)絡(luò)化。薄膜體聲波諧振器(FBAR)因其優(yōu)越的特性，低廉的價(jià)格，可與半導(dǎo)體工藝兼容的等優(yōu)勢(shì)，顯示出廣闊的應(yīng)用前景。實(shí)現(xiàn)FBAR同CMOS電路的單芯片集成，并應(yīng)用于無(wú)線傳感網(wǎng)中成為一大趨勢(shì)。本論文圍繞FBAR無(wú)線傳感器單芯片集成技術(shù)展開(kāi)討論，主要針對(duì)FBAR的集成制備工藝及建模、FBAR無(wú)線傳感應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)、質(zhì)量傳感特性及傳感信息處理芯片等三部分內(nèi)容展開(kāi)探討

2、，為進(jìn)一步研究FBAR無(wú)線傳感器的集成做出有意義的探索。論文的主要工作及創(chuàng)新點(diǎn)包括：
　　 1．優(yōu)化FBAR設(shè)計(jì)制備流程，提出了一種CMOS電路鈍化層上集成制備FBAR的新結(jié)構(gòu)及其工藝，設(shè)計(jì)、流片并測(cè)試了幾種典型結(jié)構(gòu)的縱波及剪切波FBAR。論文分析了FBAR的寄生效應(yīng)，提出一種新的加入寄生參數(shù)的PMBVD等效電路模型，使用該模型可以有效提高FBAR仿真精度，同時(shí)可以根據(jù)該模型優(yōu)化設(shè)計(jì)FBAR的PAD結(jié)構(gòu)等。
　　 2．對(duì)

3、FBAR傳感特性進(jìn)行了測(cè)試和分析，在此基礎(chǔ)上提出了一種雙路計(jì)數(shù)差頻方法采集處理FBAR質(zhì)量傳感信息的方法。該方法簡(jiǎn)單可靠且精度高，理論上可以達(dá)到該FBAR可檢測(cè)微小質(zhì)量的最小極限。設(shè)計(jì)、流片并測(cè)試了該FBAR微質(zhì)量傳感信息采集處理的芯片，該芯片前級(jí)采用低功耗的源耦合邏輯分頻器對(duì)射頻信號(hào)進(jìn)行預(yù)分頻。
　　 3．設(shè)計(jì)FBAR無(wú)線傳感器單元的系統(tǒng)架構(gòu)，并根據(jù)系統(tǒng)應(yīng)用無(wú)線通信鏈路情況設(shè)計(jì)了基于CMOS工藝的868MHz、433MHz經(jīng)典