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[发明专利]基于拍型仿生纤毛的高灵敏度MEMS心音心电一体化检测传感器-CN202110701358.7有效
发明人： 崔建功;王朔彤;张国军;史鹏程;力乙瑞;王博;杨玉华;张文栋;薛晨阳 -专利权人：中北大学
申请日： 2021-06-24 - 公布日： 2023-08-25 - 主分类号： A61B7/04 文献下载
摘要：本发明为一种基于拍型仿生纤毛的高灵敏度MEMS心音心电一体化检测传感器，其包括主要由探头壳体、MEMS声传感器微结构、心音心电一体化电路和信号采集卡组成，MEMS声传感器微结构上设置有拍型仿生纤毛用于检测心音信号，探头壳体上的心电电极用于检测心电信号，二者将检测到的信号传输给心音心电一体化电路进行处理，处理后再传输给信号采集卡。本发明具有设计科学、结构合理、操作简便、携带方便、检测灵敏、成本低、可批量加工、心音心电同步检测等优点，和传统传感器探头相比检测心音与心电信号更加准确、快速和方便。
基于仿生纤毛灵敏度 mems 心音一体化检测传感器

[发明专利]电容式微机械超声换能器柔性柱面阵及其制备方法-CN202210559051.2有效
发明人：王任鑫;张文栋;秦芸;王智豪;张国军;杨玉华;何常德;崔建功;张赛;穆罕默德·伊尔马兹;埃汉·博兹库尔特 -专利权人：中北大学
申请日： 2022-05-22 - 公布日： 2023-07-11 - 主分类号： B06B1/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种电容式微机械超声换能器柔性柱面阵，属于MEMS技术领域。该柱面阵由多个相同的曲面阵对接拼装而成，单个曲面阵主要由叠置的模具、柔性PCB板和CMUT晶圆组成，CMUT晶圆划割形成多条线阵，线阵之间填充PDMS，CMUT晶圆顶面设置有金属上电极、底面设置有金属下电极。本发明柔性柱面阵具有高密度、高一致性的优点，能够包围在乳腺四周进行筛查，可在孔径为20cm的CMUT柱面阵空间内实现对乳腺组织的检测，在超声成像领域将具有很好的成本和性能优势。
电容式微机械超声换能器柔性柱面及其制备方法

[发明专利]一种高灵敏度压阻敏感单元及其制造方法-CN202210357554.1有效
发明人：王任鑫;张文栋;刘国昌;谭皓宇;李皓璇;乔庆宇;张国军;杨玉华;何常德;崔建功 -专利权人：中北大学
申请日： 2022-04-07 - 公布日： 2023-07-07 - 主分类号： G01L1/18 文献下载
摘要：本发明属于传感器技术领域，涉及敏感单元及其制备，具体为一种高灵敏度敏感单元及其制造方法，其包括半导体衬底、N阱和至少一块LDD超浅结，半导体衬底向上延伸有外延层，外延层进行轻的P型杂质掺杂，N阱位于外延层上，LDD超浅结位于N阱上，LDD超浅结的两端设有p+有源区，外延层表面覆盖有氧化层，氧化层上开有暴露p+有源区的窗口，窗口处暴露的p+有源区通过合金层连接有金属引线。本发明所述方法采用CMOS工艺中的超浅结漏注入方式在压阻区进行低能离子注入，使之产生LDD超浅结硅纳米膜；利用硅纳米膜的巨压阻效应敏感机制，可以大幅提高传感器的灵敏度。
一种灵敏度敏感单元及其制造方法

[发明专利]基于n型悬臂梁式一维MEMS声传感器的电子听诊器-CN202110182398.5有效
发明人： 崔建功;王博;杨玉华;力乙瑞;史鹏程;王朔彤;张国军;张文栋;薛晨阳 -专利权人：中北大学
申请日： 2021-02-10 - 公布日： 2023-04-11 - 主分类号： A61B7/04 文献下载
摘要：本发明为一种基于n型悬臂梁式一维MEMS声传感器的电子听诊器，属于生物医疗器件技术领域。该电子听诊器包括由三角支撑架、支撑柱、紧固螺栓、滑块、连接杆、支撑板、支撑杆组成的支撑螺纹连接体，由椭圆形壳体、盖体和感应薄膜组成的心音探头壳体以及设置于心音探头壳体内的MEMS声传感器微结构。本发明电子听诊器设计科学，结构合理，体积小巧美观，成本低廉，加工简单易于批量生产，使用操作方便稳定，检测灵敏度高，抗干扰能力强、信噪比高、可靠性高、带宽高、检测效果好，值得推广使用。
基于悬臂梁式一维 mems 传感器电子听诊器

[发明专利]一种全指向型水听器-CN202310046717.9在审
发明人：贾利成;张文栋;孟繁胜;张国军;王仁鑫;何常德;杨玉华;崔建功 -专利权人：中北大学
申请日： 2023-01-31 - 公布日： 2023-04-04 - 主分类号： G01H11/08 文献下载
摘要：本发明为一种全指向型水听器，包括水听器敏感探头、数据采集模块、数据存储模块和电源管理模块，水听器敏感探头包括球形封装外壳、环形PCB板、前级信号处理电路和双向微机械超声波换能器，双向微机械超声波换能器包括衬底，衬底的顶面和底面上设有对称设置的绝缘层、下电极层、器件层、真空腔体和上电极层。本发明全指向型水听器设计科学，结构合理，使用效果好，实现了在水听器所在的平面360度范围内对声压信号具有同样敏感性的目的。
一种指向型水听器

[发明专利]高灵敏度MEMS电容式超声波换能器-CN202211429161.3在审
发明人：贾利成;张文栋;梁永;张国军;王仁鑫;何常德;杨玉华;崔建功 -专利权人：中北大学
申请日： 2022-11-15 - 公布日： 2023-03-14 - 主分类号： B06B1/02 文献下载
摘要：本发明为一种高灵敏度MEMS电容式超声波换能器，属于MEMS换能器技术领域。该换能器由若干个换能器单元依次紧密排布组成，换能器单元由上而下依次为上电极层、振动薄膜、绝缘支撑层、衬底硅片和下电极层；换能器单元上设置有若干围绕上电极层周缘一圈均布设置的反射腔，换能器单元上设置有一个内腔，若干反射腔的底部均与内腔的底部连通。本发明超声波换能器是在换能器单元上设计反射腔结构，通过反射腔将超声换能器振动薄膜振动后向下传播损耗的声能向上引导后传播出去，从而提高输出的声能，实现提高MEMS超声波换能器灵敏度的目的。本发明高灵敏度MEMS电容式超声波换能器具有设计科学、结构简单、灵敏度高等优点。
灵敏度 mems 电容超声波换能器

[发明专利]一种MEMS超声波换能器-CN202211429162.8在审
发明人：贾利成;张文栋;张君慧;张国军;王仁鑫;何常德;杨玉华;崔建功 -专利权人：中北大学
申请日： 2022-11-15 - 公布日： 2023-03-14 - 主分类号： B06B1/02 文献下载
摘要：本发明为一种MEMS超声波换能器，其包括若干个按照行列规则排布的换能器单元，由上而下依次为上电极层、振动薄膜、绝缘支撑层、衬底硅片和下电极层，振动薄膜和绝缘支撑层上开设有若干围绕上电极层设置的通孔，振动薄膜和绝缘支撑层上开设有一圈环形槽，衬底硅片的顶面中心处设有与通孔相通的凹槽。本发明通过在换能器单元器件层之间刻蚀环形槽结构来降低换能器在工作时的锚点损耗来，同时通过在换能器单元器件层上刻蚀通孔结构来使换能器振动薄膜从类高斯运动变为类活塞运动，最终达到了提高换能器灵敏度的目的。
一种 mems 超声波换能器

[发明专利]MEMS同振型三维组合水听器-CN202211028088.9在审
发明人：王任鑫;张文栋;武淑峰;乔庆宇;张国军;何常德;杨玉华;崔建功 -专利权人：中北大学
申请日： 2022-08-25 - 公布日： 2022-11-01 - 主分类号： G01H11/06 文献下载
摘要：本发明为一种MEMS同振型三维组合水听器，属于水声传感器技术领域。该水听器包括圆球状封装舱，圆球状封装舱内设有控制电路板，控制电路板上集成有一支构成矢量通道的MEMS电容式三轴加速度计以及一支构成声压通道的MEMS电容式全向性麦克风，控制电路板上连接有输出信号缆和输入信号缆，圆球状封装舱内还设有上下对称设置的气体密封腔。该水听器集成了一款MEMS电容式三轴加速度计作为矢量通道、集成了一款MEMES全向性麦克风作为声压通道，大大减小了MEMS同振型三维组合水听器的体积，增加了MEMS同振型三维组合水听器的灵敏度。
mems 三维组合水听器

[发明专利]基于MEMS技术的心音心电检测仪及其检测方法-CN202210778610.9在审
发明人：杨玉华;史鹏程;崔建功;张国军;王朔彤;王博;王任鑫;何常德;张文栋;汪涛 -专利权人：中北大学
申请日： 2022-07-04 - 公布日： 2022-10-11 - 主分类号： A61B7/04 文献下载
摘要：本发明为一种基于MEMS技术的心音心电检测仪，属于生物医疗技术领域。该检测仪包括心音传感器、心音测量电路、心电测量电路、模拟信号采集器和信号显示上位机；心音传感器与心音测量电路电连接，心音传感器、心音测量电路和心电测量电路封装在心音心电一体化探头中，心电测量电路通过心电导联线连接有心电电极片，心音心电一体化探头与模拟信号采集器电连接，模拟信号采集器与信号显示上位机电连接。该检测仪相比于传统听诊器具有灵敏度高、抗干扰能力强的优点，同时可以让医生听诊患者心音的同时观察到患者的心音波形，同时兼具测量人体心电的功能，通过心电信号对心音信号的第一心音和第二心音进行标记，实现了心音信号的可视化和量化。
基于 mems 技术心音检测及其方法

[发明专利]差分电容式纤毛水听器及其制造方法-CN202210525262.4在审
发明人：王任鑫;张文栋;李照东;张国军;何常德;杨玉华;崔建功 -专利权人：中北大学
申请日： 2022-05-15 - 公布日： 2022-08-30 - 主分类号： B81B7/02 文献下载
摘要：本发明提供了一种差分电容式纤毛水听器及其制造方法，属于水下声纳传感器制造技术领域。本发明差分电容式纤毛水听器结构包括纤毛体、连接梁、中心连接体、上电极、钝化层、介质层、下电极、基底层等；制备方法，使用COMS‑MEMS单片集成工艺，在COMS工艺的后端层设置器件的结构，电路信号处理电子层在器件结构下方集成，各金属层间通过金属钨塞连接。由COMS‑MEMS单片集成工艺制备的差分电容式纤毛水听器具有一致性好、集成化、频带宽、灵敏度高、易封装、可批量生产等优点。
电容纤毛水听器及其制造方法

[发明专利]基于PDMS-硅纳米膜的柔性心音传感器及其制备方法-CN202210612658.2在审
发明人：王任鑫;郝晓剑;程丽霞;史鹏程;张文栋;张国军;崔建功;杨玉华;何常德 -专利权人：中北大学
申请日： 2022-06-01 - 公布日： 2022-08-30 - 主分类号： B81B7/02 文献下载
摘要：本发明为一种基于PDMS‑硅纳米膜的柔性心音传感器，属于半导体技术领域。该传感器由硅纳米膜和柔性基底PDMS组成，硅纳米膜包括压阻区、欧姆接触区和合金区，合金区的材质为铬和金的合金。制备时在SOI片的上方形成氧化层，经过浓硼扩散后形成欧姆接触区，刻蚀顶层硅后形成压阻区，溅射、腐蚀金属并退火后形成合金区，刻蚀并腐蚀埋氧层后形成屋檐结构，钻蚀埋氧层后形成悬空的硅纳米膜结构，最终将硅纳米膜转印到柔性基底PDMS上。该传感器具有较高的灵敏度，同时由于柔性基底PDMS，增加了传感器的适应性和便捷性。
基于 pdms 纳米柔性心音传感器及其制备方法

[发明专利]L型连接梁声发射器件及其制备方法-CN202210525263.9在审
发明人：王任鑫;张文栋;李照东;张赛;张国军;何常德;杨玉华;崔建功 -专利权人：中北大学
申请日： 2022-05-15 - 公布日： 2022-08-12 - 主分类号： B81B7/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种L型连接梁声发射器件及其制备方法。该声发射器件由下而上依次为基底层、交替设置的介质层及金属层、钝化层，第n层介质层上刻蚀有矩形空腔，空腔顶部形成矩形振膜、L型连接梁及上电极，空腔底部形成下电极。制备时，使用COMS工艺的后端（BEOL）层作为MEMS器件的结构层，COMS电子层在MEMS器件层下方集成，各金属层间通过钨塞互连，最后通过刻蚀形成矩形空腔、矩形振膜及L型连接梁。本发明L型连接梁声发射器件具有可靠性好、体积小、灵敏度高、制造成本低、易于批量生产等优点。
连接声发器件及其制备方法

[发明专利]复合膜电磁屏蔽的电容式声换能器及制造方法-CN202210525271.3在审
发明人：王任鑫;张文栋;李照东;张国军;何常德;杨玉华;崔建功 -专利权人：中北大学
申请日： 2022-05-15 - 公布日： 2022-08-12 - 主分类号： H04R19/04 文献下载
摘要：本发明为一种复合膜电磁屏蔽的电容式声换能器及制造方法，该方法可用于制造麦克风和超声换能器。该电容式声换能器由下而上依次为基底层、交替设置的介质层及金属层、钝化层，第（n‑2）层介质层上刻蚀有空腔，空腔顶部形成复合振膜及上电极、底部形成下电极。该电容式声换能器有金属层包裹可形成电磁屏蔽，极大的增强了抗干扰能力，该换能器具有稳定性高，一致性好等优点，制造方法简单且成本低、可批量化生产。
复合电磁屏蔽电容式声换能器制造方法

[发明专利]CMOS-MEMS集成声换能器及其制备方法-CN202210525272.8在审
发明人：王任鑫;张文栋;李照东;张国军;何常德;杨玉华;崔建功 -专利权人：中北大学
申请日： 2022-05-15 - 公布日： 2022-08-12 - 主分类号： B81B7/02 文献下载
摘要：本发明提供了一种CMOS‑MEMS集成声换能器及其制备方法。该传感器既能作为麦克风传感器又能作为超声换能器，其由下而上依次为基底层、交替设置的介质层及金属层、钝化层，第n层介质层上刻蚀有空腔，空腔顶部形成振膜及上电极、底部形成下电极。制备时，使用COMS工艺的后端（BEOL）层作为MEMS器件的结构层，COMS电子层在MEMS器件层下方集成，各金属层间通过钨塞互连，最后通过干法刻蚀在介质层上形成空腔。本发明传感器具有可靠性好、体积小、频带宽、灵敏度高、易于批量生产等特点，可以应用于医学、军事、工业、农业等众多领域。
cmos mems 集成声换能器及其制备方法

[发明专利]面向MEMS矢量水听器的十字梁敏感结构后CMOS释放方法-CN202210392926.4在审
发明人：王任鑫;张文栋;谭皓宇;刘国昌;李皓璇;张国军;杨玉华;何常德;崔建功 -专利权人：中北大学
申请日： 2022-04-15 - 公布日： 2022-08-05 - 主分类号： B81C1/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种面向MEMS矢量水听器的十字梁敏感结构后CMOS释放方法，涉及半导体领域，尤其涉及氮化硅的侧墙保护和硅的各向异性腐蚀释放敏感结构。该方法利用在标准CMOS工艺中形成的氮化硅钝化层，作为后续步骤的刻蚀掩膜；深硅刻蚀，台阶高度为敏感结构厚度；等离子增强化学气相淀积一层氮化硅，刻蚀台阶侧壁形成氮化硅侧墙；反应离子刻蚀氮化硅；深硅刻蚀，刻蚀出腐蚀台阶；TMAH溶液腐蚀直到结构释放。本发明的工艺步骤简单、成本较低、可批量化生产。本发明的工艺能兼容CMOS工艺，能够实现MEMS矢量水听器的片上CMOS集成；该方法不仅保证了结构尺寸的精准性，而且提高了批量生产能力。
面向 mems 矢量水听器十字敏感结构 cmos 释放方法

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