专题报道

面向高温极端环境的集成电路及传感器技术与应用


2025年 第25卷 第11期


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1. "面向高温极端环境的集成电路及传感器技术与应用"专题前言 曹晓东 电子与封装    2025, 25 (11): 110100-.   摘要 （39）      PDF（pc） （357KB）（174）    可视化    收藏 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

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2. 一种耐高温MEMS加速度传感器 张旭辉，李明昊，任臣，陈琳，杨拥军 电子与封装    2025, 25 (11): 110101-.   DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2025.0174 摘要 （78）      PDF（pc） （1741KB）（183）    可视化    收藏 设计一种耐高温微机电系统（MEMS）加速度传感器，MEMS敏感结构采用差分梳齿电容检测原理，MEMS与专用集成电路（ASIC）均使用绝缘体上硅（SOI）工艺设计制造。ASIC包括低噪声前端放大器、增益/零位调节、低通滤波等信号链电路单元，以及片上基准、片上振荡器、熔丝型一次性可编程（OTP）等辅助电路单元。器件采用陶瓷管壳封装，量程达到±15g，非线性度0.31%，225 ℃时零偏稳定性优于0.002g，表现出较好的温度特性和高稳定性。 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

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3. MEMS器件辐射损伤机理与抗辐射加固技术研究进展* 郭凯茜，朱志成，徐东航，聂萌 电子与封装    2025, 25 (11): 110102-.   DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2025.0176 摘要 （88）      PDF（pc） （2812KB）（199）    可视化    收藏 随着MEMS技术在空间探测、核能工程等极端辐射环境中的广泛应用，其辐射可靠性问题日益凸显。系统分析了基于不同工作原理（静电驱动、压阻传感、压电转换等）的MEMS器件在辐射环境下的失效机理，重点总结了电离辐射、位移损伤等效应对器件性能的影响规律。详细评述了从材料优化、结构设计到工艺改进的抗辐射加固技术研究进展。最后，针对未来深空探测、核反应堆监测等应用需求，提出了MEMS抗辐射加固技术的发展趋势和研究方向，为高可靠MEMS器件的设计与应用提供参考。 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

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4. 高温MEMS压力传感器芯片设计与实现方法研究* 陈培仓，华传洋，朱赛宁，王涛，聂萌，郭贤，吴建伟 电子与封装    2025, 25 (11): 110103-.   DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2025.0177 摘要 （41）      PDF（pc） （1643KB）（108）    可视化    收藏 针对核工业高温环境下25 MPa压力测量需求，设计并实现了一种基于CMOS工艺的高温MEMS压力传感器芯片。该芯片采用绝缘体上硅（SOI）材料片，通过硅槽和填充工艺实现全介质隔离，有效避免了高温下PN结隔离本征激发漏电问题，同时提升了热稳定性。实验结果表明，芯片压力测量范围为0~25 MPa，常温非线性误差优于0.35%FS，灵敏度达到3.95 mV/MPa，压敏电阻线性误差小于0.07%，在275 ℃时温度系数为2001.17×10-6/℃，传感器零点温漂在-0.08 mV/℃以内，热稳定时间较传统的沟槽隔离提升34.29%。该设计有望为核高温环境下的压力测量提供可靠解决方案，推动CMOS MEMS集成技术发展。 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）

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5. 耐高温MEMS加速度计设计及温度特性优化 陈鹏旭，任臣，杨拥军，王宁，陈琳，李明昊 电子与封装    2025, 25 (11): 110104-.   DOI: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2025.0178 摘要 （29）      PDF（pc） （1605KB）（135）    可视化    收藏 利用高温SOI ASIC制造工艺和微机电系统（MEMS）技术，研制了更宽温区（-55~225 ℃）的耐高温MEMS加速度计，拓宽了MEMS加速度计的使用范围。并对高温环境下的MEMS加速度计的温度特性进行研究。影响加速度计零偏温度系数的主要因素是应力，在应力过大的情况下，MEMS加速度计的结构会发生形变，导致零位偏移、温度漂移过大。基于有限元分析，从高温加速度计封装入手，通过优化封装应力，提高MEMS加速度计的温度性能，将全温零偏变化量减小至0.002 5g以内。加速度计量程达到了±50g，满量程线性度优于0.3%，可以满足航空航天、石油钻井等各种复杂高温环境的应用要求。 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论（0）




       曹晓东，博士，研究员，博士生导师，中国科学院大学教授，中国科学院半导体研究所高性能芯片研究组负责人，中国科学院半导体研究所人工智能与高速电路实验室主任，中国科学院半导体研究所纪委委员，射频集成电路与系统北京市重点实验室主任，中国电子学会国际合作工作委员会委员。主持完成项目20余项，目前致力于结合前沿数字信号处理和人工智能技术的高性能射频集成电路、高性能数模混合集成电路及智能装备的研发与产业化工作。













       任臣，中国电子科技集团公司第十三研究所正高级工程师，河北美泰电子科技有限公司副总经理。2004年毕业于兰州大学通信工程专业，获工学学士学位，2007年毕业于中国科学院研究生院，获工学硕士学位，同年6月加入恩智浦半导体（上海）有限公司，2010年加入中国电科13所。长期从事MEMS惯性器件开发研究及工程应用，特别是其ASIC信号调理电路开发工作。作为负责人承担国家重大科学仪器专项、重点研发计划及其他国家级项目10余项。近年来，专注于车规级MMES传感器的开发，并获得批量上车应用。获国家授权发明专利10余项；MEMS加速度传感器、六轴惯性测量单元相关研究成果荣获2015年省部级三等奖、2022年省部级一等奖。