| 题名 | 适用于SOC的硅微电容传声器 |
| 作者 | 李剑成 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2009-07-31 |
| 授予单位 | 中国科学院声学研究所 |
| 授予地点 | 声学研究所 |
| 关键词 | 单芯片系统 硅微电容传声器 活塞式振动膜 边缘开槽振动膜 |
| 学位专业 | 信号与信息处理 |
| 中文摘要 | 将MEMS（Micro Electro-Mechanical System，微机电系统）器件与其相应的外围工作电路（主要是CMOS电路）集成到同一个芯片上，建立单芯片系统（System On Chip ，简称SOC）是当前MEMS领域的一个研究热点。但在声学MEMS当中，传统的硅微电容传声器由于在制备过程中需要进行很多高温的工艺步骤，与CMOS电路的制备工艺不兼容，使两者难以集成到同一芯片上建立SOC。 本论文的主要工作，是在传统的硅微电容传声器结构的基础上提出适用于SOC的新型结构，将传声器的整个工艺流程温度控制在300℃以下，与常规的集成电路制造工艺兼容，从而可以通过Post-CMOS的方式构成SOC，即先用CMOS工艺制作完成外围工作电路（有时需要同时完成传声器的部分结构），然后在同一个芯片上预留的部位用不损坏CMOS电路的工艺方式完成硅微电容传声器的制备并将其与电路部分相连接。此外，本文中提出的结构设计还有利于提高传声器的灵敏度和成品率。 本文首先提出并制备了一种采用聚酰亚胺（Polyimide，简称PI）制作圆形振动膜和厚背极板的硅微电容传声器结构，在低于300℃的温度下完成了工艺制备。之后进一步提出了采用活塞式振动膜的硅微电容传声器结构设计，用我们实验室提出的MEMS微蜂窝结构来形成刚性活塞，结合作为柔性支撑的聚酰亚胺薄膜共同构成活塞式振动膜，理论分析表明其灵敏度可达-34dB（ref 1V/Pa），即20mV/Pa。本文还提出了另一种适用于SOC的硅微电容传声器，这种结构是对本实验室研制开发的边缘开槽硅微电容传声器的改进方案，其振动膜是可在CMOS工艺中预先制备的氮化硅薄膜，进行边缘开槽后用聚酰亚胺制作带有防声漏的围墙结构的厚背极板，解决了原振动膜边缘开槽结构当中存在的声漏问题，改善了传声器的频率响应，实验灵敏度可达到-52dB，即3mV/Pa。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2011-05-07 |
| 页码 | 137 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://159.226.59.140/handle/311008/518]  |
| 专题 | 声学研究所_声学所博硕士学位论文_1981-2009博硕士学位论文 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 李剑成. 适用于SOC的硅微电容传声器[D]. 声学研究所. 中国科学院声学研究所. 2009. |
| 个性服务 |
| 查看访问统计 |
| 相关权益政策 |
| 暂无数据 |
| 收藏/分享 |
除非特别说明，本系统中所有内容都受版权保护，并保留所有权利。
修改评论