硅麥克風硅基駐極體電容話筒

關于硅麥克風硅基駐極體電容話筒第1頁，共23頁，2022年，5月20日，13點58分，星期五主要內容：駐極體電容話筒的原理硅麥克風的一般結構微電子機械系統(tǒng)（MEMS）硅麥克風研發(fā)的技術難點硅麥克風的特點及應用前景光麥克風簡介第2頁，共23頁，2022年，5月20日，13點58分，星期五駐極體電容話筒的基本原理

背極板和傳聲器振膜共同組成一個平行板電容；如果在背極板和振膜之間加上一定的電壓，振膜將在聲壓的作用下產生位移，改變了兩極板之間的電容，從而將聲音信號轉變?yōu)殡娦盘栺v極體電容傳聲器又稱自極化或與極化電容傳聲器，它不需要外界提供偏置電壓，由振膜和背極板上長久貯存的電荷提供偏置電壓第3頁，共23頁，2022年，5月20日，13點58分，星期五聲壓作用于振膜，使其振動電容量隨振膜和背極間距D變化電容量C變化等同于電荷量Q變化振動信號轉換成電流信號第4頁，共23頁，2022年，5月20日，13點58分，星期五硅麥克風的一般結構單片式（一體式）：利用犧牲層技術將振膜和背極一體成型。兩片式（分離式）：振膜和背極芯片分別制造，再將其粘合。第5頁，共23頁，2022年，5月20日，13點58分，星期五微電子機械系統(tǒng)（MEMS）MicroElectroMechanicalSystem將常規(guī)集成電路工藝和微機械加工技術相結合隨著鍵合技術，深刻蝕，電鍍，化學機械拋光等新工藝的引進，大大增加了MEMS工藝的靈活性MEMS一般具有以下特征：

1.毫米到微米級

2.主要針對硅的微機械加工

3.與微電子芯片相同，可大批量，低成本生產

4.”機械“不限于狹義的機械力學中的機械

5.微“機械”與IC集成的微系統(tǒng)第6頁，共23頁，2022年，5月20日，13點58分，星期五硅麥克風研發(fā)的技術難點微結構設計難點：波紋：寬度，深度，間距，數(shù)目等對靈敏度的影響。從各種組合中找出最佳方案聲學孔：孔徑，間距，數(shù)目，排列方式等對頻響特性的影響聲學孔形成：用濕法腐蝕，效率高

DRIE刻蝕，設備昂貴第7頁，共23頁，2022年，5月20日，13點58分，星期五薄膜生長技術：薄膜生長常用技術：化學氣相淀積（CVD）

LPCVD：技術成熟，但薄膜張應力非常大，極易破裂，成品率不高的原因之一；膜柔性差，靈敏度無法提高。

lpcvd氮化硅密度2.9-3.1pecvd密度2.4-2.8

APCVD：形成的薄膜張應力小，破損率低，

PECVD：需要的溫度比較低（300℃），但反應條件要求高，設備成本高。第8頁，共23頁，2022年，5月20日，13點58分，星期五薄膜厚度的精確控制：太厚影響靈敏度；太薄影響駐極體電荷儲存及壽命,破損率也要考慮。二氧化硅厚度控制與測量氮化硅厚度控制與測量

Al膜厚度的控制與測量?成品率：背極成品率可以做到95%以上振膜成品率較低，微結構設計參數(shù)以及可靠的保護措施對成品率都有明顯的影響第9頁，共23頁，2022年，5月20日，13點58分，星期五兩芯片粘合問題：粘合技術：手工點膠粘合

后語：

結構設計的優(yōu)劣，依賴精確的參數(shù)實現(xiàn)第10頁，共23頁，2022年，5月20日，13點58分，星期五硅麥克風的特點及應用前景

廉價的原材料：4英寸；8英寸；12英寸體積?。盒酒叽缈蛇_1×1×0.5mm，封裝尺寸可達5×2.5×1mm(或更小)

穩(wěn)定性：理論和實踐證明，硅麥在靈敏度，頻響特性，噪聲等和溫度穩(wěn)定方面有著其它傳聲器不可比擬的優(yōu)勢壽命長：尤其適于遠距離，高海拔，極溫等惡劣條件，不需要外界偏置電壓估計價格：1-3RMB

現(xiàn)行產品價格：2-5RMB

估計使用量：國內：2億只/年國際：第11頁，共23頁，2022年，5月20日，13點58分，星期五適用范圍：

(1)電子類：手機，筆記本，PDA，DV，

DC，mini麥，mp3，MDplayer……(2)建筑類：會場音響系統(tǒng)，教學場所，娛樂場所……(3)民用，醫(yī)用等：助聽器，竊聽器……(4)軍用：遠距離偵查，遙感飛行器，聲控系統(tǒng)…第12頁，共23頁，2022年，5月20日，13點58分，星期五光傳聲器光學波導中光波傳播的幅度和相位依賴于波導尺寸或者波導附近的變化傳聲器將聲信號轉變成光波的強度或者相位調制常用的光纖是很好的波導管，微機械加工的硅波導管也是可以實現(xiàn)的雙芯片設計，膜片芯片和波導芯片第13頁，共23頁，2022年，5月20日，13點58分，星期五第14頁，共23頁，2022年，5月20日，13點58分，星期五第15頁，共23頁，2022年，5月20日，13點58分，星期五第16頁，共23頁，2022年，5月20日，13點58分，星期五第17頁，共23頁，2022年，5月20日，13點58分，星期五使用時光波經過發(fā)送光纖耦合到波導芯片中通過這個波導發(fā)送的光波帶有斜坡的硅隆起部分收集，并且耦合到接收光纖中去聲波調制著空腔波導的高度，并因而造成光波幅度和相位的變化，它的頻率響應直到大約4kHz是平坦的，靈敏度為0.033弧度/pa原型等效噪聲級46dB第18頁，共23頁，2022年，5月20日，13點58分，星期五

聲波（聲壓）

振動（源信號）對振動特性檢測，接收（不拘泥于形式）

轉換成電流（或其它）信號（目標信號）

傳輸至目標

轉化為聲音

第19頁，共23頁，2022年，5月20日，13點58分，星期五光麥小品振膜+襯底+背極（透明玻璃或者藍寶石作襯底）下電極刻蝕成衍射條光柵原理：入射光照射襯底，通過光柵產生衍射條紋，檢測衍射條紋的變化直接得出振膜位移。第20頁，共23頁，2022年，5月20日，13點58分，星期五關鍵在于：