硅麥克風(fēng)硅基駐極體電容話筒

關(guān)于硅麥克風(fēng)硅基駐極體電容話筒第一頁，共二十三頁，2022年，8月28日主要內(nèi)容：駐極體電容話筒的原理硅麥克風(fēng)的一般結(jié)構(gòu)微電子機械系統(tǒng)（MEMS）硅麥克風(fēng)研發(fā)的技術(shù)難點硅麥克風(fēng)的特點及應(yīng)用前景光麥克風(fēng)簡介第二頁，共二十三頁，2022年，8月28日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(chǎn)生位移，改變了兩極板之間的電容，從而將聲音信號轉(zhuǎn)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三頁，共二十三頁，2022年，8月28日聲壓作用于振膜，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(zhuǎn)換成電流信號第四頁，共二十三頁，2022年，8月28日硅麥克風(fēng)的一般結(jié)構(gòu)單片式（一體式）：利用犧牲層技術(shù)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。第五頁，共二十三頁，2022年，8月28日微電子機械系統(tǒng)（MEMS）MicroElectroMechanicalSystem將常規(guī)集成電路工藝和微機械加工技術(shù)相結(jié)合隨著鍵合技術(shù)，深刻蝕，電鍍，化學(xué)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(chǎn)

4.”機械“不限于狹義的機械力學(xué)中的機械

5.微“機械”與IC集成的微系統(tǒng)第六頁，共二十三頁，2022年，8月28日硅麥克風(fēng)研發(fā)的技術(shù)難點微結(jié)構(gòu)設(shè)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(xué)孔：孔徑，間距，數(shù)目，排列方式等對頻響特性的影響聲學(xué)孔形成：用濕法腐蝕，效率高

DRIE刻蝕，設(shè)備昂貴第七頁，共二十三頁，2022年，8月28日薄膜生長技術(shù)：薄膜生長常用技術(shù)：化學(xué)氣相淀積（CVD）

LPCVD：技術(shù)成熟，但薄膜張應(yīng)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

APCVD：形成的薄膜張應(yīng)力小，破損率低，

PECVD：需要的溫度比較低（300℃），但反應(yīng)條件要求高，設(shè)備成本高。第八頁，共二十三頁，2022年，8月28日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(jié)構(gòu)設(shè)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九頁，共二十三頁，2022年，8月28日兩芯片粘合問題：粘合技術(shù)：手工點膠粘合

后語：

結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)劣，依賴精確的參數(shù)實現(xiàn)第十頁，共二十三頁，2022年，8月28日硅麥克風(fēng)的特點及應(yīng)用前景

廉價的原材料：4英寸；8英寸；12英寸體積小：芯片尺寸可達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(chǎn)品價格：2-5RMB

估計使用量：國內(nèi)：2億只/年國際：第十一頁，共二十三頁，2022年，8月28日適用范圍：

(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(xué)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)…第十二頁，共二十三頁，2022年，8月28日光傳聲器光學(xué)波導(dǎo)中光波傳播的幅度和相位依賴于波導(dǎo)尺寸或者波導(dǎo)附近的變化傳聲器將聲信號轉(zhuǎn)變成光波的強度或者相位調(diào)制常用的光纖是很好的波導(dǎo)管，微機械加工的硅波導(dǎo)管也是可以實現(xiàn)的雙芯片設(shè)計，膜片芯片和波導(dǎo)芯片第十三頁，共二十三頁，2022年，8月28日第十四頁，共二十三頁，2022年，8月28日第十五頁，共二十三頁，2022年，8月28日第十六頁，共二十三頁，2022年，8月28日第十七頁，共二十三頁，2022年，8月28日使用時光波經(jīng)過發(fā)送光纖耦合到波導(dǎo)芯片中通過這個波導(dǎo)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(diào)制著空腔波導(dǎo)的高度，并因而造成光波幅度和相位的變化，它的頻率響應(yīng)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第十八頁，共二十三頁，2022年，8月28日

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(zhuǎn)換成電流（或其它）信號（目標信號）

傳輸至目標

轉(zhuǎn)化為聲音

第十九頁，共二十三頁，2022年，8月28日光麥小品振膜+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(chǎn)生衍射條紋，檢測衍射條紋的變化直接得出振膜位移。第二十頁，共二十三頁，2