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제안 방법
- 감도 설계를 통하여 가장 최적의 설계변수를 결정하고 그에 따른 최종 감도를 계산한 결과, Fig. 2와같이 100-15000 Hz영역에서 약 12.4-17.5 nm/Pa의 기계적 감도를 가지는 마이크로폰을 설계하였다.
- 본 연구에서는 초소형, 고감도를 추구하는 정전용량형 MEMS 마이크로폰의 제작에 있어서, 마이크로폰의 전기적•기계적 감도의 설계를 수행하였고 세부 제원을 결정하였다. 또한 최적화된 제원과 변수를 바탕으로 정전용량형 MEMS 마이크로폰의 실제 소자 공정설계를 수행하고, 넓은 주파수 대역에서의 선형성, 높은 감도 및 고효율 특성을 갖는 MEMS 마이크로폰의 공정을 수행하였다.
- 본 연구에서는 먼저, 수치해석 및 시뮬레이션을 통해 정전용량형 초소형 MEMS 마이크로폰을 설계하였고, 공정은 저응력 실리콘 질화막을 이용하여 한 장의 웨이퍼에 심도이온반응성 식각법(DRIE)을 이용하여 원형의 진동막 및 전극을, 다른 한 장에 실리콘 습식식각 및 DRIE법을 이용한 다수의 수직 음향홀을 갖는 후판 및 전극을 갖도록 각각 제작하고, 마지막으로 웨이퍼간의 공융접합을 통해 초소형 MEMS 마이크로폰이 제작된다.
- 본 연구에서는 초소형 마이크로폰 설계를 위해 위에서 결정된 집중소자를 사용하여 진동막 지름1.0 mm의 마이크로폰을 높은 감도(sensitivity)와 넓은 주파수 대역(bandwidth)을 동시에 고려하여 설계하였다.
- 본 연구에서는 초소형, 고감도를 추구하는 정전용량형 MEMS 마이크로폰의 제작에 있어서, 마이크로폰의 전기적•기계적 감도의 설계를 수행하였고 세부 제원을 결정하였다.
대상 데이터
- 양면 연마된 실리콘(100) 웨이퍼를 기본으로 사용하며 1 ㎛ 두께의 진동막을 형성하고 후판부의 의 두께는 약 300 ㎛ 이내로 하며, 전면부를 습식식각 또는 건식 식각시켜 약 5 ~ 15 ㎛ 정도의 에어갭을 구성한다.
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