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微機電聲學感測模組之研究

為了解決三星平板2021的問題，作者吳俊璋 這樣論述：

隨著台灣的半導體產業鏈蓬勃發展，也在國際上廣為人知，但對於微機電這類型的整合系統相對較少；若以韓國三星企業來做舉例，三星小至晶片、記憶卡、硬碟，大到手機平板、家用電器都可以一條龍服務完成生產，可見其效率之高，同時也為三星企業贏得了不少優勢，但也離不開 MEMS 領域的技術，所以台灣的MEMS領域，還有很大的進步空間。本研究提出了一種新型微機電聲學感測系統，參考國研院台灣半導體研究中心提供學術界使用的TSMC 0.35 μm mixed-signal 2P4M(D35)為範本進行設計，將感測器結構與彈簧結構整合於單一膜片上，製程規定膜片必須為1.5 mm x 1.5 mm之方形外框，厚度為 6

400 Ångström，分別設計出雙螺旋形彈簧 10 µm、雙螺旋形彈簧 100 µm、Z形彈簧及雙 Z形彈簧四種彈簧膜片，同時建立聲學號角與阻抗板模形，以提升聲壓訊號，並以國家高速網路與計算中心所提供的有限元素分析軟體進行機械靈敏度分析。由實驗結果得知，當聲波進入號角時，由於號角頸部開口被阻抗板縮小，導致空氣分子會大量聚集在號角頸部，此時空氣分子速度降低 ，轉變成提升聲壓，當膜片被提升後的聲壓觸及時，造成靈敏度增加，本論文成功設計出具有較高的機械靈敏度412 nm/Pa之聲學感測器，藉此證明CMOS-MEMS 標準製程應用於聲學感測之可行性。