Правильная ссылка на эту страницу
http://az-design.ru/Support/HardWare/Honeywell/A19830519Elc003.shtml

Однокристальный микрофон из окиси цинка на МОП-структуре

Разместив тонкопленочный пьезоэлектрический чувствительный элемент на n-канальном МОП-кристалле, фирма Honeywell Inc. получила то, что она называет «микрофоном на кристалле». Такое устройство, возможно, придет на смену обычной пьезоэлектрической керамике, используемой в слуховых аппаратах и микрофонах. Новый чувствительный элемент представляет собой слой окиси цинка, нанесенный на кремниевую мембрану толщиной 26 мкм. Эта мембрана изотропно вытравлена в кристалле и имеет диаметр 3 мм.

Опытный образец. Акустический датчик фирмы Honeywell представляет собой мембрану диаметром 3 мм, на которую нанесен тонкий слой окиси цинка. Сигналы,
Опытный образец. Акустический датчик фирмы Honeywell представляет собой мембрану диаметром 3 мм, на которую нанесен тонкий слой окиси цинка. Сигналы, генерируемые в окиси цинка, поступают на усилитель, выполненный интегрально на том же кристалле. Гребенчатые структуры, имеющиеся на этом кристалле, предназначены для других целей.

Слой окиси цинка толщиной 2—5 мкм наносится методом планарного магнетронного распыления. Усилитель и другие цепи, выполненные на том же кристалле размером 6,3*6,3 мм. завершают конструкцию нового акустического датчика.

Фирма Honeywell приводит некоторые важные доводы в пользу того, что новый датчик, пока не доведенный до стади опытного образца, сможет заменить обычные пьезокерамические устройства. Его размеры меньше, он потребляет меньшую мощность, по всей вероятности, будет дешевле, а его твердотельная структура потенциально должна быть более надежной. Кроме того, как отмечает Мишель М. Ройер, главный исследователь в корпоративном техническом центре (Блумингтон, шт.Миннесота) фирмы Honeywell, такая микросхема с окисью цинка чувствительна на частотах до 1 Гц и ниже в отличие от керамики, которая теряет чувствительность на 20—25 Гц.

Исследователи Калифорнийского университета (Беркли) несколько ранее изготовили на окиси цинка пьезоэлектрические акселерометры, но устройство фирмы Honeywell, по словам Ройер,—первое из известных применений данного материала в акустическом датчике. «Технология нового датчика весьма привлекательна,— добавляет она,— и я не удивлюсь, если вслед за нашим датчиком будет создано много других». (Ройер сказала, что японцы также использовали данный материал в ВЧ-фильтрах для телевидения.) Она выступит с сообщением о своем приборе на Второй международной конференции по твердотельным датчикам и исполнительным механизмам, которая состоится в Дельфте 31 мая — 3 июня.

Преобразование акустических колебаний в напряжение. Действие микросхемы фирмы Honeywell основано на пьезоэлектрических свойствах окиси цинка, благодаря которым механическое отклонение кремниевой мембраны приходящими звуковыми волнами вызывает генерацию напряжения. Сигналы, генерируемые в окиси цинка, через скрытые контакты поступают непосредственно на МОП-усилитель, выполненный на том же кристалле. Благодаря герметизации выводов в изолирующей двуокиси кремния утечка зарядов сводится к минимуму, что способствует получению датчика, чувствительного на частотах до 0,1 Гц.

По меньшей мере один официальный представитель одной из американских фирм — изготовителей пьезокерамических приборов, который пожелал остаться неназванным, скептически отозвался о возможностях применения нового датчика в реальных условиях. «Это возможно,— говорит он,— но будущее покажет, удастся ли практически реализовать их». Однако независимо от применений во внешнем мире исследователи фирмы Honeywell полагают, что их новый микрофон может найти массовые применения на предприятиях самой фирмы Honeywell (правда, они не сказали, какие именно).

У одного из наших отделений есть очень сильная заинтересованность в этой технологии,— говорит Урсула Крус-Восьен, представитель по развитию бизнеса, работающая в корпоративном техническом центре фирмы. Считают, что при благоприятных результатах оценочных испытаний и выполнении некоторых работ по усовершенствованию новая микросхема через пару лет будет готова к внедрению в массовое производство [pp.48,49].

Уэсли Р. Иверсен

Выходные данные:

Журнал "Электроника" том 56, No.10 (666), 1983г - пер. с англ. М.: Мир, 1983, стр.4

Electronics Vol.56 No.10 May 19, 1983 A McGraw-Hill Publication

Раздел: ОБОЗРЕНИЕ ЭЛЕКТРОННОЙ ТЕХНИКИ

Тема:     Компоненты





Дата последнего изменения:
Thursday, 21-Aug-2014 09:10:44 MSK


Постоянный адрес статьи:
http://az-design.ru/Support/HardWare/Honeywell/A19830519Elc003.shtml