微机电系统是一个多学科高度交叉的前沿学科领域,在近二十年来得到了飞速的发展,它是当前科学研究的一个热点。硅微麦克风作为微机电系统中一个重要的分支,在近几年也得到了人们的重点关注。它应用在手机、笔记本电脑、mp3、助听器等多个领域,正在逐渐取代传统麦克风的地位。因此,研究MEMS麦克风技术具有深远的意义。查阅中英文文献,对MEMS麦克风的研究现状和发展趋势进行了分析和总结,了解不同类型的MEMS麦克风的工作原理、性能指标和仿真方法等内容,比较它们的优缺点。在此基础上,本文主要针对硅微电容式麦克风进行了分析、仿真和优化,因为这种麦克风具有灵敏度高、频率响应平坦和温度稳定性好等优点,是当前MEMS麦克风市场的主流。本文的主要工作内容和成果如下：1.针对已有麦克风结构和仿真方法的优缺点,本文设计了一款振膜带孔式硅微电容麦克风。不同于背孔式麦克风,这种麦克风避免了背极板声学孔的制作和后腔室的刻蚀。针对这种结构,提出一种新的建模方法,将有限元分析和等效电路类比方法相结合,建立准确的麦克风等效电路模型,并利用Pspice软件对其进行仿真。2.从麦克风振膜半径、声学孔分布和空气间隙三方面分别分析了它们对麦克风性能的影响,为下文麦克风结构的优化提供理论基础。3.提出了一种算法来优化该麦克风结构。该算法的基本思想来自于最速下降法,然而由于本文优化的目标函数未知,优化的具体计算过程需要结合该麦克风仿真的结果,因此称它为拟最速下降仿真。通过拟最速下降仿真对该麦克风进行优化,可以得到一组最优的参数值,使得该麦克风在满足频率宽度的情况下,具有较好的灵敏度。4.初步设计了该麦克风的加工工艺和封装工艺。加工工艺采用表面微加工工艺,便于和CMOS工艺集成。