微电子机械系统(Micro Electro Mechanical systems,简称MEMS)是由微传感器、微执行器、控制电路、接口电路和电源等部件组成,它的发展将会对人类的科学技术、生产方式和生活方式产生深远的影响。在如今社会里,大多数消费类电子产品都沿着小型化、智能化、集成化的方向发展,而MEMS正好顺应了这一市场需求,它们对消费类电子产品的最终影响不仅是尺寸质量的减小,更降低了生产成本,提高了工作性能。硅麦克风,作为微电子机械系统中的重要成员。它集成了MEMS的主要优点,面积可以达到1mm*1mm甚至更小,然而最为主要的是它和集成电路有着相似的工艺流程,国外已经有厂家,比方说德国英飞凌公司,利用集成电路工艺实现了传感器部分和外围电路部分的集成,达到整个系统的微型化。本文主要是对电容式硅麦克风进行分析、设计与制作,因为它有着比其它硅麦克风有着更高的灵敏度、更简单的机械结构。我们主要完成一下几个方面的工作:(1)设计完整的电容式硅麦克风类比电路模型,对其PSPICE仿真得到频谱在10kHz以下基本平坦,频率在1kHz时,输出电压为5.4244mV,在44.008kHz有谐振点;(2)设计新型硅麦克风,计算其压膜系数为0.13,振膜的最大振幅hmax=2.9×10-7m,电容变化率为33.6%;(3)通过ANSYS软件进行仿真和模拟,得到一阶振型的频率点为10.509 kHz,最大位移为2.242×10-7m,应力最大出现在离固定点最近的褶皱拐点处;(4)制作新型硅麦克风,振膜半径为0.5mm,褶皱高度为1μm,褶皱数为1个,褶皱宽度为5μm,背极板面积为1.2mm×1.2mm,厚度为5μm,背极板大量穿孔,背极板上声学孔的面积为100μm×100μm。我们的研究是基于自顶向下的设计思想,先从整体结构的分析来总结出决定电容式硅麦克风的最主要的参数,这主要是通过类比电路来分析;然后对圆形褶皱振膜进行运动特性进行计算;再通过ANSYS软件分析机械结构,然后利用现有的工艺流程来实现MEMS的设计。比较分析发现,我们所设计的新型硅麦克风是符合动力学要求,具有广阔的市场前景。