マルチフィジクスシミュレーションを用いた集積化CMOS-MEMS技術のためのセンサ回路の検討

摘要

近年、MEMS（Microelectromechanical systems）技術を用いた加速度センサ、ジャイロ等の各種センサの研究開発が盛hに行われており、携帯電話、ゲーム機、自動車等の我々の身近な機器に搭載されている。これらのセンサについて、さらなる小型化、高機能化が課題となっている。こうした課題を解決する方法として、センサ回路とMEMS デバイスとを融合した、集積化 CMOS （Complementary metal oxide semiconductor）-MEMS技術が期待されている。集積化CMOS-MEMSのためのセンサ回路を検討する際、MEMSとCMOS LSI（Large-scale integrated circuits）の挙動を同時に解析することが重要である。我々はこれまで、一般的な回路設計ツールを用いてMEMSとLSIのマルチフィジクスシミュレーションが可能な統合設計手法について報告を行っている。今回、上記統合設計手法を用い、従来手法とは異なる容量変化型MEMS センサ用のセンサ回路を提案した。また、提案回路を0.35 μm CMOSプロセスを用いて試作し、試作したセンサ回路上にMEMS加速度センサを作製した。さらに、試作した集積化CMOS-MEMS加速度センサに対して加速度を印加し、センサ回路出力を測定したので報告する。