本論文提出一種以CMOS標準製程 ，實現整合類比電路與微機電結構為單晶片(SENSING SYSTEM-ON-A-CHIP,SSoC)，之低功率消耗壓力感測晶片的新穎設計架構。其設計原理是利用半導體材料POLY SILICON之壓阻(PIEZORESISTIVE)特性，並設計成四個電阻之電橋電路，將壓力轉換成電阻變化量，進而使電壓準位改變，再經由低功率消耗之儀表放大器(LOW POWER INSTRUMENT AMPLIFIER)對改變之電壓進行雜訊抑制與訊號放大，最終成功將壓力轉成類比訊號輸出；此外，此架構可不必像傳統微機電(MICRO ELECTRO MECHANICAL SYSTEMS,MEMS)製程設計之壓力感測晶片一樣，需使用微機電元件與類比電路分別為兩獨立晶片之Two Die解決方案，可有效降低微機電元件與類比電路之間之雜訊(NOISE)產生，以及可有效降低生產成本。

晶片的製作是透過國家晶片設計中心，以TSMC 2P4M 0.35um CMOS標準製程來完成，整個系統設計包括：(1)MEMS壓力感測器，其壓阻變化為100mV的數量級；(2)儀表放大器，為低功率消耗之儀表放大器，其功率消耗為30uW的數量級；(3)CMOS-MEMS後製程；其透過標準CMOS製程製造出來後，再經由乾蝕刻(DRY ETECHING)的RIE(REACTIVE ION ETECHING)與等向性蝕刻(ISOTROPIC ETECHING)兩道半導體製程，釋放金屬铝(METAL)及介電質二氧化矽(OXIDE)兩堆疊之半導體材料，實現微機電結構；最後以一穩定壓力，對MEMS壓力感測器施予壓力，並於示波器量測輸出端得到相對應之電壓訊號。

本研究論文很重要的意義，在於整合單晶片之設計，符合台灣現有之半導體標準製程，在未來更有機會能大量生產，並且應用於市場。除此之外，我們採用低功率消耗的介面放大電路，非常適合應用於未來輪胎壓力監控系統(TIRE PRESSURE MONITORING SYSTEM,TPMS)等，需無線遠端監控壓力感測的應用中。

[1] 3M無線汽車胎壓偵測系統
http://solutions.3m.com/wps/portal/3M/zh_TW/AADTPMS/home/

[2]“ IC雙雄 ”瑞德（T. R. Reid）

[3] 葛振廷,”微型心血管壓力感測器之設計與製作”,國立清華大學電子工程學系碩士論文,2005.

[4] 李國鼎先生多媒體資料庫網站 http://ktli.sinica.edu.tw/

[5] 財團法人孫運璿學術基金會 http://w2.sunyunsuan.org.tw/

[6] 微智半導體股份有限公司 http://www.memsmart.com.tw

[7] “產業瞭望－胎壓監測　台廠進入車用感測元件敲門磚”
大椽股份有限公司(DIGITIMES INC.),林永興,2007.05.23

[8] “微機電系統技術與應用(上)(下)”
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[9] G.K. Fedder, Simulation of microelectromechanical systems, Ph.D. Thesis, University of California, Berkeley, 1994.

[10] "An ultra low-power CMOS instrumentation amplifier for biomedical applications”, Shojaei-Baghini, M.; Lal, R.K.; Sharma, D.K.;Biomedical Circuits and Systems, 2004 IEEE International Workshop on 1-3 Dec. 2004 Page(s):S1/1 - S1-4

[11]G. Zhang, H. Xie, L.E. de Rosset, and G.K. Fedder, “A lateral capacitive CMOS accelerometer with structural curl compensation,” Tech. Digest 12th IEEE Int. Conf. Micro Electro Mechanical System (MEMS ’99), pp. 606-611, Orlando, FL, 1999.

[12] "Design and Fabrication of An Ultra Miniature Pressure Sensor in Conventional CMOS for a cardiovascular Catheter“ ,Cheng-Ting Ko , 2005

[13] "Method of fabricating micromachined structures and devices formed therefrom" United States Patent