一種mems麥克風的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種MEMS麥克風，包括：基底，所述基底設(shè)置有貫穿所述基底的聲腔；第一絕緣層，所述第一絕緣層設(shè)置在所述基底正面，且位于所述聲腔四周；背極，所述背極設(shè)置在所述第一絕緣層表面，且覆蓋與所述聲腔相對的區(qū)域；第二絕緣層，所述第二絕緣層設(shè)置在所述背極與所述第一絕緣層相對區(qū)域的表面；振膜，所述振膜設(shè)置在所述第二絕緣層，且覆蓋所述背極與所述聲腔相對的區(qū)域，所述振膜與所述背極不接觸；所述振膜包括：加強筋區(qū)域以及包圍所述加強筋區(qū)域的紋膜區(qū)域；所述加強筋區(qū)域設(shè)置與所述聲腔徑向平行的加強筋；所述紋膜區(qū)域設(shè)置有多個間隔分布的環(huán)狀紋膜凹槽。背極與振膜之間的聲壓均勻，使得MEMS麥克風具有較好的性倉巨。
【專利說明】—種MEMS麥克風

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及麥克風【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地說，涉及一種MEMS麥克風。

【背景技術(shù)】
[0002]近年來，利用MEMS(Micro-Electro-Mechanical-System,簡稱 MEMS)工藝集成的MEMS麥克風由于具有封裝體積小、可靠性高、成本低等優(yōu)點，本廣泛應(yīng)用于手機、平板電腦、相機、助聽器、智能玩具以及監(jiān)聽裝置等電子產(chǎn)品中。
[0003]MEMS麥克風在聲腔的一個開口處設(shè)置有相對設(shè)置的振膜和背極。所述振膜和背極之間具有間距，所述振膜與背極形成檢測電容。不同強度的聲音振動導(dǎo)致所述振膜與所述背極之間的聲壓不同，從而導(dǎo)致所述振膜發(fā)生不同程度的振動，進而使得所述檢測電容改變，通過聲音控制芯片感知所述檢測電容的變化，從而實現(xiàn)將聲音信號轉(zhuǎn)換為電信號，實現(xiàn)對聲音信號的探測。
[0004]現(xiàn)有的MEMS麥克風會由于振膜四周與中間振動幅度不同，會導(dǎo)致其與背極之間的聲壓不均勻，從而影響MEMS麥克風將聲音信號轉(zhuǎn)換為電信號的性能。
實用新型內(nèi)容
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供一種MEMS麥克風，所述MEMS麥克風能夠保證背極與振膜之間的聲壓均勻性，保證了 MEMS麥克風將聲音信號轉(zhuǎn)換為電信號的性能。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供如下技術(shù)方案:
[0007]一種MEMS麥克風，該MEMS麥克風包括:
[0008]基底，所述基底設(shè)置有貫穿所述基底的聲腔；
[0009]第一絕緣層，所述第一絕緣層設(shè)置在所述基底正面，且位于所述聲腔四周；
[0010]背極，所述背極設(shè)置在所述第一絕緣層表面，且覆蓋與所述聲腔相對的區(qū)域；
[0011]第二絕緣層，所述第二絕緣層設(shè)置在所述背極與所述第一絕緣層相對區(qū)域的表面；
[0012]振膜，所述振膜設(shè)置在所述第二絕緣層表面，且覆蓋所述背極與所述聲腔相對的區(qū)域，所述振膜與所述背極不接觸；
[0013]其中，所述振膜包括:加強筋區(qū)域以及包圍所述加強筋區(qū)域的紋膜區(qū)域；所述加強筋區(qū)域設(shè)置與所述聲腔徑向平行的加強筋；所述紋膜區(qū)域設(shè)置有多個間隔分布的環(huán)狀紋膜凹槽。
[0014]優(yōu)選的，在上述MEMS麥克風中，所述振膜的背面與所述環(huán)狀紋膜凹槽相對的區(qū)域設(shè)置有朝向所述聲腔一側(cè)的凸起結(jié)構(gòu)，所述凸起結(jié)構(gòu)與所述背極之間具有間隙。
[0015]在上述MEMS麥克風中，還包括:
[0016]貫穿所述背極的聲孔。
[0017]優(yōu)選的，在上述MEMS麥克風中，還包括:
[0018]懸梁，所述懸梁設(shè)置在所述振膜正面，且位于所述振膜與所述第二絕緣層相對區(qū)域。
[0019]優(yōu)選的，在上述MEMS麥克風中，所述加強筋是設(shè)置在所述振膜正面的加強筋凹槽，所述加強筋凹槽的延伸方向平行于所述聲腔徑向。
[0020]優(yōu)選的，在上述MEMS麥克風中，還包括:
[0021]設(shè)置在所述振膜的背面與所述加強筋凹槽相對的區(qū)域朝向所述聲腔一側(cè)的凸起結(jié)構(gòu)。
[0022]優(yōu)選的，在上述MEMS麥克風中，所述加強筋是設(shè)置在所述振膜正面的條狀凸起結(jié)構(gòu)，所述條狀凸起結(jié)構(gòu)的延伸方向平行于所述聲腔徑向。
[0023]從上述技術(shù)方案可以看出，本實用新型所提供的MEMS麥克風包括:基底，所述基底設(shè)置有貫穿所述基底的聲腔；第一絕緣層，所述第一絕緣層設(shè)置在所述基底正面，且位于所述聲腔四周；背極，所述背極設(shè)置在所述第一絕緣層表面，且覆蓋與所述聲腔相對的區(qū)域；第二絕緣層，所述第二絕緣層設(shè)置在所述背極與所述第一絕緣層相對區(qū)域的表面；振膜，所述振膜設(shè)置在所述第二絕緣層，且覆蓋所述背極與所述聲腔相對的區(qū)域，所述振膜與所述背極不接觸；其中，所述振膜包括:加強筋區(qū)域以及包圍所述加強筋區(qū)域的紋膜區(qū)域；所述加強筋區(qū)域設(shè)置與所述聲腔徑向平行的加強筋；所述紋膜區(qū)域設(shè)置有多個間隔分布的環(huán)狀紋膜凹槽。通過所述加強筋能夠使得所述背極與所述振膜之間的聲壓均勻，保證了MEMS麥克風將聲音信號轉(zhuǎn)換為電信號的性能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。
[0025]圖1為本申請實施例提供的一種MEMS麥克風的俯視圖；
[0026]圖2為本申請實施例提供的一種MEMS麥克風的剖面圖；
[0027]圖3為本申請實施例提供的另一種MEMS麥克風的剖面圖。

【具體實施方式】
[0028]下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0029]正如【背景技術(shù)】中所述，現(xiàn)有的MEMS麥克風會由于振膜四周與中間振動幅度不同，會導(dǎo)致其與背極之間的聲壓不均勻，從而影響MEMS麥克風將聲音信號轉(zhuǎn)換為電信號的性倉泛。
[0030]發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)，可以通過在所述振膜的中間區(qū)域設(shè)置與所述振膜徑向平行的加強筋結(jié)構(gòu)均衡所述振膜振動時的張力，從而可以使得其在振動時振動幅度均勻性好，從而保證振膜與背極之間的聲壓均勻，保證MEMS麥克風將聲音信號轉(zhuǎn)換為電信號的性能。
[0031]基于上述研究，本申請實施例提供了一種MEMS麥克風，參考圖1和圖2，所述MEMS麥克風包括:基底1、第一絕緣層2、背極3、第二絕緣層3以及振膜4。
[0032]所述基底I設(shè)置有貫穿所述基底I的聲腔6。所述基底可以為硅晶圓。
[0033]所述第一絕緣層2設(shè)置在所述基底I的正面，且位于所述圓柱形聲腔6的四周。所述第一絕緣層2可以為氮化硅或是二氧化硅
[0034]所述背極3設(shè)置在所述第一絕緣層表面，且覆蓋所述聲腔6相對的區(qū)域。所述背極3設(shè)置有多個聲孔7，通過所述聲孔7可以使得所述背極6與所述振膜5之間的空間與外界大氣連通，避免由于所述空間為封閉空間時導(dǎo)致其中間振膜凸起結(jié)構(gòu)(所述空間氣壓大于外界大氣壓)或是中間凹陷(所述空間氣壓小于外界大氣壓)的問題。所述背極3通過背極引出電極3E與外部控制電路連接。
[0035]所述第二絕緣層4設(shè)置在所述背極3與所述第一絕緣層2相對區(qū)域的表面。所述第二絕緣層4同樣可以為二氧化硅層或是氮化硅層。
[0036]所述振膜5設(shè)置在所述第二絕緣層4表面，且覆蓋所述背極3與所述聲腔6相對的區(qū)域，所述振膜5與所述背極3不接觸。所述振膜5包括:加強筋區(qū)域以及包圍所述加強筋區(qū)域的紋膜區(qū)域。所述振膜5通過振膜引出電極5E與外部控制電路連接。
[0037]所述紋膜區(qū)域設(shè)置有多個間隔分布的環(huán)狀紋膜凹槽8。在本實施例中，所述振膜5的背面與所述環(huán)狀紋膜凹槽8相對的區(qū)域設(shè)置有朝向所述圓柱形聲腔6的凸起結(jié)構(gòu)10。通過設(shè)置所述凸起結(jié)構(gòu)10可以使得避免由于設(shè)置所述環(huán)狀紋膜凹槽8導(dǎo)致所述振膜5機械強度降低的問題，保證振膜的使用壽命。所述凸起結(jié)構(gòu)10與所述背極3之間具有間隙。所述紋膜凹槽8可以增加所述紋膜區(qū)域的感度以及強度。因為所述振膜四周邊界固定，所述紋膜區(qū)域相對于所述加強筋區(qū)域距離所述四周邊界較近，受到的固定張力較大，導(dǎo)致紋膜區(qū)域不易振動，通過所設(shè)置所述紋膜凹槽，由于紋膜凹槽使得紋膜區(qū)域具有波浪形的起伏，增加了紋膜區(qū)域的表面積，可以使得紋膜區(qū)域更容易振動，即增加了感度。當所述紋膜區(qū)域更容易振動時，形變能力更強，不易損壞，即增加了其強度。
[0038]為了均衡所述振膜5振動時的張力，使得其在振動時振動幅度相同，從而保證振膜5與背極3之間的聲壓均勻，所述加強筋區(qū)域設(shè)置與所述聲腔6徑向平行的加強筋9。且所述加強筋9還可以用于增加所述振膜5的平整性與強度，由于所述振膜5為面積較大的薄膜結(jié)構(gòu)，其四周邊界被固定，相對于固定邊界較遠的區(qū)域，加強筋區(qū)域更容易發(fā)生形變，通過加強筋9可以增加所述振膜5的平整性。且所述加強筋可以用于分散形變張力，能夠增大加強筋區(qū)域的強度。
[0039]所述加強筋9可以如圖2所示是設(shè)置在所述振膜5正面的加強筋凹槽9a，所述加強筋凹槽9a的延伸方向平行于所述聲腔徑向。所述聲腔6徑向為所述聲腔6與所述背極3相對區(qū)域的表面的徑向，所述徑向為在所述表面且過所述表面中心的任一直線。如當所述聲腔6為圓柱形時，所述徑向為其圓形上表面的任一直徑，當所述聲腔6為立方體時，所述徑向為其矩形上表面過該矩形中心的任一直線。所述加強筋凹槽9a能夠均衡所述振膜5振動時的應(yīng)力，使得整個振膜5的振動均勻性好，使得所述振膜5各處的振動幅度均勻性好，從而保證振膜5與背極3之間的聲壓均勻,保證MEMS麥克風將聲音信號轉(zhuǎn)換為電信號的性能。
[0040]當所述加強筋9是設(shè)置在所述振膜5正面的加強筋凹槽9a時，為了避免由于設(shè)置所述加強筋凹槽導(dǎo)致的所述振膜5的機械強度降低，所述MEMS麥克風還包括:設(shè)置在所述振膜5的背面與所述加強筋凹槽9a相對的區(qū)域朝向所述聲腔6 —側(cè)的凸起結(jié)構(gòu)11a。
[0041]所述MEMS麥克風還包括:設(shè)置在所述振膜5正面，且位于所述振膜5與所述第二絕緣層4相對區(qū)域的懸梁12。所述懸梁12可以防止所述振膜5脫落，使得所述振膜5與所述第二絕緣層4連接的更加牢固。
[0042]所述加強筋9還可以如圖3所示是設(shè)置在所述振膜正面的條狀凸起結(jié)構(gòu)％，所述條狀凸起結(jié)構(gòu)9b的延伸方向平行于所述聲腔6徑向。為了避免由于設(shè)置所述條狀凸起結(jié)構(gòu)9b導(dǎo)致所述振膜局部重力過大，在所述振膜5背面與所述條狀凸起結(jié)構(gòu)9b相對的區(qū)域設(shè)置有朝向所述背極3的凸起結(jié)構(gòu)lib。
[0043]所述加強筋凹槽9a與下方對應(yīng)凸起結(jié)構(gòu)Ila的匹配設(shè)置、所述環(huán)狀紋膜凹槽8與位于其下方的對應(yīng)凸起結(jié)構(gòu)10、所述條狀凸起結(jié)構(gòu)9b與下方對應(yīng)凸起結(jié)構(gòu)Ilb均是為了使得所述振膜在垂直于所述振膜的方向的厚度均勻，防止局部厚度較大或是較小導(dǎo)致振膜機械強度不均勻，進而防止其振動時應(yīng)力不均勻，進而可以使得其振動時幅度均勻性好，使得其與背極3之間的聲壓均勻。
[0044]在本實施例中，所述圖2與圖3為圖1所示MEMS麥克風沿PP方向切面圖的兩種實施方式，但所述不限于MEMS麥克風圖2與圖3所示兩種方式。
[0045]通過上述描述可知，本申請實施例所述MEMS麥克風能夠使得振膜在振動時振動幅度均勻性好，從而保證振膜與背極之間的聲壓均勻，保證MEMS麥克風將聲音信號轉(zhuǎn)換為電信號的性能。
[0046]對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本實用新型將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種MEMS麥克風，其特征在于，包括: 基底，所述基底設(shè)置有貫穿所述基底的聲腔； 第一絕緣層，所述第一絕緣層設(shè)置在所述基底正面，且位于所述聲腔四周； 背極，所述背極設(shè)置在所述第一絕緣層表面，且覆蓋與所述聲腔相對的區(qū)域； 第二絕緣層，所述第二絕緣層設(shè)置在所述背極與所述第一絕緣層相對區(qū)域的表面； 振膜，所述振膜設(shè)置在所述第二絕緣層表面，且覆蓋所述背極與所述聲腔相對的區(qū)域，所述振膜與所述背極不接觸； 其中，所述振膜包括:加強筋區(qū)域以及包圍所述加強筋區(qū)域的紋膜區(qū)域；所述加強筋區(qū)域設(shè)置與所述聲腔徑向平行的加強筋；所述紋膜區(qū)域設(shè)置有多個間隔分布的環(huán)狀紋膜凹槽。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MEMS麥克風，其特征在于，所述振膜的背面與所述環(huán)狀紋膜凹槽相對的區(qū)域設(shè)置有朝向所述聲腔一側(cè)的凸起結(jié)構(gòu)，所述凸起結(jié)構(gòu)與所述背極之間具有間隙。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MEMS麥克風，其特征在于，還包括: 貫穿所述背極的聲孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MEMS麥克風，其特征在于，還包括: 懸梁，所述懸梁設(shè)置在所述振膜正面，且位于所述振膜與所述第二絕緣層相對區(qū)域。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項所述的MEMS麥克風，其特征在于，所述加強筋是設(shè)置在所述振膜正面的加強筋凹槽，所述加強筋凹槽的延伸方向平行于所述聲腔徑向。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的MEMS麥克風，其特征在于，還包括: 設(shè)置在所述振膜的背面與所述加強筋凹槽相對的區(qū)域朝向所述聲腔一側(cè)的凸起結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項所述的MEMS麥克風，其特征在于，所述加強筋是設(shè)置在所述振膜正面的條狀凸起結(jié)構(gòu)，所述條狀凸起結(jié)構(gòu)的延伸方向平行于所述聲腔徑向。
【文檔編號】H04R19/04GK204031451SQ201420430458
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年7月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月31日
【發(fā)明者】蔡孟錦 申請人:歌爾聲學股份有限公司