[實(shí)用新型]微電子機(jī)械系統(tǒng)傳聲器

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201020648159.1
• 申請(qǐng)日: 2010-12-03
• 公開（公告）號(hào): CN201937821U
• 公開（公告）日: 2011-08-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 金容國(guó)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 寶星電子股份有限公司
• 主分類號(hào): H04R19/04
• 分類號(hào): H04R19/04
• 代理公司: 北京市浩天知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 11276
• 代理人: 劉云貴

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種微電子機(jī)械系統(tǒng)傳聲器。

背景技術(shù)

一般，傳聲器是將聲音轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的一種裝置。所述傳聲器用于各種通信設(shè)備，如移動(dòng)終端機(jī)等的移動(dòng)通信設(shè)備、耳機(jī)或助聽器等。這種傳聲器應(yīng)具有良好的電子/音響性能、可靠性及工作性。

所述傳聲器有電容傳聲器(condenser?microphone)和微電子機(jī)械系統(tǒng)傳聲器(MEMS?microphone)等。

所述電容傳聲器通過先分別制造振動(dòng)板、支撐板及信號(hào)處理用印刷電路板等之后，將所述結(jié)構(gòu)裝配在殼的內(nèi)部而制造完成。這種電容傳聲器由于制造印刷電路板的工序和制造電容傳聲器的工序分離，因此生產(chǎn)成本增加，且在其小型化也受到了限制。

所述微電子機(jī)械系統(tǒng)傳聲器利用半導(dǎo)體工序?qū)⒄駝?dòng)板和支撐板等音響感知元件部分全部制造在一個(gè)硅基板上。

在韓國(guó)申請(qǐng)?zhí)?0-2002-0074492(申請(qǐng)日：2002年11月27日)中公開了微電子機(jī)械系統(tǒng)傳聲器。所述微電子機(jī)械系統(tǒng)傳聲器為了在下部電極注入電子，以約1100℃的高溫進(jìn)行熱處理。此時(shí)，所述膜(振動(dòng)板)實(shí)質(zhì)上由金屬性下部電極、硅氮化膜及硅氧化膜等不同物質(zhì)構(gòu)成，因此在高溫?zé)崽幚頃r(shí)由于熱膨脹系數(shù)的差異產(chǎn)生殘余應(yīng)力(壓縮應(yīng)力或膨脹應(yīng)力)。隨著所述膜受到殘余應(yīng)力會(huì)產(chǎn)生變形或破裂(crack)。進(jìn)而，當(dāng)殘余應(yīng)力施加于所述膜時(shí)，所述膜難以隨音響而正確地振動(dòng)，因此難以將產(chǎn)生的音響正確地轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。

另外，由于所述傳聲器通過蝕刻硅基板的下側(cè)來調(diào)節(jié)膜的厚度，因此有可能使所述膜的厚度不均勻。當(dāng)所述膜的厚度不均勻時(shí)，膜對(duì)音響的振動(dòng)不規(guī)則，有可能難以將音響正確地轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。

在國(guó)際公開號(hào)WO2007/112743(公開日：2007年03月29日)中公開了一種氧化硅基板而形成背容積(back?volume)的微電子機(jī)械系統(tǒng)傳聲器制造方法。此時(shí)，為了在所述硅基板形成背容積15而氧化多孔性硅結(jié)構(gòu)9，并形成所述多孔性硅結(jié)構(gòu)，依次進(jìn)行蒸鍍及蝕刻導(dǎo)電層2、金屬層3、硅氧化膜4等的工序(1a-1h工序)等。為了形成所述多孔性硅結(jié)構(gòu)必須進(jìn)行多次工序，因而微電子機(jī)械系統(tǒng)傳聲器的制造時(shí)間有可能顯著增加。另外，由于根據(jù)電壓條件所述多孔性硅結(jié)構(gòu)9的硅的氧化速度有可能不均勻，因此也可能不均勻地蝕刻所述背容積15。當(dāng)所述背容積的表面蝕刻不均勻，則所述膜和背容積之間的距離變得不均勻，因此有可能難以將音響準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。

另外，所述振動(dòng)膜與硅基板或硅氧化膜的熱膨脹系數(shù)之差很大。但是，由于所述振動(dòng)膜通過硅氧化膜與硅基板接觸，因此所述振動(dòng)膜與硅基板接觸的部位因熱膨脹系數(shù)之差而可能產(chǎn)生破裂。

另外，所述兩個(gè)對(duì)比文獻(xiàn)是在硅基板疊層膜和支撐板的結(jié)構(gòu)，因此所述微電子機(jī)械系統(tǒng)傳聲器的高度只會(huì)變高。因此，對(duì)制造小型化的傳聲器受到了限制。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種能夠在膜與硅基板接觸的部位使殘余應(yīng)力最小化的微電子機(jī)械系統(tǒng)傳聲器。

本實(shí)用新型的另一個(gè)目的在于提供一種無需為了在膜和支撐板吸附離子而以高溫加熱的微電子機(jī)械系統(tǒng)傳聲器。

本實(shí)用新型的另一個(gè)目的在于提供一種相比于在硅基板的上側(cè)層疊膜和支撐板的結(jié)構(gòu)，能夠容易地進(jìn)行犧牲層的平坦化過程，并能夠自由地調(diào)節(jié)所述膜和支撐板的厚度，從而能夠提高傳聲器的音響特性的微電子機(jī)械系統(tǒng)傳聲器。

本實(shí)用新型的再一個(gè)目的在于提供一種可以將微電子機(jī)械系統(tǒng)傳聲器的高度減小到膜和支撐板之間的間距以上的微電子機(jī)械系統(tǒng)傳聲器。

為達(dá)到上述目的的本實(shí)用新型一實(shí)施方案，提供一種微電子機(jī)械系統(tǒng)傳聲器，包括：硅基板，形成有背腔；支撐板，蒸鍍?cè)谒龉杌澹纬捎卸鄠€(gè)音孔；膜，以與所述支撐板隔開而形成空隙的方式蒸鍍?cè)谒龉杌澹灰约皯?yīng)力緩沖部，蒸鍍?cè)谒瞿ず凸杌宓慕佑|部位。

本實(shí)用新型的效果如下。

根據(jù)本實(shí)用新型，具有能夠在所述膜和硅基板接觸的部位使殘余應(yīng)力最小化的效果。進(jìn)而，具有能夠防止在所述膜和硅基板的接觸部位產(chǎn)生破裂的效果。

根據(jù)本實(shí)用新型，具有防止因殘余應(yīng)力而導(dǎo)致膜的變形，從而能夠正常進(jìn)行音壓測(cè)定的效果。

根據(jù)本實(shí)用新型，由于膜和支撐板在低溫(約90℃左右的溫度)狀態(tài)下以非電解鍍層法進(jìn)行蒸鍍，因此具有將微電子機(jī)械系統(tǒng)芯片和ASIC芯片制成一個(gè)芯片的效果。進(jìn)而，具有能以一元化的半導(dǎo)體工序制造微電子機(jī)械系統(tǒng)傳聲器的效果。

根據(jù)本實(shí)用新型，由于在低溫狀態(tài)下制造微電子機(jī)械系統(tǒng)傳聲器，因此具有能夠最小化在所述膜和支撐板本身殘留有殘余應(yīng)力的效果。進(jìn)而，具有防止在所述膜和支撐板與硅基板的接觸部位產(chǎn)生破裂的效果。