[實用新型]一種單片集成電容式硅微麥克風與集成電路的芯片

有效

• 申請號: 201220133109.9
• 申請日: 2012-03-31
• 公開（公告）號: CN202535536U
• 公開（公告）日: 2012-11-14
• 發明（設計）人: 潘昕
• 申請（專利權）人: 歌爾聲學股份有限公司
• 主分類號: H04R19/04
• 分類號: H04R19/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種單片集成電容式硅微麥克風與集成電路的芯片。

背景技術

麥克風是一種將聲音信號轉化為電信號的換能器。電容式麥克風的基本結構包括作為電容一極的振動膜和作為電容另外一極的背極板，當聲音信號作用于麥克風，聲壓導致振動膜發生形變，進而引起振動膜與背極板之間的電容變化，此電容變化可由后續的處理電路轉化為電信號。其中背極板的剛性在保證電容式麥克風的良好頻率特性以及低噪聲等方面至關重要。

近年來，MEMS(Micro-Electro-Mechanical-System，微電機系統)半導體制造工藝發展迅速，已實現MEMS器件的批量生產；并且隨著SOC(System-on-a-chip，系統單芯片)技術的發展，也已實現MEMS器件和集成電路(Intergrated?Circuits，IC)的單片集成。目前MEMS器件和集成電路的單片集成制作方法，往往是先完成標準的集成電路制作，然后再在同一晶圓上完成MEMS器件的制作，從而既可以充分利用現有成熟的工藝流程，又可以避免可能引入的污染而導致的集成電路失效。

然而，上述的MEMS器件和集成電路單片集成方法制作的芯片，由于在完成集成電路制作后，為不影響集成電路性能，要求在隨后的MEMS器件制作過程中不能有高溫工藝，因為集成電路制造流程完成后，其內部的鋁布線不能承受400℃以上的高溫，因此在制作電容式硅微麥克風的背極板時，一般采用低溫物理或化學沉積的方法制作，從而很難制作出足夠厚度的背極板；同時由于電容式硅微麥克風的尺寸很小，為了減小氣流阻力，在其背極板上往往開有大量的聲孔。以上兩種因素的綜合，降低了電容式硅微麥克風背極板的剛性，極易形成軟背極效應。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題是：提供一種單片集成電容式硅微麥克風與集成電路的芯片，能夠有效避免電容式硅微麥克風的軟背極效應。

為解決上述技術問題本實用新型實施例提供如下技術方案：

一種單片集成電容式硅微麥克風與集成電路的芯片，所述芯片基于SOI晶圓，所述SOI晶圓的頂層硅的厚度根據所設計的電容式硅微麥克風的背極板的厚度選擇確定，在所述頂層硅表面劃分有兩個區域：集成電路區和電容式硅微麥克風區，其中，

所述集成電路區，包括首先按照標準半導體工藝流程制作的集成電路，并在所述集成電路上預留有與電容式硅微麥克風電氣連接的導電電極；

所述電容式硅微麥克風區，包括采用所述SOI晶圓的頂層硅形成的可導電的背極板、在所述背極板之上形成的用于支撐振動膜的絕緣支撐體、在所述絕緣支撐體之上的可導電的振動膜，所述背極板和振動膜之間具有空氣隙，所述背極板下部具有背腔，且在所述背極板上設置有貫通所述背腔和所述空氣隙的若干個聲孔；并且還包括所述背極板上設置的背板電極、在所述振動膜上設置的振膜電極，以及所述背板電極和所述振膜電極分別與所述集成電路上預留的導電電極的電氣連接通路。

與現有技術相比，本實用新型的單片集成電容式硅微麥克風與集成電路的芯片，該芯片以SOI晶圓作為基材，在SOI晶圓的頂層硅表面依次制作形成集成電路和電容式硅微麥克風，并且采用SOI晶圓的頂層硅制作電容式硅微麥克風的背極板，由于頂層硅的厚度可以根據所設計背極板的厚度事先選擇確定，背極板厚度可控，因此即使受到低溫淀積工藝局限也可制作出符合厚度要求的背極板，從而有效避免電容式硅微麥克風的軟背極效應。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術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一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實用新型的單片集成電容式硅微麥克風與集成電路的芯片的結構示意圖；

圖2為本實用新型提供的一種背板電極設計的俯視示意圖；

圖3為本實用新型提供的一種振膜電極設計的俯視示意圖；

圖4為本實用新型提供的一種振動膜釋放孔的俯視示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型提供的單片集成電容式硅微麥克風與集成電路的芯片進行詳細說明。圖1為本實用新型提供的一種單片集成電容式硅微麥克風與集成電路的芯片的結構示意圖；圖2為本實用新型提供的一種背板電極設計的俯視示意圖；圖3為本實用新型提供的一種振膜電極設計的俯視示意圖。