[發(fā)明專利]MEMS麥克風(fēng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410376030.2
• 申請(qǐng)日: 2014-08-01
• 公開（公告）號(hào): CN105338458B
• 公開（公告）日: 2019-06-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡永剛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 無錫華潤上華科技有限公司
• 主分類號(hào): H04R19/04
• 分類號(hào): H04R19/04
• 代理公司: 廣州華進(jìn)聯(lián)合專利商標(biāo)代理有限公司 44224
• 代理人: 鄧云鵬

一種MEMS麥克風(fēng)，由于上極板的中心區(qū)域或下極板的中心區(qū)域設(shè)有凹部，上極板的中心區(qū)域和下極板的中間區(qū)域的距離較遠(yuǎn)，構(gòu)成可變電容結(jié)構(gòu)的上極板(例如作為振膜)和下極板(例如作為背板)之間不容易粘連，有效降低出現(xiàn)振膜和背板粘連問題的幾率，提高成品率。同時(shí)，由于可變電容的極板的中心區(qū)域不需要被挖掉，有效利用振膜機(jī)械靈敏度最高的區(qū)域，最大程度保持了MEMS麥克風(fēng)的靈敏度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種MEMS麥克風(fēng)。

背景技術(shù)

MEMS麥克風(fēng)芯片的研究已經(jīng)有20多年了，在此期間有很多類型的麥克風(fēng)芯片研發(fā)出來，其中有壓阻式、壓電式和電容式等，其中電容式的MEMS麥克風(fēng)應(yīng)用最為廣泛。電容式MEMS麥克風(fēng)擁有以下優(yōu)點(diǎn)：體積小、靈敏度高、頻率特性好、噪聲低等。除此之外，電容式MEMS麥克風(fēng)還具有很寬的工作溫度，可以在很惡劣的環(huán)境下工作。電容式麥克風(fēng)又分為雙膜電容結(jié)構(gòu)和單膜電容結(jié)構(gòu)，其中大部分設(shè)計(jì)都采用雙膜結(jié)構(gòu)。

電容式硅基MEMS麥克風(fēng)通常由背板和振膜組成。其中振膜具有一定柔韌性，可通過空氣使振膜振動(dòng)；而背板具有一定剛性，并且布滿孔洞，也稱為聲孔，空氣可穿過這些聲孔，使振膜振動(dòng)，背板不隨空氣的振動(dòng)而振動(dòng)。背板和振膜構(gòu)成了一個(gè)平板電容，聲音通過空氣使柔韌的振膜振動(dòng)，從而使平板電容的電容值發(fā)生變化。這種電容值的變化為外圍電路提供了一種可供探測(cè)的電信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)了從聲音信號(hào)到電信號(hào)的轉(zhuǎn)換。MEMS器件，包括硅基麥克風(fēng)，通常是采用集成電路制造技術(shù)來生產(chǎn)的。硅基麥克風(fēng)在助聽器和移動(dòng)通訊設(shè)備等領(lǐng)域有著非常廣闊的應(yīng)用前景。

對(duì)電容式硅基MEMS麥克風(fēng)來說，振膜的柔度決定了麥克風(fēng)的靈敏度。這是因?yàn)槿岫仍酱笳衲さ目v向位移就越大，產(chǎn)生的電信號(hào)就越大。但是振膜越柔軟就越容易和背板粘連起來，導(dǎo)致MEMS麥克風(fēng)不能正常工作，嚴(yán)重影響成品率。防止振膜和背板粘連起來的方法有很多，目前比較有效的方法是制作防粘連突起，但是增加了工藝步驟，增加了成本。另一種方法是將背板中心區(qū)域挖掉。因?yàn)檎衲さ闹行膮^(qū)域機(jī)械靈敏度最高，形變最大，最容易和背板粘連在一起，將背板中心區(qū)域挖掉之后，可以有效防止振膜和背板粘連在一起。但是由于振膜的中心區(qū)域機(jī)械靈敏度最高，邊緣低，背板的中間區(qū)域挖掉之后，浪費(fèi)了振膜的中心位置，降低了MEMS麥克風(fēng)的靈敏度。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，有必要提供一種MEMS麥克風(fēng)，該MEMS麥克風(fēng)可以有效降低出現(xiàn)振膜和背板粘連問題的幾率，提高成品率。

一種MEMS麥克風(fēng)，包括基底、支撐部、上極板和下極板，所述基底設(shè)有貫通中間的開口，所述下極板跨設(shè)于所述開口，所述支撐部固定于所述下極板上，所述上極板貼于所述支撐部上，所述支撐部、所述上極板和所述下極板之間形成容腔，所述上極板和/或下極板的中間區(qū)域設(shè)有相對(duì)于所述容腔的凹部，所述上極板和所述下極板之間絕緣。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述上極板為柔韌性薄膜，所述下極板為堅(jiān)硬性薄膜；或者所述上極板為堅(jiān)硬性薄膜，所述下極板為柔韌性薄膜。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述上極板或下極板設(shè)有多個(gè)聲孔。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述凹部的形狀為圓形、多邊形中的一種。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述上極板和所述下極板包含導(dǎo)電層。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述基底的材料包括Si、Ge、SiGe、SiC、SiO2或Si3N4中的一種。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述支撐部包含用于使所述上極板和所述下極板之間絕緣的第一絕緣層。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述支撐部包括環(huán)形結(jié)構(gòu)、多邊框形結(jié)構(gòu)中的一種。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述支撐部包括了一個(gè)獨(dú)立于所述支撐部主體的支撐柱。