[發明專利]一種MEMS麥克風中的振膜結構及其制造方法

有效

• 申請號: 201410525743.0
• 申請日: 2014-09-30
• 公開（公告）號: CN104270701A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發明（設計）人: 蔡孟錦
• 申請（專利權）人: 歌爾聲學股份有限公司
• 主分類號: H04R7/00
• 分類號: H04R7/00;H04R19/04
• 代理公司: 北京博雅睿泉專利代理事務所(特殊普通合伙) 11442
• 代理人: 馬佑平;王昭智

技術領域

本發明涉及一種MEMS麥克風，更準確地說，涉及MEMS麥克風中的振膜結構，本發明還提供振膜結構的制造方法。

背景技術

MEMS(微型機電系統)麥克風是基于MEMS技術制造的麥克風，其中的振膜、背極板是MEMS麥克風中的重要部件，振膜、背極板構成了電容器并集成在硅晶片上，實現聲電的轉換。

傳統的振膜的制作工藝是在硅基底上做一層氧化層，然后在氧化層上利用沉積的方式制作一層振膜，經過摻雜、回火后，蝕刻出所所需的圖形，振膜通過其邊緣的鉚釘點固定在基底上。當然，還需要從振膜上引出電極，通過振膜的振動，改變振膜與背極板之間的距離，從而將聲音信號轉換為電信號。

MEMS麥克風有相關的結構強度要求，比如機械沖擊、吹氣、跌落等性能要求，在這些結構強度的相關性能測試時，往往會在振膜的脆弱點發生撕裂問題，造成整個麥克風的報廢，這就需要對振膜的某些特定的部位進行結構補強，但是普通的結構補強都會影響到振膜的靈敏度，不能滿足使用的要求。

發明內容

本發明為了解決現有技術中存在的問題，提供了一種MEMS麥克風中的振膜結構。

為了實現上述的目的，本發明的技術方案是：一種MEMS麥克風中的振膜結構，包括第一振膜，所述第一振膜包括振膜主體，以及設置在振膜主體邊緣且與振膜主體一體成型的連接部，還包括與振膜主體連接的引線電極，至少在連接部的表面上沉積一層第二振膜。

優選的是，所述振膜主體為方形，所述連接部為從振膜主體四個角向外延伸的結構。

優選的是，所述振膜主體為圓形，所述連接部為多個沿振膜主體邊緣等間距布置的延伸結構。

優選的是，所述振膜主體為圓形，所述連接部為沿振膜主體邊緣整體向外延伸出來的環形結構。

優選的是，所述第二振膜從連接部的最外側邊緣起向振膜本體方向延伸，延伸的距離為從連接部最外側邊緣到振膜主體中心的距離的1/8-1/20。

優選的是，所述第二振膜從連接部的最外側邊緣起延伸至距離振膜本體5μm的位置。

優選的是，所述第二振膜從連接部的最外側邊緣起延伸至超越振膜本體5μm的位置。

優選的是，所述第二振膜位于連接部的下方。

本發明還提供了一種上述振膜結構的制造方法，包括以下步驟：

a)首先在硅基板氧化層的振膜區沉積一層用于形成第二振膜的第二薄膜；

b)在該第二薄膜上設置掩膜，將除了第二振膜的區域全部刻蝕掉；

c)在氧化層的振膜區繼續沉積一層用于形成第一振膜的第一薄膜；

d)在該第一薄膜上設置掩膜，將除了第一振膜的區域全部刻蝕掉，構成了具有第二振膜補強的第一振膜。

優選的是，還包括對第一振膜進行摻雜的步驟。

本發明的振膜結構，包括了第一振膜以及對第一振膜中特定局部位置進行補強的第二振膜，也就是說，使得至少連接部的位置是多層膜設計，增大了該位置的膜厚，從而提高了第一振膜中連接部位的機械強度，避免了撕裂問題的發生。

附圖說明

圖1、圖2示出了本發明第一振膜、第二振膜的結構示意圖。

圖3示出了本發明振膜結構的剖面圖。

圖4、圖5示出了本發明第二實施中第一振膜、第二振膜的結構示意圖。

圖6、圖7示出了本發明第三實施中第一振膜、第二振膜的結構示意圖。

具體實施方式

為了使本發明解決的技術問題、采用的技術方案、取得的技術效果易于理解，下面結合具體的附圖，對本發明的具體實施方式做進一步說明。

參考圖1、圖2，本發明提供了一種MEMS麥克風中的振膜結構，包括第一振膜，所述第一振膜包括振膜主體1，以及設置在振膜主體1邊緣的連接部10，還包括與振膜主體1連接的引線電極11。連接部10和振膜主體1是一體的結構，在制作的時候，沉積一層整膜，然后根據需要，刻蝕出振膜主體1和連接部10的圖形，該第一振膜發揮傳統振膜的作用，通過連接部10將第一振膜連接在麥克風的封裝結構中，與背極板組合在一起，構成了聲電轉換的電容器結構，并通過引線電極11連接到電路中。

該第一振膜可以是單層多晶硅結構，也可以是多晶硅、氮化硅、多晶硅的復合膜結構。例如可以用低壓化學氣相沉積的方法依次沉積多晶硅層、氮化硅、多晶硅層，共同構成了振膜層，經過甩膠、光刻、顯影、刻蝕等工藝，刻出第一振膜的形狀，之后對上層的多晶硅層進行磷或者硼摻雜，形成n型或p型半導體，作為電容器的其中一個電極。