[發(fā)明專利]MEMS換能器、MEMS器件和麥克風組件

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011103002.5
• 申請日: 2020-10-15
• 公開（公告）號: CN112689228B
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發(fā)明（設計）人: V·納德瑞恩;M·佩德森;彼得·洛佩特
• 申請（專利權）人: 美商樓氏電子有限公司
• 主分類號: H04R19/04
• 分類號: H04R19/04;H04R19/00
• 代理公司: 北京三友知識產(chǎn)權代理有限公司 11127
• 代理人: 王青芝;王小東

本公開涉及MEMS換能器、MEMS器件和麥克風組件。一種MEMS換能器，該MEMS換能器包括換能器基板、對電極以及振膜。對電極聯(lián)接至換能器基板。振膜大致平行于對電極定向，并且與對電極間隔開以形成間隙。MEMS換能器的后腔容積是位于對電極與振膜之間的封閉容積。在MEMS換能器的音頻頻帶的上限處，對電極與振膜之間的間隙的高度小于后腔容積內(nèi)的熱邊界層厚度的兩倍。

技術領域

本公開涉及包括微機電系統(tǒng)(MEMS)的麥克風組件。

背景技術

包括微機電系統(tǒng)(MEMS)聲換能器的麥克風組件將聲能轉(zhuǎn)換為電信號。麥克風組件可以用于移動通信設備、膝上型計算機和家電以及其它設備和機器。麥克風組件的重要參數(shù)是聲信噪比(SNR)，聲SNR將期望的信號電平(例如，由于麥克風組件捕獲的聲干擾而引起的信號幅度)與背景噪聲電平進行比較。在包括MEMS聲換能器的麥克風組件中，SNR通常限制可以實現(xiàn)的最小尺寸以及麥克風組件的整體封裝大小。

發(fā)明內(nèi)容

本公開的第一方面涉及一種MEMS換能器。所述MEMS換能器包括換能器基板、對電極以及振膜。所述對電極聯(lián)接至所述換能器基板。所述振膜大致平行于所述對電極定向，并且與所述對電極間隔開以形成間隙。所述MEMS換能器的后腔容積是位于所述對電極與所述振膜之間的封閉容積。在所述MEMS換能器的音頻頻帶的上限處，所述對電極與所述振膜之間的所述間隙的高度小于所述后腔容積內(nèi)的熱邊界層厚度的兩倍。

本公開的第二方面涉及一種MEMS器件。所述MEMS器件包括集成電路和MEMS換能器，所述MEMS換能器形成在所述集成電路上。所述MEMS換能器包括對電極和振膜，所述振膜大致平行于所述對電極定向，并且與所述對電極間隔開以形成間隙。所述MEMS換能器的后腔容積是位于所述對電極與所述振膜之間的封閉容積。在所述MEMS換能器的音頻頻帶的上限處，所述對電極與所述振膜之間的所述間隙的高度小于所述后腔容積內(nèi)的熱邊界層厚度的兩倍。

本公開的第三方面涉及一種MEMS換能器。所述MEMS換能器包括：換能器基板；對電極，所述對電極聯(lián)接至所述換能器基板；以及振膜，所述振膜大致平行于所述對電極定向，并且與所述對電極間隔開。所述MEMS換能器的后腔容積是位于所述振膜與所述換能器基板之間的封閉容積。

本公開的第四方面涉及一種麥克風組件。所述麥克風組件包括換能器基板以及振膜，所述振膜與所述換能器基板間隔開以形成后腔容積。所述后腔容積具有表面邊界，所述后腔容積至少包括所述振膜和所述換能器基板。在音頻頻帶的上限處，所述后腔容積內(nèi)的任何位置距所述表面邊界的距離在單個熱邊界層厚度內(nèi)。

前述發(fā)明內(nèi)容僅僅是例示性的，而不旨在以任何方式進行限制。除了上述例示性方面、實施方式以及特征以外，另外的方面、實施方式以及特征將通過參照下列附圖和詳細描述變得顯而易見。

附圖說明

結(jié)合附圖，根據(jù)以下描述和所附權利要求，本公開的前述特征和其它特征將變得更加完全顯而易見。這些附圖僅描繪了根據(jù)本公開的多個實施方式，因此不應視為對本公開的范圍的限制。下面結(jié)合附圖更詳細地描述各種實施方式。

圖1是根據(jù)例示性實施方式的MEMS麥克風的側(cè)截面視圖。

圖2是根據(jù)例示性實施方式的圖1的MEMS麥克風的信號集總元件模型。

圖3是根據(jù)例示性實施方式的MEMS麥克風的側(cè)截面視圖，該側(cè)截面視圖示出了MEMS麥克風的后腔容積內(nèi)的熱邊界層。

圖4是根據(jù)例示性實施方式的圖3的MEMS麥克風的信號集總元件模型。

圖5是根據(jù)例示性實施方式的超微型MEMS聲換能器的側(cè)截面視圖。

圖6是圖5在超微型MEMS聲換能器的后腔容積附近的再現(xiàn)。

圖7是根據(jù)例示性實施方式的超微型壓電MEMS換能器的側(cè)截面視圖。