专利名称：电容式传声器芯片的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及传声器技术领域，特别是半导体电容式传声器芯片。
技术背景半导体传声器芯片研究已有20多年的历史了，期间各类传声器陆续在 硅片上被开发实现。其中，最主要最热门的一种即电容式硅传声器。电容 式硅传声器不仅具有体积小、灵敏度高、频响特性好、噪声低等特点，更 重要的是具有很宽工作温度，可适用于SMT等自动化生产线作业和恶劣的 工作环境。电容式传声器芯片是利用微机械加工技术制作出来的一种声传感器， 其功能结构是由振膜和背极组成的平板电容。振膜在声波作用下产生振 动，相对背极的距离发生变化，使振膜和背极间的电容值改变。振动良好 的振膜与刚性背极是达到良好性能必不可少条件。要使振膜具有良好振动 性能， 一方面可以降低振膜的残余应力。文献Sensor and actuators A. 31, 1992， 90-96中描述了把张应力和压应力材料制作成低应力复合膜用 在传感器上;专利US6622368B1把低应力复合膜结构用作硅传声器的振膜， 申请了氮化硅/多晶硅/氮化硅的复合膜结构专利；文献Sensor and actuators A. 31, 1992， 149-152以及专利US6012335中描述了利用单晶硅 重掺杂硼的方法制作单晶硅振膜；1998 MEMS Conference, Heideberg Germany Jan 25-29 ， A High Sensitivity Polysilicon Diaphragm Condenser Microphone中报导采用低应力多晶硅做振膜。只靠制作低残余 应力材料来提高振膜的振动性能，对薄膜的生长工艺要求严格， 一致性较 难保证。另外，利用各种结构释放振膜残余应力也是常用的方法，美国专利 5, 452， 268、5, 146， 435、中国公开专利200410100283. 3以及文献(The llth International Conference on Solid-State Sensors and Actuators, Munich Germany, June, 10-14， 2001)皆描述了利用悬梁结构释放振 膜残余应力的方法提高振膜的机械灵敏度，由于悬梁结构使振膜上的应力 集中在边缘，同时经常过于柔软，容易产生粘连问题，专利US6535460B2 申请了自由振膜结构，可以得到零残余应力振膜的传声器，但完成相应的 结构所需工艺复杂。刚性背极是传声器有良好频率特性以及低噪声的前提条件。目前，报 导的方法包括专利US6012335采用厚金层作背极；专利US6677176B2采 用复合金属膜做背极，减小应力的同时增加厚度；US6140689专利中采用 SOI硅片中单晶硅层做背极；US6667189B1采用电化学腐蚀制作低应力厚 单晶硅背极。US6532460B2制作特殊结构增加背极强度，大多工艺复杂， 制作成本高。得到柔软振膜和刚性背极后，也要解决振膜与背极粘连的问题，到目 前方法很多，比较有效的是制作防粘连突起，但是需要增加工艺步骤，加
大了成本。 实用新型内容本实用新型的目的是为了解决现有电容式传声器芯片技术中存在的 问题，针对当前电容式传声器芯片结构设计中存在的不足，提出了一种具 有新结构的电容式传声器芯片，从而简化工艺步骤，并改善其性能。为达到上述目的，本实用新型的技术方案是-一种电容式传声器芯片，包括基底、绝缘层、导电层、内悬梁支撑， 外悬梁支撑、振膜、内悬梁、外悬梁及内悬梁边框、外悬梁边框，下电极、 上电极；其中基底、绝缘层中心有贯通孔，为背腔；基底上表面固连有绝缘层，绝缘层之上固接导电层，导电层包括背极、 电极引线、支撑隔离以及周边层，导电层的中间区域为背极，背极中心区 域正对背腔上开口区域，形成一个悬浮区，悬浮区上有多数个声孔，背腔以外的背极与绝缘层固结；背极与电极引线相连，背极通过隔离槽与支撑 隔离电隔离，背极通过隔离槽与周边层电隔离；导电层中的背极为电容结 构的一个电极板；导电层之上固结内悬梁支撑、外悬梁支撑，内悬梁支撑固接于支撑隔 离之上，内悬梁支撑之上固结内悬梁边框；外悬梁支撑固结于周边层之上， 在外悬梁支撑一侧有贯通孔，贯通孔内径不小于电极引线边缘，在外悬梁 支撑之上固结外悬梁边框；在贯通孔内电极引线上表面设有下电极；振膜与背极形状相对应，上下正对，振膜与背极之间有2-4um的间隙，
形成平板电容结构；振膜边缘部分有多数个小孔，小孔分布于声孔在振膜 上的投影范围之外；振膜位于外支撑边框之内，内支撑边框之外，振膜通 过多数个内悬梁、多数个外悬梁分别与内悬梁边框、外悬梁边框相连，内 悬梁和外悬梁在同一平面，构成平面复合悬梁结构；在外悬梁边框之上一 侧设有上电极；采用平面复合悬梁结构，当振膜受到声波的作用时，振膜把受到的力 传递给内悬梁和外悬梁，使它们产生变形，由于变形主要集中在内悬梁和 外悬梁上，振膜在竖直方向产生上下振动，振膜上各处振动为平动，振膜 的变形量转换成电容值的变化，实现传感器的功能。所述的电容式传声器芯片，其所述背极的悬浮区，其中心区域开有一 孔，孔为圆形、方形或多边形。所述的电容式传声器芯片，其所述背极的悬浮区，其上设有加强筋， 在悬浮区的边缘等距依次径向固结多数个加强筋，加强筋为绝缘条和导电 条两层结构，绝缘条与内悬梁支撑、外悬梁支撑在同一水平层内，导电条 固结于绝缘条之上，与振膜在同一水平层，且导电条与振膜之间有狭缝。所述的电容式传声器芯片，其所述背极的悬浮区，在悬浮区中心孔的 边缘等距依次径向固结多数个加强筋，加强筋为绝缘条和导电条两层结 构，绝缘条与内悬梁支撑、外悬梁支撑在同一水平层内，导电条固结于绝 缘条之上，与振膜在同一水平层，且导电条与振膜之间有狭缝。所述的电容式传声器芯片，其所述振膜和背极的形状为方形、圆形、 多边形；支撑隔离是圆形、方形、多边形；内悬梁、外悬梁，为T形梁， T形梁能在有限空间内达到良好的应力释放效果。
所述的电容式传声器芯片，其所述内悬梁、外悬梁、加强筋，都为四个。所述基底为半导体材料硅；绝缘层是氧化硅、氮化硅；导电层为多晶 硅，通过掺磷或者硼，形成n型或者p型导电层；绝缘条、内悬梁支撑、 外悬梁支撑为氧化硅，是LT0、 PSG、与TEOS中的一种；内悬梁边框、外 悬梁边框、内悬梁、外悬梁及振膜为导电材料，是多晶硅，并通过掺磷或 者硼，形成n型或者p型导电层。一种电容式传声器芯片，包括基底、绝缘层、导电层、下悬梁支撑、 上悬梁支撑、振膜、上悬梁及、上悬梁边框，下电极、上电极；其中基底、绝缘层中心有贯通孔，为背腔；基底上表面固连有绝缘层，绝缘层之上固接导电层，导电层包括背极、 电极引线、下悬梁边框、周边层、下悬梁，导电层的中间区域为背极，背 极中心区域正对背腔上开口区域，背腔开口以外的背极与绝缘层固结；背极成框状，其中心孔与背腔上开口中心相对，背腔以内的背极为悬 浮区，悬浮区设有多数个声孔；背腔上开口以外的背极与绝缘层固结；下 悬梁边框位于环状背极中心孔中心，下悬梁边框周边等距设有多数个下悬 梁，通过下悬梁另一端与背极中心孔内边缘连接；背极与电极引线相连， 背极通过隔离槽与周边层电隔离；背极为电容结构的一个电极板；导电层之上固结下悬梁支撑、上悬梁支撑；下悬梁支撑固接于下悬梁 边框之上；上悬梁支撑固结于周边层之上，在上悬梁支撑一侧有贯通孔， 贯通孔内径不小于电极引线边缘，贯通孔内电极引线上表面设有下电极；振膜与背极形状相同，上下正对，振膜与背极之间有2-4um的间隙，
形成平板电容结构；振膜位于上悬梁边框之内，振膜无孔的中心部分中心 与下悬梁支撑上端固连，振膜的边缘通过多数个上悬梁与上悬梁边框相连，上悬梁和下悬梁构成立体悬梁结构；振膜边缘部分有多数个小孔，小 孔分布于声孔在振膜上的投影范围之外；在上悬梁边框之上一侧有上电 极；采用立体悬梁结构，当振膜受到声波的作用时，振膜把受到的力传递 给上悬梁和下悬梁，使它们产生变形，由于变形主要集中在上悬梁和下悬 梁上，振膜在竖直方向产生振动，振膜上各处保持平动，振动量转换成电 容值的变化，从而实现传感器的功能。所述的电容式传声器芯片，其所述背极的悬浮区，设有加强筋，在悬 浮区的边缘等距依次径向固结多数个加强筋，加强筋为绝缘条和导电条两 层结构，绝缘条与下悬梁支撑、上悬梁支撑在同一水平层内，导电条固结 于绝缘条之上，与振膜在同一水平层，且导电条与振膜之间有狭缝。所述的电容式传声器芯片，其所述上悬梁、下悬梁、加强筋，都为四个。所述的电容式传声器芯片，其所述振膜和背极的形状为方形、圆形、 多边形；下悬梁边框为方形、圆形、多边形；背极的中心孔为方形、圆形、 多边形；上悬梁为T形梁，T形梁能在有限空间内达到良好的应力释放效果， 下悬梁为直梁。所述的电容式传声器芯片，其特征在于所述基底为半导体材料硅； 绝缘层是氧化硅、氮化硅；导电层为多晶硅，通过掺磷或者硼，形成n型 或者P型导电层；绝缘条、上悬梁支撑、下悬梁支撑为氧化硅，是LT0、PSG、与TEOS中的一种；上悬梁边框、下悬梁边框、上悬梁、下悬梁及振膜为导电材料，是多晶硅，并通过掺磷或者硼，形成n型或者p型导电层。本实用新型的电容式传声器芯片，振膜由平面复合悬梁或者立体悬梁结构支撑，使得振动时振膜上应力分布均匀，有效降低振膜与背极粘连，提高成品率；同时悬梁结构柔软，振膜有良好的振动特性。背极层中心部分悬空，外围部分覆于基底之上，由基底支撑，增强背极的刚性；同时也可在悬空部分作加强筋，进一步提高背极的刚性。振膜边缘设有的无数小孔，配合背极悬空部分的声孔释放振膜和背极之间原有的牺牲层，并对传声器的频响特性有改善作用。悬梁结构很柔软且均匀的连接振膜内外，振膜上的应力分布均匀，振膜各处振动幅度基本一致，在保证灵敏度的前提下，大大提高了有效防止 粘连；振膜边缘设有无数释放孔，可在一定程度上改善频响特性。背极只有部分悬空，同时在悬浮区部分设置加强筋，更容易获得刚性 背极，降低工艺难度，提高成品率，降低成本。
图1为本实用新型平面复合悬梁结构电容式传声器芯片俯视图； 图2为本实用新型平面复合悬梁结构电容式传声器芯片沿图1虚线的 剖面图；图3为本实用新型平面复合悬梁结构电容式传声器芯片仰视图；图4为本实用新型平面复合悬梁结构电容式传声器芯片导电层俯视图；图5为本实用新型悬浮区有孔的平面复合悬梁结构电容式传声器芯片
沿图l虚线的剖面图；图6为本实用新型悬浮区有孔的平面复合悬梁结构电容式传声器芯片仰视图；图7为本实用新型悬浮区有孔的平面复合悬梁结构电容式传声器芯片 导电层俯视图；图8为本实用新型悬浮区设置加强筋的平面复合悬梁结构电容式传声 器芯片俯视图；图9为本实用新型悬浮区设置加强筋的平面复合悬梁结构电容式传声 器芯片沿图8虚线的剖面图；图10为本实用新型悬浮区设置加强筋的平面复合悬梁结构电容式传 声器芯片仰视图；图11为本实用新型悬浮区设置加强筋的平面复合悬梁结构电容式传 声器芯片导电层俯视图；图12为本实用新型悬浮区设置加强筋且有孔的电容式传声器芯片沿 图8虚线的剖面图；图13为本实用新型悬浮区设置加强筋且有孔的电容式传声器芯片仰 视图；图14为本实用新型悬浮区设置加强筋且有孔的电容式传声器芯片导 电层俯视图；图15为本实用新型立体悬梁结构电容式传声器芯片俯视图； 图16为本实用新型立体悬梁结构电容式传声器芯片沿图15虚线的剖 面图；图17为本实用新型立体悬梁结构电容式传声器芯片仰视图； 图18为本实用新型立体悬梁结构电容式传声器芯片导电层俯视图； 图19为本实用新型悬浮区设置加强筋的立体悬梁结构电容式传声器 芯片俯视图20为本实用新型悬浮区设置加强筋的立体悬梁结构电容式传声器芯片沿图19虚线的剖面图；图21为本实用新型悬浮区设置加强筋的立体悬梁结构电容式传声器 芯片仰视图；图22为本实用新型悬浮区设置加强筋的立体悬梁结构电容式传声器 芯片导电层俯视具体实施方式
本实用新型有多种不同形式的实施例，图1-22所示为本实用新型两 优选实施例，下面对这两个实例进行详细说明。
实施例一如图1-14所示为本实用新型实施例一，是本实用新型的平面复合悬 梁电容式传声器芯片结构，如图l、图2所示，其特点为振膜通过内悬梁、 外悬梁构成的平面复合悬梁结构支撑，背极只有中心部分悬空，自下而上 为基底21、绝缘层22、导电层23、内悬梁支撑24，外悬梁支撑25、振 膜26、内悬梁27、外悬梁28及内悬梁边框29、外悬梁边框30,另外还 有下电极31、上电极32。其中，基底21、绝缘层22中心有贯通孔，为背腔33。基底21为半 导体材料，可以是硅，对于硅材料基底21中心部的背腔33可用体硅腐蚀 工艺形成，如图3所示。也可采用干法腐蚀形成柱状背腔。基底21上表面固连有绝缘层22，绝缘层22可以是半导体材料氧化硅、 氮化硅。
绝缘层22之上固接导电层23，导电层23由背极23a、电极引线23b、 支撑隔离23c以及周边层23d构成，如图4所示。导电层23的中间区域 为背极23a，背极23a中心区域正对背腔33上幵口区域，形成一个悬浮区 23e，悬浮区23e上有数个声孔34，背腔33以外的背极23a与绝缘层22 固结。背极23a与引出电极23b相连，背极23a通过隔离槽35与支撑隔 离23c导电隔离，支撑隔离23c可以是圆形、方形或多边形；背极23a通 过隔离槽36与周边层23d导电隔离。背极23a的形状可以为方形、圆形 以及多边形。导电层23可以为多晶硅，通过掺磷或者硼，形成n型或者p 型导电层。导电层23中背极23a作为电容结构的一个电极板。导电层23之上固结内悬梁支撑24、外悬梁支撑25。内悬梁支撑24 固接于支撑隔离23c之上，内悬梁支撑24之上固结内悬梁边框29;外悬 梁支撑25固结于周边层23d之上，在外悬梁支撑25 —侧有贯通孔37，贯 通孔37边缘不小于电极引线23b边缘，在外悬梁支撑25之上固结外悬梁 边框30。在贯通孔37内电极引线23b上表面设有下电极31。内悬梁支撑 24和外悬梁支撑25为绝缘体，可以是半导体材料氧化硅，氧化硅可以采 用LTO、 PSG、 TEOS。振膜26与背极23a形状相对应，上下正对。振膜26位于外支撑边框 25之内，内支撑边框24之外，振膜26通过内悬梁27、外悬梁28分别与 内悬梁边框29、外悬梁边框30相连。内悬梁27和外悬梁28构成平面复 合悬梁结构，内悬梁27、外悬梁28可以是多种形状，这里以T形梁为例， T形梁可以在有限空间内达到良好的应力释放效果。振膜26与背极23a之 间有2-4um的间隙。振膜26边缘部分有复数个小孔38，小孔38分布于声
孔34在振膜26上的投影范围之外。内悬梁边框29、外悬梁边框30、内 悬梁27、外悬梁28及振膜26选用导电材料,可以是多晶硅，并通过掺磷 或者硼，形成n型或者p型导电层。在外悬梁边框30之上一侧设有上电 极32。背极23a与振膜26形成平板电容结构，当振膜26受到声波的作用时， 振膜26把受到的力传递给内悬梁27和外悬梁28，使它们产生变形，由于 变形主要集中在内悬梁27和外悬梁28上，振膜26容易在竖直方向产生 上下振动。振膜26的变形量转换成电容值的变化，从而实现传感器的功 能。由于本实用新型中采用平面复合悬梁结构，振膜26上各处振动大体 保持平动，在相同的灵敏度的情况下，振膜26不容易与背极23a粘连， 因此，复合悬梁结构会在很大程度上提高产品的成品率。采用背极23a部 分悬空的结构不但可以增强悬空结构的刚性，同时在相同背极尺寸的前提 下，可以把芯片做的更小。为了提高背极23a上悬浮区23e的刚度及改善器件的声学性能，在上 述结构的悬浮区23e中心区域开孔39，孔39的形状可以是多种形状，可 以是圆形、方形或多边形，如图5-7所示，其俯视图与图l相同。为了进一步的加强背极23a的刚性，且在不增加工艺步骤的前提下， 在上述结构中背极23a的悬浮区23e上设置加强筋，图8-11所示结构是 在上述悬浮区23e中心无孔的结构中设置了加强筋，图12-14所示结构在 上述悬浮区23e中心有孔的结构中设置了加强筋，其俯视图与图8相同。 加强筋为绝缘条40和导电条41两层结构。悬浮区23e的边缘依次径向固 结绝缘条40和导电条41，绝缘条40与内悬梁支撑24、外悬梁支撑25在
同一水平层内，且材料相同，可以为氧化硅，氧化硅可以是LT0、PSG、TE0S。 导电条41固结于绝缘条40之上，与振膜26在同一水平层且材料相同， 它们之间有狭缝42。实施例二如图15-22所示为本实用新型实施例一，是本实用新型的立体复合悬 梁电容式传声器芯片结构，如图15、图16所示，其特点为振膜通过上悬 梁、下悬梁构成立体悬梁结构支撑；背极只有中心部分悬浮。自下而上为 基底21、绝缘层22、导电层23、下悬梁支撑24，上悬梁支撑25、振膜 26、上悬梁28、上悬梁边框30，另外还有下电极31、上电极32。其中，基底21、绝缘层22中心有贯通孔，为背腔33。基底21为半 导体材料，可以是硅，对于硅材料基底21中心部的背腔33可用体硅腐蚀 工艺形成，如图17所示。也可采用干法腐蚀形成柱状的背腔33。基底21上表面固连有绝缘层22，绝缘层22可以是半导体材料氧化硅、 氮化硅。绝缘层22之上固接导电层23，导电层23由背极23a、电极引线23b、 下悬梁边框23g、周边层23d、下悬梁23f构成，如图18所示。背极23a 成框状，其中心孔与背腔33上开口中心相对，背腔33以内的背极23a为 悬空区区23e，悬浮区e设有无数个声孔34;背腔33上开口以外的背极 23a与绝缘层22固结。下悬梁边框23g位于环状背极23a中心孔中心，下 悬梁边框23g周边等距设有四个下悬梁23f ，通过下悬梁23f另一端与背 极23a中心孔内边缘连接，下悬梁边框23g可以为圆形、方形或者多边形；
下悬梁23f可以为多种结构，这里以直梁结构为例。背极23a与电极引线 23b相连，背极23a通过隔离槽36与周边层23d导电隔离。导电层23可 以为多晶硅，导电层23中背极23a作为电容结构的一个电极板，通过掺 磷或者硼，形成n型或者p型导电层。背极23a的形状可以为方形、圆形 以及多边形。导电层23之上固结下悬梁支撑24、上悬梁支撑25。下悬梁支撑24 固接于下悬梁边框23g之上；上悬梁支撑25固结于周边层23d之上，在 上悬梁支撑25 —侧有贯通孔37，贯通孔37边缘不小于电极引线23b边缘。 贯通孔37内电极引线23b上表面设有下电极31 。下悬梁支撑24和上悬梁 支撑25为绝缘体，可以是半导体材料氧化硅，氧化硅可以釆用LTO、 PSG、 TE0S。振膜26与背极23a形状相同，上下正对。振膜26位于上悬梁边框30 之内，振膜26无孔的中心部分中心与下悬梁支撑24上端固连，振膜26 的边缘通过上悬梁28与上悬梁边框30相连，上悬梁28和下悬梁23f构 成立体悬梁结构，上悬梁28可以是多种结构，这里以T形梁为例，T形梁 可以在有限空间内达到良好的应力释放效果。振膜26与背极23a之间有 2-4um的间隙。振膜26边缘部分有复数个小孔38，小孔38分布于声孔34 在振膜26上的投影范围之外。上悬梁边框30、上悬梁28和振膜26为导 电材料，可以是多晶硅，通过掺磷或者硼，形成n型或者p型导电层。在 上悬梁边框30之上一侧有上电极32。背极23a与振膜26形成平板电容结构，当振膜26受到声波的作用时， 振膜26把受到的力传递给上悬梁28和下悬梁23f，使它们产生变形，由 于变形主要集中在上悬梁28和下悬梁23f上，振膜26在竖直方向容易产 生振动。振膜26的振动量转换成电容值的变化，从而实现传感器的功能。 由于本实用新型中釆用立体悬梁结构，振膜26上各处振动大体保持平动， 在相同的灵敏度的情况下，振膜26不容易与背极23a粘连，因此，立体 结构会在很大程度上提高产品的成品率。采用背极23a部分悬空的结构不 但可以增强悬空结构的刚性，同时在相同背极尺寸的前提下，可以把芯片 做的更小。为了进一步的加强背极23a的悬浮区23e刚性，且在不增加工艺步骤 的前提下，在上述结构中背极23a的悬浮区23e上设置加强筋，如图19-22 所示。悬浮区23e的边缘依次径向固结绝缘条40和导电条41，绝缘条40 与下悬梁支撑24、上悬梁支撑25在同一水平层内，且材料相同，可以为 氧化硅，氧化硅可以是LTO、 PSG、与TEOS。导电条41固结于绝缘条40 之上，与振膜26在同一水平层且材料相同，它们之间有狭缝42。
权利要求1、一种电容式传声器芯片，包括基底、绝缘层、导电层、内悬梁支撑，外悬梁支撑、振膜、内悬梁、外悬梁及内悬梁边框、外悬梁边框，下电极、上电极；其特征在于基底、绝缘层中心有贯通孔，为背腔；基底上表面固连有绝缘层，绝缘层之上固接导电层，导电层包括背极、电极引线、支撑隔离以及周边层，导电层的中间区域为背极，背极中心区域正对背腔上开口区域，形成一个悬浮区，悬浮区上有多数个声孔，背腔以外的背极与绝缘层固结；背极与电极引线相连，背极通过隔离槽与支撑隔离电隔离，背极通过隔离槽与周边层电隔离；导电层中的背极为电容结构的一个电极板；导电层之上固结内悬梁支撑、外悬梁支撑，内悬梁支撑固接于支撑隔离之上，内悬梁支撑之上固结内悬梁边框；外悬梁支撑固结于周边层之上，在外悬梁支撑一侧有贯通孔，贯通孔内径不小于电极引线边缘，在外悬梁支撑之上固结外悬梁边框；在贯通孔内电极引线上表面设有下电极；振膜与背极形状相对应，上下正对，振膜与背极之间有2-4um的间隙，形成平板电容结构；振膜边缘部分有多数个小孔，小孔分布于声孔在振膜上的投影范围之外；振膜位于外支撑边框之内，内支撑边框之外，振膜通过多数个内悬梁、多数个外悬梁分别与内悬梁边框、外悬梁边框相连，内悬梁和外悬梁在同一平面，构成平面复合悬梁结构；在外悬梁边框之上一侧设有上电极。
2、 如权利要求1所述的电容式传声器芯片，其特征在于所述背极 的悬浮区，其中心区域开有一孔，孔为圆形、方形或多边形。
3、 如权利要求1所述的电容式传声器芯片，其特征在于所述背极 的悬浮区，其上设有加强筋，在悬浮区的边缘等距依次径向固结多数个加 强筋，加强筋为绝缘条和导电条两层结构，绝缘条与内悬梁支撑、外悬梁 支撑在同一水平层内，导电条固结于绝缘条之上，与振膜在同一水平层， 且导电条与振膜之间有狭缝。
4、 如权利要求2所述的电容式传声器芯片，其特征在于所述背极 的悬浮区，在悬浮区中心孔的边缘等距依次径向固结多数个加强筋，加强 筋为绝缘条和导电条两层结构，绝缘条与内悬梁支撑、外悬梁支撑在同一 水平层内，导电条固结于绝缘条之上，与振膜在同一水平层，且导电条与 振膜之间有狭缝。
5、 如权利要求l、 3或4所述的电容式传声器芯片，其特征在于所述振膜和背极的形状为方形、圆形、多边形；支撑隔离是圆形、方形、多 边形；内悬梁、外悬梁，为T形梁。
6、 如权利要求l、 3或4所述的电容式传声器芯片，其特征在于所 述内悬梁、外悬梁、加强筋，都为四个。
7、 如权利要求l、 3或4所述的电容式传声器芯片，其特征在于所 述基底为半导体材料硅；绝缘层是氧化硅、氮化硅；导电层为多晶硅，通 过掺磷或者硼，形成n型或者p型导电层；绝缘条、内悬梁支撑、外悬梁 支撑为氧化硅，是LT0、 PSG、与TEOS中的一种；内悬梁边框、外悬梁边框、内悬梁、外悬梁及振膜为导电材料，是多晶硅，并通过掺磷或者硼， 形成n型或者p型导电层。
8、 一种电容式传声器芯片，包括基底、绝缘层、导电层、下悬梁支撑、上悬梁支撑、振膜、上悬梁、上悬梁边框，下电极、上电极；其特征 在于基底、绝缘层中心有贯通孔，为背腔；基底上表面固连有绝缘层，绝缘层之上固接导电层，导电层包括背极、 电极引线、下悬梁边框、周边层、下悬梁，导电层的中间区域为背极，背 极中心区域正对背腔上开口区域，背腔开口以外的背极与绝缘层固结；背极成框状，其中心孔与背腔上开口中心相对，背腔以内的背极为悬 浮区，悬浮区设有多数个声孔；下悬梁边框位于环状背极中心孔中心，下 悬梁边框周边等距设有多数个下悬梁，通过下悬梁另一端与背极中心孔内 边缘连接；背极与电极引线相连，背极通过隔离槽与周边层电隔离；背极 为电容结构的一个电极板；导电层之上固结下悬梁支撑、上悬梁支撑；下悬梁支撑固接于下悬梁 边框之上；上悬梁支撑固结于周边层之上，在上悬梁支撑一侧有贯通孔，贯通孔内径不小于电极引线边缘，贯通孔内电极引线上表面设有下电极； 振膜与背极形状相同，上下正对，振膜与背极之间有2-4um的间隙，形成平板电容结构；振膜位于上悬梁边框之内，振膜无孔的中心部分中心 与下悬梁支撑上端固连，振膜的边缘通过多数个上悬梁与上悬梁边框相 连，上悬梁和下悬梁构成立体悬梁结构；振膜边缘部分有多数个小孔，小 孔分布于声孔在振膜上的投影范围之外；在上悬梁边框之上一侧有上电 极。
9、 如权利要求8所述的电容式传声器芯片，其特征在于所述背极 的悬浮区，设有加强筋，在悬浮区的边缘等距依次径向固结多数个加强筋， 加强筋为绝缘条和导电条两层结构，绝缘条与下悬梁支撑、上悬梁支撑在 同一水平层内，导电条固结于绝缘条之上，与振膜在同一水平层，且导电条与振膜之间有狭缝。
10、 如权利要求8或9所述的电容式传声器芯片，其特征在于所述 上悬梁、下悬梁、加强筋，都为四个。
11、 如权利要求8或9所述的电容式传声器芯片，其特征在于所述振膜和背极的形状为方形、圆形、多边形；下悬梁边框为方形、圆形、多 边形；背极的中心孔为方形、圆形、多边形； 上悬梁为T形梁，下悬梁为直梁。
12、 如权利要求8或9所述的电容式传声器芯片，其特征在于所述 基底为半导体材料硅；绝缘层是氧化硅、氮化硅；导电层为多晶硅，通过 掺磷或者硼，形成n型或者p型导电层；绝缘条、上悬梁支撑、下悬梁支 撑为氧化硅，是LT0、 PSG、与TEOS中的一种；上悬梁边框、下悬梁边框、 上悬梁、下悬梁及振膜为导电材料，是多晶硅，并通过掺磷或者硼，形成n 型或者P型导电层。
专利摘要本实用新型电容式传声器芯片，涉及传声器技术，是振膜在上，背极在下的电容式结构。振膜由平面复合悬梁或立体悬梁结构支撑，使得振膜振动时应力分布均匀，可有效降低振膜与背极粘连，提高成品率；悬梁结构柔软，振膜有良好的振动特性。背极只有中心部分悬空，外围部分覆于基底之上，由基底支撑，增强背极的刚性；同时也可在背极悬空部分作加强筋，进一步提高背极的刚性。振膜边缘设有无数的小孔，配合背极悬空部分的声孔释放振膜和背极之间原有的牺牲层，并对传声器的声学特性有改善作用。本实用新型具有高灵敏度、低噪声、频带宽的特性，芯片的体积小，制作工艺简单，容易批量生产。
文档编号H04R19/01GK201032749SQ200720103899
公开日2008年3月5日 申请日期2007年3月21日 优先权日2007年3月21日
发明者宋青林, 庞胜利, 陶永春 申请人:歌尔声学股份有限公司