静电容量型换能器系统、静电容量型换能器及声音传感器的制作方法

文档序号:14718152发布日期:2018-06-16 02:05阅读:266来源:国知局
静电容量型换能器系统、静电容量型换能器及声音传感器的制作方法

本发明涉及静电容量型换能器系统、静电容量型换能器及、声音传感器。更具体而言,涉及通过使用MEMS技术形成的由振动电极膜和背板构成的电容器结构而构成的静电容量型换能器系统、静电容量型换能器及声音传感器。



背景技术:

目前,作为小型的麦克风,有时使用利用了被称为ECM(Electret Condenser Microphone)的声音传感器的麦克风。但是,ECM易受热影响,此外,由于在向数字化的对应或者小型化这一点上,利用了使用MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)技术制造的静电容量型换能器的麦克风(以下也称为MEMS麦克风。)较优越,因此,近年来,正在采用MEMS麦克风(例如,参照专利文献1)。

在如上所述的静电容量型换能器中,有使用MEMS技术来实现使接受压力而振动的振动电极膜经由空隙与固定有电极膜的背板对置配置的方式的静电容量型换能器。这种静电容量型换能器的方式例如通过在半导体基板上形成振动电极膜及覆盖振动电极膜的牺牲层后,在牺牲层上形成背板,之后去除牺牲层这样的工序可以实现。MEMS技术像这样应用了半导体制造技术,所以能够获得极小的静电容量型换能器。

另外,在这种静电容量型换能器中,考虑例如基于在半导体基板和振动电极膜之间的空气的布朗运动的噪声等一些噪声的原因,有时会阻碍SN比的提高。与此相反,准备两个麦克风,通过减去来自两者的输出信号而消除噪声分量的技术是公知的(例如,参照专利文献2或专利文献3)。

但是,在上述技术中,在噪声源存在于麦克风的外部的情况下,能够消除噪声,但在麦克风的内部存在噪声的原因的情况下,由于在各麦克风中独立地产生噪声,因此,难以有效地消除噪声。

此外,将多个振动电极板并排配置于一个半导体基板上的静电容量型换能器的构成是公知的(例如,参照专利文献3)。在这种情况下,信号的合计值成为来自各换能器的信号之和,与此相反,利用噪声的合计值成为来自各换能器的噪声值的平方和的平方根的特性,能够实现SN比的提高。但是,在该技术中,存在作为静电容量型换能器的尺寸会增大的麻烦。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2011-250170号公报

专利文献2:美国专利第6714654号说明书

专利文献3:美国专利申请公开第2008/144874号说明书

专利文献4:美国专利申请公开第2013/236037号说明书



技术实现要素:

发明所要解决的课题

本发明是鉴于如上所述的状况而发明的,其目的在于,提供一种能够通过更可靠或者更简单的构成,提高静电容量型换能器系统、静电容量型换能器或声音传感器的SN比的技术。

用于解决课题的技术方案

为了解决上述课题,本发明提供一种静电容量型换能器系统,其特征在于,具有第一固定电极和第二固定电极这两个固定电极、和以在其与所述第一固定电极及所述第二固定电极之间经由空隙而与两者对置的方式配设的振动电极,

由所述第一固定电极和所述振动电极构成第一电容器,并且,由所述第二固定电极和所述振动电极构成第二电容器,

该静电容量型换能器系统具备:

静电容量型换能器,其将所述振动电极的变形转换成所述第一电容器和所述第二电容器的静电容量的变化;以及

控制部,其处理向所述第一电容器及所述第二电容器的供给电压和/或基于所述第一电容器和所述第二电容器的静电容量的变化的信号,

其中,基于所述第一电容器和所述第二电容器各自的静电容量的变化的信号向相互抵消的方向进行加减。

一般而言,有时采用通过减去基于两个电容器各自的静电容量的变化的信号而消除噪声的方法,但该情况下,考虑到总噪声由各电容器的噪声的平方和的平方根来特定,难以有效地消除噪声。与此相反,在本发明中,使用共通的振动电极构成第一电容器和第二电容器这两个电容器,所以,通过将基于第一电容器和第二电容器的静电容量的变化的信号向相互抵消的方向进行加减,能够更可靠地消除噪声。由此,能够提高作为静电容量型换能器系统的SN比。

另外,在此,所谓将基于第一电容器和第二电容器的静电容量的变化的信号向相互抵消的方向进行加减,例如在基于第一电容器和第二电容器的静电容量的变化的信号相互具有同极性的情况下,是从该信号的一方减去另一方的意思。此外,在基于第一电容器和第二电容器的静电容量的变化的信号相互具有反极性的情况下,是将两信号相加的意思。

此外,在本发明中,也可以是,以基于所述第一电容器的静电容量的变化的信号的电平和基于所述第二电容器的静电容量的变化的信号的电平互不相同,且所述第一电容器的噪声电平和所述第二电容器的噪声电平相同的方式,来决定所述第一固定电极、所述第二固定电极及所述振动电极的、电极面积、电极位置、电极间间隙、供给电压、增益的至少一个值。

在此,基于由固定电极和振动电极构成的电容器的静电容量的变化的信号受电极面积、电极位置、电极间间隙、供给电压、增益等影响。利用该特性,在本发明中,以基于第一电容器的静电容量的变化的信号的电平和基于第二电容器的静电容量的变化的信号的电平互不相同,第一电容器的噪声电平和第二电容器的噪声电平相同的方式,决定第一固定电极、第二固定电极及振动电极的、电极面积、电极位置、电极间间隙、供给电压、增益的至少一个值。

据此,在将基于第一电容器和第二电容器各自的静电容量的变化的信号向相互抵消的方向进行加减时,噪声被消除,信号虽然电平降低,但是优先被留下来。其结果是,能够提高作为静电容量型换能器系统而获得的信号的SN比。

此外,在本发明中,也可以是,所述第一固定电极是具有开口的半导体基板,

所述第二固定电极是形成于背板上的固定电极膜,所述背板具有以与所述半导体基板的开口对置的方式配设并且空气可通过的声孔,

所述振动电极是以与所述背板和所述半导体基板各自经由空隙而对置的方式配设于所述背板和所述半导体基板之间的振动电极膜。

据此,能够使基于第一电容器和第二电容器各自的静电容量的变化的信号的极性自动地颠倒。因此,只将基于第一电容器和第二电容器各自的静电容量的变化的信号相加,即可消除噪声。其结果是,能够更容易地提高来自静电容量型换能器系统的信号的SN比。

此外,在本发明中,也可以是,所述半导体基板通过离子注入等使表面成为导电性、或者由导电性材料形成。据此,在MEMS的制造工序中,无需追加成膜工序,就能够更容易地形成第一固定电极。另外,在本发明中,也可以是,在所述半导体基板的与所述振动电极膜对置的部分的表面形成有固定电极膜。据此,能够以更高的自由度调节第一固定电极的形状或者面积。

此外,在本发明中,也可以是,在所述振动电极膜上设置有在该振动电极膜向所述半导体基板侧变形时与该半导体基板接触的止动件,在该止动件的所述半导体基板侧的前端设置有由绝缘体构成的绝缘部。据此,即使有时振动电极膜的止动件和半导体基板接触,也可避免在两者之间产生电短路。

此外,在本发明中,也可以是,基于所述第一电容器的静电容量的变化的信号的信号线和基于所述第二电容器的静电容量的变化的信号的信号线被电连接,从而基于所述第一电容器和所述第二电容器各自的静电容量的变化的信号向相互抵消的方向进行加减。据此,能够提高向控制部输入之前的来自静电容量型换能器的输出信号本身的SN比,能够减轻控制部的负担。

此外,在本发明中,也可以是,基于所述第一电容器的静电容量的变化的信号和基于所述第二电容器的静电容量的变化的信号在所述控制部向相互抵消的方向进行加减运算。据此,在控制部能够以更高的自由度消除基于第一电容器的静电容量的变化的信号和基于第二电容器的静电容量的变化的信号中的噪声,能够更可靠地提高自静电容量型换能器系统输出的SN比。

此外,在本发明中,也可以是,所述静电容量型换能器具有:

半导体基板,其具有开口;

背板,其具有以与所述半导体基板的开口对置的方式配设并且空气可通过的声孔;以及

振动电极膜,其以在其与所述背板之间经由空隙而与该背板对置的方式配设,

所述第一固定电极及所述第二固定电极通过将形成于所述背板的固定电极膜进行分割而形成,

所述振动电极是所述振动电极膜,

基于所述第一电容器的静电容量的变化的信号和基于所述第二电容器的静电容量的变化的信号,在所述控制部向相互抵消的方向进行加减运算。

即,该情况下,通过将形成于背板上的固定电极膜分割,形成第一固定电极及所述第二固定电极。而且,由第一固定电极和振动电极膜中与该第一固定电极对置的部分形成第一电容器,由第二固定电极和振动电极膜中与该第二固定电极对置的部分形成第二电容器。在该构成中,因为基于第一电容器和第二电容器的静电容量的变化的信号的极性相同,所以通过使这些信号相互相减,能够消除噪声,能够提高静电容量型换能器系统的信号的SN比。此外,该情况下,通过将形成于背板上的固定电极膜分割而形成第一固定电极和第二固定电极,因此,能够以更高的自由度决定这些固定电极的面积、形状等。

此外,本发明也可以是具有上述静电容量型换能器系统并检测声压的声音传感器。据此,能够提供具有更高的SN比的声音传感器。

此外,本发明也可以提供一种静电容量型换能器,其特征在于,具备:

半导体基板,其具有开口;

背板,其具有以与所述半导体基板的开口对置的方式配设并且空气可通过的声孔;以及

振动电极膜,其以与所述背板和所述半导体基板各自经由空隙对置的方式配设在所述背板和所述半导体基板之间,

该静电容量型换能器将所述振动电极膜的变形转换成该振动电极膜和所述背板及所述半导体基板之间的静电容量的变化,

其中,由设置于所述半导体基板上的第一固定电极和所述振动电极膜构成第一电容器,并且,将所述振动电极膜的变形转换成该第一电容器的静电容量的变化,

由形成于所述背板上的第二固定电极和所述振动电极膜构成第二电容器,并且,将所述振动电极膜的变形转换成该第二电容器的静电容量的变化。

该情况下,也可以构成为,基于所述第一电容器的静电容量的变化的信号的信号线和基于所述第二电容器的静电容量的变化的信号的信号线被电连接,从而基于所述第一电容器和所述第二电容器各自的静电容量的变化的信号被相加并输出。该情况下,基于第一电容器的静电容量的变化的信号和基于第二电容器的静电容量的变化的信号相互具有反极性,所以,通过将这些信号相加并输出,自动地将这些信号向相互抵消的方向加起来。

此外,该情况下,也可以是,以基于所述第一电容器的静电容量的变化的信号的电平和基于所述第二电容器的静电容量的变化的信号的电平互不相同,且所述第一电容器的噪声电平和所述第二电容器的噪声电平相同的方式,决定所述第一固定电极、所述第二固定电极及所述振动电极的、电极面积、电极位置、电极间间隙的至少一个值。

此外,该情况下,也可以是,所述半导体基板的表面被设为导电性或者由导电性材料形成,还可以是,在所述半导体基板的与所述振动电极膜对置的部分的表面形成有固定电极膜。

此外,该情况下,也可以是,在所述振动电极膜上设置有在该振动电极膜向所述半导体基板侧变形时与该半导体基板接触的止动件,在该止动件的所述半导体基板侧的前端设置有由绝缘体构成的绝缘部。

此外,该情况下,也可以将本发明设为声音传感器,其具有上述静电容量型换能器,检测声压。

另外,上述的、用于解决课题的技术方案能够适当组合使用。

发明效果

根据本发明,能够通过更可靠或更简单的构成,提高静电容量型换能器系统、静电容量型换能器或声音传感器的SN比。

附图说明

图1是表示通过MEMS技术制造的现有的声音传感器的一例的立体图。

图2是表示现有的声音传感器的内部结构的一例的分解立体图。

图3(a)~(b)是本发明实施例1的声音传感器的背板及振动电极膜付近的剖视图及等效电路图。

图4(a)~(b)是用于说明本发明实施例1的、来自第一电容器及第二电容器的信号及噪声的状态的图。

图5(a)~(b)是用于对在本发明实施例1的声音传感器中,将来自第一电容器及第二电容器的信号的噪声电平合并的方法进行说明的图。

图6(a)~(d)是表示本发明实施例1的声音传感器的布线的变化的图。

图7(a)~(b)是表示本发明实施例1的基板的固定电极膜的构成例的图。

图8(a)~(c)是表示本发明实施例1的振动电极膜的止动件的绝缘部的构成例的图。

图9(a)~(b)是本发明实施例2的声音传感器的背板及振动电极膜附近的剖视图及等效电路图。

图10(a)~(b)是表示本发明实施例2的第一固定电极和第二固定电极的构成例的图。

标记说明

1···声音传感器

2···背室

3···基板

5···振动电极膜

7···背板

8···固定电极膜

11···振动部

12···固定部

C1···第一电容器

C2···第二电容器

具体实施方式

<实施例1>

以下,参照附图对本申请发明的实施方式进行说明。以下所示的实施方式是本申请发明的一方面,不限定本申请发明的技术范围。另外,以下,对使用静电容量型换能器作为声音传感器的情况进行说明。但是,本发明的静电容量型换能器如果是检测振动电极膜的位移的换能器,则也可以用作声音传感器以外的传感器。例如,除压力传感器之外,也可以用作加速度传感器或惯性传感器等。此外,也可以用作传感器以外的元件,例如将电信号转换成位移的扬声器等。此外,以下的说明中的背板、振动电极膜、背室、半导体基板等的配置是一个例子,只要具有同等的功能,就不限于此。例如,背板和振动电极膜的配置也可以翻转。

图1是表示通过MEMS技术制造的现有的声音传感器1的一例的立体图。此外,图2是表示声音传感器1的内部结构的一例的分解立体图。声音传感器1是在设置有背室2的半导体基板3(以下也简称为基板。)的上表面层叠有绝缘膜4、振动电极膜(隔膜)5及背板7的层叠体。背板7具有在固定板6形成有固定电极膜8的结构,在固定板6的基板3侧配置有固定电极膜8。在背板7的固定板6上全面设置有许多作为穿孔的声孔(图2所示的固定板6的阴影的各点相当于各个声孔)。此外,在固定电极膜8的四角中的一个角设置有用于取得输出信号的固定电极焊盘10。

在此,基板3例如可以用单晶硅形成。此外,振动电极膜5例如可以用导电性的多晶硅形成。振动电极膜5为大致矩形状的薄膜,在进行振动的大致四边形的振动部11的四角设置有固定部12。而且,振动电极膜5以覆盖背室2的方式配置于基板3的上表面,在作为锚部的4个固定部12固定于基板3上。振动电极膜5的振动部11响应声压而上下振动。

此外,振动电极膜5在4个固定部12以外的部位,与基板3、背板7都不接触。因此,可以响应声压而更顺畅地上下振动。此外,在处于振动部11的四角的固定部12中的一个固定部设置有振动膜电极焊盘9。设置于背板7上的固定电极膜8以与振动电极膜5中除了四角的固定部12以外的进行振动的部分对应的方式设置。这是因为振动电极膜5中的四角的固定部12不会响应声压而进行振动,振动电极膜5和固定电极膜8之间的静电容量不发生变化。

当声音到达声音传感器1时,声音穿过声孔,对振动电极膜5施加声压。即,通过该声孔,使得声压被施加于振动电极膜5。此外,通过设置声孔,使得背板7和振动电极膜5之间的气隙中的空气容易排出到外部,热噪音减轻,能够减少噪声。

在声音传感器1中,通过上述的结构,振动电极膜5接受声音而振动,振动电极膜5和固定电极膜8之间的距离发生变化。当振动电极膜5和固定电极膜8之间的距离发生变化时,振动电极膜5和固定电极膜8之间的静电容量就发生变化。因此,通过在与振动电极膜5电连接的振动膜电极焊盘9和与固定电极膜8电连接的固定电极焊盘10之间施加直流电压,并将上述静电容量的变化作为电信号取出,能够将声压作为电信号进行检测。此外,来自声音传感器1的输出信号被输入作为控制部的ASIC(未图示)并适当进行处理。此外,对振动电极膜5和固定电极膜8施加的电压也经由ASIC来供给。以下,包含该声音传感器1和ASIC,称为声音传感器系统。该声音传感器系统在本发明中相当于静电容量型换能器系统。

另外,在如上所述的声音传感器中,考虑例如基于滞留在基板和振动电极膜之间的空气的布朗运动的噪声等一些噪声的原因,有时该噪声会阻碍SN比的提高。与此相对,在本实施例中,与振动电极膜5和背板7的固定电极膜8之间的静电容量的变化一并,将振动电极膜5和基板3之间的静电容量的变化作为电信号取出,通过加减这些信号而消除噪声,提高获得的信号的SN比。

图3中表示本实施例的声音传感器1的背板7及振动电极膜5附近的剖视图和由该构成获得的等效电路图。本实施例中,如图3(a)所示,在振动电极膜5因压力而变形时,与振动电极膜5和背板7的固定电极膜8之间的静电容量的变化一并将振动电极膜5和基板3之间的静电容量的变化作为电信号进行检测,将两信号相加作为静电容量型换能器的输出信号。即,在本实施例中,如图3(b)所示,由振动电极膜5和背板7的固定电极膜8构成第一电容器C1,并且由振动电极膜5和基板3构成第二电容器C2,将基于第一电容器C1及第二电容器C2的静电容量的变化的信号相加。

该情况下,基于第一电容器C1的静电容量的变化的信号(以下也称为来自第一电容器C1的信号。)和基于第二电容器C2的静电容量的变化的信号(以下也称为来自第二电容器C2的信号。)具有反极性,来自第一电容器C1的信号的噪声和来自第二电容器C2的信号的噪声也具有反极性。此外,来自第一电容器C1的信号和来自第二电容器C2的信号电平的比率和这些信号的噪声电平的比率基本不同。这是因为,上述噪声产生的过程与来自第一电容器C1的信号及来自第二电容器C2的信号的产生过程未必相同。

而且,在本实施例中,将来自第一电容器C1的信号的噪声和来自第二电容器C2的信号的噪声的电平合并。据此,如图4(a)所示,就来自第一电容器C1的信号S1和来自第二电容器C2的信号S2而言,即使在相加后也残留一定程度的电平的信号S1+S2(因为S1与S2反极性,所以S1>S1+S2)。另一方面,如图4(b)所示,来自第一电容器C1的信号的噪声N1、和来自第二电容器C2的信号的噪声N1相加后大致为零。由此,能够尽可能地提高作为声音传感器系统而得到的信号的SN比。

另外,假设准备两个不同的声音传感器,在从构成它们的电容器加上了信号的噪声的情况下,噪声相互独立,因此,例如即使极性相反,各噪声的平方和的平方根也会成为合计噪声,不能指望SN比的大幅度的提高。与此相反,在本实施例的构成中,使用了具有共通的振动电极膜5的第一电容器C1和第二电容器C2,因此,来自它们的信号的噪声存在很高的相关性。因此,通过将来自两者的信号的噪声相加,能够可靠地消除噪声,能够更高效地提高SN比。

以上几点作为一个考虑方法,在数学上可以如下表述。在此,如果设:基于第一电容器C1的静电容量的变化的信号为S1、基于第二电容器C2的静电容量的变化的信号为S2、基于第一电容器C1的静电容量的变化的信号的噪声为N1、基于第二电容器C2的静电容量的变化的信号的噪声为N2,则基于第一电容器C1的静电容量的变化的信号的SN比即SNR1及基于第二电容器C2的静电容量的变化的信号的SN比即SNR2可以如式(1)那样表示。

SNR1=S1/N1、SNR2=S2/N2·····(1)

此外,如上所述,因为S1和S2的比率、N1和N2的比率不同,所以式(2)成立。

S2=αS1、N2=βN1·····(2)

于是,声音传感器系统整体的SN比即SNRtotal可以如式(3)那样表示。

SNRtotal=(S1-S2)/(N1-N2)

=(S1-αS1)/(N1-βN1)

=(1-α)/(1-β)×SNR1·····(3)

在上述式(3)中,如果α<1、β≒1,则式(4)成立。

SNRtotal=(1-α)/(1-β)×SNR1

>>SNR1

>α/β×SNR1=SNR2·····(4)

即,相比基于仅第一电容器C1的变化的信号的SN比即SNR1、基于仅第二电容器C2的变化的信号的SN比即SNR2,能够大幅度地提高声音传感器系统整体的SN比。

接着,对用于将来自第一电容器C1的信号的噪声和来自第二电容器C2的信号的噪声的电平合并的方法进行说明。在此,振动电极膜5的变形引起的、来自第一电容器C1或第二电容器C2的信号的变化的灵敏度可以如以下的式(5)那样表示。

灵敏度∝c×s×V/g·····(5)

在此,c是表示振动电极膜5的硬度的常数,s是构成各电容器的振动电极膜5的面积,V是电极间电压,g是电极间的间隙。而且,对于来自第一电容器C1或第二电容器C2的信号的噪声,也认为式(5)大致成立。

即,在本实施例中,通过在设计上适当地决定形成图5所示的第一电容器C1及第二电容器C2的振动电极膜5的硬度c1及c2、面积s1及s2、电极间电压V1及V2、电极间间隙g1及g2,能够将来自第一电容器C1的信号的噪声和来自第二电容器C2的信号的噪声的电平合并。其结果是,通过将来自第一电容器C1的信号的噪声和来自第二电容器C2的信号的噪声相加,两者相抵消,能够使合计噪声极小。另外,就形成第一电容器C1和第二电容器C2的振动电极膜5的硬度c1及c2而言,虽然振动电极膜5的材质相同,但是可以通过改变在振动电极膜5内用于第一电容器C1和第二电容器C2的区域而决定为各自不同的值。

在此,来自第一电容器C1的信号和来自第二电容器C2的信号的相加,通过其与作为两者的共通电极的振动电极膜5的振动膜电极焊盘9、背板7上的固定电极膜8的固定电极焊盘10、基板3的电极焊盘13之间的布线、或者与声音传感器1相邻的ASIC内的布线或运算来实施。

图6表示该情况下布线的变化。另外,以下的说明中,相对于ASIC有时将由振动电极膜5、背板7中的固定电极膜8及基板3构成的结构称为MEMS。此外,在图6中,VP是指振动电极膜5,BP是指背板7的固定电极膜8,Sub是指基板3。图6(a)是将MEMS的共通的振动电极膜5的振动膜电极焊盘9作为输出IN,从ASIC向固定电极膜8的固定电极焊盘10供给电压Volt1,从ASIC向基板3的电极焊盘13供给电压Volt2的例子。

该情况下,能够适当调节从ASIC供给的电压Volt1、Volt2的值。此外,能够适当决定MEMS的振动电极膜5的硬度c1或c2、振动电极膜5的面积s1或s2、电极间的间隙g1或g2。因此,在该布线中,能够调节式(5)所示的所有参数。由此,具有更高的自由度并能够可靠地对来自第一电容器C1的信号S1和来自第二电容器C2的信号S2的电平设置一定程度的差异,并且能够将各信号的噪声N1、N2的电平合并,提高作为声音传感器系统的SN比。

图6(b)是将MEMS中的共通的振动电极膜5的振动膜电极焊盘9作为输出IN,从ASIC向背板7的固定电极膜8的固定电极焊盘10及基板3的电极焊盘13供给共通的电压(Volt1=Volt2)的例子。该情况下,能够调节MEMS侧的参数(MEMS的振动电极膜5的硬度c1或c2、振动电极膜5的面积s1或s2、电极间的间隙g1或g2)。由此,通过只调节MEMS侧的参数,就能够对来自第一电容器C1的信号S1和来自第二电容器C2的信号S2的电平设置一定程度的差异,并且能够将各信号的噪声N1、N2的电平合并,提高作为声音传感器系统的SN比。

图6(c)是向MEMS的共通的振动电极膜5的振动膜电极焊盘9供给电压Volt,将背板7的固定电极膜8的固定电极焊盘10设为第一输出IN1、将基板3的电极焊盘13设为第二输出IN2并输入ASIC的例子。该情况下,能够调节MEMS侧的参数(MEMS的振动电极膜5的硬度c1或c2、振动电极膜5的面积s1或s2、电极间的间隙g1或g2),并且在ASIC内对第一输出IN1及第二输出IN2实施适当的增益及偏置等,能够在ASIC内进行高速的调节。由此,能够更可靠地对来自第一电容器C1的信号S1和来自第二电容器C2的信号S2的电平设置一定程度的差异,并且能够将各信号的噪声N1、N2的电平合并,提高作为声音传感器系统的SN比。

图6(d)是向MEMS的共通的振动电极膜5的振动膜电极焊盘9供给共通的电压Volt,将背板7的固定电极膜8的固定电极焊盘10及基板3的电极焊盘13的输出连接之后,将该输出IN输入ASIC的例子。该情况下,在ASIC内难以进行各输出或者电压的调节,所以,调节MEMS侧的参数(MEMS的振动电极膜5的硬度c1或c2、振动电极膜5的面积s1或s2、电极间的间隙g1或g2)。由此,通过只调节MEMS侧的参数,就能够对来自第一电容器C1的信号S1和来自第二电容器C2的信号S2的电平设置一定程度的差异,并且能够将各信号的噪声N1、N2的电平合并,提高作为声音传感器系统的SN比。

另外,在本实施例中,由振动电极膜5和基板3形成第二电容器C2,但在该情况下,如图7(a)所示,也可以将基板3的整体或表面设为导电性。由此,不必增加追加的成膜工序就能够将基板3直接用作固定电极。另一方面,如图7(b)所示,也可以在基板3的振动电极膜5侧的表面另外设置导电性的固定电极。由此,易于进行第二电容器C2的固定电极的面积的调节,能够更容易或更精密地进行来自第二电容器C2的信号的电平或噪声电平的调节。

另外,在第二电容器C2中,如图8(a)中用虚线圆表示的那样,有时在振动电极膜5上形成用于防止其粘贴在基板3上的止动件5a。在这样的情况下,在振动电极膜5和基板3在止动件5a接触时,振动电极膜5和基板3可能经由止动件5a而电短路。与此相反,在本实施例中,也可以如图8(b)所示,在基板3上形成由绝缘体构成的绝缘部3a、或者如图8(c)所示,在振动电极膜5的止动件5a的前端设置由绝缘体构成的绝缘部5b。由此,能够防止振动电极膜5和基板3在止动件5a相接触时产生电短路。

<实施例2>

接着,使用图9及图10,对通过将振动电极膜5作为共通的电极、将背板7的固定电极膜8分割成不同的电极而构成第一电容器C1和第二电容器C2的例子进行说明。

图9表示本实施例的声音传感器1的背板7及振动电极膜5附近的剖视图和由该构成得到的等效电路图。如图9(a)所示,在本实施例中,背板7的固定电极膜8被分割成第一固定电极膜8a和第二固定电极膜8b。而且,由振动电极膜5和第一固定电极膜8a构成第一电容器C1。此外,由振动电极膜5和第二固定电极膜8b构成第二电容器C2。即,在本实施例中,第一电容器C1和第二电容器C2双方由振动电极膜5和背板7的固定电极膜8构成。

此外,在本实施例中,来自第一电容器C1的信号和来自第二电容器C2的信号具有同极性,来自第一电容器C1的信号的噪声和来自第二电容器C2的信号的噪声也具有同极性。因此,为了使来自第一电容器C1和第二电容器C2的信号的噪声抵消,不是进行来自第一电容器C1的信号和来自第二电容器C2的信号相加而是需要取得二者的差值。

因此,在本实施例中,如图9(b)所示,将第一电容器C1的输出IN1和第二电容器C2的输出IN2分别输入ASIC,在ASIC内将IN2反转后,将二者相加。由此,能够更可靠地对来自第一电容器C1的信号和来自第二电容器C2的信号的电平设置一定程度的差异,并且能够将各信号的噪声的电平合并,抵消来自第一电容器C1的信号的噪声和来自第二电容器C2的信号的噪声,提高作为声音传感器系统的SN比。

图10中表示有将背板7的固定电极分割成第一固定电极膜8a和第二固定电极膜8b时的分割方法的例子。可以如图10(a)所示以环绕第一固定电极膜8a的周围的方式配置第二固定电极膜8b,也可以如图10(b)所示,并排配置第一固定电极8a膜和第二固定电极8b膜。

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