一种电容式麦克风芯片的制作方法与工艺

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一种电容式麦克风芯片的制作方法与工艺
本实用新型涉及一种麦克风芯片,属于声电转换领域;更准确地说,涉及一种电容式的麦克风芯片。

背景技术:
MEMS(微型机电系统)麦克风是基于MEMS技术制造的麦克风,其中的振膜、背极板是MEMS麦克风中的重要部件,振膜、背极板构成了电容器并集成在硅晶片上,实现声电的转换。由于MEMS麦克风芯片的体积非常小,其振膜、背极板之间的距离通常在1μm左右;而且为了提高振膜的灵敏度,通常会在背极板上设置通孔,以均衡背极与振膜之间的气压。这种结构的麦克风在使用的时候,会有灰尘通过通孔进入到振膜、背极板之间。当该麦克风芯片处于潮湿的环境中时,水气会集聚在灰尘颗粒周围,从而会将振膜与背极板电导通起来,从而影响麦克风的性能。

技术实现要素:
本实用新型的一个目的是提供了一种电容式麦克风芯片。根据本实用新型的一个方面,提供一种电容式麦克风芯片,包括具有背腔的衬底,在所述衬底上设有位于背腔上方的背极、振膜;所述背极与振膜正对设置,且二者之间具有间隙,构成了电容结构;在所述背极上设置有多个贯通孔;其中,在背极与振膜相对的表面上设置有绝缘层。可选地,所述绝缘层设置在振膜上与背极正对的表面上。可选地,所述绝缘层设置在背极上与振膜正对的表面上。可选地,所述绝缘层还设置在振膜上与背极正对的表面上。可选地,所述绝缘层从背极的表面延伸至贯通孔的内壁。可选地,所述绝缘层选用二氧化硅、氮化硅或者特氟龙。可选地,所述绝缘层的厚度为5nm至200nm。可选地,所述绝缘层通过蒸镀或者溅射的方式形成。可选地,所述振膜位于背极的上方,形成了振膜在上、背极在下的电容式结构。可选地,所述振膜位于背极的下方,形成了振膜在下、背极在上的电容式结构。本实用新型的电容式麦克风芯片,当进入振膜与背极之间的灰尘在潮湿的环境中凝聚有水气时,由于在振膜与背极正对的表面上设置绝缘层,从而可以避免背极与振膜的电导通,保证了麦克风芯片的性能,不会造成芯片灵敏度和频响的损失。通过以下参照附图对本实用新型的示例性实施例的详细描述,本实用新型的其它特征及其优点将会变得清楚。附图说明构成说明书的一部分的附图描述了本实用新型的实施例,并且连同说明书一起用于解释本实用新型的原理。图1是本实用新型麦克风芯片的结构示意图。图2是图1中麦克风芯片一种优选实施方式的结构示意图。具体实施方式现在将参照附图来详细描述本实用新型的各种示例性实施例。应注意到:除非另外具体说明,否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的,决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。对于相关领域普通技术人员已知的技术和设备可能不作详细讨论,但在适当情况下,所述技术和设备应当被视为说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有例子中,任何具体值应被解释为仅仅是示例性的,而不是作为限制。因此,示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。参考图1,本实用新型提供了一种电容式麦克风芯片,其包括具有背腔7的衬底1、振膜2、背极3,衬底1可以采用本领域技术人员所熟知的硅材料,并可通过刻蚀的方式在衬底1上形成其背腔7结构。振膜2、背极3设置在所述衬底1上,并支撑在衬底1的背腔7上方。振膜2、背极3可采用多晶硅或者是本领域技术人员所熟知的其它材料,通过沉积、图案化等工序的处理,最后可通过腐蚀牺牲层的工艺形成振膜2、背极3。背极3与振膜2正对设置,二者之间具有一定的间隙,使得二者构成了电容结构。具体地,振膜2可以设置在背极3的上方,从而形成了振膜2在上、背极3在下的电容式结构。也可以是,所述振膜2位于背极3的下方,形成了振膜2在下、背极3在上的电容式结构,参考图1。在所述背极3上还可设置有贯通孔4,当采用背极3在上、振膜2在下的结构时,外界的声音经过背极3上的贯通孔4并作用在振膜2上;当采用背极3在下、振膜2在上的结构时,该贯通孔4可以均衡前腔与后腔的气压,以提高振膜2的振动特性。本实用新型的电容式麦克风芯片,在背极3与振膜2相对的表面上设置有绝缘层。例如,所述绝缘层可以设置在振膜2上与背极3正对的表面上,或者所述绝缘层可以设置在背极3上与振膜2正对的表面上。具体参考图1,图1示出的是背极3在上、振膜2在下的电容结构。振膜2的上表面与背极3正对,背极3的下表面与振膜2正对。其中,可以在振膜2的上表面设置有第一绝缘层5,以防止背极3与振膜2导通。还可以是,可以在背极3的下表面设置第二绝缘层6。本实用新型的第一绝缘层5、第二绝缘层6可以择一设置,也可以同时设置。第一绝缘层5、第二绝缘层6可以采用本领域技术人员所熟知的绝缘材料,例如二氧化硅、氮化硅或者特氟龙等。该第一绝缘层5、第二绝缘层6可以通过本领域技术人员所熟知的蒸镀或者溅射的方式形成在背极3、振膜2的表面。在保证绝缘的前提下,为了防止绝缘层对麦克风的振动特性造成影响,第一绝缘层5、第二绝缘层6的厚度要求尽量薄,在本实用新型一个具体的实施方式中,所述第一绝缘层5、第二绝缘层6的厚度选择在5纳米至200纳米之间。本实用新型的电容式麦克风芯片,当进入振膜与背极之间的灰尘在潮湿的环境中凝聚有水气时,由于在振膜与背极正对的表面上设置绝缘层,从而可以避免背极与振膜的电导通,保证了麦克风芯片的性能,不会造成芯片灵敏度和频响的损失。本实用新型的电容式麦克风芯片,第二绝缘层6优选从背极3的下端面延伸至贯通孔4的内壁上,参考图2。也就是说,第二绝缘层6覆盖在背极3的下端面以及贯通孔4的内壁上。这样可以防止卡在贯通孔4中的灰尘将背极3与振膜2导通。虽然已经通过示例对本实用新型的一些特定实施例进行了详细说明,但是本领域的技术人员应该理解,以上示例仅是为了进行说明,而不是为了限制本实用新型的范围。本领域的技术人员应该理解,可在不脱离本实用新型的范围和精神的情况下,对以上实施例进行修改。本实用新型的范围由所附权利要求来限定。...
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