设有微型辅助释放孔，用以在后续湿法或蒸汽法释放工艺中均匀释放多孔硅衬底与单晶硅薄膜间氧化硅绝缘层，进一步提高麦克风的良率；多孔硅衬底上设有声孔。声音作用于振动薄膜上时，外接CMOS电路通过检测振动薄膜变化引起的电容变化从而输出相应的声音信号。本实用新型灵敏度高、成本低、一致性好、良率尚O
【附图说明】
[0015]图1是本实用新型中MEMS硅麦克风顶侧的结构示意图；
[0016]图2是图1的B部局部放大图；
[0017]图3本实用新型中MEMS硅麦克风背侧的结构示意图；
[0018]图4是本实用新型图1的A-A向剖面结构示意图。
[0019]其中:1、多孔硅衬底；2、单晶硅薄膜；3、声孔；4、背腔；5、振动薄膜；6、膜层气隙；7、梳齿气隙；8、振膜金属电极；9、氧化硅绝缘层；10、边缘金属电极；11、振膜弹簧支撑结构；12、振膜梳齿；13、边缘梳齿；14、辅助释放孔；15、振膜固定脚；16、边缘固定脚。
【具体实施方式】
[0020]根据图1~图4，本实用新型包括多孔硅衬底1、单晶硅薄膜2、声孔3、背腔4、振动薄膜5、膜层气隙6 (膜层气隙6即振动薄膜5与多孔硅衬底I之间的间距)、梳齿气隙7 (SP振膜梳齿12与边缘梳齿13之间的间距)、振膜金属电极8、氧化硅绝缘层9、边缘金属电极10、振膜弹簧支撑结构11、振膜梳齿12、边缘梳齿13、辅助释放孔14、振膜固定脚15、边缘固定脚16。
[0021]所述多孔硅衬底I上设有声孔3和背腔4。声孔3均匀分布于背腔4的上方，且与背腔4相通。声孔3的孔径为20 ~ 80微米，多孔硅衬底I厚度为400?420微米；声孔3的大小、数量及位置按需要进行设定，调节空气阻尼，平滑频率响应曲线，以能够得到所需的灵敏度、带宽与极低的声学噪音为准。
[0022]所述单晶硅薄膜2由单晶硅减薄或SOI晶圆器件层而制成，单晶硅薄膜2导电性良好。单晶硅薄膜2由氧化硅绝缘层9支撑，悬空于声孔3的上方，单晶硅薄膜2与多孔硅衬底I间形成膜层气隙6。氧化硅绝缘层9的厚度决定了膜层气隙6的深度，同时氧化硅绝缘层9的绝缘性能保证了单晶硅薄膜2和多孔硅衬底I的电绝缘。所述单晶硅薄膜2的中心设有振动薄膜5，所述振动薄膜5的四周边缘设有振膜固定脚15，所述振膜固定脚15通过振膜固定脚15上的振膜弹簧支撑结构11与所述振动薄膜5相连，所述振动薄膜5的四周边缘还连有所述振膜梳齿12。所述单晶硅薄膜2的边缘设有边缘固定脚16，所述边缘固定脚16上连有一圈与所述振膜梳齿12相对应的边缘梳齿13，所述振膜梳齿12与边缘梳齿13两组梳齿状的结构之间由一个几微米的梳齿气隙7相间隔，所述梳齿状的结构均通过干法刻蚀同步成型。支撑中心的振动薄膜5的振膜固定脚15上方覆盖有振膜金属电极8，振膜金属电极8与导电性良好的单晶硅中心的振动薄膜5相连接；支撑边缘梳齿13的边缘固定脚16上方覆盖有边缘金属电极10，边缘金属电极10与导电性良好的单晶硅薄膜2相连，形成另一个电极。振膜金属电极8和边缘金属电极10的金属层的材质均为Al-Cu合金，采用先沉积金属层，再湿法刻蚀出所需图形行成。
【主权项】
1.一种梳齿结构MEMS硅麦克风，包括多孔硅衬底及位于所述多孔硅衬底上方的单晶硅薄膜，其特征在于:所述MEMS硅麦克风中的多孔硅衬底与其上方导电性良好的单晶硅薄膜通过娃娃键合工艺键合成一体；所述单晶娃薄膜包括中心的振动薄膜、与振动薄膜相连的一圈呈梳齿状结构的振膜梳齿、设于单晶硅薄膜边缘的边缘固定脚、设于所述振动膜边缘的振膜固定脚、与所述边缘固定脚相连接的一圈相对应于所述振膜梳齿的呈梳齿状结构的边缘梳齿；所述振膜梳齿与边缘梳齿之间设有梳齿气隙相间隔并形成麦克风的电容结构，在所述振膜梳齿与边缘梳齿之间加偏压后，形成横向电场，横向电场与所述振动薄膜的位移方向相互垂直，支撑振动薄膜的所述振膜固定脚上方沉积有振膜金属电极，振膜金属电极与所述振动薄膜相连接，支撑边缘梳齿的所述边缘固定脚上方沉积有边缘金属电极，边缘金属电极与单晶硅薄膜相连；多孔硅衬底上设有声孔和背腔，声孔和背腔位置相对应；振膜金属电极与边缘金属电极均米用Al或Al-Cu合金材质，分别为麦克风电容两极的输出信号引出端，用来与CMOS信号放大电路实现电连接。2.根据权利要求1所述的梳齿结构MEMS硅麦克风，其特征在于:所述振动薄膜随语音声压而上下振动，造成所述振膜梳齿及所述边缘梳齿在垂直方向产生上下位移，形成电容变化。3.根据权利要求1所述的梳齿结构MEMS硅麦克风，其特征在于:利用导电性良好的单晶硅作为基板或者SOI晶圆作为基板进行减薄后制成振动薄膜，所述振动薄膜的厚度为I?3微米。4.根据权利要求1所述的梳齿结构MEMS硅麦克风，其特征在于:所述的振动薄膜和多孔硅衬底之间设有膜层气隙，所述膜层气隙由湿法或蒸汽法刻蚀氧化硅绝缘层形成。
【专利摘要】本实用新型为一种梳齿结构MEMS硅麦克风。它包括多孔硅衬底、单晶硅薄膜，所述多孔硅衬底与单晶硅薄膜通过硅硅键合工艺键合成一体；所述单晶硅薄膜包括中心的振动薄膜、与振动薄膜相连的一圈呈梳齿状结构的振膜梳齿、设于单晶硅薄膜边缘的边缘固定脚、设于所述振动膜边缘的振膜固定脚、与所述边缘固定脚相连接的一圈相对应于所述振膜梳齿的呈梳齿状结构的边缘梳齿；所述振膜梳齿与边缘梳齿之间设有梳齿气隙相间隔并形成麦克风的电容结构，在所述振膜梳齿与边缘梳齿之间加偏压后，形成横向电场，横向电场与所述振动薄膜的位移方向相互垂直。本实用新型灵敏度高、成本低、一致性好、良率高。
【IPC分类】H04R19/04
【公开号】CN204836579
【申请号】CN201520572673
【发明人】缪建民
【申请人】上海微联传感科技有限公司
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年8月3日