Mems麦克风的制作方法

文档序号:10338083
Mems麦克风的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及麦克风,具体涉及一种MEMS麦克风。
【背景技术】
[0002]MEMS麦克风是米用微机电系统(Micro electro mechanical Systems,MEMS),与传统驻极体电容式麦克风(ECM)相比,具有更好的声学性能、更高的信噪比、更好的一致性的敏感度以及更低的功耗。MEMS麦克风已经广泛应用在语音通信、助听装置、智能手机、笔记本电脑等领域以提供更高的语音质量。
[0003]现有技术的MEMS麦克风包括衬底,以及形成于衬底上的振膜和背极板。振膜被配置为响应于声音信号而振动,背极板和振膜间隔设置,背极板和振膜组成的电容将声音信号转换为电信号。在振膜的下方,衬底上形成有通孔(即声腔),该通孔可以用于提供声音信号的通道。现有技术的通孔的截面例如为圆形、矩形、椭圆形、跑道形、八边形等。
[0004]MEMS麦克风的结构尺寸越小,振型和结构越稳定。但是结构尺寸太小,麦克风的灵敏度也会受到影响。现有技术中通过在衬底上设置多个通孔以提高麦克风的灵敏度。多个通孔由于互相隔离,通过各通孔的气流强度差异会造成传声效果变差。
[0005]图1是现有技术中的一种MEMS麦克风的底视图,图2a和图2b是该MEMS麦克风的截面图,在图1中的AA线示出图2a所示截面图的截取位置,在图1中的BB线示出图2b所示截面图的截取位置。在MEMS麦克风10中,衬底11包括相对的第一表面和第二表面。振膜14和背极板16设置在衬底11的第一表面。振膜14和衬底11通过隔离层13隔开。背极板16和振膜14通过隔离层16隔开。
[0006]衬底10形成有声腔,该声腔包括:由下自上的第一开孔17和多个第二开孔。其中,第一开孔17自衬底10的第二表面延伸到衬底内部,第二开孔(例如开孔12a和开孔12b)自第一开孔延伸到衬底的第一表面,第二开孔使得振膜14裸露。多个第二开孔通过第一开孔连通,使得各第二开孔中的气流均匀。
[0007]但是MEMS麦克风10的结构复杂,工艺难度较大。例如MEMS麦克风10的声腔可以通过第一表面和第二表面两次刻蚀形成,但是由于衬底上方振膜和背极板的存在,在衬底的第一表面的刻蚀工艺难度太大。另一种方法是在第一开孔的基础上形成第二开孔,但是第一开孔的深度一般超过50微米,难以完成涂胶和光刻。
【实用新型内容】
[0008]有鉴于此,本实用新型提出一种MEMS麦克风,所述MEMS麦克风的声腔由多个连通的子通孔组成,能够提高麦克风的灵敏度,同时具有较低的工艺难度。
[0009]本实用新型提出一种MEMS麦克风,包括:背极板;振膜,所述振膜和背极板间隔设置,所述振膜被配置为相应声音信号产生振动;以及通孔,所述通孔设置于所述振膜的下方,所述通孔的截面为单连通封闭图形,其中,所述通孔的内壁上具有至少一个突部,所述至少一个突部将所述通孔分成多个连通的子通孔。
[0010]优选地,所述多个子通孔的截面的形状和面积相同。
[0011]优选地,所述通孔的内壁上具有至少两个突部,所述至少两个突部对称设置。
[0012]优选地,所述多个子通孔对称设置。
[0013]优选地,所述至少一个突起分别指向所述通孔的中心。
[0014]优选地,所述MEMS麦克风的拾取点和/或焊盘设置于所述突部的上方。
[0015]优选地,所述MEMS麦克风还包括阻挡凸块,所述阻挡凸块设置于所述振膜和所述突部之间。
[0016]优选地,所述子通孔的截面为多边形或者圆形。
[0017]优选地,所述通孔的内壁上具有四个突部,所述四个突部将所述通孔分为四个子通孔。
[0018]优选地,所述通孔的内壁上具有四个突部,所述四个突部将所述通孔分为连通区和四个子通孔。
[0019]本实用新型的MEMS麦克风的振膜下方的通孔的内壁具有至少一个突部,将通孔分为多个连通的子通孔,能够提高麦克风的灵敏度,同时具有较低的工艺难度。
【附图说明】
[0020]通过以下参照附图对本实用新型实施例的描述,本实用新型的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚,在附图中:
[0021]图1a、Ib、Ic分别是现有技术的一种MEMS麦克风的底视图、沿AA线的剖面图和沿BB线的剖面图;
[0022]图2a是本实用新型的一个实施例的MEMS麦克风的剖视图;
[0023]图2b是本实用新型的另一个实施例的MEMS麦克风的剖视图;
[0024]图3a至3c分别示出了不同实施例的通孔的截面形状;以及
[0025]图4a至4c分别是本实用新型的一个优选实施例的MEMS麦克风的底视图、沿CC线的剖面图和沿DD线的剖面图。
【具体实施方式】
[0026]以下将参照附图更详细地描述本实用新型。在各个附图中,相同的元件采用类似的附图标记来表示。为了清楚起见,附图中的各个部分没有按比例绘制。此外,可能未示出某些公知的部分。
[0027]应当理解,在描述某个结构时,当将一层、一个区域称为位于另一层、另一个区域“上面”或“上方”时,可以指直接位于另一层、另一个区域上面,或者在其与另一层、另一个区域之间还包含其它的层或区域。并且,如果将该结构翻转,该一层、一个区域将位于另一层、另一个区域“下面”或“下方”。如果为了描述直接位于另一层、另一个区域上面的情形,本文将采用“A直接在B上面”或“A在B上面并与之邻接”的表述方式。
[0028]在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外,在本实用新型的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
[0029]图2a示意性示出了本实用新型的一个实施例的MEMS麦克风的剖视图。本实施例的MEMS麦克风为未封装的麦克风。参照图2a,本实施例的MEMS麦克风20包括衬底21。衬底21可以是Si衬底、SOI衬底等。MEMS麦克风20进一步包括设置在衬底21上方的振膜24和背极板26。衬底21为振膜24和背极板26提供支撑,振膜24和衬底21通过隔离层23隔开,振膜24和背极板26通过隔离层25隔开。隔离层23和隔离层25为绝缘材料,例如Si02或Si3N4。振膜24被配置为响应声音信号产生振动。振膜24和背极板26构成的电容将声音转换为电信号。进一步,振膜24还可以包括可振动区和锚定区,锚定区设置于隔离层23上,可振动区例如通过空气和背极板26隔开。
[0030]在振膜24的下方,衬底21设置有通孔27(又称为声腔)。通孔27为单连通封闭图形,其中,通孔27内壁上具有至少一个突部,所述至少一个突部将通孔27分为多个连通的子通孔。子通孔的截面可以是任何合适的形状,例如圆形、多边形(例如正方形、正八边形)。
[0031]图2b意性示出了本实用新型的另一个实施例的MEMS麦克风的剖视图。参照图2b,本实施例的MEMS麦克风20包括衬底21。衬底21可以是Si衬底、SOI衬底等。在本实施例中,背极板26是衬底21的一部分,振膜24设置于背极板26的上方。振膜24和衬底21通过隔离层23隔开。振膜24被配置为响应声音信号产生振动。振膜24和背极
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