一种mems麦克风中的振膜结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种MEMS麦克风中的振膜结构，首先在硅基板氧化层的振膜区沉积一层用于形成第二振膜的第二薄膜；在该第二薄膜上设置掩膜，将除了第二振膜的区域全部刻蚀掉；在氧化层的振膜区沉积一层用于形成第一振膜的第一薄膜；在该第一薄膜上设置掩膜，将除了第一振膜的区域全部刻蚀掉，构成了具有第二振膜补强的第一振膜。本实用新型的振膜结构，包括了第一振膜以及对第一振膜中特定局部位置进行补强的第二振膜，也就是说，使得至少连接部的位置是多层膜设计，增大了该位置的膜厚，从而提高了第一振膜中连接部位的机械强度，避免了撕裂问题的发生。
【专利说明】一种MEMS麦克风中的振膜结构
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种MEMS麦克风，更准确地说，涉及MEMS麦克风中的振膜结构。
【背景技术】
[0002]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。
[0003]传统的振膜的制作工艺是在硅基底上做一层氧化层，然后在氧化层上利用沉积的方式制作一层振膜，经过掺杂、回火后，蚀刻出所所需的图形，振膜通过其边缘的铆钉点固定在基底上。当然，还需要从振膜上引出电极，通过振膜的振动，改变振膜与背极板之间的距离，从而将声音信号转换为电信号。
[0004]MEMS麦克风有相关的结构强度要求，比如机械冲击、吹气、跌落等性能要求，在这些结构强度的相关性能测试时，往往会在振膜的脆弱点发生撕裂问题，造成整个麦克风的报废，这就需要对振膜的某些特定的部位进行结构补强，但是普通的结构补强都会影响到振膜的灵敏度，不能满足使用的要求。
实用新型内容
[0005]本实用新型为了解决现有技术中存在的问题，提供了一种MEMS麦克风中的振膜结构。
[0006]为了实现上述的目的，本实用新型的技术方案是:一种MEMS麦克风中的振膜结构，包括第一振膜，所述第一振膜包括振膜主体，以及设置在振膜主体边缘且与振膜主体一体成型的连接部，还包括与振膜主体连接的引线电极，至少在连接部的表面上沉积一层第二振膜。
[0007]优选的是，所述振膜主体为方形，所述连接部为从振膜主体四个角向外延伸的结构。
[0008]优选的是，所述振膜主体为圆形，所述连接部为多个沿振膜主体边缘等间距布置的延伸结构。
[0009]优选的是，所述振膜主体为圆形，所述连接部为沿振膜主体边缘整体向外延伸出来的环形结构。
[0010]优选的是，所述第二振膜从连接部的最外侧边缘起向振膜本体方向延伸，延伸的距离为从连接部最外侧边缘到振膜主体中心的距离的1/8-1/20。
[0011]优选的是，所述第二振膜从连接部的最外侧边缘起延伸至距离振膜本体5μπι的位置。
[0012]优选的是，所述第二振膜从连接部的最外侧边缘起延伸至超越振膜本体5 μ m的位置。
[0013]优选的是，所述第二振膜位于连接部的下方。
[0014]本实用新型的振膜结构，包括了第一振膜以及对第一振膜中特定局部位置进行补强的第二振膜，也就是说，使得至少连接部的位置是多层膜设计，增大了该位置的膜厚，从而提高了第一振膜中连接部位的机械强度，避免了撕裂问题的发生。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1、图2示出了本实用新型第一振膜、第二振膜的结构示意图。
[0016]图3示出了本实用新型振膜结构的剖面图。
[0017]图4、图5示出了本实用新型第二实施中第一振膜、第二振膜的结构示意图。
[0018]图6、图7示出了本实用新型第三实施中第一振膜、第二振膜的结构示意图。
【具体实施方式】
[0019]为了使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案、取得的技术效果易于理解，下面结合具体的附图，对本实用新型的【具体实施方式】做进一步说明。
[0020]参考图1、图2，本实用新型提供了一种MEMS麦克风中的振膜结构，包括第一振膜，所述第一振膜包括振膜主体1，以及设置在振膜主体I边缘的连接部10，还包括与振膜主体I连接的引线电极11。连接部10和振膜主体I是一体的结构，在制作的时候，沉积一层整膜，然后根据需要，刻蚀出振膜主体I和连接部10的图形，该第一振膜发挥传统振膜的作用，通过连接部10将第一振膜连接在麦克风的封装结构中，与背极板组合在一起，构成了声电转换的电容器结构，并通过引线电极11连接到电路中。
[0021]该第一振膜可以是单层多晶硅结构，也可以是多晶硅、氮化硅、多晶硅的复合膜结构。例如可以用低压化学气相沉积的方法依次沉积多晶硅层、氮化硅、多晶硅层，共同构成了振膜层，经过甩胶、光刻、显影、刻蚀等工艺，刻出第一振膜的形状，之后对上层的多晶硅层进行磷或者硼掺杂，形成η型或P型半导体，作为电容器的其中一个电极。
[0022]至少在连接部10的表面上沉积一层作为结构补强的第二振膜2，也就是说，作为结构补强的第二振膜2可以只设置在连接部10上，也可从连接部10 —直延伸至振膜本体I上。如图3所示，本实用新型的振膜结构，第二振膜2位于连接部10的下方，当然如果工艺允许，还可以设在连接部10的上方。
[0023]在本实用新型的一个具体的实施方式中，参考图1、图2、图3，所述振膜主体I为方形，所述连接部10为从振膜主体I四个角向外的延伸结构。通过该振膜主体I四个角落延伸出来的连接部10，实现了第一振膜在麦克风封装结构中的连接。如图2所示，第二振膜2的形状与第一振膜中连接部10的形状相似，尺寸的不同选择使其可以只覆盖在连接部10上，也可以从连接部10延伸至振膜本体I上。
[0024]图4、图5示出了本实用新型另一实施例的结构示意图，包括第一振膜，所述第一振膜包括振膜主体3，以及设置在振膜主体3边缘的连接部30，还包括与振膜主体3连接的引线电极31。连接部30和振膜主体3是一体的结构。所述振膜主体3为圆形，所述连接部30为沿振膜主体3边缘整体向外延伸出来的环形结构。在制作的时候，先沉积一层整膜，然后根据需要刻蚀出振膜主体3的图形出来，该第一振膜发挥传统振膜的作用，通过连接部30实现了第一振膜在麦克风封装结构中的连接，与背极板组合在一起，构成了声电转换的电容器结构，并通过弓I线电极31连接到电路中。
[0025]至少在连接部30的表面上沉积一层作为结构补强的第二振膜30a，也就是说，作为结构补强的第二振膜30a可以只设置在连接部30上，也可从连接部30 —直延伸至振膜本体3上，如图5所示，第二振膜30a的形状与第一振膜中连接部30的形状相似。本实用新型的振膜结构，第二振膜30a位于连接部30的下方，当然如果工艺允许，还可以设在连接部30的上方。
[0026]图6、图7示出了本实用新型另一实施例的结构示意图，包括第一振膜，所述第一振膜包括振膜主体4，以及设置在振膜主体4边缘的连接部40，还包括与振膜主体4连接的引线电极41。连接部40和振膜主体4是一体的结构。所述振膜主体4为圆形，所述连接部40为多个沿振膜主体4边缘等间距布置的延伸结构。在制作的时候，先沉积一层整膜，然后根据需要刻蚀出振膜主体4和连接部40的图形出来，该第一振膜发挥传统振膜的作用，并通过连接部40实现了第一振膜在麦克风封装结构中的连接，与背极板组合在一起，构成了声电转换的电容器结构，并通过弓I线电极41连接到电路中。
[0027]至少在连接部40的表面上沉积一层作为结构补强的第二振膜40a，也就是说，作为结构补强的第二振膜40a可以只设置在连接部40上，也可从连接部40 —直延伸至振膜本体4上，如图7所示。本实用新型的振膜结构，第二振膜40a位于连接部40的下方，当然如果工艺允许，还可以设在连接部40的上方。
[0028]本实用新型的振膜结构，包括了第一振膜以及对第一振膜中特定局部位置进行补强的第二振膜，也就是说，使得至少连接部的位置是多层膜设计，增大了该位置的膜厚，从而提高了第一振膜中连接部位的机械强度，避免了撕裂问题的发生。
[0029]为了防止第二振膜影响第一振膜的灵敏度，优选的是，参考图1、图2，所述第二振膜2从连接部10的最外侧边缘起向振膜本体I方向延伸，延伸的距离为从连接部10最外侧边缘到振膜主体I中心的距离的1/8-1/20。例如所述第二振膜从连接部的最外侧边缘起延伸至距离振膜本体5 μ m的位置。还可以是:所述第二振膜从连接部的最外侧边缘起延伸至超越振膜本体5 μ m的位置。
[0030]在此，连接部的最外侧边缘指的是连接部上距离振膜本体中心最远的位置。
[0031]本实用新型还提供了一种振膜结构的制造方法，包括以下步骤:
[0032]a)首先在硅基板氧化层的振膜区沉积一层用于形成第二振膜的第二薄膜；也就是说，首先在振膜区沉积一层整膜；
[0033]b)在该第二薄膜上设置掩膜，将除了第二振膜的区域全部刻蚀掉；通过掩膜的方式，可以将需要去除的地方蚀刻掉，而需要保留的地方则不会被蚀刻，将第二薄膜进行蚀亥IJ，以形成第二振膜的图案，例如参考图2 ；
[0034]c)在氧化层的振膜区沉积一层用于形成第一振膜的第一薄膜；也就是说，在第二振膜的上方整体再沉积一层薄膜；
[0035]d)在该第一薄膜上设置掩膜，将除了第一振膜的区域全部刻蚀掉，构成了具有第二振膜补强的第一振膜。通过掩膜的方式，可以将需要去除的地方蚀刻掉，而需要保留的地方则不会被蚀刻，将第一薄膜进行蚀刻，最终形成第一振膜的图案，参考图1的结构。此时，形成的第一振膜的特定部位具有第二振膜，也可以看成，第一振膜的特定位置是多层膜结构，提高了该特定位置的结构强度，依次类推，可以做出特定位置的多层膜结构。当然本实用新型的方法，还包括对第一振膜进行掺杂的步骤，例如掺杂磷或者硼，形成η型或P型半导体。
[0036]本实用新型已通过优选的实施方式进行了详尽的说明。然而，通过对前文的研读，对各实施方式的变化和增加对于本领域的一般技术人员来说是显而易见的。 申请人:的意图是所有的这些变化和增加都落在了本实用新型权利要求所保护的范围中。
【权利要求】
1.一种MEMS麦克风中的振膜结构,其特征在于:包括第一振膜，所述第一振膜包括振膜主体，以及设置在振膜主体边缘且与振膜主体一体成型的连接部，还包括与振膜主体连接的引线电极，至少在连接部的表面上沉积一层第二振膜。
2.根据权利要求1所述的振膜结构，其特征在于:所述振膜主体为方形，所述连接部为从振膜主体四个角向外延伸的结构。
3.根据权利要求1所述的振膜结构，其特征在于:所述振膜主体为圆形，所述连接部为多个沿振膜主体边缘等间距布置的延伸结构。
4.根据权利要求1所述的振膜结构，其特征在于:所述振膜主体为圆形，所述连接部为沿振膜主体边缘整体向外延伸出来的环形结构。
5.根据权利要求2至4任一项所述的振膜结构，其特征在于:所述第二振膜从连接部的最外侧边缘起向振膜本体方向延伸，延伸的距离为从连接部最外侧边缘到振膜主体中心的距离的1/8-1/20。
6.根据权利要求5所述的振膜结构，其特征在于:所述第二振膜从连接部的最外侧边缘起延伸至距离振膜本体5 μ m的位置。
7.根据权利要求5所述的振膜结构，其特征在于:所述第二振膜从连接部的最外侧边缘起延伸至超越振膜本体5 μ m的位置。
8.根据权利要求1所述的振膜结构，其特征在于:所述第二振膜位于连接部的下方。
【文档编号】H04R7/00GK204119483SQ201420575885
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年9月30日 优先权日:2014年9月30日
【发明者】蔡孟锦 申请人:歌尔声学股份有限公司