一种适于声纹识别的MEMS麦克风芯片的制作方法

本技术涉及mems麦克风芯片领域技术，尤其是指一种适于声纹识别的mems麦克风芯片。

背景技术：

1、mems麦克风是基于mems技术制作的麦克风。简单的说，mems麦克风芯片就是将一个电容器集成在硅片上，能够提供高保真声感的微型器件，其体积小，可紧密集成于电子产品中，如智能手机、耳机产品或声纹识别系统中。目前市场上的电容式mems麦克风，其结构类似于可变电容，该可变电容主要包括作为电极的振膜与背极板，二者之间具有传感空隙，其中，振膜具有较好的弹性，在声波信号传入时会发生振动，产生位移，使传感间隙发生变化，进而使mems麦克风的电容值产生变化，通过后端的asic电路检测电容值的变化，实现声电转换。

2、现有技术中，振膜和背极板之间的距离较小，在mems麦克风芯片工作的过程中，振膜容易发生较大幅度的振动而触碰到背极，进而与该背极板黏连或吸附在一起，这样容易导致mems麦克风芯片功能失效或报废，严重制约了mems麦克风的成品率和可靠性。

3、后来市面上出现了一种mems麦克风芯片及mems麦克风，例如cn 205283813u，包括基底层、背极层和振膜层，背极层包括绝缘背极层和导体背极层，导体背极层位于绝缘背极层和振膜层之间，且绝缘背极层上设置有穿过导体背极层并伸出指向振膜层的若干绝缘凸起部，导体背极层位于背极层的背极区内，通过绝缘凸起部阻隔了振膜层和导体背极层的接触，防止短路和吸膜，但是受其自身结构影响，mems麦克风的背极层分别由绝缘材料和导电材料沉积而成，制作过程中，两种不同材料先后沉积，在交界处会出现裂纹，在吹气跌落等场景下这些裂纹会发生扩展甚至导致背板断裂，影响使用。

4、因此，需要研究一种新的技术方案来解决上述问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本实用新型针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种适于声纹识别的mems麦克风芯片，其通过基座、振膜和背极板的结构设计与配合，利用第一弧形部与衔接边的设计，使得绝缘背极层更好包覆导体背极层，从而减小裂纹，改善两者之间的应力分布，提升了吹气跌落等场景下导体背极层边缘处的可靠性。

2、为实现上述目的，本实用新型采用如下之技术方案：

3、一种适于声纹识别的mems麦克风芯片，包括有层叠设置的基座、振膜和背极板，所述基座具有声腔，所述背极板上具有若干贯穿所述背极板的排气孔；

4、所述背极板包括绝缘背极层和导体背极层，所述导体背极层位于绝缘背极层和振膜之间，所述绝缘背极层上设置有第一弧形部，所述第一弧形部自绝缘背极层的上表面往外凸设，所述导体背极层上对应第一弧形部处设置有衔接边，所述衔接边自导体背极层的上表面朝向第一弧形部的下方设置，所述第一弧形部包覆于衔接边；所述绝缘背极层上还设置有穿过所述导体背极层并伸出指向所述振膜层的若干第二弧形部；所述振膜上对应第二弧形部处设置有用于与第二弧形部相适配的第一凹槽，所述第一凹槽的体积小于所述第二弧形部的体积。

5、作为一种优选方案，所述振膜具有上表面和下表面，所述第一凹槽设置于上表面，所述振膜的上表面与导体背极层相对设置，所述振膜的下表面与基座相对设置。

6、作为一种优选方案，所述第一凹槽的体积是所述第二弧形部的体积1/3至1/2。

7、作为一种优选方案，所述上表面上还设置有若干第三弧形部，相对应地，所述下表面上对应第三弧形部处设置有若干第二凹槽，能够抑制振膜在靠近边缘位置产生力的作用，提高振动幅度，拓展了振膜的有效振动领域，从而提高了振膜的振动特性，使mems麦克风芯片的灵敏度也得以提升。

8、作为一种优选方案，所述背极板与振膜之间还设置有第一支撑部，所述第一支撑部分别连接于导体背极层和振膜的上表面。

9、作为一种优选方案，所述振膜与基座之间还设置有第二支撑部，所述第二支撑部分别连接于振膜的下表面和基座的上表面，使得振膜与基座之间具有一定间隙，提升其声学性能。

10、作为一种优选方案，所述基座为硅基座。

11、本实用新型与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，由上述技术方案可知：其主要是通过基座、振膜和背极板的结构设计与配合，所述绝缘背极层上设置有第一弧形部，所述导体背极层上对应第一弧形部处设置有衔接边，利用第一弧形部与衔接边的设计，使得绝缘背极层更好包覆导体背极层，从而减小裂纹，改善两者之间的应力分布，提升了吹气跌落等场景下导体背极层边缘处的可靠性；以及，利用第二弧形部与第一凹槽的配合，当振膜受到过载大声压形变，背极板上的第二弧形部与振膜上的第一凹槽进行接触，因接触面小，两者的吸附力也小，大声压消失后，与第二弧形部接触的振膜受张力影响，可以快速与背极板分开，而从不损坏麦克风，同时背极板上第二弧形部的存在让振膜的形变范围稳定也让麦克风输出的电信号不会忽大忽小，使得该mems麦克风芯片可以应用在声纹识别上，平稳的电容量变化让声音的波纹稳定性更好，人声识别算法系统更容易快速精准识别人声匹配。

12、为更清楚地阐述本实用新型的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对本实用新型进行详细说明：

技术特征：

1.一种适于声纹识别的mems麦克风芯片，包括有层叠设置的基座、振膜和背极板，所述基座具有声腔，所述背极板上具有若干贯穿所述背极板的排气孔；其特征在于：

2.根据权利要求1所述的一种适于声纹识别的mems麦克风芯片，其特征在于：所述振膜具有上表面和下表面，所述第一凹槽设置于上表面，所述振膜的上表面与导体背极层相对设置，所述振膜的下表面与基座相对设置。

3.根据权利要求1所述的一种适于声纹识别的mems麦克风芯片，其特征在于：所述第一凹槽的体积是所述第二弧形部的体积1/3至1/2。

4.根据权利要求2所述的一种适于声纹识别的mems麦克风芯片，其特征在于：所述振膜的上表面上还设置有若干第三弧形部，相对应地，所述振膜的下表面上对应第三弧形部处设置有若干第二凹槽。

5.根据权利要求1所述的一种适于声纹识别的mems麦克风芯片，其特征在于：所述背极板与振膜之间还设置有第一支撑部，所述第一支撑部分别连接于导体背极层的下表面和振膜的上表面。

6.根据权利要求1所述的一种适于声纹识别的mems麦克风芯片，其特征在于：所述振膜与基座之间还设置有第二支撑部，所述第二支撑部分别连接于振膜的下表面和基座的上表面。

7.根据权利要求1所述的一种适于声纹识别的mems麦克风芯片，其特征在于：所述基座为硅基座。

技术总结
本技术公开一种适于声纹识别的MEMS麦克风芯片，包括有层叠设置的基座、振膜和背极板，所述背极板包括绝缘背极层和导体背极层，所述绝缘背极层上设置有第一弧形部，所述导体背极层上对应第一弧形部处设置有衔接边，所述第一弧形部包覆于衔接边；所述绝缘背极层上还设置有若干第二弧形部；所述振膜上设置有第一凹槽，其通过基座、振膜和背极板的结构设计与配合，利用第一弧形部与衔接边的设计，减小裂纹，改善两者之间的应力分布，提升了吹气跌落等场景下导体背极层边缘处的可靠性，以及该MEMS麦克风芯片可以应用在声纹识别上，平稳的电容量变化让声音的波纹稳定性更好，人声识别算法系统更容易快速精准识别人声匹配。

技术研发人员：唐向东,邱士嘉
受保护的技术使用者：万魔声学股份有限公司
技术研发日：20230713
技术公布日：2024/1/25