技术领域

[0001] 本实用新型涉及麦克风技术， 特别地， 涉及一种微机电系统 (Micro-Electro-Mec hanic System, MEMS)麦克风。

背景技术

[0002] 随着无线通讯的发展， 用户对移动电话的通话质量要求越来越高， 麦克风作为 移动电话的语音拾取装置， 其设计的好坏直接影响移动电话的通话质量。

[0003] 由于 MEMS技术具有小型化、 易集成、 高性能、 低成本等特点， 使其获得业界 青睐， MEMS麦克风在当前的移动电话中应用较为广泛� � 常见的 MEMS麦克风为 电容式， 即包括振膜和背板， 二者构成 MEMS声传感电容， 且 MEMS声传感电容 进一步通过连接盘连接到处理芯片以将声传感 信号输出给处理芯片进行信号处 理。 为了进一步提高 MEMS麦克风的性能， 5见有技术提出了双振膜 MEMS麦克风 结构， 即利用两层振膜分别与背板构成电容结构。

[0004] 但是通常 MEMS背板与振膜之间的空间内的压强小于外界� �强或者为真空， 环 境压力使得振膜发生偏转， 降低了 MEMS器件的可靠性与灵敏度。

[0005] 因此有必要提供一种具有新的 MEMS麦克风， 使得内外压强相等。

发明概述

技术问题

问题的解决方案

技术解决方案

[0006] 为解决上述技术问题， 本实用新型提供一种具有内腔和外界压强相等 的双振膜

MEMS麦克风。

[0007] 具体地， 本实用新型提出的方案如下：

[0008] 一种 MEMS麦克风， 包括具有背腔的基底以及设于所述基底上的电 容系统， 所 述电容系统包括背板以及与所述背板相对且设 置在所述背板上下两侧的第一振 膜和第二振膜， 所述 MEMS麦克风包括隔离所述基底、 所述背板、 所述第一振膜 、 所述第二振膜的绝缘层； 所述第一振膜与所述第二振膜之间形成密封空 间， 且所述密封空间内的压强等于外界压强。

[0009] 进一步地， 所述背板包括中间主体区域、 位于所述中间主体区域一侧的第一边 缘区域和位于所述中间主体另一侧的第二边缘 区域， 多个声学通孔间隔设置在 所述中间主体区域， 多个支撑件贯穿所述声学通孔连接第一振膜和 第二振膜。

[0010] 进一步地， 所述 MEMS麦克风还包括设置所述振膜的几何中心且� �穿所述支撑 件的贯通孔。

[0011] 进一步地， 所述 MEMS麦克风包括位于所述第一边缘区域且贯穿� �述背板的第 一释放阻挡结构， 所述第一释放阻挡结构隔离所述声学通孔与所 述绝缘层； 所 述 MEMS麦克风包括位于所述第二边缘区域且间隔� �置在所述背板上的多个第二 释放阻挡结构， 所述多个第二释放阻挡结构隔离所述声学通孔 与所述绝缘层。

[0012] 进一步地， 包括贯穿所述第二振膜并设置在所述第二边缘 区域的释放孔， 所述 释放孔内填充有电介质材料。

[0013] 进一步地， 所述释放孔与所述声学孔至少间隔 2个第二释放阻挡结构。

[0014] 进一步地， 还包括对应于所述第一振膜、 第二振膜、 背板的引出电极。

[0015] 进一步地， 还包括钝化保护层， 隔离所述第一振膜、 第二振膜、 背板的引出电 极。

[0016] 进一步地， 所述背板的上、 下表面设有若干凸起， 所述凸起用于防止所述第一 振膜、 所述第二振膜与所述背板发生粘附。

发明的有益效果

有益效果

[0017] 本实用新型提出了一种具有双振膜结构的 MEMS麦克风， 双振膜结构 MEMS麦 克风的内腔和外界环境压强一致， 有效提高了器件的可靠性和灵敏度。

对附图的简要说明

附图说明

[0018] 图 1为本实用新型其中一实施例的 MEMS麦克风结构示意图；

[0019] 图 2为本实用新型另一实施例的 MEMS麦克风结构示意图。 发明实施例

具体实施方式

[0020] 下面将结合本实用新型实施例中的附图， 对本实用新型实施例中的技术方案进 行清楚、 完整地描述， 显然， 所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施 例 ， 而不是全部的实施例。 基于本实用新型中的实施例， 本领域普通技术人员在 没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它 实施例， 都属于本实用新型保护 的范围。

[0021] 本实用新型上、 下， 左、 右方向指的现有图示结构的位置关系。

[0022] 请参阅图 1-2， 本实用新型所提出的 MEMS麦克风结构 100包括基底 101以及设 置在基底 101上并与基底 101绝缘相连的电容系统 103。

[0023] 基底 101的材质优选为半导体材料， 例如硅， 其具有背腔 102、 第一表面 101A以 及与第一表面相对的第二表面 101B， 基底 101的第一表面 101 A上设有绝缘层 107 ， 背腔 102贯通绝缘层 107、 及基底 101的第一、 第二表面。 其中背腔 102可以通 过体硅工艺或干法腐蚀形成。

[0024] 电容系统 103包括背板 105以及与背板 105相对且分别设置在背板 105上、 下两侧 的第一振膜 104和第二振膜 106， 第一振膜 104和背板 105之间、 第二振膜 106和背 板 105之间、 第一振膜 104和基底 101之间均设有绝缘层 107。 背板 105的中央主体 区域 105A包括间隔设置的声学通孔 108 , 在本实用新型中， 背板 105的中央主体 区域例如为对应背腔 102所在的区域， 此区域之外的为背板 105的边缘区域， 位 于左右两侧的分别为第一边缘区域 105B、 第二边缘区域 105C。 支撑件 109穿过该 声学通孔 108将第一振膜 104和第二振膜 106固定连接。 具体地， 支撑件 109分别 抵接第一振膜 104的顶表面和第二振膜 106的底表面。 声学通孔 108将第一振膜 10 4和第二振膜 106之间的区域连通， 形成内腔 110。 在 MEMS麦克风通电工作时， 第一振膜 104与背板 105、 第二振膜 106与背板 105会带上极性相反的电荷， 从而 形成电容， 当第一振膜 104和第二振膜 106在声波的作用下产生振动， 背板 105与 第一振膜 ₁₀ 4和第二振膜 106之间的距离会发生变化， 从而导致电容系统的电容 发生改变， 进而将声波信号转化为了电信号， 实现麦克风的相应功能。

[0025] 在本实施例中， 第一振膜 104和第二振膜 106是方形的、 圆形的或者椭圆形， 至 少一个支撑件 109被设置在第一振膜 104的底表面与第二振膜 106的顶表面之间。

[0026] 该支撑件 109设置为穿过背板 105的声学通孔 108将第一振膜 104和第二振膜 106 固定连接； 即支撑件 109不与背板 105接触， 不受背板 105的影响。

[0027] 该支撑件 109可以通过各种制备技术被形成在第一振膜 104的顶表面之上， 例如 物理蒸汽沉积、 电化学沉积、 化学蒸汽沉积和分子束外延。

[0028] 该支撑件 109可以由诸如硅之类的半导体材料组成或者可 以包括例如硅之类的 半导体材料。 比如锗、 硅锗、 碳化硅、 氮化镓、 铟、 氮化铟镓、 砷化铟镓、 氧 化铟镓锌、 或其他元素和 /或化合物半导体（:例如， 例如砷化镓或磷化铟之类的 III- V化合物半导体、 或 II- VI化合物半导体、 或三元化合物半导体、 或四元化合物半 导体）。 也可以由如下各项中的至少一种组成或者可以 包括如下各项中的至少一 种： 金属、 电介质材料、 压电材料、 压阻材料和铁电材料。 也可以是由介质材 料如氮化硅制成。

[0029] 根据各个实施例， 该支撑件 109可以分别与第一振膜 104和第二振膜 106—体成 型。

[0030] 根据各个实施例， 本实用新型的第二振膜 106包括释放孔 111， 并采用电介质材 料材料 112封闭该释放孔 111。

[0031] 根据各个实施例， 在本实用新型的第一边缘区域 105B包括贯穿所述背板的第一 释放阻挡结构 113隔离所述声学通孔 108与绝缘层 107 ; 在第二边缘区域 105C包括 间隔设置在背板 105上的多个第二释放阻挡结构 114, 第二释放阻挡结构离声学 通孔 108与绝缘层 107。

[0032] 释放孔 111与内腔 110连通， 因此可以通过释放液， 比如 BOE溶液或者 HF气相 刻蚀技术， 去除内腔 110内的牺牲氧化层， 由于释放阻挡结构 113、 114的存在， 第一振膜和第二振膜之间的绝缘层 107得以保留。

[0033] 根据各个实施例， 还包括第一振膜 104、 第二振膜 106、 背板 105的引出电极， 相应地， 分别为第一电极 115、 第二电极 116、 第三电极 117。

[0034] 根据各个实施例， 还包括表面钝化保护层 118， 该表面钝化层同时具有使第一 电极 115、 第二电极 116、 第三电极 117相互绝缘的作用。

[0035] 参见图 2， 还包括贯通第一振膜 104、 支撑件 109、 第二振膜 106的通孔 119， 该 通孔 119例如设置在第一振膜 104、 第二振膜 106的中心位置， 连通背腔 102与外 界环境， 使得第一振膜 104、 第二振膜 106的外表压力一致。 还包括设置在背板 1 05上下表面的凸起 120, 凸起 120有利于防止背板 105与第一振膜 104、 第二振膜 1 06发生粘附。

[0036] 本实用新型的结构采用常规的半导体工艺制作 完成， 其中绝缘层 107例如为二 氧化硅， 第一振膜、 第二振膜的材质为多晶硅材质， 背板则为上下表面都是氮 化硅的多晶硅所组成的复合层叠结构。

[0037] 在本实用新型提供的 MEMS麦克风结构， 其双振膜内腔和外界的压强一致， 避 免了环境压力对器件性能的影响， 提高了器件的可靠性和灵敏度。

[0038] 以上所述仅为本实用新型的实施例， 并非因此限制本实用新型的专利范围， 凡 是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等 效结构或等效流程变换， 或直接 或间接运用在其它相关的技术领域， 均同理包括在本实用新型的专利保护范围 内。