一種mems麥克風晶片的製作方法
2023-10-06 07:29:34 2
專利名稱：一種mems麥克風晶片的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種MEMS麥克風晶片。
背景技術：
隨著手機、筆記本、助聽器等電子產品對內部零件的尺寸要求越來越小、性能要求越來越高，大量尺寸較小、品質較好的MEMS麥克風被應用。MEMS麥克風的關鍵零部件為其內部的MEMS麥克風晶片，MEMS麥克風晶片的結構一般包括中部設置有孔洞的基底、振膜以及與振膜相對設置的固定極板，例如專利申請號為CN200920109776. 1的中國專利體現了一種MEMS麥克風晶片結構。對於MEMS麥克風晶片，為了達到較好的靈敏度，一般會將支撐振膜的部分設置成懸梁結構，可以使得膜片在振動中取得較好的順性，從而取得較高的靈敏度，並且振膜上的電極通過懸梁導出。然而，這種懸梁結構支撐膜片時，非常容易受到外力的衝擊而造成懸梁斷裂，顯然這將導致MEMS麥克風晶片失效。所以，需要設計一種可以達到更高的靈敏度、產品可靠性好的新結構MEMS麥克風
-H-· I I心片。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種可以達到更高的靈敏度、產品可靠性好的新結構MEMS麥克風晶片。為解決上述技術問題，本發明的技術方案是一種MEMS麥克風晶片，包括中部設置有孔洞的基底、振膜以及與所述振膜相對設置的固定極板，其特徵在於，所述振膜被懸空設置的懸梁結構支撐，所述懸梁結構上設置有加強結構。本技術方案的改進在於，所述加強結構為多個條狀加強筋。本技術方案的改進在於，所述加強結構為多個條狀金屬層。本技術方案的改進在於，所述加強結構為與所述振膜同種材質的條狀凸起。本技術方案的改進在於，所述振膜通過所述加強結構連接到所述懸梁結構一端設置的金屬焊點。本技術方案的改進在於，所述加強結構與所述金屬焊點為同種材料。本技術方案的改進在於，所述加強結構均勻分布於所述懸梁結構上。本技術方案的改進在於，所述加強結構貫穿分布於所述懸梁結構和所述振膜主體上。由於採用了上述技術方案，一種MEMS麥克風晶片，包括中部設置有孔洞的基底、 振膜以及與所述振膜相對設置的固定極板，所述振膜被懸空設置的懸梁結構支撐，所述懸梁結構上設置有加強結構；這種設計的MEMS麥克風晶片，其振膜應力小、靈敏度高，並且產品可靠性好、不會因外力作用而導致振膜的支撐部分損壞。
圖1是本發明實施例一的俯視圖。圖2是本發明實施例一的仰視圖。圖3是圖1的A-A向剖面示意圖。圖4是本發明實施例二振膜結構示意圖。圖5是本發明實施例三振膜結構示意圖。
具體實施例方式實施案例一、
如圖1表示了本實施例的俯視圖，主要展示了 MEMS麥克風晶片的振膜結構；如圖2表示了本實施例的仰視圖，主要展示了 MEMS麥克風晶片的基底和極板結構；圖3是圖1的A-A 向剖面示意圖，主要展示了 MEMS麥克風晶片各層結構分布。一種MEMS麥克風晶片，包括方形的基底1，基底1為單晶矽材料製作，其中心部設置有圓柱形的貫穿孔Ia ；基底1上方設置有阻擋層2，阻擋層2為氧化矽材料製作，阻擋層2和貫穿孔Ia對應的位置也設置有形狀和貫穿孔Ia —致的貫穿孔加；阻擋層2上方設置有近似方形的背極板3，背極板3為多晶矽材料製作，如圖1、3所示，背極板3的外部有一個連接點北，背極板3通過一個狹窄的連接筋3a和連接點北連接，連接點北上設置有用於連接外部電路的金屬焊點3c，背極板3 上還設置有多個用於透氣的小孔3d ；背極板層3上方設置有絕緣的隔離層4，隔離層4為氧化矽材料製作，在本實施例中，隔離層4為幾個支撐支柱的形狀；隔離層4上方設置有近似方形的振膜5，振膜5為多晶矽材料製作，如圖1所示，振膜5的外部有多個連接點恥，連接點恥設置在隔離層4的上端，振膜5通過多個狹窄、懸空的懸梁結構如和連接點恥連接， 連接點恥上設置有用於連接外部電路的金屬焊點5c，振膜5通過多個懸空的懸梁結構fe 支撐在隔離層4上，懸梁結構fe呈螺旋狀分布在振膜5的的四個邊上；在懸梁結構fe上， 還設置有加強結構5d ；在本實施案例中，加強結構5d為多個條狀的加強筋，加強筋5d為和金屬焊點5c相同材質的金屬層，並且加強筋5d和金屬焊點5c相互連通結合。依靠這種結構，在MEMS麥克風晶片在收到外力作用較大時，加強筋5d可以有效地保證連接點恥與振膜5之間的懸梁結構fe穩定，不會造成斷裂，並且這種結構的振膜在振動中的靈敏度也同時得以保證。在本實施例中，加強筋5d和金屬焊點5c相互連通結合，可以保證懸梁結構fe更加穩定，並且加強筋5d還可以起到導電連通的作用。在本實施例中，加強筋5d採用和金屬焊點5c相同的材質製作，從而二者可以採用相同工藝製作，不會增加產品生產成本。在本實施例中，加強筋5d設置於懸梁結構fe —個表面，同樣可以設置於兩個表面或者是嵌入懸梁結構如內部，都可以起到較好的加強效果。實施案例二、
如圖4表示了本實施例的振膜結構示意圖，主要展示了 MEMS麥克風晶片的振膜結構。 近似方形的振膜5為多晶矽材料製作，振膜5的四個角部設置有連接點恥，振膜5通過多個 T形結構、懸空的懸梁結構fe和連接點恥連接，連接點恥上設置有用於連接外部電路的金屬焊點5c ；在懸梁結構fe上，還設置有環形的加強筋5d，在本實施案例中，加強筋5d為和振膜5相同材質的多晶矽材料製作的條狀凸起，並且加強筋5d和金屬焊點5c相互連通結合。這種環形的加強筋5d為和振膜5相同材質的多晶矽材料製作，可以採用同一種工藝製作，結構簡單，生產成本低廉。實施案例三、
如圖5表示了本實施例的振膜結構示意圖，主要展示了 MEMS麥克風晶片的振膜結構。 與實施案例二不同的是，在本實施案例中，加強筋5d貫穿分布於懸梁結構fe和振膜5主體上，這種結構可以取得更好的效果。在本發明的上述教導下，本領域技術人員可以在上述實施例的基礎上進行各種改進和變形，而這些改進和變形，都落在本發明的保護範圍內，本領域技術人員應該明白，上述的具體描述只是更好的解釋本發明的目的，本發明的保護範圍由權利要求及其等同物限定。
權利要求
1.一種MEMS麥克風晶片，包括中部設置有孔洞的基底、振膜以及與所述振膜相對設置的固定極板，其特徵在於，所述振膜被懸空設置的懸梁結構支撐，所述懸梁結構上設置有加強結構。
2.如權利要求1所述的MEMS麥克風晶片，其特徵在於，所述加強結構為多個條狀加強筋。
3.如權利要求2所述的MEMS麥克風晶片，其特徵在於，所述加強結構為多個條狀金屬層。
4.如權利要求2所述的MEMS麥克風晶片，其特徵在於，所述加強結構為與所述振膜同種材質的條狀凸起。
5.如權利要求2所述的MEMS麥克風晶片，其特徵在於，所述振膜通過所述加強結構連接到所述懸梁結構一端設置的金屬焊點。
6.如權利要求5所述的MEMS麥克風晶片，其特徵在於，所述加強結構與所述金屬焊點為同種材料。
7.如權利要求1-6任一權利要求所述的MEMS麥克風晶片，其特徵在於，所述加強結構均勻分布於所述懸梁結構上。
8.如權利要求1-6任一權利要求所述的MEMS麥克風晶片，其特徵在於，所述加強結構貫穿分布於所述懸梁結構和所述振膜主體上。
全文摘要
本發明公開了一種MEMS麥克風晶片，包括中部設置有孔洞的基底、振膜以及與所述振膜相對設置的固定極板，所述振膜被懸空設置的懸梁結構支撐，所述懸梁結構上設置有加強結構；這種設計的MEMS麥克風晶片，其振膜應力小、靈敏度高，並且產品可靠性好、不會因外力作用而導致振膜的支撐部分損壞。
文檔編號H04R19/04GK102264021SQ20101057629
公開日2011年11月30日 申請日期2010年12月7日 優先權日2010年12月7日
發明者蔡孟錦 申請人:歌爾聲學股份有限公司