專利名稱：電容mems麥克風的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及微型麥克風領域，具體指一種應用于電子設備上，具有更加靈敏度的 電容 MEMS (micro-electro-mechanical system)麥克風。
背景技術：
隨著無線通訊的發(fā)展，全球移動電話用戶越來越多，用戶對移動電話的要求已不 僅滿足于通話，而且要能夠提供高質量的通話效果，尤其是目前移動多媒體技術的發(fā)展，移 動電話的通話質量更顯重要，移動電話的麥克風作為移動電話的語音拾取裝置，其設計好 壞直接影響通話質量。而目前應用較多且性能較好的麥克風是硅半導體麥克風，硅半導體麥克風將背極 板 與振膜筑于硅晶上，并以適當的電路連接，利用化學刻蝕技術將振膜平整并單純的置于 基底上，使其可隨聲音做完全的自由振動，振動的振膜與背極板之間形成 的電場變化即產 生電路上的電信號。通常MEMS麥克風包括背板、與背板相對并通過支撐部相連接的振膜， 背板上設有聲學孔，該聲學孔可將聲音氣流傳遞到振膜上，聲壓驅動振膜相對背板振動，所 述振膜與背板之間形成一個聲腔；振膜與背板上分別設有導電層并可加電，但加電的部分 相互絕緣，這樣振膜與背板之間的聲腔就組成具有電容的電容器，電容的值與電容兩個板 之間的正對面積成正比，與電容兩個板之間的距離成反比。此種結構的麥克風聲學孔位置 正對振膜的中間區(qū)域，而振膜的中間區(qū)域機械靈敏度高，邊緣基本都束縛在基底上，由于邊 緣位置水平低，則造成振膜中心位置的浪費，降低了麥克風靈敏度；而且振膜與基底連接傳 導電信號需要多個電極，所需空間較大，這對日益微型的MEMS來說是個挑戰(zhàn)，將限制了產 品的應用領域。

發(fā)明內容本發(fā)明的目的在于解決振膜靈敏度較低及振膜與其他元件連接需設有多個電極 占用較大空間的問題，而提出一種電容MEMS麥克風。為了達到上述目的，本發(fā)明的技術方案如下一種電容MEMS麥克風，包括一中心有貫穿孔的基底、基底上設有帶有導氣孔的背 板、與背板相對設有振膜單元，所述振摸單元與背板構成電容系統(tǒng)，其中振膜單元包括處于 中央位置的內膜和圍繞內膜外周側的環(huán)形外膜，內膜與外膜分別向外衍生延伸出第一電 極、第二電極，電連接在基底上。優(yōu)選的，所述的第一電極與第二電極位于一條直線上。所述的內膜與外膜之間設有間隙。所述的內膜外周側上均勻衍生延伸出多個支撐部，所述的支撐部連接在基底上。所述外膜的環(huán)形內周側上相對支撐部的位置設有容置支撐部的凹槽。本發(fā)明電容MEMS麥克風，在基底上與背板相對構成電容系統(tǒng)的振膜單元，由處于 中央位置的內膜和圍繞內膜外周側的環(huán)形外膜構成，內膜與外膜分別向外衍生延伸出第一電極、第二電極，電連接在基底上，以減小振膜周側邊緣部的約束，可以有效提高靈敏度；同 時本結構振膜結構，減少對電極的需求，有利于節(jié)省更多的空間，測量結果優(yōu)于周邊固定電 容式麥克風。

圖1為本發(fā)明MEMS麥克風剖面結構示意圖；圖2為本發(fā)明的振膜結構示意圖。
具體實施方式下面結合附圖，對本發(fā)明電容MEMS麥克風作詳細說明。本發(fā)明電容MEMS麥克風主要用于手機上，接受聲音并將聲音轉化為電信號，本發(fā) 明是通過改變振膜結構達到提高電容式麥克風靈敏度的效果。如圖1所示，為本發(fā)明的較佳實施例，電容MEMS麥克風100包括基底10、與基底10 相連的支撐層(未標示)和位于該支撐層內的振膜單元30，硅材料的基底10開設有平衡聲 壓的一空腔，空腔上部是振膜單元30，振膜單元30上部相對的是背板20，背板20上開設有 傳導聲音及平衡聲壓的聲學孔21，為了與振膜單元30形成電容結構，背板20要求具有良好 的導電性，用硅腐蝕工藝形成；振膜單元30與背板20各自相對形成很小的間隙構成電場。 在工作狀態(tài)時，振膜單元30在聲壓的作用下發(fā)生形變，振膜單元30與背板20之間電場的 電容值發(fā)生變化，電容變化值反映出聲壓的大小，由于背板20不會發(fā)生形變，所以振膜單 元30形變的大小直接影響電容值。電容值是這樣計算的電容值與振膜單元30與背板20 之間的正對面積成正比，與振膜單元30與背板20之間的距離成反比，即C = k ε Q ε rS/d,k 為常數，ε C1為常數，ε ^為常數。當電容式麥克風制作出來后，ε C1 ε ^的值也就固定了，S是 電容兩個電板之間正對的面積，d為兩個電板之間的距離，所以振膜單元30的靈敏度至關 重要。本發(fā)明電容MEMS麥克風100的振膜30結構見圖2所示，振膜單元30包括處于中 央位置的內膜32和圍繞內膜32外周側的環(huán)形外膜31，主體形狀為圓形的內膜32與環(huán)形的 外膜31之間設有間隙33，有利于降低寄生電容。內膜32向外衍生延伸出第一電極322連 接在基底10上，相對第一電極322的衍生延伸方向外膜31衍生延伸出第二電極312，第二 電極312連接在基底上，第一電極322與第二電極312位于同一直線上。另外，所述的內膜 32外周側上均勻衍生延伸出3個支撐部321，所述的支撐部321連接在基底10上，當然實 際支撐部321的數量并不受此限制。相對的，所述外膜31的環(huán)形內周側上相對支撐部321 的位置設有容置支撐部321的凹槽311。這種結構的振膜單元30減少對電極數量的需求， 有利于節(jié)省更多的空間以利于向日益微型化發(fā)展；同時也以減小振膜單元30周側邊緣部 的約束，可以有效提高靈敏度。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施方式，本發(fā)明的保護范圍并不以上述實施方式為 限，但凡本領域普通技術人員根據本發(fā)明所揭示內容所作的等效修飾或變化，皆應納入權 利要求書中記載的保護范圍內。
權利要求
一種電容MEMS麥克風，包括一中心有貫穿孔的基底、基底上設有帶有導氣孔的背板、與背板相對設有振膜單元，所述振摸單元與背板構成電容系統(tǒng)，其特征在于所述振膜單元包括處于中央位置的內膜和圍繞內膜外周側的環(huán)形外膜，內膜與外膜分別向外衍生延伸出第一電極、第二電極，電連接在基底上。
2.根據權利要求1所述的電容MEMS麥克風，其特征在于所述的第一電極與第二電極 位于一條直線上。
3.根據權利要求1所述的電容MEMS麥克風，其特征在于所述的內膜與外膜之間設有 間隙。
4.根據權利要求1所述的電容MEMS麥克風，其特征在于所述的內膜外周側上均勻衍 生延伸出多個支撐部，所述的支撐部連接在基底上。
5.根據權利要求4所述的電容MEMS麥克風，其特征在于所述外膜的環(huán)形內周側上相 對支撐部的位置設有容置支撐部的凹槽。
全文摘要
本發(fā)明涉及微型麥克風領域，具體指一種應用于電子設備上，具有更加靈敏度的電容MEMS(micro-electro-mechanicalsy stem)麥克風，在基底上與背板相對構成電容系統(tǒng)的振膜單元，由處于中央位置的內膜和圍繞內膜外周側的環(huán)形外膜構成，內膜與外膜分別向外衍生延伸出第一電極、第二電極，電連接在基底上，以減小振膜周邊緣的約束，可以有效提高靈敏度；同時本結構振膜結構，減少對電極的需求，有利于節(jié)省更多的空間，測量結果優(yōu)于周邊固定電容式麥克風。
文檔編號H04R19/04GK101841758SQ20101011995
公開日2010年9月22日 申請日期2010年3月8日 優(yōu)先權日2010年3月8日
發(fā)明者張睿, 李海鋒 申請人:瑞聲聲學科技(深圳)有限公司;瑞聲微電子科技(常州)有限公司