電容式微機電結(jié)構(gòu)傳感器的制造方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種電容式微機電結(jié)構(gòu)傳感器，包括基底以及與基底固定連接的振膜，所述振膜設(shè)置有多個波紋結(jié)構(gòu)，所述多個波紋結(jié)構(gòu)中的每個波紋結(jié)構(gòu)包括側(cè)面、底面和頂面，其中，連接側(cè)面與底面的連接邊的曲率半徑小于振膜的厚度；連接側(cè)面與頂面的連接邊的曲率半徑大于振膜的厚度。本實用新型的電容式微機電結(jié)構(gòu)傳感器的振膜的波紋結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)角處具有小于振膜厚度的曲率半徑，增加了波紋結(jié)構(gòu)的深度，從而較大程度地釋放振膜所承受的應(yīng)力。
【專利說明】
電容式微機電結(jié)構(gòu)傳感器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種微機電系統(tǒng)器件，尤其涉及一種電容式微機電結(jié)構(gòu)傳感器?！尽颈尘凹夹g(shù)】】
[0002]目前基于半導(dǎo)體材料的麥克風(fēng)的制造過程中都是通過在基底上沉積多晶硅而形成薄膜和背極板。然而在振膜的成型過程中，振膜上的波紋結(jié)構(gòu)的易形成平滑的溝槽，這就增大了溝槽的轉(zhuǎn)角處的曲率半徑，從而使曲率半徑大于或等于振膜的厚度。
[0003]因此，有必要提供一種新型的電容式微機電結(jié)構(gòu)傳感器，滿足應(yīng)用的需求。
【【實用新型內(nèi)容】】
[0004]本實用新型的目的在于提供一種新型的電容式微機電結(jié)構(gòu)傳感器，其振膜的波紋結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)角處具有小于振膜厚度的曲率半徑。
[0005]本實用新型的技術(shù)方案如下:一種電容式微機電結(jié)構(gòu)傳感器，包括基底以及與基底固定連接的振膜，所述振膜設(shè)置有多個波紋結(jié)構(gòu)，所述多個波紋結(jié)構(gòu)中的每個波紋結(jié)構(gòu)包括側(cè)面、底面和頂面，其中，連接側(cè)面與底面的連接邊的曲率半徑小于振膜的厚度;連接側(cè)面與頂面的連接邊的曲率半徑大于振膜的厚度。
[0006]上述的電容式微機電結(jié)構(gòu)傳感器，所述電容式微機電結(jié)構(gòu)傳感器還包括連接在基底與振膜之間的背極板，所述背極板與所述振膜相對且間隔設(shè)置。
[0007]上述的電容式微機電結(jié)構(gòu)傳感器，所述背極板的邊緣固定在所述基底上，所述電容式微機電結(jié)構(gòu)傳感器還包括固定在所述背極板邊緣并用于支撐振膜的支撐件。
[0008]上述的電容式微機電結(jié)構(gòu)傳感器，所述背極板上開設(shè)有多個聲孔。
[0009]上述的電容式微機電結(jié)構(gòu)傳感器，所述背極板上設(shè)置有多個朝向所述振膜凸出的凸起，所述凸起用于防止振膜在振動時與背極板連接。
[0010]上述的電容式微機電結(jié)構(gòu)傳感器，所述振膜包括振動部、與支撐件連接的支撐部以及連接于所述振動部與支撐部之間的過渡部，所述波紋結(jié)構(gòu)設(shè)置在過渡部上。
[0011]本實用新型的有益效果在于:本實用新型的電容式微機電結(jié)構(gòu)傳感器的振膜的波紋結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)角處具有小于振膜厚度的曲率半徑，增加了波紋結(jié)構(gòu)的深度，從而較大程度地釋放振膜所承受的應(yīng)力。
【【附圖說明】】
[0012]圖1為本實用新型一種電容式微機電結(jié)構(gòu)傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2為圖1中A處的放大圖。
【【具體實施方式】】
[0014]下面結(jié)合附圖和實施方式對本實用新型作進(jìn)一步說明。
[0015]參考圖1和圖2，本實用新型提供的一種電容式微機電結(jié)構(gòu)傳感器100包括基底10、疊設(shè)在基底10上的背極板20、固定在背極板20邊緣上的支撐件30、連接至支撐件30的振膜40以及將振膜40、背極板20電連接至外部電路的導(dǎo)電端子60。
[0016]基底10中開設(shè)有背腔101。在本實施例中，基底10包括單晶硅層102和貼設(shè)于單晶硅層102底表面的阻刻層103。阻刻層103用于在刻蝕背腔101的過程中限定供刻蝕的單晶硅層102的范圍。
[0017]背極板20跨設(shè)在基底10的頂表面上，且背極板20的邊緣區(qū)域固定在基底10的頂表面上。背極板20由沉積在單晶硅層102上的多晶硅層刻蝕而成。背極板20中與背腔101相對應(yīng)的中心區(qū)域上開設(shè)有多個聲孔201。這些聲孔201貫穿背極板20與背腔101相連通。背極板20還包括多個朝向振膜40的凸起202，每個凸起202位于兩個相鄰的聲孔201之間的背極板20上。凸起202用于防止振膜40在振動時與背極板20連接在一起。
[0018]支撐件30固定在背極板20邊緣區(qū)域中朝向振膜40的一側(cè)，用于使振膜40與背極板20之間形成氣隙。
[0019]振膜40包括支撐部401、振動部402以及連接在支撐部401與振動部402之間的過渡部403。支撐部401與支撐件30固定連接以支撐該振膜40。振動部402相對背極板20上下振動并與背極板20形成電容效應(yīng)。過渡部403上設(shè)置有多個波紋結(jié)構(gòu)404以減輕振膜振動時橫跨振膜的應(yīng)力。每個波紋結(jié)構(gòu)呈圓形，由振膜40中遠(yuǎn)離背極板20的上表面向靠近背極板20的下表面凹陷形成，且其包括側(cè)面4041、底面4042和頂面4043。在本實施例中，連接底面4042和側(cè)面4041的連接邊的曲率半徑Rl小于振膜40的厚度;連接頂面4043與側(cè)面4041的連接邊的曲率半徑R2大于振膜40的厚度，由此形成的波紋結(jié)構(gòu)具有更深的深度，從而能較大程度地釋放振膜的應(yīng)力。
[0020]本實施例的電容式微機電結(jié)構(gòu)傳感器，振膜40的振動部402相對背極板20上、下振動并與背極板20形成電容效應(yīng)。當(dāng)聲音氣流傳遞到振膜20上時，振動部402上下振動以產(chǎn)生位移，改變電容器的電容量，電容量的改變使電容器的輸出端產(chǎn)生相應(yīng)的交變電場，形成與聲波信號對應(yīng)的電信號，從而完成聲電轉(zhuǎn)換的功能。
[0021]以上所述的僅是本實用新型的實施方式，在此應(yīng)當(dāng)指出，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出改進(jìn)，但這些均屬于本實用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1.一種電容式微機電結(jié)構(gòu)傳感器，包括基底以及與基底固定連接的振膜，其特征在于，所述振膜設(shè)置有多個波紋結(jié)構(gòu)，所述多個波紋結(jié)構(gòu)中的每個波紋結(jié)構(gòu)包括側(cè)面、底面和頂面，其中，連接側(cè)面與底面的連接邊的曲率半徑小于振膜的厚度;連接側(cè)面與頂面的連接邊的曲率半徑大于振膜的厚度。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容式微機電結(jié)構(gòu)傳感器，其特征在于，所述電容式微機電結(jié)構(gòu)傳感器還包括連接在基底與振膜之間的背極板，所述背極板與所述振膜相對且間隔設(shè)置。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電容式微機電結(jié)構(gòu)傳感器，其特征在于，所述背極板的邊緣固定在所述基底上，所述電容式微機電結(jié)構(gòu)傳感器還包括固定在所述背極板邊緣并用于支撐振膜的支撐件。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電容式微機電結(jié)構(gòu)傳感器，其特征在于，所述背極板上開設(shè)有多個聲孔。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電容式微機電結(jié)構(gòu)傳感器，其特征在于，所述背極板上設(shè)置有多個朝向所述振膜凸出的凸起，所述凸起用于防止振膜在振動時與背極板連接。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電容式微機電結(jié)構(gòu)傳感器，其特征在于，所述振膜包括振動部、與支撐件連接的支撐部以及連接于所述振動部與支撐部之間的過渡部，所述波紋結(jié)構(gòu)設(shè)置在過渡部上。
【文檔編號】H04R7/14GK205491100SQ201620052291
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年1月19日
【發(fā)明人】孟珍奎, 劉政諺, 周曄, 王琳琳, 劉雨微, 葉武振
【申請人】瑞聲聲學(xué)科技(深圳)有限公司