專利名稱：一種微機電傳聲器芯片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及傳聲器技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種微機電傳聲器芯片。
背景技術(shù)：
微機電系統(tǒng)(MEMS,Micro-Electro-Mechanical Systems),又稱為微機械或微系統(tǒng)，是指可批量制作的，集微型機構(gòu)、微型傳感器、微型執(zhí)行器以及信號處理和控制電路、直至接口、通信和電源等于一體的微型器件或系統(tǒng)。傳聲器,又稱為麥克風，是將聲音信號轉(zhuǎn)換為電信號的能量轉(zhuǎn)換器件。目前，隨著手機、筆記本電腦等便攜式電子產(chǎn)品的高性能要求，對電子產(chǎn)品內(nèi)部的電子元器件如傳聲器(麥克風)等零部件的性能要求更為嚴格。而微機電傳聲器芯片因其高性能的特點得到了廣泛應(yīng)用。在傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的微機電傳聲器芯片中，一般是直接在阻擋層(又稱為絕緣層)上生長振膜，振膜周邊固定。這種結(jié)構(gòu)在有限的振動空間內(nèi)振膜的應(yīng)力難以得到最大程度的釋放，振膜的順性較差，靈敏度低，而且對于振膜在下，背極在上的結(jié)構(gòu)，需要制作專門的電極連接振膜，工藝復雜。

實用新型內(nèi)容本實用新型提供了一種微機電傳聲器芯片，以解決上述的振膜的應(yīng)力不能最大程度釋放，靈敏度低，工藝復雜的問題。為達到上述目的本實用新型的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的:本實用新型公開了一種微機電傳聲器芯片，包括:基底、阻擋層、支撐層、背極板、振膜、鉚釘、第一金屬電極和第二金屬電極；其中，基底上表面為阻擋層，阻擋層之上為支撐層，支撐層之上為背極板；基底、阻擋層和支撐層的中心有一貫通孔，為背腔；背極板由絕緣層和導電層構(gòu)成，絕緣層在上，導電層在下；其中導電層分為兩部分，導電層一部分在絕緣層下并在背腔中分形成懸臂，振膜懸設(shè)在該懸臂上，鉚釘設(shè)置在振膜下對應(yīng)于懸臂的位置，導電層的另一部分設(shè)置絕緣層下的與振膜振動區(qū)域所對應(yīng)的位置以及與第一金屬電極和第二金屬電極對應(yīng)的位置；背極板的絕緣層上有向下豎直開的上電極孔和下電極孔；上電極孔穿透絕緣層，第一金屬電極設(shè)置在上電極孔中與導電層直接接觸；下電極孔穿透絕緣層，第二金屬電極設(shè)置在下電極孔中與導電層直接接觸。可選地，所述基底為氮化硅?？蛇x地，所述阻擋層是氧化硅膜，或者是多晶硅和氮化硅的復合膜?？蛇x地，所述振膜是多晶硅膜。可選地，所述鉚釘為氮化硅?？蛇x地，所述支撐層為氧化硅。[0018]可選地，所述背極板的中部與振膜對應(yīng)的位置，設(shè)置有多個聲孔?？蛇x地，所述背極板的導電層為多晶硅；所述背極板的絕緣層為氮化硅?？蛇x地，導電層的一部分在絕緣層下并在背腔中分形成4個懸臂，振膜懸設(shè)在該4個懸臂上。由上述可見，本實用新型的這種包括基底、阻擋層、支撐層、背極板、振膜、第一金屬電極和第二金屬電極的微機電傳聲器芯片，基底上表面為阻擋層，阻擋層之上為支撐層，支撐層之上為背極板，背極板由絕緣層和導電層構(gòu)成，絕緣層在上，導電層在下；其中導電層分為兩部分，一部分在絕緣層下并在背腔中分形成懸臂，振膜懸設(shè)在該懸臂上，鉚釘設(shè)置在振膜下對應(yīng)于懸臂的位置，導電層的另一部分設(shè)置絕緣層下的與振膜振動區(qū)域所對應(yīng)的位置的技術(shù)方案，由于振膜懸設(shè)于背極板的導電層形成的懸臂上，因此振膜的應(yīng)力能夠得到最大程度的釋放，振膜的順性更強，靈敏度提高，同時電路設(shè)計簡單，簡化了生產(chǎn)工藝。并且由于振膜下設(shè)置有鉚釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)，增強了懸設(shè)的振膜的吊掛強度和耐震跌落的強度。

圖1是本實用新型實施例中的一種微機電傳聲器芯片的導電層分布的俯視示意圖；圖2是本實用新型實施例中的一種微機電傳聲器芯片沿圖1中CD虛線的剖面圖；圖3是本實用新型實施例中的一種微機電傳聲器芯片沿圖1中AB虛線的剖面圖；圖4A是本實用新型實施例中的微機電傳聲器芯片的制作過程的第一示例圖；圖4B是本實用新型實施例中的微機電傳聲器芯片的制作過程的第二示例圖；圖4C是本實用新型實施例中的微機電傳聲器芯片的制作過程的第三示例圖；圖4D是本實用新型實施例中的微機電傳聲器芯片的制作過程的第四示例圖；圖4E是本實用新型實施例中的微機電傳聲器芯片的制作過程的第五示例圖。
具體實施方式
為使本實用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本實用新型實施方式作進一步地詳細描述。圖1是本實用新型實施例中的一種微機電傳聲器芯片的導電層分布的俯視示意圖。圖2是本實用新型實施例中的一種微機電傳聲器芯片沿圖1中CD虛線的剖面圖。圖3是本實用新型實施例中的一種微機電傳聲器芯片沿圖1中AB虛線的剖面圖。參見圖1-3，本實用新型實施例中的微機電傳聲器芯片包括:基底1、阻擋層2、支撐層3、背極板、振膜6、鉚釘13、第一金屬電極7和第二金屬電極8 ;背極板由絕緣層4和導電層5構(gòu)成，絕緣層4在上，導電層5在下。其中，基底I上表面為阻擋層2，阻擋層2之上為支撐層3，支撐層3之上為背極板。基底1、阻擋層2和支撐層3的中心有一貫通孔，為背腔9。導電層5分為兩部分:一部分在絕緣層4下并在背腔9中分形成懸臂，振膜6懸設(shè)在該懸臂上，鉚釘13設(shè)置在振膜6下對應(yīng)于懸臂的位置，由圖1可以看出在本實施例中導電層5在絕緣層4下并在背腔中分形成四個懸臂，振膜6懸設(shè)在該四個懸臂上，其中從圖2和圖3可以看出對應(yīng)兩個懸臂(CD線上的)的位置設(shè)置有鉚釘。導電層5的另一部分設(shè)置在絕緣層4下的與振膜6振動區(qū)域所對應(yīng)的位置以及與第一金屬電極7和第二金屬電極8對應(yīng)的位置。圖1中的斜線部分表示的導電層5?？梢钥闯?，第一金屬電極7通過一個懸臂與振膜6電連接，第二金屬電極8與振膜振動區(qū)域?qū)?yīng)的導電層5電連接。參見圖2和3，背極板的絕緣層4上有向下豎直開的上電極孔10和下電極孔11 ；上電極10孔穿透絕緣層4，第一金屬電極7設(shè)置在上電極孔10中與導電層直接接觸；下電極孔11穿透絕緣層4，第二金屬電極8設(shè)置在下電極孔11中與導電層直接接觸。背極板的中部與振膜6對應(yīng)的位置，設(shè)置有多個聲孔12。可見，本實施例中的微機電傳聲器芯片中是形成了背極在上，振膜在下的電容結(jié)構(gòu)，且振膜懸設(shè)在背極板上。由于振膜懸設(shè)于背極板的導電層形成的懸臂上，因此振膜的應(yīng)力能夠得到最大程度的釋放，振膜的順性更強，靈敏度提高，同時電路設(shè)計簡單，簡化了生產(chǎn)工藝。并且由于振膜下設(shè)置有鉚釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)，增強了懸設(shè)的振膜的吊掛強度和耐震跌落的強度。在本實用新型的一個實施例中:基底I可采用氮化硅。阻擋層2可采用是氧化硅膜，或者阻擋層2可采用是多晶硅和氮化硅的復合膜。振膜6可采用多晶硅膜。鉚釘13采用氮化硅。支撐層3采用絕緣材料，例如可采用氧化硅。背極板的導電層5可采用多晶硅，絕緣層4可采用氮化硅。圖4A是本實用新型實施例中的微機電傳聲器芯片的制作過程的第一示例圖；圖4B是本實用新型實施例中的微機電傳聲器芯片的制作過程的第二示例圖；圖扣是本實用新型實施例中的微機電傳聲器芯片的制作過程的第三示例圖；圖4D是本實用新型實施例中的微機電傳聲器芯片的制作過程的第四示例圖；圖4E是本實用新型實施例中的微機電傳聲器芯片的制作過程的第五示例圖。本實用新型實施例中微機電傳聲器芯片的制作過程主要包括:參見圖4A，首先在基底I上生長形成阻擋層2 ；參見圖4B，在阻擋層2上生成預(yù)設(shè)尺寸的鉚釘13，在鉚釘13的指定位置設(shè)置孔洞；參見圖4C和圖4D，在阻擋層2上依次生成振膜6和支撐層3，在振膜6和支撐層3的與鉚釘13上的孔洞對應(yīng)的位置設(shè)置孔洞，然后在支撐層3上生成背極板的導電層5 (多晶硅層)，并填滿孔洞；參見圖4E，在導電層5上生成背極板的絕緣層4 (氮化硅層)，并在絕緣層4上設(shè)置兩個電極安裝位，即上電機孔和下電極孔，在上電極孔和下電極孔中各安裝一個電極；然后腐蝕形成空腔便可以得到圖1至3所示的微機電傳聲器芯片。綜上所述，本實用新型的這種包括基底、阻擋層、支撐層、背極板、振膜、第一金屬電極和第二金屬電極的微機電傳聲器芯片，基底上表面為阻擋層，阻擋層之上為支撐層，支撐層之上為背極板，背極板由絕緣層和導電層構(gòu)成，絕緣層在上，導電層在下；其中導電層分為兩部分，一部分在絕緣層下并在背腔中分形成懸臂，振膜懸設(shè)在該懸臂上，鉚釘設(shè)置在振膜下對應(yīng)于懸臂的位置，導電層的另一部分設(shè)置絕緣層下的與振膜振動區(qū)域所對應(yīng)的位置的技術(shù)方案，由于振膜懸設(shè)于背極板的導電層形成的懸臂上，因此振膜的應(yīng)力能夠得到最大程度的釋放，振膜的順性更強，靈敏度提高，同時電路設(shè)計簡單，簡化了生產(chǎn)工藝。并且由于振膜下設(shè)置有鉚釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)，增強了懸設(shè)的振膜的吊掛強度和耐震跌落的強度。[0045]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并非用于限定本實用新型的保護范圍。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進等，均包含在本實用新型的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種微機電傳聲器芯片，其特征在于，包括:基底、阻擋層、支撐層、背極板、振膜、鉚釘、第一金屬電極和第二金屬電極； 其中，基底上表面為阻擋層，阻擋層之上為支撐層，支撐層之上為背極板； 基底、阻擋層和支撐層的中心有一貫通孔，為背腔； 背極板由絕緣層和導電層構(gòu)成，絕緣層在上，導電層在下；其中導電層分為兩部分，導電層的一部分在絕緣層下并在背腔中分形成懸臂，振膜懸設(shè)在該懸臂上，鉚釘設(shè)置在振膜下對應(yīng)于懸臂的位置，導電層的另一部分設(shè)置絕緣層下的與振膜振動區(qū)域所對應(yīng)的位置以及與第一金屬電極和第二金屬電極對應(yīng)的位置； 背極板的絕緣層上有向下豎直開的上電極孔和下電極孔；上電極孔穿透絕緣層，第一金屬電極設(shè)置在上電極孔中與導電層直接接觸；下電極孔穿透絕緣層，第二金屬電極設(shè)置在下電極孔中與導電層直接接觸。
2.如權(quán)利要求1所述的微機電傳聲器芯片，其特征在于， 所述基底為氮化硅。
3.如權(quán)利要求1所述的微機電傳聲器芯片，其特征在于， 所述阻擋層是氧化硅膜，或者是多晶硅和氮化硅的復合膜。
4.如權(quán)利要求1所述的微機電傳聲器芯片，其特征在于， 所述振膜是多晶硅膜。
5.如權(quán)利要求1所述的微機電傳聲器芯片，其特征在于， 所述鉚釘為氮化硅。
6.如權(quán)利要求5所述的微機電傳聲器芯片,其特征在于， 所述支撐層為氧化硅。
7.如權(quán)利要求1所述的微機電傳聲器芯片，其特征在于， 所述背極板的中部與振膜對應(yīng)的位置，設(shè)置有多個聲孔。
8.如權(quán)利要求1所述的微機電傳聲器芯片，其特征在于， 所述背極板的導電層為多晶硅； 所述背極板的絕緣層為氮化硅。
9.如權(quán)利要求1所述的微機電傳聲器芯片，其特征在于， 導電層的一部分在絕緣層下并在背腔中分形成4個懸臂，振膜懸設(shè)在該4個懸臂上。
專利摘要本實用新型公開了一種微機電傳聲器芯片。該微機電傳聲器芯片中基底上表面為阻擋層，阻擋層之上為支撐層，支撐層之上為背極板；基底、阻擋層和支撐層的中心有一貫通孔，為背腔；背極板由絕緣層和導電層構(gòu)成，絕緣層在上，導電層在下；其中導電層分為兩部分，一部分在絕緣層下并在背腔中分形成懸臂，振膜懸設(shè)在該懸臂上，鉚釘設(shè)置在振膜下對應(yīng)于懸臂的位置，導電層的另一部分設(shè)置在絕緣層下的與振膜振動區(qū)域所對應(yīng)的位置以及與第一金屬電極和第二金屬電極對應(yīng)的位置。本實用新型的技術(shù)方案能夠解決振膜的應(yīng)力不能最大程度釋放、靈敏度低和工藝復雜的問題，并且增強了懸設(shè)的振膜的耐震跌落的強度。
文檔編號H04R19/04GK202957976SQ201220603900
公開日2013年5月29日 申請日期2012年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月15日
發(fā)明者蔡孟錦 申請人:歌爾聲學股份有限公司