本實(shí)用新型涉及一種麥克風(fēng)芯片,屬于聲電轉(zhuǎn)換領(lǐng)域;更準(zhǔn)確地說,涉及一種電容式的麥克風(fēng)芯片。
背景技術(shù):
MEMS(微型機(jī)電系統(tǒng))麥克風(fēng)是基于MEMS技術(shù)制造的麥克風(fēng),其中的振膜、背極板是MEMS麥克風(fēng)中的重要部件,振膜、背極板構(gòu)成了電容器并集成在硅晶片上,實(shí)現(xiàn)聲電的轉(zhuǎn)換。
由于MEMS麥克風(fēng)芯片的體積非常小,其振膜、背極板之間的距離通常在1μm左右;而且為了提高振膜的靈敏度,通常會在背極板上設(shè)置通孔,以均衡背極與振膜之間的氣壓。這種結(jié)構(gòu)的麥克風(fēng)在使用的時候,會有灰塵通過通孔進(jìn)入到振膜、背極板之間。當(dāng)該麥克風(fēng)芯片處于潮濕的環(huán)境中時,水氣會集聚在灰塵顆粒周圍,從而會將振膜與背極板電導(dǎo)通起來,從而影響麥克風(fēng)的性能。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本實(shí)用新型的一個目的是提供了一種電容式麥克風(fēng)芯片。
根據(jù)本實(shí)用新型的一個方面,提供一種電容式麥克風(fēng)芯片,包括具有背腔的襯底,在所述襯底上設(shè)有位于背腔上方的背極、振膜;所述背極與振膜正對設(shè)置,且二者之間具有間隙,構(gòu)成了電容結(jié)構(gòu);在所述背極上設(shè)置有多個貫通孔;其中,在背極與振膜相對的表面上設(shè)置有絕緣層。
可選地,所述絕緣層設(shè)置在振膜上與背極正對的表面上。
可選地,所述絕緣層設(shè)置在背極上與振膜正對的表面上。
可選地,所述絕緣層還設(shè)置在振膜上與背極正對的表面上。
可選地,所述絕緣層從背極的表面延伸至貫通孔的內(nèi)壁。
可選地,所述絕緣層選用二氧化硅、氮化硅或者特氟龍。
可選地,所述絕緣層的厚度為5nm至200nm。
可選地,所述絕緣層通過蒸鍍或者濺射的方式形成。
可選地,所述振膜位于背極的上方,形成了振膜在上、背極在下的電容式結(jié)構(gòu)。
可選地,所述振膜位于背極的下方,形成了振膜在下、背極在上的電容式結(jié)構(gòu)。
本實(shí)用新型的電容式麥克風(fēng)芯片,當(dāng)進(jìn)入振膜與背極之間的灰塵在潮濕的環(huán)境中凝聚有水氣時,由于在振膜與背極正對的表面上設(shè)置絕緣層,從而可以避免背極與振膜的電導(dǎo)通,保證了麥克風(fēng)芯片的性能,不會造成芯片靈敏度和頻響的損失。
通過以下參照附圖對本實(shí)用新型的示例性實(shí)施例的詳細(xì)描述,本實(shí)用新型的其它特征及其優(yōu)點(diǎn)將會變得清楚。
附圖說明
構(gòu)成說明書的一部分的附圖描述了本實(shí)用新型的實(shí)施例,并且連同說明書一起用于解釋本實(shí)用新型的原理。
圖1是本實(shí)用新型麥克風(fēng)芯片的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圖1中麥克風(fēng)芯片一種優(yōu)選實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)在將參照附圖來詳細(xì)描述本實(shí)用新型的各種示例性實(shí)施例。應(yīng)注意到:除非另外具體說明,否則在這些實(shí)施例中闡述的部件和步驟的相對布置、數(shù)字表達(dá)式和數(shù)值不限制本實(shí)用新型的范圍。
以下對至少一個示例性實(shí)施例的描述實(shí)際上僅僅是說明性的,決不作為對本實(shí)用新型及其應(yīng)用或使用的任何限制。
對于相關(guān)領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的技術(shù)和設(shè)備可能不作詳細(xì)討論,但在適當(dāng)情況下,所述技術(shù)和設(shè)備應(yīng)當(dāng)被視為說明書的一部分。
在這里示出和討論的所有例子中,任何具體值應(yīng)被解釋為僅僅是示例性的,而不是作為限制。因此,示例性實(shí)施例的其它例子可以具有不同的值。
應(yīng)注意到:相似的標(biāo)號和字母在下面的附圖中表示類似項(xiàng),因此,一旦某一項(xiàng)在一個附圖中被定義,則在隨后的附圖中不需要對其進(jìn)行進(jìn)一步討論。
參考圖1,本實(shí)用新型提供了一種電容式麥克風(fēng)芯片,其包括具有背腔7的襯底1、振膜2、背極3,襯底1可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的硅材料,并可通過刻蝕的方式在襯底1上形成其背腔7結(jié)構(gòu)。振膜2、背極3設(shè)置在所述襯底1上,并支撐在襯底1的背腔7上方。振膜2、背極3可采用多晶硅或者是本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的其它材料,通過沉積、圖案化等工序的處理,最后可通過腐蝕犧牲層的工藝形成振膜2、背極3。
背極3與振膜2正對設(shè)置,二者之間具有一定的間隙,使得二者構(gòu)成了電容結(jié)構(gòu)。具體地,振膜2可以設(shè)置在背極3的上方,從而形成了振膜2在上、背極3在下的電容式結(jié)構(gòu)。也可以是,所述振膜2位于背極3的下方,形成了振膜2在下、背極3在上的電容式結(jié)構(gòu),參考圖1。
在所述背極3上還可設(shè)置有貫通孔4,當(dāng)采用背極3在上、振膜2在下的結(jié)構(gòu)時,外界的聲音經(jīng)過背極3上的貫通孔4并作用在振膜2上;當(dāng)采用背極3在下、振膜2在上的結(jié)構(gòu)時,該貫通孔4可以均衡前腔與后腔的氣壓,以提高振膜2的振動特性。
本實(shí)用新型的電容式麥克風(fēng)芯片,在背極3與振膜2相對的表面上設(shè)置有絕緣層。例如,所述絕緣層可以設(shè)置在振膜2上與背極3正對的表面上,或者所述絕緣層可以設(shè)置在背極3上與振膜2正對的表面上。
具體參考圖1,圖1示出的是背極3在上、振膜2在下的電容結(jié)構(gòu)。振膜2的上表面與背極3正對,背極3的下表面與振膜2正對。其中,可以在振膜2的上表面設(shè)置有第一絕緣層5,以防止背極3與振膜2導(dǎo)通。還可以是,可以在背極3的下表面設(shè)置第二絕緣層6。
本實(shí)用新型的第一絕緣層5、第二絕緣層6可以擇一設(shè)置,也可以同時設(shè)置。第一絕緣層5、第二絕緣層6可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的絕緣材料,例如二氧化硅、氮化硅或者特氟龍等。該第一絕緣層5、第二絕緣層6可以通過本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的蒸鍍或者濺射的方式形成在背極3、振膜2的表面。在保證絕緣的前提下,為了防止絕緣層對麥克風(fēng)的振動特性造成影響,第一絕緣層5、第二絕緣層6的厚度要求盡量薄,在本實(shí)用新型一個具體的實(shí)施方式中,所述第一絕緣層5、第二絕緣層6的厚度選擇在5納米至200納米之間。
本實(shí)用新型的電容式麥克風(fēng)芯片,當(dāng)進(jìn)入振膜與背極之間的灰塵在潮濕的環(huán)境中凝聚有水氣時,由于在振膜與背極正對的表面上設(shè)置絕緣層,從而可以避免背極與振膜的電導(dǎo)通,保證了麥克風(fēng)芯片的性能,不會造成芯片靈敏度和頻響的損失。
本實(shí)用新型的電容式麥克風(fēng)芯片,第二絕緣層6優(yōu)選從背極3的下端面延伸至貫通孔4的內(nèi)壁上,參考圖2。也就是說,第二絕緣層6覆蓋在背極3的下端面以及貫通孔4的內(nèi)壁上。這樣可以防止卡在貫通孔4中的灰塵將背極3與振膜2導(dǎo)通。
雖然已經(jīng)通過示例對本實(shí)用新型的一些特定實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)說明,但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解,以上示例僅是為了進(jìn)行說明,而不是為了限制本實(shí)用新型的范圍。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解,可在不脫離本實(shí)用新型的范圍和精神的情況下,對以上實(shí)施例進(jìn)行修改。本實(shí)用新型的范圍由所附權(quán)利要求來限定。