一種電容式麥克風(fēng)及其制造方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及麥克風(fēng)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種電容式麥克風(fēng)及其制造方法。
【【背景技術(shù)】】
[0002]目前，應(yīng)用較多的麥克風(fēng)包括傳統(tǒng)的駐極體麥克風(fēng)和新興的微機(jī)電系統(tǒng)麥克風(fēng)(Micro-Electro-Mechanical-System Microphone,簡(jiǎn)稱(chēng) MEMS 麥克風(fēng)),MEMS 麥克風(fēng)是基于娃基半導(dǎo)體材料制成，故又稱(chēng)娃基麥克風(fēng)。由于娃基麥克風(fēng)封裝體積比傳統(tǒng)的駐極體麥克風(fēng)小，靈敏度也比較高，因此，在助聽(tīng)器和移動(dòng)通訊設(shè)備等領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中的電容式麥克風(fēng)通常包括背板和與背板相對(duì)且間隔一定距離的振膜，該背板和振膜構(gòu)成平板電容，其中，振膜具有一定柔韌性，背板具有一定的剛性且設(shè)置有多個(gè)預(yù)定尺寸的聲孔。當(dāng)外部有聲波傳遞到電容式麥克風(fēng)時(shí)，聲波由聲孔進(jìn)入由背板和振膜組成的空腔，以帶動(dòng)振膜振動(dòng)，導(dǎo)致背板和振膜之間的相對(duì)距離發(fā)生變化，從而使該平板電容的電容值發(fā)生變化，這種電容值的變化為外圍電路提供一種可供探測(cè)的電信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。
[0004]由于電容式麥克風(fēng)采用集成電路制造技術(shù)生產(chǎn)，顯然，通過(guò)減小電容式麥克風(fēng)的芯片面積，以在單位晶片面積上制造更多的麥克風(fēng)芯片，是降低成本的一條有效途徑。
[0005]因此，有必要提供一種保證電容值的前提下在單位晶片面積上制造更多的麥克風(fēng)芯片的技術(shù)方案。
【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種電容式麥克風(fēng)及其制造方法，其可以在保證電容值的前提下，減小電容式麥克風(fēng)的芯片面積，以在單位晶片面積上制造出更多的電容式麥克風(fēng)，從而降低成本。
[0007]為了解決上述問(wèn)題，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提供一種電容式麥克風(fēng)，其包括:具有正面和背面的基底；自所述基底背面的中部貫穿所述基底的背腔；位于所述基底正面的背板，所述背板懸置于所述背腔上的部分形成有多個(gè)凹坑以使得所述背板為上下起伏的非平坦結(jié)構(gòu)；位于所述背板的上方并與所述背板共形的振膜，所述振膜與所述背板間具有振蕩空腔，所述背板上設(shè)置有將所述振蕩空腔和所述背腔連通起來(lái)的多個(gè)聲孔。
[0008]進(jìn)一步的，所述電容式麥克風(fēng)還包括有:位于所述背板和所述振膜之間并對(duì)所述背板和所述振膜進(jìn)行隔離的犧牲層。
[0009]進(jìn)一步的，所述電容式麥克風(fēng)還包括有位于所述背板邊緣部和基底間的絕緣層。
[0010]進(jìn)一步的，所述凹坑的側(cè)壁為非垂直結(jié)構(gòu)，所述聲孔設(shè)置在所述凹坑之間。
[0011]進(jìn)一步的，所述凹坑為圓形凹坑或多邊形凹坑，所述絕緣層可以為氮化硅或者二氧化娃，其厚度為300nm-1500nm,所述犧牲層的厚度為2 μ m至5 μ m。
[0012]進(jìn)一步的，所述背板為剛性的導(dǎo)電薄膜，所述振膜為具有張應(yīng)力和柔韌性的導(dǎo)電薄膜。
[0013]進(jìn)一步的，所述電容式麥克風(fēng)還包括與所述背板和所述振膜電性連接的金屬焊盤(pán)。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，本發(fā)明提供一種電容式麥克風(fēng)的制造方法，其包括:提供具有正面和反面的基底，在所述基底的正面選擇性的刻蝕出多個(gè)凹坑結(jié)構(gòu)；在具有多個(gè)凹坑結(jié)構(gòu)的基底表面淀積與所述具有多個(gè)凹坑結(jié)構(gòu)的基底表面共形的絕緣層；在所述絕緣層上淀積與所述絕緣層共形的導(dǎo)電層作為背板；通過(guò)光刻和腐蝕工藝在所述背板上刻蝕出多個(gè)貫穿背板的聲孔；在所述刻蝕有聲孔的背板上淀積與所述背板共形的犧牲層；在所述犧牲層上淀積與所述犧牲層共形的導(dǎo)電層作為振膜；自所述基底的背面對(duì)所述基底和絕緣層的中部進(jìn)行刻蝕，以形成貫穿所述基底和所述絕緣層的背腔；腐蝕掉所述背腔上部的犧牲層以形成振蕩空腔。
[0015]進(jìn)一步的，所述凹坑為圓形凹坑或多邊形凹坑，所述絕緣層可以為氮化硅或者二氧化娃，其厚度為300nm-1500nm,所述犧牲層的厚度通常為2 μ m_5 μ m。
[0016]進(jìn)一步的，所述背板為剛性的導(dǎo)電薄膜，所述振膜為具有張應(yīng)力和柔韌性的導(dǎo)電薄膜。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明中的電容式麥克風(fēng)的背板和振膜上都設(shè)置有多個(gè)對(duì)應(yīng)的凹坑，以使得所述背板和所述振膜為上下起伏的非平坦結(jié)構(gòu)，這樣可以有效增加由背板和振膜構(gòu)成的平板電容的電極表面積，從而在保證電容值一定的情況下，減小電容式麥克風(fēng)的芯片面積，以在單位晶片面積上制造出更多的電容式麥克風(fēng)，進(jìn)而降低成本。
【【附圖說(shuō)明】】
[0018]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。其中:
[0019]圖1為本發(fā)明在一個(gè)實(shí)施例中的電容式麥克風(fēng)的剖面示意圖；
[0020]圖2為本發(fā)明中的電容式麥克風(fēng)的制造方法在一個(gè)實(shí)施例中的流程示意圖；
[0021]圖3-圖10為本發(fā)明中的電容式麥克風(fēng)的制造方法在一個(gè)實(shí)施例中的各個(gè)步驟對(duì)應(yīng)的縱剖面圖。
【【具體實(shí)施方式】】
[0022]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0023]此處所稱(chēng)的“一個(gè)實(shí)施例”或“實(shí)施例”是指可包含于本發(fā)明至少一個(gè)實(shí)現(xiàn)方式中的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性。在本說(shuō)明書(shū)中不同地方出現(xiàn)的“在一個(gè)實(shí)施例中”并非均指同一個(gè)實(shí)施例，也不是單獨(dú)的或選擇性的與其他實(shí)施例互相排斥的實(shí)施例。
[0024]請(qǐng)參考圖1所示，其為本發(fā)明在一個(gè)實(shí)施例中的電容式麥克風(fēng)的剖面示意圖。所述電容式麥克風(fēng)包括基底110、絕緣層120、背板130、犧牲層140、振膜150、焊盤(pán)160和背腔170。
[0025]所述基底110具有正面和背面。在一個(gè)實(shí)施例中，所述基底110為硅片。
[0026]所述絕緣層120位于所述基底110的正面，所述背腔170自所述基底110的背面貫穿所述基底110和所述絕緣層120的中部。在一個(gè)示例中，所述絕緣層120可以為氮化硅(SIN)或者二氧化硅(S102)等氧化層，其厚度通常為300nm-1500nm。
[0027]所述背板130的邊緣部位于所述絕緣層120上表面，所述背板130的中部懸置于所述背腔170上，所述背板130為具有一定剛性的導(dǎo)電薄膜。所述背板130的中部(即所述背板130懸置于所述背腔上的部分)形成有多個(gè)凹坑132以使得所述背板130為上下起伏的非平坦結(jié)構(gòu)。所述凹坑132的側(cè)壁136為非垂直結(jié)構(gòu)。聲孔134設(shè)置在所述凹坑132之間，具體為所述背板130的中部包括有多個(gè)間隔的凹陷部(即凹坑132)以及連接相鄰的兩個(gè)凹陷部的平坦連接部，各個(gè)平坦連接部以及所述背板130的邊緣部位于同一水平平面上，聲孔134是貫穿所述平坦連接部而形成的。
[0028]所述犧牲層140位于所述背板130和所述振膜150之間的邊緣，其厚度通常為
2μ m_5 μ m。
[0029]所述振膜150位于所述背板130上方，其與所述背板130共形且其邊緣位于所述犧牲層140的上表面，換句話說(shuō)，所述振膜150橫跨所述背腔170且其邊緣位于所述犧牲層140上表面，所述振膜150的中部也設(shè)置有多個(gè)與凹坑132對(duì)應(yīng)的凹坑152，以使得所述振膜150也為上下起伏的非平坦結(jié)構(gòu)。所述振膜150與所述背板130的起伏趨勢(shì)是基本一致的。所述振膜150為具有張應(yīng)力和柔韌性的導(dǎo)電薄膜，在周?chē)諝獍l(fā)生振動(dòng)時(shí)，可以發(fā)生一定程度的形變。
[0030]所述焊盤(pán)160為金屬焊盤(pán)，其設(shè)置在所述振膜150和所述背板130的邊緣，用于連接所述背板130和振膜150，其也為后續(xù)所述電容式麥克風(fēng)封裝打線使用。
[0031]所述犧牲層140用于隔離所述振膜140和背板150，以在所述振膜150和背板130之間形成振蕩空腔180(即所述振膜140和背板150間具有振動(dòng)空腔180)，所述聲孔134可以連通所述振蕩空腔180和所述背腔170。這樣就可以使背板130和振膜150構(gòu)成平板電容，其中背板130作為該電容的一個(gè)電極,振膜150作為該電容的另一個(gè)電極。
[0032]此外，由于所述絕緣層120將所述背板130與所述基底110隔開(kāi)并絕緣，因此，背板130和振膜150之間的電容值不會(huì)受到基底