CN206640795U - 一种电容式麦克风芯片 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种电容式麦克风芯片，包括具有背腔的衬底，在所述衬底上设有位于背腔上方的背极、振膜；所述背极与振膜正对设置，且二者之间具有间隙，构成了电容结构；在所述背极上设置有多个贯通孔；其中，在背极与振膜相对的表面上设置有绝缘层。本实用新型的电容式麦克风芯片，当进入振膜与背极之间的灰尘在潮湿的环境中凝聚有水气时，由于在振膜与背极正对的表面上设置绝缘层，从而可以避免背极与振膜的电导通，保证了麦克风芯片的性能，不会造成芯片灵敏度和频响的损失。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种麦克风芯片，属于声电转换领域；更准确地说，涉及一种电容式的麦克风芯片。
背景技术
MEMS(微型机电***)麦克风是基于MEMS技术制造的麦克风，其中的振膜、背极板是MEMS麦克风中的重要部件，振膜、背极板构成了电容器并集成在硅晶片上，实现声电的转换。
由于MEMS麦克风芯片的体积非常小，其振膜、背极板之间的距离通常在1μm左右；而且为了提高振膜的灵敏度，通常会在背极板上设置通孔，以均衡背极与振膜之间的气压。这种结构的麦克风在使用的时候，会有灰尘通过通孔进入到振膜、背极板之间。当该麦克风芯片处于潮湿的环境中时，水气会集聚在灰尘颗粒周围，从而会将振膜与背极板电导通起来，从而影响麦克风的性能。
实用新型内容
本实用新型的一个目的是提供了一种电容式麦克风芯片。
根据本实用新型的一个方面，提供一种电容式麦克风芯片，包括具有背腔的衬底，在所述衬底上设有位于背腔上方的背极、振膜；所述背极与振膜正对设置，且二者之间具有间隙，构成了电容结构；在所述背极上设置有多个贯通孔；其中，在背极与振膜相对的表面上设置有绝缘层。
可选地，所述绝缘层设置在振膜上与背极正对的表面上。
可选地，所述绝缘层设置在背极上与振膜正对的表面上。
可选地，所述绝缘层还设置在振膜上与背极正对的表面上。
可选地，所述绝缘层从背极的表面延伸至贯通孔的内壁。
可选地，所述绝缘层选用二氧化硅、氮化硅或者特氟龙。
可选地，所述绝缘层的厚度为5nm至200nm。
可选地，所述绝缘层通过蒸镀或者溅射的方式形成。
可选地，所述振膜位于背极的上方，形成了振膜在上、背极在下的电容式结构。
可选地，所述振膜位于背极的下方，形成了振膜在下、背极在上的电容式结构。
本实用新型的电容式麦克风芯片，当进入振膜与背极之间的灰尘在潮湿的环境中凝聚有水气时，由于在振膜与背极正对的表面上设置绝缘层，从而可以避免背极与振膜的电导通，保证了麦克风芯片的性能，不会造成芯片灵敏度和频响的损失。
通过以下参照附图对本实用新型的示例性实施例的详细描述，本实用新型的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
构成说明书的一部分的附图描述了本实用新型的实施例，并且连同说明书一起用于解释本实用新型的原理。
图1是本实用新型麦克风芯片的结构示意图。
图2是图1中麦克风芯片一种优选实施方式的结构示意图。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本实用新型的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术和设备应当被视为说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
参考图1，本实用新型提供了一种电容式麦克风芯片，其包括具有背腔7的衬底1、振膜2、背极3，衬底1可以采用本领域技术人员所熟知的硅材料，并可通过刻蚀的方式在衬底1上形成其背腔7结构。振膜2、背极3设置在所述衬底1上，并支撑在衬底1的背腔7上方。振膜2、背极3可采用多晶硅或者是本领域技术人员所熟知的其它材料，通过沉积、图案化等工序的处理，最后可通过腐蚀牺牲层的工艺形成振膜2、背极3。
背极3与振膜2正对设置，二者之间具有一定的间隙，使得二者构成了电容结构。具体地，振膜2可以设置在背极3的上方，从而形成了振膜2在上、背极3在下的电容式结构。也可以是，所述振膜2位于背极3的下方，形成了振膜2在下、背极3在上的电容式结构，参考图1。
在所述背极3上还可设置有贯通孔4，当采用背极3在上、振膜2在下的结构时，外界的声音经过背极3上的贯通孔4并作用在振膜2上；当采用背极3在下、振膜2在上的结构时，该贯通孔4可以均衡前腔与后腔的气压，以提高振膜2的振动特性。
本实用新型的电容式麦克风芯片，在背极3与振膜2相对的表面上设置有绝缘层。例如，所述绝缘层可以设置在振膜2上与背极3正对的表面上，或者所述绝缘层可以设置在背极3上与振膜2正对的表面上。
具体参考图1，图1示出的是背极3在上、振膜2在下的电容结构。振膜2的上表面与背极3正对，背极3的下表面与振膜2正对。其中，可以在振膜2的上表面设置有第一绝缘层5，以防止背极3与振膜2导通。还可以是，可以在背极3的下表面设置第二绝缘层6。
本实用新型的第一绝缘层5、第二绝缘层6可以择一设置，也可以同时设置。第一绝缘层5、第二绝缘层6可以采用本领域技术人员所熟知的绝缘材料，例如二氧化硅、氮化硅或者特氟龙等。该第一绝缘层5、第二绝缘层6可以通过本领域技术人员所熟知的蒸镀或者溅射的方式形成在背极3、振膜2的表面。在保证绝缘的前提下，为了防止绝缘层对麦克风的振动特性造成影响，第一绝缘层5、第二绝缘层6的厚度要求尽量薄，在本实用新型一个具体的实施方式中，所述第一绝缘层5、第二绝缘层6的厚度选择在5纳米至200纳米之间。
本实用新型的电容式麦克风芯片，当进入振膜与背极之间的灰尘在潮湿的环境中凝聚有水气时，由于在振膜与背极正对的表面上设置绝缘层，从而可以避免背极与振膜的电导通，保证了麦克风芯片的性能，不会造成芯片灵敏度和频响的损失。
本实用新型的电容式麦克风芯片，第二绝缘层6优选从背极3的下端面延伸至贯通孔4的内壁上，参考图2。也就是说，第二绝缘层6覆盖在背极3的下端面以及贯通孔4的内壁上。这样可以防止卡在贯通孔4中的灰尘将背极3与振膜2导通。
虽然已经通过示例对本实用新型的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本实用新型的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本实用新型的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本实用新型的范围由所附权利要求来限定。
Claims (10)
1.一种电容式麦克风芯片，其特征在于：包括具有背腔(7)的衬底(1)，在所述衬底(1)上设有位于背腔(7)上方的背极(3)、振膜(2)；所述背极(3)与振膜(2)正对设置，且二者之间具有间隙，构成了电容结构；在所述背极(3)上设置有多个贯通孔(4)；其中，在背极(3)与振膜(2)相对的表面上设置有绝缘层。
2.根据权利要求1所述的电容式麦克风芯片，其特征在于：所述绝缘层设置在振膜(2)上与背极(3)正对的表面上。
3.根据权利要求1所述的电容式麦克风芯片，其特征在于：所述绝缘层设置在背极(3)上与振膜(2)正对的表面上。
4.根据权利要求3所述的电容式麦克风芯片，其特征在于：所述绝缘层还设置在振膜(2)上与背极(3)正对的表面上。
5.根据权利要求3所述的电容式麦克风芯片，其特征在于：所述绝缘层从背极(3)的表面延伸至贯通孔(4)的内壁。
6.根据权利要求1所述的电容式麦克风芯片，其特征在于：所述绝缘层选用二氧化硅、氮化硅或者特氟龙。
7.根据权利要求1所述的电容式麦克风芯片，其特征在于：所述绝缘层的厚度为5nm至200nm。
8.根据权利要求1至7任一项所述的电容式麦克风芯片，其特征在于：所述绝缘层通过蒸镀或者溅射的方式形成。
9.根据权利要求1至7任一项所述的电容式麦克风芯片，其特征在于：所述振膜(2)位于背极(3)的上方，形成了振膜(2)在上、背极(3)在下的电容式结构。
10.根据权利要求1至7任一项所述的电容式麦克风芯片，其特征在于：所述振膜(2)位于背极(3)的下方，形成了振膜(2)在下、背极(3)在上的电容式结构。
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| WO2021128637A1 (zh) * | 2019-12-27 | 2021-07-01 | 潍坊歌尔微电子有限公司 | 一种mems芯片、制备方法及包括其的mems麦克风 |
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