一种MEMS麦克风芯片、传声器和音频设备制造技术

本申请公开了一种MEMS麦克风芯片，由底部到顶部依次包括基底层、第一绝缘层、振膜层、第二绝缘层和背极层；振膜层的振膜有效振动区的周边连接有振膜固定部；背极层上设置有背极区，背极区通过第一切割线与背极层的其余部位相隔离，第一切割线在振膜层上的投影围绕在振膜有效振动区的周边，背极区通过其周边的背极固定部固定于第二绝缘层上方；振膜层上还设置有第二切割线，第二切割线围绕背极区在振膜层上的投影区域的外边缘以及振膜固定部的外边缘设置，使振膜层上位于第二切割线内的区域与位于第二切割线外的区域隔离，第二切割线外的振膜层不产生寄生电容，降低了寄生电容。本申请还公开了一种包括该MEMS麦克风芯片的传声器和音频设备。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电子器件
，更具体地说，涉及一种MEMS麦克风芯片、传 声器和音频设备。
技术介绍
微型机电系统（Micro-Electro-MechanicalSystem，MEMS)麦克风是基于MEMS技 术制造的麦克风，由于其具有封装体积小、可靠性高、成本低等优点，已广泛应用于各种语 音设备中，例如手机、平板电脑、PDA、监听设备等电子产品。 灵敏度的大小是衡量一个MEMS麦克风芯片性能的重要因素之一，所述灵敏度的 计算公式为卩中，S为灵敏度，Vb为偏压（biasvoltage)，Λp为量 测声压，d为空气间隙（AirGap)，Ad为振膜形变量，C。为量到的电容值，Cp为寄生电容， 因此，可见，所述寄生电容Cp会直接影响所述MEMS麦克风芯片的灵敏度，当所述寄生电容 增大时，所述灵敏度S减小，因此在设计所述MEMS麦克风芯片时会尽量降低其寄生电容，因 此，如何降低所述MEMS麦克风芯片的寄生电容的大小，成为本领域技术人员亟待解决的技 术问题之一。
技术实现思路
有鉴于此，本技术的目的在于提供一种MEMS麦克风芯片、传声器和音频设 备，用于解决现有技术中MEMS麦克风芯片的寄生电容大的问题。 为达到上述目的，本技术提供以下技术方案： -种MEMS麦克风芯片，由底部到顶部依次包括基底层、第一绝缘层、振膜层、第二 绝缘层和背极层，所述基底层上设置有声腔；所述振膜层上覆盖于所述声腔的部位为振膜 有效振动区，所述振膜有效振动区的周边连接有振膜固定部，所述振膜有效振动区通过所 述振膜固定部固定于所述第一绝缘层上方；所述背极层上设置有背极区，所述背极区通过 第一切割线与所述背极层的其余部位相隔离，所述第一切割线在所述振膜层上的投影围绕 在所述振膜有效振动区的周边，所述背极区通过其周边的背极固定部固定于所述第二绝缘 层上方；所述振膜层上还设置有第二切割线，所述第二切割线围绕所述背极区在所述振膜 层上的投影区域的外边缘以及振膜固定部的外边缘设置，使振膜层上位于所述第二切割线 内的区域与位于所述第二切割线外的区域隔离。 优选的，在上述的MEMS麦克风芯片中，所述背极区在所述振膜层上的投影区域的 外边沿位于所述第二切割线以内，且所述第二切割线与该投影区域的外边沿之间的距离为 5um~15um〇 优选的，在上述的MEMS麦克风芯片中，所述第二切割线的线宽大于或等于lum。 优选的，在上述的MEMS麦克风芯片中，所述第二切割线的线宽为2um~5um〇 优选的，在上述的MEMS麦克风芯片中，所述振膜固定部为连接于所述振膜有效振 动区的外圈上的圆环结构。 优选的，在上述的MEMS麦克风芯片中，所述振膜固定部为连接于所述振膜有效振 动区的外圈上的锯齿结构，所述背极固定部也为锯齿结构。 优选的，在上述的MEMS麦克风芯片中，所述振膜固定部和所述背极固定部的锯齿 部位对应设置。 优选的，在上述的MEMS麦克风芯片中，所述振膜固定部和所述背极固定部的锯齿 部位相间设置。 本技术还提供了一种传声器，包括MEMS麦克风芯片，所述MEMS麦克风芯片为 上述任一项所述的MEMS麦克风芯片。 本技术还提供了一种音频设备，包括传声器，所述传声器为上述的传声器。 与现有技术相比，本技术的有益效果是： 本技术实施例提供的MEMS麦克风芯片，在振膜层上还设置有第二切割线，第 二切割线围绕背极区在振膜层上的投影区域的外边缘以及振膜固定部的外边缘设置，使振 膜层上位于第二切割线内的振膜层与位于第二切割线外的振膜层隔离。而第二切割线以外 的振膜层不会产生寄生电容，背极区只与第二切割线以内的振膜层产生寄生电容，因此，通 过减小背极区之下的振膜层的面积降低了寄生电容，提高了所述MEMS麦克风芯片的灵敏 度。【附图说明】 为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例 或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅 是本技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还 可以根据提供的附图获得其他的附图。 图1为现有技术中的一种MEMS麦克风芯片的俯视图； 图2为本申请实施例公开的一种MEMS麦克风芯片的俯视图； 图3为图2中C-C截面的剖视图； 图4为现有技术中的另一种MEMS麦克风芯片的俯视图； 图5为本申请实施例公开的一种MEMS麦克风芯片的俯视图； 图6为图5中MEMS麦克风芯片的局部放大示意图； 图7为图5的E-E截面的剖视图； 图8为图5的F-F截面的剖视图。 在图1-图8中，1为基底层、2为第一绝缘层、3为振膜层、301为振膜有效振动区、 302为振膜固定部、4为第二绝缘层、5为背极层、501为背极区、502为背极固定部、6为第一 电极、7为第二电极、a为第一切割线、b为第二切割线。【具体实施方式】 本技术的核心是提供了一种MEMS麦克风芯片，能够降低寄生电容，提高灵敏 度。 本技术还提供了一种应用该MEMS麦克风芯片的传声器和音频设备，提高了 麦克风灵敏度。 下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行 清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的 实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下 所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。 请参考图1和3,通常MEMS麦克风芯片由底层到顶层依次为：基底层1、第一绝缘 层2、振膜层3、第二绝缘层4以及背极层5 ;其中，基底层1上设置有声腔，第一绝缘层2设 置于基底层1上，且第一绝缘层2上对应声腔的部位为上下表面贯通的第一通孔；振膜层 3设置于第一绝缘层2上方，通过第一绝缘层2与基底层1隔离，振膜层3由振膜有效振动 区301和无效振动区组成，振膜有效振动区301即振膜层3上覆盖于声腔的部位，振膜有效 振动区301之外的振膜层3为无效振动区，振膜有效振动区301的周边连接有振膜固定部 302,振膜有效振动区301通过振膜固定部302固定于第一绝缘层2上方；第二绝缘层4设 置于振膜层3上方，且第二绝缘层4上对应声腔的部位为上下表面贯通的第二通孔；背极 层5设置于第二绝缘层4上方，背极层5上设置有背极区501，背极区501通过第一切割线 a与背极层5的其余部位相隔离，第一切割线a向振膜层3上投影，则第一切割线a的投影 围绕在振膜层3的振膜有效振动区301的周边，背极区501的周边为背极固定部502,背极 固定部502为背极区的一部分，背极区501通过背极固定部502固定于第二绝缘层4上，背 极区501的覆盖于声腔的部位开设有若干声孔；背极区501和振膜层3分别与设置在MEMS 麦克风芯片上的第一电极6和第二电极7电连接。 申请人通过研究发现，寄生电容的大小与背极区501下方对应的无效振动区的面 积有关，工作时，只要振膜层3的无效振动区与背极区501有上下对应的部分，则整个无效 振动区所在的区域都会形成寄生电容，在背极区501尺寸固定的情况下，无效振动区的面 积越大则寄生电容越大，参见图1，图1为现有技术中的MEMS麦克风芯片的俯视图，其中，第 一切割线a本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种MEMS麦克风芯片，由底部到顶部依次包括基底层(1)、第一绝缘层(2)、振膜层(3)、第二绝缘层(4)和背极层(5)；所述基底层(1)上设置有声腔；所述振膜层(3)上覆盖于所述声腔的部位为振膜有效振动区(301)，所述振膜有效振动区(301)的周边连接有振膜固定部(302)，所述振膜有效振动区(301)通过所述振膜固定部(302)固定于所述第一绝缘层(2)上；所述背极层(5)上设置有背极区(501)，所述背极区(501)通过第一切割线(a)与所述背极层(5)的其余部位相隔离，所述第一切割线(a)在所述振膜层(3)上的投影围绕在所述振膜有效振动区(301)的周边，所述背极区(501)通过其周边的背极固定部(502)固定于所述第二绝缘层(4)上方；其特征在于，所述振膜层(3)上还设置有第二切割线(b)，所述第二切割线(b)围绕所述背极区(501)在所述振膜层(3)上的投影区域的外边缘以及振膜固定部(302)的外边缘设置，使振膜层(3)上位于所述第二切割线(b)内的区域与位于所述第二切割线(b)外的区域隔离。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡孟锦，邱冠勋，
申请(专利权)人：歌尔声学股份有限公司，
类型：新型
国别省市：山东;37