麦克风及其制造方法技术

本公开提供了一种麦克风及其制造方法。麦克风包括：固定膜，设置在基底上；隔膜，与固定膜间隔开，其中，空气层位于固定膜与隔膜之间；支撑层，被构造成将隔膜支撑在固定膜上；以及阻尼孔，被构造成使空气层中的空气流动到支撑层的非感测区域。

【技术实现步骤摘要】
麦克风及其制造方法相关申请的交叉引用本申请要求于2017年5月19日提交的韩国专利申请第10-2017-0062453号的优先权和权益，其全部内容通过引用结合于此。
本公开涉及一种麦克风及其制造方法，并且更具体地，涉及一种能够在简化过程的同时提高灵敏度的高灵敏度微电子机械系统(MEMS)麦克风。
技术介绍
本部分的陈述仅提供与本公开有关的背景信息，并且可能不构成现有技术。一般而言，微电子机械系统(MEMS)麦克风是将音频信号转换成电信号的装置，并且MEMS麦克风由半导体批量过程制造。与应用于大多数车辆的驻极体电容麦克风(ECM)相比，MEMS麦克风具有出色的灵敏度和低的产品性能变化。而且，其可以被微型化并且耐受诸如热量、湿度等的环境的变化。因此，近来，MEMS麦克风的发展正在逐渐取代ECM。为了增加作为MEMS麦克风的一个最重要的性能指标的灵敏度，已经进行了对刚度的减小或感测区域的最大化的研究。图1是示意性地示出了传统商用MEMS麦克风的结构的截面图。参考图1，传统的MEMS麦克风具有隔膜2和固定膜3以规则间隔形成在基底1上并且牺牲层4支撑在其之间的结构。在固定膜中形成有用于进气的固定膜3的多个孔3h，并且在隔膜2与固定膜之间形成有空气层5。由通过基底孔1h输入的声压而振动的隔膜2的振动位移由固定膜3感测。固定膜孔3h用作用于去除固定膜3与隔膜2之间的牺牲层4的路径。固定膜孔3h用于减小当隔膜2由声压振动时的空气阻尼。空气阻尼意味着隔膜2的振动被空气及其压力吸收，并且振动位移被抑制。这被称为由于振动位移的抑制而发生的灵敏度劣化的空气阻尼效应。然而，在传统技术中，当固定膜孔3h的数量增加时，感测区域减小，以便减小固定膜3的空气阻尼。因此，灵敏度降低。因此，可以期望可以提高灵敏度的新概念结构。在韩国专利公开第10-2014-0028467号中进一步公开了相关信息。
技术实现思路
本公开提供了一种能够降低空气阻尼并提高灵敏度的麦克风及其制造方法。为了增加固定膜的感测区域，省略了固定膜的孔。用于减小空气阻尼的阻尼孔也形成在隔膜外部，以将阻尼孔连接到固定膜与隔膜之间的振动空间。在本公开的一些形式中，可以提供一种麦克风，其包括：固定膜，设置在基底上；隔膜，与固定膜间隔开，其中，空气层位于固定膜与隔膜之间；支撑层，被构造成将隔膜支撑在固定膜上；以及阻尼孔，被构造成使空气层中的空气流动到支撑层的非感测区域。阻尼孔可以从隔膜的中心以规则间隔步骤在支撑层的非感测区域中。阻尼孔可以包括：通孔，被构造成竖直地穿透支撑层的非感测区域；以及连接通道，被构造成将通孔的下部连接到沿水平方向布置的空气层。连接通道可以包括具有细狭缝结构的多个通孔。通孔可以从隔膜的中心步骤成多行。所述连接通道可以由以下步骤形成：在基底的上表面的部分上和固定膜上形成牺牲图案；并且在牺牲图案上形成通孔之后，通过通孔去除牺牲图案。牺牲图案可以通过在基底的上表面的部分上图案化光致抗蚀剂而形成。隔膜可以形成在第二基底的释放层上，并且被转移到支撑层的上部，使得隔膜附接到支撑层。隔膜可以包括：振动电极，被构造成与外部声源对应地振动，其中，振动电极的上部被暴露；导线，连接到振动电极；以及第二焊盘，电连接到被构造成处理由振动电极感测到的信号的半导体芯片。隔膜可以通过图案化一导电材料而一次成形。固定膜可以包括：固定电极，其被构造成感测隔膜的振动位移。固定电极可以形成具有与隔膜的感测区域的尺寸对应的尺寸的感测区域。在本公开的其他形式中，可以提供一种制造麦克风的方法，包括：步骤a)在第一基底上形成氧化膜和固定膜，并在氧化膜和固定膜的上表面的部分上形成牺牲图案；步骤b)在氧化膜和固定膜的上表面的部分上形成牺牲层，并去除牺牲层的中心部分，以形成空气层和支撑层，其中，支撑层被构造成支撑隔膜的边缘部分；步骤c)形成被构造成竖直地穿透支撑层的通孔，通过通孔去除牺牲图案，并且形成被构造成使空气层中的空气流动到支撑层的非感测区域的阻尼孔；以及步骤d)在第二基底上形成释放层和隔膜，并将隔膜附接到支撑层的上表面。可以通过沉积氧化硅、光敏材料或氮化硅中的任一种来执行形成牺牲层。步骤a)中的固定膜可以包括：固定电极，被构造成感测隔膜的振动位移；导线，连接到固定电极；以及第一焊盘，电连接到被构造成处理由固定电极感测到的信号的半导体芯片。固定膜可以通过图案化一导电材料而一次成形。步骤c)可以包括：通过干式蚀刻或湿式蚀刻直到暴露牺牲图案，来形成通孔。步骤d)可以包括：通过在释放层的上表面上图案化金，来形成隔膜。步骤d)可以包括：将第二基底定位成使得隔膜向下形成在第一基底的上侧，其中，支撑层形成在第一基底上；通过降低第二基底，将隔膜的下表面附接到支撑层的上表面；以及通过升高第二基底，将隔膜与释放层分离。在本公开的一些形式中，阻尼孔可以布置在感测区域外的非感测区域中，而不在固定膜中形成孔，从而减小空气阻尼，而不减小感测区域。因此，本公开的一些形式可以提高由于固定膜中的孔而导致的灵敏度降低。本公开的一些形式可省略固定膜中的孔，以扩大感测区域，从而实现高度灵敏的麦克风。此外，本公开的一些形式可以在使用金属薄膜的转移过程形成隔膜之前通过去除牺牲层来省略使用固定膜孔的牺牲层去除过程。从本文提供的描述中将使其他适用领域变得显而易见。应该理解的是，描述和具体示例仅用于说明的目的，而非旨在限制本公开的范围。附图说明为了能够很好地理解本公开，现在将描述其参考附图通过示例给出的各种形式，附图中：图1是示意性地示出了传统商用MEMS麦克风的结构的截面图；图2示意性地示出了麦克风的平面结构；图3是沿着麦克风的线A-A'截取的截面图；图4示出了麦克风结构之间的灵敏度分析结果的比较；图5到图15是示出了制造麦克风的方法的示图；以及图16是示出了麦克风的构造的截面图。此处描述的附图仅用于说明的目的，且并非旨在以任何方式限制本公开的范围。具体实施方式以下描述本质上仅是示例性的，且并非旨在限制本公开、应用或用途。应该理解的是，在整个附图中，对应的附图标记表示相同或对应的部分和特征。在整个说明书中，除非明确地相反地描述，否则词语“包括(comprise)”以及诸如“包含(comprises)”或“含有(comprising)”等变型将被理解为暗示包含陈述的元件，但不排除任何其他元件。另外，说明书中所描述的术语“件(-er)”、“器(-or)”和“模块”是指用于处理至少一个功能和操作的单元，并且其可以由硬件组件或软件组件及其组合来实现。在整个说明书中，输入到麦克风的声源具有与使隔膜振动的声音或声压相同的含义。在下文中，将参考附图详细描述本公开的一些形式的麦克风及其制造方法。图2示意性地示出了本公开的一些形式的麦克风的平面结构。图3是沿着本公开的一些形式的麦克风的线A-A'截取的截面图。参考图2和图3，麦克风100包括基底110、隔膜120、固定膜130、支撑层140以及阻尼孔150。基底110可以由硅制成。隔膜120和固定膜130可以布置成彼此间隔开，其间设置有空气层145，并且支撑层140可以形成在隔膜与固定膜之间以支撑隔膜。氧化膜115可以形成在基底110与固定膜130之间。氧化膜115可以通过在基底110上沉积氧化硅来形成。由于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种麦克风，包括：固定膜，设置在基底上；隔膜，与所述固定膜间隔开，其中，空气层位于所述固定膜与所述隔膜之间；支撑层，被构造成将所述隔膜支撑在所述固定膜上；以及阻尼孔，被构造成使所述空气层中的空气流动到所述支撑层的非感测区域。

【技术特征摘要】
2017.05.19 KR 10-2017-00624531.一种麦克风，包括：固定膜，设置在基底上；隔膜，与所述固定膜间隔开，其中，空气层位于所述固定膜与所述隔膜之间；支撑层，被构造成将所述隔膜支撑在所述固定膜上；以及阻尼孔，被构造成使所述空气层中的空气流动到所述支撑层的非感测区域。2.根据权利要求1所述的麦克风，其中，所述阻尼孔从所述隔膜的中心以规则间隔布置在所述支撑层的所述非感测区域中。3.根据权利要求1所述的麦克风，其中，所述阻尼孔包括：通孔，被构造成竖直地穿透所述支撑层的所述非感测区域；以及连接通道，被构造成将所述通孔的下部连接到沿水平方向布置的所述空气层。4.根据权利要求3所述的麦克风，其中，所述连接通道包括具有细狭缝结构的多个通孔。5.根据权利要求3所述的麦克风，其中，所述通孔从所述隔膜的中心布置成多行。6.根据权利要求3所述的麦克风，其中，所述连接通道由以下步骤形成：在所述基底的上表面的部分上和所述固定膜上形成牺牲图案；并且在所述牺牲图案上形成所述通孔之后，通过所述通孔去除所述牺牲图案。7.根据权利要求6所述的麦克风，其中，所述牺牲图案通过在所述基底的所述上表面的所述部分上图案化光致抗蚀剂而形成。8.根据权利要求6所述的麦克风，其中，所述隔膜形成在第二基底的释放层上，并且所述隔膜被转移到所述支撑层的上部，使得所述隔膜附接到所述支撑层。9.根据权利要求1所述的麦克风，其中，所述隔膜包括：振动电极，被构造成与外部声源对应地振动，其中，所述振动电极的上部被暴露；导线，连接到所述振动电极；以及第二焊盘，电连接到被构造成处理由所述振动电极感测到的信号的半导体芯片，其中，所述隔膜通过图案化一导电材料而一次成形。10.根据权利要求1所述的麦克风，...

【专利技术属性】
技术研发人员：俞一善，
申请(专利权)人：现代自动车株式会社，起亚自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR