硅麦克风制造技术

本实用新型专利技术公开了一种硅麦克风，其包括：导电基底，设有背腔和与背腔相通的多个声孔；导电振膜，弹性的悬覆在所有声孔之上、并与所述导电基底形成一绝缘间隙，其中，导电振膜上下表面凸设有绝缘凸柱；差分电极板，悬覆在所述导电振膜之上、并与所述导电振膜形成一绝缘间隙；在所述导电基底、导电振膜和差分电极板均为导电介质，且均设置有用于输出基于导电振膜振动而变化的差分信号的金属电极；其中，所述差分电极板和/或导电振膜上分布有孔隙。本实用新型专利技术实现了单振模的差分电容设计方案。

【技术实现步骤摘要】

本技术实施例涉及半导体技术，尤其涉及一种硅麦克风。
技术介绍
麦克风作为一种将声音信号转换为电信号的装置，广泛的应用在手机、摄像机等智能终端中。随着社会的发展以及高科技术的不断进步，微电机技术(Micro Electro Mechanical Systems，简称MEMS)已经逐渐融入至麦克风的生产领域中，MEMS实现了各种传感器的微型化和低成本化，并且在智能终端中已经出现诸如MEMS硅麦克风的信号转换装置。MEMS硅麦克风采用电容式的原理，由一个导电振膜和导电基底组成，导电振膜与导电基底之间形成电容结构。当导电振膜感受到外部的音频声压信号后，改变振动薄膜与导电基底间的距离，改变电容容量，再通过后续CMOS放大器将电容变化转化为电压信号的变化并进行输出。所述导电振膜与被导电基底之间的距离反映了导电振膜的振幅。随着硅麦克风应用场景的扩展(如利用手机唱歌的应用场景等)，用户对硅麦克风的语音质量的要求越来越高。为了提高硅麦克风所感应的电信号的信噪比，在现有技术中，硅麦克风采用多振膜方式获取差分电信号。这增加了硅麦克风的尺寸，无法适应电子产品轻薄化的需求。因此，需要对现有技术进行改进。
技术实现思路
本技术提供一种硅麦克风，以解决单振膜硅麦克风的信号质量差的问题。本技术实施例提供了一种硅麦克风，包括：导电基底，设有背腔和与背腔相通的多个声孔；导电振膜，弹性的悬覆在所有声孔之上、并与所述导电基底形成一绝缘间隙；差分电极板，悬覆在所述导电振膜之上、并与所述导电振膜形成一绝缘间隙；在所述导电基底、导电振膜和差分电极板均为导电介质，且均设置有用于输出基于导电振膜振动而变化的差分信号的金属电极；其中，所述差分电极板和/或导电振膜上分布有孔隙。本实施例通过在导电振膜上覆盖差分电极板，实现了单振模的差分电容设计方案。附图说明图1为本技术实施例一中的硅麦克风的结构示意图；图2是本技术实施例二中的硅麦克风的结构示意图；图3是本技术实施例三中的硅麦克风的结构示意图；图4是本技术实施例四中的硅麦克风的制造方法流程图；图5是本技术实施例四中的硅麦克风的制造过程中刻蚀第一绝缘层之前的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本技术，而非对本技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本技术相关的部分而非全部结构。需要说明的是，本申请各实施例中所说的上下方向为沿各示意图所在纸面的上和下方向，左右方向为面对各示意图时阅读者的左和右方向，前方向为垂直于各示意图所在纸面面向阅读者方向，后方向为垂直于各示意图所在纸面背离阅读者方向。实施例一图1为本技术实施例一提供的硅麦克风的结构示意图，本实施例适用于硅麦克风与语音输出端相距极近时的情况。所述硅麦克风由下至上包括导电基底11、导电振膜13、差分电极板15、金属电极(16、17、21)等。所述导电基底11设有背腔18和与背腔18相通的多个声孔19。其中，所述导电基底11为多孔背极板硅基，其包括声孔19区域和边缘区域，在声孔19区域中分布多个声孔19，背腔18位于声孔19区域下方，且与各声孔19相通。边缘区域为了支撑所述导电振膜13、差分电极板15、和各金属电极(16、17、21)等。在所述边缘区域上设有第一绝缘支撑12，所述第一绝缘支撑12可为氧化硅。所述第一绝缘支撑12的厚度在2-3μm之间。例如，所述第一绝缘支撑12的厚度在2.5μm左右。所述导电振膜13弹性的悬覆在所有声孔19之上、并与所述导电基底11绝缘间隔。在此，所述导电振膜13包括振动区域和支撑区域，其中，支撑区域通过第一绝缘支撑12将振动区域架空在声孔19区域上方，并与所述导电基底11
之间形成一缝隙。其中，所述振动区域与导电基底11构成第一电容。在振动区域的边缘靠近支撑区域处分布有弹性图案，以便所述导电振膜13随声波的变化而振动。其中，所述弹性图案举例为蛇形弯折图案。所述振动区域可根据设计需要分布有孔隙，所述孔隙为生产时为进行湿法刻蚀期间释放工艺所设置的。若有孔隙，则d1＜d2，d1为两孔隙之间间距的一半，d2为实际湿法释放工艺的释放距离与所述第一绝缘支撑12相邻的孔隙至第一绝缘支撑12中心之间的间距。所述导电振膜13可为单晶硅材料。在所述导电振膜13的支撑区域上还固设有第二绝缘支撑14，该第二绝缘支撑14的材料可与第一绝缘支撑12的材料相同。在所述第二绝缘支撑14上覆盖有差分电极板15。所述差分电极板15悬覆在所述导电振膜13之上，所述差分电极板15也为导电材料，例如，所述差分电极板15为高掺杂多晶硅。所述差分电极板15与所述导电振膜13之间形成第二电容。第一电容与第二电容构成差分电容。在此，当导电振膜13向上振动时，导电振膜13靠近所述差分电极板15，使得第二电容的电压增大，同时，导电振膜13远离导电基底11，使得第一点融的电压减小。故第一电容与第二电容输出信号差异相反的差分电信号。所述差分电极板15上也可以分布有孔隙，该孔隙与导电振膜13上的孔隙类似，是生产时为进行释放工艺所设置的。在所述导电基底11、导电振膜13和差分电极板15上分别设置用于输出基于导电振膜13振动而变化的电信号的金属电极(16、17、21)。本实施例硅麦克风的结构举例如下：导电基底11的背部设有背腔18，背腔18与所述导电基底11的多个声孔
19相通，各声孔19分布在声孔19区域，所述导电基底11的声孔19区域外围为边缘区域。所述边缘区域上设有第一绝缘支撑12，在第一绝缘支撑12上覆盖有导电振膜13，导电振膜13覆盖整个声孔19区域，并通过第一绝缘支撑12与导电基底11之间形成第一电容。在导电振膜13的边缘设有第二绝缘支撑14，在第二绝缘支撑14上覆盖有差分电极板15，该第二绝缘支撑14将差分电极板15和导电振膜13之间形成第二电容。本实施通过在导电振膜13上覆盖差分电极板15，实现了单振模的差分电容设计方案。实施例二如图2所示，在前述各实施例的基础上，所述导电振膜13的上下表面还可以凸设有凸柱20。为便于制造，所述凸柱20为沉积在所述导电振膜13孔隙之间的绝缘材料。为便于制造，所述凸柱20的绝缘材料与各绝缘支撑的绝缘材料不同，举例为富硅氮化硅。所述凸柱20防止导电振膜13在振动时与导电基底11或差分电极板15相接触。本实施例利用凸柱20来防止导电振膜13在振动时与导电基底11或差分电极板15相接触，对导电振膜13起到了有效的防护作用。实施例三如图3所示，在前述各实施例的基础上，特别是在实施例二的基础上，所述差分电极板15包含绝缘层和导电层，其中，所述差分电极板15中的导电层举例为高掺杂多晶硅，所述差分电极板15中的绝缘层为富硅氮化硅。为了便于制造，所述差分电极板15中的导电层位于绝缘层之上。如此，所述差分电极板
15中的导电层与导电振膜13之间形成第二电容。该第二电容与导电振膜13和导电基底11之间的第一电容仍构成差分电容。如此，后续电路便于对两电容所输出的差分信号进行放大等后续处理。实施例四如图4所示，本实施例提供一种硅麦克风的制造方法。所述硅麦克风为上述各本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硅麦克风，其特征在于，包括：导电基底，设有背腔和与背腔相通的多个声孔；导电振膜，弹性的悬覆在所有声孔之上、并与所述导电基底形成一绝缘间隙；差分电极板，悬覆在所述导电振膜之上、并与所述导电振膜形成一绝缘间隙；在所述导电基底、导电振膜和差分电极板均为导电介质，且均设置有用于输出基于导电振膜振动而变化的差分信号的金属电极；其中，所述差分电极板和/或导电振膜上分布有孔隙。

【技术特征摘要】
1.一种硅麦克风，其特征在于，包括：导电基底，设有背腔和与背腔相通的多个声孔；导电振膜，弹性的悬覆在所有声孔之上、并与所述导电基底形成一绝缘间隙；差分电极板，悬覆在所述导电振膜之上、并与所述导电振膜形成一绝缘间隙；在所述导电基底、导电振膜和差分电极板均为导电介质，且均设置有用于输出基于导电振膜振动而变化的差分信号的金属电极；其中，所述差分电极板和/或导电振膜上分布有孔隙。2.根据权利要求1所述的硅麦克风，其特征在于，所述导电振膜...

【专利技术属性】
技术研发人员：缪建民，
申请(专利权)人：上海微联传感科技有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31