一种MEMS麦克风芯片及MEMS麦克风制造技术

本申请公开了一种MEMS麦克风芯片，包括基底层、背极层和振膜层，背极层包括绝缘背极层和导体背极层，导体背极层位于绝缘背极层和振膜层之间，且绝缘背极层上设置有穿过导体背极层并伸出指向振膜层的若干绝缘凸起部，导体背极层位于背极层的背极区内。本MEMS麦克风芯片中，背极层的导体背极层位于绝缘背极层和振膜层之间，且位于背极区内，背极层能够与振膜层产生电容的部分仅为导体背极层，且产生的电容为有效电容，而绝缘背极层不与振膜层产生电容，从而降低了寄生电容，提高了MEMS麦克风芯片的灵敏度，同时绝缘凸起部阻隔了振膜层和导体背极层的接触，防止短路和吸膜。本申请还公开了一种包含该MEMS麦克风芯片的MEMS麦克风。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电子器件
，特别涉及一种MEMES麦克风芯片。还涉及一种包含该MEMS麦克风芯片的MEMS麦克风。
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。MEMS麦克风芯片是MEMS麦克风的关键部件，MEMS麦克风芯片通常由基底层、振膜层、绝缘层和背极层根据特定设计需要叠加而成，现有的一种MEMS麦克风芯片结构是：由下至上依次为基底层、振膜层和背极层，基底层上设置有声腔，振膜层上覆盖于声腔的部位为振膜有效振动区，背极层上覆盖声腔的部位为背极区，背极区上设置有若干声孔。背极层为单层导体结构，与振膜层层叠设置形成平行板电容来感测声音，芯片整体电容值包括有效电容和寄生电容两部分，有效电容是由背极层的背极区与振膜层的有效振动区形成的，有效电容的电容值会随着振膜层的振动变化而变动，寄生电容是由背极层的非背极区与振膜层的无效振动区形成的，寄生电容的电容值不会振膜层的振动变化而变动。寄生电容会影响MEMS麦克风的灵敏度和信噪比，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，灵敏度的计算公式为：其中，S为灵敏度，Vb为偏压(biasvoltage)，Δp为量测声压，d为空气间隙(AirGap),Δd为受Δp声压下振膜形变量，C0为量到的电容值，Cp为寄生电容，因此，可见，当寄生电容增大时，灵敏度S减小，因此在设计MEMS麦克风芯片时会尽量降低其寄生电容。且背极层容易与振膜层发生意外接触导致短路。综上所述，如何降低MEMS麦克风芯片的寄生电容的大小，避免背极层与振膜层发生接触短路，成为了本领域技术人员亟待解决的技术问题。
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，以降低MEMS麦克风芯片的寄生电容，避免背极层与振膜层发生接触短路。本技术的另一个目的在于提供一种包含该MEMS麦克风芯片的MEMS麦克风，以提高其灵敏度。为达到上述目的，本技术提供以下技术方案：一种MEMS麦克风芯片，包括基底层、背极层和振膜层，其特征在于，所述背极层包括绝缘背极层和导体背极层，所述导体背极层位于所述绝缘背极层和所述振膜层之间，且所述绝缘背极层上设置有穿过所述导体背极层并伸出指向所述振膜层的若干绝缘凸起部，所述导体背极层位于所述背极层的背极区内。优选的，在上述的MEMS麦克风芯片中，所述导体背极层嵌入所述绝缘背极层的面向所述振膜层的一侧表面内，且所述导体背极层的面向所述振膜层的一侧表面与所述绝缘背极层的面向所述振膜层的一侧表面平齐。优选的，在上述的MEMS麦克风芯片中，所述绝缘凸起部的端部为平面、锥面或弧形面。优选的，在上述的MEMS麦克风芯片中，所述背极层与所述振膜层的边缘之间通过第一绝缘层隔离，所述背极层通过所述绝缘背极层的边缘与所述第一绝缘层固定。优选的，在上述的MEMS麦克风芯片中，所述导体背极层的材质为多晶硅、铜、铝、银、金、铜铝合金、银铜合金、金铜合金、银铝合金或金银合金。优选的，在上述的MEMS麦克风芯片中，所述基底层和所述振膜层的边缘之间通过第二绝缘层隔离。本技术还提供了一种MEMS麦克风，包括MEMS麦克风芯片，所述MEMS麦克风芯片为以上任一项所述的MEMS麦克风芯片。与现有技术相比，本技术的有益效果是：本技术提供的MEMS麦克风芯片中，背极层包括绝缘背极层和导体背极层，导体背极层位于绝缘背极层和振膜层之间，导体背极层位于背极层的背极区内，绝缘背极层上设置有穿过导体背极层且指向振膜层的绝缘凸起部。可见，背极层能够与振膜层产生电容的部分仅为位于背极区内的导体背极层，而背极区对应基底层的声腔，且振膜层的有效振动区也对应基底层的声腔，因此，导体背极层对应振膜层的有效振动区，产生的电容为有效电容，而背极层的绝缘背极层不与振膜层产生电容，从而降低了寄生电容，提高了MEMS麦克风芯片的灵敏度。同时，绝缘凸起部穿过导体背极层并指向振膜层，避免了振膜层与导体背极层接触或粘连，防止了短路，且确保了振膜层正常的振动。本技术提供的MEMS麦克风采用了本技术中的MEMS麦克风芯片，因此，具有较高的灵敏度，保证正常工作。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本技术实施例提供的一种MEMS麦克风芯片的截面示意图。在图1中，1为背极层、11为绝缘背极层、12导体背极层、13为声孔、14为凸起部、2为第一绝缘层、3为振膜层、4为第二绝缘层、5为基底层、501为声腔。具体实施方式本技术的核心是提供了一种MEMS麦克风芯片，降低了其寄生电容，提高了灵敏度，避免了背极层与振膜层发生接触短路。本技术还提供了一种包含该MEMS麦克风芯片的麦克风，提高了灵敏度，保证了正常工作。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所示，本技术实施例提供了一种MEMS麦克风芯片，包括基底层5、背极层1、振膜层3和第一绝缘层2，由下至上依次为基底层5、振膜层3、第一绝缘层2和背极层1；基底层5设置有上下表面贯通的声腔501，振膜层3上覆盖于声腔501的部位为有效振动区，第一绝缘层2上开设有上下表面贯通的通孔，该通孔与声腔501上下对应，背极层1上覆盖于声腔501的部位为背极区，在背极区开设有若干声孔13，背极区与有效振动区上下对应。背极层1包括相叠加固定的绝缘背极层11和导体背极层12，导体背极层12位于绝缘背极层11和振膜层3之间，且导体背极层12位于背极层1的背极区内，即导体背极层12在振膜层3上的投影位于有效振动区内，绝缘背极层11上设置有穿过导体背极层12并伸出指向振膜层3的若干绝缘凸起部14，绝缘凸起部14与绝缘背极层11为一体结构，背极层1通过绝缘背极层11固定于第一绝缘层2上。上述MEMS麦克风芯片在工作时，由于背极层1只有导体背极层12为导体，只有导体背极层12能够与振膜层3产生电容，并且由于导体背极层12位于背极区内，背极区又和振膜层3的有效振动区上下对应，因此，导体背极层12与振膜层3的有效振动区产生电容，该电容为有效电容。而背极层1的绝缘背极层11为绝缘体，不能与振膜层3产生电容，从而降低了寄生电容。绝缘背极层11不仅起到固定导体背极层1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种MEMS麦克风芯片，包括基底层(5)、背极层(1)和振膜层(3)，其特征在于，所述背极层(1)包括绝缘背极层(11)和导体背极层(12)，所述导体背极层(12)位于所述绝缘背极层(11)和所述振膜层(3)之间，且所述绝缘背极层(11)上设置有穿过所述导体背极层(12)并伸出指向所述振膜层(3)的若干绝缘凸起部(14)，所述导体背极层(12)位于所述背极层(1)的背极区内。

【技术特征摘要】
1.一种MEMS麦克风芯片，包括基底层(5)、背极层(1)和振膜层(3)，其特征在于，所述背极层(1)包括绝缘背极层(11)和导体背极层(12)，所述导体背极层(12)位于所述绝缘背极层(11)和所述振膜层(3)之间，且所述绝缘背极层(11)上设置有穿过所述导体背极层(12)并伸出指向所述振膜层(3)的若干绝缘凸起部(14)，所述导体背极层(12)位于所述背极层(1)的背极区内。
2.根据权利要求1所述的MEMS麦克风芯片，其特征在于，所述导体背极层(12)嵌入所述绝缘背极层(11)的面向所述振膜层(3)的一侧表面内，且所述导体背极层(12)的面向所述振膜层(3)的一侧表面与所述绝缘背极层(11)的面向所述振膜层(3)的一侧表面平齐。
3.根据权利要求1所述的MEMS麦克风芯片，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡孟锦，詹竣凯，
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