一种MEMS麦克风芯片以及MEMS麦克风制造技术

本实用新型专利技术公开了一种MEMS麦克风芯片以及MEMS麦克风。该麦克风芯片包括衬底、背极和振膜，背极和振膜分别构成电容器的两个电极，背极和振膜被悬置在衬底的上方，背极位于衬底和振膜之间，衬底具有背腔和支撑柱，支撑柱通过连接部与背腔的侧壁连接在一起，连接部具有贯穿于厚度方向的通孔或者缺口以使位于连接部的两侧的空间相互连通，支撑柱被配置为用于支撑背极。该MEMS麦克风芯片具有良好的抗吹气性能。该MEMS麦克风包括上述MEMS麦克风芯片。

MEMS microphone chip and MEMS microphone

The utility model discloses a MEMS microphone chip and an MEMS microphone. The microphone chip comprises a substrate, the back electrode and the diaphragm, back electrode and the diaphragm respectively constitute two electrode capacitor, back electrode and the diaphragm is suspended above a substrate, between the substrate and the back substrate membrane, with back cavity and a support column, support columns are connected together by a side wall the connecting part and the back cavity, the connecting part is provided with a through thickness direction through holes or gaps in the connecting part positioned on both sides of the space are communicated with each other, the support column is configured to support the back for. The MEMS microphone chip has excellent anti blowing performance. The MEMS microphone includes the above MEMS microphone chip.

【技术实现步骤摘要】
一种MEMS麦克风芯片以及MEMS麦克风
本技术涉及微机电
，更具体地，涉及一种MEMS麦克风芯片，以及应用了该芯片的MEMS麦克风。
技术介绍
现有的MEMS麦克风主要以硅或多晶硅为结构材料，以形成振膜或背极。背极和振膜设置在共用衬底上，共用衬底具有背腔，背腔中具有支撑柱，通常支撑柱与侧壁连接在一起。连接部分将背腔隔离开，在生产过程中，麦克风中会进入一些灰尘，影响产品质量。为了清除灰尘，在组装过程，需要利用气枪清洁PCB板。在吹气过程中，由于背腔被连接部分隔离，导致吹气的气流横向运动不畅，造成局部高压，局部高压会导致连接部分、背极或者振膜的损伤。造成麦克风失效，降低了良品率。因此，需要提供一种方案以提高MEMS麦克风的抗吹气能力。
技术实现思路
本技术的一个目的是提供一种MEMS麦克风芯片的新技术方案。根据本技术的第一方面，提供了一种MEMS麦克风芯片。该麦克风芯片包括衬底、背极和振膜，所述背极和所述振膜分别构成电容器的两个电极，所述背极和所述振膜被悬置在所述衬底的上方，所述背极位于所述衬底和所述振膜之间，所述衬底具有背腔和支撑柱，所述支撑柱通过连接部与所述背腔的侧壁连接在一起，所述连接部具有贯穿于厚度方向的通孔或者缺口以使位于所述连接部的两侧的空间相互连通，所述支撑柱被配置为用于支撑所述背极。可选地，所述连接部的沿所述支撑柱的轴向的尺寸由所述侧壁向所述支撑柱逐渐减小。可选地，所述连接部的沿所述支撑柱的轴向的尺寸由所述支撑柱向所述侧壁逐渐减小。可选地，所述连接部具有缺口，所述缺口为扇形。可选地，所述缺口位于所述连接部的靠近所述背极的一侧。可选地，通过感应耦合式电浆蚀刻的扩孔效应在所述连接部上形成所述缺口或者所述通孔。可选地，所述通孔或者所述缺口的形状为圆形、椭圆形、矩形或者三角形。可选地，所述衬底为一体加工成型。可选地，所述背极和所述振膜中的至少一种由多晶硅、单晶硅或者金属玻璃制作而成。根据本技术的另一方面，提供一种MEMS麦克风。该麦克风包括封装结构和本技术提供的所述MEMS麦克风芯片，所述MEMS麦克风芯片被设置在所述封装结构中。本技术的专利技术人发现，在现有技术中，衬底的支撑柱通过连接部与侧壁形成连接，背腔被连接部分隔离，导致吹气的气流横向运动不畅，导致MEMS麦克风芯片的损伤。因此，本技术所要实现的技术任务或者所要解决的技术问题是本领域技术人员从未想到的或者没有预期到的，故本技术是一种新的技术方案。本技术提供的MEMS麦克风芯片，背腔的支撑柱通过连接部与侧壁连接在一起，以对背极形成支撑。连接部具有贯穿于厚度方向的通孔或者缺口，以使位于连接部的两侧的空间相互连通，这种结构使得在吹气过程中，连接部不会对吹气的气流的横向运动形成阻挡，有效避免MEMS麦克风芯片受衬底的侧壁影响，导致麦克风特性衰减，大大提高了MEMS麦克风芯片的抗吹气能力。此外，这种结构提高了MEMS麦克风芯片的良品率。通过以下参照附图对本技术的示例性实施例的详细描述，本技术的其它特征及其优点将会变得清楚。附图说明被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本技术的实施例，并且连同其说明一起用于解释本技术的原理。图1是本技术实施例的衬底的结构示意图。图2-5是本技术实施例的MEMS麦克风芯片的制作方法的流程图。图6是本技术实施例的第二种MEMS麦克风芯片的剖视图。图7是本技术实施例的第三种MEMS麦克风芯片的剖视图。图8是本技术实施例的第四种MEMS麦克风芯片的剖视图。图中，11：衬底；12：背腔；13：支撑柱；14：连接部；15：侧壁；16：缺口；17：振膜；18：背极；19：牺牲层；20：焊盘；21：贯穿孔；22：保护层；23：振动间隙；24：通孔；25：刻蚀区域；26：通道。具体实施方式现在将参照附图来详细描述本技术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技术的范围。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，决不作为对本技术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、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法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。为了至少解决上述技术问题之一，本技术提供一种MEMS麦克风芯片。该芯片包括衬底11、背极18和振膜17。背极18和振膜17分别构成电容器的两个电极。可选的是，背极18和振膜17中的至少一种由多晶硅、单晶硅或者金属玻璃制作而成。上述几种材质具有导电性，便于形成电容，其中，金属玻璃具有弹性极限高的特点。弹性极限即材料在形变后回复初始状态的能力，弹性极限越大则发生较大的形变后能回复至初始状态。金属玻璃可以是但不局限于Pd、Cu、Zr、Al、Fe、Co、Ni、Mg、Zn、Ca、Yb或者Ce。金属玻璃的上述性质尤其适用于作为振膜17的材料。振膜17和背极18之间具有振动间隙23，以供振膜17振动。背极18和振膜17被悬置在衬底11的上方。背极18位于衬底11和振膜17之间。优选的是，背极18具有沿厚度方向的贯穿孔21。在振膜17振动时，振动间隙23内的压力不稳定，与外界形成压力差，这种压力差易导致振膜17破损。为了解决该技术问题，在背极18上设置贯穿孔21以平衡振动间隙23内外的气压，防止振膜17破损。衬底11具有背腔12和支撑柱13。支撑柱13通过连接部14与背腔12的侧壁15连接在一起。支撑柱13被配置为用于支撑背极18。连接部14具有贯穿于厚度方向的通孔24或者缺口16，以使位于连接部14的两侧的空间相互连通。使用时，外界环境的声音从振膜17一侧传入，以使振膜17发生振动。振膜17发生变形，改变了振膜17与背极18之间的距离，最终将变化的电信号输出，实现了声音信号转换为电信号。本技术提供的MEMS麦克风芯片，背腔12的支撑柱13通过连接部14与侧壁15连接在一起，以对背极18形成支撑。连接部14具有贯穿于厚度方向的通孔24或者缺口16，以使位于连接部14的两侧的空间相互连通，这种结构使得在吹气过程中，连接部14不会对吹气气流的横向运动形成阻挡，有效避免MEMS麦克风芯片受衬底11的侧壁15影响，导致麦克风特性衰减，大大提高了MEMS麦克风芯片的抗吹气能力。其中，吹气气流的横向运行即垂直于支撑柱13方向的运动。此外，这种结构提高了MEMS麦克风芯片的良品率。图5示出了本技术实施例的一种MEMS麦克风芯片。在该实施例中，振膜17由单晶硅或者多晶硅制作而成，衬底11由单晶硅制作而成。焊盘20采用导电材料，例如铜、铝、金或者银等金属，两个焊盘20分别与振膜17和衬底11导通。图1示出了本技术实施例的一种衬底11。背腔12的中部具有支撑柱13，支撑柱13与侧壁15通过连接部14连接在一起，以形成支撑力。在该结构中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种MEMS麦克风芯片，其特征在于，包括衬底(11)、背极(18)和振膜(17)，所述背极(18)和所述振膜(17)分别构成电容器的两个电极，所述背极(18)和所述振膜(17)被悬置在所述衬底(11)的上方，所述背极(18)位于所述衬底(11)和所述振膜(17)之间，所述衬底(11)具有背腔(12)和支撑柱(13)，所述支撑柱(13)通过连接部(14)与所述背腔(12)的侧壁(15)连接在一起，所述连接部(14)具有贯穿于厚度方向的通孔(24)或者缺口(16)以使位于所述连接部(14)的两侧的空间相互连通，所述支撑柱(13)被配置为用于支撑所述背极(18)。

【技术特征摘要】
1.一种MEMS麦克风芯片，其特征在于，包括衬底(11)、背极(18)和振膜(17)，所述背极(18)和所述振膜(17)分别构成电容器的两个电极，所述背极(18)和所述振膜(17)被悬置在所述衬底(11)的上方，所述背极(18)位于所述衬底(11)和所述振膜(17)之间，所述衬底(11)具有背腔(12)和支撑柱(13)，所述支撑柱(13)通过连接部(14)与所述背腔(12)的侧壁(15)连接在一起，所述连接部(14)具有贯穿于厚度方向的通孔(24)或者缺口(16)以使位于所述连接部(14)的两侧的空间相互连通，所述支撑柱(13)被配置为用于支撑所述背极(18)。2.根据权利要求1所述的MEMS麦克风芯片，其特征在于，所述连接部(14)的沿所述支撑柱(13)的轴向的尺寸由所述侧壁(15)向所述支撑柱(13)逐渐减小。3.根据权利要求1所述的MEMS麦克风芯片，其特征在于，所述连接部(14)的沿所述支撑柱(13)的轴向的尺寸由所述支撑柱(13)向所述侧壁(15)逐渐减小。4.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹竣凱，李江龙，蔡孟錦，
申请(专利权)人：歌尔股份有限公司，
类型：新型
国别省市：山东,37