麦克风及其制造方法和控制方法技术

本发明专利技术涉及麦克风及其制造方法和控制方法。该麦克风包括：绝缘层，结合到形成有声音入口的基板的表面，并且包括多个声孔。在绝缘层的上表面上与基板的声音入口对应的位置处形成有振动膜。在绝缘层的上表面上的振动膜的周边设置有位移调节层，其被配置为基于输入声音来调节振动膜的刚性。在振动膜和位移调节层上，与振动膜和位移调节层间隔开地设置有固定层。

Microphones and their manufacturing methods and control methods

The invention relates to a microphone, the manufacturing method and the control method of the microphone. The microphone consists of an insulating layer that combines the surface of a substrate with a sound entrance, and includes a plurality of sound holes. A vibration film is formed on the upper surface of the insulating layer and the position corresponding to the sound entrance of the substrate. A displacement adjustment layer is arranged around the vibration film on the upper surface of the insulating layer, which is configured to adjust the rigidity of the vibration film based on the input sound. A fixed layer is arranged on the vibration film and the displacement adjustment layer, and the vibration film and the displacement adjustment layer are spaced apart.

【技术实现步骤摘要】
麦克风及其制造方法和控制方法
本公开涉及一种麦克风，并且更具体地涉及制造该麦克风的方法及其控制方法。
技术介绍
通常，麦克风是将语音转换为电信号的设备，并且可应用于包括终端和各种通信设备(例如，耳机或助听器)的移动通信设备。最近，麦克风的尺寸已经减小，并且已经开发了使用MEMS技术的微机电系统(MEMS)麦克风。与现有技术中的驻极体电容麦克风(ECM)相比，MEMS麦克风使用半导体工艺制造，并且具有改进的耐潮性和耐热暴露性。例如，麦克风可以有利地减小尺寸并且与信号处理电路集成。MEMS麦克风具有在所需规格中，声学过载点(AOP)、灵敏度以及信噪比(SNR)互相折中的结构。因此，在高灵敏度的情况下，根据现有技术的MEMS麦克风具有减小的AOP，其限制了对较大声音的检测，而在低灵敏度的情况下，MEMS麦克风具有高的AOP，MEMS麦克风能够检测大的声音，但在低声音的检测中具有差的性能。因此，需要研究并开发具有宽声压测量范围的MEMS麦克风。在该背景节中公开的上述信息仅用于加强对本公开背景的理解，并且因此其可以包含未形成在该国家中对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
技术实现思路
本公开提供一种提高声压测量范围的麦克风和制造该麦克风的方法及其控制方法。本公开的示例性实施例提供一种麦克风，其可以包括：绝缘层，结合到形成有声音入口的基板的表面，并且具有多个声孔；振动膜，形成在所述绝缘层的上表面上与所述基板的声音入口对应的位置处；位移调节层，设置在所述绝缘层的上表面上的所述振动膜的周边，并且被配置为基于输入声音来调节所述振动膜的刚性；和固定层，设置在所述振动膜和所述位移调节层上，同时与所述振动膜和所述位移调节层间隔开。所述位移调节层可以包括：第一调节层，与所述振动膜的周边相邻地形成；第二调节层，沿着所述第一调节层的周边并与所述第一调节层间隔开地形成；和连接到所述第一调节层的第一焊盘和连接到所述第二调节层的第二焊盘。在所述第一调节层与所述第二调节层之间可以形成有多个位移调节单元。在所述位移调节单元中，可以交替地设置有从所述第一调节层延伸到外侧的多个第一突出段和从所述第二调节层延伸到内侧的多个第二突出段。所述位移调节单元可以形成在与所述绝缘层的声孔对应的位置处。所述固定层可以由沿着所述绝缘层的上表面的边缘形成的牺牲层固定。所述固定层包括多个贯通孔。根据本公开的示例性实施例，通过基于输入的声音信号向与振动膜相邻形成的位移调节层施加电压来调节振动膜的刚性，从而可以提高可接受的声压测量范围。附图说明通过以下结合附图的详细描述，本公开的上述和其他目的、特征和优点将更加显而易见，其中：图1是根据本公开的示例性实施例的麦克风的示例性俯视图；图2是根据本公开的示例性实施例的沿图1的线A-A'截取的示例性横截面图；图3至图8是顺序示出根据本公共的示例性实施例的麦克风的制造方法的示例性流程图；以及图9是示出根据本公开的示例性实施例的麦克风的控制方法的示例性流程图。符号说明1麦克风10基板11声孔20振动膜21声音入口30位移调节层30a第一调节层30b第二调节层31位移调节单元33a第一焊盘33b第二焊盘35a第一突出段35b第二突出段40固定层41贯通孔50牺牲层60信号处理电路具体实施方式在下文中，将参考附图详细地描述本公开的示例性实施例。然而，附图和详细描述涉及用于有效描述本公开的特征的各种示例性实施例中的一个示例性实施例。因此，本公开并不限于附图和下面的描述。在本文中使用的术语仅用于描述特定实施例，并且不旨在限制本公开。如在本文中使用，单数形式“一个”、“一只”和“该”意图同样包括复数形式，除上下文以其他方式明确表明之外。还应理解，术语“包括”和/或“包含”，在本说明书中使用时，指定已陈述特征、整体、步骤、操作、要素和/或部件的存在，但不排除一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、要素、部件和/或其集合的存在或添加。如在本文中使用，术语“和/或”包括相关联的列出条目中的一个或多个的任何与全部组合。例如，为了使本公开的描述清楚，未示出不相关的部分，并且为了清楚起见夸大了层和区域的厚度。进一步地，当陈述层在另一层或基板“上”时，该层可以直接在另一层或基板上，或者可以在其间设置第三层。还应理解，术语“包括”和/或“包含”，在本说明书中使用时，指定已陈述特征、整体、步骤、操作、要素和/或部件的存在，但不排除一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、要素、部件和/或其集合的存在或添加。如在本文中使用，术语“和/或”包括相关联的列出条目中的一个或多个的任何与全部组合。而且，本公开的控制逻辑可以在计算机可读介质上实施为非暂时性的计算机可读介质，其包含被处理器、控制器等执行的可执行程序指令。计算机可读介质的示例包括但不限于ROM、RAM、紧凑光盘(CD)-ROM、磁带、软盘、闪存驱动器、智能卡和光数据存储设备。计算机可读记录介质也可以分散于联网计算机系统中以使得计算机可读介质以分散的形式被存储和执行，例如通过远程信息处理服务器或控制器区域网络(CAN)。应理解术语“车辆”或“车辆的”或如在本文中使用的其他类似术语一般包括机动车辆，诸如包括运动型多用途汽车(SUV)的乘用车、公共汽车、卡车、各种商业车辆、包括各种船只和船舶的水上车辆、飞行器，等等，并包括混合动力车辆、电动车辆、插入式混合动力电动车辆、氢动力车辆，以及其他代用燃料车辆(例如，得自除石油之外的资源的燃料)。如在本文中提到，混合动力车辆是具有两个或更多个动力源的车辆，例如汽油动力和电动力的车辆。图1是根据本公开的示例性实施例的麦克风的示例性俯视图。图2是沿图1的线A-A'截取的示例性横截面图。根据本公开的示例性实施例的麦克风1可以具有宽的声压测量范围，并且可以被配置为与输入的声信号的音域无关地测量声音信号。进一步地，根据本公开的示例性实施例的麦克风1可以基于微机电系统(MEMS)技术来制造。将参考图1简要描述麦克风1的总体结构。可以在基板10的上表面上隔着绝缘层13形成有振动膜20和位移调节层30，可以在基板10的中央处形成有声音入口11。可以在振动膜20和位移调节层30上，以预定间隔与振动膜20和位移调节层30间隔开地形成有固定层40。特别地，为了便于描述，省略了固定层40的贯通孔的图示。麦克风1可以具有通过基于输入声音的声压来调节施加到位移调节层30的电压，从而调节振动膜20的位移(例如，刚性)的结构。这里，振动膜20的位移是指振动膜20与固定层40之间距离的变化。换言之，麦克风1基于输入声音的声压来调节振动膜20的刚性，并且调节振动膜20与固定层40之间的电容值。将更详细地描述麦克风1。基板10可以由多晶硅形成，并且声音入口11可以形成在基板10的中央处。此外，绝缘层13可以结合到基板10的上表面。特别地，绝缘层13可以包括多个声孔，并且可以由氮化硅(SiN)形成。参考图2，振动膜20可以设置在绝缘层13的上表面上。特别地，振动膜20可以由导电材料形成，并且可以在结合到绝缘层13的状态下振动。振动膜20可以形成为圆形，并且电极焊盘21可以在振动膜20的一侧处延伸，以将振动膜20与外部信号处理电路60电连接。已经基于振动膜20形成为圆形的示例描述了本公开，但本公开并不限本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种麦克风，包括：绝缘层，结合到形成有声音入口的基板的表面，并且包括多个声孔；振动膜，形成在所述绝缘层的上表面上与所述基板的声音入口对应的位置处；位移调节层，设置在所述绝缘层的上表面上的所述振动膜的周边，并且被配置为基于输入声音来调节所述振动膜的刚性；和固定层，设置在所述振动膜和所述位移调节层上，同时与所述振动膜和所述位移调节层间隔开。

【技术特征摘要】
2016.09.09 KR 10-2016-01167181.一种麦克风，包括：绝缘层，结合到形成有声音入口的基板的表面，并且包括多个声孔；振动膜，形成在所述绝缘层的上表面上与所述基板的声音入口对应的位置处；位移调节层，设置在所述绝缘层的上表面上的所述振动膜的周边，并且被配置为基于输入声音来调节所述振动膜的刚性；和固定层，设置在所述振动膜和所述位移调节层上，同时与所述振动膜和所述位移调节层间隔开。2.根据权利要求1所述的麦克风，其中，所述位移调节层包括，第一调节层，与所述振动膜的周边相邻地形成；第二调节层，沿着所述第一调节层的周边并与所述第一调节层间隔开地形成；和连接到所述第一调节层的第一焊盘和连接到所述第二调节层的第二焊盘。3.根据权利要求2所述的麦克风，其中，在所述第一调节层与所述第二调节层之间形成有多个位移调节单元。4.根据权利要求3所述的麦克风，其中，在所述位移调节单元中，交替地设置有从所述第一调节层延伸到外侧的多个第一突出段和从所述第二调节层延伸到内侧的多个第二突出段。5.根据权利要求3所述的麦克风，其中，所述位移调节单元形成在与所述绝缘层的声孔对应的位置处。6.根据权利要求1所述的麦克风，其中，所述固定层连接到沿着所述绝缘层的上表面的边缘形成的牺牲层。7.根据权利要求1所述的麦克风，其中，所述固定层包括多个贯通孔。8.一种制造麦克风的方法，包括以下步骤：在基板的上表面上形成绝缘层；在所述绝缘层中形成多个声孔；在所述绝缘层的上表面上形成振动膜和位移调节层；在所述绝缘层的上表面上，以覆盖所述振动膜和所述位移调节层的方式形成牺牲层；在所述牺牲层的上表面上形成固定层；通过刻蚀所述固定层形成多个贯通...

【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，
类型：发明
国别省市：韩国,KR