麦克风及制造麦克风的方法技术

本发明专利技术一些实施例揭露一种麦克风及制造麦克风的方法，其包含具有多个开口区域的背板及与所述背板隔开的薄膜。所述薄膜可因声波而变形以引起在所述薄膜上的多个位置处改变所述背板与所述薄膜之间的间隙。所述薄膜包含位于所述薄膜的边界附近的多个锚定区域，其相对于所述背板固定。所述薄膜也包含多个通气阀。所述通气阀的实例包含侧翼通气阀及涡流通气阀。

Microphone and method of making microphone

【技术实现步骤摘要】
麦克风及制造麦克风的方法
本专利技术实施例涉及具有薄膜的微机电系统麦克风。
技术介绍
微机电系统(MEMS)麦克风大体上包含由背板及与所述背板隔开的薄膜形成的电容元件。就所述MEMS麦克风来说，当所述薄膜因声波的能量而变形时，可通过感测所述电容元件的电容来将所述声波转换为电信号。
技术实现思路
本专利技术的实施例涉及一种麦克风，其包括：背板，其具有多个开口区域；薄膜，其与所述背板隔开且可因声波而变形以引起在所述薄膜上的多个位置处改变所述背板与所述薄膜之间的间隙，其中所述薄膜包括：多个锚定区域，其位于所述薄膜的边界附近且相对于所述背板固定；及扇区，其使其弧定位于相邻锚定区域之间，所述扇区包含侧翼通气阀，所述侧翼通气阀包含沿第一半径延伸的第一通气槽、沿第二半径延伸的第二通气槽及接合所述第一通气槽及所述第二通气槽的第三通气槽。本专利技术的实施例涉及一种麦克风，其包括：背板，其具有多个开口区域；薄膜，其与所述背板隔开且可因声波而变形以引起在所述薄膜上的多个位置处改变所述背板与所述薄膜之间的间隙，且其中所述薄膜包括：一或多个锚定区域，其位于所述薄膜的边界附近且相对于所述背板固定；多个弯曲沟槽，各弯曲沟槽从所述薄膜的中心附近的第一位置延伸到所述薄膜的所述边界附近的第二位置，且其中所述薄膜的所述中心附近的所述第一位置处的两个弯曲沟槽之间的第一直线距离小于所述薄膜的所述边界附近的所述第二位置处的所述两个弯曲沟槽之间的第二直线距离。本专利技术的实施例涉及一种制造麦克风的方法，所述方法包括：使第一层导电材料形成于由衬底支撑的第一层绝缘材料上；使薄膜中的第一图案形成于所述第一层导电材料中，所述第一图案包含多个通气阀；使第二层导电材料形成于由所述第一层导电材料支撑的第二层绝缘材料上；使背板中的第二图案形成于所述第二层导电材料中，所述第二图案包含多个开口区域；根据形成于所述衬底上的第一保护掩模来蚀刻所述衬底以在所述衬底中产生第一开口；在形成于由所述第二层导电材料支撑的第三层绝缘材料上的另一保护掩模中产生第二开口；及蚀刻所述第一层绝缘材料、所述第二层绝缘材料及所述第三层绝缘材料以产生包含悬置于空气中的所述薄膜及所述背板的部分的电容结构。附图说明从结合附图来解读的以下详细描述最佳理解本揭露的方面。应注意，根据行业标准做法，各种构件未按比例绘制。事实上，为使讨论清楚，可任意增大或减小各种构件的尺寸。图1A是MEMS麦克风中的薄膜的俯视图。图1B是展示制造于衬底上的MEMS麦克风的剖面图。图2A是根据一些实施例的具有用于MEMS麦克风中的侧翼通气阀的薄膜的俯视图。图2B是展示根据一些实施例的具有含侧翼通气阀的薄膜的MEMS麦克风的剖面图。图2C是根据一些实施例的具有侧翼通气阀的扇区的一者的俯视图。图3是展示根据一些实施例的具有MEMS麦克风的改进敏感度的多个位置处的薄膜的挠曲的示意图。图4A是根据一些实施例的具有用于MEMS麦克风中的涡流通气阀的薄膜的俯视图。图4B是展示根据一些实施例的具有含涡流通气阀的薄膜的MEMS麦克风的剖面图。图5A至5B是绘示根据一些实施例的薄膜上的弯曲沟槽的不同可能结构的示意图。图6A至6B是绘示根据一些实施例的薄膜上的通气阀与背板之间的不同可能对准的示意图。图7A至7B是绘示根据一些实施例的不同测试条件下的涡流通气阀的挠曲的示意图。图8A至8I是展示根据一些实施例的制造具有含通气阀的薄膜的MEMS麦克风的方法的剖面图。具体实施方式以下揭露提供用于实施所提供的主题的不同特征的诸多不同实施例或实例。下文将描述组件及布置的特定实例以简化本揭露。当然，这些仅为实例且不意在限制。例如，在以下描述中，“使第一构件形成于第二构件上方或第二构件上”可包含其中形成直接接触的所述第一构件及所述第二构件的实施例，且也可包含其中额外构件可形成于所述第一构件与所述第二构件之间使得所述第一构件及所述第二构件可不直接接触的实施例。另外，本揭露可在各种实例中重复元件符号及/或字母。此重复是为了简化及清楚且其本身不指示所讨论的各种实施例及/或配置之间的关系。此外，为便于描述，诸如“下面”、“下方”、“下”、“上方”、“上”及其类似者的空间相对术语在本文中可用于描述元件或构件与另外(若干)元件或构件的关系，如图中所绘示。空间相对术语除涵盖图中所描绘的定向之外，也希望涵盖装置在使用或操作中的不同定向。设备可依其它方式定向(旋转90度或依其它定向)且也可因此解译本文所使用的空间相对描述词。可使用半导体装置制造方法来制造诸多微机电系统(MEMS)装置。这些MEMS装置的实例包含MEMS麦克风，诸如图1A至1B中所绘示的MEMS麦克风90。图1B是展示制造于衬底40上的MEMS麦克风90的剖面图。MEMS麦克风90包含背板60及与背板60隔开的薄膜50。背板60及薄膜50两者可导电，其形成电容元件。电连接至背板60的电接点82形成电容元件的第一端子，且电连接至薄膜50的电接点84形成电容元件的第二端子。图1A是图1B中的MEMS麦克风90的薄膜50的俯视图。图1B中绘示薄膜50的剖面A-A'。薄膜50包含分布于薄膜50上的多个通气孔55(例如图中所展示的通气孔或更多)。薄膜50也包含位于薄膜50的边界附近的一或多个锚定区域58。锚定区域58允许薄膜50的边界相对于背板60固定且允许在薄膜50的中心处及与锚定区域58相距一些距离的薄膜上的其它位置处改变薄膜与背板之间的间隙。薄膜50可因声波的能量而变形以在声波透过衬底40中的开口45将压力施加于薄膜50上时使薄膜50朝向或背向背板60弯曲。背板60具有多个开口区域65。薄膜50与背板60之间存在风量空间75。当薄膜50朝向或背向背板60弯曲时，空气可透过由背板60上的开口区域65及/或薄膜50上的通气孔55形成的空气通道来离开或进入风量空间75。由声波引起的薄膜50相对于背板60的弯曲移动改变薄膜50与背板60之间的电容元件的电容。可使用电接点82及电接点84来测量此电容变化。在由声波施加于薄膜50上的空气压力量相同的情况下，若薄膜50的刚性减小，则由声波引起的薄膜50的弯曲量增加且所诱发的电容变化也增加。即，减小薄膜50的刚性提高MEMS麦克风90的敏感度。可通过选择制造薄膜的材料或通过减小薄膜的厚度(图1B中所展示的“t”)来减小薄膜50的刚性。MEMS麦克风90中的薄膜50一般必须经受鼓风测试。例如，当由鼓风测试施加于薄膜50上的空气压力是约0.2Mpa时，在可接受统计标准下使薄膜50破裂的可能性可忽略不计。尽管增大薄膜50的刚性可减小薄膜50破裂的可能性，但此刚性增大也降低MEMS麦克风90的敏感度。在替代方法中，增大通气孔55的大小及/或增加通气孔55的总数目以提高总开口率也可减小薄膜50破裂的可能性。但此提高开口率措施也降低MEMS麦克风90的敏感度，因为此措施也减少感测区域。此外，提高开口率也会增大MEMS麦克风90的低角频率以使其对本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种麦克风，其包括：/n背板，其具有多个开口区域；/n薄膜，其与所述背板隔开且可因声波而变形以引起在所述薄膜上的多个位置处改变所述背板与所述薄膜之间的间隙，其中所述薄膜包括/n多个锚定区域，其位于所述薄膜的边界附近且相对于所述背板固定，及/n扇区，其使其弧定位于相邻锚定区域之间，所述扇区包含侧翼通气阀，所述侧翼通气阀包含沿第一半径延伸的第一通气槽、沿第二半径延伸的第二通气槽及接合所述第一通气槽及所述第二通气槽的第三通气槽。/n

【技术特征摘要】
20180625 US 16/016,9961.一种麦克风，其包括：
背板，其具有多个开口区域；
薄膜，其与所述背板隔开且可因声波而变形以引起在所述薄膜上的多个位置处改变所述背板与所述薄膜之间的间隙，其中所述薄膜包括
多个锚定区域，其位于所述薄膜的边界附近且相对于所述背板固定，及
扇区，其使其弧定位于相邻锚定区域之间，所述扇区包含侧翼通气阀，所述侧翼通气阀包含沿第一半径延伸的第一通气槽、沿第二半径延伸的第二通气槽及接合所述第一通气槽及所述第二通气槽的第三通气槽。


2.根据权利要求1所述的麦克风，其中所述薄膜包括多个扇区，且
使其所述弧定位于相邻锚定区域之间的各扇区包含侧翼通气阀，所述侧翼通气阀包含沿第一半径延伸的第一通气槽、沿第二半径延伸的第二通气槽及接合所述第一通气槽及所述第二通气槽的第三通气槽。


3.根据权利要求1所述的麦克风，其中所述第三通气槽位于所述薄膜的所述边界附近的区域中。


4.根据权利要求1所述的麦克风，其中所述第三通气槽沿所述扇区内的弧延伸。


5.根据权利要求1所述的麦克风，其中所述第三通气槽使用直线来接合所述第一通气槽及所述第二通气槽。


6.根据权利要求1所述的麦克风，其中所述第一通气槽及所述第二通气槽各具有小于所述扇区的半径长度的1/4的长度。


7.根据权利要求1所述的麦克风，其中所述薄膜...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑钧文，朱家骅，蔡俊胤，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;TW