骨传导传感器芯片制造技术

本申请提供了一种骨传导传感器芯片，解决了现有技术中的骨传导传感器芯片的灵敏度不稳定的问题。其中，骨传导传感器芯片包括：振动膜；质量块，位于振动膜的一侧；以及止挡结构，用于限制质量块在平行于振动膜的方向上的振动幅度。动幅度。动幅度。

【技术实现步骤摘要】
骨传导传感器芯片


[0001]本申请涉及微机电系统(Micro
‑
Electro
‑
Mechanical System，MEMS)器件
，具体涉及一种骨传导传感器芯片。

技术介绍

[0002]随着MEMS技术的飞速发展，MEMS骨传导传感器芯片(以下简称骨传导传感器芯片)应运而生。常规的骨传导传感器芯片通常包括相对设置的背极板和振动膜，并在振动膜远离背极板的一侧悬挂质量块。质量块感受声带振动产生的骨骼振动而产生机械振动，质量块的机械振动带动振动膜振动，从而改变背极板和振动膜之间的间距，进而改变电容信号，以此实现对声音信号的检测。然而，常规的骨传导传感器芯片的灵敏度不是很稳定，从而对其应用领域造成了限制。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本申请实施例致力于提供一种骨传导传感器芯片，以解决现有技术中的骨传导传感器芯片的灵敏度不稳定的问题。
[0004]本申请提供一种骨传导传感器芯片，包括：振动膜；质量块，位于振动膜的一侧；以及止挡结构，用于限制质量块在平行于振动膜的方向上的振动幅度。利用止挡结构来限制质量块的水平振动的幅度，从而降低水平振动对竖直振动的干扰程度，确保质量块的竖直振动更稳定，进而提高了芯片的灵敏度均一性。
[0005]在一个实施例中，止挡结构包括共平面的第一止挡层和第二止挡层，第一止挡层位于可动区域和质量块之间，第二止挡层与固定区域叠置；第一止挡层和第二止挡层之间具有第一间隔。
[0006]在一个实施例中，第一止挡层和第二止挡层的材料均为多晶硅。
[0007]在一个实施例中，还包括牺牲层，牺牲层包括间隔设置的中央区域和环绕中央区域的边缘区域；中央区域位于可动区域和第一止挡层之间，边缘区域位于固定区域和第二止挡层之间；中央区域和边缘区域之间具有第二间隔，第二间隔大于第一间隔，并与第一间隔连通。
[0008]在一个实施例中，还包括支撑结构；支撑结构包括第一空腔，第一空腔包括开口；质量块位于第一空腔内，振动膜的可动区域覆盖开口，固定区域与支撑结构连接。
[0009]在一个实施例中，在经过质量块的中心线的截面上，第一间隔占第一空腔的长度的比例大于零并且小于或等于1/10。
[0010]在一个实施例中，止挡结构包括第一空腔，质量块位于第一空腔内，质量块的侧壁和第一空腔的壁体之间间隔设置。
[0011]在一个实施例中，在经过质量块的中心线的截面上，质量块的侧壁和第一空腔的壁体之间的最小间隔占第一空腔的长度的比例大于零并且小于或等于1/10。
[0012]在一个实施例中，质量块包括主体部和位于主体部的侧壁上的至少一个凸起。
[0013]在一个实施例中，质量块包括第二空腔。
[0014]在一个实施例中，第一空腔包括开口；振动膜包括可动区域和环绕可动区域的边缘区域；可动区域覆盖开口，固定区域与止挡结构连接。
[0015]在一个实施例中，还包括位于质量块的远离振动膜一侧的底板；止挡结构包括设置在底板的靠近质量块的表面上的至少一个凸起，每个凸起的端部所在表面穿过质量块；在平行于振动膜的方向上，每个凸起的侧壁和质量块的侧壁之间具有间隔。
[0016]在一个实施例中，凸起的材料包括硅、氧化硅、胶材中的任一种。
[0017]在一个实施例中，还包括支撑结构，支撑结构包括两端开口的第一空腔，质量块位于第一空腔内；支撑结构的一端与振动膜连接，另一端与底板连接。
[0018]在一个实施例中，在经过质量块的中心线的截面上，每个凸起的侧壁和质量块的侧壁之间的间隔占第一空腔的长度的比例大于零并且小于或等于 1/10。
[0019]在一个实施例中，振动膜上设置有通孔，通孔沿厚度方向贯穿振动膜。
[0020]在一个实施例中，还包括背极板，位于振动膜背离质量块的一侧，背极板和振动膜之间具有第三空腔。
[0021]根据本申请提供的骨传导传感器芯片，通过设置止挡结构来限制质量块的水平振动的幅度，以使质量块的水平振动的实际幅度小于没有止挡结构的情况下质量块可产生的最大幅度。从而降低水平振动对竖直振动的干扰程度，确保质量块的竖直振动更稳定，进而提高了芯片的灵敏度均一性。
附图说明
[0022]图1a为本申请第一实施例提供的骨传导传感器芯片的截面结构示意图。
[0023]图1b为图1a所示骨传导传感器芯片的俯视结构示意图。
[0024]图2为本申请第二实施例提供的骨传导传感器芯片的截面结构示意图。
[0025]图3a为本申请第三实施例提供的骨传导传感器芯片的截面结构示意图。
[0026]图3b为图3a所示的骨传导传感器芯片的俯视结构示意图。
[0027]图4a为本申请第四实施例提供的骨传导传感器芯片的截面结构示意图。
[0028]图4b为图4a所示的骨传导传感器芯片的俯视结构示意图。
[0029]图5a为本申请第四实施例提供的骨传导传感器芯片的截面结构示意图。
[0030]图5b为图5a所示的骨传导传感器芯片的俯视结构示意图。
具体实施方式
[0031]如
技术介绍
所述，常规的骨传导传感器芯片的灵敏度不是很稳定。专利技术人研究发现，常规的骨传导传感器芯片包括间隔设置的背极板和振动膜，振动膜远离背极板的一侧悬挂有质量块。质量块感测由声带振动产生的骨骼振动，产生机械振动，质量块的机械振动带动振动膜振动，从而改变背极板和振动膜之间的间距，进而改变电容信号，以此实现对声音信号的检测。然而，在质量块振动的过程中，除了有利的垂直于振动膜的方向上的振动(以下简称竖直振动)之外，通常还包括平行于振动膜的方向上的振动(以下简称水平振动)，该水平振动会对竖直振动产生干扰。由于不同场景下的水平振动参数，例如振动强度不同，从而导致骨传导传感器芯片的灵敏度不稳定。
[0032]有鉴于此，本申请提供了一种骨传导传感器芯片，通过设置止挡结构来限制质量块的水平振动的幅度，以使质量块的水平振动的实际幅度小于没有止挡结构的情况下质量块可产生的最大幅度。从而降低水平振动对竖直振动的干扰程度，确保质量块的竖直振动更稳定，进而提高了芯片的灵敏度均一性和对骨骼振动信号的敏感程度。与此同时，由于减小了质量块的水平振动的幅度，即减小了质量块对振动膜的水平方向上的拉扯，进而减小了振动膜中集中的应力，从而降低了振动膜损坏的风险，提高了骨传导传感器芯片的可靠性。
[0033]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
[0034]图1a为本申请第一实施例提供的骨传导传感器芯片的截面结构示意图。图1b为图1a所示骨传导传感器芯片的俯视结构示意图。图1b中仅示出了图1a中的部分结构。如图1a和图1b所示，骨传导传感器芯片1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种骨传导传感器芯片，其特征在于，包括：振动膜；质量块，位于所述振动膜的一侧；以及止挡结构，用于限制所述质量块在平行于所述振动膜的方向上的振动幅度；其中，所述振动膜包括可动区域和环绕所述可动区域的固定区域；所述止挡结构包括共平面的第一止挡层和第二止挡层，所述第一止挡层位于所述可动区域和所述质量块之间，所述第二止挡层与所述固定区域叠置；所述第一止挡层和所述第二止挡层之间具有第一间隔。2.根据权利要求1所述的骨传导传感器芯片，其特征在于，还包括牺牲层，所述牺牲层包括间隔设置的中央区域和环绕所述中央区域的边缘区域；所述中央区域位于所述可动区域和所述第一止挡层之间，所述边缘区域位于所述固定区域和所述第二止挡层之间；所述中央区域和所述边缘区域之间具有第二间隔，所述第二间隔大于所述第一间隔，并与所述第一间隔连通。3.根据权利要求1或2所述的骨传导传感器芯片，其特征在于，还包括支撑结构；所述支撑结构包括第一空腔，所述第一空腔包括开口；所述质量块位于所述第一空腔内，所述振动膜的所述可动区域覆盖所述开口，所述固定区域与所述支撑结构连接。4.根据权利要求3所述的骨传导传感器芯片，其特征在于，在经过所述质量块的中心线的截面上，所述第一间隔占所述第一空腔的长度的比例大于零并且小于或等于1/10。5.根据权利要求1或2所述的骨传导传感器芯片，其特征在于，所述振动膜上设置有通孔，所述通孔沿厚度方向贯穿所述振动膜。6.根据权利要求1或2所述的骨传导传感器芯片，其特征在于，还包括背极板，位于所述振动膜背离所述质量块的一侧，所述背极板和所述振动膜之间具有第三空腔。7.一种骨传导传感器芯片，其特征在于，包括：振动膜；质量块，位于所述振动膜的一侧；以及止挡结构，用于限制所述质量块在平行于所述振动膜的方向上的振动幅度；其中，所述止挡结构包括第一空腔，所述质量块位于所述第一空腔内，所述质量块的侧壁和所述第一空腔的壁体之间间隔设置。8.根据权利要求7所述的骨传导传感器芯片，其特征在于，在经过所述质量块的中心线的截面上，所述质量块的侧壁和所述第一空腔的壁体之间的最小间隔占所述第一空腔的长度的比例大于...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐復，梅嘉欣，庄瑞芬，
申请(专利权)人：苏州敏芯微电子技术股份有限公司，
类型：新型
国别省市：