一種mems麥克風芯片、傳聲器和音頻設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及電子器件技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，設(shè)及一種MEMS麥克風忍片、傳聲器 和首頻設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002] 微型機電系統(tǒng)（Micro-Electro-MechanicalSystem,MEIVB)麥克風是基于MEMS技 術(shù)制造的麥克風，由于其具有封裝體積小、可靠性高、成本低等優(yōu)點，已廣泛應用于各種語 音設(shè)備中，例如手機、平板電腦、PDA、監(jiān)聽設(shè)備等電子產(chǎn)品。
[0003] 靈敏度的大小是衡量一個MEMS麥克風忍片性能的重要因素之一，所述靈敏度的 計算公式為：
其中，S為靈敏度，Vb為偏壓化iasvoltage),AP為量測 聲壓，d為空氣間隙（AirGap),Ad為振膜形變量，C。為量到的電容值，CP為寄生電容， 因此，可見，所述寄生電容Cp會直接影響所述MEMS麥克風忍片的靈敏度，當所述寄生電容 增大時，所述靈敏度S減小，因此在設(shè)計所述MEMS麥克風忍片時會盡量降低其寄生電容，因 此，如何降低所述MEMS麥克風忍片的寄生電容的大小，成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技 術(shù)問題之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種MEMS麥克風忍片、傳聲器和音頻設(shè)備，用 于解決現(xiàn)有技術(shù)中MEMS麥克風忍片的寄生電容大的問題。
[0005] 為達到上述目的，本發(fā)明提供W下技術(shù)方案：
[0006] 一種MEMS麥克風忍化由底部到頂部依次包括基底層、第一絕緣層、振膜層、第二 絕緣層和背極層，所述基底層上設(shè)置有聲腔；所述振膜層上覆蓋于所述聲腔的部位為振膜 有效振動區(qū)，所述振膜有效振動區(qū)的周邊連接有振膜固定部，所述振膜有效振動區(qū)通過所 述振膜固定部固定于所述第一絕緣層上方；所述背極層上設(shè)置有背極區(qū)，所述背極區(qū)通過 第一切割線與所述背極層的其余部位相隔離，所述第一切割線在所述振膜層上的投影圍繞 在所述振膜有效振動區(qū)的周邊，所述背極區(qū)通過其周邊的背極固定部固定于所述第二絕緣 層上方；所述振膜層上還設(shè)置有第二切割線，所述第二切割線圍繞所述背極區(qū)在所述振膜 層上的投影區(qū)域的外邊緣W及振膜固定部的外邊緣設(shè)置，使振膜層上位于所述第二切割線 內(nèi)的區(qū)域與位于所述第二切割線外的區(qū)域隔離。
[0007] 優(yōu)選的，在上述的MEMS麥克風忍片中，所述背極區(qū)在所述振膜層上的投影區(qū)域的 外邊沿位于所述第二切割線W內(nèi)，且所述第二切割線與該投影區(qū)域的外邊沿之間的距離為 Sum~ISum。
[000引優(yōu)選的，在上述的MEMS麥克風忍片中，所述第二切割線的線寬大于或等于lum。
[0009] 優(yōu)選的，在上述的MEMS麥克風忍片中，所述第二切割線的線寬為2um~加m。
[0010] 優(yōu)選的，在上述的MEMS麥克風忍片中，所述振膜固定部為連接于所述振膜有效振 動區(qū)的外圈上的圓環(huán)結(jié)構(gòu)。
[0011] 優(yōu)選的，在上述的MEMS麥克風忍片中，所述振膜固定部為連接于所述振膜有效振 動區(qū)的外圈上的銀齒結(jié)構(gòu)，所述背極固定部也為銀齒結(jié)構(gòu)。
[0012] 優(yōu)選的，在上述的MEMS麥克風忍片中，所述振膜固定部和所述背極固定部的銀齒 部位對應設(shè)置。
[0013] 優(yōu)選的，在上述的MEMS麥克風忍片中，所述振膜固定部和所述背極固定部的銀齒 部位相間設(shè)置。
[0014] 本發(fā)明還提供了一種傳聲器，包括MEMS麥克風忍片，所述MEMS麥克風忍片為上述 任一項所述的MEMS麥克風忍片。
[0015] 本發(fā)明還提供了一種音頻設(shè)備，包括傳聲器，所述傳聲器為上述的傳聲器。
[0016] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
[0017] 本發(fā)明實施例提供的MEMS麥克風忍片，在振膜層上還設(shè)置有第二切割線，第二切 割線圍繞背極區(qū)在振膜層上的投影區(qū)域的外邊緣W及振膜固定部的外邊緣設(shè)置，使振膜層 上位于第二切割線內(nèi)的振膜層與位于第二切割線外的振膜層隔離。而第二切割線W外的振 膜層不會產(chǎn)生寄生電容，背極區(qū)只與第二切割線W內(nèi)的振膜層產(chǎn)生寄生電容，因此，通過減 小背極區(qū)之下的振膜層的面積降低了寄生電容，提高了所述MEMS麥克風忍片的靈敏度。
【附圖說明】
[0018] 為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可W根據(jù) 提供的附圖獲得其他的附圖。
[0019] 圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的一種MEMS麥克風忍片的俯視圖；
[0020] 圖2為本申請實施例公開的一種MEMS麥克風忍片的俯視圖；
[002。 圖3為圖2中C-C截面的剖視圖；
[0022] 圖4為現(xiàn)有技術(shù)中的另一種MEMS麥克風忍片的俯視圖；
[0023] 圖5為本申請實施例公開的一種MEMS麥克風忍片的俯視圖；
[0024] 圖6為圖5中MEMS麥克風忍片的局部放大示意圖；
[00巧]圖7為圖5的E-E截面的剖視圖；
[0026] 圖8為圖5的F-F截面的剖視圖。
[0027] 在圖1-圖8中，1為基底層、2為第一絕緣層、3為振膜層、301為振膜有效振動區(qū)、 302為振膜固定部、4為第二絕緣層、5為背極層、501為背極區(qū)、502為背極固定部、6為第一 電極、7為第二電極、a為第一切割線、b為第二切割線。
【具體實施方式】
[0028] 本發(fā)明的核屯、是提供了一種MEMS麥克風忍片，能夠降低寄生電容，提高靈敏度。
[0029] 本發(fā)明還提供了一種應用該MEMS麥克風忍片的傳聲器和音頻設(shè)備，提高了麥克 風靈敏度。
[0030] 下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；?本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他 實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0031] 請參考圖1和3,通常MEMS麥克風忍片由底層到頂層依次為：基底層1、第一絕緣 層2、振膜層3、第二絕緣層4W及背極層5 ;其中，基底層1上設(shè)置有聲腔，第一絕緣層2設(shè) 置于基底層1上，且第一絕緣層2上對應聲腔的部位為上下表面貫通的第一通孔；振膜層 3設(shè)置于第一絕緣層2上方，通過第一絕緣層2與基底層1隔離，振膜層3由振膜有效振動 區(qū)301和無效振動區(qū)組成，振膜有效振動區(qū)301即振膜層3上覆蓋于聲腔的部位，振膜有效 振動區(qū)301之外的振膜層3為無效振動區(qū)，振膜有效振動區(qū)301的周邊連接有振膜固定部 302,振膜有效振動區(qū)301通過振膜固定部302固定于第一絕緣層2上方；第二絕緣層4設(shè) 置于振膜層3上方，且第二絕緣層4上對應聲腔的部位為上下表面貫通的第二通孔；背極 層5設(shè)置于第二絕緣層4上方，背極層5上設(shè)置有背極區(qū)501，背極區(qū)501通過第一切割線 a與背極層5的其余部位相隔離，第一切割線a向振膜層3上投影，則第一切割線a的投影 圍繞在振膜層3的振膜有效振動區(qū)301的周邊，背極區(qū)501的周邊為背極固定部502,背極 固定部502為背極區(qū)的一部分，背極區(qū)501通過背極固定部502固定于第二絕緣層4上，背 極區(qū)501的覆蓋于聲腔的部位開設(shè)有若干聲孔；背極區(qū)501和振膜層3分別與設(shè)置在MEMS 麥克風忍片上的第一電極6和第二電極7電連接。
[0032] 申請人通過研究發(fā)現(xiàn)，寄生電容的大小與背極區(qū)501下方對應的無效振動區(qū)的面 積有關(guān)，工作時，只要振膜層3的無效振動區(qū)與背極區(qū)501有上下對應的部分，則整個無效 振動區(qū)所在的區(qū)域都會形成寄生電容，在背極區(qū)501尺寸固定的情況下，無效振動區(qū)的面 積越大則寄生電容越大，參見圖1，圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的MEMS麥克風忍片的俯視圖，其中，第 一切割線a所包圍且位于振膜層3的投影內(nèi)的區(qū)域為背極區(qū)501，中屯、陰影區(qū)域為振膜有效 振動區(qū)301，振膜有效振動區(qū)301的周邊連接有振膜固定部302,振膜固定部302之外為無 效振動區(qū)，從圖1中可W看出，背極區(qū)501的外圍部分覆蓋在了無效振動區(qū)上，則形成寄生 電容的區(qū)域為整個振膜層3的無效振動區(qū)域，寄生電容較大，導致麥克風靈敏度降低。
[0033] 針對于上述發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明實施例提供了一種新的、寄生電容較小的MEMS麥克風忍 片，參見圖2和圖3,該MEMS麥克風忍片由底部到頂部依次包括：基底層1、第一絕緣層2、 振膜層3、第二絕緣層4W及背極層5,其設(shè)置與上面所述的MEMS麥克風忍片相同，不同的 是，振膜層3上還設(shè)置有第二切割線b，第二切割線b圍繞背極區(qū)501在振膜層3上的投影 區(qū)域的外邊緣W及振膜固定部302的外邊緣設(shè)置，從圖2中可W看出，第二切割線b包圍于 第一切割線a在振膜層3上的投影的外部。當然，第二切割線b可W是一條環(huán)繞的切割線， 也可W在振膜固定部302的外圍切割后，再圍繞背極固定部502在振膜層3上的投影的外 邊緣切割，即第二切割線b為兩部分組成，只要能夠使振膜層3上位于第二切割線b內(nèi)的振 膜層3與位于第二切割