CN102170605B - 微机电麦克风及其整合有滤波器的微机电麦克风芯片 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种微机电麦克风及其整合有滤波器的微机电麦克风芯片，属于微机电麦克风领域。所述的微机电麦克风包括一壳体、一微机电麦克风芯片及一集成电路，壳体具有一腔室及一开口，开口供以外界声音进入腔室，微机电麦克风芯片及集成电路均设置在腔室内的一电路布局上，且麦克风芯片适处整合有一滤波器，经由开口进入腔室的声音由麦克风芯片接收后，透过滤波器及集成电路将声音讯号转换为电讯号，传输至外部电子装置。本发明可在不增加微机电麦克风芯片尺寸的情况下，进一步缩小基板甚至是整个微机电麦克风的尺寸，且因为减少了在基板上设置滤波器的工艺，更能因此省略粘晶打线的步骤，能大福降低进行封装工艺时的成本。

Description

微机电麦克风及其整合有滤波器的微机电麦克风芯片

技术领域

本发明涉及微机电麦克风领域，尤其是一种将滤波器直接整合在微机电麦克风芯片上的微机电麦克风。

背景技术

图1所示为现有的微机电麦克风内部组件分布示意图，图中所示现有的微机电麦克风具有一基板10，且基板10上盖设有一盖子11以形成一腔室12，盖子11上开设有一开口111以连通外界与腔室12，让声音能由外界传递至腔室12内部；再者，基板10上具有一电路布局以供电性连接一麦克风芯片13、一集成电路14及一电容器15，麦克风芯片13接收经由开口111进入腔室12内的声音，且透过集成电路14及电容器15的处理，而将声音转换后的电讯号传输至外部的电子装置，例如手机或笔记本电脑等等。

由于此类微机电麦克风目前较常使用在手机或笔记本电脑等具有大量天线的电子装置当中，因此常被天线所产生的射频干扰，导致通讯质量不佳，而上述电容器15的配置，即是用来滤除900MHZ及1800MHZ的高频讯号，能达到微机电麦克风工作时高频防护的效果。

然而为了保留电容器15配置的空间，整体微机电麦克风的体积就无法缩小，对于越来越讲求薄形化设计的电子装置来说，现有的装置无法实现薄形化设计的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种将滤波器直接整合在麦克风芯片的微机电麦克风，解决现有技术存在的缺陷。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

所述的微机电麦克风包括有一壳体、一微机电麦克风芯片及一集成电路，壳体具有一腔室及一开口，开口供以外界声音进入腔室，微机电麦克风芯片及集成电路均设置在腔室内的一电路布局上，且麦克风芯片适处整合有一滤波器，经由开口进入腔室的声音由麦克风芯片接收后，透过滤波器及集成电路将声音讯号转换为电讯号，传输至外部电子装置。

进一步的，本发明微机电麦克风当中的微机电麦克风芯片包括有一基底、一振膜、一背板及一滤波器，其中基底具有一腔室，且振膜设置于腔室上，背板盖设于振膜上且与振膜保持一距离，且背板上具有数个音孔，滤波器则是设置在基底上且邻近于振膜及背板。

本发明通过在微机电麦克风芯片上直接整合一滤波器之后，即可取代以往尚须将另一滤波器独立组设于基板上的方案。本发明可在不增加微机电麦克风芯片尺寸的情况下，进一步缩小基板甚至是整个微机电麦克风的尺寸，且因为减少了在基板上设置滤波器的工艺，更能因此省略粘晶打线的步骤，能大福降低进行封装工艺时的成本。

附图说明

图1为现有微机电麦克风内部组件分布示意图；

图2为本发明所述微机电麦克风内部组件分布示意图；

图3为本发明所述微机电麦克风芯片于基底上制作第一及第二绝缘层的工艺示意图；

图4为本发明所述的微机电麦克风芯片振膜层与第一电极的工艺示意图；

图5为本发明所述微机电麦克风芯片沉积一牺牲层的工艺示意图；

图6为本发明所述的微机电麦克风芯片制作第三绝缘层及电容介电层的工艺示意图；

图7为本发明所述的微机电麦克风芯片制作背板与第二电极的工艺示意图；

图8为本发明所述的微机电麦克风芯片蚀穿基底的工艺示意图；

图9为本发明所述的微机电麦克风芯片移除牺牲层的工艺示意图；

图10为本发明所述的微机电麦克风芯片透过另一方式所成型的结构示意图；

图11为本发明所述的微机电麦克风芯片透过另一方式所成型的结构示意图。

【主要组件符号说明】

10	基板	11	盖子
				111	开口	12	腔室
13	麦克风芯片	14	集成电路
				15	电容器
20	壳体	21	腔室
				22	开口	23	基板
24	盖体	241	中板
				242	上板	30	麦克风芯片
31	滤波器	40	集成电路
				300	基底	301	第一绝缘层
302	第二绝缘层	303	振膜层
				304	第一电极	305	牺牲层
306	第三绝缘层	307	介电层
				308	导电层	309	第二电极
310	音孔	311	腔室
				312	空间	313	介电层
314	第三电极	315	电极层

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，对本发明所述的微机电麦克风及其整合有滤波器的微机电麦克风芯片作进一步详细说明。

图2所示为本发明微机电麦克风内部组件分布的示意图。图中所示本发明微机电麦克风包括有一壳体20、一微机电麦克风芯片30及一集成电路40，此处壳体20具有一腔室21及一开口22，且开口22连通腔室21与外界，微机电麦克风芯片30设置在腔室21内的一电路布局上，微机电麦克风芯片30适处设有一滤波器31，集成电路40则是设置在电路布局上且电性连接于微机电麦克风芯片30，透过微机电麦克风芯片30接收经由开口22进入腔室21内的声音，透过滤波器31及集成电路40的处理，从而将声音转换后的电讯号传输至外部例如手机或笔记本电脑等之电子装置。

上述壳体20在此实施例当中，由一基板23及一盖体24所组成，此处盖体24由一中板241及一上板242所堆叠而成，开口22开设在上板242适宜开口的位置。然而，在本发明当中，盖体24也可以是一体成型的金属盖，且在适宜开口的位置开设开口22并直接盖合于基板23上；另外，开口22在本发明当中并不限于开设于盖体24上，也可开设于基板23上适宜开口的位置。

在本实施例当中，基板23为一印刷电路板，其上设计有电路布局以供微机电麦克风芯片30及集成电路40电性连接于其上，此处微机电麦克风芯片30所嵌入的滤波器31为一电容器。

下面进一步详细说明本发明微机电麦克风芯片30的制作工艺，以方便说明如何将整合滤波器31整合至微机电麦克风芯片30上，其中制作过程中各层结构皆为对应沉积，在此为求简洁说明，故基底以下的各层结构于各图式中省略未描绘于说明书附图中。

图3所示为本发明所述的微机电麦克风芯片于基底上制作第一及第二绝缘层的工艺示意图。首先提供硅材料基底300，并于基底300上成型一第一绝缘层301及一第二绝缘层302，在此第一绝缘层301选用二氧化硅材料，而第二绝缘层302选用氮化硅材料。

图4所示为本发明所述的微机电麦克风芯片振膜层与第一电极的工艺示意图：于第二绝缘层302上由多晶硅材料以成型一振膜层303及一第一电极304。

图5所示为本发明所述的微机电麦克风芯片沉积一牺牲层的工艺示意图：于振膜层303上沉积有一牺牲层305，此处牺牲层305选用二氧化硅材料。

图6所示为本发明所述的微机电麦克风芯片制作第三绝缘层及电容介电层的工艺示意图：分别于牺牲层305及第一电极304上由氮化硅材料沉积有一第三绝缘层306及一介电层307。

图7所示为本发明所述的微机电麦克风芯片制作背板与第二电极的工艺示意图：分别于第三绝缘层306及介电层307上由多晶硅材料沉积有一导电层308及一第二电极309，且第三绝缘层306与导电层308的适当位置通过湿蚀刻方式蚀刻出数个音孔310。

图8所示为本发明所述的微机电麦克风芯片蚀穿基底的工艺示意图：由感应耦合电浆离子蚀刻系统将基底300蚀出一腔室311。

图9所示为本发明所述的微机电麦克风芯片移除牺牲层的工艺示意图：将牺牲层305移除以形成一空间312，且同时将第一绝缘层301及第二绝缘层302移除，如此将使得声音可由音孔310进入空间312，并让振膜层303为之振动。

相关微机电麦克风芯片将声音转换为电讯号的技术已经成熟，在此特别要强调的是，通过上述工艺，能让基底300上形成一滤波器31，在此滤波器31由第二绝缘层302、第一电极304、介电层307及第二电极309所组成，即可形成为一电容器结构，用来提供给微机电麦克风滤除高频杂讯。

另一实施例，如图10所示，为本发明所述的微机电麦克风芯片透过另一工艺所成型的结构示意图。与前述实施例不同之处，在于本实施在进行沉积振膜层303时，并未同时沉积第一电极304 ，而是在沉积第三绝缘层306时才将介电层307沉积在第二绝缘层302上，之后在沉积导电层308时才将第二电极309沉积于介电层307上，最后再增加沉积一介电层313及一第三电极314后以完成滤波器31结构。

另一实施例，如图11所示，为本发明所述的微机电麦克风芯片透过另一工艺所成型的结构示意图。与前述实施例不同之处，在于本实施仅在第二绝缘层302上直接沉积有一电极层315，且此处电极层315系透过光罩制程以形成梳状电容图案，而使得电极层315与第二绝缘层302即形成滤波器31结构。

最后在此必须说明的是，上述滤波器31除了可以实施为电容器外，也可以可实施为一电感器、一RC滤波器、一LC滤波器或一RLC滤波器，相关工艺应为本领域技术人员熟知，故在此不另作图式及说明。

综上所述，本发明微机电麦克风当中的微机电麦克风芯片通过半导体制作技术将滤波器整合于其上，取代了以往独立设置电容器在基板上的技术，如此一来，即可在不增加微机电麦克风芯片尺寸的情况下，进一步缩小基板的尺寸，而让整个微机电麦克风的体积缩小，且可因此省略粘晶打线的一道步骤，从而能大幅降低微机电麦克风封装时的制造成本。

以上所述仅为举例性，而非为限制性。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含于本发明的保护范围中。

Claims (8)

1.一种微机电麦克风，其特征是，包括有：

一壳体，具有一腔室及一开口，该开口连通所述腔室与外界；

一微机电麦克风芯片，设置于所述腔室内的一电路布局上，包括有：至少一振膜以及一基底，且该麦克风芯片另整合有一滤波器；以及

一集成电路，设置于所述电路布局上并电性连接于该微机电麦克风芯片。

2.如权利要求1所述的微机电麦克风，其特征是：所述的微机电麦克风芯片及所述的集成电路设置于基板上。

3.如权利要求2所述的微机电麦克风，其特征是：所述的基板为一印刷电路板。

4.如权利要求1所述的微机电麦克风，其特征是：所述的滤波器为一电容器、一电感器、一RC滤波器、一LC滤波器或一RLC滤波器。

5.一种整合有滤波器的微机电麦克风芯片，其特征是，包括有：至少一振膜以及一基底，所述基底具有一腔室，振膜设置在该腔室上；

一背板，盖设于该振膜上并与该振膜保持一距离，且该背板具有数个音孔；以及

一滤波器，设置在该基底上且邻近于该振膜及该背板。

6.如权利要求5所述的整合有滤波器的微机电麦克风芯片，其特征是：所述的基底上设置有有一绝缘层。

7.如权利要求5所述的整合有滤波器的微机电麦克风芯片，其特征是：所述滤波器包括有两电极。

8.如权利要求5所述的整合有滤波器的微机电麦克风芯片，其特征是：所述滤波器包括有一绝缘层及一电极层，该绝缘层设置于所述基底上，而该电极层设置于该绝缘层上，且该电极层上具有一梳状电容图案。