CN104602173A - 一种硅电容麦克风及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种硅电容麦克风及其制备方法，硅电容麦克风包括：基板，其上具有一声腔；振膜，设置于声腔上部并与基板固连，被声压波激发时实现机械振动；背极，位于振膜上部，其上具有多个开孔；背极与振膜上分别设置有用于引出电极的焊盘，背极与振膜之间设置有固定的气隙，背极、气隙与振膜构成一个电容器，其中，振膜的中心区域设置有多个宽度渐变的、与振膜的中心不相连且互不相交的线段形非贯穿性褶皱。

Description

一种硅电容麦克风及其制备方法

技术领域

本发明涉及麦克风领域，具体而言，涉及一种硅电容麦克风及其制备方法。

背景技术

微机电（MEMS，Micro-Electro-Mechanical System）麦克风或称硅麦克风，因其体积小、适于表面贴装等优点而被广泛用于平板电子装置的声音采集，例如：手机、MP3、录音笔和监听器材等。相关技术中，硅电容麦克风包括基底、背极板和振膜。其中，振膜是硅电容麦克风的核心部件，既需要灵敏地敏感声压信号并将之转化为电信号，又需要在外界风压吹击、跌落冲击的应力和内部加工工艺释放应力作用后保持性能基本不变地正常工作。其中多晶硅振膜的释放应力，是其中的一项关键技术，这项技术不仅与释放应力的工艺水平有关，也与设计结构时预先设置的褶皱有关。有效的褶皱设置，不但可以释放工艺完成后的应力，更可以在现有工艺水平的应力控制范围内使大批量制作的硅电容麦克风灵敏度、线性度、信噪比等指标得到显著提高。

传统的硅微麦克风一般包括振膜构成的振动部和与基底相连的支撑部，支撑部的截面为矩形。这种超静定的结构层对振膜在MEMS工艺过程中产生的应力梯度无法释放，振膜屈曲强度低，工艺要求高。因此，有必要针对此问题提供一种新型的振膜。

为了适应硅微麦克风的振膜释放应力的需要并保证产品一致性，现有技术提出了制作应力消除结构或者更换振膜材料的方式来实现应力消除。例如，中国专利CN101572850A和CN102065354A分别给出了一种平面内和平面外消除应力的振膜的结构方案，美国专利US20060280319更是给出了一种通过振膜边缘悬臂梁上的褶皱消除振膜应力的方案。

上述方案虽然均能取得较好的应力消除效果，但对于多晶硅振膜而言，由于文章做在了悬挂结构上，均使结构成为了非全封闭的开放性结构，在受到外界风压吹击或跌落冲击的情况下容易造成结构失效。相应地，在振膜上设置褶皱便成为一条行之有效的途径。有中国专利CN101931852A给出了一种使用单晶硅制作全封闭振膜并在振膜上制作褶皱消除应力的方案，但相对多晶硅工艺和材料而言，其方案中的自停止腐蚀法制作单晶硅振膜的工艺相对复杂，成本也较高。其发明人在专利中也指出，使用多晶硅工艺实现同样目标，其应力一致性的控制难度太高。此外，中国专利CN201491265U给出了有褶皱的全封闭振膜，但由于其仅应用于传统的微型电容式麦克风，无需像本发明一样根据多晶硅的多种相关参数来确定振膜上的褶皱特殊的排布方式。

针对在封闭多晶硅振膜上设置褶皱时的褶皱形状和排布，美国专利US20120091546给出了一种尽量消除和释放多晶硅应力的方案。但由于其目标是尽量消除和释放多晶硅振膜的应力，根据相关力学理论，其褶皱的深度和褶皱剖面形状在工艺允许的条件下便对应其发明中指出的相应技术方案和制备方法，受工艺的局限较大。

中国专利CN102264021A通过在悬挂膜片的悬臂梁上设置褶皱来加强悬臂梁的刚度，但由于仅应用在悬臂梁上，对整个振膜的优化效果有限。中国专利CN201403199Y通过在振膜上设置槽来改善低频特性，但由于其槽多与中心相连且互相相交，未设置工艺允许的倒角，存在较大释放应力的隐患，极有可能在实际加工工艺中面临与US20120091546类似的对低应力工艺的要求；此外，其槽没有采取变宽度的手段，导至随着半径的增大其凸凹面积比急剧下降，降低了通过槽来优化膜片振型的空间，故只能在使用低应力工艺完成其膜片制备的前提下对低频特性作改善。

申请号为201310078621.7的中国专利，提出了一种允许残余较宽应力范围的放置褶皱的方法，大大降低了大批量生产对工艺中残余应力控制范围的要求，使得现有工艺水平的多晶硅振膜的残余应力控制范围可以制作高可靠性高一致性多晶硅振膜的硅电容麦克风，从而既无需像US20120091546一样专门追求低应力从而对工艺应力控制水平作极限要求，也无需像专利CN101931852A一样为避开多晶硅振膜的残余应力控制范围较宽的问题而选择使用更高成本的单晶硅振膜。但其主要目标是释放应力以适合较宽的残余应力范围的工艺，对振型改善有限，换言之，硅电容麦克风的灵敏度、线性度、信噪比等指标还可以通过应用本发明中褶皱放置方式来在同样的残余应力范围工艺水平下继续得到显著提高。

发明内容

本发明提供一种硅电容麦克风及其制备方法，用以改善振膜受外界冲击和受高压气流吹击后的可靠性，帮助释放应力提高内应力一致性保证成品率之余，通过优化敏感运动的振型，提高其灵敏度、线性度和信噪比，从而大批量生产价廉物美的麦克风，拓宽产品的应用场合，满足人民群众日益增长的相关物质文化生活需要。

为达到上述目的，本发明提供了一种硅电容麦克风，包括：

基板，其上具有一声腔；

振膜，设置于声腔上部并与基板固连，被声压波激发时实现机械振动；

背极，位于振膜上部，其上具有多个开孔；

背极与振膜上分别设置有用于引出电极的焊盘，背极与振膜之间设置有固定的气隙，背极、气隙与振膜构成一个电容器，其中，振膜的中心区域设置有多个宽度渐变的、与振膜的中心不相连且互不相交的线段形非贯穿性褶皱。

较佳的，振膜的厚度为0.1-2微米，气隙的宽度为0.01～20微米。

较佳的，振膜的材料为导电多晶硅，通过淀积的工艺实现。

较佳的，振膜的中心处设置有直径为1～100微米的通气圆孔，其中通气圆孔的直径振膜中心区域所设置的线段形褶皱刚化后的变形状况相关。

较佳的，振膜上互不相交的线段形褶皱是往复的或单向的，其方向是向上或向下的，其凸凹比介于10%～90%之间；当线段形褶皱为往复的时，往复的线段形褶皱延展到振膜边缘；当线段形褶皱为单向的时，单向的线段形褶皱延展在振膜内部。

较佳的，当背极的厚度小于厚度阈值且背极的刚度小于刚度阈值时，背极上还设置有线段形褶皱，用于加强背极的刚度。

较佳的，振膜的线段形褶皱与振膜所在平面间的过渡面与振膜的夹角为钝角；振膜的线段形褶皱与振膜所在平面之间的过渡面之间设置有倒角。

较佳的，振膜的线段形褶皱的数量、剖面形状、褶皱深度、褶皱位置、间距、宽度随半径和角度的变化根据振膜的刚度、厚度、残余应力分布范围和优化后变形状况确定。

为达到上述目的，本发明还提供了一种硅电容麦克风的制备方法，包括以下步骤：

在基板的表面淀积二氧化硅牺牲层并选择性地掩蔽和刻蚀该二氧化硅牺牲层；

在掩蔽和刻蚀后的该二氧化硅牺牲层的表面再次淀积二氧化硅，形成第一牺牲层，以确保褶皱与振膜所在平面间的过渡面与振膜的夹角为钝角；

在第一牺牲层的表面淀积振膜，并选择性地掩蔽和刻蚀振膜制作其中心通气圆孔，利用第一牺牲层的形状形成褶皱，得到振膜结构；

在振膜表面淀积第二牺牲层，对第二牺牲层进行选择性地掩蔽和刻蚀；

在掩蔽和刻蚀后的第二牺牲层的表面淀积背极，利用第二牺牲层的形状形成突起，同时通过调整工艺参数利用第一牺牲层或第二牺牲层的原始形状形成褶皱；并选择性地掩蔽和刻蚀背极，在背极上形成多个穿孔；

以背极为掩膜，刻蚀第二牺牲层，使背极上穿孔部分下方的振膜层暴露出来；

在背极和振膜上的暴露部分，制作金属化电极，对振膜的电极和背极的电极分别作电气引出并制作焊盘；

在基板背面选择性地掩蔽和刻蚀，制作声腔，声腔从基板上对应于设置振膜的中心区域贯穿整个基板；

采用湿法刻蚀第一牺牲层和第二牺牲层，去除基板与振膜的可动部分之间的第一牺牲层以及振膜的可动部分与背极之间的第二牺牲层，释放结构。

本发明的技术方案使得现有工艺水平的多晶硅振膜的残余应力控制范围可以制作高可靠性高一致性多晶硅振膜的硅电容麦克风之余，进一步提高灵敏度、线性度、信噪比等指标，从而既无需像US20120091546一样专门追求低应力从而对工艺应力控制水平作极限要求，也无需像专利CN101931852A一样为避开多晶硅振膜的残余应力控制范围较宽的问题而选择使用更高成本的单晶硅振膜。换言之，使得高性能的硅电容麦克风可在较宽残余应力范围工艺水平下也可以大规模生产。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是现有技术的麦克风导电多晶硅振膜结构与背极的敏感变形情况的剖视示意图；

图2是本发明一个实施例的麦克风导电多晶硅振膜结构与背极的敏感变形情况的剖视示意图；

图3是本发明优选实施例的一种褶皱排布俯视示意图；

图4是本发明优选实施例的另一种褶皱排布俯视示意图；

图5是本发明优选实施例的又一种褶皱排布俯视示意图；

图6是本发明优选实施例的再一种褶皱排布俯视示意图；

图7是本发明优选实施例的一种褶皱排布和其它褶皱设置方案组合的俯视示意图；

图8是本发明对比实施例的另一种褶皱排布和空气圆孔组合的俯视示意图；

图9是本发明优选实施例的又一种褶皱排布和其它褶皱设置方案组合的俯视示意图；

图10是本发明优选实施例的再一种褶皱排布和其它褶皱设置方案组合的俯视示意图；

图11是本发明一个实施例的制备方法在基板上淀积二氧化硅牺牲层的示意图；

图12是本发明一个实施例的制备方法在掩蔽和刻蚀后的牺牲层表面再次淀积二氧化硅牺牲层的示意图；

图13是本发明一个实施例的制备方法形成振膜结构的示意图；

图14是本发明一个实施例的制备方法在振膜表面刻蚀第二层牺牲层的示意图；

图15是本发明一个实施例的制备方法刻蚀第二层牺牲层的示意图；

图16是本发明一个实施例的制备方法淀积背极的示意图；

图17是本发明一个实施例的制备方法暴露振膜层的示意图；

图18是本发明一个实施例的制备方法制作引出电极焊盘的示意图；

图19是本发明一个实施例的制备方法制作声腔的示意图；

图20是本发明一个实施例的制备方法制备的硅电容麦克风的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明用于提供一种硅电容麦克风，在保证可靠性、一致性和良率的基础上采用导电多晶硅制作高灵敏度线性度信噪比的麦克风关键部分，以及振膜，并通过在振膜上按指定方法，根据振型优化需要，结合工艺、工序特点及残余应力分布情况设置褶皱和通气圆孔；相应的褶皱也可设置在背极上。下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是现有技术的麦克风导电多晶硅振膜结构与背极的敏感变形情况的剖视示意图；如图1所示，背极1和振膜5在受到声压波激发时发生变形。通常的变形背极2和变形振膜4的形状使得电容的相对变化主要发生在振膜中央位置，边缘位置的位移较小。这样，可以发现两者的相对变形虽然占据了两者之间的固定区域3的间隙空间，但由于主要变形仅发生在中央位置，电容变化的效率受到了限制。这是由于振膜较薄后，中央区域薄膜的刚度相对边缘设计和下降过的支撑部分差距不明显。相关力学理论指出，同一片振膜上刚度随着半径的梯度变化较小，也会使得发生敏感运动的应变随着半径的变化率波动不大；换言之，此时位移分布是由边缘到中心缓慢增加的。

在这样的力学模型下，根据圣维南原理，如果要让位移分布在中心处都较大而平缓，而在边缘处陡然减小到固定锚区位置，从而得到较高的灵敏度、信噪比和线性度指标，就需要采取如增加中心处的膜厚等手段以硬化其中心区域来达到相应目标。但受整体刚度、应力分布和工艺可行性等因素影响，将振膜厚度增加的工艺将难度大成本高，与本发明希望以低成本工艺大批量生产高性能产品的初衷是背道而驰的。

相关力学理论指出，在按一定方案设置了褶皱的振膜结构可以在力学模型上被抽象为各向异性材料振膜。正是应用了此原理，以中国专利201310078621.7为代表的诸多方案通过设置环形（或其它封闭图形）褶皱来释放应力，同时，环形褶皱的存在降低了振膜在边缘处的径向刚度，但其周向刚度却增加了。本发明反其道而行之，通过在振膜上设置线段性褶皱，来牺牲周向刚度增加径向刚度，从而达到硬化轴对称声压波驱动下的振膜中心区域的目的。从而使振膜实现类似图2的变形，同时避开使用真正增加振膜厚度的复杂工艺。

图20是本发明一个实施例的制备方法制备的硅电容麦克风的结构示意图；图2是本发明一个实施例的麦克风导电多晶硅振膜结构与背极的敏感变形情况的剖视示意图；如图所示，硅电容麦克风包括：一块基板201，基板上有一个声腔；一块振膜203，设于声腔上部并与基板固连，被声压波激发时实现机械振动；一块背极205，位于振膜203上部，该背极上有多个开孔；其中，在振膜203与背极205上分别设有电极引出的焊盘206和207以作电气连接之用；在所述背极205与振膜203之间设置有固定的气隙，气隙宽度为0.01～20微米；所述背极205、气隙与振膜203构成一个电容器。振膜203为圆形，包括有多个宽度渐变的、与中心不相连的直线段或曲线段形非贯穿性褶皱。

此外，根据振膜上所设置的中心区域线段形褶皱刚化后的变形状况，还可在振膜中心处开有直径1～100微米的通气圆孔；导电多晶硅振膜203为圆形，因为圆形是轴对称形状，在设置褶皱时也尽量按近似轴对称方式布置，有助于优化振型后使残余应力分布更均匀，可提高产品的一致性。振膜203厚度为0.1～2微米，因为如果振膜203厚度太薄，则残余应力分布不均匀，振膜203的变形情况不可控，优化振型效果有限；如果振膜203厚度太厚，则灵敏度较低，难于达到实际应用要求。在制备时，可以用选择性掩蔽和刻蚀牺牲层的方式构造振膜203凹陷处2与振膜203凸起处3组合，再通过淀积的工艺形成褶皱。由于本发明涉及的MEMS工艺容许的残余应力范围较宽，故设置褶皱的目的并非单纯的释放应力，而是使残余应力在多晶硅振膜203上重新分布，不仅在应力释放后灵敏度更趋于一致，更可利用残余应力达到优化振型的效果。在振膜203中心处开有直径1～100微米的通气圆孔4；通气孔的存在与经褶皱调整后的振膜刚度配合，可以有效降低吹击时对振膜203的压力，如太小则没有效果，太大则损失灵敏度较多；选择轴对称的圆形是为使风压负载均匀分布。

图3是本发明优选实施例的一种褶皱排布俯视示意图；图4是本发明优选实施例的另一种褶皱排布俯视示意图；图5是本发明优选实施例的又一种褶皱排布俯视示意图；图6是本发明优选实施例的再一种褶皱排布俯视示意图；图3-图6中，黑白色各代表其凸凹部分。如图所示，图3～图6分别展示了本发明的四个示意，褶皱为互不相交变宽度非贯穿性线段形，这是为了通过轴对称的排布使应力均匀释放，并随着半径的增大提高放置褶皱的效率，褶皱可以是往复的或单向的，褶皱方向可以是向上或向下的，但应使整个振膜的凸凹比在30%～70%；这样在残余应力释放后时振膜203因释放和重新分布应力的位移相互抵消一部分，有助于优化振型。线段的方向主要为径向并作轴对称等间距分布，在半径较大处，线段的周向分量可适当增加以满足振型优化需要；在半径较大处，设置有一些较短的小线段形褶皱，以求在半径增大后增加褶皱个数，加强硬化效果以更好地优化振型；线段两两不相交，以免影响优化振型效果。振膜的正中心处不设置褶皱，以满足设置通气圆孔的需要。

由于本发明的目的是优化振型，故并不排斥在振膜上同时应用其它设置褶皱结构方案。图7是本发明优选实施例的一种褶皱排布和其它褶皱设置方案组合的俯视示意图；图8是本发明对比实施例的另一种褶皱排布和空气圆孔组合的结构剖视示意图和俯视示意图；图9是本发明优选实施例的又一种褶皱排布和其它褶皱设置方案组合的俯视示意图；图10是本发明优选实施例的再一种褶皱排布和其它褶皱设置方案组合的俯视示意图；图7-图10中，黑白色各代表其凸凹部分。图7～图10以图3的实现方式为例，展示了本发明方案与其它褶皱设置方式结合的情况。这样的结合可以满足更复杂的振型优化需要，但仍然应注意保证设置后总体振膜凸凹比在10%～90%之间以降低应力集中风险，同时还应当注意如非特别设置，本发明设置的皱褶不应与其它方式设置的皱褶相交。褶皱与振膜203所在平面的夹角为钝角，褶皱与振膜203所在平面之间过渡面之间设置有工艺允许的倒角；这是为了使褶皱在残余应力的释放时更有利于变形协调一致，有利于应力释放；振膜203上设置的所述振膜203的线段形褶皱的数量、剖面形状、褶皱深度、褶皱位置、间距、宽度随半径和角度的变化等具体参数需在设计时根据振膜刚度、厚度、残余应力分布范围和优化后变形状况确定，而这些参数可以在相应的制备方法中以通用手段实现。

这样，可以在原有的低成本工艺基础上调整导电多晶硅振膜203上的应力分布，控制其张力和顺性，使得简单工艺实现的多晶硅振膜203在应力释放后不但可靠性和一致性更好，更有着更高的灵敏度、信噪比和线性度，从而达到以较低成本和高成品率生产高性能麦克风的目的。

相应地，根据优化需要，本发明的在振膜203上设置线段形褶皱的手段也可以用在背极205上。

与上述方法实施例相适应，以下为本发明一个实施例的硅电容麦克风的制备方法实施例，如图11-20所示，该制备方法包括以下步骤：

(a).提供基板201；

(b).在基板201的表面淀积二氧化硅牺牲层，形成部分第一层牺牲层202并选择性地掩蔽和刻蚀牺牲层，通过本次刻蚀决定振膜203上的褶皱形状、数量、尺寸和分布；

(c).在掩蔽和刻蚀后的牺牲层的表面再次淀积二氧化硅牺牲层，完成第一层牺牲层202的制作，通过先刻蚀牺牲层再淀积的工艺顺序，通过淀积后二氧化硅材料的表面形状，来确保褶皱与振膜203所在平面间的过渡面与振膜203的夹角为钝角，褶皱与振膜203所在平面之间过渡面之间设置有工艺允许的倒角，且由工艺参数确定相应的角度值；否则如果先一次性淀积完第一层牺牲层202，再刻蚀其表面，则无法保证振膜203上相应的钝角和倒角；

(d).在第一层牺牲层202的表面淀积振膜203并选择性地掩蔽和刻蚀振膜203制作其中心通气圆孔，利用第一层牺牲层的形状形成褶皱，得到振膜203结构；

(e).在振膜203表面刻蚀第二层牺牲层204；

(f).对第二层牺牲层204进行选择性地掩蔽和刻蚀，为后续制备背极205下方的突起作准备；

(g).在第二层牺牲层204的表面淀积背极205，利用第二层牺牲层204的形状形成突起，同时可通过调整工艺参数选择利用第一层或第二层牺牲层的原始形状形成褶皱。选择性地掩蔽和刻蚀背极205，在背极205上形成多个穿孔以达到较好的性能；将背极205设置在振膜203上方，这样可以在振膜203可动部分受到来自下方的吹击发生变形和位移后向上移动时靠到背极205上，从而起到保护振膜203作用，同时通过预先设置在背极205上的突起，可以使振膜203可动部分受外来大负载发生变形和位移与背极205靠上后，在外界负载撤除后能被结构弹性恢复力拉回原始正常工作位置，从而避免由于面接触表面力过大使得振膜203与背极205粘附导致使结构失效。

(h)以背极205为掩膜，刻蚀第二层牺牲层204，使背极205上穿孔部分下方的振膜203层暴露；

(i)在背极205和振膜203上的暴露部分，制作金属化电极，对振膜203电极206和背极电极207分别作电气引出并制作焊盘；

(j)在基板201背面选择性地掩蔽和刻蚀，制作声腔，声腔从基板上对应于设置振膜203的中心区域贯穿整个基板；正常工作的声压负载和非正常工作时受到的吹击负载均需穿过声腔加到振膜203上；

(k).湿法同时刻蚀第一层牺牲层202和第二层牺牲层204，去除基板201与振膜203的可动部分之间的第一层牺牲层202，去除振膜203可动部分与背极205的之间的第二层牺牲层204，释放结构。最终制备的硅电容麦克风的结构如图20所示。

本发明由于采用上述技术方案和兼容较宽应力分布范围的MEMS制备方法，对振膜203使用特定的褶皱排布方式和形状尺寸，以及使用低成本导电多晶硅淀积通用工艺，本发明的有益效果是：在改善振膜受外界冲击和受高压气流吹击后的可靠性，帮助释放应力提高内应力一致性保证成品率之余，通过优化敏感运动的振型，提高其灵敏度、线性度和信噪比，从而在保证产品生产效率、可靠性和良率的基础上大幅降低高性能麦克风的量产成本，拓宽产品的应用场合。

本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

本领域普通技术人员可以理解：实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种硅电容麦克风，其特征在于，包括：

基板，其上具有一声腔；

振膜，设置于所述声腔上部并与所述基板固连，被声压波激发时实现机械振动；

背极，位于所述振膜上部，其上具有多个开孔；

所述背极与所述振膜上分别设置有用于引出电极的焊盘，所述背极与所述振膜之间设置有固定的气隙，所述背极、所述气隙与所述振膜构成一个电容器，其中，所述振膜的中心区域设置有多个宽度渐变的、与所述振膜的中心不相连且互不相交的线段形非贯穿性褶皱。

2.根据权利要求1所述的硅电容麦克风，其特征在于，所述振膜的厚度为0.1-2微米，所述气隙的宽度为0.01～20微米。

3.根据权利要求1所述的硅电容麦克风，其特征在于，所述振膜的材料为导电多晶硅，通过淀积的工艺实现。

4.根据权利要求1所述的硅电容麦克风，其特征在于，所述振膜的中心处设置有直径为1～100微米的通气圆孔，其中所述通气圆孔的直径所述振膜中心区域所设置的线段形褶皱刚化后的变形状况相关。

5.根据权利要求1所述的硅电容麦克风，其特征在于，所述振膜上互不相交的线段形褶皱是往复的或单向的，其方向是向上或向下的，其凸凹比介于10%～90%之间；当所述线段形褶皱为往复的时，往复的所述线段形褶皱延展到所述振膜边缘；当所述线段形褶皱为单向的时，单向的所述线段形褶皱延展在所述振膜内部。

6.根据权利要求1所述的硅电容麦克风，其特征在于，当所述背极的厚度小于厚度阈值且所述背极的刚度小于刚度阈值时，所述背极上还设置有线段形褶皱，用于加强所述背极的刚度。

7.根据权利要求1所述的硅电容麦克风，其特征在于，所述振膜的线段形褶皱与所述振膜所在平面间的过渡面与所述振膜的夹角为钝角；所述振膜的线段形褶皱与所述振膜所在平面之间的过渡面之间设置有倒角。

8.根据权利要求1所述的硅电容麦克风，其特征在于，所述振膜的线段形褶皱的数量、剖面形状、褶皱深度、褶皱位置、间距、宽度随半径和角度的变化根据所述振膜的刚度、厚度、残余应力分布范围和优化后变形状况确定。

9.一种硅电容麦克风的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

在基板的表面淀积二氧化硅牺牲层并选择性地掩蔽和刻蚀该二氧化硅牺牲层；

在掩蔽和刻蚀后的该二氧化硅牺牲层的表面再次淀积二氧化硅，形成第一牺牲层，以确保褶皱与振膜所在平面间的过渡面与振膜的夹角为钝角；

在所述第一牺牲层的表面淀积振膜，并选择性地掩蔽和刻蚀振膜制作其中心通气圆孔，利用所述第一牺牲层的形状形成褶皱，得到振膜结构；

在振膜表面淀积第二牺牲层，对所述第二牺牲层进行选择性地掩蔽和刻蚀；

在掩蔽和刻蚀后的所述第二牺牲层的表面淀积背极，利用所述第二牺牲层的形状形成突起，同时通过调整工艺参数利用所述第一牺牲层或所述第二牺牲层的原始形状形成褶皱；并选择性地掩蔽和刻蚀所述背极，在所述背极上形成多个穿孔；

以所述背极为掩膜，刻蚀所述第二牺牲层，使所述背极上穿孔部分下方的振膜层暴露出来；

在所述背极和所述振膜上的暴露部分，制作金属化电极，对所述振膜的电极和所述背极的电极分别作电气引出并制作焊盘；

在所述基板背面选择性地掩蔽和刻蚀，制作声腔，所述声腔从所述基板上对应于设置所述振膜的中心区域贯穿整个所述基板；

采用湿法刻蚀所述第一牺牲层和所述第二牺牲层，去除所述基板与所述振膜的可动部分之间的所述第一牺牲层以及所述振膜的可动部分与所述背极之间的所述第二牺牲层，释放结构。