CN112929804A - Mems麦克风芯片 - Google Patents

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陈燕鑫
张睿
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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Abstract

本发明提供了一种MEMS麦克风芯片，包括基底以及固定于所述基底的振膜，所述振膜包括通过所述振膜的振动产生电信号的感应振膜、环绕所述感应振膜并与所述感应振膜间隔形成狭缝的非感应振膜，所述非感应振膜包括沿与所述振膜的振动方向相垂直延伸的非感应区域，所述非感应振膜还包括加强筋，所述加强筋沿所述振膜振动方向支撑所述非感应区域。与相关技术相比，本发明提供的MEMS麦克风芯片的所述加强筋分担了外界冲击对非感应区域的部分载荷，优化了非感应区域的应力分布，提升了非感应区域抵抗吹气、跌落等大气流冲击的能力，降低了非感应区域发生断裂的风险，提高了MEMS麦克风芯片的工作寿命。

Description

MEMS麦克风芯片
【技术领域】
本发明涉及声电领域，尤其涉及一种MEMS麦克风芯片。
【背景技术】
随着无线通讯的发展，全球移动电话用户越来越多，用户对移动电话的要求己不仅满足于通话，而且要能够提供高质量的通话效果，尤其是目前移动多媒体技术的发展，移动电话的通话质量更显重要，移动电话的麦克风作为移动电话的语音拾取装置，其设计好坏直接影响通话质量，而作为麦克风的重要组成部件的MEMS麦克风芯片显得尤为重要。
在相关技术的MEMS麦克风芯片的工艺制程中，芯片的背腔结构通常通过在晶圆背面进行深反应离子刻蚀(DRIE)基底形成，由于工艺偏差的存在，靠近振膜区域的基底边界位置的一致性较差。非感应振膜区的固定端通过支撑柱与基底和背板相连，但非感应振膜区自由端大部分面积暴露在背腔正上方，形成类似悬臂梁结构。在吹气、跌落等大气流冲击下的可靠性场景中，非感应振膜区的自由端会承受强烈的冲击出现应力集中，产生裂纹甚至断裂。断裂的非感应振膜区降低了振膜的声阻抗R，使froll-off值增大，低衰变得更严重，造成麦克风芯片低频失效。非感应振膜区断裂的碎片还极易进入感应振膜区，降低麦克风芯片的灵敏度甚至发生短路失效。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种降低了非感应振膜区发生断裂的风险的MEMS麦克风芯片。
为了达到上述目的，本发明提供了一种MEMS麦克风芯片，包括基底以及固定于所述基底的振膜，所述振膜包括通过所述振膜的振动产生电信号的感应振膜、环绕所述感应振膜并与所述感应振膜间隔形成狭缝的非感应振膜，所述非感应振膜包括沿与所述振膜的振动方向相垂直延伸的非感应区域，所述非感应振膜还包括加强筋，所述加强筋沿所述振膜振动方向支撑所述非感应区域。
优选地，所述基底包括固定部，所述固定部设有背腔，所述非感应区域在远离所述感应振膜的一端具有向所述固定部延伸并间隔设置的多个第一支撑柱，所述加强筋连接所述非感应区域以及所述第一支撑柱。
优选地，所述加强筋的横截面呈三角形，其中，所述加强筋的一边与所述非感应区域连接，一边与所述第一支撑柱固定连接。
优选地，所述加强筋的横截面呈四边形，其中，所述加强筋的一边与所述非感应区域连接，一边与靠近所述背腔的所述第一支撑柱连接，一边与所述固定部固定连接。
优选地，所述加强筋沿所述振膜振动方向的正投影均位于所述非感应区域上。
优选地，所述MEMS麦克风芯片还包括与所述振膜组成电容系统的背板，所述背板包括固定于所述基底上且呈阶梯设置的侧壁以及与所述侧壁远离所述基底的一侧连接的顶壁，所述加强筋连接所述非感应区域以及所述侧壁。
优选地，所述加强筋的横截面呈三角形，其中，所述加强筋的一边与所述非感应区域连接、一边与所述侧壁固定连接。
优选地，所述加强筋的横截面呈四边形，其中，所述加强筋的一边与所述非感应区域连接，一边与所述侧壁连接，一边与所述顶壁固定连接。
优选地，所述加强筋沿所述振膜振动方向的正投影均位于所述非感应区域上。
优选地，所述MEMS麦克风芯片为压电式MEMS麦克风芯片或者光学式MEMS麦克风芯片。
与相关技术相比，本发明提供的MEMS麦克风芯片的所述加强筋能支撑所述非感应区域，分担了外界冲击对非感应区域的部分载荷，优化了非感应区域的应力分布，提升了非感应区域抵抗吹气、跌落等大气流冲击的能力。在极端冲击的场景下，加强筋延缓了非感应区域初始微裂纹发展到断裂临界值的工作时间，降低了非感应区域发生断裂的风险，提高了MEMS麦克风芯片的工作寿命。
【附图说明】
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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，其中：
图1为本发明的MEMS麦克风芯片的立体结构示意图；
图2为本发明的MEMS麦克风芯片的爆炸结构示意图；
图3为本发明的MEMS麦克风芯片的背板结构示意图；
图4为本发明的MEMS麦克风芯片实施例一的图1中A-A剖视图；
图5为本发明的MEMS麦克风芯片其他实施例的图1中A-A剖视图；
图6为本发明的MEMS麦克风芯片实施例二的图1中A’-A’剖视图；
图7为本发明的MEMS麦克风芯片其他实施例的图1中A’-A’剖视图。
【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，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，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做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。
实施例一
请参阅图1-4，本发明提供的MEMS声麦克风芯片100包括基底1和固定于所述基底1的电容系统2。
具体的，所述基底1包括固定部11，所述固定部11中央形成有背腔10，所述电容系统2固定于所述固定部11上；所述电容系统2包括分别固定于所述固定部11的背板21和振膜22。
所述背板21具有收容空间210，所述振膜22容纳于所述收容空间210内，具体的，所述背板21包括固定于所述固定部11上且呈阶梯设置的侧壁211以及与所述侧壁211远离所述固定部11的一侧连接的顶壁212；所述顶壁212具有多个间隔设置的通孔2120，所述顶壁212与所述振膜22间隔设置，外界声压通过所述通孔2120传递至所述振膜22上，引起所述振膜22振动，所述振膜22向靠近和远离所述背板21方向振动以使得所述振膜22与所述背板21之间电容的电容量产生变化。因此，可以生成与外界声压的变化相对应的电信号，该电信号通过与所述电容系统2连接的外部电路输出。
如图4所示，所述顶壁212靠近所述振膜22一侧还设有防黏连柱2121，所述防黏连柱2121由所述顶壁212在多个所述通孔2120之间向所述振膜22延伸形成，所述防黏连柱2121能够避免振膜22在振动过程中与所述顶壁212黏连。
所述振膜22包括感应振膜221、环绕所述感应振膜221间隔设置的非感应振膜222；所述感应振膜221和所述非感应振膜222之间形成狭缝220；所述感应振膜221具有向所述固定部11延伸的连接部2211，所述感应振膜221通过所述连接部2211固定于所述固定部11上；且所述感应振膜221与所述顶壁212间隔设置。优选地，所述感应振膜221大致呈四边形，所述连接部2211位于所述所述感应振膜221的四个拐角处。
所述非感应振膜222包括沿与所述振膜22的振动方向相垂直延伸的非感应区域2222以及与所述非感应区域2222连接的加强筋2223，所述非感应区域2222远离所述感应振膜221的一端具有向所述固定部11延伸并间隔设置的多个第一支撑柱2221，所述非感应区域2222通过所述第一支撑柱2221分别与所述固定部11以及所述侧壁211固定连接。
所述加强筋2223位于所述非感应区域2222靠近所述感应振膜221与所述固定部11的一端，所述加强筋2223的横截面呈四边形，其中，所述加强筋2223的一边与所述非感应区域2222连接，一边与靠近所述背腔10的所述第一支撑柱2221连接，一边与所述固定部11固定连接；可以理解的是，在其他实施例中，如图5所示，所述加强筋2223的横截面也可以呈三角形，其中，所述加强筋2223的一边与所述非感应区域2222固定连接，一边与靠近所述背腔10的所述第一支撑柱2221固定连接。
所述加强筋2223沿所述振膜22振动方向的正投影均位于所述非感应区域2222上。
可以理解的是，所述MEMS麦克风芯片可以为压电式MEMS麦克风芯片或者光学式MEMS麦克风芯片等不包含背板的MEMS麦克风芯片。
与相关技术相比，本发明提供的MEMS麦克风芯片100的所述加强筋2223能够支撑非感应区域2222，分担了外界冲击对非感应区域2222的部分载荷，优化了非感应区域2222的应力分布，提升了非感应区域2222抵抗吹气、跌落等大气流冲击的能力。在极端冲击的场景下，加强筋2223延缓了非感应区域2222初始微裂纹发展到断裂临界值的工作时间，降低了非感应区2222域发生断裂的风险，提高了MEMS麦克风芯片100的工作寿命。
此外，该MEMS麦克风芯片100的所述加强筋2223无需增加新的掩膜，仅需调整振膜22沉积前牺牲层的工艺参数即可实现，工艺简单，不增加成本。
实施例二
如图6所示，实施例二与实施例一的区别在于：所述加强筋2223’位于所述非感应区域2222’靠近所述感应振膜221’与所述顶壁212’的一端，所述加强筋2223’的横截面呈四边形，其中，所述加强筋2223’的一边与所述非感应区域2222’连接，一边与所述侧壁211’连接，一边与所述顶壁212’固定连接；可以理解的是，在其他实施例中，如图7所示，所述加强筋2223’的横截面也可以呈三角形，其中，所述加强筋2223’的一边与所述非感应区域2222’固定连接，一边与所述侧壁211’固定连接。
可以理解的是，在其他实施例中，所述加强筋包括两个，其可以是实施例一与实施例二的任意组合。
以上所述的仅是本发明的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种MEMS麦克风芯片，包括基底以及固定于所述基底的振膜，所述振膜包括通过所述振膜的振动产生电信号的感应振膜、环绕所述感应振膜并与所述感应振膜间隔形成狭缝的非感应振膜，所述非感应振膜包括沿与所述振膜的振动方向相垂直延伸的非感应区域，其特征在于，所述非感应振膜还包括加强筋，所述加强筋沿所述振膜振动方向支撑所述非感应区域。
2.根据权利要求1所述的MEMS麦克风芯片，其特征在于，所述基底包括固定部，所述固定部设有背腔，所述非感应区域在远离所述感应振膜的一端具有向所述固定部延伸并间隔设置的多个第一支撑柱，所述加强筋连接所述非感应区域以及所述第一支撑柱。
3.根据权利要求2所述的MEMS麦克风芯片，其特征在于，所述加强筋的横截面呈三角形，其中，所述加强筋的一边与所述非感应区域连接，一边与所述第一支撑柱固定连接。
4.根据权利要求2所述的MEMS麦克风芯片，其特征在于，所述加强筋的横截面呈四边形，其中，所述加强筋的一边与所述非感应区域连接，一边与靠近所述背腔的所述第一支撑柱连接，一边与所述固定部固定连接。
5.根据权利要求3或4中任一项所述的MEMS麦克风芯片，其特征在于，所述加强筋沿所述振膜振动方向的正投影均位于所述非感应区域上。
6.根据权利要求1所述的MEMS麦克风芯片，其特征在于，所述MEMS麦克风芯片还包括与所述振膜组成电容系统的背板，所述背板包括固定于所述基底上且呈阶梯设置的侧壁以及与所述侧壁远离所述基底的一侧连接的顶壁，所述加强筋连接所述非感应区域以及所述侧壁。
7.根据权利要求6所述的MEMS麦克风芯片，其特征在于，所述加强筋的横截面呈三角形，其中，所述加强筋的一边与所述非感应区域连接、一边与所述侧壁固定连接。
8.根据权利要求6所述的MEMS麦克风芯片，其特征在于，所述加强筋的横截面呈四边形，其中，所述加强筋的一边与所述非感应区域连接，一边与所述侧壁连接，一边与所述顶壁固定连接。
9.根据权利要求7或8中任一项所述的MEMS麦克风芯片，其特征在于，所述加强筋沿所述振膜振动方向的正投影均位于所述非感应区域上。
10.根据权利要求1所述的MEMS麦克风芯片，其特征在于，所述MEMS麦克风芯片为压电式MEMS麦克风芯片或者光学式MEMS麦克风芯片。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114143687A (zh) * 2021-11-08 2022-03-04 歌尔微电子股份有限公司 微机电系统压电麦克风、其制造方法及电子设备

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102740200A (zh) * 2011-03-31 2012-10-17 英飞凌科技股份有限公司 具有带锥形表面的薄膜支撑的微机械声换能器
CN203368755U (zh) * 2013-07-26 2013-12-25 歌尔声学股份有限公司 抗冲击硅基mems麦克风
US20160088402A1 (en) * 2014-08-11 2016-03-24 Memsensing Microsystems (Suzhou, China) Co., Ltd. Capacitive micro-electro-mechanical system microphone and method for manufacturing the same
CN207820227U (zh) * 2018-01-08 2018-09-04 瑞声声学科技(深圳)有限公司 Mems麦克风
CN112492474A (zh) * 2020-11-23 2021-03-12 瑞声新能源发展(常州)有限公司科教城分公司 Mems麦克风芯片
CN213661943U (zh) * 2020-11-25 2021-07-09 瑞声声学科技(深圳)有限公司 一种mems麦克风芯片

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102740200A (zh) * 2011-03-31 2012-10-17 英飞凌科技股份有限公司 具有带锥形表面的薄膜支撑的微机械声换能器
CN203368755U (zh) * 2013-07-26 2013-12-25 歌尔声学股份有限公司 抗冲击硅基mems麦克风
US20160088402A1 (en) * 2014-08-11 2016-03-24 Memsensing Microsystems (Suzhou, China) Co., Ltd. Capacitive micro-electro-mechanical system microphone and method for manufacturing the same
CN207820227U (zh) * 2018-01-08 2018-09-04 瑞声声学科技(深圳)有限公司 Mems麦克风
CN112492474A (zh) * 2020-11-23 2021-03-12 瑞声新能源发展(常州)有限公司科教城分公司 Mems麦克风芯片
CN213661943U (zh) * 2020-11-25 2021-07-09 瑞声声学科技(深圳)有限公司 一种mems麦克风芯片

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114143687A (zh) * 2021-11-08 2022-03-04 歌尔微电子股份有限公司 微机电系统压电麦克风、其制造方法及电子设备

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