CN114390384A - 麦克风及其制造方法 - Google Patents

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吴伟昌
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Abstract

本发明公开一种麦克风，其包括具有背腔的基底、振膜、背板电极以及与振膜间隔并与振膜共同围成内腔的背板；振膜包括振动部、绝缘连接于基底的固定部以及泄露孔，背腔通过泄露孔与内腔连通；背板设有第一通孔，内腔通过第一通孔与外界连通；背板包括背板本体和由背板本体的边缘向基底方向弯折延伸且固定于基底的背板延伸部，内腔包括由背板本体与振动部间隔围成的第一内腔和由背板延伸部与固定部间隔围成的第二内腔，第一通孔设置于背板本体，泄露孔和第一通孔均与第一内腔连接；背板延伸部设有第二通孔，第二内腔通过第二通孔与外界连通。本发明还公开一种麦克风的制造方法。与相关技术相比，采用本发明的技术方案的跌落性能好。

Description

麦克风及其制造方法
【技术领域】
本发明涉及麦克风技术领域，尤其涉及一种麦克风和麦克风的制造方法。
【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末已不仅满足于通话，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。
相关技术的麦克风包括具有背腔的基底、设置于所述基底的一侧的振膜以及与所述振膜间隔并与所述振膜共同形成内腔的背板。所述振膜设有贯穿其上的泄露孔，所述背腔通过所述泄露孔与所述内腔连通；所述背板设有贯穿其上的通孔，所述内腔通过所述通孔与外界连通。其中，所述振膜包括与所述背腔正对的振动部和由所述振动部的边缘延伸且绝缘连接于所述基底的固定部，所述泄露孔贯穿所述振动部。
然而，相关技术的麦克风的所述通孔设置于所述背板的中间区域，所述背板与所述基底连接的部分为背板台阶结构，而背板台阶结构并未设有所述通孔。跌落测试是评估麦克风的重要指标之一。在跌落测试中，相关技术的麦克风通常会在背板台阶结构处破裂，造成产品良率过低。通过实验数据的分析，这种跌落失效是由于在背板台阶结构与所述固定部之间的空间区域内的气体不能及时排出，从而产生了很大的应力，该应力集中一处，进而导致背板在背板台阶结构处破裂。
因此，有必要提供一种新的麦克风和其制造方法进行改进以解决上述问题。
【发明内容】
本发明的目的是克服上述技术问题，提供一种跌落性能好的麦克风和麦克风的制造方法。
为了实现上述目的，本发明提供一种麦克风，其包括具有背腔的基底、设置于所述基底的一侧的振膜、与所述振膜间隔设置的背板以及贴合于所述背板的背板电极，所述背板与所述振膜共同围成内腔；所述振膜包括与所述背腔正对的振动部、由所述振动部的边缘延伸且绝缘连接于所述基底的固定部以及贯穿所述振动部设置的泄露孔，所述背腔通过所述泄露孔与所述内腔连通；所述背板设有贯穿其上的第一通孔，所述内腔通过所述第一通孔与外界连通；所述背板包括背板本体和由所述背板本体的边缘向所述基底方向弯折延伸且固定于所述基底的背板延伸部，所述内腔包括由所述背板本体与所述振动部间隔围成的第一内腔和由所述背板延伸部与所述固定部间隔围成的第二内腔，所述第一内腔与所述第二内腔连通；所述第一通孔设置于所述背板本体，所述泄露孔和所述第一通孔均与所述第一内腔连接；所述背板延伸部设有贯穿其上的第二通孔，所述第二内腔通过所述第二通孔与外界连通。
优选的，所述背板延伸部呈台阶结构。
优选的，所述背板延伸部包括由所述背板本体的边缘向所述基底方向弯折延伸的第一台阶、由所述第一台阶向远离所述背板本体的方向弯折延伸且绝缘压设于所述固定部的第二台阶以及由所述第二台阶向远离所述背板本体的方向弯折延伸且固定于所述基底的第三台阶，所述第二内腔为所述第一台阶、所述第二台阶以及所述固定部共同围成，所述第二通孔设置于所述第一台阶。
优选的，所述麦克风还包括绝缘层，所述绝缘层设置于所述固定部与所述基底之间，所述第三台阶位于所述绝缘层的外侧。
优选的，所述背板电极贴合于所述背板靠近所述第一内腔的一侧。
优选的，所述背板电极沿所述振膜方向的正投影完全落在所述振动部内。
本发明还提供一种所述麦克风的制造方法，该方法包括如下步骤：
S1、提供一基底层，在所述基底层的一表面上沉积氧化硅形成牺牲层；
S2、在所述牺牲层远离所述基底层一侧表面上沉积所述振膜，再依次通过曝光和刻蚀后在所述振膜形成所述振动部、所述固定部以及所述泄露孔；
S3、在所述振膜远离所述基底层一侧表面上沉积氧化硅形成电极间隙层，沉积的氧化硅填充所述泄露孔并与所述牺牲层连接；
S4、在所述电极间隙层远离所述基底层一侧表面上沉积背板电极，所述背板电极包括多个；
S5、在所述基底层、所述电极间隙层以及所述背板电极上沉积背板，再依次通过曝光和刻蚀后在所述背板形成所述第一通孔和所述第二通孔；
S6、所述基底层上进行刻蚀形成所述背腔和所述基底；
S7、通过进行硅湿刻蚀以释放所述电极间隙层和部分所述牺牲层，以形成所述内腔、所述绝缘层以及将所述内腔和所述背腔连通的所述泄露孔。
8、根据权利要求7所述的麦克风的制造方法，其特征在于，所述电极间隙层为靠近所述振膜的第一层氧化硅和第二层氧化硅依次沉积形成；其中，所述第一层氧化硅的面积大于所述第二层氧化硅的面积，所述第二层氧化硅和与所述第二层氧化硅重叠部分的所述第一层氧化硅通过硅湿刻蚀以释放形成所述第一内腔，所述第一层氧化硅的另一部分通过硅湿刻蚀以释放形成所述第二内腔。
优选的，所述振膜的材料和所述背板电极的材料均为多晶硅。
优选的，所述背板的材料为氮化硅。
与现有技术相比，本发明的麦克风通过将背板设置背板本体和由所述背板本体的边缘向所述基底方向弯折延伸且固定于所述基底的背板延伸部，形成由所述背板延伸部与所述固定部间隔围成的第二内腔，并在所述背板延伸部设置贯穿其上的第二通孔，从而所述第二内腔通过所述第二通孔与外界连通。该结构使得由所述背板延伸部与所述固定部间隔围成的第二内腔内的空气可以直接通过所述第二通孔与外界连通，当发生麦克风跌落时，所述第二内腔内的空气可以通过所述第二通孔及时排出，避免了第二内腔内的空气在所述背板延伸部产生很大的应力，避免了所述背板延伸部破裂，从而使得采用本发明的麦克风和麦克风的制造方法的跌落性能好。
【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为本发明实施例提供的麦克风的剖面结构示意图；
图2为本发明实施例提供的麦克风的制造方法的流程示意图；
图3为本发明实施例提供的与步骤S1对应的麦克风的制造方法的流程示意图；
图4为本发明实施例提供的与步骤S2对应的麦克风的制造方法的流程示意图；
图5为本发明实施例提供的与步骤S3对应的麦克风的制造方法的流程示意图；
图6为本发明实施例提供的与步骤S4对应的麦克风的制造方法的流程示意图；
图7为本发明实施例提供的与步骤S5对应的麦克风的制造方法的流程示意图；
图8为本发明实施例提供的与步骤S6对应的麦克风的制造方法的流程示意图；
图9为本发明实施例提供的与步骤S7对应的麦克风的制造方法的流程示意图。
【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。
本发明提供一种麦克风100。
请参阅图1所示，图1为本发明实施例提供的麦克风的剖面结构示意图。所述麦克风100包括基底1、振膜2、背板3、背板电极4以及绝缘层5。
所述基底1具有背腔10。所述基底1由硅基半导体材料制成。
所述振膜2设置于所述基底1的一侧。所述振膜2可以是矩形的，也可以是圆形、椭圆形等其它形状。所述振膜2通过绝缘层5与所述基底1相连。
具体的，所述振膜2包括与所述背腔10正对的振动部21、由所述振动部21的边缘延伸且绝缘连接于所述基底1的固定部22以及贯穿所述振动部21设置的泄露孔20。所述背腔10通过所述泄露孔20与所述内腔40连通。所述绝缘层5设置于所述固定部22与所述基底1之间。
所述背板3与所述振膜2间隔设置。所述背板3与所述振膜2共同围成内腔40。在所述麦克风100通电工作时，所述背板3与所述振膜2会带上极性相反的电荷，从而形成电容。当所述振膜2在声波的作用下产生振动，所述振膜2与所述背板3之间的距离会发生变化，从而导致电容发生改变，进而将声波信号转化为了电信号，实现所述麦克风100的相应功能。
具体的，所述背板3包括背板本体31和由所述背板本体31的边缘向所述基底1方向弯折延伸且固定于所述基底1的背板延伸部32。所述内腔40包括由所述背板本体31与所述振动部21间隔围成的第一内腔401和由所述背板延伸部32与所述固定部22间隔围成的第二内腔402。其中，所述第一内腔401与所述第二内腔402连通。
其中，所述背板3设有贯穿其上的第一通孔301。具体的，所述第一通孔301设置于所述背板本体31。所述内腔40通过所述第一通孔301与外界连通。所述泄露孔20和所述第一通孔301均与所述第一内腔401连接。
所述背板延伸部32设有贯穿其上的第二通孔302。所述第二内腔402通过所述第二通孔302与外界连通。该结构使得由所述背板延伸部32与所述振膜2间隔形成的第二内腔402内的空气可以直接通过第二通孔302与外界连通。当发生麦克风跌落时，第二内腔402内的空气可以及时排出，避免了第二内腔402内的空气在所述背板延伸部32产生很大的应力，避免了所述背板延伸部32破裂，从而使得采用本发明的麦克风100的跌落性能好。
本实施方式中，所述背板延伸部32呈台阶结构。具体的，所述背板延伸部32包括由所述背板本体31的边缘向所述基底1方向弯折延伸的第一台阶321、由所述第一台阶321向远离所述背板本体31的方向弯折延伸且绝缘压设于所述固定部22的第二台阶322以及由所述第二台阶322向远离所述背板本体31的方向弯折延伸且固定于所述基底1的第三台阶323。所述第二内腔402为所述第一台阶321、所述第二台阶322以及所述固定部22共同围成。所述第二通孔302设置于所述第一台阶321。所述第三台阶323位于所述绝缘层5的外侧。该结构有利于所述麦克风100制造简单，结构结实，提高了所述麦克风100的可靠性。
所述背板电极4贴合于所述背板3。。所述背板电极4贴合于所述背板3靠近所述第一内腔401的一侧。所述背板电极4用于通电工作时，使得所述背板3与所述振膜2会带上极性相反的电荷，从而形成电容。本实施方式中，所述背板电极4沿所述振膜2方向的正投影完全落在所述振动部21内。该结构有利于与所述振膜2形成电容，从而提高了所述麦克风100的电学性能。
所述绝缘层5设置于所述固定部22与所述基底1之间。所述绝缘层5为绝缘材料制成。
本发明还提供一种所述麦克风100的制造方法。
请参阅图2所示，图2为本发明实施例提供的麦克风的制造方法的流程示意图。所述麦克风100的制造方法包括如下步骤：
S1、提供一基底层11，在所述基底层11的一表面上沉积氧化硅形成牺牲层51。
请参阅图3所示，图3为本发明实施例提供的与步骤S1对应的麦克风的制造方法的流程示意图。
S2、在所述牺牲层51远离所述基底层11一侧表面上沉积所述振膜2，再依次通过曝光和刻蚀后在所述振膜2形成所述振动部21、所述固定部22以及所述泄露孔20。本实施方式中，所述振膜2的材料为多晶硅。
请参阅图4所示，图4为本发明实施例提供的与步骤S2对应的麦克风的制造方法的流程示意图。
S3、在所述振膜2远离所述基底层11一侧表面上沉积氧化硅形成电极间隙层400，沉积的氧化硅填充所述泄露孔20并与所述牺牲层51连接。
请参阅图5所示，图5为本发明实施例提供的与步骤S3对应的麦克风的制造方法的流程示意图。所述电极间隙层400为靠近所述振膜2的第一层氧化硅400a和第二层氧化硅400b依次沉积形成。其中，所述第一层氧化硅400a的面积大于所述第二层氧化硅400b的面积，所述第二层氧化硅400b和与所述第二层氧化硅400b重叠部分的所述第一层氧化硅400a通过硅湿刻蚀以释放形成所述第一内腔401，所述第一层氧化硅400a的另一部分通过硅湿刻蚀以释放形成所述第二内腔402。
S4、在所述电极间隙层400远离所述基底层11一侧表面上沉积背板电极4。所述背板电极4包括多个。本实施方式中，所述背板电极4的材料为多晶硅。
请参阅图6所示，图6为本发明实施例提供的与步骤S4对应的麦克风的制造方法的流程示意图。
S5、在所述基底层11、所述电极间隙层400以及所述背板电极4上沉积背板3，再依次通过曝光和刻蚀后在所述背板3形成所述第一通孔301和所述第二通孔302。本实施方式中，所述背板3的材料为氮化硅。
请参阅图7所示，图7为本发明实施例提供的与步骤S5对应的麦克风的制造方法的流程示意图。
S6、所述基底层11上进行刻蚀形成所述背腔10和所述基底1。
请参阅图8所示，图8为本发明实施例提供的与步骤S6对应的麦克风的制造方法的流程示意图。
S7、通过进行硅湿刻蚀以释放所述电极间隙层400和部分所述牺牲层51，以形成所述内腔40、所述绝缘层5以及将所述内腔40和所述背腔10连通的所述泄露孔20。
请参阅图9所示，图9为本发明实施例提供的与步骤S7对应的麦克风的制造方法的流程示意图。
通过上述步骤S1-S9可制成所述麦克风100。因此，采用本发明的所述麦克风100的制造方法的跌落性能好。
与现有技术相比，本发明的麦克风通过将背板设置背板本体和由所述背板本体的边缘向所述基底方向弯折延伸且固定于所述基底的背板延伸部，形成由所述背板延伸部与所述固定部间隔围成的第二内腔，并在所述背板延伸部设置贯穿其上的第二通孔，从而所述第二内腔通过所述第二通孔与外界连通。该结构使得由所述背板延伸部与所述固定部间隔围成的第二内腔内的空气可以直接通过所述第二通孔与外界连通，当发生麦克风跌落时，所述第二内腔内的空气可以通过所述第二通孔及时排出，避免了第二内腔内的空气在所述背板延伸部产生很大的应力，避免了所述背板延伸部破裂，从而使得采用本发明的麦克风和麦克风的制造方法的跌落性能好。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种麦克风，其包括具有背腔的基底、设置于所述基底的一侧的振膜、与所述振膜间隔设置的背板以及贴合于所述背板的背板电极，所述背板与所述振膜共同围成内腔；
所述振膜包括与所述背腔正对的振动部、由所述振动部的边缘延伸且绝缘连接于所述基底的固定部以及贯穿所述振动部设置的泄露孔，所述背腔通过所述泄露孔与所述内腔连通；
所述背板设有贯穿其上的第一通孔，所述内腔通过所述第一通孔与外界连通；其特征在于，
所述背板包括背板本体和由所述背板本体的边缘向所述基底方向弯折延伸且固定于所述基底的背板延伸部，所述内腔包括由所述背板本体与所述振动部间隔围成的第一内腔和由所述背板延伸部与所述固定部间隔围成的第二内腔，所述第一内腔与所述第二内腔连通；
所述第一通孔设置于所述背板本体，所述泄露孔和所述第一通孔均与所述第一内腔连接；
所述背板延伸部设有贯穿其上的第二通孔，所述第二内腔通过所述第二通孔与外界连通。
2.根据权利要求1所述的麦克风，其特征在于，所述背板延伸部呈台阶结构。
3.根据权利要求1所述的麦克风，其特征在于，所述背板延伸部包括由所述背板本体的边缘向所述基底方向弯折延伸的第一台阶、由所述第一台阶向远离所述背板本体的方向弯折延伸且绝缘压设于所述固定部的第二台阶以及由所述第二台阶向远离所述背板本体的方向弯折延伸且固定于所述基底的第三台阶，所述第二内腔为所述第一台阶、所述第二台阶以及所述固定部共同围成，所述第二通孔设置于所述第一台阶。
4.根据权利要求3所述的麦克风，其特征在于，所述麦克风还包括绝缘层，所述绝缘层设置于所述固定部与所述基底之间，所述第三台阶位于所述绝缘层的外侧。
5.根据权利要求1所述的麦克风，其特征在于，所述背板电极贴合于所述背板靠近所述第一内腔的一侧。
6.根据权利要求1所述的麦克风，其特征在于，所述背板电极沿所述振膜方向的正投影完全落在所述振动部内。
7.一种如权利要求1所述麦克风的制造方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
S1、提供一基底层，在所述基底层的一表面上沉积氧化硅形成牺牲层；
S2、在所述牺牲层远离所述基底层一侧表面上沉积所述振膜，再依次通过曝光和刻蚀后在所述振膜形成所述振动部、所述固定部以及所述泄露孔；
S3、在所述振膜远离所述基底层一侧表面上沉积氧化硅形成电极间隙层，沉积的氧化硅填充所述泄露孔并与所述牺牲层连接；
S4、在所述电极间隙层远离所述基底层一侧表面上沉积背板电极，所述背板电极包括多个；
S5、在所述基底层、所述电极间隙层以及所述背板电极上沉积背板，再依次通过曝光和刻蚀后在所述背板形成所述第一通孔和所述第二通孔；
S6、所述基底层上进行刻蚀形成所述背腔和所述基底；
S7、通过进行硅湿刻蚀以释放所述电极间隙层和部分所述牺牲层，以形成所述内腔、所述绝缘层以及将所述内腔和所述背腔连通的所述泄露孔。
8.根据权利要求7所述的麦克风的制造方法，其特征在于，所述电极间隙层为靠近所述振膜的第一层氧化硅和第二层氧化硅依次沉积形成；其中，所述第一层氧化硅的面积大于所述第二层氧化硅的面积，所述第二层氧化硅和与所述第二层氧化硅重叠部分的所述第一层氧化硅通过硅湿刻蚀以释放形成所述第一内腔，所述第一层氧化硅的另一部分通过硅湿刻蚀以释放形成所述第二内腔。
9.根据权利要求7所述的麦克风的制造方法，其特征在于，所述振膜的材料和所述背板电极的材料均为多晶硅。
10.根据权利要求7所述的麦克风的制造方法，其特征在于，所述背板的材料为氮化硅。
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