CN215345059U - 一种电容式mems麦克风结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电容式MEMS麦克风结构，包括：衬底；振膜，振膜位于衬底上方；背板，背板位于振膜上方，背板包括电极区和非电极区；支架，支架位于衬底和背板之间，用于支撑振膜和背板；气隙，气隙位于振膜、背板以及支架之间；其中，电容式MEMS麦克风结构还包括加强背板的机械强度的加固框，加固框设置于非电极区的背板的表面。本实用新型的电容式MEMS麦克风结构中设置有加固框，能够提高背板的机械强度，并避免因为局部应力过于集中而产生裂纹损坏，有助于提升电容式MEMS麦克风的性能和可靠性。

Description

一种电容式MEMS麦克风结构

技术领域

本实用新型涉及麦克风技术领域，尤其涉及一种电容式MEMS麦克风结构。

背景技术

MEMS，全称Micro Electromechanical System，微机电系统。是指尺寸在几毫米乃至更小的高科技装置，其内部结构一般在微米甚至纳米量级，是一个独立的智能系统。主要由传感器、动作器(执行器)和微能源三大部分组成。微机电系统涉及物理学、半导体、光学、电子工程、化学、材料工程、机械工程、医学、信息工程及生物工程等多种学科和工程技术；为智能系统、消费电子、可穿戴设备、智能家居、系统生物技术的合成生物学与微流控技术等领域开拓了广阔的用途。常见的产品包括MEMS加速度计、电容式MEMS麦克风、微马达、微泵、微振子、MEMS压力传感器、MEMS陀螺仪、MEMS湿度传感器等以及它们的集成产品。

麦克风是把声学信号转换为电信号以能将音频信号作处理。这种声电转换的可用不同技术实现，但电容麦克风是其中的主流。电容麦克风中的薄膜随着声学信号而运动，这种运动引起电容产生变化，进而产生电信号。

电容式MEMS麦克风包含在一个固定硅基板上悬浮的两个电极板，其中之一电极板为可灵活自由振动的振膜，另一个电极板为和非振动的背板。此结构形成一个可变电容。固定电压施加于振膜与背板之间，声波通过底部的空腔进入麦克风，传入的声波改变气压,引起振膜振动,因而改变振膜与背板之间的距离，进而改变电容值，电容值变化量的大小则直接决定其输出电压变化量的大小(灵敏度的高低)。

对MEMS电容式麦克风而言，设计上背板是要求具较高机械强度高，并具有允许空气通过的多孔结构设计，较高比率的多孔设计可有效的降低空气声阻，从而改善电容式MEMS麦克风的信噪比，但缺点是会牺牲有效的感测电极面积及背板的机械刚性，进而影响MEMS电容式麦克风的灵敏度及失真，造成麦克风性能不稳定和可靠性。平衡考量是MEMS电容式麦克风设计的一大课题。

本实用新型主要是针对前述背板刚性不足影响声学性能及可靠性的问题而作出的设计。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种电容式MEMS麦克风结构，通过在电容式MEMS麦克风结构中，在背板表面相应区域设置加固框，能够分散应力，提高背板结构的机械强度，解决因应力高度集中产生裂纹等问题，有助于提升电容式MEMS麦克风的性能和机械可靠性。

为实现上述目的，本实用新型一方面提供一种电容式MEMS麦克风结构，作为其中一种实施方式，所述电容式MEMS麦克风结构包括：

衬底；

振膜，所述振膜位于所述衬底上方；

背板，所述背板位于所述振膜上方，所述背板包括电极区和非电极区；

支架，所述支架位于所述衬底和所述背板之间，用于支撑所述振膜和所述背板；

气隙，所述气隙位于所述振膜、所述背板以及所述支架之间；

其中，所述电容式MEMS麦克风结构还包括加强所述背板的机械强度的加固框，所述加固框设置于所述非电极区的背板的表面。

作为其中一种实施方式，所述加固框设置于所述非电极区的背板的下表面，所述下表面为靠近所述气隙的一面。

作为其中一种实施方式，所述加固框设置于所述非电极区的背板的上表面，所述上表面为远离所述气隙的一面。

作为其中一种实施方式，所述背板上设置有第二声孔。

作为其中一种实施方式，所述加固框上设置有多个第一声孔，与所述加固框对应的背板区域设置有多个与所述第一声孔对应的第二声孔，所述第一声孔、所述第二声孔以及所述气隙依次连通。

作为其中一种实施方式，所述第一声孔的形状为圆形、椭圆形、蜂巢型、方形以及三角形或六边形中的任意一种。

作为其中一种实施方式，所述加固框与所述支架靠近气隙的侧壁连接。

作为其中一种实施方式，所述加固框环绕所述电极区设置。

作为其中一种实施方式，所述电容式MEMS麦克风结构还包括锚区，所述锚区连接于所述振膜和所述背板之间，并位于所述支架和所述气隙之间，以用于形成所述气隙时保护所述支架。

作为其中一种实施方式，加固框的位置分布于背板上且位于非电极区，且环绕于所述第二声孔之间的固体区域。

作为其中一种实施方式，所述加固框与所述锚区靠近所述气隙的侧壁连接。

本实用新型的电容式MEMS麦克风结构，通过设置加固框，可以提供整体结构优良的机械刚性，使结构能承受高强度的外部压力测试，并降低及分散内部应力集中，从而大幅降低结构应力超过结构及材料本身的破坏强度，进而结构崩溃的风险。具体地，将背板分为较外围的非电极区及较内侧的电极区，可增加MEMS电容式麦克风的感测效率，因此，本申请进而在背板靠近外围处的非电极区的表面，额外地设置一加固框，当在MEMS麦克风的振膜受声压作用时，此加固框的设置可以大幅提高背板的机械刚性，所以本申请可以在加固框对应的背板区域设计较高比率的声孔来降低空气声阻，且不会因此牺牲过多的背板机械刚性，而造成背板因同步受声压作用而产生过度的扰动，并影响声学讯号的攫取的正确性的问题。同时，在背板的电极区，可减少背板的声孔比率来提高有效的电极面积，来增加MEMS电容式麦克风的灵敏度，也因为加固框的设置，帮助背板不致于会因为孔洞尺寸的变大，而使得背板增加非线性及非对称变形的比率，进而增加了MEMS电容式麦克风的声学失真，另外，因此加固框的设置提高了结构刚性，所以也可直接降低背板的厚度来减少空气声阻。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本申请一实施例提供的电容式MEMS麦克风制造方法的流程示意图。

图2～图11为本申请实施例1中制造电容式MEMS麦克风各主要步骤所呈现的剖面结构示意图。

图12为本申请一实施方式的电容式MEMS麦克风结构的剖面结构示意图。

图13为本申请一实施方式的加固框的俯视示意图。

具体实施方式

应当理解，此次所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的范围。

需要说明，除非另有定义，本公开使用的技术术语或科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人所理解的通常意义。本公开中涉及“第一”、“第二”等类似的描述并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。

为了确保本公开实施例的以下说明清楚且简明，本公开省略了已知功能和已知部件的详细说明，着重于本实用新型的实用新型点进行描述。

需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本实用新型构思。因此，附图中仅示出与本实用新型有关的组件，而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

现有技术中，电容式MEMS麦克风一般包括振膜、背板和支架，其中背板，尤其是背板和支架连接的拐角区域由于应力问题，容易产生裂纹破损，导致电容式MEMS麦克风的性能和机械可靠性变差。针对该问题，本实用新型进行了改进，下面以相应的实施例进行详细说明。

实施例1

本实施例中提供一种电容式MEMS麦克风结构的制造方法，请参阅图1，图1为本申请一实施例提供的电容式MEMS麦克风结构制造方法的工艺流程图。如图1所示，该方法包括以下步骤：

步骤S11:提供一衬底。

具体地，请参考图2，衬底200用于为电容式MEMS麦克风结构的形成提供工艺平台，其材质可以采用硅衬底、锗衬底、硅锗衬底、碳化硅衬底、绝缘体上硅衬底、绝缘体上锗衬底、玻璃衬底、III-V族化合物衬底(例如氮化镓衬底或砷化镓基衬底等)或其它合适的衬底。本实施例中，衬底200以为硅衬底为例，但并非局限于此。

步骤S12:于衬底上形成第一牺牲层。

具体地，请参考图2，通过采用化学气相沉积或其它合适的方法形成第一牺牲层310于衬底200上，第一牺牲层310的材质优选采用二氧化硅，以便与后续形成的振膜400形成绝缘，且形成较高的选择蚀刻比，以避免对振膜400造成损伤。但第一牺牲层的材质的选择并非局限于此，还可以包括如氮化硅或氧化硅与氮化硅的叠层，或其它合适的材料，具体可以根据需要进行选择，此处不作限制。

作为示例，于衬底上形成第一牺牲层，后还可包括步骤S121:图形化第一牺牲层以形成第一环形通槽。

具体地，请参考图3，采用光刻、刻蚀或其它合适的工艺图形化第一牺牲层310，形成第一环形通槽311，以用于后续填充背板非导电材料形成锚区，锚区用于连接并支撑振膜和背板，并在后续形成气隙时用于保护环绕气隙的支架部分。

当然需要说明的是，锚区作为保护及支撑结构，也可以采用其他方式形成，此处不作限制。例如按照现有技术中的不单独开设第一环形通槽311，使用原有的牺牲层定义锚区，即保留一部分牺牲层作为锚区。

步骤S13:于第一牺牲层上形成振膜，振膜的下表面与第一牺牲层的上表面连接。

具体地，请参考图4，于第一牺牲层310上形成振膜400。如图所示，先通过采用物理气相沉积或其它合适的方法形成振膜材料层,然后采用光刻和刻蚀等工艺图形化以得到振膜400。其中，振膜400作为电容式MEMS麦克风的振动电极，振膜400的材质可包括多晶硅或其它具有弹性的金属。

作为示例，于第一牺牲层上形成振膜，后还包括步骤S131：去除第一环形通槽对应的振膜部分。

具体地，请参考图4，锚区作为支撑结构连接振膜、背板和衬底，因此，需要对每层的相应部分进行开孔，以便填充相应的材料，例如背板非导电材料以形成锚区。其中，形成锚区可以分阶段形成，也可以一次形成，在此不作限制。

需要说明的是，锚区是对现有技术中MEMS麦克风的支架进行的改进，实质上相当于支架的一部分，也就相当于给支架的额外做了一道保护墙，以用于后续去除预定区域的牺牲层形成气隙和支架时，形成完整及稳定的支架。

步骤S14:形成第二牺牲层，第二牺牲层位于第一牺牲层上，并覆盖振膜。

具体地，请参考图5，形成第二牺牲层320，第二牺牲层320位于第一牺牲层310上并覆盖振膜400。其中，通过采用化学气相沉积、物理气相沉积或其它合适的方法形成第二牺牲层320,第二牺牲层320的材质可包括二氧化硅或其它合适的材料。第二牺牲层320的材质可以与第一牺牲层310的材质相同，也可以不同，此处不作限制。但作为一优选，第二牺牲层320的材质与振膜400的材质之间具有较高的选择蚀刻比，避免后续刻蚀时对振膜400的损伤。

作为示例，在步骤S14后，还包括：去除第二牺牲层上与所述第一环形通槽311相对应的部分，以用于形成锚区。

步骤S15：形成第三牺牲层，第三牺牲层位于第二牺牲层上，并覆盖第二牺牲层。

具体地，请参考图6，形成第三牺牲层330，第三牺牲层330位于第二牺牲层320上。其中，通过采用化学气相沉积、物理气相沉积或其它合适的方法形成第三牺牲层330,第三牺牲层330的材质可包括二氧化硅或其它合适的材料。第三牺牲层330的材质可以与第二牺牲层320的材质相同，也可以不同，此处不作限制。但作为一优选，第三牺牲层330的材质与振膜400的材质之间具有较高的选择蚀刻比，避免后续刻蚀时对振膜400的损伤。

作为示例，在步骤S15后，还包括：去除第三牺牲层上与所述第一环形通槽311相对应的部分，以用于形成锚区。

步骤S16：图形化所述第三牺牲层得到图形通槽，以用于形成加强背板机械强度的加固框。

具体地，请参考图7，通过光刻、刻蚀等工艺形成图形通槽331于第三牺牲层330的外围部分，图形通槽331贯穿第三牺牲层330，其中图形通槽331可以呈环绕的网格状。而网格的形状可为圆形、椭圆形,蜂巢形、方形,三角形、多边形或是任意形状，图形通槽331用于后续填充背板材料形成加固框。

作为示例，在步骤S16后，还包括：进一步形成阻挡块凹槽于第三牺牲层中。

具体得，请参考图8，通过光刻、刻蚀等工艺进一步形成阻挡块凹槽332于第三牺牲层中，其中，阻挡块凹槽332可以贯穿第三牺牲层，也可以不贯穿，在此不作限制

步骤S17：形成背板导电层于第三牺牲层上，并图形化所述背板导电层以形成背板的电极区。

具体地，请参考图8，通过物理气相沉淀或其它合适的方法沉积导电材料，形成背板导电层，所述背板导电层覆盖第三牺牲层330上，并去除相关部分以得到电极区600。其中电极区600覆盖区域对应电容式MEMS麦克风的感测区域，以和振膜400形成电容结构，也就是电容式MEMS麦克风的有效电容区域，然后通过光刻、刻蚀等工艺去除背板导电层位于阻挡块凹槽332所对应区域的部分，并去除阻挡块凹槽332内的导电材料，并形成第三声孔610于电极区600中，其中，背板导电层的材质可包括多晶硅或其它合适的材料。

步骤S18:形成背板非导电层于第三牺牲层上，并覆盖背板的电极区以及填充图形通槽，以形成背板的非电极区和加固框，加固框与背板的非电极区的表面连接。

具体地，如图9所示，通过先采用化学气相沉积、物理气相沉积或其它合适的方法沉积非导电材料以形成背板非导电层，背板非导电层覆盖第三牺牲层330的顶面与侧面，并填充进图形通槽331成加固框500，并形成背板非电极区700，加固框500底部凸出于气隙900内(请参考图11)。背板非导电层的材质可使用绝缘材料或其它合适的材料。当然背板的非电极区700和加固框500也可以分开形成，也可以在形成背板的非电极区700时形成加固框500，此处不做限定。形成加固框500后，也就相当于形成了第一声孔510，即形成加固框500后，在后续去除加固框中相应的牺牲层后即形成了第一声孔510，即加固框500上具有多个第一声孔510，(请参考图11)。

需要说明的是，背板的非电极区700和背板的电极区600实质上是背板的不同层，即背板的导电层和非导电层，只是在本申请的技术方案中，背板非导电层的区域大于背板导电层的区域，也就是说在气隙范围内，背板非导电层的区域并不一定存在背板导电层，也就是背板导电层位于气隙的中间区域，而在背板导电层的两端，也就是气隙两端对应的背板非导电层的表面设置有加固框500。当然加固框500也可以根据背板电极区500的不同设置方式，延伸至中间区域。

作为示例，背板非导电层还覆盖第一环形通槽及不同层上与第一环形通槽相对应的区域，以形成锚区。

具体的,请参考图9，背板非导电层覆盖第一环形通槽311及振膜400、第二牺牲层320、第三牺牲层330上与第一环形通槽相对应的区域，以形成锚区800。即形成背板非导电层时，采用的非导电材料填充进第一环形通槽311及振膜400、第二牺牲层320、第三牺牲层330上与第一环形通槽相对应的区域，以形成锚区800。锚区800连接衬底200、振膜400以及背板700，背板700覆盖锚区800。当然，锚区800可以分阶段填充形成，也可以一次填充形成，在此不作限定。也就是说，形成锚区800时，即在各牺牲层上刻孔，形成机械层在衬底上的支柱，并用于提供电学连接。值得注意的是，在形成加固框500以及锚区800时,可以用单一的掩膜,也可以使用不同的掩膜来形成加固框500以及锚区800。

请参考图10，本实施例中，还形成第二声孔710于背板非电极区700中，与背板电极区600对应的背板非电极区上的第二声孔710、及背板电极区600中的第三声孔610及气隙依次连通。与加固框500对应的背板非电极区700上的第二声孔710与加固框500上的第一声孔510以及气隙依次连通。

作为示例，形成背板非导电层时，背板非导电材料还填充进阻挡块凹槽332中以构成与背板非电极区700下表面连接的阻挡块720，用于防止振膜400与背板的电极区600粘连。

本实施例中，请参考图11，还可进一步包括采用化学机械抛光或其它合适的工艺减薄衬底200，并采用深反应离子蚀刻或其它合适的工艺形成空腔210于衬底200中，空腔210在垂直方向贯穿衬底200。

作为示例，还包括去除衬底210、振膜400之间，并在锚区800内侧的第一牺牲层310。

最后于制程最后的结构释放,还包括将结构运作区的第二牺牲层及第三层牺牲层去除,包括加固框500的内侧壁和锚区800包围的部分以得到位于背板非电极区700与振膜400之间的气隙900。

需要说明的是，在未形成锚区800的实施方式中，通过将结构运作区(也就是预设区域)的第二牺牲层及第三层牺牲层去除,得到位于背板非电极区700与振膜400之间的气隙900，以及气隙两侧的支架300。此时没有锚区800的保护，在去除相关牺牲层时，容易对支架300造成破坏。

本实施例中，加固框500形成于背板非电极区700的一侧,并位于所述振膜400以及所述背板非电极区700之间的气隙900，底部凸出于气隙900。

作为示例，加固框500与锚区800的内侧壁连接。

具体地，请参考图12，本实施方式中，加固框500与锚区800的内侧壁连接，以更好的实现支撑，加强稳固。

需要说明的是，本实用新型技术方案，也可以去除锚区800，即不包括锚区800，锚区800实质上是为了在将结构运作区的第二牺牲层及第三层牺牲层去除形成气隙900和气隙900两侧的支架300时，保护支架300的完整性。没有锚区800时，加固框可以直接与支架300连接，图12示出连线更好的说明加固框与锚区800连接，或者为一体形成，相对于以牺牲层作为支架，利用锚区800和加固框一体形成，机械结构更加稳定。

本实施例中，形成加固框500时，于加固框500上形成第一声孔510，以可供声波进入，第一声孔510形状为圆形、椭圆形,蜂巢形、方形,三角形、多边形或是任意形状。

具体地，请参考图13，图13示出一实施例加固框的俯视图。如图11所示，背板材料填充进图形通槽331以形成加固框500，加固框上形成有第一声孔510。本实施方式中，加固框作为整体结构，环绕背板电极区600设置，当然在其他实施方式中，也可以是不连续的环绕背板电极区600设置。

至此，根据该方法制造得到一种电容式MEMS麦克风结构，通过在电容式MEMS麦克风结构中，在背板的非电极区的表面设置加固框500，能够分散应力，提高背板结构的机械强度，解决因应力高度集中产生裂纹等问题，有助于提升电容式MEMS麦克风的性能和机械可靠性。

实施例2

本实施例提供又一种电容式MEMS麦克风结构的制造方法，本实施例与实施例1提供的电容式MEMS麦克风结构的制造方法的不同之处在于，形成加固框的步骤不同，具体为对实施例1中的步骤S4、S5以及S6进行了改变，因此共同部分请参考实施例1，本实施方式具体为：

步骤S21:提供一衬底；

步骤S22:于所述衬底上形成第一牺牲层；

步骤S23:于所述第一牺牲层上形成振膜，所述振膜的下表面与所述第一牺牲层的上表面连接；

步骤S24:形成第二牺牲层，所述第二牺牲层位于所述第一牺牲层上，并覆盖所述振膜；

步骤S25:图形化所述第二牺牲层得到图形通槽，以用于形成加强背板机械强度的加固框；

步骤S26:形成第三牺牲层，所述第三牺牲层覆盖所述第二牺牲层和所述图形通槽的表面，以用于抬高所述加固框；

步骤S27:形成背板导电层于所述第三牺牲层上，并图形化所述背板导电层以形成背板的电极区；

步骤S28:形成背板非导电层于所述第三牺牲层上，并覆盖所述背板的电极区以及填充所述图形通槽以形成所述背板的非电极区和所述加固框，所述加固框与所述背板的非电极区的表面连接；

步骤S29:去除所述背板与所述振膜之间的预设区域的牺牲层，以形成位于所述背板和所述振膜之间的气隙，以及位于所述衬底和所述背板之间，用于支撑所述振膜和所述背板的支架。

具体地，实施例1和实施例2中第三牺牲层都是为了抬高加固框的位置，只是不同的两种方式，本实施例通过在第二牺牲层中进行图形化得到图形通槽，该图形通槽贯穿第二牺牲层，然后形成第三牺牲层，第三牺牲层覆盖第二牺牲层和图形通槽的表面，即相当于将一张完整的第三牺牲层铺设于第二牺牲层上，对于图形通槽部分，对应的第三牺牲层凹陷下去铺设于图形通槽表面，从而抬高了第二牺牲层和图形通槽表面的高度，以便在形成加固框时抬高形成的加固框的高度。而实施例1中的方式实质上相当于一层牺牲层，即第二牺牲层和第三牺牲层为一层，也就是在一层上进行图形化，只是图形通槽并未贯穿而已，例如将一层的厚度做到第二牺牲层加第三牺牲层的厚度。

需要说明的是，本实施例只是对加固框部分进行说明，而对支架进行改进额外形成的锚区步骤请参考实施例1。

实施例3

本实施例提供又一种电容式MEMS麦克风结构的制造方法，本实施例与实施例1提供的电容式MEMS麦克风结构的制造方法的不同之处在于，省去了步骤S5：形成第三牺牲层，第三牺牲层位于第二牺牲层上并覆盖振膜。即步骤S5后的所有步骤工艺均直接在第二牺牲层上进行。

实施例1作为较优的方式，实质上是通过多添加一层牺牲层，抬高加固框的位置，当然通过多层和增加单层的厚度，同样可以实现相同的抬高效果，只是多层时可以使用不同的材料，方便相关操作。具体步骤请参考实施例1相关步骤描述。

实施例4

本实施例提供一种电容式MEMS麦克风结构，请参考图12，显示为一电容式MEMS麦克风结构的剖面结构示意图。如图12所示，该电容式MEMS麦克风结构包括：

衬底200；

振膜400，振膜400位于衬底200上方；

背板，背板位于振膜400上方，背板包括电极区600和非电极区700；

支架300，支架300位于衬底200和背板的非电极区700之间，用于支撑振膜400和背板；

气隙900，气隙900位于振膜400、背板的非电极区700以及支架300之间；

其中，电容式MEMS麦克风结构还包括加强背板的机械强度的加固框500，加固框500位于气隙900中，并设置于非电极区700靠近气隙900的一面。

作为示例，加固框500环绕电极区600设置。

作为示例，电极区600上设置有多个第三声孔610。

作为示例，非电极区700上设置有多个第二声孔710。

作为示例，加固框500上设置有多个第一声孔510。

作为示例，电极区600上的第三声孔610与非电极区700上对应区域的第二声孔710及气隙900互相连通。

作为示例，加固框500上的第一声孔510形状为圆形、椭圆形、蜂巢形、方形或三角形中的任意一种。

具体地，加固框500上的第一声孔510的形状可以为圆形、椭圆形、蜂巢形、方形或三角形，甚至任意形状，此处不作限定。需要说明的是，第一声孔510可以是通过实施例1中提到的图形通槽331进行实现，也可以是其它合适的工艺。

作为示例，加固框500呈环绕的网格状。

具体地，加固框500呈环绕的网格状，即加固框500在非电极区环绕电极区600设置，其中网格状可以是通过加固框500上的第一声孔510形成。

作为示例，非电极区700靠近振膜400的一面连接有阻挡块720，阻挡块720的下表面凸出于电极区600靠近振膜400的一面。

作为示例，还包括锚区800，锚区800连接于衬底200和背板之间，并位于支架300和气隙900之间，以用于形成气隙900时保护支架300。

作为示例，锚区800与非电极区700的材料相同。

具体地，锚区800可以独立在各层挖孔，后续使用背板材料或其他材料填充，也可以一次性挖坑。锚区连接至衬底200，且其形成材料与背板700相同，可以更好地进行结构释放，形成完整及稳定的支架300。

作为示例，加固框500与锚区800靠近气隙900的侧壁连接。

作为示例，所述电容式MEMS麦克风结构可以通过实施例1所述的方法制造得到，也可以采用其它合适的方法制造，此处不应过分限制本实用新型的保护范围。其中各结构的具体描述参考前述实施例，在此不再进行赘述。

需要说明的是，非电极区700即未设置导电电极的背板区域，电极区600即设置导电电极的背板区域，如图12所示，即背板靠近气隙900的一面的部分表面区域。

综上，本实用新型的电容式MEMS麦克风结构通过设置用于加强背板的机械强度的加固框，可以提供整体结构优良的机械强度，使结构能承受高强度的外部压力测试，并降低及分散内部应力集中，从而大幅降低结构应力超过结构及材料本身的破坏强度，进而结构崩溃的风险。并且设置加固框还可以帮助背板不会因为声孔尺寸变大，而使得背板增加非线性及非对称变形的比率，导致电容式MEMS麦克风的声学失真。另外，由于加固框的设置提高了结构刚性，所以也可直接降低背板(背板的非导电层)的厚度来减少空气声阻。

实施例5

本实用新型实施例的又一种电容式MEMS麦克风结构，与实施例4不同的是，本实施例中加固框500的设置位置进行了改变。具体地，请部分参考图12，本实施例中电容式麦克风结构包括：

衬底200；

振膜400，振膜400位于衬底200上方；

背板，背板位于振膜400上方，背板包括电极区600和非电极区700；

支架300，支架300位于衬底200和背板的非电极区700之间，用于支撑振膜400和背板；

气隙900，气隙900位于振膜400、背板以及支架300之间；

其中，电容式MEMS麦克风结构还包括加强背板的机械强度的加固框500，加固框设置于非电极区700远离气隙900的一面。

具体地，本实施例的共同部分的具体说明请参考前述实施例，在此不再进行赘述。需要说明的是，在其它实施例中可以在背板的非电极区的两侧(两面)都设置加固框，即结合实施例4和5。

在其它实施例中，本实用新型的加固框结构还可以用于单振膜、双背板的电容式MEMS麦克风结构中，以加强背板的机械强度，避免其容易受到应力集中作用的部分产生裂纹，有助于提升电容式MEMS麦克风的性能和机械可靠性。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (9)

1.一种电容式MEMS麦克风结构，其特征在于，包括：

衬底；

振膜，所述振膜位于所述衬底上方；

背板，所述背板位于所述振膜上方，所述背板包括电极区和非电极区；

支架，所述支架位于所述衬底和所述背板之间，用于支撑所述振膜和所述背板；

气隙，所述气隙位于所述振膜、所述背板以及所述支架之间；

其中，所述电容式MEMS麦克风结构还包括加强所述背板的机械强度的加固框，所述加固框设置于所述非电极区的背板的表面。

2.根据权利要求1所述的电容式MEMS麦克风结构，其特征在于，所述加固框设置于所述非电极区的背板的下表面，所述下表面为靠近所述气隙的一面。

3.根据权利要求1所述的电容式MEMS麦克风结构，其特征在于，所述加固框设置于所述非电极区的背板的上表面，所述上表面为远离所述气隙的一面。

4.根据权利要求1-3任一项所述的电容式MEMS麦克风结构，其特征在于，所述加固框上设置有多个第一声孔，与所述加固框对应的背板区域设置有多个与所述第一声孔对应的第二声孔，所述第一声孔、所述第二声孔以及所述气隙依次连通。

5.根据权利要求4所述的电容式MEMS麦克风结构，其特征在于，所述第一声孔的形状为圆形、椭圆形、蜂巢型、方形以及三角形或六边形中的任意一种。

6.根据权利要求1所述的电容式MEMS麦克风结构，其特征在于，所述加固框环绕所述电极区设置。

7.根据权利要求1所述的电容式MEMS麦克风结构，其特征在于，所述加固框与所述支架靠近气隙的侧壁连接。

8.根据权利要求1所述的电容式MEMS麦克风结构，其特征在于，所述电容式MEMS麦克风结构还包括锚区，所述锚区连接于所述衬底和所述背板之间，并位于所述支架和所述气隙之间，以用于形成所述气隙时保护所述支架。

9.根据权利要求8所述的电容式MEMS麦克风结构，其特征在于，所述加固框与所述锚区靠近所述气隙的侧壁连接。

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