TWI386073B - 具有使用接合引線之增強型衝擊驗證之矽麥克風 - Google Patents

Description

具有使用接合引線之增強型衝擊驗證之矽麥克風

本發明係有關一種矽電容式麥克風的感測器元件及其製造方法，特別是指一種無專用背板的矽麥克風，其使用位於震動膜元件上的交叉打線來以防止震動膜大移動時產生毀壞。

在消費性電子產品市場的快速發展下，產品的競爭不在僅是在功能，也包含著在可靠度的競爭。對便攜式電子設備而言，衝擊驗證的需求是越來越迫切。要求一個便攜式電子裝置，例如手機，承受5000克重的衝擊或由1.5米高度下落至一鋼板達到重複試驗至10次的試驗過程後仍可使用已經是司空見慣的事。

另一種也在相似情況下測試的電子裝置，如無背板式矽麥克風，其係揭露於Silicon Matrix Pte Ltd patent application SI06－002內，且特色在於有一可動的震動膜，其邊緣、轉角處或中心處有機械彈簧支撐，而該機械彈簧係以堅固的襯墊固定在傳導基板上。此外，形成於震動膜之穿孔板延長部分上的制動裝置限制了垂直於下方背面孔洞方向的大幅度移動，藉此減少損壞。然而，此制動裝置的元件使組配過程複雜化，並且制動裝置與其所依附之矽膜間存在著相容性的問題。因此，一種改良的矽麥克風設計是必須的，此種改良的矽麥克風之特色在於具有一個可以避免強大衝擊所引起的裝置損傷的結構，且可使用不會增加組配過程複雜性的方法來製作或者使用不會導致數個元件間相容性問題的方法來製作。

本發明之主要目的在提供一種沒有專用背板元件的矽麥克風，其設計特色在於能防止懸吊震動膜產生大的移動，以避免對裝置產生損害。

本發明之另一目的在提供一種依據主要目的的矽麥克風設計，其 不會增加組配過程的複雜度。

這些目的在各種矽麥克風的具體實施例中達成，矽麥克風的具體實施例包含有一懸吊於一背孔上方的震動膜，其中背孔是形成於一傳導基底內。數個穿孔板是貼附於震動膜上，以及一環繞穿孔板與震動膜的彈簧。彈簧是利用數個錨狀物固定於基底上。每一錨狀物包含有一堅固的襯墊與一下方介電層。穿孔板、震動膜、彈簧與堅固的襯墊的形狀皆是利用形成於薄膜層內的數個狹縫所界定出來。

在第一具體實施例中，彈簧與震動膜是圓形的，彈簧包含有一圓形環與數個內部樑，其係依附於震動膜圓形外部邊緣。彈簧也包含有數個外部樑，其係依附於錨狀物的數個堅固襯墊，其中一外部樑是連接至一堅固襯墊。因此，一彈簧是用以釋放入平面壓力並且允許更多出平面的彈性。震動膜的直徑微大於下方背孔的直徑，以避免直接的聲音洩漏。

彈簧的外部樑連接至數個錨狀物，其係固持震動膜、彈簧與穿孔板在一位置上，但允許震動膜、穿孔板與圓形彈簧在垂直基底的方向上移動。每一堅固襯墊是設置於一介電層上，介電層是扮演一個間隔物，以界定出震動膜與基底間的空氣間隔。一個或以上個堅固襯墊具有一疊置第一電極，其係一傳導金屬島且藉由引線連接至外部電路。相同材料組成的第二電極是形成於傳導基底上並且連接至第一電極，以完成一可變電容，其一磁極是位於該穿孔板與彈簧上，而另一磁極是位於該基底上。震動膜、穿孔板、彈簧與堅固襯墊是共平面，並且是利用相同多晶矽薄膜層所製得，介電間隔物是矽氧化層。形成於穿孔板與彈簧內的穿孔是可以各種設計方式排列的孔，以允許下方介電層在組配過程中移動。這些孔也允許空氣流通，因此在移動過程中，減少位於震動膜、彈簧與穿孔板下方之狹窄空氣間隔內的空氣阻尼。

在介電層間隔物內存在著一個介於基底與穿孔板、震動膜與彈簧間的空氣間隔，一背孔是形成於該基底內震動膜下方，因此由基底的 背面那邊發射的聲音訊號具有一自由路徑至震動膜，藉此誘發震動膜的震動。震動膜、穿孔板與穿孔彈簧在陣動過程時，一致地進行上、下移動(垂直基底)。這個移動導致第一與第二電極間的電容改變，其可以轉換為輸出電壓。

界定出數個穿孔板、彈簧與數個堅固襯墊的數個狹縫是打開的，其尺寸是夠小的，以防止可限制矽麥克風移動的微粒通過這些開口與進入下方的空氣間隔。在具體實施例中，有四個穿孔板，其每一個具有一第一側邊鄰接震動膜外部邊緣，而其它三側邊由狹縫界定的彎曲形狀。相對於第一側邊的第二側邊可以是輕微彎曲的並且與該震動膜的彎曲外部邊緣同心。第三與第四側邊是較第二側邊短，每一第三與第四側邊是朝向震動膜中心排列且具有一疊置於該第二側端末端的末端。第三與第四側邊的第二末端是最近於震動膜的外部邊緣。因此，在每一穿孔板內的第三側邊正對一鄰接穿孔板，在每一穿孔板內的第四側邊正對一鄰接穿孔板但並不是與該第三側邊相對的穿孔板相同。鄰接穿孔板是被彈簧的內部樑分隔開。

另一個重要的特色是形成數個接合墊於彈簧外部邊緣的外面，其係使打線能夠越過震動膜上方，以各種圖案由一第一接合位置至一第二接合位置。因此，假如有”n”個接合墊沿著彈簧外部邊緣排列於薄膜層上，越過震動膜的打線數目是”n/2”，這些引線能有效地用來防止震動膜與彈簧震動太大而引起元件損害。

在第二具體實施例中，穿孔彈簧具有三個狹縫型態，其可以歸類為內部狹縫、中間狹縫與外部連續狹縫，穿孔板是省略的。雖然，震動膜、彈簧可以是長方形、正方形或其它多邊形，這具體實施例顯示一被圓形彈簧環繞的圓形震動膜。震動膜可具有肋條，其由中心點向外部邊緣發散，以強化震動膜。圓形彈簧大致上包含有兩個內連接環彈簧與數個穿孔板，其係連接該外部環彈簧至數個錨狀物。內部環彈簧是依附於震動膜邊緣的某個部分。外部環彈簧是經由穿孔樑依附於 數個堅固的襯墊，其係穿過一介電層固定於傳導基底上。內部與外部環彈簧是具有孔洞的穿孔。更者，有數個”n”接合墊位於穿孔彈簧外部邊緣的外面，以允許數個”n/2”打線越過震動膜或者圓形彈簧的上方，藉此限制震動膜與穿孔圓形彈簧在垂直背孔的方向上移動。

第三具體實施例是與第二具體實施例相似，除了震動膜與環繞的彈簧的形狀是方形的外。有數個密封肋條鄰近震動膜的每一側並且密封肋條是與最近的震動膜側邊等距離。外部狹縫大致形成方形，除了圍繞襯墊與穿孔板樑的外部狹縫部分。此四個內部狹縫的每一個都是線型的並且與震動膜的一側邊平行，此外與震動膜的最近側邊是第一距離。中間狹縫是”L”形狀，其第一部份是與震動膜的第一側邊平行，第二部分是與震動膜的第二側邊平行。鄰接的中間狹縫末端是利用彈簧的一部份分隔開。

在第四具體實施例中，在第三具體實施例內每一穿孔樑是由方形彈簧的角落移至鄰近方形彈簧一側邊的中間點位置。同樣地，移動每一襯墊並連接與彈簧相對之穿孔樑末端。一個或以上個襯墊是沿著彈簧的每一側邊形成於一鄰接襯墊的薄膜層上。內狹縫的形成，因此每一內狹縫的第一部份是平行於震動膜的第一側邊，第二側邊是平行於震動膜的第二側邊，因此形成一個”L”形狀。第一部份的末端與第二部分的末端離震動膜邊緣的最近側邊為第一距離。每一個中間狹縫是與震動膜的一側邊平行，且與震動膜邊緣為第二距離，其中第二距離是大於第一距離。

第五具體實施例是將第三具體實施例的狹縫的結構修改為包含有四種狹縫型態，以形成三摺疊彈簧結構。在這個實施例中，內狹縫是如同先前所述，中間狹縫是被中間內狹縫所取代。中間內部狹縫與外部狹縫間也形成有數個中間外部狹縫。在這個具體實施例中，有四個中間狹縫與四個中間外部狹縫。每一中間外部狹縫具有一部份是平行於震動膜第一側邊，第二側邊是平行於震動膜的第二側邊。中間外部 狹縫具有兩個末端，其距離震動膜的最近側邊是第三距離。第三距離是大於中間內狹縫的第二距離。因此，彈簧的第一部份是位於內部狹縫與中間內部狹縫間，第二部份是形成於中間內部狹縫與中間外部狹縫間，第三部分是形成於中間外部狹縫與連續外部狹縫間。

底下藉由具體實施例詳加說明，當更容易瞭解本發明之目的、技術內容、特點及其所達成之功效。

本發明揭示一種無背板之矽麥克風結構，其利用摺疊(folded)、有穿孔的彈簧與交錯的打線來提高對強大衝擊損傷的抵抗。圖示中並無以比例繪製且在結構中數個元件的相對尺寸可能與實際不相同。本發明也包含有依據此處具體實施例的描述來形成一矽麥克風的方法。”表面微結構”的用語可與”矽麥克風”替換使用。

請參閱第1a圖，其係具有改良衝擊抵抗之無背板矽麥克風1第一種實施例的俯視圖。矽麥克風1是由一位於基底8上的薄膜層10開始組成，其是具有低電阻值的矽。基底8可以是表面具有傳導層之玻璃。矽麥克風1是以薄膜層10為基礎，薄膜層10是架構為一懸浮於空氣間隔上且被數個穿孔板19與彈簧12環繞的震動膜。彈簧12是利用數個錨狀物(anchor)13固定於基底。每一穿孔板19具有4個邊緣，其中一邊緣是依附於震動膜的外部邊緣11a，剩餘三邊緣是由狹縫14a、14所構成。在這具體實施例中，震動膜11大致上是一個圓形平面，外部邊緣11a朝下方的背孔15延伸。此外，彈簧12是圓形的。然而，熟知該項技術者當知震動膜11、彈簧12與穿孔板19可以採多邊形設計。當可瞭解的是圍繞於震動膜11周圍之彈簧12的形狀也可與震動膜11不相同。

震動膜11係利用摻雜矽、摻雜多晶矽、金、鎳、銅或其它半導材料或者金屬所製得，並且藉由依附於圓形彈簧12的一部份與穿孔板19的一部份上的外部邊緣11a支撐著，其中圓形彈簧12與穿孔板19 是由與震動膜11相同的材料組成且厚度也相同。圓形彈簧12的周緣在數個位置是中斷，以形成數個”m”外部樑(outer beam)12a，以作為連接點來連接數個位於圓形彈簧周緣的”m”襯墊(pads)13，其中”m”是大於3。襯墊13也是由相同的薄膜層10製作，如同震動膜11、穿孔板19與圓形彈簧12。不同於圓形彈簧12、穿孔板19與震動膜11具有在垂直下方背孔15的方向震動的彈性，襯墊13藉由依附於形成於基底8上之下方介電層(圖中未示)牢牢固定於位置上。每一襯墊13與下方介電層的部份形成一個堅固的結構，其稱為錨狀物(anchor)。外部樑12a在襯墊13提供扭轉應力緩衝，襯墊13的一具體實施例是與震動膜中心11c等距離。有一個連續性的外部狹縫22，其將隔襯墊13、圓形彈簧12包含外部樑12a與薄膜層10分離。

一個重要的特色在於圓形彈簧12包含有數個狹縫14a、14b、22，其每一各代表一個寬度大約3~10微米的狹長間隔。因此，圓形彈簧12可以釋放入平面應力(in－plane stress)且具有更多出平面的彈力(out－plane flexibility)。圓形彈簧也包含有數個內部樑12b，其連接至震動膜11之外部邊緣11a並且位於鄰接狹縫14a間。狹縫14a、14b的尺寸可以藉由製程限制而達到微小化，以防止微粒通過狹縫進入下面的空氣間隔(圖中未示)並且藉此限制震動膜11與彈簧12在垂直於背孔(backside hole)15的方向上移動。在這具體實施例中，有四個弧形穿孔板19圍繞設置於震動膜11的外部邊緣11a。穿孔板19的形狀是利用狹縫14b所界定，狹縫14b係與緊鄰外部邊緣11a以及兩個連接至狹縫14b之狹縫14a的穿孔板19邊緣相對。

在這具體實施例中，狹縫14b本質上與外部邊緣11a的最接近部分同中心並且具有兩個末端，其中一末端疊置於狹縫14a的一末端而第二末端疊置於第二狹縫14a的一端。狹縫14a是朝向震動膜中心11c排列並且較佳情況是長度小於狹縫14b。在穿孔板19上之狹縫14a正對一鄰接穿孔板19上之狹縫14a，並且此兩正對的狹縫14a是利用 圓形彈簧12的內部樑12a分隔開。

較佳的情況是所有狹縫14b是設置於離震動膜中心11c等距離的位置。反之，也可使用數個狹縫的其它設計。然而，每一穿孔板19應該利用至少一排列在一方向之狹縫來界定，其本質上是與外部邊緣11a的最近部分同中心。在每一穿孔板19內有數個以各種圖案排列的穿孔20或孔洞，以允許空氣流通，並且減少在震動時穿孔板19與基底8之間的狹窄空氣間隔(於圖中未示)內的空氣阻尼。

圓形彈簧12也包含有數個穿孔20，數個穿孔20可在介於狹縫14b與狹縫22間的內部樑12b內形成數種圖案，也可在外部樑12a內形成。穿孔20可以減少震動時介於圓形彈簧12與基底8之間的狹窄空氣間隔(於圖中未示)內的空氣阻尼。在圓形彈簧12與穿孔板19內的穿孔20也用於在組配過程時使下面介電層(於圖中未示)的部份易於移動，以藉此有助於在震動膜11、穿孔板19與彈簧12下方形成狹窄空氣間隔。襯墊13可以是圓形並且設置於每一外部樑12a的末端。有數個”n”由鋁、銅、金或其它合金材料所形成的接合墊16形成於狹縫22外部的薄膜層10上。如同第3圖所示，數個”n”接合墊16可以利用數個”n/2”打線連接，其中”n”是一個大於或等於2的偶數，更者大於或等於4。

參閱第1a圖，一或以上個襯墊13上可形成有一第一電極17。第一電極17係由例如鉻/銅金屬層所組成，以作為與外部引線(wiring)的連接點。此外，具有一個或者以上的第二電極18，其係與第一電極17具有相同的組成。第二電極18是形成於基底8上。第一電極17與第二電極18可以是圓形並且藉由引線(圖中未示)連接，以形成一可變電容，其一磁極(pole)在穿孔板19與彈簧12上，而另一磁極在基底8上。由頂視圖，考慮到組配時一些疊置誤差與底切(undercut)釋放的關係，因此第一電極17之直徑小於襯墊13。第一與第二電極17、18可以是單層或者是由鋁、鈦、鉭、鎳、銅或其它金屬組合之複 合層。

參閱第1b圖，其係沿著平面50－50(第1a圖)的截面剖視圖。介電層9可以是氧化物，例如氧化矽，並且形成於基底8上。空氣間隔7是如圖所示，且是形成於一釋放步驟中，而這步驟將在後續進行說明。背孔15具有直立側壁15s。包含有氧化層3與氮化層4的硬質罩幕層在形成背孔15後分離。在震動膜11的底面面對背孔15處形成有數個狹窄肋條條(rib)11r，以減少波漏損量(acoustical leakage)並且防止震動膜11黏貼於基底8上。

參閱第2a圖，其係第一具體實施例之無背板矽麥克風的另一視圖，其具有一平面51－51將元件分為二並且橫斷兩銲墊16。在這個實施例中，銲墊16係與震動膜中心11c等距離。在這個實施例中，鄰接襯墊13間的銲墊16數量(兩個或者三個)並不相同。然而，本發明也包含有連接襯墊13間銲墊的數量是相同的實施例。

參閱第2b圖，其係由平面51－51(第2a圖)之剖面圖，其描繪出形成於薄膜層10上狹縫22外部的銲墊16。

參閱第3圖，第一具體實施例也包含有一打線防護方法，其中銲墊16更進一步分類為銲墊16a、16b並且以供作為數個穿越過震動膜11與圓形彈簧12上方之打線的端點，藉此作為制動裝置(stopper)，以防止大震動或者強大衝擊對裝置的傷害。第一銲墊16a不同於第二銲墊16b僅在於一般在第一銲墊使用第一球形接合(ball bond)導通至高於第二銲墊上之第二鍵結(bond)的較高環路(loop)。換句話說，震動膜11平面上的打線最大高度是較接近第一銲墊16a，勝過第二銲墊16b。沿著穿過震動膜中心的平面，一第二銲墊16b相對於一第一銲墊16a。鄰接襯墊13間至少具有一銲墊16a或16b。利用打線連接的第一銲墊16a與第二銲墊16b是被視為一對銲墊。銲墊16a、16b是由相同的材料組成，如同第一電極17與第二電極18，並且形成在薄膜層10與狹縫22外部位置上。在一具體實施例中，銲墊16a、16b 是與狹縫22最近並且距離震動膜中心11c約等距離。

在這具體實施例中，具有連接第一對銲墊16a、16b之第一打線21a。此外，具有連接第二對銲墊16a、16b之第二打線21b，連接第三對銲墊16a、16b之第三打線21c，以及連接第四對銲墊16a、16b之第四打線21d。在這個範例中，所有四個打線21a－21d越過震動膜中心11c上方。打線21a－21d可以是鋁或金所組成，並且可利用熟悉該項技術者所知的傳統楔形接合(wedge bonding)或者thermalsonic球狀接合步驟來形成。每一打線21a－21d具有一第一末端與第二末端，其中第一末端是貼附於第一銲墊16a，第二末端是貼附於第二銲墊16b。

參閱第4圖，其係包含有打線21a之平面44－44(第3圖)之接合組構剖視圖。圓形彈簧12與具有外部邊緣11a之震動膜11是懸吊於背孔15上方。第一對打線16a、16b是描繪為以打線21a連接。如圖所示，第二打線21b是垂直於紙面。第二打線21b可實際上接觸第一打線21a並且施給第一打線21a朝向基底的力，藉此提供一較低環路(loop)高度h，簡化矽麥克風組配過程。實際上，在接近第二銲墊(圖中未示)之打線21b部分上的此較低環路高度是下壓在第一打線21a上，藉此減少環路高度h。同樣地，打線21c、21d(圖中未示)可越過第一打線21a與第二打線21b上方。

同時，四個打線21a－21d形成一個制動裝置，以限制震動膜11、穿孔板19與彈簧12在z軸方向的移動，藉此防止裝置損壞。眾所當知打線21b越過打線21a上方的結構並不是必須的。這打線組合的必要觀點是打線21a－21d越過震動膜11上方，以限制環路高度h在至少一個與更佳情況下在數個打線內，並且提供一相較於習知技術採邊緣抑制的改良式震動膜抑制。

參閱第5圖，其係描繪第一具體實施例之無背板矽麥克風第二打線的結構。在這個實施例中，第一打線21a與第二打線21b與第一具 體實施例(第3圖)所呈現的位置一樣。然而，打線21c連接不是位於震動膜中心兩側沿著共同平面的第三對銲墊16a、16b。同樣地，打線21d實質上平行於打線21c並且連接第四對銲墊16a、16b，第四對銲墊16a、16b並沒有形成在穿過震動膜中心11c的平面上。再者，當大的衝擊或者不尋常的強大聲音訊號引起大震動時，打線21a－21d位於震動膜11與圓形彈簧12上方的交叉點將限制先前所提及之可移動元件的向上移動。打線21a－21b也可越過一個或更多個穿孔板19。眾所皆知的是矽麥克風1在一般操作時並不會受到打線21a－21d影響，因為一般操作的代表性震動並不會達到環路高度h(第4圖)或者到達衝擊打線的高度。

參閱第6圖，其係依據第一具體實施例並且沿著平面45－45(第2圖)之矽麥克風的剖視圖，其中打線已被移除。襯墊13是穿過一介電層9牢牢地固定在基板8上，介面層9可以是由熱氧化物、低溫氧化物、四乙氧矽(TEOS)層或者磷矽玻璃(PSG)層所組成。介電層9是作為一內部具有開口或者空氣間隔7的間隔物(spacer)，以允許震動膜11以虛線描繪的邊緣11a、穿孔板19與圓形彈簧12可以懸吊在一聲音訊號可以穿過之背孔15上方，以引起震動膜11的震動。在具體實施例中，背孔15具有直立側壁15s，其係相對於基底8的底側8a與正對震動膜11之基底的前側8b(頂表面)。背孔15上鄰近基底8之底側8a的部份是大於背孔15上鄰近基底前側8b的部分。氮化矽層3與氧化矽層4在組構背孔時是作為硬質罩幕層並且隨後可被移除。

在絕緣層上矽(SOI)應用上，介電層9可包含有氧化矽，基底8是矽材所形成。介電層9也可以包含有其它習知技術常用的介電材料，或者也可以包含有數個層狀結構。

如同先前所述，第一電極17係由位於至少一個襯墊13上的一種金屬或者鉻/銅合金所組成。第一電極17是作為與外部引線的連接點。此外，有一個以上的第二電極(圖中未示)形成於基底9的頂面上且 第二電極具有與第一電極17相同的組成成分。眾所當知無背板矽麥克風1也包含有電壓偏壓源(包含有偏壓電阻)與一電源隨動件前置放大器，但這些元件並沒有顯示出來，以簡化圖示。震動膜11、穿孔板19與圓形彈簧12的震動是因為聲音訊號通過背孔15並且撞擊正對空氣間隔之震動膜的底表面。震動將會引起可變電容迴路內電容的改變，而轉變為低阻抗電壓，以如同熟悉該項技術者的認知，由電源隨動前置放大器輸出。

組配無背板矽麥克風1的實施例步驟流程包含有形成一介電層9，例如利用傳統的氧化或者沉積方式於基底8上形成氧化矽，基底8可摻雜有矽離子且上下表面經過研磨。一薄膜層10沉積於介電層9上並且隨後圖案化為震動膜11、圓形彈簧12、襯墊13與穿孔板19。熟悉該項技術領域者當可瞭解薄膜層10與介電層9可以直接地藉由熟知的晶圓鍵合製程來形成。在SOI方法中，當介電層9是氧化矽，薄膜層10摻雜有矽時，基底8與薄膜層的電阻率會小於0.02歐姆－公分(ohm－cm)。

接著，在基底8的背面8a形成一個由一層或多層所組成之硬質罩幕層，其隨後將用以製造背孔。在一具體實施例中，硬質罩幕層是由熱氧化層3與一氮化矽層4所組成，其中熱氧化層3是利用LPCVD方式形成於基底8上，而氮化矽層4是利用LPCVD方式沉積於讓氧化層3上。硬質罩幕層是同時成長在薄膜層上相對於基底的側面，隨後是以一般習知的濕式化學或者乾式蝕刻法移除。

一個或者以上個中介窗開口(via openings)(圖中未示)形成於介電層9與薄膜層10內，以顯露出基底的某些部分。隨後，於薄膜層10上與中介窗開口內利用傳統的物理氣相沉積(physical vapor deposition,PVD)法形成一傳導層，其係用以形成第一電極、第二電極與接合墊。使用光罩(圖中未示)來對傳導層的部分進行選擇性蝕刻，以在薄膜層10上形成一個或以上個的第一電極17與接合墊16， 以及在一個或以上個位於中介窗開口內的第二電極18。

隨後，使用第二光罩(圖中未示)對薄膜層10進行選擇性蝕刻，以形成狹縫14a、14b、22。穿孔20也是藉由對已圖案化之第二光罩層進行蝕刻所形成，但此一部分鑑於為了使圖較為簡化，因此並沒有在第6圖中顯示。利用一般的熟知的蝕刻步驟與一第三光罩來選擇性移除氮化矽層4與熱氧化層3，以形成一開口，來顯露出基底8的部分背面8a。此開口是位於震動膜11下方並且寬度w相對應於背孔的預設寬度，而背孔的形成將於下列步驟說明。基底8被顯露的部份8a可利用電漿蝕刻或者深度反應性離子蝕刻(DEIR)方式來蝕刻形成具有垂直側壁15c的背孔15。利用如氫氧化四甲銨(TMAH)或氫氧化鉀(KOH)的濕式蝕刻可用以形成傾斜的側壁(圖中未示)，而造成背孔15的寬度是較大的，因為自震動膜22的距離變大了。

隨後基底8利用現有的製程方式分離成數個各別的矽麥克風。最後釋出步驟(release step)就是在將空氣間隔7上的介電層9部分移除。穿孔20就是為了在這個步驟中易於將介電層9的被選擇部分移除。在一SOI實施例中，由氧化物為材料製得之介電層9舉例來說是利用包含有氫氟酸(HF)緩衝劑的時程蝕刻(timed etch)自空氣間隔7上移除。因為介電層9是利用適當控制的方式移除，因此位於襯墊13下方的介電層可以被完整保留下來。

參閱第7a圖，其係本發明之矽麥克風60的第二種具體實施例俯視圖。在這個具體實施例中，具有外部邊緣31a的圓形震動膜31是被彈簧33環繞著，而彈簧33除了數個自圓形彈簧33向外突出的數個樑33a外大致上是圓形的。然而，本發明也包含有震動膜31與環繞周圍的彈簧33是不規則形狀的實施例。震動膜31與彈簧33是共平面的並且外部邊緣31a是向下方背孔的圓形震動膜35延伸。震動膜31是由摻雜矽、摻雜多晶矽、金、鎳、銅或其它半導體材料或金屬所組成，並且外部邊緣31a利用依附於圓形彈簧33的內部邊緣支撐 著，而圓形彈簧33的組成材料與厚度與震動膜31相同。數個”m”樑33a，是作為連接點來連接數個”m”襯墊32，其中”m”是大於3。在這個實施例中顯示，有三個樑33a彼此間等距離排列且繞著圓形彈簧33。襯墊32是與震動膜中心31c等距離。襯墊32也是利用與震動膜31、樑33a與圓形彈簧33相同的薄膜材料所製得。但不像圓形彈簧33、樑33a與震動膜31具有彈性可以在垂直於下方背孔(圖中未示)的方向震動，襯墊32是藉由貼附於一形成基底28上的下方介電層(圖中未示)來牢牢地固定在位置上。每一襯墊32與介電層的下方部分形成一錨狀物。

一個重要的特色是圓形彈簧33內形成有數個中間狹縫34a與數個內部狹縫34b並且每一狹縫代表一個窄間隔，其一般是沿著圓形彈簧直徑分佈且寬度是3至10微米寬。更者有一個環繞彈簧33、樑33a與襯墊32的連續外部狹縫34c，其將上述元件與該被環繞的薄膜層30分離。在內部狹縫34b、中間狹縫34a與外部狹縫34c內的間隔大小是可基於製程限制而微小化，以防止粒子進入震動膜31下方的空氣間隔(圖中未示)。中間狹縫34a與內部狹縫34b是圖案化的，藉此任兩內部狹縫34b間的分隔線是對準於最鄰近的中間狹縫34a的中心部分。圓形彈簧33包含有兩個內部連接環，一內環位於外部邊緣31a與中間狹縫34a間，一外環位於中間狹縫34a與外部狹縫34c間。因此，位於圓形彈簧33內的兩個內部連接環能夠增加內平面(in－plane)壓力的釋放並且允許更多外平面(out－plane)的彈性。

在這具體實施例中，三個內部狹縫34b圍繞著震動膜31的外部邊緣31a排列。每一內部狹縫34b具有一縱長方向，其係形成一個與彎曲的外部邊緣31a同中心的彎曲形狀並且形成與外部邊緣31a的第一距離。每一內部狹縫34b具有兩個末端且兩末端間的距離是內狹縫34b的長度，其係與所有內狹縫34b相同。中間狹縫34a與鄰接內狹縫34b的最近點兩者間的距離是小於內狹縫34b的長度。同樣地，三 個中間狹縫34a是設置在介於內部狹縫34b與外部狹縫34c間的圓形圖案內。每一中間狹縫34a構成離震動膜中心31c的第二距離，其係大於第一距離。每一中間狹縫34a的彎曲長度可以與內部狹縫34b相同或者較大。每一中間狹縫34a具有兩個末端，以及一與彎曲外部邊緣31a同心的彎曲形狀，中間狹縫34a末端與鄰近內部狹縫34b上最近點間的距離是小於中間狹縫34a的長度。

反之，狹縫34a、34b與襯墊32也可以使用其它設計。舉例來說，每一組中間狹縫34a內的狹縫數量，或者內部狹縫34b可超過三個，穿孔樑33a與襯墊32的數目大於三個。

圓形彈簧33也包含有數個孔或者穿孔40，其可以形成於介於震動膜31與外部狹縫34c間的數個圖案內與樑33內。需要穿孔40，以供空氣流通，因此減少在震動過程中，介於圓形彈簧33與基底8間狹窄空氣間隔(圖中未示)內的空氣阻尼。襯墊32可以是圓形的並且設置於每一穿孔樑33a的末端。震動膜31內也形成有數個肋條(rib)39，以鞏固元件。每一肋條39由震動膜中心31c延伸至外部邊緣31a並且當離震動膜中心的距離增加時漸漸地變的較寬。

另一個重要特色是有數個排列於外部狹縫34c外部的接合墊36。兩鄰接襯墊32間至少形成有一接合墊36。接合墊36可以是利用與第一電極37或第二電極38相同的金屬所組成，接合墊36是形成於薄膜層30上且位於圓形彈簧33的外側位置。在一實施例中，該些接合墊36是與震動膜中心31等距離。在這具體實施例中，每一對鄰接襯墊32間形成有四個接合墊36。然而，本發明也包含有一鄰接銲墊32間沒有相同數量接合墊的具體實施例。舉例來說，第一襯墊32與第二襯墊32間具有三個接合墊，第二銲墊與第三銲墊32間有四個接合墊。

一個或以上個襯墊32上形成有第一電極37。第一電極37係由鉻/銅金屬層所組成，且作為與外部引線的連接點。此外，有一個或以上個第二電極38，其與第一電極17的組成成分相同。第二電極38形成 於基底28上並且與震動膜中心31c的距離大於接合墊36或者第一電極37。第一電極37與第二電極38為圓形並且利用引線(圖中未示)形成一個可變電容，其在穿孔板彈簧33上具有一磁極(pole)，而另一磁極在基底8上。由俯視圖，考慮到組配時一些疊置誤差與底切(undercut)釋放，第一電極37之直徑小於襯墊32。第一與第二電極37、38可以是鋁、鈦、鉭、鎳、銅或其它金屬的單一或組合之複合層。

參閱第7b圖，其係第7a圖之結構由平面52－52的剖視圖。需強調的是肋條39由震動膜31朝背孔35向下延伸。薄膜層30形成於介電層29上，以作為薄膜層與基底28間的間隔物。一空氣間隔27形成於介電層39內，以允許震動膜31與彈簧31關於背孔35上下震動。

請參閱第8a圖，其係第7a圖之結構第二視圖，其具有通過兩接合墊36、一肋條39與一第二電極38的平面53－53。第8b圖係由平面53－53的剖視圖並顯示出位於震動膜30上且外部狹縫34C外部的接合墊36。更者，一設置於基底28上的第二電極38。

請參閱第9圖，第二具體實施例更包含有一打線防護結構，其中數個”n/2”打線是用以連接數個”n”接合墊，其中n是偶數≧2，更者大於4。如同先前第7a圖所示，第二具體實施例可包含有十二個接合墊，其中四個接合墊是形成於每一對襯墊32間。接合墊可以分類為例如第一接合墊36a、36c或者第二接合墊36b、36d。第一接合墊36a、36c不同於第二接合墊36b、36d之處僅在於連接接合墊36a至接合墊36b或者連接接合墊36c至接合墊36d之打線的環路高度在位置接近第一接合墊勝於第二接合墊的打線部分是較大的。

接合墊36a－36d是數個橫越過圓形彈簧33與某些範例內震動膜31之打線的終端，並且藉此作為一個制動裝置，以防止先前所述之可移動原件內產生大震動或者強大衝擊所對元件產生的損害。第一接合墊36a、36c不同處僅在於第一接合墊36a是形成於接合墊32與鄰接 的第二接合墊36d之間，第一接合墊36c是位於第二接合墊36b與第二接合墊36d之間。需注意的是，第二接合墊36b是位於襯墊32與第一接合墊36c之間，而第二接合墊36d是位於第一接合墊36a與第一接合墊36c之間。第一接合墊36a與每一第二接合墊36b相對並且第一接合墊36c是與每一第二接合墊36d相對。在這個具體實施例中，第一接合墊(36a或者36c)與第二接合墊(36b或者36d)是以交替方式沿著外部狹縫34c設置。當n＝2時，僅有一打線(於圖中未示)連接第一接合墊36a與第二接合墊36b，並且接合墊越過震動膜31中心上方。

在這具體實施例內，有三個打線41，每一打線41連接第一打線36a與第二打線36b並且越過原形彈簧33與震動膜31上方。更者，三個打線42，其每一個連接第一接合墊36c與第二接合墊36d並且越過一原形彈簧33上方，但是並沒有越過震動膜31上方。一個或以上個打線41可越過打線42上方，一個或以上個打線42可以越過打線41上方，以提供依高等級的抑制，當在大震動或者強大衝擊時，限制震動膜31與原形彈簧33向上移動(出紙張平面)。因此，打線41、42有利於作為制動裝置，以防止可移動原件移動至離基底28太遠，並且藉此防止元件損傷。打線41、42可以是利用鋁或金所製成，或者由熟悉該項技術者利用金熱聲波打線接合方式或者可利用熟悉該項技術者所知的傳統楔形接合(wedge bonding)來形成。

反之，其他打線設計也可以用來抑制震動膜31與原形彈簧33的移動。每一結合結構包含有數個打線，其一個或以上個打線越過震動膜31上方，以提供震動時最大的抑制。

請參閱第10圖，其係顯示一與第二具體實施例相似的第三具體實施例，除了震動膜31的形狀與圍繞的彈簧33是方形外。在這個實施例中，方形彈簧33的四個角落具有穿孔樑33a。每一穿孔樑33a連接至襯墊32，其係與下方介電層(圖中未示)的一部份共同形成一堅固 的錨狀物。更者，有數個密封肋條31r鄰近震動膜的每一側，且每一密封肋條與最接近的震動膜側緣等距離。眾所當之，密封肋條是形成於震動膜31的底面上且正對背孔35，並且有助於減少聲波洩漏。

此外，有三個狹縫部。除了圍繞襯墊32與穿孔樑33a的外部狹縫部分外，外部狹縫34c大致上是方形的。該四個內部狹縫34b皆是線形的且平行於震動膜31的側壁，該四個內部狹縫34b離震動膜最近側是第一距離。中間狹縫34a為”L”形狀並且第一部份與震動膜31的第一側平行，第二部份與震動膜的第二側平行。第一部的末端與第二部的末端形成離震動膜31最近側邊的第二距離，其係大於第一距離。鄰接中間狹縫的末端34a是被部分彈簧33分離。有一內部狹縫34b形成於震動膜31與中間狹縫34a末端之間。

在第三具體實施例中的彈簧33被考慮為具有雙重摺疊彈簧結構，其內部摺疊彈簧部分是形成於內部狹縫34b與中間狹縫34a之間，外部摺疊部分是形成於中間狹縫與外部狹縫34c之間。

第二具體實施例的另一觀點是被提出在第三具體實施例內，例如數個”n”接合墊36形成於外部狹縫34c外的薄膜層30上並且藉於鄰接襯墊32間。第一電極37形成於一個或以上個襯墊32上，一個或以上個第二電極38形成於基底28上。由俯視圖，震動膜31的側邊(外部邊緣)與密封肋條31r自震動膜中心31c的距離(x,y方向)是大於背孔35，其中背孔35可以為方形。第三具體實施例也包含有一種打線防護結構，其”n/2”打線(圖中未示)是用以連接在先前具體實施例中所述之”n”接合墊32。

參閱第11圖，其係顯示第四種具體實施例，其中在第三種具體實施例(第10圖)中的穿孔樑33a是由方型彈簧33的中心移至鄰近方形彈簧側邊中間點的位置。同樣地，移動襯墊32且與相對於彈簧33的穿孔樑33a末端連接。一個或以上個接合墊36是形成於鄰接襯墊32且沿著彈簧33每一側的薄膜層30上。移動內部狹縫34b，因此每 一內部狹縫的第一部是平行於震動膜31的第一側緣，第二部是平行於震動膜的第二側緣，因此形成一個”L”形。第一部的末端與第二部的末端離震動膜邊緣(圖中未示)的最近側緣是第一距離。每一中間狹縫34a是以一離震動膜邊緣為第二距離的方式來平行於震動膜31的側緣，其中第二距離是大於第一距離。

打線防護結構是相似於最早的兩具體實施例所描述。實際上，數個”n/2”打線(圖中未示)連接數個”n”接合墊36，藉此當強大衝擊或者大聲音訊號產生振動時，能夠限制震動膜31由背孔35離開向上移動。每一”n/2”打線越過至少一震動膜31或者彈簧33一部分的上方。

參閱第12圖，其係第五具體實施例的示意圖，此實施例是相似於第三具體實施例，其穿孔樑33a與襯墊32是設置於方形彈簧33的四個角落上。第五具體實施例也與第四具體實施例之狹縫的內兩部分位置有關。實際上，在彈簧33內的狹縫結構已經被修改為包含有四種狹縫型態，以形成三摺疊彈簧結構。在這個範例中，內部狹縫34b與中間內部狹縫34e是近似於第11圖內所繪之內部狹縫34b與中間狹縫34a。有數個中間外部狹縫34d形成於中間內部狹縫34e與外部狹縫34c間。在這具體實施例內，有四個中間內部狹縫34e與四個中間外部狹縫34d。每一中間外部狹縫34d具有一部份平行於震動膜的第二側緣。中間外部狹縫34d具有兩個末端，其距離震動膜最近側緣是第三距離。第三距離是大於第二距離。更者，中間外部狹縫34d的末端是被彈簧33的一部份阻隔而與鄰接中間外部狹縫的末端分離。中間外部狹縫34d的末端與震動膜31間形成有一中間內部狹縫34e。此三摺疊彈簧結構能提供較先前具體實施例中雙摺疊彈簧設計更多額外的出平面彈性與減輕入平面的壓力。在中間內部狹縫34e與中間外部狹縫34d內部的間隔寬度如同先前具體實施例是3至10微米。

如同先前的具體實施例，打線防護結構包含有”n/2”打線(圖中未示)，其係連接”n”接合墊36，以利於限制震動膜31由背孔35遠離的 向上移動並且藉此將衝擊驗證抵抗傳遞給矽麥克風。每一”n/2”打線越過震動膜31與彈簧33至少一部分的上方。接合墊36與外部狹縫34c等距離。鄰接襯墊32間有一個或以上個接合墊36。

在此處所揭示的所有無背板矽麥克風的具體實施例提供了相較於先前技術更優良的衝擊驗證容忍度，這是因為打線提供了涵蓋震動膜與圓形彈簧整個表面上方的限制，而習知技術僅提供在邊緣上的限制。更者，打線可以在形成第一電極與第二電極間連接線連接時同步驟進行組配，因此不會增加製程步驟的複雜度。此外，不相同的狹縫設計釋放入平面壓力且具有更多出平面的彈力，以防止元件損害。

雖然本發明已經實際性地於此處的具體實施例中進行描繪與描述，但熟知該項技術領域者對本發明在形式上與細節上所做的些許修改，當無法脫離本發明之精神與領域範疇。

唯以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，並非用來限定本發明實施之範圍。故即凡依本發明申請範圍所述之特徵及精神所為之均等變化或修飾，均應包括於本發明之申請專利範圍內。

1‧‧‧無背板矽麥克風

3‧‧‧氧化層

4‧‧‧氮化層

8‧‧‧基底

8a‧‧‧底側

8b‧‧‧底側

9‧‧‧介電層

10‧‧‧薄膜層

11‧‧‧震動膜

11a‧‧‧外部邊緣

11r‧‧‧肋條

12‧‧‧彈簧

12a‧‧‧外部樑

12b‧‧‧內部樑

13‧‧‧錨狀物

14a‧‧‧狹縫

14b‧‧‧狹縫

15‧‧‧背孔

15s‧‧‧直立側壁

16‧‧‧接合墊

17‧‧‧第一電極

18‧‧‧第二電極

19‧‧‧穿孔板

20‧‧‧穿孔

21a‧‧‧第一打線

21b‧‧‧第二打線

21c‧‧‧第三打線

22‧‧‧外部狹縫

28‧‧‧基底

29‧‧‧介電層

30‧‧‧薄膜層

31‧‧‧震動膜

31a‧‧‧外部邊緣

31r‧‧‧密封肋條

32‧‧‧襯墊

33‧‧‧彈簧

33a‧‧‧穿孔樑

34a‧‧‧中間狹縫

34b‧‧‧內部狹縫

34c‧‧‧連續外部狹縫

34e‧‧‧內部狹縫

35‧‧‧背孔

36‧‧‧接合墊

36a‧‧‧第一接合墊

36b‧‧‧第二接合墊

36c‧‧‧第一接合墊

36d‧‧‧第二接合墊

37‧‧‧第一電極

38‧‧‧第二電極

39‧‧‧肋條

40‧‧‧穿孔

41‧‧‧打線

42‧‧‧打線

44‧‧‧平面

45‧‧‧平面

50‧‧‧平面

52‧‧‧平面

53‧‧‧平面

60‧‧‧矽麥克風

第1a圖係依據本發明之第一具體實施例之具有圓形彈簧、穿孔板與震動膜以及用以供打線之附加接合墊的無背板矽麥克風的俯視圖。

第1b圖係為沿著第一平面將第1a圖之無背板矽麥克風分為二部分的剖視圖。

第2a圖是與第1a圖相似的俯視圖，除了具有一第二平面，其沿著包含有兩接合墊的路徑將矽麥克風分為二部分。

第2b圖是依據本發明之第一具體實施例之沿著第2a圖中的第二平面的剖視圖。

第3圖依據本發明之第一具體實施例之打線結構的俯視圖，此打線結構增加了無背板矽麥克風的衝擊抵抗能力。

第4圖係為第3圖之打線位於矽基底上的剖視圖，以描述交叉的打線 如何降低環路高度。

第5圖是依據本發明之第一具體實施例之第二種打線結構的俯視圖，此打線結構增加了無背板矽麥克風的衝擊抵抗能力。

第6圖是顯示在第5圖之無背板矽麥克風各種元件的剖視圖。

第7a圖是依據本發明之第二具體實施例之具有雙摺疊穿孔圓形彈簧與用以供打線之附加接合墊的無背板矽麥克風的俯視圖。

第7b圖係為第7a圖之無背板矽麥克風沿著第一平面的剖視圖。

第8a圖係依據本發明之第二具體實施例之矽麥克風的俯視圖，其顯示一貫穿兩個接合墊與第二電極的第二平面。

第8b圖係第8a圖沿著第二平面的矽麥克風剖視圖。

第9圖依據本發明之第二具體實施例之打線結構的俯視圖，此打線結構增加了無背板矽麥克風的衝擊抵抗能力。

第10圖係依據本發明之第三具體實施例之矽麥克風的俯視圖，此第三具體實施例之震動膜與環繞的彈簧是方形的並且彈簧是雙摺疊設計且固定於四個角落。

第11圖係第四具體實施例之矽麥克風的俯視圖，其近似於第10圖，除了雙摺疊彈簧是鎖固在四個側緣，內部狹縫與中間狹縫的設置變動外。

第12圖係依據本發明之第五具體實施例之矽麥克風的俯視圖，此第五具體實施例之方形彈簧是三摺疊設計且彈簧內包含有四種型態的狹縫。

1‧‧‧無背板矽麥克風

8‧‧‧基底

10‧‧‧薄膜層

11‧‧‧震動膜

12‧‧‧彈簧

12a‧‧‧外部樑

12b‧‧‧內部樑

13‧‧‧錨狀物

14a‧‧‧狹縫

15‧‧‧背孔

16‧‧‧接合墊

17‧‧‧第一電極

18‧‧‧第二電極

19‧‧‧穿孔板

20‧‧‧穿孔

22‧‧‧外部狹縫

50‧‧‧平面

14b‧‧‧狹縫

Claims (25)

1. 一種無背板矽麥克風，其包含有：(a)一基底，其具有一正面與一背面，以及一穿過該基底之背孔；(b)一介電間隔物層，其形成於該基底的正面上；(c)一震動膜，其係對準於該背孔上並且是利用一形成於該介電層上的薄膜層所形成，該震動膜具有一中心與一外部邊緣；(d)數個穿孔板，其具有一側緣鄰接該震動膜的外部邊緣，該穿孔板是利用該薄膜層製得；(e)一環狀穿孔彈簧，其係利用該薄膜層所製得並且包含有數個外部樑，其係連接至數個”m”襯墊，其中”m”≧3，數個內部樑是依附於該震動膜的外部邊緣；(f)數個”m”襯墊，其係利用該薄膜層所製得並且形成於該介電間隔物層上，其中每一襯墊與該介電間隔物層的一下方部份形成一肋條錨狀物(rigid anchor)；以及(g)一空氣間隔，其形成於該介電間隔物層內且位於該震動膜、數個穿孔板與該環狀穿孔彈簧下方。
2. 如申請專利範圍第1項所述之無背板矽麥克風，其更包含有一第一電極，其係位於一或以上個襯墊上，與一個或以上個第二電極，其係形成於該基板上，其中該第一電極與該第二電極是連接，以形成一可變電容，其一磁極是位於該穿孔板與該環狀穿孔彈簧上，而另一磁極是位於該基底上。
3. 如申請專利範圍第1項所述之無背板矽麥克風，其中該震動膜、環狀穿孔彈簧、數個穿孔板與數個襯墊是共平面的並且是由摻雜矽、摻雜多晶矽、金、銅、鎳、其他半導體材料或金屬所組成。
4. 如申請專利範圍第1項所述之無背板矽麥克風，其中該震動膜、數個穿孔板、環狀穿孔彈簧與數個襯墊是由數個形成於該薄膜層內的狹縫所界定出來的。
5. 如申請專利範圍第1項所述之無背板矽麥克風，其中該震動膜、數個穿孔板與環狀穿孔彈簧是圓形的或者多邊形的。
6. 如申請專利範圍第4項所述之無背板矽麥克風，其中該襯墊是與該震動膜中心等距離。
7. 如申請專利範圍第4項所述之無背板矽麥克風，其中該數個狹縫的寬度是大約3至10微米。
8. 一種無背板矽麥克風，其包含有：(a)一基底，其包含有一正面與一背面以及一穿過該基底之背孔；(b)一介電間隔物層，其形成於該基底的正面上；(c)一震動膜，其係對準於該背孔上並且是利用一形成於該介電層上的薄膜層所形成，該震動膜具有一中心與一外部邊緣；(d)一彈簧，其係環繞且連接至該震動膜，該彈簧係利用該薄膜層所製得並且包含有數個穿孔形成於內，該彈簧是連接至數個”m”襯墊，其中”m”≧3；(e)數個”m”襯墊，其係由該薄膜層所製得並且形成於該介電間隔物層上，其中每一襯墊與該介電間隔物層的下方部份形成一肋條錨狀物；以及(f)一空氣間隔，其形成於該介電間隔物層內且位於該震動膜與彈簧下方。
9. 如申請專利範圍第8項所述之無背板矽麥克風，其更包含有一第一電極，其係位於一或以上個襯墊上，與一個或以上個第二電極，其係形成於該基板上，其中該第一電極與該第二電極是連接，以形成一可變電容，其一磁極是位於該彈簧上，而另一磁極是位於該基底上。
10. 如申請專利範圍第8項所述之無背板矽麥克風，其中該震動膜、彈簧與數個襯墊是共平面的，並且是由摻雜矽、摻雜多晶矽、金、銅、鎳、其他半導體材料或金屬所組成。
11. 如申請專利範圍第8項所述之無背板矽麥克風，其中該震動膜與彈簧是圓形的或者多邊形的。
12. 如申請專利範圍第11項所述之無背板矽麥克風，其中該數個”m”襯墊是與該震動膜中心等距離。
13. 如申請專利範圍第11項所述之無背板矽麥克風，其中該彈簧是利用”m”穿孔樑連接至該”m”襯墊，該震動膜、彈簧、穿孔樑與數個襯墊是利用數個形成於該薄膜層內的狹縫所界定出來的。
14. 如申請專利範圍第13項所述之無背板矽麥克風，其中該震動膜與彈簧是圓形的並且該數個狹縫包含有：(a)數個內部狹縫，其每一個具有一彎曲形狀，其係與該圓形震動膜的外部邊緣同中心，並且與該外部邊緣形成一第一距離；(b)數個中間狹縫，其每一個具有一彎曲形狀，其係與該圓形震動膜的外部邊緣同中心，並且與該外部邊緣形成一第二距離，其中該第二距離是大於該第一距離；以及(c)一連續外部狹縫，其係藉定出該彈簧、穿孔樑與襯墊的外部邊緣，並利用該連續外部狹縫將該彈簧、穿孔樑與襯墊的外部邊緣與該薄膜層分離。
15. 如申請專利範圍第14項所述之無背板矽麥克風，其中任兩鄰接內部狹縫是利用該彈簧的一部份分離，並且該部分是鄰接對準於該最近中間狹縫的一中心部份。
16. 如申請專利範圍第13項所述之無背板矽麥克風，其中該震動膜與彈簧每一個具有四個側邊與四個角落，以形成一方形並且有一個穿孔樑貼附於該方形彈簧四個角落的每一個，該數個狹縫包含有：(a)四個內部狹縫，其中每一個內部狹縫是線形的並且平行於該震動膜的側緣，且離該震動膜的該側緣是第一距離；(b)四個中間狹縫，其中每一中間狹縫具有兩個末端，以及一平行於該震動膜之第一側緣的第一部份與一平行於該震動膜之第二 側緣的第二側，以形成一”L”形，該兩末端是與該震動膜的一最近側緣形成一第二距離，其中該第二距離是大於該第一距離；以及(c)一連續外部狹縫，其係藉定出該彈簧、穿孔樑與襯墊的一外部邊緣，並利用該連續外部狹縫將該彈簧、穿孔樑與襯墊的外部邊緣與該薄膜層分離。
17. 如申請專利範圍第13項所述之無背板矽麥克風，其中該震動膜與彈簧每一具有四個側緣與四個角落，以形成一方形，並且有一個穿孔樑貼附於該方形彈簧四個角落的每一個，該數個狹縫包含有：(a)四個內部狹縫，其中每一個內部狹縫具有兩個末端，以及一平行於該震動膜之第一側緣的第一部份與一平行於該震動膜之第二側緣的第二側，以形成一”L”形，該兩末端與該震動膜的一最近側緣形成一第一距離；(b)四個中間狹縫，其中每一中間狹縫是線形的並且與該震動膜之一側形成一第二距離，其中該第二距離是大於該第一距離；以及(c)一連續外部狹縫，其係界定出該彈簧、穿孔樑與襯墊的一外部邊緣，並利用該連續外部狹縫將該彈簧、穿孔樑與襯墊的外部邊緣與該薄膜層分離。
18. 如申請專利範圍第13項所述之無背板矽麥克風，其中該震動膜與彈簧每一個具有四個側緣與四個角落，以形成一方形，並且有一個穿孔樑貼附於該方形彈簧四個角落的每一個，該數個狹縫包含有：(a)四個內部狹縫，其中每一個內部狹縫具有兩個末端，以及一平行於該震動膜之第一側緣的第一部份與一平行於該震動膜之第二側緣的第二側，以形成一”L”形，該兩末端與該震動膜的一最近側緣形成一第一距離；(b)四個中間狹縫，其中每一中間狹縫是線形的並且與該震動膜之 一側形成一第二距離，其中該第二距離是大於該第一距離；(c)四個中間外部狹縫，其中每一中間外部狹縫具有兩個末端，一平行於該震動膜之一第一側緣的第一部，以及一平行於該震動膜之一第二側緣的第二部，以形成一”L”形，其中該兩末端與該震動膜的一最近側緣形成一第三距離，其係大於該第二距離；以及(d)一連續外部狹縫，其係界定出該彈簧、穿孔樑與襯墊的一外部邊緣，並利用該連續外部狹縫將該彈簧、穿孔樑與襯墊的外部邊緣與該薄膜層分離。
19. 如申請專利範圍第14項所述之無背板矽麥克風，其中該數個內部狹縫與該數個外部狹縫的寬度是大約3至10微米。
20. 一種具有打線防護之無背板矽麥克風，其包含有：(a)一基底，其包含有一正面與一背面以及一穿過該基底之背孔；(b)一介電間隔物層，其形成於該基底的正面上；(c)一震動膜，其係對準於該背孔上並且是利用一形成於該介電層上的薄膜層所形成，該震動膜具有一中心與一外部邊緣；(d)一彈簧，其係環繞且連接至該震動膜，該彈簧係利用該薄膜層所製得並且包含有數個穿孔形成於內，該彈簧是連接至數個”m”襯墊，其中”m”≧3；(e)數個”m”襯墊，其係由該薄膜層所製得並且形成於該介電間隔物層上，其中每一襯墊與該介電間隔物層的下方部份形成一肋條錨狀物；(f)一空氣間隔，其形成於該介電間隔物層內且位於該震動膜與彈簧下方；(g)數個”n”接合墊，其中n是偶數≧2，並位於該薄膜層上鄰近該震動膜之該外部邊緣處；以及(h)一個或數個”n/2”打線，其係連接該接合墊，其中每一該一個 或數個”n/2”打線越過至少該震動膜的一部分上方，藉此限制任何因大衝擊所引起的非經常性震動膜大震動。
21. 如申請專利範圍第20項所述之具有打線防護之無背板矽麥克風，其中該數個”n”接合墊是利用鋁、銅、金或其他複合金屬材料所製得。
22. 如申請專利範圍第20項所述之具有打線防護之無背板矽麥克風，其中該一個或數個打線是利用鋁或金所製得，並且是利用傳統楔形接合(wedge bonding)或金熱聲波打線接合方式貼附於該數個”n”接合墊上。
23. 如申請專利範圍第20項所述之具有打線防護之無背板矽麥克風，其中該一或數個”n/2”打線具有兩個末端，其中該第一與第二末端是各貼附於一第一接合墊與一第二接合墊，並且該第一接合墊與該第二接合墊是沿著該外部邊緣交替排列。
24. 如申請專利範圍第20項所述之具有打線防護之無背板矽麥克風，其中該數個”n/2”打線是包含有至少兩個引線，其中第一引線越過一第二引線上方，藉此降低在該第二引線內的一環路高度，該被越過的引線也提供該震動膜由該薄膜層的一平面離開位移的限制。
25. 一種形成具有打線防護之無背板矽麥克風的方法，其包含有：(a)提供一基底，其具有一正面與一背面，其中一堆疊結構(stack)包含有一低介電間隔物層與上方薄膜層是形成於該正面上，一硬質罩幕層是設置於該背面；(b)在該薄膜層與該介電間隔物層內形成一或者以上個中介窗開口，以顯露出該基底的某些部份；(c)在該薄膜層的某些位置上形成數個第一電極與數個”n”接合墊，以及一或以上個位於該基底上之該一或以上個中介窗開口內的第二電極；(d)蝕刻該薄膜層，以形成數個穿孔洞(perforated holes)與數 個狹縫形狀的開口，以界定一震動膜具有一中心與外部邊緣，一彈簧圍繞並連接至該震動膜，其中該彈簧內具有穿孔且是連接至數個”m”襯墊，”m”≧3；(e)在該硬質罩幕層內蝕刻一開口並且形成一穿過該基底的背孔，其係排列於該震動膜下方；(f)在一釋放(release step)步驟移除該介電間隔物層的一部份，以形成一介於該震動膜與背面孔間與介於該彈簧與基底間的空氣間隔；以及(g)利用數個”n/2”打線連接該數個”n”接合墊，因此每一打線連接兩個接合墊並且越過該彈簧與該震動膜的至少一部份，藉此作為一限制，以侷限該彈簧或該震動膜在離開該基底的方向上的震動。