WO2022083592A1

WO2022083592A1 - Mems芯片

Info

Publication number: WO2022083592A1
Application number: PCT/CN2021/124740
Authority: WO
Inventors: 邱冠勋; 周宗磷; 卓彦萱
Original assignee: 青岛歌尔智能传感器有限公司
Priority date: 2020-10-22
Filing date: 2021-10-19
Publication date: 2022-04-28
Also published as: CN213403502U

Abstract

本申请提供一种MEMS芯片包括基底、设置在基底上的振膜和背极，其中，所述振膜包括两个彼此电性不导通的导电区域，所述背极包括至少两个彼此电性不导通的导电区域；且，所述振膜的至少一个导电区域与所述背极的至少一个导电区域之间电性导通。利用本申请，通过振膜、背极的不同区域的电性连接以达到调整MEMS芯片性能的目的。

Description

MEMS芯片

本申请要求于2020年10月22日提交中国专利局、申请号为202022368816.3，发明名称为“MEMS芯片”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本申请涉及电声转换技术领域，更为具体地，涉及一种MEMS麦克风的MEMS芯片。

背景技术

MEMS(Micro electro mechanical Systems，微机电系统)麦克风是一种用微机械加工技术制作出来的电能换声器，其具有体积小、频响特性好、噪声低等特点。随着电子设备的小巧化、薄型化发展，MEMS麦克风被越来越广泛地运用到这些设备上。

现有的MEMS麦克风包括MEMS芯片，其中，MEMS芯片包括基底、设置在基底上的振膜以及背极，并且振膜与背极形成电容器，振膜随着声压震动感测声音，其中，整个振膜为一个导电区域，整个背极为一个导电区域，发明人意识到，这种结构不方便调整MEMS芯片的性能。

为解决方便调整MEMS芯片的性能问题，本申请提供了一种新的MEMS芯片。

实用新型内容

鉴于上述问题，本申请的目的是提供一种MEMS芯片，通过振膜、背极的不同区域的电性连接以达到方便调整MEMS芯片性能的目的。

本申请提供的MEMS芯片包括基底、设置在所述基底上的振膜和背极，其中，

所述振膜包括两个彼此电性不导通的导电区域，所述背极包括至少两个彼此电性不导通的导电区域；且，

所述振膜的至少一个导电区域与所述背极的至少一个导电区域之间电性导通。

此外，优选的结构是，所述振膜包括振膜第一导电区域和振膜第二导电区域；其中，

当所述背极包括三个导电区域时，所述背极的三个导电区域分别为背极第一导电区域、背极第二导电区域和背极第三导电区域；

所述振膜第一导电区域与所述背极第一导电区域之间电性不导通。

此外，优选的结构是，所述振膜第一导电区域与所述背极第二导电区域之间电性导通；以及，

所述振膜第二导电区域与所述背极第三导电区域之间电性导通。

此外，优选的结构是，所述振膜第一导电区域、所述振膜第二导电区域分别与所述背极第二导电区域电性导通；以及，

所述振膜第一导电区域、所述振膜第二导电区域分别与所述背极第三导电区域电性导通。

当所述背极包括两个导电区域时，所述背极的两个导电区域分别为背极第一导电区域和背极第二导电区域；

此外，优选的结构是，所述振膜第二导电区域与所述背极第二导电区域之间电性导通。

此外，优选的结构是，所述振膜第一导电区域、所述振膜第二导电区域分别与所述背极第二导电区域电性导通。

此外，优选的结构是，所述振膜的至少一个导电区域与所述背极的至少一个导电区域通过导通孔或者导电材料或者导电连接层进行电性导通。

此外，优选的结构是，所述背极包括背极导电层和背极绝缘层，其中，

所述背极导电层设置在所述背极绝缘层中间，或者，

所述背极导电层设置在所述背极绝缘层的上方或者下方。

从上面的技术方案可知，本申请提供的MEMS芯片，通过在将振膜、背极设计成不同的导电区域，并且振膜中的各个导电区域之间彼此电性不导通，背极中的各个导电区域之间彼此电性不导通，其中，通过振膜的导电区域与背极中的导电区域之间电性连接实现调整MEMS芯片的功能，从而提高MEMS麦克风的性能。

为了实现上述以及相关目的，本申请的一个或多个方面包括后面将详细说明的特征。下面的说明以及附图详细说明了本申请的某些示例性方面。然而，这些方面指示的仅仅是可使用本申请的原理的各种方式中的一些方式。此外，本申请旨在包括所有这些方面以及它们的等同物。

附图说明

通过参考以下结合附图的说明及权利要求书的内容，并且随着对本申请的更全面理解，本申请的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：

图1为根据本申请实施例一的MEMS芯片结构示意图；

图2为根据本申请实施例二的MEMS芯片结构示意图；

图3为根据本申请实施例三的MEMS芯片结构示意图；

图4为根据本申请实施例四的MEMS芯片结构示意图；

图5为根据本申请实施例的MEMS芯片的振膜与背极不同区域电连接结构示意图；

图6、图7和图8分别为根据本申请实施例的MEMS芯片风的背极结构示意图。

其中的附图标记包括：1、基底，2、振膜，3、背极，4、导通孔，5、导电连接层，21、振膜第一导电区域，22、振膜第二导电区域，31、背极第一导电区域，32、背极第二导电区域，33、背极第三导电区域，34、背极第一绝缘层、35、背极导电层，36、背极第二绝缘层。

在所有附图中相同的标号指示相似或相应的特征或功能。

具体实施方式

针对前述提出的由于现有的MEMS麦克风结构中在MEMS芯片的振膜以及背极均为一个完整的带点区域，为了方便调整MEMS麦克风的性能，本申请提供了一种新的MEMS芯片。

本申请提供的MEMS芯片包括基底、设置在所述基底上的振膜和背极，其中，振膜包括两个彼此电性不导通的导电区域，分别为振膜第一导电区域和振膜第二导电区域，并且振膜第一导电区域和振膜第二导电区域之间电性不导通。

其中，背极包括至少两个彼此电性不导通的导电区域；即：振膜的至少一个导电区域与背极的至少一个导电区域之间电性导通。

在本申请的实施例中，振膜的导电区域(振膜第一导电区域和振膜第二导电区域)与背极的导电区域(背极第一导电区域、背极第二导电区域和/或背极第三导电区域)通过导通孔、或者导电材料、或者导电连接层进行电性导通，以实现不同导电区域的电性连接。

其中，，背极包括背极导电层和背极绝缘层，其中，背极导电层设置在背极绝缘层中间，或者，背极导电层设置在背极绝缘层的上方或者下方。在本申请的实施例中MEMS芯片可以根据实际需要设定不同的具体结构，以下将结合附图对本申请的具体实施例进行详细描述。

实施例一

为了说明本申请提供的MEMS麦克风的结构，图1示出了根据本申请实施例一的MEMS芯片结构。

如图1所示，本申请提供的MEMS芯片包括基底1、设置在基底1上的振膜2，以及设置在振膜2上方的背极3，其中，振膜2包括两个导电区域，分别为振膜第一导电区域21和振膜第二导电区域22，并且振膜第一导电区域21和振膜第二导电区域22之间电性不导通。

其中，背极3包括三个导电区域，分别为背极第一导电区域31、背极第二导电区域32、背极第三导电区域33，并且背极的三个导电区域之间彼此电性不导通。

在图1所示的实施例中，振膜第一导电区域21与背极第一导电区域31之间电性不导通；振膜第一导电区域21与背极第二导电区域32之间通过导通孔4进行电性导通；以及，振膜第二导电区域22与背极第三导电区域33之间通过导通孔4电性导通。其中，导通孔为镀通孔，电路板的不同层中导电层之间就是用这种孔导通或连接起来的，导通孔通过导通不同层的导电层，用于进行讯号连接。

图1所示的实施例中，振膜第一导电区域21与背极第二导电区域32之间，以及振膜第二导电区域22与背极第三导电区域33之间除了通过导通孔4电连接之外，还可以采用其他导电材料进行电性导通，或者将两个导电区域之间设置导电连接层之间导通。

在图1所示的实施例中，振膜第一导电区域21与背极第一导电区域31之间电性不导通，振膜第一导电区域21与背极第二导电区32域进行电性导通，能够起到减少背极第一导电区域31与MEMS麦克风的封装结构的基板的交互作用；振膜第一导电区域21与背极第一导电区域31之间电性不导通，振膜第二导电区域22与背极第三导电区域33进行电性导通，能够避免外界杂乱讯息对背极第一导电区域造成的干扰；通过上述振膜的不同导电区域与背极的不同导电区域的电连接，实现调整MEMS芯片的功能，从而提高MEMS麦克风的性能。

实施例二

为了说明本申请提供的MEMS芯片的结构，图2示出了根据本申请实施例二的MEMS芯片结构。

如图2所示，本申请提供的MEMS芯片包括基底1、设置在基底1上的振膜2，以及设置在振膜2上方的背极3，其中，振膜2包括两个导电区域，分别为振膜第一导电区域21和振膜第二导电区域22，并且振膜第一导电区域21和振膜第二导电区域22之间电性不导通。

在图2所示的实施例中，振膜第一导电区域21与背极第一导电区域31之间电性不导通；振膜第一导电区域21、振膜第二导电区域22分别与背极第二导电区域32通过导通孔4进行电性导通；以及，振膜第一导电区域21、振膜第二导电区域22分别与背极第三导电区域33通过导通孔4进行电性导通。其中，导通孔为镀通孔，电路板的不同层中导电层之间就是用这种孔导通或连接起来的，导通孔通过导通不同层的导电层，用于进行电连接。

图2所示的实施例中，振膜的各个导电区域与背极的各个导电区域3之间除了通过导通孔4电连接之外，还可以采用其他导电材料进行电性导通，或者将两个导电区域之间设置导电连接层之间导通。

在图2所示的实施例中，振膜第一导电区域21与背极第一导电区域31之间电性不导通，振膜第一导电区域21、振膜第二导电区域22分别与背极第二导电区域32通过导通孔4进行电性导通，振膜第一导电区域21、振膜第二导电区域22分别与背极第三导电区域33通过导通孔4进行电性导通，不但能够起到减少背极第一导电区域31与MEMS麦克风的封装结构的基板的交互作用，同时还能够避免外界杂乱讯息对背极第一导电区域造成的干扰，从而实现调整MEMS芯片的功能，从而提高MEMS麦克风的性能。

实施例三

为了说明本申请提供的MEMS芯片的结构，图3示出了根据本申请实施例三的MEMS芯片结构。

如图3所示，本申请提供的MEMS芯片，包括基底1、设置在基底1上的振膜2，以及设置在振膜2上方的背极3，其中，振膜2包括两个导电区域，分别为振膜第一导电区域21和振膜第二导电区域22，并且振膜第一导电区域21和振膜第二导电区域22之间电性不导通。

其中，背极3包括两个导电区域，分别为背极第一导电区域31和背极第二导电区域32，并且背极的两个导电区域之间彼此电性不导通。

在图3所示的实施例中，振膜第一导电区域21与背极第一导电区域31之间电性不导通；振膜第二导电区域22与背极第二导电区域32通过导通孔4进行电性导通。其中，导通孔为镀通孔，电路板的不同层中导电层之间就是用这种孔导通或连接起来的，导通孔通过导通不同层的导电层，用于进行讯号连接。

图3所示的实施例中，振膜的各个导电区域与背极的各个导电区域3之间除了通过导通孔4电连接之外，还可以采用其他导电材料进行电性导通，或者将两个导电区域之间设置导电连接层之间导通。

在图3所示的实施例中，振膜第一导电区域21与背极第一导电区域31 之间电性不导通，振膜第二导电区域22与背极第二导电区域32通过导通孔4进行电性导通，能够避免外界杂乱讯息对背极第一导电区域造成的干扰，从而实现调整MEMS芯片的功能，从而提高MEMS麦克风的性能。

实施例四

为了说明本申请提供的MEMS芯片的结构，图4示出了根据本申请实施例四的MEMS芯片结构。

如图4所示，本申请提供的MEMS芯片包括基底1、设置在基底1上的振膜2，以及设置在振膜2上方的背极3，其中，振膜2包括两个导电区域，分别为振膜第一导电区域21和振膜第二导电区域22，并且振膜第一导电区域21和振膜第二导电区域22之间电性不导通。

在图4所示的实施例中，振膜第一导电区域21与背极第一导电区域31之间电性不导通；振膜第一导电区域21、振膜第二导电区域22分别与背极第二导电区域32通过导通孔4进行电性导通。其中，导通孔为镀通孔，电路板的不同层中导电层之间就是用这种孔导通或连接起来的，导通孔通过导通不同层的导电层，用于进行讯号连接。

图4所示的实施例中，振膜的各个导电区域与背极的各个导电区域3之间除了通过导通孔4电连接之外，还可以采用其他导电材料进行电性导通，或者将两个导电区域之间设置导电连接层之间导通。

在图4所示的实施例中，振膜第一导电区域21与背极第一导电区域31之间电性不导通，振膜第一导电区域21、振膜第二导电区域22与背极第二导电区域32通过导通孔4进行电性导通，能够起到减少背极第一导电区域31与MEMS麦克风的封装结构的基板的交互作用，从而实现调整MEMS芯片的功能，从而提高MEMS麦克风的性能。

在本申请的上述图1至图4所示的实施例中，示出了振膜的不同导电区域与背极的不同导电区域在进行电连接时，可以实现MEMS芯片的不同功能，从而达到调整MEMS芯片的功能，在具体应用中，可根据实际需求，选择不同的导电区域进行电连接，并不局限于上述实施例中提到的不同导电区域连接的方式。

在本申请的实施例中，振膜的各个导电区域与背极的各个导电区域进行电连接，除了通过导通孔4电连接之外，还可以采用其他导电材料进行电性导通，或者将导电区域之间设置导电连接层之间导通。在图5所示的实施例中，振膜第二导电区域22与背极第一导电区域31通过导电连接层5进行直接电连接，从本申请所示的实施例中，MEMS芯片的振膜2与背极3的不同区域电连接可根据实际情况采用导通孔、导电材料、导电连接层进行连接，在具有应用中，根据需求确定合适的电连接方式。

此外，在本申请的实施例中，图6、图7和图8分别示出了根据本申请实施例的MEMS芯片风的背极结构。

如图6至图7所示，背极3包括背极导电层35和背极绝缘层，其中，背极导电层35设置在背极绝缘层中间，或者，背极导电层35设置在背极绝缘层的上方或者下方。在图6所示的实施例中，背极3包括背极导电层35、背极第一绝缘层34和背极第二绝缘层36，其中，背极导电层35设置在背极第一绝缘层34和背极第二绝缘层36的之间。在图7所示的实施例中，背极3包括背极导电层35和背极第一绝缘层34，其中，背极导电层35设置在背极第一绝缘层34下方。在图8所示的实施例中，背极3包括背极导电层35和背极第二绝缘层36，其中，背极导电层35设置在背极第二绝缘层36上方。

在本申请中，综合上述图1至图8所示的实施例，MEMS芯片的结构根据实际需要，可以为单振膜、双背极的芯片，也可以为双振膜、单背极的芯片，可以为单振膜、下背极的芯片，也可以为单振膜、上背极的芯片；其中，振膜为复合材料，包括半导体、导体以及绝缘体；背极为复合材料，包括半导体、导体以及绝缘体。其中，MEMS芯片可以用于感测压力或者声音，在具体应用根据实际情况进行自行设定。

通过上述实施方式可以看出，本申请提供的MEMS芯片，通过在将振膜、背极设计成不同的导电区域，并且振膜中的各个导电区域之间彼此电性不导通，背极中的各个导电区域之间彼此电性不导通，其中，通过振膜的导电区域与背极中的导电区域之间电性连接实现调整MEMS芯片的功能，从而提高MEMS麦克风的性能。

如上参照附图以示例的方式描述了根据本申请提出的MEMS芯片。但是，本领域技术人员应当理解，对于上述本申请所提出的MEMS芯片，还可以在不脱离本申请内容的基础上做出各种改进。因此，本申请的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。

Claims

一种MEMS芯片，包括基底、设置在所述基底上的振膜和背极，其中，

所述振膜包括两个彼此电性不导通的导电区域，所述背极包括至少两个彼此电性不导通的导电区域；且，

所述振膜的至少一个导电区域与所述背极的至少一个导电区域之间电性导通。
如权利要求1所述的MEMS芯片，其中，

所述振膜包括振膜第一导电区域和振膜第二导电区域；

当所述背极导电区域分别为背极第一导电区域、背极第二导电区域和背极第三导电区域；

所述振膜第一导电区域与所述背极第一导电区域之间电性不导通。
如权利要求2所述的MEMS芯片，其中，

所述振膜第一导电区域与所述背极第二导电区域之间电性导通；以及，

所述振膜第二导电区域与所述背极第三导电区域之间电性导通。
如权利要求2所述的MEMS芯片，其中，

所述振膜第一导电区域、所述振膜第二导电区域分别与所述背极第二导电区域电性导通；以及，

所述振膜第一导电区域、所述振膜第二导电区域分别与所述背极第三导电区域电性导通。
如权利要求1所述的MEMS芯片，其中，

所述振膜包括振膜第一导电区域和振膜第二导电区域；其中，

当所述背极包括两个导电区域时，所述背极的两个导电区域分别为背极第一导电区域和背极第二导电区域；

所述振膜第一导电区域与所述背极第一导电区域之间电性不导通。
如权利要求5所述的MEMS芯片，其中，

所述振膜第二导电区域与所述背极第二导电区域之间电性导通。
如权利要求5所述的MEMS芯片，其中，

所述振膜第一导电区域、所述振膜第二导电区域分别与所述背极第二导电区域电性导通。
如权利要求1所述的MEMS芯片，其中，

所述振膜的至少一个导电区域与所述背极的至少一个导电区域通过导通孔或者导电材料或者导电连接层进行电性导通。
如权利要求1-8中任一项所述的MEMS芯片，其中，

所述背极包括背极导电层和背极绝缘层，其中，

所述背极导电层设置在所述背极绝缘层中间，或者，

所述背极导电层设置在所述背极绝缘层的上方或者下方。