[发明专利]麦克风

说明书

技术领域

本发明涉及一种麦克风，具体涉及一种电容性麦克风。

背景技术

图1示意性示出了已知电容性麦克风的操作原理。由于隔膜10上的压力差，声压波1使隔膜10振动。这改变了隔膜10与后板11之间的气隙间隔。对于良好的全向性能，隔膜的背面面对声学上封闭的后腔室12。需要后腔室中的小孔14来补偿大气压的缓慢变化。

为了检测隔膜的移动，将隔膜放置在平行板电容器装置中。为此，隔膜具有导电表面，背板也是导电的，被放置为产生气隙。由于声压差对气隙的调制，与声压成比例的电可检测信号是可用的。

隔膜和后板通常是以硅MEMS工艺制造的，而后腔室通常由器件封装来限定。

对于需要小型化的应用来说，例如，对于移动电话或者对于其他手持设备中的PCB安装，MEMS麦克风是尤为感兴趣的。

这些问题没有解决的一个问题是“体噪声(body noise)”抑制。

由于机械振动，麦克风电容器的两个平行板将会有相对移动，这导致检测到不期望的电信号。在麦克风上引起电输出的机械振动的这种干扰效应称作“体噪声”。体噪声主要由隔膜的挠曲(deflection)引起；后板响应于机械振动的挠曲要小得多。

体噪声的一个示例是移动电话自身的扬声器(或接收机)向麦克风中的串扰。这种效应具有非线性传递函数，因此无法通过对麦克风输出信号自己进行信号处理来补偿这种效应。

发明内容

根据本发明，提供了一种麦克风，包括：

衬底管芯(die)24；以及从衬底管芯形成的麦克风20和加速度计22，其中，加速度计适于提供用于对衬底管芯的机械振动加以补偿的信号。

因此，实施例提供了与麦克风在同一管芯上的加速度计，使得可以经由电信号减去来消除声音信号中的机械振动。此外，加速度计使得为麦克风模块提供了加速度计的设备具有新功能。例如，可以通过晃动设备来终止设备的现用功能，和/或可以通过翻转设备来启用/禁用设备的功能。

可以采用与制造麦克风所使用的工艺相同的工艺来制造加速度计，使得不需要附加的工艺步骤。

此外，可以将加速度计定位在靠近MEMS麦克风的地方，而不改变MEMS麦克风管芯的物理尺寸，使得不需要附加的硅面积。

根据本发明的另一方面，提供了一种制造麦克风的方法，包括：提供衬底管芯；以及从衬底管芯新城麦克风和加速度计，其中，加速度计适于提供用于对衬底管芯的机械振动加以补偿的信号。

形成步骤可以包括：形成MEMS电容性麦克风，所述MEMS电容性麦克风包括通过气隙与传感器隔膜分开的后板；以及形成包括悬浮质量块(suspended mass)的MEMS电容性加速度计。

附图说明

现在将参考附图来描述本发明的示例，其中：

图1示意性地示出了已知电容性麦克风的操作原理；

图2示出了根据本发明实施例的示例性管芯布局的平面图；

图3A至3G示出了根据本发明实施例的制造MEMS麦克风的方法；

图4A-4F是根据本发明不同实施例的管芯布局的示意性平面图；以及

图5A-5D示出了根据本发明不同实施例的加速度计配置。

具体实施方式

附图不是按比例绘制的，一些尺寸可能已被放大(例如，厚度尺寸)以使附图更清楚地示出不同组件。

图2示出了根据实施例的示例性管芯布局的平面图，其中，将MEMS电容性麦克风20和电容性加速度计22组合在单个衬底管芯24上。与制造传统MEMS麦克风相比，不需要附加的掩模来实现伴随的电容性加速度计22。因此，可以将电容性加速度计22添加到MEMS麦克风传感器20中，而没有任何附加的制造成本。

麦克风模块中的加速度计还提供了对于还没有包括加速度计的器件有利的附加功能性。

因此，加速度计22与麦克风20经历相同的机械振动，优选地将加速度计22定位在相同管芯24上靠近麦克风的地方。对于信号处理，如果加速度计22的悬浮质量块对机械振动的频率响应与麦克风类似，其中所述麦克风在可听频率范围(高达20kHz)内具有线性响应，则这种布置也是方便的。

图2中所示的示例的加速度计22是质量弹簧系统，所述质量弹簧系统通过表面微机械加工被制造在麦克风传感器层堆叠中。这提供了若干选项，其中的一些示例如下：