[发明专利]具有立体振膜结构的微机电麦克风晶片及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种微机电麦克风晶片，特别是涉及一种具有立体振膜结构的微机电麦克风晶片及其制造方法。

背景技术

微机电麦克风是目前电声产业极力发展的一项产品，其可广泛地被运用于各项可携式电子装置上，借以符合微型化并兼具收音的效果。

如图1所示，为现有习知的微机电麦克风晶片示意图，其包括有一基底1，其上设有一固定电极2，固定电极2利用一支撑件3支撑其下方的振膜4，其中当振膜4因释放残余应力而发生变形时，会借由支撑件3与固定电极2的连结而产生作用力，使固定电极2的中央区域与振膜4同步发生变形，并产生类似弯弧的变形结构，此一变形作用除了吸收振膜4的残留应力之外，亦希望使中央区域的结构表面仍保持平坦，以及固定电极2与振膜4之间所形成的电容间隙距离能够维持不变。

然而，对于微机电麦克风晶片而言，通常固定电极2与振膜4的结构厚度差异极大，而支撑件3连结的两层结构设计，使弯弧的变形结构释放振膜4的残余应力，难使振膜4与固定电极2表面获得预期的平坦结果，当振膜4表面具有任何变形起伏时，其将会使固定电极2与振膜4之间的电容间隙距离发生局部区域性改变，而导致当声波经过振膜4振动时，产生严重的谐波失真现象。

该结构设计利用在固定电极2与振膜4之间制作异质材料的支撑件3，其制程技术上十分困难、成本亦相对昂贵。另外，如何在振膜4与固定电极2结构上制作出个别的导体层、使两导体层相互间形成电容构造，以及如何将振膜4的讯号接线拉出至表面焊垫位置，皆是该结构设计上所须面对的困难与挑战。

由此可见，上述现有的微机电麦克风晶片及其制造方法在制造方法与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般制造方法又没有适切的制造方法能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新的具有立体振膜结构的微机电麦克风晶片及其制造方法，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种具有立体振膜结构的微机电麦克风晶片及其制造方法，是在基底上制作一具有多层阶级状的悬浮振膜，以及对应振膜外形的背板，用以增加振膜的有效面积，据以提升灵敏度。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种具有立体振膜结构的微机电麦克风晶片，其包括：一基底，具有一腔室；一振膜，设置该腔室上，该振膜具有纵向落差的阶级；以及一背板，邻近于该振膜，并与其保持一距离，且该背板具有多个音孔。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的具有立体振膜结构的微机电麦克风晶片，其中所述的振膜的阶级为两层。

前述的具有立体振膜结构的微机电麦克风晶片，其中所述的振膜的顶缘阶级层的横向宽度小于或大于底缘阶级层。

前述的具有立体振膜结构的微机电麦克风晶片，其中该背板内缘形状与该振膜外缘对应相同。

前述的具有立体振膜结构的微机电麦克风晶片，其中所述的振膜阶级的边缘端角为圆角结构。

前述的具有立体振膜结构的微机电麦克风晶片，其中该基底与该振膜之间具有二氧化硅层。

前述的具有立体振膜结构的微机电麦克风晶片，其中所述的该振膜与该二氧化硅层之间设有一氮化硅层。

本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种具有立体振膜结构的微机电麦克风晶片的制造方法，其包括下列步骤：提供一基底；在该基底上成型带有纵向落差阶级的一振膜与一背板，且该背板具有多个音孔；在该基底制作一腔室，以使该振膜形成悬浮结构；以及将该背板与该振膜之间制作出一空间，以制作出该微机电麦克风晶片。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的具有立体振膜结构的微机电麦克风晶片的制造方法，其中将该第一牺牲层、第二牺牲层施以蚀刻，使得该振膜形成悬浮结构。

前述的具有立体振膜结构的微机电麦克风晶片的制造方法，其中自该背板朝该振膜方向，将该第三牺牲层施以蚀刻，以制作该空间。

前述的具有立体振膜结构的微机电麦克风晶片的制造方法，其中在沉积该振膜之前，将该第一牺牲层与该第二牺牲层施以湿蚀刻，而分别在边缘端角制作出圆角结构。

前述的具有立体振膜结构的微机电麦克风晶片的制造方法，其中制作该音孔的同时，在该振膜上成型一金属焊垫。