[发明专利]电容式硅麦克风及其制备方法

权利要求书

1.一种电容式硅麦克风，包括：

衬底；

第一介质层，形成于所述衬底之上；

下极板，位于所述第一介质层之上；

上极板，以一空气隙为间隔形成于所述下极板上方；

支撑体，用于支撑并固定所述上极板；

其中，所述下极板包括多个具有第一弹性系数的第一弹性部件，其位于所述下极板的边缘部并与所述支撑体连接；所述上极板包括多个具有第二弹性系数的第二弹性部件，其位于所述上极板的边缘部并与所述支撑体连接，所述第一弹性部件均匀分布于所述下极板边缘，每一所述第一弹性部件由一单节的第一弹簧形成，所述第二弹性部件均匀分布于所述上极板边缘，每一所述第二弹性部件由三个单节的第二弹簧并联形成，

所述上、下极板表面应力满足如下计算公式：

TS＝(Asp/Asp-covered)·(K1/Ssp)·(Wsp/K2)·(Thsp/Th0)·T0

其中，TS表示设有第一弹性部件时下极板的表面应力或设有第二弹性部件时上极板的表面应力，Asp表示相应弹簧的有效面积，Asp-covered表示相应弹簧的区域面积，Ssp表示相应弹簧的节数，Wsp表示相应弹簧的直径，Thsp表示相应弹簧的长度，Th0表示所述空气隙厚度，T0表示未设有第一弹性部件时下极板的表面应力或未设有第二弹性部件时上极板的表面应力，K1表示单节相应弹簧的弹性系数，K2表示单位宽度相应弹簧的弹性系数。

2.如权利要求1所述的电容式硅麦克风，其特征在于，所述第二弹性系数大于所述第一弹性系数。

3.如权利要求1所述的电容式硅麦克风，其特征在于，所述上、下极板呈圆形。

4.如权利要求1至3中任一项所述的电容式硅麦克风，其特征在于，所述上、下极板为多晶硅薄膜结构。

5.一种电容式硅麦克风的制备方法，包括如下步骤：

a)、在硅衬底上生长第一介质层；

b)、在所述第一介质层之上形成下极板，所述下极板边缘包括多个第一弹性部件，所述第一弹性部件均匀分布于所述下极板边缘，每一所述第一弹性部件由一单节的第一弹簧形成；

c)、在所述下极板上生长第二介质层；

d)、在所述第二介质层之上形成上极板，在所述上极板边缘形成多个第二弹性部件，所述第二弹性部件均匀分布于所述上极板边缘，每一所述第二弹性部件由三个单节的第二弹簧并联形成；

e)、在所述上极板上形成释放孔；

f)、通过所述释放孔去除所述第二介质层以形成一空气隙；

g)、在所述上极板边缘形成支撑体，用以固定所述上极板；

h)、自所述衬底背面刻蚀以形成一背腔；

其中，所述上、下极板表面应力满足如下计算公式：

TS＝(Asp/Asp-covered)·(K1/Ssp)·(Wsp/K2)·(Thsp/Th0)·T0

其中，TS表示设有第一弹性部件时下极板的表面应力或设有第二弹性部件时上极板的表面应力，Asp表示相应弹簧的有效面积，Asp-covered表示相应弹簧的区域面积，Ssp表示相应弹簧的节数，Wsp表示相应弹簧的直径，Thsp表示相应弹簧的长度，Th0表示所述空气隙厚度，T0表示未设有第一弹性部件时下极板的表面应力或未设有第二弹性部件时上极板的表面应力，K1表示单节相应弹簧的弹性系数，K2表示单位宽度相应弹簧的弹性系数。

6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤d)中所述第二弹性部件的弹性系数大于所述第一弹性部件的弹性系数。