[发明专利]MEMS麦克风

说明书

本发明公开了一种MEMS麦克风，包括第一衬底以及通过间隔部支撑在第一衬底上方的振膜，第一衬底、间隔部、振膜围成了真空腔；振膜在大气压力下的静态偏转距离小于振膜与第一衬底之间的距离；振膜、第一衬底中，其中一个设置了磁性薄膜，另一个上设置了与磁性薄膜配合的磁阻传感器，磁阻传感器被配置为在振膜的振动过程中感应磁性薄膜的磁场变化而输出变化的电信号。本发明的MEMS麦克风，提高了麦克风的信噪比，大大降低MEMS麦克风的整体尺寸。

技术领域

本发明涉及声电转换领域，更具体地，涉及一种MEMS麦克风的机构，尤其是一种具有高SNR的麦克风结构。

背景技术

现在主流的MEMS麦克风均采用电容式的感测结构，包括衬底以及形成在衬底上的背极板、振膜，背极板与振膜之间具有间隙，使得背极板、振膜构成了平板式的电容器感测结构。

为了充分利用振膜的机械灵敏度，麦克风需要设计一个具有环境压力的巨大后腔，以确保流动空气的刚性远远振膜。背腔的容积通常远大于1mm³，例如通常设计为1-15mm³。而且麦克风芯片在封装的时候，需要开放其腔体。这就限制了MEMS麦克风最小尺寸封装的设计(3mm³)。

这是由于如果后腔容积过小，则不利于空气的流通，这种空气的刚性则会大大降低振膜的机械灵敏度。另外，为了均压，背极板上通常会设计密集的通孔，由于空气粘度造成的间隙或穿孔中的空气流动阻力成为MEMS麦克风噪声的主导因素，从而限制了麦克风的高信噪比性能。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种MEMS麦克风的新技术方案。

根据本发明的第一方面，提供了一种MEMS麦克风，包括第一衬底以及通过间隔部支撑在第一衬底上方的振膜，所述第一衬底、间隔部、振膜围成了真空腔；其中，振膜在大气压力下的静态偏转距离小于振膜与第一衬底之间的距离；

振膜、第一衬底中，其中一个设置了磁性薄膜，另一个上设置了与磁性薄膜配合的磁阻传感器，所述磁阻传感器被配置为在振膜的振动过程中感应磁性薄膜的磁场变化而输出变化的电信号。

可选地，所述磁阻传感器为巨磁阻传感器或者隧道磁阻传感器。

可选地，所述磁性薄膜设置在第一衬底上位于真空腔一侧的位置；所述磁阻传感器设置在振膜上位于真空腔的一侧，或者设置在振膜上远离真空腔的一侧。

可选地，所述磁性薄膜设置在第一衬底上位于真空腔一侧的位置；所述振膜采用复合结构，所述磁阻传感器设置在振膜的复合结构中。

可选地，所述磁阻传感器设置在第一衬底上位于真空腔一侧的位置；所述磁性薄膜设置在振膜上位于真空腔的一侧，或者设置在振膜上远离真空腔的一侧。

可选地，所述磁阻传感器设置在第一衬底上位于真空腔一侧的位置；所述振膜采用复合结构，所述磁性薄膜设置在振膜的复合结构中。

可选地，所述振膜的机械灵敏度为0.02至0.9nm/Pa，所述振膜和第一衬底之间的初始间隙为1-100μm。

可选地，还包括ASIC电路，所述ASIC电路形成在第一衬底上。

可选地，在所述振膜远离真空腔的一侧还设置有第二衬底，所述第二衬底上对应振膜中部区域的位置形成有将振膜露出的空腔。

本发明的MEMS麦克风，振膜与第一衬底之间围成了真空腔，真空腔内的空气粘度远远低于环境压力中的空气粘度，从而可以降低声阻对振膜振动的影响，提高了麦克风的信噪比。另外，由于该结构的MEMS麦克风不需要较大容积的背腔，因此可以大大降低MEMS麦克风的整体尺寸，增强了麦克风的可靠性。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。