微機電系統結構技術方案

本發明專利技術公開一種微機電系統結構。微機電系統結構包含基板及背板，基板具有開口部分，而背板設置于基板的一側且具有多個聲孔。微機電系統結構也包含振膜，振膜設置于基板與背板之間并延伸橫跨基板的開口部分。振膜包含多個通氣孔，且氣隙形成于振膜與背板之間。微機電系統結構還包含覆蓋結構，覆蓋結構設置于至少一個通氣孔的側壁之上。個通氣孔的側壁之上。個通氣孔的側壁之上。

【技術實現步驟摘要】
微機電系統結構


[0001]本專利技術涉及一種聲波轉換器(acoustic transducer)，且其特別是涉及一種可在微機電系統麥克風(micro
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electro
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mechanical system microphone)中使用的微機電系統(micro
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electro
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mechanical system,MEMS)結構。

技術介紹

[0002]現今個人電子產品的趨勢是朝向制造薄型、小巧、輕便和高性能的電子裝置，包含麥克風。麥克風可用于接收聲波并將聲音信號轉換為電信號。麥克風被廣泛地應用于日常生活及安裝于例如電話、手機和錄音筆等電子產品中。在電容式麥克風(capacitive microphone)中，聲壓(acoustic pressure)的變化(即由聲波導致的環境大氣壓力的局部壓力偏差)使得振膜(diaphragm)相應地變形，且振膜的變形引起電容變化。因此，可以通過偵測電容變化所造成的電壓變化得到聲波的聲壓變化。
[0003]與傳統駐極體電容式麥克風(electret condenser microphones,ECM)的不同之處在于，微機電系統(MEMS)麥克風的機械和電子元件可利用集成電路(integrated circuit,IC)技術整合在半導體材料之上來制造微型麥克風。微機電系統麥克風具有例如小尺寸、輕巧和低功耗等優點，因此已成為微型麥克風的主流。
[0004]雖然現有的微機電系統麥克風大致足以應付一般使用需求，它們尚未完全滿足其他面向。舉例來說，高階麥克風的規格不僅對于包含信噪比(signal
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to
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noise ratio,SNR)、聲學過載點(acoustic overload point,AOP)的性能要求高，還需要滿足低頻響應(low
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frequency roll off,LFRO)的要求。此外，不同的MEMS麥克風之間的相位失配(phase mismatching)也需要最小化。

技術實現思路

[0005]本專利技術中的微機電系統(MEMS)結構可用于微機電系統麥克風，其包含設置于至少一個通氣孔的側壁之上的覆蓋結構。在一些實施例中，覆蓋結構在對應的通氣孔中形成狹縫(slit)，其可以增加聲阻(acoustic resistance)，從而提高信噪比(SNR)。再者，狹縫可減少制造的變化尺寸，從而減少微機電系統麥克風之間的相位失配。
[0006]本專利技術的一些實施例包含一種微機電系統結構。微機電系統結構包含基板及背板，基板具有開口部分，而背板設置于基板的一側且具有多個聲孔。微機電系統結構也包含振膜，振膜設置于基板與背板之間并延伸橫跨基板的開口部分。振膜包含多個通氣孔，且氣隙形成于振膜與背板之間。微機電系統結構還包含覆蓋結構，覆蓋結構設置于至少一個通氣孔的側壁之上。
[0007]在一些實施例中，覆蓋結構在至少一個通氣孔中形成狹縫。
[0008]在一些實施例中，狹縫的寬度小于0.4μm。
[0009]在一些實施例中，在振膜的俯視圖中，通氣孔呈多個環狀排列并圍繞振膜的中心。
[0010]在一些實施例中，通氣孔被分為以同心圓排列的多個第一通氣孔和多個第二通氣
孔。
[0011]在一些實施例中，第一通氣孔和第二通氣孔相對于振膜的中心交錯排列。
[0012]在一些實施例中，第一通氣孔在振膜的徑向上設置于振膜的中心與第二通氣孔之間。
[0013]在一些實施例中，第一通氣孔的數量與第二通氣孔的數量不同。
[0014]在一些實施例中，每個第一通氣孔具有與每個第二通氣孔不同的尺寸。
[0015]在一些實施例中，通氣孔進一步被分為多個第三通氣孔，且第二通氣孔在振膜的徑向上設置于第一通氣孔與第三通氣孔之間。
[0016]在一些實施例中，通氣孔為C形、條狀或弧形。
[0017]在一些實施例中，覆蓋結構的寬度小于振膜的厚度的一半。
[0018]在一些實施例中，通氣孔排列為與振膜的中心相鄰或排列于振膜的周緣。
[0019]在一些實施例中，覆蓋結構的頂部的寬度與覆蓋結構的底部的寬度不同。
[0020]在一些實施例中，覆蓋結構覆蓋至少一個通氣孔的側壁的一部分，并暴露至少一個通氣孔的側壁的另一部分。
[0021]在一些實施例中，覆蓋結構的頂面低于振膜的頂面。
[0022]在一些實施例中，微機電系統結構還包含支柱，支柱設置于背板與振膜之間。
[0023]在一些實施例中，支柱設置于振膜的中心之上。
[0024]在一些實施例中，支柱與振膜是可分離的。
[0025]在一些實施例中，覆蓋結構是由與振膜不同的材料所制成。
附圖說明
[0026]以下將配合所附的附圖詳述本專利技術實施例。應注意的是，根據產業中的標準慣例，各種特征部件并未按照比例繪制。事實上，各種特征部件的尺寸可能經放大或縮小，以清楚地表現出本專利技術實施例的技術特征。
[0027]圖1A是本專利技術一些實施例繪示微機電系統(MEMS)麥克風的部分剖面圖；
[0028]圖1B是圖1A中的區域A的部分放大圖，其可顯示振膜的一部分與覆蓋結構的一部分；
[0029]圖1C與圖1D是本專利技術一些實施例的微機電系統(MEMS)麥克風的其他范例的示意圖；
[0030]圖2A是本專利技術一些其他的實施例繪示微機電系統(MEMS)麥克風的部分剖面圖；
[0031]圖2B是圖2A中的區域B的部分放大圖，其可顯示振膜的一部分與覆蓋結構的一部分；
[0032]圖3、圖4與圖5是本專利技術一些其他的實施例繪示微機電系統(MEMS)麥克風的部分剖面圖；
[0033]圖6A是本專利技術一些實施例繪示微機電系統(MEMS)麥克風的振膜(與覆蓋結構)的部分俯視圖；
[0034]圖6B是圖6A中的區域D的部分放大圖；
[0035]圖7A是本專利技術一些其他的實施例繪示微機電系統(MEMS)麥克風的振膜(與覆蓋結構)的部分俯視圖；
[0036]圖7B是圖7A中的區域E的部分放大圖；
[0037]圖8A是本專利技術一些其他的實施例繪示微機電系統(MEMS)麥克風的振膜(與覆蓋結構)的部分俯視圖；
[0038]圖8B是圖8A中的區域F的部分放大圖；
[0039]圖9A是本專利技術一些其他的實施例繪示微機電系統(MEMS)麥克風的振膜(與覆蓋結構)的部分俯視圖；
[0040]圖9B是圖9A中的區域H的部分放大圖；
[0041]圖10是本專利技術一些其他的實施例繪示微機電系統(MEMS)麥克風的振膜(與覆蓋結構)的部分俯視圖；
[0042]圖11是本專利技術一些實施例繪示微機電系統(MEMS)麥克風的部分剖面圖；
[0043]圖12是本專利技術一些實施例繪示微機電系統(MEMS)麥克風的振膜(與覆蓋結構)的部分俯視圖；...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種微機電系統結構，包括：基板，具有開口部分；背板，設置于該基板的一側且具有多個聲孔；振膜，設置于該基板與該背板之間，延伸橫跨該基板的該開口部分，并包括多個通氣孔，其中氣隙形成于該振膜與該背板之間；以及覆蓋結構，設置于該些通氣孔的至少一個的側壁之上。2.如權利要求1所述的微機電系統結構，其中該覆蓋結構在該些通氣孔的該至少一個中形成狹縫。3.如權利要求2所述的微機電系統結構，其中該狹縫的寬度小于0.4μm。4.如權利要求1所述的微機電系統結構，其中在該振膜的俯視圖中，該些通氣孔呈多個環狀排列并圍繞該振膜的中心。5.如權利要求4所述的微機電系統結構，其中該些通氣孔被分為以同心圓排列的多個第一通氣孔和多個第二通氣孔。6.如權利要求5所述的微機電系統結構，其中該些第一通氣孔和該些第二通氣孔相對于該振膜的該中心交錯排列。7.如權利要求5所述的微機電系統結構，其中該些第一通氣孔在該振膜的徑向上設置于該振膜的該中心與該些第二通氣孔之間。8.如權利要求7所述的微機電系統結構，其中該些第一通氣孔的數量與該些第二通氣孔的數量不同。9.如權利要求7所述的微機電系統結構，其中每該第一通氣孔具有與每該第二通氣孔不同的尺寸。10.如權利要求7所述的微機電...

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳建銘，林文山，毛俊凱，許豐家，陳志遠，郭乃豪，
申請(專利權)人：美商富迪科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：