MEMS传感器芯片制造技术

本发明专利技术提供一种MEMS传感器芯片，包括基板、安装于所述基板上的背极板和膜片，所述膜片固定于所述基板的一侧，所述背极板覆盖于所述膜片的远离所述基板的一侧，所述膜片包括感测部和围绕在所述感测部外围的外围部，所述外围部与所述感测部之间设有若干开槽，靠近所述感测部的所述开槽内部设置有隔离部，所述隔离部从所述膜片朝向所述基板方向凸出或者从所述基板朝向所述膜片方向凸出以用于增加振动通过所述开槽的阻尼。

【技术实现步骤摘要】
MEMS传感器芯片
本专利技术涉及微机电系统（MEMS,Micro-Electro-MechanicalSystem）
，特别涉及一种MEMS传感器芯片。
技术介绍
作为一种典型的MEMS传感器，MEMS麦克风是将声音信号转换为电信号的能量转换器，近年来随着便携式电子设备的飞速发展，MEMS麦克风在便携式电子设备中得到了广泛的应用。MEMS麦克风的主要技术指标有灵敏度、频率响应、指向特性、输出阻抗、动态范围和信噪比等，其中频率响应是反应MEMS麦克风声电转换过程中对频率失真的一个重要指标。频率响应是MEMS麦克风接收到不同频率声音时，输出信号会随着频率的变化而发生放大或衰减。最理想的频率响应曲线为一条水平线，代表输出信号能真实呈现原始声音的特性，但这种理想情况很难实现。当MEMS麦克风的输出频率低于一定的频率，即为低频时，频率响应曲线会明显的下降，就会影响麦克风的声电转换性能，如图1所示。现有的MEMS膜片为了及时释放压力，提高膜片机械灵敏度，会在膜片上设计多个贯穿的孔槽结构。而频率响应曲线出现低频下跌的情况主要是由在MEMS膜片上开设的开放区域，即孔槽结构引起的，而且开放区域越多，频率响应曲线发生低频下跌的幅度越大。因此，如何改善MEMS麦克风发生频率响应曲线低频下跌是本领域技术人员的研究方向之一。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提出一种可有效改善频率响应曲线低频下跌的MEMS传感器芯片。本专利技术提供一种MEMS传感器芯片，包括基板、安装于所述基板上的背极板和膜片，所述膜片固定于所述基板的一侧，所述背极板覆盖于所述膜片的远离所述基板的一侧，所述膜片包括感测部和围绕在所述感测部外围的外围部，所述外围部与所述感测部之间设有若干开槽，靠近所述感测部的所述开槽内部设置有隔离部，所述隔离部从所述膜片朝向所述基板方向凸出或者从所述基板朝向所述膜片方向凸出以用于增加振动通过所述开槽的阻尼。在一实施例中，所述隔离部从所述膜片延伸至所述基板的朝向所述膜片的表面或者从所述基板延伸至所述膜片的背离所述基板的表面。在一实施例中，所述基板具有背室，所述膜片覆盖所述背室，所述隔离部设置在感测部上偏离所述背室对应的所述开槽内。在一实施例中，所述隔离部的外边缘与所述开槽的内边缘之间形成均匀间隔。在一实施例中，所述开槽包括若干外槽和若干内槽，所述若干外槽排布在所述外围部的内边缘，所述若干内槽排布在所述感测部的外边缘，相邻两所述外槽之间形成第一连接臂，相邻两所述内槽之间形成第二连接臂，所述若干外槽与所述若干内槽之间形成环形连接臂，所述环形连接臂通过第一连接臂与所述外围部连接，通过所述第二连接臂与所述感测部连接。在一实施例中，所述第一连接臂和第二连接臂至少其中之一设有加强筋结构，所述加强筋结构凸出设置于所述第一连接臂和/或第二连接臂的朝向所述基板的一侧面上以阻隔振动穿过所述内槽或外槽。在一实施例中，每一所述内槽对应第一连接臂处形成内凹段，所述加强筋结构位于相应的内凹段的内侧。在一实施例中，每一所述内槽具有连续连接的多个分段部，且至少有一分段部与其余分段部位于不同圆周上，每一所述隔离部形成多个对应每一所述分段部的分隔离部，每一所述分隔离部对应设置于一所述内槽的分段部内。本专利技术还提供一种MEMS传感器芯片，包括基板、安装于所述基板上的背极板和膜片，所述基板具有背室，所述膜片固定于所述基板的一侧并覆盖所述背室，所述背极板覆盖于所述膜片的远离所述基板的一侧并在所述背极板与膜片之间形成气隙，所述膜片包括感测部和围绕在所述感测部外围的外围部，所述外围部与所述感测部之间设有若干开槽，所述感测部与所述开槽之间设有若干呈闭环的隔离槽，所述隔离槽内的部分朝向所述基板方向延伸形成隔离部，所述隔离部用于阻隔进入所述气隙的振动从所述开槽进入所述背室或者进入所述背室的振动从所述开槽进入所述气隙。在一实施例中，所述若干开槽包括若干外槽和若干内槽，所述若干内槽呈环形排布在所述感测部的外缘处，所述隔离槽位于所述内槽内侧且与所述内槽之间形成均匀的间隔。综上所述，本专利技术提供一种MEMS传感器芯片，通过在膜片朝向基板的一侧面上或者在基板朝向膜片的一侧面上设置隔离部，隔离部可以设置为多个，例如隔离部可以设置于感测部与内槽之间，例如设置于隔离槽内部，也可以设置于外槽与内槽之间，还可以设置于内槽内部，或者同时设置于感测部与内槽之间和外槽与内槽之间，或者同时设置于感测部与内槽之间和内槽内部，或者同时设置于外槽与内槽之间和内槽内部。隔离部可以靠近或连接至基板上，以阻隔振动从膜片内槽和/或外槽进入背室或者从膜片内槽和/或外槽进入气隙泄露而导致的频率响应曲线发生低频下跌的情况。进一步地，在膜片朝向基板的一侧面上设置加强筋结构，加强筋结构可缩减膜片与基板之间的间隙所形成的泄露通道的截面面积，进一步增加阻尼效应，提升低频效果。附图说明图1为MEMS传感器芯片发生频率响应曲线低频下跌的对比曲线变化示意图。图2为本专利技术的MEMS传感器芯片的剖视图。图3为本专利技术的MEMS膜片在一实施例中的结构示意图。图4为本专利技术的MEMS膜片在另一实施例中的结构示意图。图5为图3中箭头状加强筋结构部分的放大示意图。图6为图3中鱼骨状加强筋结构部分的放大示意图。图7为图4中鱼骨状加强筋结构部分的放大示意图。具体实施方式在详细描述实施例之前，应该理解的是，本专利技术不限于本申请中下文或附图中所描述的详细结构或元件排布。本专利技术可为其它方式实现的实施例。而且，应当理解，本文所使用的措辞及术语仅仅用作描述用途，不应作限定性解释。本文所使用的“包括”、“包含”、“具有”等类似措辞意为包含其后所列出之事项、其等同物及其它附加事项。特别是，当描述“一个某元件”时，本专利技术并不限定该元件的数量为一个，也可以包括多个。本专利技术的MEMS传感器芯片可应用于微机电装置中，例如应用在微机电麦克风中。如图2所示，为本专利技术的MEMS传感器芯片的剖视图。该MEMS传感器芯片包括背极板10、膜片12和基板14，背极板10和膜片12安装于基板14上。其中，膜片12例如为MEMS膜片，基板14例如为硅基板14，硅基板14具有背室16。膜片12固定于基板14的一侧并覆盖背室16，例如膜片12通过固支点固定于硅基板14的一侧，背极板10覆盖于膜片12的远离硅基板14的一侧并在背极板10与膜片12之间形成气隙13，例如背极板10的外边缘处的底部分别通过连接柱18a和连接柱18b连接并固定至硅基板14和膜片12的顶面外缘处，膜片12通过固定柱20支撑固定在硅基板14的上方，膜片12和背极板10上皆设电极从而在两者之间形成电容。更具体地，背室16形成于硅基板14的中央位置，例如通过蚀刻的方式贯通硅基板14形成。在背极板10上，以从上表面贯通至下表面的方式开设有若干用于供信号，如声音振动/声波通过的声孔22，如图2所示，声孔22均匀地间隔排布于背极板10的中间区域，背室16正对背本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种MEMS传感器芯片，包括基板、安装于所述基板上的背极板和膜片，所述膜片固定于所述基板的一侧，所述背极板覆盖于所述膜片的远离所述基板的一侧，所述膜片包括感测部和围绕在所述感测部外围的外围部，其特征在于，所述外围部与所述感测部之间设有若干开槽，靠近所述感测部的所述开槽内部设置有隔离部，所述隔离部从所述膜片朝向所述基板方向凸出或者从所述基板朝向所述膜片方向凸出以用于增加振动通过所述开槽的阻尼。/n

【技术特征摘要】
1.一种MEMS传感器芯片，包括基板、安装于所述基板上的背极板和膜片，所述膜片固定于所述基板的一侧，所述背极板覆盖于所述膜片的远离所述基板的一侧，所述膜片包括感测部和围绕在所述感测部外围的外围部，其特征在于，所述外围部与所述感测部之间设有若干开槽，靠近所述感测部的所述开槽内部设置有隔离部，所述隔离部从所述膜片朝向所述基板方向凸出或者从所述基板朝向所述膜片方向凸出以用于增加振动通过所述开槽的阻尼。


2.如权利要求1所述的MEMS传感器芯片，其特征在于，所述隔离部从所述膜片延伸至所述基板的朝向所述膜片的表面或者从所述基板延伸至所述膜片的背离所述基板的表面。


3.如权利要求1所述的MEMS传感器芯片，其特征在于，所述基板具有背室，所述膜片覆盖所述背室，所述隔离部设置在感测部上偏离所述背室对应的所述开槽内。


4.如权利要求1所述的MEMS传感器芯片，其特征在于，所述隔离部的外边缘与所述开槽的内边缘之间形成均匀间隔。


5.如权利要求1所述的MEMS传感器芯片，其特征在于，所述开槽包括若干外槽和若干内槽，所述若干外槽排布在所述外围部的内边缘，所述若干内槽排布在所述感测部的外边缘，相邻两所述外槽之间形成第一连接臂，相邻两所述内槽之间形成第二连接臂，所述若干外槽与所述若干内槽之间形成环形连接臂，所述环形连接臂通过第一连接臂与所述外围部连接，通过所述第二连接臂与所述感测部连接。


6.如权利要求5所述的MEMS传感器芯片，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：何宪龙，詹竣凯，罗松成，李承勲，
申请(专利权)人：共达电声股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37