【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及mems领域，特别涉及一种提高声传感器灵敏度和带宽的新型结构。
技术介绍
1、灵敏度和带宽是麦克风的一个重要性能参数。通常情况下，麦克风的灵敏度和带宽是相互制约的两个性能指标。在mems麦克风芯片外形尺寸不变的条件下提高灵敏度和带宽具有重要的研究意义。
2、在某些特殊应用场景中，测量声学信号时会受到振动干扰的影响，如何在振动干扰条件测量声学信号是一个难点。专利文献1《单支点差分结构抗振动干扰芯片及具有该芯片的麦克风》(授权号：zl 2022 1 0064159.4)提出了一种抗振动干扰的mems仿生麦克风芯片。由于传感器的工作带宽与灵敏度是相互制约的两个性能，过大的工作带宽通常导致麦克风的灵敏度低，专利文献1未能同时兼顾工作带宽和灵敏度低。本专利技术基于上述专利进行改进与优化，达到同时提高灵敏度和带宽的目的。
技术实现思路
1、本专利技术目的是：为了解决现有mmes仿生麦克风芯片灵敏度低、带宽窄的问题，本专利技术提出了一种提高声传感器灵敏度和带宽的新型结构，实现了在不改变mems仿生麦克风芯片尺寸的条件下，提升灵敏度和工作带宽指标。
2、本专利技术的技术方案是：
3、一种提高声传感器灵敏度和带宽的新型结构，包括依次相接的上盖板层、敏感结构层和基底层；其中：
4、所述上盖板层上设置有进音孔，使声场中的声音作用到敏感结构层上；
5、所述敏感结构层包括锚点、扭转梁、连接梁和两个敏感结构，所述敏感结构为两个，对称分布
6、所述基底层包括基底锚点、两个下电极、埋氧层和衬底层，所述两个下电极物理上相互隔离，对称分布在基底锚点左右两侧，形成差分结构；敏感结构层的锚点刚性固定在基底锚点上；两个下电极通过埋氧层实现与衬底层的绝缘隔离。
7、优选的，所述上盖板层上设置的进音孔，与敏感结构层的一个敏感结构、基底层一个下电极位置对应。
8、优选的，所述敏感结构层的两个敏感结构底部均匀分布若干盲孔。
9、优选的，所述衬底层的背面对称设置了两个第二腔体。
10、优选的，所述上盖板层的四周设置第一键合区，与敏感结构层键合形成整体，中部形成第一腔体，为敏感结构层的运动提供空间。
11、优选的，所述基底层的两个下电极上表面对称分布有若干阻尼调节孔。
12、优选的，所述两个下电极的远端还设置有止挡结构，限制两个敏感结构的物理位移。
13、本专利技术的优点是：
14、1.本专利技术在声传感器衬底层的背面对称设置了两个腔体，通过增加麦克风后腔空气的体积，减小空气对敏感结构的刚度效应，实现声传感器灵敏度的提高，改善mems仿生麦克风芯片的声学性能。
15、2.本专利技术在声传感器两个敏感结构的背侧刻蚀若干盲孔，盲孔明显地减小了敏感结构的有效质量，由于麦克风的一阶谐振频率为刚度系数与有效质量比值的开方，从而实现了一阶固有频率的提升，提高工作带宽。
16、3.本专利技术将声传感器的所述衬底层的背面对称设置了两个腔体，一方面增加了mems仿生麦克风芯片的受力面积，另一方面声波难以衍射到敏感结构背面，增加了敏感结构两侧的声压差，最终导致麦克风敏感结构在相同声波作用下受到的力更大，即敏感结构的位移变大。
17、以上结构方案的优化，实现了在不改变声传感器芯片尺寸的条件下，灵敏度和工作带宽指标的提升。
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1.一种提高声传感器灵敏度和带宽的新型结构，其特征在于，包括依次相接的上盖板层、敏感结构层和基底层；其中：
2.根据权利要求1所述的提高声传感器灵敏度和带宽的新型结构，其特征在于，所述上盖板层上设置的进音孔，与敏感结构层的一个敏感结构、基底层的一个下电极位置对应。
3.根据权利要求1所述的提高声传感器灵敏度和带宽的新型结构，其特征在于，所述敏感结构层的两个敏感结构底部均匀分布若干盲孔。
4.根据权利要求1所述的提高声传感器灵敏度和带宽的新型结构，其特征在于，所述衬底层的背面对称设置了两个第二腔体。
5.根据权利要求1所述的提高声传感器灵敏度和带宽的新型结构，其特征在于，所述基底层的两个下电极上表面对称分布有若干阻尼调节孔。
6.根据权利要求2所述的提高声传感器灵敏度和带宽的新型结构，其特征在于，所述上盖板层的四周设置第一键合区，与敏感结构层键合形成整体，中部形成第一腔体，为敏感结构层的运动提供空间。
7.根据权利要求1所述的提高声传感器灵敏度和带宽的新型结构，其特征在于，所述两个下电极的远端还设置有止挡结构，
...【技术特征摘要】
1.一种提高声传感器灵敏度和带宽的新型结构，其特征在于，包括依次相接的上盖板层、敏感结构层和基底层；其中：
2.根据权利要求1所述的提高声传感器灵敏度和带宽的新型结构，其特征在于，所述上盖板层上设置的进音孔，与敏感结构层的一个敏感结构、基底层的一个下电极位置对应。
3.根据权利要求1所述的提高声传感器灵敏度和带宽的新型结构，其特征在于，所述敏感结构层的两个敏感结构底部均匀分布若干盲孔。
4.根据权利要求1所述的提高声传感器灵敏度和带宽的新型结构，其特征在于，所述衬底层的背...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋金龙，王甫，凤瑞，徐春叶，
申请(专利权)人：中国兵器工业集团第二一四研究所苏州研发中心，
类型：发明
国别省市：
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