[实用新型]自检测硅微机械电容式麦克风

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种微机械声学传感器，特别是一种自检测硅微机械电容式麦克风。

技术背景

采用微机械加工手段和微电子批量生产方式制作的微机械电容式麦克风具有体积小、成本低、高精度、可靠性高和批量制造等优点，因而具有较强的工业化应用前景。微机械电容式麦克风包括一个薄的导电敏感膜和一个坚硬的导电底板，分别作为电容式麦克风的两个电极，敏感膜和底板间存在一间隙，微机械电容式麦克风工作时，敏感膜感受声压，挠曲并发生振动，使麦克风工作电容发生变化，通过检测麦克风工作电容的变化来测量声音信号。

从90年代初期开始，全世界上许多高校和研究机构都积极地开展了硅微机械麦克风的研究，并有多种器件获得成功。W.Kuhnel和G.Hess在一块硅片上制作麦克风的敏感膜，在另一块硅片上制作麦克风的底板，采用键合的方式构成敏感膜和底板的间隙从而形成麦克风的工作电容(W.Kuhnel and G.Hess，Sensors and Actuators.vol.A32.pp.560-564.1992)。P.R.Scheeper，W.Olthuis和P.Bergveld在单一硅片上集成制作了硅微机械麦克风，采用牺牲层技术构成敏感膜和底板的间隙而形成麦克风的工作电容。(P.R.Scheeper，W.Olthuis，and P.Bergveld，Sensors andActuators，vol.A40，pp.179-186.1994)。

微机械电容式麦克风的技术性能指标主要有三个：灵敏度，频率带宽和最大直流偏置电压。传统的微机械电容式麦克风成品的性能指标检测较为复杂，灵敏度和频率带宽的检测采用声学检测的方法，具体的做法是将微机械电容式麦克风和标准的麦克风同时放入一标准的声源中，调节声源产生在不同声强和频率的声音信号，用标准麦克风标定声强，采用专门的测量电路测出微机械电容式麦克风的灵敏度和频率带宽。最大直流偏置电压的测量采用在麦克风电极两端加直流电压，用专门的仪器测量麦克风电容的变化，找出使麦克风电容突然增大的临界电压即为最大直流偏置电压。因此，针对于批量生产而言，传统的微机械电容式麦克风成品检测需要专门的检测设备，检测效率较为低下，不利于工业化大生产。

发明内容

为解决现有的微机械电容式麦克风成品检测需要专门的检测设备，成本高、检测效率较为低下的缺点，本实用新型提供了一种能实现电学自检测、结构简单、成本低廉、有利于工业化大生产的自检测硅微机械电容式麦克风。

自检测硅微机械电容式麦克风，包括作为电容极板的敏感膜和金属铜底板、设有声波传入通道的硅基体；所述的敏感膜的周边通过绝缘层固定在所述的硅基体上，所述的敏感膜的底面朝向所述的声波传入通道；所述的底板上分布有通气孔，所述的底板通过连接座固定在所述的硅基体上，所述的底板位于所述的敏感膜的正上方，所述的底板和所述的敏感膜之间有空气隔层；所述的连接座与所述的硅基体之间设有绝缘层；

其特征在于：所述的底板由第一支板、第二支板、第三支板拼接而成，所述的第一支板和所述的第二支板之间有第一间隙，所述的第二支板和第三支板之间有第二间隙；所述的支板分别通过连接支座固定在所述的硅基体上，所述的支板分别通过所述的连接支座与一引线端连接；所述的敏感膜上设有敏感膜引线端。

进一步，所述的通气孔呈蜂窝状排列。

进一步，所述的敏感膜为正方形，所述的底板的边长为所述的敏感膜的边长的80％。

进一步，所述的敏感膜依次包括第一氮化硅层、掺杂硼的多晶硅层，第二氮化硅层。

进一步，所述的绝缘层为低应力氧化硅层。

进一步，所述的硅基体上设有封装接点。