[实用新型]一种硅电容麦克风的电气连线结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及硅麦克风技术领域，特别涉及一种用于硅电容麦克风的电气连线结构。

背景技术

微机电(MEMS micro-electro-mechanical system)麦克风或称硅电容麦克风因其体积小、适于表面贴装等优点而被广泛用于平板电子装置的声音采集，例如：手机、MP3、录音笔和监听器材等。相关技术中，硅电容麦克风包括敏感结构(亦称换能器)、配套集成电路和封装部件，敏感结构又包括基底、背极板和振膜。其中，将敏感结构的背极板、振膜等部件的电气信号向配套集成电路或其他封装部件电气引出，是声音信号转化为电信号后，电信号传递过程中必不可少的环节。

在电信号传递过程中，电气连接、走线交叉、电气屏蔽等功能的实现对应着不同复杂程度的电气连接和干扰，与电信号传递质量相关。在高性能硅电容麦克风产品中，敏感结构的电气走线直接影响到硅电容麦克风整体的灵敏度、线性度、信噪比等指标。

lift-off工艺是一种通过牺牲材料在基底表面上建立目标材料结构的方法。传统的硅电容麦克风一般使用lift-off工艺在不同的导电层平坦处分别制作焊盘(接触点)用于电气引线，将电信号引出，或在导电层平坦处制作大面积金属层以提高局部电导率优化电气屏蔽效果，这样的金属层制作和剥离工艺上实现难度最低也最直观。但随着硅电容麦克风性能的提高，敏感结构上的更复杂的电气走线也逐渐得到重视。中国专利CN101427593A和CN103552980A分别使用多个电触点引线和在导电层上设置屏蔽金属层来改善敏感结构电气走线。这样的方案避免了在导电层台阶结构上设置金属层来实现电气连接的难度，但电气走线的灵活程度也受到了局限，从而使硅电容麦克风灵敏度、线性度、信噪比等指标的优化受到局限。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有的硅电容麦克风在电气连线技术中存在的上述缺陷，提供了一种用于硅电容麦克风的电气连线结构，能在现有工艺水平下在敏感结构上进行更灵活的电气走线设置，从而优化电信号传递通路，以更进一步提高硅电容麦克风的灵敏度、线性度、信噪比等指标。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种硅电容麦克风的电气连线结构，包括衬底、非导电层和导电层，所述衬底、非导电层和导电层彼此之间通过lift-off工艺形成有多个台阶结构，其中，所述多个台阶结构上附着有多个金属电极，用以在相互绝缘的导电层之间的形成电气连接。相对于传统的硅电容麦克风一般使用lift-off工艺在不同的导电层平坦处分别制作焊盘(接触点)的连线结构，或在导电层平坦处制作大面积金属层以提高局部电导率优化电气屏蔽效果的连线结构，本实用新型是在非平坦的台阶结构处设置金属电极来连接不同的导电层。如果对于工艺实现要求增高，则这种连接方式可以任意设置；若工艺实现要与通用工艺兼容以保证生产过程和成本不变，则需在设置相应的连接不同导电层的金属层时予以限制。

优选的硅电容麦克风的电气连线结，其中所述附着金属电极的台阶结构高度差不超过10微米。台阶高度过高时，金属层生长过程中存在由于落差过大而断裂的工艺风险，因此为使工艺难度基本不变，需对台阶高度加以限制。

优选的硅电容麦克风的电气连线结，其中所述导电层材料为掺杂单晶硅或掺杂多晶硅。在已有的硅电容麦克风敏感结构制备中，掺杂单晶硅和掺杂多晶硅是两种与金属层之间可形成欧姆接触的材料。使用这两种材料，能使电气信号从导电层向金属层传递时的损失和受到的干扰较小。

优选的硅电容麦克风的电气连线结，其中所述的附着于所述台阶结构上的金属电极连接两个高度不同的导电层。这是连接上下两层导电层，其技术效果相当于在板级电路中制作盲孔以连接两个不同层。

优选的硅电容麦克风的电气连线结，其中所述的附着于所述台阶结构上的金属电极，连接两个高度相同但几何断开的导电层。这是连接同层导电体，其技术效果相当于在板级电路中制作飞线以连接两块不同区域。

优选的硅电容麦克风的电气连线结，其中交错在不同导电层之间的非导电层内填充有牺牲层材料，部分所述牺牲层材料可在完成lift-off工艺后被去除。不但可以绕过不必要的避让，也可以通过后期将下方牺牲层去掉的方式用空气绝缘来代替牺牲层绝缘。当牺牲层介电常数大于空气时，可以减小走线的杂散和寄生电容。