[发明专利]麦克风及其制造方法

说明书

本发明涉及一种麦克风及其制造方法，该麦克风包括：基板，其被配置成具有形成于基板中央部的通孔；振动膜，其被布置成覆盖基板上的通孔并包括狭缝图案，狭缝图案沿着振动膜的圆形边缘以多条线的方式布置；固定膜，其分离地安装在振动膜的上部，固定膜与振动膜之间具有空气层，并具有沿空气层的方向在固定膜与振动膜之间延伸的多个空气入口；以及支撑层，其被配置成支撑被分离安装在振动膜上的固定膜。该方法包括以下步骤：在基板上形成氧化层；在氧化层的上部形成振动膜；在振动膜的上部形成牺牲层，并且在牺牲层的上部形成固定膜；形成通孔；以及去除通孔的上部的氧化层，并且通过空气入口去除牺牲层的中央部来形成空气层和支撑层。

技术领域

本发明涉及一种麦克风及其制造方法，更具体涉及一种坚固耐用并且具有优于现有开发的弹簧结构的振动位移的高灵敏度的微机电系统(MEMS，micro-electromechanicalsystems)麦克风，及其制造方法。

背景技术

MEMS麦克风用于将语音信号转换成电信号，并且通过利用半导体批处理来制造。

与应用于大多数机动车辆的驻极体电容式麦克风(ECM，electret condensermicrophone)相比，MEMS麦克风的每一个产品具有优异的灵敏度和低性能变化，可超小型化，并且有利地对抗诸如热、湿度等环境变化。因此，最近开始沿利用MEMS麦克风代替ECM的方向发展。

MEMS麦克风分为静电电容MEMS麦克风和压电MEMS麦克风。

静电电容MEMS麦克风包括固定膜和振动膜，当从外部向振动膜施加声压(声源)时，电容值随着固定膜和振动膜之间距离的变化而变化。由此产生的电信号用于测量声压。

例如，静电电容MEMS麦克风测量振动膜和固定膜之间电容的变化，并且将其输出为电压信号，即灵敏度，其是MEMS麦克风最重要的性能指标之一。

同时，为了改善作为MEMS麦克风的主要性能指标的灵敏度，需要降低振动膜刚性的技术。为此，过去已开发出用来降低振动膜的残余应力、施加弹簧结构等的方法。

例如，图1A和图1B示出为改善现有灵敏度而施加了狭槽图案和弹簧图案的振动膜结构。

首先，参考图1A，为了改善MEMS麦克风的灵敏度，现有技术已开发出通过在振动膜中形成狭槽图案并增加槽长度来降低刚度的技术。

然而，根据现有技术，为了增加槽长度会增大芯片尺寸，并且在低频带中会丢失声源。

另外，根据现有技术，已经开发出通过将弹簧图案应用于振动膜来减小应力的方法，但是为了在振动膜中实现微小弹簧图案，会增大工艺的复杂度，并且在实验中产品产量会降低，如图1B所示。

因此，为了提高灵敏度，迫切需要开发一种可改善振动位移和加工稳定性的新型振动膜结构，灵敏度是MEMS麦克风的主要性能指标。

在本背景技术部分中公开的上述信息仅用于增强对本发明的背景的理解，因此其可以包含不构成本领域普通技术人员在本国已知的现有技术的信息。

专利文献1：韩国注册专利No.1601219(2016.03.08)

发明内容

本发明一个示例性实施例致力于提供一种高灵敏度MEMS麦克风及其制造方法，其中该高灵敏度MEMS麦克风具有振动膜结构，在该振动膜结构中形成有沿水平方向交错的微小狭缝图案，以便与现有振动膜的弹簧结构相比，其更稳固(robust)且具有改善的振动位移。