[发明专利]MEMS麦克风

说明书

本发明公开了一种MEMS麦克风，包括第一衬底以及通过间隔部支撑在第一衬底上方的振膜，第一衬底、间隔部、振膜围成了真空腔；其中，振膜在大气压力下的静态偏转距离小于振膜与第一衬底之间的距离；还包括用于输出变化电信号的浮栅场效应晶体管，浮栅场效应晶体管包括设置在衬底上的源极、漏极，还包括设置在振膜上的浮动栅极。本发明的MEMS麦克风，振膜与第一衬底之间围成了真空腔，从而可以降低声阻对振膜振动的影响，提高了麦克风的信噪比。由于该结构的MEMS麦克风不需要较大容积的背腔，因此可以大大降低MEMS麦克风的整体尺寸，增强了麦克风的可靠性。

技术领域

本发明涉及声电转换领域，更具体地，涉及一种MEMS麦克风的机构，尤其是一种具有高SNR的麦克风结构。

背景技术

现在的MEMS麦克风，无论是电容式的感测结构还是压电式的感测结构，均需要设计一个具有环境压力的巨大后腔，以确保流动空气的刚性远高于 振膜。背腔的容积通常远大于1mm³，例如通常设计为1-15mm³。而且麦克风芯片在封装的时候，需要开放其腔体。这就限制了MEMS麦克风最小尺寸封装的设计(>3mm³)。

这是由于如果后腔容积过小，则不利于空气的流通，这种空气的刚性则会大大降低振膜的机械灵敏度。另外，为了均压，背极板上通常会设计密集的通孔，由于空气粘度造成的间隙或穿孔中的空气流动阻力成为MEMS 麦克风噪声的主导因素，从而限制了麦克风的高信噪比性能。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种MEMS麦克风的新技术方案。

根据本发明的第一方面，提供了一种MEMS麦克风，包括第一衬底以及通过间隔部支撑在第一衬底上方的振膜，所述第一衬底、间隔部、振膜围成了真空腔；其中，振膜在大气压力下的静态偏转距离小于振膜与第一衬底之间的距离；还包括用于输出变化电信号的浮栅场效应晶体管，所述浮栅场效应晶体管包括设置在衬底上的源极、漏极，还包括设置在振膜上的浮动栅极。

可选地，所述浮动栅极设置在振膜上位于真空腔一侧的位置，或者设置在振膜上远离真空腔一侧的位置。

可选地，所述振膜采用复合结构，所述浮动栅极设置在振膜的复合结构中。

可选地，所述振膜的机械灵敏度为0.02至0.9nm/Pa。

可选地，所述振膜和第一衬底之间的初始间隙为1-100μm。

可选地，还包括ASIC电路，所述ASIC电路集成在第一衬底上。

可选地，振膜上的浮动栅极通过引线与第一衬底上的电路布图导通。

可选地，所述引线的一端与浮动栅极导通，另一端在振膜上延伸至间隔部的位置，并穿过间隔部连接到第一衬底的电路布图中。

可选地，在所述振膜远离真空腔的一侧还设置有第二衬底，所述第二衬底上对应振膜中部区域的位置形成有将振膜露出的空腔。

可选地，在所述第一衬底远离真空腔的一侧设置有用于外接的焊盘。

本发明的MEMS麦克风，振膜与第一衬底之间围成了真空腔，真空腔内的空气粘度远远低于环境压力中的空气粘度，从而可以降低声阻对振膜振动的影响，提高了麦克风的信噪比。另外，由于该结构的MEMS麦克风不需要较大容积的背腔，因此可以大大降低MEMS麦克风的整体尺寸，增强了麦克风的可靠性。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本发明的实施例，并且连同说明书一起用于解释本发明的原理。

图1是本发明麦克风第一实施方式的结构示意图。