[发明专利]微机电系统

说明书

一种微机电系统，其包括背板和振膜。所述背板包括多个间隔设置且之间具有空隙的定子元件，所述定子元件包括第一导电元件；所述振膜包括分别对应多个所述空隙的多个褶皱，每个褶皱包括形成在远离所述背板的表面上的凹槽，所述褶皱包括第二导电元件。所述振膜响应所施加的压力而相对于所述背板移动，从而使所述褶皱移入或移出对应的所述空隙，从而改变所述第一导电元件和所述第二导电元件之间形成的电容。所述褶皱由远离所述背板的表面形成的凹槽限定，这有利于控制所述振膜的柔顺性并降低所述振膜的刚度。所述褶皱可以形成较低的长宽比，这使得它可以使用标准的正面工艺形成。

技术领域

本发明涉及电声转换装置领域，尤其是涉及用于电声转换装置的微机电系统(Microelectromechanical System,MEMS)。

背景技术

微机电系统被广泛应用于电声转换装置中。一个典型的微机电系统包括背板、与背板相对的振膜、附着在背板上的定梳齿和附着在振膜上的动梳齿。动、定梳齿包括典型地具有高长宽比和高于振膜数量级的机械刚度的电极手指。振膜的位移引起动、定梳齿彼此之间的相对位移。位移导致输出电压随着动、定梳齿的位移成比例变化。微机电系统有一个特殊的优势，就是动、定梳齿可以被配置为提供相对于彼此的滑动运动，而不是发生在大多数平行平板式麦克风中的挤压运动。

然而，相对于振膜而言，动、定梳齿电极手指的高刚度使得振膜的遵从性受到重视，这使得在低增益使用专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)实现中很难实现合理灵敏度的目标。高刚度也驱动高长宽比，以产生足够高的操作电容。此外，需要特殊的工艺，例如昂贵的绝缘体上的硅(SOI)晶圆，以制造具有高长宽比的手指。

因此，人们希望提供一种改进的微机电系统，至少能克服上述问题之一。

发明内容

鉴于此，本发明实施例提供一种微机电系统包括：背板，其包括多个间隔设置且之间具有空隙的定子元件，所述定子元件包括第一导电元件；和振膜，其包括分别对应多个所述空隙的多个褶皱，每个褶皱包括形成在远离所述背板的表面上的凹槽，所述褶皱包括第二导电元件。其中，所述振膜响应所施加的其上的压力而相对于所述背板移动，使所述褶皱被移入或移出对应的所述空隙中，从而改变在所述第一导电元件和所述第二导电元件之间形成的电容。

优选地，所述褶皱包括绝缘褶皱部分，所述第二导电元件呈褶皱状并嵌入在所述绝缘褶皱部分中。

优选地，所述褶皱还包括连接两个相邻所述绝缘褶皱部分之间的绝缘连接部分和嵌设于绝缘连接部分的导体，两个相邻的所述第二导电元件通过嵌入在绝缘连接部分中的导体相互连接。

优选地，两个相邻的所述第二导电元件彼此断开，从而能够通过两个相邻的所述第二导电元件输出差分信号。

优选地，所述褶皱还包括绝缘连接部分，所述绝缘连接部分与所述绝缘褶皱部分一体形成。

优选地，所述褶皱还包括绝缘连接部分，第二导电元件暴露在振膜的外部，两个相邻的第二导电元件彼此断开并连接到绝缘连接部分上。

优选地，每个褶皱沿第一方向延伸，多个所述褶皱沿相对于所述第一方向成角度的第二方向排列成行。

优选地，在垂直于所述第一方向的横截面中，所述褶皱呈u形或v形。

优选地，所述褶皱的中线和对应的所述空隙的中线正对设置，且与所述褶皱的移动方向平行。

优选地，所述微机电系统进一步包括设置在所述振膜和所述背板之间的绝缘体。

优选地，相邻两个所述褶皱的中线之间的距离在3um到20um的范围内。

优选地，相邻两个所述褶皱的中线之间的距离在6um到10um之间。

优选地，相邻两个所述定子元件之间的距离在0.5um至6um范围内。