專利名稱：電容式麥克風(fēng)及其微機(jī)電加工制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種麥克風(fēng)及其制造方法，更具體地說，涉及一種應(yīng)用微機(jī)電加工制程來制造芯片的電容式麥克風(fēng)及其微機(jī)電加工制造方法。
背景技術(shù)：
在日本特開平11-331988號(hào)“微機(jī)電加工駐極體電容麥克風(fēng)”、特開2000-165999號(hào)“微機(jī)電加工駐極體電容麥克風(fēng)”，及特開2001-69596號(hào)“微機(jī)電加工駐極體電容麥克風(fēng)的制造法及微機(jī)電加工駐極體電容麥克風(fēng)”等三個(gè)日本專利申請案中，公開的技術(shù)特征在于以微機(jī)電加工來完成麥克風(fēng)芯片的前段部分制作，再通過現(xiàn)有麥克風(fēng)的加工方法制成，即在完成前段部分制備的芯片上連接一振動(dòng)膜，以制作出麥克風(fēng)的駐極體電容，由于，該部分與現(xiàn)有技術(shù)相似，并未能大幅縮減麥克風(fēng)駐極體電容的體積，進(jìn)而沒能達(dá)到縮減麥克風(fēng)成品體積的目的，因此，再設(shè)計(jì)變化麥克風(fēng)陶瓷殼體的形狀以對應(yīng)該駐極體電容，完成現(xiàn)有駐極體電容式麥克風(fēng)的制造，以希望達(dá)到麥克風(fēng)成品體積更輕薄的目的，但由于上述專利申請件并未能大幅縮減麥克風(fēng)駐極體電容的體積，因此，有體積過大及需要加以改進(jìn)的缺點(diǎn)。
在美國第5870482號(hào)專利中，從芯片制作過程著手以改善麥克風(fēng)成品的體積，由于，該專利中的技術(shù)細(xì)節(jié)已詳細(xì)記載在其專利說明書中，在此僅以示意圖表示，配合說明本發(fā)明所揭示的主要技術(shù)手段。
如圖1所示，在美國專利第5870482號(hào)中公開的麥克風(fēng)芯片100的制造方法，是利用微機(jī)電加工標(biāo)準(zhǔn)制程，先在一硅基板11上生成一例如二氧化硅(SiO2)的犧牲層12，再將犧牲層12蝕刻出一預(yù)定形狀的凹槽13，接著，再在已蝕刻出凹槽13的犧牲層12上沉積一氮化硅層(Si3N4)14，且使氮化硅層14的截面呈一T字型并與硅基板11相連接，然后再以如氫氟酸(HF)將硅基板11與氮化硅14之間的犧牲層12完全清除，在氮化硅層14與硅基板11之間形成間隙15，使氮化硅層14作為可接收外界機(jī)械能的振動(dòng)膜，且間隙15作為麥克風(fēng)芯片100振動(dòng)膜振動(dòng)時(shí)所需的空間，接著，再從氮化硅層14上依序形成如麥克風(fēng)芯片100必須的金屬層等等(視各芯片的結(jié)構(gòu)而異)，完成麥克風(fēng)芯片100的制造。
上述，麥克風(fēng)芯片100的制造方法，是完全利用標(biāo)準(zhǔn)微機(jī)電加工制程來制作，如增加形成犧牲層12、蝕刻，然后再形成氮化硅層14、再蝕刻，以形成振動(dòng)空間等等步驟，然而只要熟悉微機(jī)電加工制程的人士都知道，該等增加的制程步驟，不但在制作成本上花費(fèi)較高，同時(shí)，也降低了整體制造過程中合格率的可控性，因此，上述制造方法雖然可以縮減麥克風(fēng)芯片100的體積，達(dá)到縮小麥克風(fēng)體積的目的，然而，仍有制程增加、成本提高的缺點(diǎn)。
如圖2所示，在美國專利第6243474號(hào)專利中，先分別以標(biāo)準(zhǔn)微機(jī)電加工制程制備出二結(jié)構(gòu)各異的芯片2和2′，其中一芯片2形成一駐極體21的材料為高分子有機(jī)材(因細(xì)部結(jié)構(gòu)與本發(fā)明技術(shù)沒有關(guān)聯(lián)，故不再一一詳述)，再將二芯片2、2′連接后形成麥克風(fēng)芯片200接收機(jī)械能時(shí)所必須的振動(dòng)空間22，從而完成麥克風(fēng)芯片200的制備，這種方法雖然可以改善上述制程過多、成本增加的缺點(diǎn)，但是由于該方法由二芯片連接而成，且每一芯片由于結(jié)構(gòu)強(qiáng)度關(guān)系而使得其基本厚度為一定值，所以不但體積縮減有限，并且在進(jìn)行蝕刻制程時(shí)極為耗時(shí)，再者，當(dāng)使用此種芯片的麥克風(fēng)時(shí)，由于其中駐極體的材料為高分子有機(jī)材料，使得焊粘的加工溫度需低于240℃，因此該種麥克風(fēng)無法以表面粘著制程(SMT制程)來進(jìn)行自動(dòng)化生產(chǎn)，而必須以手工進(jìn)行，這樣非但增加成本，而且更容易因人工操作產(chǎn)生制程的不可控性。
由上述可知，麥克風(fēng)的制作技術(shù)雖然已經(jīng)較為成熟，但是仍存在有體積縮減有限、制程過多導(dǎo)致成本太高、或制程無法批量生產(chǎn)等等缺點(diǎn)，必須加以研發(fā)改進(jìn)。
為此，本發(fā)明中的創(chuàng)作人憑借其多年從事相關(guān)行業(yè)的經(jīng)驗(yàn)與實(shí)踐，并經(jīng)潛心研究與開發(fā)，終創(chuàng)造出一種電容式麥克風(fēng)及其微機(jī)電加工制造方法，利用該方法制造出的電容式麥克風(fēng)可以減少制程、降低生產(chǎn)成本，并且成品可適于表面粘著技術(shù)，以利自動(dòng)化生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明中的電容式麥克風(fēng)主要是為了解決現(xiàn)有麥克風(fēng)電容體積縮減有限、制程過多而導(dǎo)致成本太高、或制程無法批量生產(chǎn)等問題。
本發(fā)明中的電容式麥克風(fēng)微機(jī)電加工制造方法主要是為了解決目前還沒有能夠制作出更輕薄電容式麥克風(fēng)方法的問題。
本發(fā)明中的電容式麥克風(fēng)包含有一具有一容置空間的基座，容置在該容置空間內(nèi)的一振膜芯片與一場效晶體管，其中所述基座具有一形成有一凹槽的底壁，及一從底壁一外周緣向上延伸的外周壁，由底壁與外周壁共同界定出一與凹槽相通的容置空間；所述容置在容置空間內(nèi)與底壁相連接的振膜芯片具有一電極層、一從該電極層向下形成的振動(dòng)膜、一從振動(dòng)膜更向下形成的分隔墊，及一至少具有一穿孔且與分隔墊相連接的底板，由所述電極層、振動(dòng)膜，與底板共同形成一電容，并由底板、分隔墊，與該振動(dòng)膜共同界定出一振動(dòng)空間，且底板在封閉凹槽后使凹槽通過穿孔與振動(dòng)空間相連通；及容置在容置空間內(nèi)與底壁相連接的場效晶體管同時(shí)與振膜芯片的電極層及基座電性連接，當(dāng)振膜芯片接收到一機(jī)械能后，可使振動(dòng)膜產(chǎn)生一相對應(yīng)的形變而使振膜芯片的電容改變，經(jīng)場效晶體管轉(zhuǎn)換成電子信號(hào)傳送出去。
另外，所述振膜芯片的振動(dòng)膜至少包含一種無機(jī)材料，而最好是包含有一預(yù)定形態(tài)的二氧化硅層和一預(yù)定形態(tài)的氮化硅層。
另外，所述振膜芯片的振動(dòng)膜是由微機(jī)電加工制程視需要而可選擇且可重復(fù)地進(jìn)行一沉積制程、一上光阻制程、一曝光制程、一顯影制程，和/或一蝕刻制程，依序形成的包含有一預(yù)定形態(tài)的二氧化硅層與一預(yù)定形態(tài)的氮化硅層。
另外，所述分隔墊可以是以一微機(jī)電加工制程視需要可選擇且可重復(fù)地進(jìn)行一沉積制程、一上光阻制程、一曝光制程、一顯影制程，和/或一蝕刻制程，形成的一環(huán)形二氧化硅塊；分隔墊可以是以一微機(jī)電加工制程視需要可選擇且可重復(fù)地進(jìn)行一沉積制程、一上光阻制程、一曝光制程、一顯影制程，和/或一蝕刻制程，形成的多數(shù)彼此間隔的二氧化硅塊；分隔墊也可以是以一微機(jī)電加工制程視需要可選擇且可重復(fù)地進(jìn)行一上光阻制程、一曝光制程、一顯影制程，和/或一蝕刻制程，形成的一環(huán)形光阻塊；所述分隔墊還可發(fā)是以一微機(jī)電加工制程視需要可選擇且可重復(fù)地進(jìn)行一上光阻制程、一曝光制程、一顯影制程，和/或一蝕刻制程，形成的多數(shù)彼此間隔的光阻塊。
本發(fā)明電容式麥克風(fēng)的微機(jī)電加工制造方法，包含下列步驟(a)以微機(jī)電加工制程制造一具有電場的振膜芯片，使該振膜芯片包含一電極層、一從該電極層向下形成的振動(dòng)膜、一從該振動(dòng)膜更向下形成的分隔墊，及一至少具有一穿孔且與分隔墊相連接的底板，由該振動(dòng)膜、分隔墊與底板界定出一振動(dòng)空間；(b)將一場效晶體管與一基座電性連接，該基座具有一向下形成一凹槽的底壁，及一從底壁一外周緣向上延伸的外周壁，該底壁與外周壁共同界定出一與凹槽相通的容置空間，所述場效晶體管容置于該容置空間中并與底壁相連接；及(c)將所述振膜芯片以底板朝向基座的底壁與底壁相連接，并封閉凹槽，使凹槽與振動(dòng)空間僅以穿孔相連通，再將振膜芯片與場效晶體管電性連接，使振膜芯片在接收一機(jī)械能后，可經(jīng)由場效晶體管轉(zhuǎn)換成電子信號(hào)傳送出去。
本發(fā)明中的電容式麥克風(fēng)及其微機(jī)電加工制造方法是以振膜芯片的結(jié)構(gòu)配合封裝基座的結(jié)構(gòu)，而達(dá)到縮減麥克風(fēng)成品的體積，并可耐至少450℃以上的高溫，從而可適用表面粘著制程，以利于自動(dòng)化生產(chǎn)。


下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明中的具體實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
圖1是美國專利第5870482號(hào)中揭示的麥克風(fēng)芯片局部制造方法的流程示意圖；圖2是美國專利第6243474號(hào)中揭示的麥克風(fēng)芯片的結(jié)構(gòu)剖視示意圖；圖3是本發(fā)明中電容式麥克風(fēng)的剖視示意圖；圖4是本發(fā)明中電容式麥克風(fēng)微機(jī)電加工制造方法的流程示意圖；圖5是圖4中所示步驟對應(yīng)完成的產(chǎn)物形態(tài)的流程示意圖。
具體實(shí)施例方式
如圖3所示，本發(fā)明中的電容式麥克風(fēng)是利用一由微機(jī)電加工制程制備而成的振膜芯片來接收外界機(jī)械能，如聲波后，使其電容發(fā)生改變，再利用一場效晶體管將此改變的電容轉(zhuǎn)換成電子信號(hào)傳輸出去。該電容式麥克風(fēng)3包含有一基座4、一封裝于基座4中的振膜芯片5，及一封裝于基座4中的場效晶體管(FET)6。
基座4為一陶瓷基板，其具有一略呈正方體且從其頂面向下形成一凹槽411的底壁41、一從底壁41頂面的一外周緣向上延伸的外周壁42、一可分離地連接在外周壁42上的封蓋43，及至少一連接在底壁41相反于頂面的底面上的電極接點(diǎn)44，封蓋43至少具有一穿孔431，封蓋43、底壁41與外周壁42共同界定出一與凹槽411相通并呈一長方體的容置空間45。在本實(shí)施例中電極接點(diǎn)44共有四個(gè)(圖中僅給出二個(gè)相間隔的電極接點(diǎn))，該電極接點(diǎn)44可以通過表面粘著技術(shù)(SMT)電性連接在一預(yù)定電器產(chǎn)品如移動(dòng)電話的基板上(圖中未示出)。
振膜芯片5是通過標(biāo)準(zhǔn)微機(jī)電加工制程制作而成，其具有一電極層51、一從電極層51向下形成的振動(dòng)膜52、一從振動(dòng)膜52再向下形成的分隔墊53，及一具有多數(shù)穿孔541且與分隔墊53相連接的底板54(圖中僅給出三個(gè)穿孔，然而該穿孔的數(shù)量可依實(shí)際需求而有所增減)。
電極層51為一可導(dǎo)電的金屬層；振動(dòng)膜52包含有一預(yù)定形態(tài)的二氧化硅層(SiO2)521及一預(yù)定形態(tài)的氮化硅層(Si3N4)522；分隔墊53包含有一從振動(dòng)膜52氮化硅層522向下形成的環(huán)型二氧化硅塊531，及一從該二氧化硅塊531更向下形成的金屬層532；底極54是厚度為20微米至100微米的金屬板，且每一穿孔541是通過蝕刻的方式形成。
當(dāng)外加一電壓時(shí)，振膜芯片5的電極層51、振動(dòng)膜52、與底板54共同形成一電容，且當(dāng)電極層51與振動(dòng)膜52、和/或振動(dòng)膜52與底板54間的距離有所改變時(shí)，該電容也相對應(yīng)地發(fā)生改變(此為基本電學(xué)原理，在此恕不詳述)。
振動(dòng)膜52、分隔墊53、及底板54共同界定出一振動(dòng)空間55，供振動(dòng)膜52、底板54產(chǎn)生形變時(shí)所需的空間；底板54用于封閉凹槽411，并使凹槽411僅以三個(gè)穿孔541與振動(dòng)空間55相連通，當(dāng)振動(dòng)膜52產(chǎn)生形變時(shí)，振動(dòng)空間55中的介質(zhì)，例如空氣，可經(jīng)由穿孔541從振動(dòng)空間55進(jìn)入到凹槽411中，而不對底板54產(chǎn)生任何影響。
在此要特別加以說明的是，底板54也可以先通過一預(yù)定材質(zhì)，如陶瓷制成一薄片，再在其外表面鍍覆可導(dǎo)電的材料(例如金屬)制成，只需使其可導(dǎo)電而不影響整個(gè)振膜芯片的電性即可，由于這種材質(zhì)眾多，且非本發(fā)明重點(diǎn)所在，所以不再一一舉例說明。
再者，分隔墊53也可以是以同樣的二氧化硅為材質(zhì)，并從振動(dòng)膜52的氮化硅層522向下設(shè)置多數(shù)相間隔的二氧化硅塊，再在每一二氧化硅塊向下形成的金屬層，而不需一定要形成上述環(huán)狀；同時(shí)，若更換如BCB(苯環(huán)丁烯)、SINR、polyimide、或傳統(tǒng)的SU-8等光阻材質(zhì)時(shí)，也可以形成環(huán)狀光阻塊或多數(shù)間隔的光阻塊，而不需再更向下形成金屬層，并可直接應(yīng)用光阻材質(zhì)的特性，加熱壓合即可將底板與分隔墊連接成一體，因該部分技術(shù)均可由微機(jī)電加工制程輕易類推完成，所以在此不再一一舉例說明。
場效晶體管6為一現(xiàn)有的電子元件，其被容置在容置空間45內(nèi)并與底壁41相連接，同時(shí)與振膜芯片5的電極層51及基座4電性連接，當(dāng)振膜芯片5接收到一機(jī)械能而相對應(yīng)地改變電容時(shí)，場效晶體管6可將此變化轉(zhuǎn)換成一電子信號(hào)傳送出去。
本發(fā)明中的電容式麥克風(fēng)3在實(shí)際動(dòng)作時(shí)，是當(dāng)一機(jī)械能，例如聲波由外界傳遞穿過封蓋43的穿孔431被振膜芯片5接收后，振動(dòng)膜52會(huì)相對應(yīng)地產(chǎn)生形變，導(dǎo)致底板54與振動(dòng)膜52間的間距產(chǎn)生變化，并使振膜芯片5的電容改變，再經(jīng)場效晶體管6轉(zhuǎn)換成電子信號(hào)傳送出去。
如圖3和圖4所示，本發(fā)明中電容式麥克風(fēng)的微機(jī)電加工制造方法7可用于制造上述較佳實(shí)施例中所述的電容式麥克風(fēng)3。
首先，步驟71是通過標(biāo)準(zhǔn)微機(jī)電加工制程，例如設(shè)計(jì)光罩、上光阻、曝光、顯影、沉積、蝕刻...等等(因標(biāo)準(zhǔn)微機(jī)電加工制程已為業(yè)界周知的技術(shù)手段，且非本發(fā)明重點(diǎn)所在，所以不多加描述每一過程細(xì)節(jié))，先在硅基板711上形成預(yù)定形態(tài)的二氧化硅層521，再在二氧化硅層521上形成預(yù)定形態(tài)的氮化硅層522，使二氧化硅層521與氮化硅層522共同形成振動(dòng)膜52；接著，將硅基板711從其相反于振動(dòng)膜52的表面向振動(dòng)膜52方向蝕刻出一方孔，并使振動(dòng)膜52的二氧化硅層521部分裸露在外；然后，利用金屬將裸露的二氧化硅層521及硅基板711未被蝕刻的部分鍍覆成金屬電極層51；接著，在氮化硅層522的下方沉積出以二氧化硅為材質(zhì)的環(huán)狀二氧化硅塊531，再在該二氧化硅塊531的底面鍍覆金屬層532以形成分隔墊53，當(dāng)然，也可如上所述，從氮化硅層522向下形成多數(shù)相間隔的二氧化硅塊，再在每一二氧化硅塊的下方鍍覆金屬層，以形成分隔墊53；再充電荷使振動(dòng)膜52帶電形成電場；最后，利用一預(yù)定金屬，例如鎳形成厚度為20微米至100微米的金屬板，再以蝕刻方式在金屬板上形成多數(shù)穿孔541(圖標(biāo)中僅給出三個(gè)穿孔為例，該穿孔個(gè)數(shù)可視實(shí)際需求而有所增減)以形成底板54，再將底板54與每一分隔墊53的金屬層532焊接粘成一體，同時(shí)，由振動(dòng)膜52、分隔墊53與底板54共同界定出振動(dòng)空間55，制成振膜芯片5。
此外，也可以利用相同微機(jī)電加工制程以例如BCB(苯環(huán)丁烯)、SINR、polyimide，或傳統(tǒng)的SU-8等光阻材料為使用材質(zhì)，從氮化硅層522向下沉積出環(huán)狀光阻塊或多數(shù)間隔的光阻塊，形成分隔墊53，再直接應(yīng)用光阻材質(zhì)的特性，將形成有多數(shù)穿孔541的底板54加熱壓合而與分隔墊53連接成一體，因該部分技術(shù)均可由微機(jī)電加工制程輕易類推完成，所以不再詳加描述。
接著通過步驟72將現(xiàn)有的場效晶體管6，電性連接于預(yù)先以陶瓷基板制程制備的基座4上，因陶瓷基板制程為一現(xiàn)有且成熟技術(shù)，且非本發(fā)明重點(diǎn)所在，所以不再一一詳述，僅特別在此強(qiáng)調(diào)，只要熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人員均知道，陶瓷基板制程可精確地控制制程以使成品精度達(dá)數(shù)十微米，因此，利用該制程所制備出的上述形狀的基座4，不必在設(shè)計(jì)時(shí)預(yù)留較大的誤差容許空間，因而可使體積大幅縮減，符合麥克風(fēng)輕薄化的發(fā)展需求。
最后，進(jìn)行步驟73，將振膜芯片5的底板54朝向基座4的底壁41并與底壁41相連接，從而封閉凹槽411，使凹槽411與振動(dòng)空間55僅通過三個(gè)穿孔541相連通，再將振膜芯片5與場效晶體管6電性連接，最后將封蓋43與基座4的外周壁42相連接，使振膜芯片5與場效晶體管6被封置在基座4中，完成上述實(shí)施例中電容式麥克風(fēng)3的制備。
由上述說明可知，本發(fā)明中的電容式麥克風(fēng)及其微機(jī)電加工制造方法是先以標(biāo)準(zhǔn)微機(jī)電加工制程制造出振膜芯片5的電極層51、振動(dòng)膜52、分隔墊53等結(jié)構(gòu)，且利用可耐高溫(450℃以上)的無機(jī)材(SiO2、Si3N4)作為形成振動(dòng)膜52的材質(zhì)，再利用金屬的延展性，制備出厚度極薄的底板54，與分隔墊53連接后，使電極層51、振動(dòng)膜52、底板54共同形成電容，且由底板54與振動(dòng)膜52界定出供振動(dòng)膜52、底板54產(chǎn)成形變所需的振動(dòng)空間55，從而完成體積極薄的振膜芯片5；并借由陶瓷基板制程制備出精度極高、且底壁41形成有凹槽411的基座4，同時(shí)，封裝振膜芯片5至基座4時(shí)，共同與基座4的凹槽411形成麥克風(fēng)動(dòng)作時(shí)所須的氣室，因而可以大幅縮減麥克風(fēng)的體積，達(dá)到本發(fā)明的主要目的。另外，由于振動(dòng)膜52的材質(zhì)為耐高溫(450℃以上)的無機(jī)材(SiO2、Si3N4)，且底板54為厚度極薄的金屬板，因此，當(dāng)麥克風(fēng)制備完成而需焊接粘至如手機(jī)的基板時(shí)，可以通過表面粘著制程，大量且快速的批量生產(chǎn)，符合大批量生產(chǎn)的需求。
綜上所述，本發(fā)明中的電容式麥克風(fēng)及其微機(jī)電加工制造方法是以振膜芯片5的結(jié)構(gòu)，配合封裝基座4的結(jié)構(gòu)，而達(dá)到縮減麥克風(fēng)成品的體積，并可耐至少450℃以上的高溫，從而可適用表面粘著制程，以利于自動(dòng)化生產(chǎn)，確實(shí)改善現(xiàn)有以芯片形式改良為主的麥克風(fēng)，或以現(xiàn)有駐極體電容搭配殼體結(jié)構(gòu)形狀的麥克風(fēng)存在體積縮減有限、制程過多而導(dǎo)致成本太高、制程無法批量生產(chǎn)等問題，實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的。
權(quán)利要求
1.一種電容式麥克風(fēng)，包含有一具有一容置空間的基座，容置在該容置空間內(nèi)的一振膜芯片與一場效晶體管，其特征在于所述基座具有一形成有一凹槽的底壁，及一從底壁一外周緣向上延伸的外周壁，由底壁與外周壁共同界定出一與凹槽相通的容置空間；所述容置在容置空間內(nèi)與底壁相連接的振膜芯片具有一電極層、一從該電極層向下形成的振動(dòng)膜、一從振動(dòng)膜更向下形成的分隔墊，及一至少具有一穿孔且與分隔墊相連接的底板，由所述電極層、振動(dòng)膜，與底板共同形成一電容，并由底板、分隔墊，與該振動(dòng)膜共同界定出一振動(dòng)空間，且底板在封閉凹槽后使凹槽通過穿孔與振動(dòng)空間相連通；及容置在容置空間內(nèi)與底壁相連接的場效晶體管同時(shí)與振膜芯片的電極層及基座電性連接，當(dāng)振膜芯片接收到一機(jī)械能后，可使振動(dòng)膜產(chǎn)生一相對應(yīng)的形變而使振膜芯片的電容改變，經(jīng)場效晶體管轉(zhuǎn)換成電子信號(hào)傳送出去。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的電容式麥克風(fēng)，其特征在于所述基座在其底壁的一底面上至少具有一與其連接的電極接點(diǎn)，該電極接點(diǎn)可通過表面粘著技術(shù)與一基板電性連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的電容式麥克風(fēng)，其特征在于所述振膜芯片的振動(dòng)膜至少包含一種無機(jī)材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3中所述的電容式麥克風(fēng)，其特征在于所述振膜芯片的振動(dòng)膜包含有一預(yù)定形態(tài)的二氧化硅層和一預(yù)定形態(tài)的氮化硅層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或3中所述的電容式麥克風(fēng)，其特征在于所述振膜芯片的振動(dòng)膜是由微機(jī)電加工制程視需要而可選擇且可重復(fù)地進(jìn)行一沉積制程、一上光阻制程、一曝光制程、一顯影制程，和/或一蝕刻制程，依序形成的包含有一預(yù)定形態(tài)的二氧化硅層與一預(yù)定形態(tài)的氮化硅層。
6.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的電容式麥克風(fēng)，其特征在于所述分隔墊是以一微機(jī)電加工制程視需要可選擇且可重復(fù)地進(jìn)行一沉積制程、一上光阻制程、一曝光制程、一顯影制程，和/或一蝕刻制程，形成的一環(huán)形二氧化硅塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的電容式麥克風(fēng)，其特征在于所述分隔墊是以一微機(jī)電加工制程視需要可選擇且可重復(fù)地進(jìn)行一沉積制程、一上光阻制程、一曝光制程、一顯影制程，和/或一蝕刻制程，形成的多數(shù)彼此間隔的二氧化硅塊。
8.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的電容式麥克風(fēng)，其特征在于所述分隔墊是以一微機(jī)電加工制程視需要可選擇且可重復(fù)地進(jìn)行一上光阻制程、一曝光制程、一顯影制程，和/或一蝕刻制程，形成的一環(huán)形光阻塊。
9.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的電容式麥克風(fēng)，其特征在于所述分隔墊是以一微機(jī)電加工制程視需要可選擇且可重復(fù)地進(jìn)行一上光阻制程、一曝光制程、一顯影制程，和/或一蝕刻制程，形成的多數(shù)彼此間隔的光阻塊。
10.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的電容式麥克風(fēng)，其特征在于所述分隔墊包含有一從振動(dòng)膜向下形成的環(huán)形二氧化硅塊，及一從環(huán)形二氧化硅塊向下形成的環(huán)形金屬層。
11.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的電容式麥克風(fēng)，其特征在于所述分隔墊包含有多數(shù)從振動(dòng)膜向下形成的彼此相間隔的二氧化硅塊，及多數(shù)分別從每一二氧化硅塊向下形成的金屬層。
12.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的電容式麥克風(fēng)，其特征在于所述分隔墊是先以一微機(jī)電加工制程視需要可選擇且可重復(fù)地進(jìn)行一沉積制程、一上光阻制程、一曝光制程、一顯影制程，和/或一蝕刻制程，形成的一預(yù)定形狀的二氧化硅塊，再在該每一二氧化硅塊的底面上鍍覆有一預(yù)定金屬層。
13.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的電容式麥克風(fēng)，其特征在于所述底板是厚度為20微米至100微米的金屬板。
14.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的電容式麥克風(fēng)，其特征在于所述底板是厚度為20微米至100微米的金屬板，且底板上的每一穿孔是通過蝕刻的方式形成。
15.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的電容式麥克風(fēng)，其特征在于所述底板是一厚度為20微米至100微米，且一外表面為可導(dǎo)電的預(yù)定材料板。
16.根據(jù)權(quán)利要求15中所述的電容式麥克風(fēng)，其特征在于所述底板是一厚度為20微米至100微米，且一外表面為可導(dǎo)電的陶瓷板。
17.根據(jù)權(quán)利要求1、9或10中所述的電容式麥克風(fēng)，其特征在于所述振膜芯片在接收一機(jī)械能產(chǎn)生相對應(yīng)的形變時(shí)，所述底板與振動(dòng)膜之間的間距會(huì)產(chǎn)生相對應(yīng)變化而使振膜芯片的電容改變，并經(jīng)由所述場效晶體管轉(zhuǎn)換成一電子信號(hào)傳送出去。
18.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的電容式麥克風(fēng)，其特征在于所述電極層為一可導(dǎo)電的金屬層。
19.一種電容式麥克風(fēng)的微機(jī)電加工制造方法，其特征在于包含有下列步驟(a)以微機(jī)電加工制程制造一具有電場的振膜芯片，使該振膜芯片包含一電極層、一從該電極層向下形成的振動(dòng)膜、一從該振動(dòng)膜更向下形成的分隔墊，及一至少具有一穿孔且與分隔墊相連接的底板，由該振動(dòng)膜、分隔墊與底板界定出一振動(dòng)空間；(b)將一場效晶體管與一基座電性連接，該基座具有一向下形成一凹槽的底壁，及一從底壁一外周緣向上延伸的外周壁，該底壁與外周壁共同界定出一與凹槽相通的容置空間，所述場效晶體管容置于該容置空間中并與底壁相連接；及(c)將所述振膜芯片以底板朝向基座的底壁與底壁相連接，并封閉凹槽，使凹槽與振動(dòng)空間僅以穿孔相連通，再將振膜芯片與場效晶體管電性連接，使振膜芯片在接收一機(jī)械能后，可經(jīng)由場效晶體管轉(zhuǎn)換成電子信號(hào)傳送出去。
20.根據(jù)權(quán)利要求19中所述的電容式麥克風(fēng)的微機(jī)電加工制造方法，其特征在于步驟(a)視需要可選擇且可重復(fù)地進(jìn)行一沉積制程、一上光阻制程、一曝光制程、一顯影制程，及/或一蝕刻制程，依序在一硅基板上，形成包含一預(yù)定形態(tài)的二氧化硅層與一氮化硅層，使該二氧化硅層與氮化硅層共同形成所述振動(dòng)膜；再將該硅基板蝕刻出一預(yù)定形狀的穿孔，使該振動(dòng)膜的二氧化硅層部分裸露于外，并以一預(yù)定金屬從該裸露的二氧化硅層上至硅基板未被蝕刻的部分鍍覆成電極層；接著以二氧化硅為材質(zhì)形成一預(yù)定形狀而制成分隔墊；再充電荷使振動(dòng)膜帶電形成一電場；最后將該底板與該分隔墊連接，使該振動(dòng)膜、分隔墊與底板界定出振動(dòng)空間。
21.根據(jù)權(quán)利要求19中所述的電容式麥克風(fēng)的微機(jī)電加工制造方法，其特征在于步驟(a)視需要可選擇且可重復(fù)地進(jìn)行一沉積制程、一上光阻制程、一曝光制程、一顯影制程，和/或一蝕刻制程，依序在一硅基板上形成包含一預(yù)定形態(tài)的二氧化硅層與一氮化硅層，使該二氧化硅層與氮化硅層共同形成振動(dòng)膜；再將該硅基板蝕刻出一預(yù)定形狀的穿孔，使該振動(dòng)膜的二氧化硅層部分裸露于外，并以一預(yù)定金屬自該裸露的二氧化硅層上至該硅基板未被蝕刻的部分鍍覆成該電極層；接著以光阻材料形成一預(yù)定形狀制成該分隔墊；再充電荷使振動(dòng)膜帶電形成一電場；最后將該底板與該分隔墊連接，使振動(dòng)膜、分隔墊與底板界定出該動(dòng)空間。
22.根據(jù)權(quán)利要求19或20中所述的電容式麥克風(fēng)的微機(jī)電加工制造方法，其特征在于步驟(a)是由振動(dòng)膜更向下沉積出一預(yù)定形狀的二氧化硅塊，再在該二氧化硅塊的一底面鍍覆一金屬層以形成分隔墊，底板是一金屬板，該底板直接與金屬層焊粘成一體。
23.根據(jù)權(quán)利要求19或20中所述的電容式麥克風(fēng)的微機(jī)電加工制造方法，其特征在于步驟(a)是由振動(dòng)膜更向下沉積出多數(shù)具有預(yù)定形狀且相間隔的二氧化硅塊，再在該每一二氧化硅塊的底面鍍覆一金屬層，形成該分隔墊，該底板是一金屬板，該底板可以直接與金屬層焊接粘成一體。
24.根據(jù)權(quán)利要求19或21中所述的電容式麥克風(fēng)的微機(jī)電加工制造方法，其特征在于步驟(a)是由振動(dòng)膜更向下形成出一預(yù)定形狀的光阻塊，并制成分隔墊，所述底板為一金屬板，該底板可以熱壓方式與分隔墊連接成一體。
25.根據(jù)權(quán)利要求19或21中所述的電容式麥克風(fēng)的微機(jī)電加工制造方法，其特征在于步驟(a)是以光阻為材料從振動(dòng)膜更向下形成多數(shù)具有預(yù)定形狀且相間隔的光阻塊，并制成分隔墊，所述底板為一金屬板，該底板可以熱壓方式與分隔墊連接成一體。
26.根據(jù)權(quán)利要求19、20或21中任意一項(xiàng)所述的電容式麥克風(fēng)的微機(jī)電加工制造方法，其特征在于步驟(a)是以一預(yù)定金屬形成厚度為20微米至100微米的金屬板，再以蝕刻方式在金屬板上形成至少一預(yù)定形狀的穿孔以形成底板，再將該底板與該分隔墊連接，使振動(dòng)膜、分隔墊與底板共同界定出振動(dòng)空間。
27.根據(jù)權(quán)利要求19、20或21中所述的電容式麥克風(fēng)的微機(jī)電加工制造方法，其特征在于步驟(a)是在一預(yù)定材料板的一外表面鍍覆一可導(dǎo)電的金屬層，形成厚度為20微米至100微米的可導(dǎo)電板，再以蝕刻方式在該可導(dǎo)電板上形成至少一預(yù)定形狀的穿孔以形成底板，再將該底板與該分隔墊連接，使振動(dòng)膜、分隔墊與底板共同界定出振動(dòng)空間。
28.根據(jù)權(quán)利要求19中所述的電容式麥克風(fēng)的微機(jī)電加工制造方法，其特征在于步驟(b)是先以陶瓷燒結(jié)出基座，且使底壁的一底面形成一外露的電極接點(diǎn)，利用該電極接點(diǎn)可以通過表面粘著技術(shù)將基座電性連接在一預(yù)定產(chǎn)品的基板上。
29.根據(jù)權(quán)利要求19中所述的電容式麥克風(fēng)的微機(jī)電加工制造方法，其特征在于步驟(c)是將振膜芯片以底板朝向基座的底壁而與底壁相連接，并封閉凹槽，使凹槽與振動(dòng)空間僅以穿孔相連通，再將振膜芯片與場效晶體管電性連接，最后將一具有至少一穿孔的封蓋與該外周壁相連接，使振膜芯片與場效晶體管封置于容置空間中，僅通過封蓋的穿孔與外界相連通，當(dāng)一機(jī)械能從外界經(jīng)穿孔進(jìn)入該容置空間由振膜芯片接收后，在底板與振動(dòng)膜之間會(huì)產(chǎn)生相對應(yīng)的變化，而使振膜芯片的電容改變，并經(jīng)場效晶體管轉(zhuǎn)換成電子信號(hào)傳送出去。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電容式麥克風(fēng)及其微機(jī)電加工制造方法，該電容式麥克風(fēng)包含有一具有形成有凹槽的底壁的基座、一容置在基座中且與底壁連接的振膜芯片，及一容置在基座中且同時(shí)與基座及振膜芯片電性連接的場效晶體管。其中振膜芯片由微機(jī)電加工制程制造，并具有一電極層、一從該電極層向下形成的振動(dòng)膜、至少從該振動(dòng)膜再向下形成的分隔墊，及一具有多數(shù)穿孔并連接在分隔墊上的底板。當(dāng)振膜芯片接收到一機(jī)械能后，可使振動(dòng)膜產(chǎn)生一相對應(yīng)的形變而使振膜芯片的電容改變，經(jīng)場效晶體管轉(zhuǎn)換成一電子信號(hào)傳送出去。
文檔編號(hào)H04R31/00GK1505438SQ0215372
公開日2004年6月16日 申請日期2002年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月2日
發(fā)明者張昭智 申請人:佳樂電子股份有限公司