專利名稱：：無(wú)背極板的硅傳聲器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種硅電容傳聲器的傳感元件及其制造方法，特別地，涉及不帶有將多孔板直接連接到可動(dòng)膜片(Diaphragm)上的專用背極板(backplate)的硅傳聲器結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
：也被稱為聲換能器的硅基電容傳聲器已經(jīng)處于研發(fā)階段超過(guò)20年。由于它在小型化、性能、可靠性、環(huán)境承受力、低成本和批量生產(chǎn)能力中的潛在優(yōu)勢(shì)，硅傳聲器被廣泛認(rèn)為是取代已被廣泛用于通信、多媒體、消費(fèi)電子、助聽(tīng)器等中的常規(guī)的駐極體電容傳聲器(ECM)的下一代產(chǎn)品。在所有硅基方法中，電容式傳聲器在近幾年中進(jìn)步最顯著。硅電容傳聲器典型地由傳感元件和前置放大器IC裝置兩個(gè)基本元件組成。傳感元件基本上是由可動(dòng)的柔性膜片、剛性且固定的多孔背極板，和在膜片和背極板之間形成氣隙(airgap)的電介質(zhì)間隔構(gòu)成的可變電容。前置放大器IC裝置基本上是由偏壓源(包括偏置電阻)和源跟蹤前置放大器構(gòu)成。盡管已有很多硅襯底上的可變電容的實(shí)施例，但是每個(gè)現(xiàn)有技術(shù)的例子在傳聲器傳感元件的結(jié)構(gòu)中都包括一個(gè)專用背極板。表1列出了在制造傳聲器傳感元件中采用的各種材料的典型例子。表1.硅電容傳聲器現(xiàn)有技術(shù)列表<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>表1中的參考文獻(xiàn)如下(1)D.HohmandG,Hess，"ASubminiatureCondenserMicrophonewithSiliconNitrideMembraneandSiliconBackplate"'丄Acoust.Soc.AmVol.85,pp.476-480(1989);(2)丄Bergqvistetal.,"ANewCondenserMicrophoneinSilicon",SensorsandActuators，A21-23(1990),PP.123-125;(3)W.Kuhneletal.，"ASiliconCondenserMicrophonewithStructuredBackplateandSiliconNitrideMembrane",SensorsandActuatorsA，Vol.30，pp.251-258(1991);(4)P.Scheeperetal.."FabricationofSiliconCondenserMicrophonesUsingSingleWaferTechnology",丄Microelectromech.Systems，Vol.1，No,3,pp.147-154(1992);(5)U.S.PatentNo.5,146，435andU.S.PatentNo.5，452，268;(6)丄Bergqvistetal.，"ASiliconMicrophoneUsingBondandEtch-backTechnology",SensorsandActuatorsA,Vol.45,pp.115-124(1994);(7)Zou，Quanbo,etal.,"TheoreticalandExperimentalStudiesofSingleChipProcessedMiniatureSiliconCondenserMicrophonewithCorrugatedDiaphragm",SensorsandActuatorsA，Vol.63,pp.209-215(1997);(8)U.S.PatentNo.5,490，220andU.S.PatentNo.4,870，482;(9)M.Pedersenetal.，"ASiliconMicrophonewithPolyimideDiaphragmandBackplate"，SensorsandActuatorsA，Vol.63,pp.97-104(1997);(10)P.Rombachetal.，"TheFirstLowVoltage，LowNoiseDifferentialCondenserSiliconMicrophone",EurosensorXIV,The14thEuropeanConferenceonSolidStateTransducers，Aug.27-30，2000，pp.213-216;(1"M.Braueretal.."SiliconMicrophoneBasedonSurfaceandBulkMicramachining"，丄Micramech.Microeng.，Vol.",pp,319-322(2001);(12)PCTPatentApplicationNo.WO01/20948A2.傳聲器傳感元件中包括的專用背極板通常會(huì)由于它在材料和加工方法上的特殊要求導(dǎo)致制造復(fù)雜。所要求的掩模層次和與膜片和背極板之間的覆蓋和間距相關(guān)的加工問(wèn)題通常會(huì)導(dǎo)致復(fù)雜和高成本的制造。因此，需要一種硅傳聲器的改進(jìn)結(jié)構(gòu)，能夠簡(jiǎn)化制造工藝降低成本。特別地，需要一種新穎的可變電容元件設(shè)計(jì)，從而需要較少的掩模層次來(lái)生產(chǎn)性能改善的硅傳感元件。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種不包括專用背極板部件的傳聲器傳感元件。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種制造傳聲器傳感元件的簡(jiǎn)化方法。這些目的是通過(guò)傳聲器傳感元件來(lái)實(shí)現(xiàn)的，在其最基本的實(shí)施例中以一個(gè)可動(dòng)膜片為特征，可動(dòng)膜片在其邊緣或者角上由機(jī)械彈簧支撐，機(jī)械彈簧通過(guò)剛性的襯墊被固定到導(dǎo)電襯底上。每個(gè)襯墊被置于用作確定膜片和襯底間氣隙的間隔的電介質(zhì)層上。連接到膜片邊上的是由與膜片、襯墊和機(jī)械彈簧相同的材料制成的多孔板。一個(gè)或者多個(gè)襯墊上具有位于上面的第一電極，第一電極是由金屬絲連接到外部電路的導(dǎo)電金屬材料島。相同材料構(gòu)成的第二電極形成在導(dǎo)電襯底上并被連線以完成可變電容電路。在一個(gè)實(shí)施例中(SOI版本)，膜片、多孔板、襯墊、和機(jī)械彈簧是共面的并且是由同一硅層制成，電介質(zhì)層是氧化層。膜片和多孔板都可以是矩形。多孔板被置于相鄰機(jī)械彈簧之間。穿孔適宜地包含多行和列的孔。在襯底和多孔板之間的電介質(zhì)間隔層中存在氣隙，并且背孔形成于膜片下面的襯底中從而使聲音信號(hào)具有到達(dá)膜片的自由通路并且由此在膜片中引起振動(dòng)。在振動(dòng)期間，膜片、機(jī)械彈簧、和多孔板以協(xié)調(diào)的動(dòng)作上下移動(dòng)(垂直于襯底)。這種移動(dòng)導(dǎo)致了第一和第二電極之間的電容值變化，它可以被轉(zhuǎn)化為輸出電壓。在硅氧化層如原硅酸四乙酯(TEOS)被用作犧牲層的第二實(shí)施例中，膜片、機(jī)械彈簧、襯墊、和多孔板都是由薄的多晶硅層(poly2)制成。連接有多孔板的膜片可以具有底部增強(qiáng)部，該底部增強(qiáng)部在排列在襯底中的背孔上方的膜片底面下方凸起。膜片可以是有四個(gè)角和四個(gè)邊的正方形，并且每個(gè)邊上附有多孔板。四個(gè)機(jī)械彈簧每個(gè)都形成為長(zhǎng)度方向沿著穿過(guò)膜片的中心和角的平面并且有兩個(gè)末端，其中一端連接到膜片，另一端連接到poly2固定襯墊?？蛇x地，機(jī)械彈簧連接到膜片的邊而多孔板被連接于角和相鄰膜片的部分邊。固定襯墊或者襯墊也用作電連接點(diǎn)。為了減小poly2固定襯墊和導(dǎo)電襯底之間的寄生電容，poly2固定襯墊可以不與膜片共面而是可以通過(guò)在襯底和固定襯墊間添加一層或多層電介質(zhì)氧化層來(lái)升高固定襯墊使之遠(yuǎn)離襯底。另一個(gè)多晶硅(poly1)襯墊可以被插于poly2固定襯墊和襯底之間用作氧化物溝槽蝕刻的蝕刻阻擋層。圍墻狀的被填充poly2的溝槽連續(xù)地環(huán)繞著插入的poly1襯墊的內(nèi)緣。Poly2固定襯墊的垂直部分形成一個(gè)包圍poly1固定襯墊的邊緣的連續(xù)的環(huán)，由此保護(hù)了po!yl固定襯墊下面的氧化層不在釋放工藝中被蝕刻掉。位于插入的poly1襯墊和襯底之間的氧化層是由另一個(gè)由氮化硅或此類能夠抵抗或者延遲用于形成氣隙的氧化物釋放刻蝕的電介質(zhì)層保護(hù)。為了進(jìn)一步減小寄生電容，很多下陷的填有氧化物的深溝槽可以形成于導(dǎo)電硅襯底中，它們都被機(jī)械彈簧和固定襯墊覆蓋。在第三實(shí)施例中，膜片有四個(gè)連接的多孔板和四個(gè)將膜片在其角處連接到四個(gè)襯墊(固定襯墊)的機(jī)械彈簧，如第二實(shí)施例中。然而，機(jī)械彈簧、襯墊和膜片是共面的并且是由同一層到襯底是第一距離的多晶硅層制成。膜片可能如同第二實(shí)施例中具有底部增加而增強(qiáng)。然而，每個(gè)機(jī)械彈簧被固定到由具有頂、底和寬的側(cè)壁組成的垂直部分支撐的基部的水平部分?；窟m宜地由富含硅的氮化硅(SRN)制成，SRN填充四個(gè)溝槽以形成排列為正方形或者長(zhǎng)方形環(huán)的四個(gè)側(cè)壁。SRN基部的水平部分形成于襯墊上，在一個(gè)實(shí)施例中它是機(jī)械彈簧的延長(zhǎng)。因而，膜片和連接它的多孔板是懸在氣隙和襯底中的背孔的上方。第一電極可以是不共面的并且形成在水平部分和相鄰襯墊的頂部。第二電極形成于襯底上。第四實(shí)施例是對(duì)第一實(shí)施例的修改，其中機(jī)械彈簧的角或邊緣支撐被"中心支撐"結(jié)構(gòu)取代。用作中心剛性固定襯墊的電介質(zhì)間隔層形成于膜片中心下方的襯底上并且支撐四個(gè)在第一電極下方一端交迭的機(jī)械彈簧。機(jī)械彈簧的另一端連接到膜片的邊緣。每個(gè)機(jī)械彈簧可以具有長(zhǎng)方形形狀，其長(zhǎng)度方向沿著兩個(gè)在膜片的中心處相交并且垂直于襯底的正交平面中的一個(gè)。沿著機(jī)械彈簧的任一邊的長(zhǎng)度方向的是將機(jī)械彈簧與膜片分開(kāi)的狹槽。背孔有四部分，在由兩個(gè)相交平面確定的每個(gè)膜片象限的下方形成一部分。電介質(zhì)空間層的厚度確定了膜片和襯底之間的氣隙的厚度。本發(fā)明也是一種制造傳聲器傳感元件的簡(jiǎn)單方法，它比起大部分常規(guī)的有專用背極板的硅電容傳聲器需要較少的掩模。一個(gè)示范性工藝流程涉及在導(dǎo)電襯底如摻雜硅上形成電介質(zhì)間隔層。電介質(zhì)間隔層可以是由二氧化硅組成?？梢該接泄杌蛘叨嗑Ч璧谋∧るS后形成于電介質(zhì)間隔層上。然后，由一層或者多層隨后被用于制造背孔的硬模形成于襯底的背面。使用第一光掩模來(lái)在薄膜中產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)延伸穿過(guò)電介質(zhì)間隔層接觸襯底的通孔。在正面淀積一層由兩種或多種金屬組成的導(dǎo)電層后，使用第二光掩模來(lái)去除除了隔膜層上一個(gè)或者多個(gè)是第一電極的孤島和襯底上一個(gè)或者多個(gè)是第二電極的通孔中的孤島的導(dǎo)電層。然后使用另一層光掩模在部分薄膜層中蝕刻孔以確定多孔板并且形成確定多孔板的邊緣、機(jī)械彈簧和襯墊的開(kāi)口。第四光掩模被用于在背面的硬模中蝕刻開(kāi)口以允許下一步中的KOH蝕刻劑或者深RIE蝕刻在膜片下方的襯底中形成背孔。最后，在定時(shí)釋放步驟中蝕刻劑去除膜片和背孔之間的部分電介質(zhì)間隔層以生成氣隙，從而膜片變成懸在氣隙和下面的背孔上方。形成基本的硅傳聲器結(jié)構(gòu)的最簡(jiǎn)單的制造方法涉及絕緣體上硅(SOI)晶片。本領(lǐng)域技術(shù)人員容易想到其他制造方法包括晶片一晶片鍵合和多晶硅表面微機(jī)械加工可以被用于形成其他實(shí)施例或者與這里所描述的實(shí)施例相似的實(shí)施例。圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的有鄰接的多孔板和終止到襯墊的彈簧的膜片的頂視圖。圖2是顯示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的傳聲器傳感元件的可變電容設(shè)計(jì)的截面圖。圖3—8是圖解根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例形成傳聲器傳感元件的涉及四個(gè)光掩模步驟的工藝流程的截面圖。圖9是圖解根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的傳聲器傳感元件的截面圖。圖10是根據(jù)第二實(shí)施例的具有中心支撐和增強(qiáng)的傳聲器傳感元件的頂視圖。圖11是圖10中所繪的傳聲器傳感元件的部分放大的頂視圖。圖12是根據(jù)第二實(shí)施例的具有邊緣支撐和增強(qiáng)的傳聲器傳感元件的頂視圖。圖13是根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的具有中心支撐的傳聲器傳感元件的頂視圖。圖14是圖13中的傳聲器傳感元件的截面圖。圖15是顯示根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的傳聲器傳感元件的截面圖。圖16是根據(jù)第三實(shí)施例的基部元件的斜視圖，而圖17是其截面圖。圖18是圖15中描繪的傳聲器傳感元件的頂視圖。具體實(shí)施例方式本發(fā)明是一種用于電容性的電容式傳聲器的傳感元件，它可以容易地由現(xiàn)有半導(dǎo)體材料和硅微機(jī)械加工處理制成。附圖并不一定是按比例繪制，結(jié)構(gòu)中各種元件的相對(duì)尺寸可能與實(shí)際器件中的不同。本發(fā)明是基于這樣的發(fā)現(xiàn)，即高性能傳聲器傳感元件可以被構(gòu)造成無(wú)專用背極板部件。傳聲器工作電容通過(guò)在其上形成有背孔的導(dǎo)電襯底和在襯底上方附在活動(dòng)膜片上的多孔板實(shí)現(xiàn)。膜片可以被連接到位于襯底上的電介質(zhì)間隔層上的剛性固定襯墊上的機(jī)械彈簧上。參考圖1，描繪了根據(jù)本發(fā)明的傳聲器傳感元件的第一實(shí)施例。傳聲器傳感元件10被構(gòu)造在諸如硅的最好具有較低電阻率的襯底11上?？蛇x地，襯底11可以是在其上形成有導(dǎo)電層的玻璃。傳聲器傳感元件10是基于被制造成膜片、機(jī)械彈簧、多孔板、和襯墊的薄膜。在該示例性實(shí)施例中，具有可能摻雜有Au、Ni、Cu或者其他金屬材料的硅、多晶硅制成的基本上正方形的、平坦的膜片13a。作為選擇，該膜片可以是矩形或者圓形。膜片13a在它的四個(gè)角處由與膜片相同的材料制成并且具有與膜片相同厚度的機(jī)械彈簧13b支撐。機(jī)械彈簧13b有長(zhǎng)度a，寬度b，并且是沿著穿過(guò)膜片中心e和一個(gè)角的平面形成。每個(gè)機(jī)械彈簧13b可以有終止于后文被稱為襯墊13c的固定襯墊上的矩形、"U"或"L"形，襯墊13c是由與膜片13a相同的材料構(gòu)成并且具有與膜片13a相同的厚度。為了說(shuō)明的目的，襯墊13c被顯示為基本上正方形的，其寬和長(zhǎng)c通常大于機(jī)械彈簧的寬度b。然而，襯墊13c也可以具有矩形或者圓形邊緣。在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)機(jī)械彈簧13b被連接到襯墊13c的一邊上。襯墊13c穿過(guò)作為間隔的電介質(zhì)層12被固定到襯底11上，從而使得膜片13a和多孔板13d懸于氣隙和背孔(沒(méi)有顯示)上方，聲音信號(hào)可以經(jīng)過(guò)氣隙和背孔在膜片中引起振動(dòng)。一方面，電介質(zhì)層12是由二氧化硅組成。本實(shí)施例包括一種SOI方法，其中薄膜由硅構(gòu)成，電介質(zhì)層12是二氧化硅?？蛇x地，電介質(zhì)層12可以由用于該領(lǐng)域的其它電介質(zhì)材料制成，并且可以是其中有很多層的合成。本發(fā)明的另一個(gè)重要特征是矩形的多孔板13d與膜片13a的每一邊鄰接。多孔板13d的長(zhǎng)度尺寸等于或者小于它所連接的膜片一邊的長(zhǎng)度，多孔板13d的寬度小于它的長(zhǎng)度尺寸，并且具有與膜片13a相同的構(gòu)成和厚度。穿孔由可以排列成多行和列的孔19組成?？妆仨毮茉试S空氣流通，這樣來(lái)減小振蕩期間狹窄的氣隙(沒(méi)有顯示)中的空氣阻尼。在每個(gè)襯墊13c上具有由金屬層如Cr/Au構(gòu)成的接觸點(diǎn)或者第一電極18a，用于到外部連線的連接點(diǎn)。此外，有一個(gè)或者多個(gè)與第一電極相同構(gòu)成的第二電極18b位于襯底11的正面。第一電極和第二電極通過(guò)配線(沒(méi)有顯示)被連接以形成可變電容電路。為了說(shuō)明的目的，第一和第二電極18a和18b被顯示為正方形，盡管圓角或者矩形也是可以采用的。第一電極18a在長(zhǎng)度和寬度上比襯墊13c的寬度c要小，以允許工藝中的一些覆蓋誤差。可選地，第一和第二電極可以是由AI、Ti、Ta、Ni、Cu、或者其他金屬材料構(gòu)成的單層或者復(fù)合層。圖2中的截面圖進(jìn)一步圖解說(shuō)明了第一實(shí)施例，該截面圖是從沿著虛線23—23(圖1)的截面得來(lái)的?？勺冸娙蓦娐?4被顯示于第一電極18a和第二電極18b之間。在襯底11中膜片13a下方排列有背孔26，背孔26具有傾斜的側(cè)壁，在間隔(電介質(zhì)層12)中具有氣隙28，氣隙28將多孔板13d和機(jī)械彈簧13b與襯底分開(kāi)?？蛇x地，背孔26可以具有垂直的側(cè)壁。通過(guò)背孔26，撞擊膜片13a底部的聲音信號(hào)25在膜片13a、連接的多孔板13d和垂直于襯底的協(xié)調(diào)一致運(yùn)動(dòng)的機(jī)械彈簧13b中引起振動(dòng)27。除了傳聲器傳感元件10，理解到硅電容傳聲器是由偏壓源(包括偏置電阻)和源跟蹤前置放大器組成，但是為了簡(jiǎn)化視圖并且將注意力指引到本發(fā)明的關(guān)鍵特征，這些元件未被顯示。聲音信號(hào)25引起的振動(dòng)27將導(dǎo)致可變電容電路24中的電容值變化，并由源跟蹤前置放大器轉(zhuǎn)化為低阻抗電壓輸出。根據(jù)本發(fā)明的無(wú)背極板硅傳聲器中的傳感元件的第二實(shí)施例顯示于圖9-12中。圖9中的視圖是從沿著圖10頂視圖中所示的虛線47的截面得來(lái)的。注意為了橫斷圖中所有的關(guān)鍵特征，虛線47并不是直線。參考圖9，傳聲器傳感元件30是基于襯底31上的，襯底31最好是正面和背面都磨光的并且具有(100)晶體取向和0.01-0.02ohm-cm電阻率的硅片?？蛇x地，襯底是由其上有導(dǎo)電層的玻璃構(gòu)成。為了減小寄生電容，被機(jī)械彈簧4化和襯墊41d覆蓋的襯底31正面上的區(qū)域上具有由氧化層33填充的溝槽32，氧化層33也覆蓋襯底。氧化層33和覆蓋其上的第一多晶硅(poly1)層34形成一個(gè)島狀的堆，它覆蓋溝槽32和溝槽周?chē)牟糠忠r底31，也被稱為隔離溝槽。從頂視圖(圖10)看，氮化硅層36和下面的氧化層和poly1/氧化物堆(沒(méi)有顯示)支撐著每個(gè)固定機(jī)械彈簧41c和膜片41b與連接的多孔板41e的襯墊41d。回到圖9，在襯底31的正面和溝槽32上方的poly1/氧化物堆上設(shè)置有熱氧化層35。熱氧化層35上方是低壓化學(xué)汽相淀積(LPCVD)氮化硅層36。氮化硅層36用于保護(hù)下面的熱氧化層35和氧化層33。在襯底31的背面是由熱氧化層35b上的LPCVD氮化硅層36b構(gòu)成的類似的堆?？梢杂傻蜏匮趸?LTO)、LPCVD原硅酸四乙酯(TEOS)、等離子增強(qiáng)(PE)CVD氧化物、或者磷硅玻璃(PSG)構(gòu)成的氧化層37被設(shè)置在部分LPCVD氮化硅層36上。最好由多晶硅制成的剛性半導(dǎo)體層的垂直部分形成在由熱氧化層35、氮化硅層36、和氧化層37構(gòu)成的電介質(zhì)間隔堆中，并且在膜片41b外圍外面的某個(gè)區(qū)域接觸襯底31或者poly1層34。在一個(gè)實(shí)施例中，該垂直部分是多晶硅填充的溝槽38a、38b、40。為了減小襯墊41d和襯底31之間的寄生電容，襯墊41d可以不與膜片41b共面，并可以通過(guò)在襯底31的某個(gè)區(qū)域上插入電介質(zhì)層來(lái)使之升高遠(yuǎn)離襯底(與膜片相比)，在本例中該電介質(zhì)層是氧化層33。此外，poly1層34被插于氧化層33和熱氧化層35之間以用作當(dāng)通過(guò)熱氧化層35和氧化層37刻蝕溝槽38b時(shí)保護(hù)氧化層33的刻蝕阻擋。作為結(jié)果，被填充的溝槽38b連續(xù)地環(huán)繞著poly1層34的邊緣。注意襯墊41d下方的那部分氧化層37、氮化硅層36、熱氧化層35和水平部分41a完全被包圍在被填充的溝槽38a和被填充的溝槽38b之內(nèi)，因而保護(hù)了被包圍的氧化層35、37免于釋放步驟中用于形成氣隙48的蝕刻。此外，poly1層34下方的氧化層33被氮化硅層36保護(hù)，氮化硅層36能夠抵抗或者延遲釋放步驟中的氧化物蝕刻。從圖10中的頂層透視圖看，溝槽38a可以是正方形或者矩形形狀，該形狀形成第二電極45周?chē)倪B續(xù)的環(huán)并且包圍第二電極下方的部分電介質(zhì)間隔堆。同樣地，溝槽38b(沒(méi)有顯示)具有包圍第一電極44的正方形或者矩形形狀。第一電極44可以被置于poly1/氧化物堆上面的部分氮化硅層36上的每個(gè)襯墊41d的水平部分上。一個(gè)或多個(gè)第二電極45形成于水平部分41a上。第一和第二電極可以是由導(dǎo)電材料如Cr、Au、Al、Ti、Ta、Ni或Cu構(gòu)成的單層或者復(fù)合層。溝槽40形成一個(gè)連續(xù)的墻，在一個(gè)實(shí)施例中它具有包圍膜片41a、襯墊41d、機(jī)械彈簧41b和多孔板41e的正方形環(huán)形。被填充的溝槽38a和上面的水平層是由第二多晶硅(poly2)構(gòu)成并且形成了剛性多晶硅層41a。被填充的溝槽38b是用于支撐另外被稱為襯墊41d的剛性多晶硅層的水平部分。換句話說(shuō)，剛性多晶硅層的水平部分41a被置于其垂直部分41a上。而且，每個(gè)襯墊41d是由垂直部分41d連接到下面的poly1層34。在圖11中所示的一個(gè)襯墊區(qū)域的放大圖中，被填充的溝槽38b被襯墊41d覆蓋并且由虛線顯示。被填充的溝槽38b包圍第一電極44下面的電介質(zhì)間隔堆的一部分。理解到在每個(gè)襯墊41d下方有一個(gè)又被稱為垂直部分41d的被填充的溝槽38b?；氐綀D9，水平部分41a與膜片41b和多孔板41e共面，并且具有與膜片、多孔板、機(jī)械彈簧41c、和襯墊41d相同的厚度。在襯底31中形成有背孔46，它被氮化硅層36b和氧化層35b構(gòu)成的背面硬模堆包圍。雖然背孔顯示有作為硅異向蝕刻如KOH蝕刻結(jié)果的傾斜的側(cè)壁，背孔也可以有作為硅深反應(yīng)離子刻蝕(DRIE)的結(jié)果的垂直的側(cè)壁。在其他情形下，正面開(kāi)口的寬度比膜片邊的長(zhǎng)度小。膜片41b、多孔板41e、和機(jī)械彈簧41c被懸于氣隙48上方。氣隙48是在多孔板41e和氮化硅層36之間。膜片41b、多孔板41e、和機(jī)械彈簧41c可能具有沿著它們的底面向襯底31往下凸起的增強(qiáng)部39。當(dāng)膜片41b很薄時(shí)(大約1微米厚度)增強(qiáng)部39被適宜地引入，而當(dāng)膜片厚度超過(guò)大約3微米時(shí)是不必要的。注意，開(kāi)口43將poly2層的水平部分與多孔板41e和襯墊41d分開(kāi)。在poly2層的水平部分41f中有一個(gè)圓形的溝槽49，它將第二電極45下方的水平部分41a隔離。圖10中的透視圖顯示了多孔板41e、襯墊41d、和機(jī)械彈簧41c如何在膜片41b周?chē)运^的"角支撐"結(jié)構(gòu)放置的實(shí)施例。機(jī)械彈簧4化可以在一端連接到膜片41b的一角并且沿著穿過(guò)膜片中心的平面向外延伸。機(jī)械彈簧41c也可以有增強(qiáng)部39(輪廓由膜片下面的虛線表示)并且可以有與第一實(shí)施例中所述的機(jī)械彈簧13b相似的長(zhǎng)度和寬度。此夕卜，增強(qiáng)部39也可以被應(yīng)用于多孔板41e和機(jī)械彈簧41c的底面，因?yàn)楸〉亩嗑Ч鑼?大約1微米厚度)也是非常適應(yīng)的。增強(qiáng)部39可以包括一個(gè)與膜片形狀同中心的環(huán)并且形成于靠近其邊緣的膜片的底面。背孔46的頂部開(kāi)口由虛線表示，因?yàn)樗挥谀て?1b下方。連接有機(jī)械彈簧41c的襯墊41d可以具有與前面所述的襯墊13c相似的形狀和尺寸。長(zhǎng)度和寬度小于襯墊41d的長(zhǎng)度和寬度的第一電極44可以被置于這四個(gè)襯墊的一個(gè)或者多個(gè)上。一方面，膜片41b基本上具有正方形形狀。多孔板41e鄰接到膜片41b的每個(gè)邊并且具有矩形形狀，其長(zhǎng)度尺寸等于或者小于膜片邊的長(zhǎng)度，并且寬度小于它的長(zhǎng)度。穿孔(孔)42最好被排列成多行和列并且可以具有如第一實(shí)施例中提及的正方形、矩形、或者圓形形狀。包圍在多孔板41e的三個(gè)未連接的邊和襯墊41d周?chē)氖情_(kāi)口43，開(kāi)口43使襯底31上的氮化硅層36暴露并且將多孔板和襯墊與水平部分41f分離。增強(qiáng)部39幫助加強(qiáng)膜片41b，并且在一個(gè)實(shí)施例中被安排成像從膜片中心輻射的輪輻(spoke)。盡管描繪了8個(gè)增強(qiáng)部，本領(lǐng)域中的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到其他各種樣式的增強(qiáng)部設(shè)計(jì)也是同樣可行的。第二實(shí)施例相對(duì)第一實(shí)施例有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于包圍背孔46的頂部開(kāi)口的增強(qiáng)部39阻止了穿過(guò)氣隙48的聲波泄漏(如圖9中所示)并且?guī)椭苊忪o摩擦。此外，寄生電容至少以三種方式被控制。第一，在襯墊和機(jī)械彈簧下方的襯底中有填滿電介質(zhì)層的隔離溝槽32。第二，包圍襯墊41d下方的電介質(zhì)間隔堆的被填充的溝槽38b為氧化層35、37提供保護(hù)，因而允許一個(gè)比先前的實(shí)施例中更小的襯墊寬度。第三，襯墊和襯底之間的距離由于在氧化物填充的溝槽的上方插入了poly1/氧化物堆而被加大。根據(jù)本發(fā)明的傳聲器傳感元件的第三實(shí)施例顯示于圖15—18中。圖15中的視圖是從圖18頂視圖中沿著虛線70的截面得來(lái)的。注意為了橫斷圖中所有的關(guān)鍵特征，虛線70并不是直線。參考圖15，傳聲器傳感元件50是基于襯底51上的，襯底51最好是低電阻率的正面和背面都磨光的硅片。在襯底51正面的一部分上設(shè)置有熱氧化層52并且在熱氧化層上方是LPCVD氮化硅層53。在襯底51的相鄰部分上是第二電極63。第二電極是由Cr/Au復(fù)合層或者是由Al、Ti、Ta、Ni、Cu或者其他金屬材料構(gòu)成的單層或者復(fù)合層構(gòu)成。襯底51的背面有一堆層，其中熱氧化層52b被置于襯底上且氮化硅層53b形成于熱氧化層上。背孔68形成于襯底51中，當(dāng)背孔是通過(guò)KOH蝕刻形成時(shí)，正面的開(kāi)口比背面的開(kāi)口小。作為選擇，背孔68可以具有如先前在第二實(shí)施例中解釋的垂直側(cè)壁，。背孔68在背面穿過(guò)熱氧化層52b和氮化硅層53b垂直延伸(垂直于襯底)并且也從襯底的正面穿過(guò)熱氧化層52和氮化硅層53基本垂直延伸，從而形成上部邊緣69,當(dāng)從頂視圖看邊緣69時(shí)邊緣69最好具有正方形形狀(沒(méi)有顯示)。一個(gè)重要特征是分別具有水平和垂直部分61a、61b的SRN基部形成于每個(gè)襯墊58c的上面、中間和下面。水平部分61a用作電連接基部而垂直部分61b為襯墊58c提供剛性支撐。水平部分61a位于襯墊58c上并且最好具有在垂直部分上方居中的正方形形狀。垂直部分61b是由具有四面墻并且填充有SRN層的環(huán)形溝槽60構(gòu)成，SRN層包圍著由下層熱氧化層52、中間的LPCVD氮化硅層53、和上層PSG層56構(gòu)成的電介質(zhì)間隔堆(沒(méi)有顯示)。在優(yōu)選實(shí)施例中，每個(gè)SRN基部的溝槽60有以正方形形狀橫斷的四個(gè)部分，雖然矩形或者圓形也是可以接受的。參考圖16，圖15中SRN基部和周?chē)男币晥D將第一電極62有意移去以顯示襯墊58c上的SRN基部的水平部分61a的相對(duì)尺寸。注意到襯墊58c實(shí)際上是機(jī)械彈簧58b的延伸部分并且可以具有比機(jī)械彈簧更大的寬度。水平部分61a具有寬度r，而SRN基部的垂直部分的寬度s通常小于r。參考圖17，溝槽60的正面部分被移去以展現(xiàn)填充有SRN層61b的具有寬度為v的側(cè)壁(溝槽60)和側(cè)壁間的電介質(zhì)間隔堆。溝槽60的背面部分位于電介質(zhì)間隔堆和SRN基部61b的后面，所以在這張圖中不可見(jiàn)。溝槽60具有接觸襯底51的底部和形成于熱氧化層52和氮化硅層53中的較低部分。襯墊58c形成有突出部分并且從SRN基部61b向外延伸并且以距離n與機(jī)械彈簧58b相對(duì)。理解到具有水平部分61a和垂直部分61b的四個(gè)SRN基部全部是離開(kāi)邊緣69相同的距離形成在襯底51上并且支撐四個(gè)襯墊58c(圖18)。水平部分61a在圖18中不可視，因?yàn)樗鼈兺耆坏谝浑姌O62覆蓋。因此，連接到四個(gè)襯墊58c的那四個(gè)機(jī)械彈簧58b和連接到四個(gè)機(jī)械彈簧的膜片58a是懸在背孔(沒(méi)有顯示)上方的?；氐綀D15，在襯墊58c和氮化硅層53之間有一厚度為t3的氣隙71a。在水平部分61a上方具有與第二電極63相似厚度和構(gòu)成的第一電極62。當(dāng)從頂部看時(shí)第一電極52最好具有正方形形狀，并且覆蓋水平部分和襯墊58c的一部分，但是并不延伸到襯墊的邊緣。第一電極62可以是不共面的，其內(nèi)部(上層)位于水平部分61a上而形成在襯墊58c上的外部是在下層上。第一電極62的中間部沿著水平部分61a的邊連接前面提及的內(nèi)部和外部。厚度為t3的氣隙71b把有孔64的鄰接到膜片58c的一邊的多孔板58d與氮化硅層53分開(kāi)。襯墊58c、機(jī)械彈簧58b、多孔板58d和膜片58a是共面的，它們具有相同的厚度，并且是由相同的材料最好是多晶硅構(gòu)成，盡管也可以使用其他半導(dǎo)體材料。膜片58a的底面上可以有向著背孔66和襯底51往下凸起的增強(qiáng)部67。在膜片是由厚度約為3微米以上的多晶硅層構(gòu)成的實(shí)施例中，增強(qiáng)部可以是不必要的。雖然描繪了三個(gè)增強(qiáng)部，可以以各種設(shè)計(jì)包括如先前在第二實(shí)施例中為增強(qiáng)部描述的具有外部環(huán)的輪輻樣式使用很多增強(qiáng)部67。增強(qiáng)部67是膜片58a的組成部分，并且具有與膜片相同的構(gòu)成。從圖18中的頂視圖看，示例性實(shí)施例描繪了機(jī)械彈簧58b相對(duì)于多孔板58d和膜片58a的方向。機(jī)械彈簧58b沿著穿過(guò)膜片的角和中心點(diǎn)72的平面從膜片的每個(gè)角向外延伸。每個(gè)機(jī)械彈簧58b可以具有長(zhǎng)度是沿穿過(guò)膜片的角和中心的平面的矩形形狀。可選地，機(jī)械彈簧可以具有"U"或者"L"形狀，并且根據(jù)本領(lǐng)域中的技術(shù)人員容易想到的"邊緣結(jié)構(gòu)"可以被連接到膜片的每個(gè)邊的中心。機(jī)械彈簧58b連接到與第一電極62最近的襯墊58c。第二電極63的位置和數(shù)目可以變化但是至少有一個(gè)第二電極要位于接近第一電極62的襯底51上。穿孔(孔)64最好被排列成行和列并且可以具有正方形、矩形、或者圓形形狀。注意到多孔板具有等于或者小于膜片邊長(zhǎng)度的長(zhǎng)度，并且具有小于其長(zhǎng)度尺寸的寬度。第三實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)是SRN基部用作襯墊的固定物覆蓋在第一電極上面，由此不需要第二實(shí)施例中采用的poly1/氧化物堆。此外，不需要被填充的溝槽來(lái)減小襯底寄生電容。然而，缺點(diǎn)是SRN基部的形成是通過(guò)額外的材料淀積和蝕刻工藝實(shí)現(xiàn)的。所有三個(gè)實(shí)施例都期望這樣一種結(jié)構(gòu)，其中機(jī)械彈簧被連接到膜片的每個(gè)邊的中心并且多孔板繞著角被連接到膜片相鄰的邊。在圖12中所示的第二實(shí)施例的修改的示例性實(shí)施例中，機(jī)械彈簧41c連接到膜片41b的每個(gè)邊的中心而多孔板41e繞著角連接到相鄰的膜片的邊上。除了連接到膜片的機(jī)械彈簧和多孔板元件沿著膜片的邊緣(邊)移動(dòng)了等于膜片邊長(zhǎng)度的一半的距離，這里所說(shuō)的"邊緣支撐"結(jié)構(gòu)與前面所述的"角支撐"結(jié)構(gòu)完全相同。顯然，連接到機(jī)械彈簧末端的襯墊與多孔板和機(jī)械彈簧底面上的任何增強(qiáng)部也要相應(yīng)地移動(dòng)。根據(jù)本發(fā)明的傳聲器傳感元件的第四實(shí)施例描繪于圖13—14中，它是基于第一實(shí)施例修改的"中心支撐"結(jié)構(gòu)。然而，本領(lǐng)域中的技術(shù)人員能夠認(rèn)識(shí)到第二和第三實(shí)施例也能夠被修改成包含一個(gè)"中心支撐"結(jié)構(gòu)。理解到第四實(shí)施例涉及傳聲器傳感元件10，其中的各種元件的構(gòu)成己在前面被描述。參考圖13，多孔板13d以前文描述的角支撐方法鄰接到膜片13a的四個(gè)邊上。然而，在本實(shí)施例中，機(jī)械彈簧13b位于膜片中。第一對(duì)機(jī)械彈簧13b沿著平面X-X'形成，平面X-X'把膜片13a的邊切成兩分并且穿過(guò)膜片的中心。第一對(duì)機(jī)械彈簧13b可以是矩形形狀，其長(zhǎng)度方向沿著平面X-X'，在一端由電介質(zhì)間隔層12支撐，并在另一端連接到膜片的邊緣。第二對(duì)機(jī)械彈簧13b沿著平面Y-Y'形成，平面Y-Y'垂直于平面X-X'穿過(guò)膜片中心并將膜片的另兩邊切成兩分。第二對(duì)機(jī)械彈簧具有與第一對(duì)機(jī)械彈簧相同的形狀，但是其長(zhǎng)度方向沿著平面Y-Y'，并且一端形成在電介質(zhì)間隔層上，另一端連接到膜片13a的邊緣。注意到這四個(gè)機(jī)械彈簧13b彼此共面并且與膜片共面，并且在電介質(zhì)間隔層12上方一個(gè)區(qū)域交迭。沿著機(jī)械彈簧的每個(gè)邊形成有一個(gè)矩形狹槽，以把機(jī)械彈簧的邊緣與膜片分開(kāi)。每個(gè)膜片象限中彼此正交放置的兩個(gè)矩形狹槽29通過(guò)鄰近機(jī)械彈簧13b的交迭區(qū)域的小的環(huán)狀狹槽(collarslot)連接。電介質(zhì)間隔層12具有厚度t5并且可以是由一種或者多種氧化層、氮化硅層、或者其他電介質(zhì)層構(gòu)成的單層或者復(fù)合層。此外，電介質(zhì)間隔層12可以具有圓形或者正方形形狀，寬度為W2。.第四實(shí)施例的另一個(gè)重要特征是背孔26是由四個(gè)部分組成。在由平面X-X'和Y-Y'確定的襯底的每個(gè)象限中形成有背孔的一個(gè)部分。從頂視圖看，一個(gè)背孔部分位于膜片13a的右下象限下方，而背孔26的其他三部分分別位于膜片的右上、左上、和左下象限的下方。第一電極18a位于電介質(zhì)間隔層12上方的四個(gè)機(jī)械彈簧的交迭區(qū)域上，而第二電極18b形成于膜片13a和多孔板13d的外圍外面的襯底11上。參考圖14，顯示了一個(gè)沿著圖13中的平面23—23得到的截面。為了橫斷傳聲器傳感元件10中所有的關(guān)鍵特征，平面23—23并不是直線。電介質(zhì)間隔層12如第一實(shí)施例中那樣形成于一部分襯底11上。當(dāng)聲音信號(hào)25穿過(guò)背孔26撞擊膜片13a時(shí)，會(huì)引起振動(dòng)27，膜片、機(jī)械彈簧13b和多孔板13d協(xié)調(diào)地向上向下移動(dòng)。注意，在這方法中膜片中心下方只需要一個(gè)剛性固定襯墊。盡管背孔26顯示有垂直側(cè)壁，但也可以代替使用傾斜的側(cè)壁。矩形狹槽29必須是以一定距離遠(yuǎn)離背孔26，并且必須有一個(gè)最小寬度以防止從膜片13a的聲音泄漏。換句話說(shuō)，矩形狹槽不應(yīng)該形成在背孔上方。本實(shí)施例具有第一實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)但也提供了其他優(yōu)點(diǎn)，即需要較少的襯墊而且存在較小的寄生電容。此外，中心支撐允許任何內(nèi)部壓力的對(duì)稱釋放，而且用于第二和第三實(shí)施例的制造工藝也可以被用于第四實(shí)施例。所有四個(gè)傳聲器傳感元件的實(shí)施例比起先前技術(shù)都有相似的優(yōu)點(diǎn)，即作為結(jié)果的硅傳聲器無(wú)專用背極板因而可以比至今實(shí)現(xiàn)的更低的成本生產(chǎn)。此外，根據(jù)本發(fā)明的傳聲器傳感元件可以展現(xiàn)與先前技術(shù)的具有專用背極板的傳聲器傳感元件所得到的結(jié)果相似的很好的性能。本發(fā)明也提供了一種形成前文所述的硅傳聲器傳感元件的方法。在圖3-8中所示的工藝流程中，提供了一種形成圖1中代表的第一實(shí)施例的方法，它只需要四層光掩模。圖3一8中的截面圖是沿著相對(duì)于襯底11與圖1中虛線23-23相同的位置非線性切割得到的。參考圖3，制造傳聲器傳感元件10的示例性工藝流程涉及在正面和背面都被磨光的諸如摻雜硅的襯底11上通過(guò)常規(guī)氧化或者淀積的方法形成電介質(zhì)間隔層12。電介質(zhì)間隔層可以是由二氧化硅構(gòu)成。然后在電介質(zhì)間隔層12上形成可以摻雜有硅或者多晶硅的薄膜13。本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠認(rèn)識(shí)到薄膜13和電介質(zhì)間隔層12也可以通過(guò)眾所周知的晶片鍵合工藝直接形成。在SOI方法中，電介質(zhì)間隔層12是二氧化硅，薄膜13是摻雜硅，襯底11和硅層13的電阻率<0.02ohm-cm。然后，由一層或者多層構(gòu)成的將在后面被用于制造背孔的硬掩模形成于襯底的背面。在一個(gè)實(shí)施例中，背面硬掩模是由通過(guò)眾所周知的LPCVD方法在襯底上生長(zhǎng)的熱氧化層15和通過(guò)LPCVD方法在熱氧化層上淀積的氮化硅層16構(gòu)成。注意到熱氧化/氮化硅硬掩模在薄膜13上是同時(shí)生長(zhǎng)的，但是隨后被眾所周知的濕法化學(xué)或者干蝕刻方法去除。使用第一層光掩模(photomask)以在薄膜13中生成一個(gè)或多個(gè)穿過(guò)電介質(zhì)間隔層12延伸到接觸襯底的通孔17。例如，在SOI方法中，可以使用反應(yīng)離子蝕刻或者等離子蝕刻以使光刻膠層中的開(kāi)口穿過(guò)硅薄膜13，其后跟隨的是用于去除暴露的電介質(zhì)間隔層(氧化物)12并且將通孔17延伸到襯底的濕法緩沖氧化物刻蝕(BOE)。參考圖4，利用常規(guī)方法在薄膜13上和通孔17中形成導(dǎo)電層18。導(dǎo)電層18可以是由Cr、Au、Al、Ti、Ta、Ni、Cu，或者其他金屬材料構(gòu)成的單層或者復(fù)合層。使用第二層光掩模來(lái)選擇性蝕刻導(dǎo)電層18從而確定薄膜13上的第一電極18a和通孔17中的第二電極18b。在每個(gè)襯墊上可以形成有4個(gè)襯墊13c(圖1)和第一電極化a。此外，在襯底11上可以形成多個(gè)第二電極18b。參考圖5，薄膜13通過(guò)第三層光掩模被選擇性蝕刻以在將要變成多孔板13d的那部分薄膜中形成孔19。雖然只顯示了一個(gè)多孔板13d，典型地在每個(gè)膜片上形成有四個(gè)多孔板。額外的開(kāi)口20由同樣的薄膜蝕刻步驟生成，并被用于把傳聲器傳感元件和相鄰的硅層分開(kāi)并且確定如前文所述的襯墊13c、機(jī)械彈簧13b、多孔板13d和膜片13a。參考圖6，使用第四層光掩模在襯底11的背面形成開(kāi)口21以通過(guò)一種本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的蝕刻工藝選擇性去除部分氮化硅層16和熱氧化層15。開(kāi)口21排列在膜片13a下方。從仰視圖(沒(méi)有顯示)看，開(kāi)口21是正方形，它將在隨后的步驟中確定襯底中的背孔。參考圖7，通過(guò)使用包括KOH溶液的標(biāo)準(zhǔn)工藝刻蝕襯底11形成背孔22。由于硅襯底11中的硅晶結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生了傾斜的側(cè)壁，背孔22在背面上的寬度比在正面上的寬度大。一個(gè)重要的特征是，背孔在正面上的寬度必須小于膜片13a的寬度。在一個(gè)可供選擇的實(shí)施例中(沒(méi)有顯示)，可以使用等離子蝕刻或者深RE(DRIE)工藝以形成具有垂直側(cè)壁的背孔22。參考圖8，由氮化硅層16和熱氧化層15構(gòu)成的背面硬掩模通過(guò)一種已知方法被去除。在隨后的常規(guī)工藝中，襯底被切割以使傳聲器傳感元件彼此之間物理隔離。還有一個(gè)最后的釋放步驟是去除電介質(zhì)間隔層12。在SOI實(shí)施例中，通過(guò)一種例如使用緩沖的HF溶液的定時(shí)蝕刻去除氧化層12。氧化層12通過(guò)適當(dāng)控制被去除而使得襯墊13c下面的區(qū)域能夠被保留并且用于把襯墊固定到襯底上。膜片13a通過(guò)機(jī)械彈簧13b被連接到襯墊13c上。膜片13a、機(jī)械彈簧13b、襯墊13c、和多孔板13d是共面的，并且所有的都是由相同厚度的薄膜構(gòu)成。盡管顯示了矩形的機(jī)械彈簧13b(圖1)，本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易能夠認(rèn)識(shí)到其他結(jié)構(gòu)如"U"形或者"L"形也是可以接受的。理解到除了傳聲器傳感元件10，硅傳聲器也包括偏壓源、源跟蹤前置放大器、和連接第一、第二電極以完成可變電容電路的金屬連線。然而，這些特征并未被顯示以簡(jiǎn)化圖畫(huà)并且將注意力指引到本發(fā)明的關(guān)鍵部分上。與包括專用背極板結(jié)構(gòu)的先前的技術(shù)方法相比，作為結(jié)果的硅傳聲器具有更簡(jiǎn)單的制造流程。此外，本發(fā)明的方法由于需要較少的光掩模，因此生產(chǎn)實(shí)踐更加便宜。雖然參考優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做了具體展示和描述，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員將能夠理解到可以不背離本發(fā)明的精神和范圍做出各種形式和細(xì)節(jié)上的變化。權(quán)利要求1.一種無(wú)專用背極板部件的傳聲器傳感元件，其特征在于，所述傳聲器傳感元件包括(a)具有正面和背面并且其中形成有背孔的襯底；(b)形成于襯底正面上具有第一厚度的電介質(zhì)間隔層；(c)排列在所述背孔上方具有第二厚度的膜片；(d)與所述膜片鄰接具有第二厚度的多個(gè)多孔板，所述多孔板和膜片懸于在所述襯底上具有第一厚度的氣隙上；(e)形成于所述電介質(zhì)間隔層上具有第二厚度的多個(gè)剛性襯墊；(f)連接到所述膜片的多個(gè)機(jī)械彈簧，其中每個(gè)機(jī)械彈簧具有第二厚度并具有兩端，其中一端連接到所述膜片，另一端連接到所述剛性襯墊中的一個(gè)；和(g)形成于一個(gè)或多個(gè)所述剛性襯墊上的第一電極，和形成于襯底上的一個(gè)或者多個(gè)第二電極，其中當(dāng)所述膜片、所述多孔板和所述機(jī)械彈簧響應(yīng)聲音信號(hào)垂直于所述襯底上下振動(dòng)時(shí)，第一電極和第二電極形成可變電容電路。2.如權(quán)利要求1所述的傳聲器傳感元件，其特征在于，膜片具有圓形、正方形、矩形或者多邊形形狀。3.如權(quán)利要求1所述的傳聲器傳感元件，其特征在于，第一電極和第二電極是由Au/Cr復(fù)合層，或者由A1、Ti、Ta、Ni、Cu、或者其他金屬材料構(gòu)成的單層或者復(fù)合層構(gòu)成。4.如權(quán)利要求1所述的傳聲器傳感元件，其特征在于，膜片、多個(gè)機(jī)械彈簧、多個(gè)剛性襯墊、和多個(gè)多孔板是由硅、多晶硅、Au、Cu、Ni、或者其他金屬材料構(gòu)成的相同的薄膜制成。5.如權(quán)利要求4所述的傳聲器傳感元件，其特征在于，所述多個(gè)剛性襯墊、多個(gè)機(jī)械彈簧、和多個(gè)多孔板被分離上述三個(gè)元件和所述薄膜的長(zhǎng)條開(kāi)口包圍。6.如權(quán)利要求1所述的傳聲器傳感元件，其特征在于，所述背孔在所述襯底的正面具有正方形、多邊形或圓形開(kāi)口，該開(kāi)口在平行于所述正面的平面上具有比所述膜片的幾何區(qū)域小的第一幾何區(qū)域以避免聲音泄漏，并且其中該背孔在所述襯底的背面具有開(kāi)口，該開(kāi)口具有可以具有不同于所述第一幾何區(qū)域的尺寸的第二幾何區(qū)域。7.如權(quán)利要求1所述的傳聲器傳感元件，其特征在于，所述多個(gè)機(jī)械彈簧中的每一個(gè)具有矩形、"U"形、"L"形、或組合兩個(gè)或多個(gè)所述矩形、"U"形和"L"形的形狀。8.如權(quán)利要求7所述的傳聲器傳感元件，其特征在于，所述多個(gè)機(jī)械彈簧中的一個(gè)或多個(gè)機(jī)械彈簧具有第一形狀，并且所述多個(gè)機(jī)械彈簧中的一個(gè)或多個(gè)機(jī)械彈簧具有第二形狀。9.如權(quán)利要求1所述的傳聲器傳感元件，其特征在于，電介質(zhì)間隔層是由熱氧化層、低溫氧化層、TE0S層、或者PSG層構(gòu)成。10.如權(quán)利要求1所述的傳聲器傳感元件，其特征在于，襯底是由具有低電阻率的摻雜硅、在其上形成有導(dǎo)電層的硅、或者在其上形成有導(dǎo)電層的玻璃構(gòu)成。11.如權(quán)利要求1所述的傳聲器傳感元件，其特征在于，所述多個(gè)機(jī)械彈簧中的每一個(gè)還可以是多孔板。12.—種無(wú)專用背極板部件的傳聲器傳感元件，其特征在于，該傳聲器傳感元件包括(a)具有正面和背面并且其中形成有背孔的襯底；(b)形成于襯底正面上具有第一厚度的電介質(zhì)間隔層；(C)排列在所述背孔上方具有第二厚度的膜片；(d)形成于所述電介質(zhì)間隔層上具有第二厚度的多個(gè)剛性襯墊；(e)具有第二厚度并具有兩端的多個(gè)多孔機(jī)械彈簧，其中每個(gè)多孔機(jī)械彈簧的一端連接到所述膜片，另一端連接到所述剛性襯墊中的一個(gè)，所述多孔機(jī)械彈簧和膜片懸于在襯底上具有第一厚度的氣隙上；和(f)形成于一個(gè)或多個(gè)所述剛性襯墊上的第一電極，和形成于襯底上的一個(gè)或者多個(gè)第二電極，其中當(dāng)所述膜片和所述多孔機(jī)械彈簧響應(yīng)聲音信號(hào)垂直于所述襯底上下振動(dòng)時(shí)，第一電極和第二電極形成可變電容電路。13.如權(quán)利要求12所述的傳聲器傳感元件，其特征在于，膜片具有圓形、正方形、矩形或者多邊形形狀。14.如權(quán)利要求12所述的傳聲器傳感元件，其特征在于，第一電極和第二電極是由Au/Cr復(fù)合層，或者是由A1、Ti、Ta、Ni、Cu、或者其他金屬材料構(gòu)成的單層或者復(fù)合層構(gòu)成。15.如權(quán)利要求12所述的傳聲器傳感元件，其特征在于，膜片、多個(gè)多孔機(jī)械彈簧、和多個(gè)剛性襯墊是由硅、多晶硅、Au、Cu、Ni、或者其他金屬材料構(gòu)成的相同的薄膜制成。16.如權(quán)利要求12所述的傳聲器傳感元件，其特征在于，所述背孔在所述襯底的正面具有正方形、多邊形或圓形開(kāi)口，該開(kāi)口在平行于所述正面的平面上具有比所述膜片的幾何區(qū)域小的第一幾何區(qū)域以避免聲音泄漏，并且其中該背孔在所述襯底的背面具有開(kāi)口，該開(kāi)口具有可以具有不同于所述第一幾何區(qū)域的尺寸的第二幾何區(qū)域。17.如權(quán)利要求12所述的傳聲器傳感元件，其特征在于，所述多個(gè)多孔機(jī)械彈簧中的每一個(gè)具有矩形、"U"形、"L"形、或組合兩個(gè)或多個(gè)所述矩形、"U"形和"L"形的形狀。18.如權(quán)利要求17所述的傳聲器傳感元件，其特征在于，所述多個(gè)多孔機(jī)械彈簧中的一個(gè)或多個(gè)多孔機(jī)械彈簧具有第一形狀，并且所述多個(gè)多孔機(jī)械彈簧中的一個(gè)或多個(gè)多孔機(jī)械彈簧具有第二形狀。19.如權(quán)利要求12所述的傳聲器傳感元件，其特征在于，電介質(zhì)間隔層是由熱氧化層、低溫氧化層、TE0S層、或者PSG層構(gòu)成。20.如權(quán)利要求12所述的傳聲器傳感元件，其特征在于，襯底是由具有低電阻率的摻雜硅、在其上形成有導(dǎo)電層的硅、或者在其上形成有導(dǎo)電層的玻璃構(gòu)成。全文摘要本發(fā)明披露了一種硅基傳聲器傳感元件及其制造方法。該傳聲器傳感元件具有每邊或角上鄰接多孔板的膜片。膜片被置于導(dǎo)電襯底中形成的一個(gè)或者多個(gè)背孔上方，其中背孔具有小于膜片的寬度。多孔板懸于襯底上面的氣隙上方。膜片由機(jī)械彈簧支撐，機(jī)械彈簧具有兩個(gè)末端，連接到多孔板的角、邊、或者中心并且終止于固定在電介質(zhì)空間層上的剛性襯墊。第一電極形成于一個(gè)或者多個(gè)剛性襯墊上，而第二電極形成于襯底上的一處或者多處，從而來(lái)建立可變電容電路。這種傳聲器傳感元件可以以不同方法實(shí)施以減小寄生電容。文檔編號(hào)H04R19/00GK101453682SQ200810166039公開(kāi)日2009年6月10日申請(qǐng)日期2004年11月29日優(yōu)先權(quán)日2004年10月29日發(fā)明者喆王,繆育博申請(qǐng)人:新晶源微機(jī)電(私人)有限公司