CN101365258A - 电容式传声器 - Google Patents
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Abstract
一种电容式传声器，包括基板、隔膜、板件和支承结构，其中，基板在后腔中具有开口，隔膜中心部和从中心部沿径向方向延伸的多个臂，板件被定位为与隔膜相对，支承结构用于将隔膜的周边和板件的周边支承在基板上方同时使具有导电特性的隔膜和板件彼此绝缘。支承结构在基板、隔膜和板件之间形成多个间隙。具有绝缘特性的突出部形成在隔膜的中心部和多个臂中，以便朝向基板凸伸并且沿隔膜的圆周方向被彼此分隔开。这防止隔膜意外地贴附和固定到基板，由此改善电容式传声器的灵敏度。
Description
技术领域
本发明涉及用作微机电系统(micro-electro-mechanical-system，MEMS)传声器的电容式传声器。
本申请要求日本专利申请No.2007-206462的优先权，其内容在此引入作为参考。
背景技术
通常，各种种类的小型硅电容式传声器通过半导体装置制造工艺而被制造。它们在诸如专利文件1、专利文件2、专利文件3和非专利文件1这样的各种文件中得以公开。
专利文件1：公开号为No.H09-508777的日本专利申请
专利文件2：公开号为No.2004-506394的日本专利申请
专利文件3：美国专利No.4,776,019
非专利文件1：由Japanese Institute of Electrical Engineers(日本电气工程师学会)公开的MSS-01-34
前述电容式传声器作为MEMS传声器而为人所知，这些电容式传声器的每一个都包括隔膜和与沉积在基板上的薄膜相对应的板件，其中隔膜和板件彼此隔开并被支承在基板上方。隔膜由于声压而振动以便用作运动电极，该隔膜与用作固定电极的板件相对，以使得平行板电容器(parallel-platecondenser)由隔膜和板件形成。当隔膜由于声波而振动时，电容器的静电电容(electrostatic capacitance)由于其移位而变化。静电电容的变化量被转换成电信号。
当声波经由在隔膜和板件之间形成的间隙而传播到后腔(其由隔膜隔开)中时，声波沿隔膜的两侧传播，由此导致电容式传声器的灵敏度降低。当后腔被隔膜完全关闭时，会变得难以在后腔的内压和大气压力之间建立平衡。这会导致对隔膜的意外损坏，或使得电容式传声器的灵敏度不稳定。因此，使得基板和隔膜之间的间隙的高度尽可能的低以及因此而增加间隙的声阻是非常重要的。
当基板和隔膜之间的间隙的高度减小时，有这样的可能性：被施加有大的风压(wind pressure)或大冲击的隔膜易于与基板接触。在这种情况下，隔膜可能意外地粘到或固定到基板上；因此，常规公知的电容式传声器的最大声压额定值降低且对冲击抵抗性弱。
电容式传声器的灵敏度可通过以下方式改进：通过增加隔膜的位移相对于运动电极和固定电极(它们彼此相对地定位)之间距离的比值，通过改善隔膜的振动特性，以及通过减小寄生电容(其并不对电容器的静电电容的变化做出贡献)。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有改进的灵敏度的小型电容式传声器。
本发明的电容式传声器包括基板、隔膜、板件和支承结构，其中，基板在后腔中具有开口，隔膜由具有导电特性的沉积膜构成并且包括被定位为与基板的开口及其周围区域相对的中心部和从中心部沿径向方向延伸的多个臂，板件由具有导电特性的沉积膜构成并且被定位为与隔膜相对，支承结构用于将隔膜的周边和板件的周边支承在基板上方同时使隔膜和板件彼此绝缘。由沉积膜构成的支承结构形成基板和隔膜之间的第一间隙以及隔膜和板件之间的第二间隙。此外，从基板凸伸的多个突出部沿圆周方向形成在多个臂之间的隔膜的中心部中。
以上，隔膜在平面图中具有齿轮状形状，该隔膜包括中心部和从中心部沿径向方向延伸的多个臂。这改进了隔膜的基于声波的振动特性。在此，声波可经由隔膜的臂之间的切口传播以便进入隔膜的背面空间(其与板件相对)。朝向隔膜的背面传播的声波使电容式传声器的灵敏度降低。在隔膜被定位为与基板相对的区域中，朝向隔膜的背面传播的声波随着隔膜和基板之间的声阻变大而被极大地衰减。该声阻极大地依赖于区域的宽度(即，隔膜沿径向方向的长度)、区域的高度(即，隔膜和基板之间的距离)和臂的宽度(即，隔膜沿圆周方向的长度)。区域的宽度在沿隔膜中心部的圆周方向接合的臂之间的切口减小。即，声阻能通过增加臂的宽度而被增加，换句话说，通过减小形成在相邻臂之间的切口的宽度而被增加。相反，隔膜的振动特性能通过减小臂的宽度而被改进，换句话说，通过增加形成在相邻臂之间的切口的宽度而被改进。因此，本发明的电容式传声器的特征在于突出部沿隔膜中心部的圆周方向形成在臂之间的切口中。由于突出部的形成，这减小了隔膜的中心部中的区域的高度(其中，隔膜被定位为与基板相对)。即，本发明被设计以在切口形成在隔膜中时，防止声阻在沿隔膜中心部的圆周方向的相邻臂之间的切口中减小，以便改进振动特性。这使得可以基于隔膜的突出部和基板之间的间隙的高度来控制声阻(其在声频特性中将后腔从隔膜和板件之间的间隙隔离)。当隔膜的突出部和基板之间的间隙使用相对低的高度时，隔膜容易地接触基板。在此情况下，隔膜和基板之间的接触面积被限制。当隔膜和基板之间的接触面积变小时，隔膜将变得难以贴附和固定到基板，即使是当隔膜意外地与基板接触时。简而言之，本发明提供了具有改进的灵敏度的小型电容式传声器，其中，隔膜的突出部和基板之间的间隙的高度被设计为较小。
突出部可由避免在隔膜和基板之间发生短路的绝缘材料构成。
在电容式传声器中，隔膜由具有导电特性的沉积膜构成，并且板件由具有导电特性的沉积膜构成。此外，板件的中心和周边端部之间的距离比隔膜的中心和周边端部之间的距离短。在此，在形成在隔膜的相邻臂之间的切口中没有寄生电容发生，在该切口处，隔膜被定位为与板件相对；因此，可以减小电容式传声器的寄生电容的总量。由于隔膜和板件二者都利用导电沉积膜形成，不需要引入制造的复杂步骤，在该步骤中用于形成电极的导电膜与绝缘膜的指定部分接合；因此，可以简化制造工艺。
此外，突出部形成在隔膜的中心部和臂二者中，其中，形成在中心部的突出部沿径向方向与形成在臂中的突出部交替定位。臂的突出部被形成以横跨臂。每个形成在中心部的突出部的相对端沿径向方向被定位为与形成在相邻臂中的突出部相对。
如上所述，中心部的突出部彼此隔开并且以它们之间的指定距离(或非突出部长度)定位。当中心部的突出部之间的非突出部长度增加时，与形成在隔膜中心部的环形突出部的其它结构相比，可以减小隔膜中心部的突出部贴附和固定到基板的可能性。此外，每个形成在隔膜中心部的突出部的相对端被定位为与形成在臂中的突出部的末端相对。这引导声波在沿圆周方向形成在中心部的突出部和臂的突出部之间的窄空间内传播。由于突出部的分开排列，声阻可能略微减小；然而，可以通过减小隔膜的沿径向方向的臂的突出部和中心部的突出部之间的空间的宽度来抑制声阻的减小，即使是当中心部的突出部之间的非突出部长度增加的时候。
优选的是，臂的突出部利用隔膜的沿径向方向的波纹度而形成。隔膜沿径向方向的波纹度使得隔膜更加容易由于声波而振动。这进一步改进了电容式传声器的灵敏度。
优选的是，多个孔形成在隔膜的臂中。孔减小了臂的刚度，从而使得隔膜更加容易由于声波而振动。这进一步改进了电容式传声器的灵敏度。
优选的是，多个臂被形成并且定位为与形成在隔膜的相邻臂之间的切口相对。由于板件的臂与隔膜的臂交替设置，并且不定位为与隔膜的臂相对，可以明显减小隔膜固定端处的寄生电容。由此，可以进一步改进电容式传声器的灵敏度。
在该连接中，支承结构包括多个第一支承件和多个第二支承件，每个第一支承件具有绝缘特性并用于将隔膜的周边支承在基板上方，并且每个第二支承件具有绝缘特性并用于将板件的周边支承在基板上方。每个第一支承件和第二支承件都包括上绝缘部和下绝缘部以及夹在上绝缘部和下绝缘部之间的保护电极。
附图说明
参考以下附图详细描述本发明的这些和其他目的、方面和实施例。
图1是显示了根据本发明优选实施例的包括板件、隔膜和基板的电容式传声器的MEMS结构平面图。
图2A是沿图1中的线2A-2A剖切的截面图。
图2B是沿图1中的线2B-2B剖切的截面图。
图2C是被图2A中的圆所包围的部分2C的放大视图。
图3A是显示了不包括与板件和基板连接的保护电极的电容式传声器的等效电路的电路图。
图3B是显示了包括保护电极的电容式传声器的等效电路的电路图。
图4是用于解释电容式传声器的制造方法的第一步的截面图。
图5是用于解释电容式传声器的制造方法的第二步的截面图。
图6是用于解释电容式传声器的制造方法的第三步的截面图。
图7是用于解释电容式传声器的制造方法的第四步的截面图。
图8是用于解释电容式传声器的制造方法的第五步的截面图。
图9是用于解释电容式传声器的制造方法的第六步的截面图。
图10是用于解释电容式传声器的制造方法的第七步的截面图。
图11是用于解释电容式传声器的制造方法的第八步的截面图。
图12是用于解释电容式传声器的制造方法的第九步的截面图。
图13是用于解释电容式传声器的制造方法的第十步的截面图。
图14是用于解释电容式传声器的制造方法的第十一步的截面图。
图15是用于解释电容式传声器的制造方法的第十二步的截面图。
图16是用于解释电容式传声器的制造方法的第十三步的截面图。
图17是显示了电容式传声器的第一改变例的截面图。
图18A是显示了电容式传声器的第二改变例的平面图。
图18B是图18A所示的电容式传声器的透视图。
图18C是显示了图18A所示的电容式传声器的结构截面图。
图19A是显示了电容式传声器的第三改变例的平面图。
图19B是图19A所示的电容式传声器的透视图。
图19C是显示了图19A所示的电容式传声器的结构截面图。
图20A是显示了电容式传声器的第四改变例的平面图。
图20B是图20A所示的电容式传声器的透视图。
图20C是显示了图20A所示的电容式传声器的结构截面图。
图21A是显示了电容式传声器的第五改变例的平面图。
图21B是图21A所示的电容式传声器的透视图。
图21C是显示了图21A所示的电容式传声器的结构截面图。
具体实施方式
参考附图通过实例进一步详细描述本发明。
1、构造
图1是显示了根据本发明优选实施例的电容式传声器的MEMS结构平面图。图2A是沿图1中的线2A-2A剖切的截面图；图2B是沿图1中的线2B-2B剖切的截面图。
本发明的电容式传声器包括隔膜10和板件20(它们形成平行板电容器)、基板30、多个第一支承件50(用于将隔膜10支承在基板30上方)，以及多个第二支承件54(用于将板件20支承在基板30上方)。
例如，基板30是厚度范围从500μm至600μm的单晶硅基板。形成后腔32侧壁的通孔30a被形成为贯穿基板30。通孔30a的开口30b使后腔32通向大气压力空间。后腔32的开口30b被定位为基本在隔膜10的中心部12下方。后腔32被封装结构(未示出)关闭；因此，后腔经由基板30和隔膜10之间的间隙与大气压力空间连通。后腔32用作压力腔，用于缓冲从基板30施加到隔膜10的压力变化。
隔膜10是由掺有诸如磷(P)这样的杂质的多晶硅构成的单层导电沉积膜。可以将隔膜形成为包括导电膜和绝缘膜的多层结构。本实施例通过以单层结构形成隔膜10来简化制造工艺。隔膜10的外周边通过第一支承件50被支承在基板30的上方，该第一支承件具有柱形形状和绝缘特性。例如，第一支承件50由氧化硅膜构成。隔膜10在平面图中具有齿轮状形状，其中它包括中心部12(具有盘状形状，被定位为与后腔32的开口30b及其周围区域相对)和多个臂14(从中心部12的周边沿径向方向延伸)。与具有圆形轮廓和矩形轮廓的隔膜(未示出)的其它实例相比，具有齿轮状形状的隔膜10沿径向方向弹性模量减小。多个孔16形成在臂14中，以便进一步减小沿径向方向的隔膜10的弹性模量。本实施例的隔膜10具有指定尺寸，即，厚度为0.5μm、半径为0.5mm，中心部12的半径为0.35mm，且臂14的长度为0.15mm。
向下朝向基板30凸伸的多个突出部12a和14a形成在被定位为与基板30相对的隔膜10的背面的指定区域中。特定地，突出部14a形成在臂14的背面上，而突出部12a形成在中心部12的背面上。突出部12a和14a二者都被定位为与后腔32的开口30b的周围区域垂直地匹配，由此在后腔32的开口30b的周围区域中减小隔膜10和基板30之间的间隙高度(见图2C中的高度H)。隔膜10和基板30之间的间隙与可能扰乱声波在后腔32中的传播的声阻(acoustic resistance)密切相关。应用于后腔32的声阻以与频率相关的函数的形式表示。
当具有平背面的隔膜10(不具有突出部12a和14a)被定位为与具有平表面的基板30相对时，有必要减小基板30上方隔膜10的整个面积上的高度，由此减小应用于后腔32的声阻。然而，这使得当隔膜10意外地与基板30接触时隔膜10更易于贴附或固定到基板30上。由于突出部12a和14a的形成，可以局部地减小隔膜10和基板30之间的间隙高度，同时防止隔膜10贴附或固定到基板30上。这增加了应用于后腔32的声阻。相对于沿隔膜10的径向方向(沿从中心到周边的方向)传播的声波，可以通过减小突出部12a和14a与基板30之间的高度H和通过增加突出部12a或14a沿隔膜10的径向方向的长度L来增加应用于后腔32的声阻。
如图1所示，突出部12a形成在隔膜10的中心部12中，其方式是它们沿圆周方向排列在臂14之间并且沿圆周方向被大致与臂14之间的宽度相对应的非突出部长度段隔开。突出部12a的这种排列允许隔膜10不易于贴附或固定到基板30上。在没有突出部12a形成在中心部12中的非突出部长度段中，优选的是，通过臂14的突出部14a来增加应用于腔32的声阻。即，优选的是，每个突出部12a的相对端被定位为在径向方向上与臂14的邻近突出部14a相对。为了增加沿圆周方向的突出部12a和突出部14a之间的声阻，优选的是，突出部12a和14a之间的距离W(见图2B)被为尽可能地减小。
如图2B所示，臂14的突出部14a通过隔膜10沿径向方向的波纹度(waviness)而形成。当隔膜10沿径向方向的波纹度横过应力集中的臂14时，隔膜10沿径向方向的弹性模量被进一步减小。
板件20是由掺有诸如磷(P)这样的杂质的多晶硅构成的单层导电沉积膜。可以将板件20形成为包括导电膜和绝缘膜的多层结构。由于板件20形成为单层结构，因此本实施例简化了制造工艺。板件20的周边通过第二支承件54而被支承在基板30上方，每个第二支承件具有绝缘特性。板件20被定位为与隔膜10相对。高度大约为4μm的间隙40形成在板件20和隔膜10之间。第二支承件54在指定区域中将板件20和基板30垂直地连接在一起，该指定区域对应于平面图中形成在隔膜10的臂14之间的切口。即，板件20的中心和周边端部之间的距离比隔膜10的中心和周边端部之间的距离短。该结构使得板件20难以振动。
板件20具有包括中心部22(其中心大致与隔膜10的中心部12的中心匹配，并且其直径小于隔膜10的中心部12的直径)和多个臂24的齿轮状形状，该多个臂从中心部22沿径向方向延伸。板件20的臂24被定位为与形成在隔膜10的臂14之间的切口相对应。换句话说，隔膜10的臂14被定位为与形成在板件20的臂24之间的切口相对应。该结构减小了在隔膜10的固定端附近、隔膜10和板件20彼此相对地定位的总体相对面积；因此，可以减小电容式传声器的寄生电容。如图1所示，多个孔26依序地形成在板件20的中心部22和臂24中。孔26用作允许声波(进入到封装结构中，未示出)通过板件20传播并到达隔膜10的音孔。板件20被设计为具有指定尺寸，即，厚度为1.5μm，中心部22的半径为0.3mm，以及每个臂24的长度为0.1mm。
如图2A所示，每个第二支承件54包括上绝缘部541、保护电极542和下绝缘部543，其中，保护电极542夹在上绝缘部541和下绝缘部543之间。隔膜10通过上绝缘部541和下绝缘部543与板件20绝缘。例如，上绝缘部541和下绝缘部543二者都利用氧化硅膜形成。为了与隔膜10同时形成保护电极542，优选的是，保护电极542由与隔膜10相同的材料构成。保护电极542被设定为与板件20或基板30具有相同的电势。保护电极542被插在上绝缘部541和下绝缘部543之间，以便减小电容式传声器的寄生电容。在这一点上，可以从第二支承件54中省略保护电极542。
图3A和3B是电路图，每个都用于解释电路的运作，该电路用于以电信号形式检测静电电容的变化(在隔膜10和板件20之间)。
供给泵(charge pump)CP以稳定的方式向隔膜10施加偏置电压(biasvoltage)。与隔膜10和板件20之间的静电电容的变化值相对应的电压被提供给前置放大器(pre-amplifier)A。由于隔膜10与基板30短路，在不包括保护电极542的图3A的电路中，板件20和基板30之间产生寄生电容。
在包括保护电极542的图3B的电路中，前置放大器A的输出端子连接到保护电极542，以便利用前置放大器A形成电压跟随器(voltage follower)，由此激活保护电极542。即，电压跟随器控制板件20和保护电极542以被设定同一电势；由此，可以去除板件20和保护电极542之间的寄生电容。由于隔膜10与基板30短路，保护电极542和基板30之间的电容变得与前置放大器A的输出无关。由于保护电极542的设置，可以进一步减小电容式传声器的寄生电容。
供给泵CP和前置放大器A可被设置在与具有MEMS结构的管芯(die)独立设置的另一个管芯中；替代地，它们能设置在具有MEMS结构的管芯中。
2、制造方法
接下来，将参考图4至16详细描述本实施例的电容式传声器的制造方法。
在如图4所示的制造方法的第一步中，具有凹部500a和500b(与突出部12a和14a对应)的第一绝缘膜500形成在基板300(其例如是单晶硅基板)的表面上。第一绝缘膜500是通过等离子体化学气相沉积(即，等离子体CVD)形成的2μm厚的氧化硅膜。凹部500a和500b通过光刻和蚀刻形成在第一绝缘膜500中。具体地说，凹部500a和500b通过利用光致抗蚀掩模R1(且被应用于第一绝缘膜500的整个表面上，然后经历构图)进行蚀刻而形成。第一绝缘膜500用作用于在隔膜10和基板30之间形成间隙的牺牲膜。该第一绝缘膜500还用于形成将隔膜10支承在基板30上方的第一支承件50，用于形成将板件20支承在基板30上方的第二支承件54，和用于形成下绝缘部543。
在如图5所示的制造方法的第二步中，第一导电膜100(用于形成隔膜10和保护电极542)被沉积在第一绝缘膜500的表面上。因此，凹部500a和500b造成在第一导电膜100上的波纹，由此形成突出部12a和14a。第一导电膜100通过减压CVD以0.5μm的厚度形成并由掺有磷(P)的多晶硅构成。第一导电膜100还沉积在基板30的背面上。
在如图6所示的制造方法的第三步中，利用光致抗蚀掩模R2执行诸如反应离子蚀刻(reactive ion etching：RIE)这样的各向异性蚀刻，以便选择性地蚀刻第一导电膜100，其由此被以指定的形状处理。因此，可以以0.5μm的厚度形成隔膜10，形成通孔16、保护电极542和延伸导线13(见图16)。为了方便，延伸导线13未在图1中示出。然后，光致抗蚀掩模R2被移除。
在如图7所示的制造方法的第四步中，第二绝缘膜300和第二导电膜200相继沉积在第一绝缘膜500和第一导电膜100的表面上。例如，第二绝缘膜300是通过等离子体CVD形成的4μm厚的氧化硅膜。第二绝缘膜300用作用于在隔膜10和板件20之间形成间隙的牺牲膜，其中，它还用于形成第二支承件54的上绝缘部541。第二导电膜200是1.5μm厚的掺有磷(P)的多晶硅膜并通过减压CVD形成。第二导电膜200也沉积在基板300的背面上。
在如图8所示的制造方法的第五步中，利用光致抗蚀掩模R3执行诸如反应离子蚀刻(RIE)这样的各向异性蚀刻，以便选择性地蚀刻第二导电膜200，其由此被以指定的形状处理。因此，可以以1.5μm的厚度形成板件20，形成通孔26、和如图16所示的延伸导线23。为了方便，图1未示出延伸导线23。然后，光致抗蚀掩模R3被移除。
在如图9所示的制造方法的第六步中，第三绝缘膜400形成在第二绝缘膜300和第二导电膜200的表面上。例如，第三绝缘膜400是通过等离子体CVD形成的0.3μm厚的氧化硅膜。
在如图10所示的制造方法的第七步中，利用光致抗蚀掩模R4执行蚀刻，以便选择性地蚀刻第三绝缘膜400和第二绝缘膜300，由此形成电极抽取孔H1(用于显露隔膜10的延伸导线13)和电极抽取孔H2(用于显露板件20的延伸导线23)。然后，光致抗蚀掩模R4被移除。
在如图11所示的制造方法的第八步中，第三导电膜600被沉积以覆盖第一导电膜100显露在电极抽取孔H1中的表面以及第二导电膜200显露在电极抽取孔H2中的表面以及第三绝缘膜400的表面。例如，第三导电膜600由Al-Si构成并通过溅射形成。
在如图12所示的制造方法的第九步中，利用光致抗蚀掩模R5执行利用混合酸(mixed acid)的湿法蚀刻，以便选择性地蚀刻第三导电膜600，其由此被以指定的形状处理。因此，可以形成第一电极62(连至隔膜10的延伸导线13)和第二电极61(连至板件20的延伸导线23)。然后，光致抗蚀掩模R5被移除。
在如图13所示的制造方法的第十步中，沉积在基板30背面的第二导电膜200和第一导电膜100被抛光和被移除。然后，基板30的背面被进一步抛光以便将基板300的厚度范围调整到500μm至600μm。
在如图14所示的制造方法的第十一步中，利用光致抗蚀掩模R6执行诸如深反应离子蚀刻(deep RIE)这样的各向异性蚀刻，以便选择性地蚀刻基板30，由此形成底部到达第一绝缘膜500的通孔30a。然后，光致抗蚀掩模R6被移除。
在如图15所示的制造方法的第十二步中，利用光致抗蚀掩模R7执行利用缓冲氢氟酸(buffered HF)的湿法蚀刻，以便选择性地蚀刻和移除第三绝缘膜400、第二绝缘膜300和第一绝缘膜500。形成在第二导电膜200中的孔26为形成在第二导电膜200和第一导电膜100之间的指定间隙供应蚀刻剂。形成在第一导电膜100中的多个孔(与隔膜10的臂14的孔16相对应)为形成在第一导电膜100和基板30之间的指定间隙供应蚀刻剂。基板30的通孔30a为第一绝缘膜500提供蚀刻剂。当第三绝缘膜400、第二绝缘膜300和第一绝缘膜500全都由相同材料形成时，它们可在此步骤中被相继地移除。
在如图16所示的制造方法的第十三步中，光致抗蚀掩模R7被移除；然后，执行切割；由此，可以完成具有如图16所示的电容式传声器的MEMS结构的管芯的制造。
3、改变例
本发明能以多种方式改变；由此，将详细描述改变例。
(1)第一改变例
图17显示了电容式传声器的第一改变例，其中，突出部12a和14a(其从隔膜10的背面朝向基板30凸伸)利用与第一导电膜100接合的绝缘膜101而形成。为了利用绝缘膜101形成突出部12a和14a，在图5所示的第二步之前，第一绝缘膜500的凹部500a和500b嵌有绝缘膜101；然后，绝缘膜101的表面部分通过切裁和抛光中的至少一种方法被移除。在这一点上，氮化硅膜(其能独立于第一绝缘膜500而被移除)可被选作绝缘膜101。
(2)第二改变例
将参考图18A至18C描述电容式传声器的第二改变例。
在第二改变例中，突出部12a(从隔膜10朝向基板30凸伸)的每一个都利用绝缘膜101形成，该绝缘膜101嵌入在形成于第一导电膜100中的多个狭缝1001之间。为了简便，图18A至18C未示出形成在隔膜10和板件20中的蚀刻孔，其中，板件20用虚线画出。
接下来，将详细描述利用绝缘膜101形成突出部1002。在如图5所示的制造方法的第二步之后，第一导电膜100被蚀刻以便暴露凹部500a(这些凹部在如图4所示的第一步中形成)，由此在第一导电膜100上方形成狭缝1001。在蚀刻完成之后，绝缘膜(包括氮化硅膜)101形成在第一导电膜100上并且嵌入在狭缝1001和凹部500a中。之后，绝缘膜101被蚀刻以便形成突出部12a。优选的是，在平面图中，突出部1002的轮廓(通过蚀刻形成)比狭缝1001的轮廓(形成在第一导电膜100上)略大。由此，可以改善第一导电膜100和绝缘膜101之间的附着。由于第二改变例被设计为使得狭缝1001(形成在第一导电膜100中)之间的区域嵌入有绝缘膜101，所以可以适当地调整产生在隔膜10上的内应力。
上述适于第二改变例的制造方法使得凹部500a在第一导电膜100形成之前通过蚀刻而形成。替代的，可以在第一导电膜100形成之后形成凹部500a。在这种情况下，可以利用用于形成狭缝1001的掩模形成凹部500a。
在如图18A至18C所示的第二改变例中，突出部1002(它们用绝缘膜101形成)被定位在隔膜10的邻接在一起的臂14之间的区域中。与臂14的突出部14a(见图2B)类似，突出部1002可形成并定位在隔膜10的臂14中。替代地，多个突出部1002可以周向方式互连在一起；即，可以仅形成具有圆形形状的单个突出部1002。
(3)第三改变例
接下来，将参考图19A至19C描述电容式传声器的第三改变例。在第三改变例中，多个隔膜突出部2001(从隔膜10朝向基板30凸伸)利用绝缘膜101形成在第一导电膜100上方。为了简便，图19A至19C未示出形成在隔膜10和板件20中的蚀刻孔，其中，板件20用虚线画出。
隔膜突出部2001利用绝缘膜101(包括氮化硅膜)形成，其中它们从隔膜10向下凸伸。在如图19A至19C所示的第三改变例中，三组隔膜突出部2001(每一个以圆形棒状形状形成)沿圆周方向排列并且顺序地沿径向方向排列。由此，隔膜突出部2001防止声波(其进入隔膜10的臂14之间的区域中)进入后腔32。由于隔膜突出部2001每一个利用绝缘膜101以圆形棒状形状形成，所以可以可靠地防止隔膜10意外地贴附到基板30上。
隔膜突出部2001并不必须限于以上提到的形状和位置；由此，它们能可替代地沿圆周方向定位；替代地，它们可定位在隔膜10的臂14中。
(4)第四改变例
接下来，将参考图20A至20C描述电容式传声器的第四改变例。多个基板突出部3001利用绝缘膜101形成，并且从基板30指向板件20的臂24，以使得形成在隔膜10和基板30之间的声阻位于隔膜10的臂14之间区域的周边中。为了简便，图20A至20C未示出蚀刻孔，其中，板件20用虚线画出。
在如图20A至20C所示的第四改变例中，基板突出部3001的每一个都利用绝缘膜101(包括氮化硅膜)以棒状形状形成，其中，它们沿隔膜10的臂14之间区域的外周边排列。具体地说，两组基板突出部3001沿圆周方向排列并且沿径向方向交替定位。基板突出部3001可靠地阻隔声波进入隔膜10的臂14之间的区域中。当板件20由于与某些东西撞击而意外地偏斜或弯曲时，基板突出部3001的末端在板件20与隔膜10接触之前与板件20接触；由此，可以可靠地防止板件20与隔膜10意外地接触。
(5)第五改变例
接下来，将参考图21A至21C描述电容式传声器的第五改变例。
声阻利用多个隔膜突出部2001和多个基板突出部3001形成在隔膜10和基板30之间，该隔膜突出部2001利用绝缘膜101形成并且从隔膜10(相应于第一导电膜100)指向基板30，该基板突出部3001利用绝缘膜101形成并且从基板30指向隔膜10的臂14之间的区域。为了简便，图21A至21C未示出形成在隔膜10和板件20中的蚀刻孔，其中，板件20用虚线画出。在图21A中，隔膜突出部2001用小圆圈指示，而基板突出部3001用小虚线圈指示。
隔膜突出部2001和基板突出部3001二者都利用绝缘膜101(包括氮化硅膜)形成并且每个都以棒状形状形成。它们被定位在隔膜10的臂14之间的区域中以及隔膜10的臂14中。具体地，从隔膜10向下凸伸的两组隔膜突出部2001沿圆周方向定位，而从基板30向上朝向隔膜10凸伸的一组基板突出部3001被定位在该两组隔膜突出部2001之间，而所有的隔膜突出部2001和基板突出部3001都顺序地沿径向方向排列。即，隔膜突出部2001和基板突出部3001交替地定位在隔膜10的臂14中以及隔膜10的臂14之间的区域中。
由此，声阻通过隔膜突出部2001和基板突出部3001形成在隔膜10和基板30之间，由此即使是在它们由于与某个东西撞击而变成接触的时候，也可以防止隔膜10意外地贴附基板30。当隔膜10由于声波而振动时，隔膜突出部2001(它们定位在隔膜10的周边中)与基板突出部3001接触，由此即使是在隔膜10的周边未跟随“振动着的”中心部时，也可以防止隔膜意外地变形。由于第五改变例被设计以防止隔膜10意外地变形，可以精确地检测电容器由于压力变化引起的电容变化；由此，可以改进电容式传声器的灵敏度。
本发明不必限制于实施例和变化例，本发明可在由所附权利要求限定的本发明范围之内以不同方式作出进一步修正。
例如，结合本实施例描述的结构、制造工艺和材料仅是说明性的而不是限制性的。当然，本说明书没有包括该技术领域的全部内容；因此，为了简化本说明书，本技术领域熟知的要素被省略。具体地，在制造方法中，可以适当地选择膜的其它组分，膜的其它沉积方法，和其它构图方法以及形成电容式传声器的膜的其它物理组合，膜厚的其它值，膜的其它轮廓等。
Claims (9)
1.一种电容式传声器，包括：
基板，在后腔中具有开口；
隔膜，包括具有导电特性的沉积膜，其中，所述隔膜包括中心部和多个臂，所述中心部定位为与所述开口和所述基板的所述开口的周围区域相对，所述多个臂从所述中心部沿径向方向延伸；
板件，包括具有导电特性的沉积膜，所述板件定位为与所述隔膜相对；以及
支承结构，用于将所述隔膜的周边和所述板件的周边支承在所述基板上方并同时使得所述隔膜和所述板件彼此绝缘，其中，包括沉积膜的所述支承结构形成所述基板和所述隔膜之间的第一间隙以及所述隔膜和所述板件之间的第二间隙，
其中，朝向所述基板凸伸的多个突出部在所述多个臂之间沿圆周方向形成在所述隔膜的中心部。
2.如权利要求1所述的电容式传声器，其中，所述多个突出部具有绝缘特性。
3.如权利要求1所述的电容式传声器，其中，所述隔膜包括具有导电特性的沉积膜，其中，所述板件包括具有导电特性的沉积膜，并且其中，所述板件的周边端和中心之间的距离比所述隔膜的臂的末端和所述中心部的中心之间的距离短。
4.如权利要求1所述的电容式传声器，其中，所述多个突出部形成在所述隔膜的中心部和多个臂中，其中，形成在所述中心部的多个突出部与沿径向方向形成在所述多个臂中的多个突出部交替地定位，其中，所述多个突出部被形成为横跨所述多个臂，并且其中，形成在所述中心部的每个突出部的相对端定位为与沿径向方向形成在相邻臂中的突出部相对。
5.如权利要求4所述的电容式传声器，其中，形成在所述多个臂中的多个突出部利用沿径向方向的所述隔膜的波纹度形成。
6.如权利要求1所述的电容式传声器，其中，多个孔形成在所述多个臂中。
7.如权利要求1所述的电容式传声器，其中，多个切口形成在所述板件的周边部中并定位为与所述隔膜的多个臂相对。
8.如权利要求1所述的电容式传声器，其中，所述支承结构包括多个第一支承件和多个第二支承件，每一个第一支承件都具有绝缘特性，用于将所述隔膜的周边支承在所述基板上方，每一个第二支承件都具有绝缘特性，用于将所述板件的周边支承在所述基板上方。
9.如权利要求8所述的电容式传声器，其中，所述第二支承件中的每一个都包括上绝缘部和下绝缘部以及夹在所述上绝缘部和所述下绝缘部之间的保护电极。
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