一种低温制备的高灵敏度MEMS电容传声器（英文）

MEMS传声器是将声音信号转换成电信号的传感器。目前,MEMS传声器的研究主要涉及MEMS电容传声器和MEMS压电传声器压阻传感器2种。与其它类型的MEMS传声器相比,MEMS电容传声器具有高灵敏度、高信噪比、频率响应平坦、低温度系数等突出的优点,被广泛使用在便携式设备、多媒体系统、助听器、信息采集等方面。设计和制备了一种高灵敏度的MEMS电容传声器,而且制备器件的工艺温度最高为300℃,可以兼容IC工艺。在本文,利用牺牲层的方法实现圆形振动薄膜,避免了方形薄膜存在的应力集中问题,并克服了干法制备圆形薄膜成本高的问题。基于聚酰亚胺材料,优化成膜工艺参数,实现低应力的圆形振动薄膜。通过设计防粘连结构,避免器件释放干燥过程中出现的薄膜粘连问题。根据振动膜应力为5 MPa,半径为2.5 mm,厚度为1μm,电极半径为380μm,间隙为1μm的设计参数进行理论计算,该器件的电容在1 Pa声压下的变化量为千分之一。与市场流通的MEMS传声器相比,高出约一个数量级,可被用于远场拾音,从信噪比极低的环境中拾取关键的声音信息。

圆形振动膜硅微电容传声器

硅微传声器是一种用MEMS技术制造的、将声信号转换为电信号的声学传感器.该传声器只需五次光刻工艺即可制作完成,其灵敏度在偏置电压为9V时可达15mV/Pa左右,在100Hz^18kHz的范围内的频率响应也较平坦.

硅微电容传声器的防粘连结构

粘连是硅微电容传声器释放牺牲层过程中不容忽视的一个严重问题,大大降低了器件的成品率.在背板上制备微突出(bump)结构,可以较彻底阻止粘连现象发生,提高传声器的成品率.以往的防粘连微突出结构大都制备在上背板结构硅微电容传声器的背板上,它制备工艺简单,但是无法得到厚背板,形成“软”背板,影响传声器的性能.本文提出在下背板上制备防粘连微突出结构,因为其可以做的较厚,避免了软背板的缺点,这时利用氮化硅形成微突出,运用该法制备的硅微电容传声器有效的防止粘连现象发生.对该方案还可进行改进,利用重硼掺杂单晶硅形成微突出,该工艺流程重复性好.最终我们研制成具有防粘结构的硅微电容传声器.