微机电系统结构的制作方法

1.本发明涉及一种声波转换器(acoustic transducer)，且其特别是涉及一种可在微机电系统麦克风(micro-electro-mechanical system microphone)中使用的微机电系统(micro-electro-mechanical system,mems)结构。


背景技术：

2.现今个人电子产品的趋势是朝向制造纤薄、小巧、轻便和高性能的电子装置，包含麦克风。麦克风可用于接收声波并将声音频号转换为电信号。麦克风被广泛地应用于日常生活及安装于例如电话、手机和录音笔等电子产品中。在电容式麦克风(capacitive microphone)中，声压(acoustic pressure)的变化(即由声波导致的环境大气压力的局部压力偏差)使得振膜(diaphragm)相应地变形，且振膜的变形引起电容变化。因此，可以通过侦测电容变化所造成的电压变化得到声波的声压变化。
3.与传统驻极体电容式麦克风(electret condenser microphones,ecm)的不同之处在于，微机电系统(mems)麦克风的机械和电子元件可利用集成电路(integrated circuit,ic)技术整合在半导体材料之上来制造微型麦克风。微机电系统麦克风具有例如小尺寸、轻巧和低功耗等优点，因此已成为微型麦克风的主流。
4.虽然现有的微机电系统麦克风大致足以应付一般使用需求，它们尚未完全满足其他面向。举例来说，高阶麦克风的规格不仅对于包含信号噪声比(signal-to-noise ratio,snr)、声学过载点(acoustic overload point,aop)的性能要求高，还需要满足低频响应(low-frequency roll off,lfro)的要求。此外，不同的mems麦克风之间的相位不匹配(phase mismatching)也需要最小化。


技术实现要素：

5.本发明中的微机电系统(mems)结构可用于微机电系统麦克风，其包含设置于通气孔中的填充结构。在一些实施例中，间隙形成于填充结构和振膜的侧壁之间，其可以增加声阻(acoustic resistance)，从而提高信号噪声比(snr)。再者，较小的间隙可减少制造的变化尺寸，从而减少微机电系统麦克风之间的相位不匹配。
6.本发明的一些实施例包含一种微机电系统结构。微机电系统结构包含基板及背板，基板具有开口部分，而背板设置于基板的一侧且具有多个声孔。微机电系统结构也包含振膜，振膜设置于基板与背板之间并延伸横跨基板的开口部分。振膜包含通气孔，且气隙形成于振膜与背板之间。微机电系统结构还包含填充结构，填充结构设置于振膜之上且填充结构的一部分设置于通气孔中。
7.在一些实施例中，间隙形成于填充结构与振膜的侧壁之间。
8.在一些实施例中，间隙小于0.3μm。
9.在一些实施例中，填充结构包含设置于振膜之上的至少两个固定部，或包含设置于背板之上的一固定部。
10.在一些实施例中，振膜包含多个通气孔，在振膜的俯视图中，通气孔呈环状排列并围绕振膜的中心，且通气孔包含以同心圆排列的多个外通气孔和多个内通气孔。
11.在一些实施例中，外通气孔和内通气孔相对于振膜的中心交错排列。
12.在一些实施例中，固定部设置于外通气孔和内通气孔之间。
13.在一些实施例中，固定部设置于内通气孔的内侧或外通气孔的外侧。
14.在一些实施例中，每个外通气孔和每个内通气孔为c形，且外通气孔的开口背向振膜的中心，而内通气孔的开口朝向振膜的中心。
15.在一些实施例中，固定部设置于外通气孔的开口处或内通气孔的开口处。
16.在一些实施例中，固定部与振膜的上表面或下表面直接接触。
17.在一些实施例中，在微机电系统结构的剖面图中，填充结构被分为多个填充区段，且两个相邻的填充区段共用一个共同固定部。
18.在一些实施例中，共同固定部设置于两个相邻的填充区段之间。
19.在一些实施例中，共同固定部设置于两个相邻的填充区段的外侧。
20.在一些实施例中，填充结构形成凸块，凸块朝向振膜。
21.在一些实施例中，微机电系统结构还包含支柱，支柱设置于背板与振膜之间。
22.在一些实施例中，在一俯视图中，填充结构的面积大于通气孔的面积。
23.本发明的一些实施例包含一种微机电系统结构。微机电系统结构包含基板及背板，基板具有一开口部分，而背板设置于基板的一侧且具有多个声孔。微机电系统结构也包含振膜，振膜设置于基板与背板之间。振膜延伸横跨基板的开口部分并包括一通气孔。气隙形成于振膜与背板之间。微机电系统结构还包含填充结构，填充结构设置于通气孔中并包括至少一固定部。振膜具有多个檐部，檐部从振膜的一上表面朝向气隙，且固定部连接填充结构和檐部的至少一个。
24.在一些实施例中，间隙形成于填充结构与振膜的侧壁之间。
25.在一些实施例中，振膜形成凸块，凸块朝向填充结构。
附图说明
26.以下将配合所附的附图详述本发明实施例。应注意的是，根据产业中的标准惯例，各种特征部件并未按照比例绘制。事实上，各种特征部件的尺寸可能经放大或缩小，以清楚地表现出本发明实施例的技术特征。
27.图1a是本发明一些实施例绘示微机电系统(mems)麦克风的部分剖面图；
28.图1b是图1a中的区域a的部分放大图，其可显示振膜的一部分与填充结构的一部分；
29.图1c是图1a中的区域a的另一个部分放大图，其可显示振膜的一部分与填充结构的一部分；
30.图2a是本发明一些实施例绘示微机电系统(mems)麦克风的振膜(与填充结构)的部分俯视图；
31.图2b是图2a中的区域b的部分放大图；
32.图3a是本发明一些其他的实施例绘示微机电系统(mems)麦克风的振膜(与填充结构)的部分俯视图；
33.图3b是图3a中的区域d的部分放大图；
34.图4a是本发明一些其他的实施例绘示微机电系统(mems)麦克风的振膜(与填充结构)的部分俯视图；
35.图4b是图4a中的区域e的部分放大图；
36.图5a是本发明一些其他的实施例绘示微机电系统(mems)麦克风的振膜(与填充结构)的部分俯视图；
37.图5b是图5a中的区域f的部分放大图；
38.图6、图7、图8与图9是本发明一些其他的实施例绘示微机电系统(mems)麦克风的部分剖面图；
39.图10、图11、图12与图13是本发明一些实施例绘示固定部的连接的部分剖面图；
40.图14a是本发明一些其他的实施例绘示微机电系统(mems)麦克风的部分剖面图；
41.图14b是图14a中的区域h的部分放大图，其可显示振膜的一部分与填充结构的一部分。
42.符号说明
43.10:微机电系统结构
44.11:基板
45.11a:开口部分
46.12:介电层
47.13:背板
48.131:导电层
49.132:绝缘层
50.1321:第一绝缘层
51.1322:第二绝缘层
52.13a:声孔
53.14:振膜
54.14a:通气孔
55.14ai:内通气孔
56.14ao:外通气孔
57.14l:下表面
58.14p1,14p2:檐部
59.14u:上表面
60.15:电极层
61.16:填充结构
62.16-1,16-2:填充区段
63.161:固定部
64.162:凸块
65.17:支柱
66.a,b,d,e,f,h:区域
67.c:中心
68.g:间隙
69.g:气隙
70.m:微机电系统麦克风
71.w14a:宽度
具体实施方式
72.以下的揭露内容提供许多不同的实施例或范例以实施本案的不同特征。以下叙述的各个部件及其排列方式的特定范例，以简化本发明。当然，这些仅为范例且并非用以限定。举例来说，若是叙述第一特征部件形成于第二特征部件之上或上方，表示其可能包含第一特征部件与第二特征部件是直接接触的实施例，也可能包含有其他的特征部件形成于第一特征部件与第二特征部件之间，而使第一特征部件与第二特征部件可能未直接接触的实施例。
73.应理解的是，其他的操作步骤可实施于所述方法之前、之间或之后，且在所述方法的其他实施例中，一些操作步骤可被取代或省略。
74.此外，本文中可能用到与空间相关的用词，例如「在
…
之下」、「下方」、「下」、「在
…
之上」、「上方」、「上」及类似的用词，是为了便于描述附图中一个元件或特征部件与其他元件或特征部件之间的关系。这些与空间相关的用词包含使用中或操作中的装置的不同方位，以及附图中所描述的方位。装置可被转向不同方位(旋转90度或其他方位)，而本文中所使用的与空间相关的形容词也将对应转向后的方位来解释。
75.在本发明中，用语「约」、「大约」、「实质上」通常表示在给定值的20％之内，或给定值的10％之内，或给定值的5％之内，或给定值的3％之内，或给定值的2％之内，或给定值的1％之内，甚至是给定值的0.5％之内。本发明的给定值为大约的值。亦即，在没有特定描述「约」、「大约」、「实质上」的情况下，给定值仍可包含「约」、「大约」、「实质上」的意思。
76.除非另外定义，本文中使用的全部用语(包含技术及科学用语)具有与此篇揭露所属的一般技艺者所通常理解的相同的涵义。应理解的是，这些用语，例如在通常使用的字典中定义的用语，应被解读成具有与相关技术的背景的意思一致的意思，而将不会以理想化或过度正式的方式解读，除非在本发明的实施例有特别定义。
77.本发明在以下的实施例中可能重复使用相同的参考符号及/或标记。这些重复是为了简化与清楚的目的，并非用以限定所讨论的各种实施例及/或结构之间有特定的关系。
78.图1a是根据本发明一些实施例绘示微机电系统(mems)麦克风m的部分剖面图。举例来说，微机电系统麦克风m可为电容式麦克风。如图1a所示，微机电系统麦克风m包含微机电系统(mems)结构10。在一些实施例中，微机电系统结构10包含基板11、介电层12、背板13、振膜14以及电极层15。应注意的是，为了简洁的目的，图1a中已省略微机电系统麦克风m(微机电系统结构10)的一些部件。
79.基板11用以支撑位于基板11的一侧的介电层12、背板13、振膜14及电极层15。如图1a所示，在一些实施例中，基板11具有开口部分11a。开口部分11a允许由微机电系统麦克风m所接收的声波穿过及/或进入微机电系统结构10。举例来说，基板11可包含硅或类似物，但本发明实施例并非以此为限。
80.介电层12设置于基板11与振膜14之间，以及振膜14与背板13之间。换言之，振膜14
插入介电层12中，以提供基板11、振膜14以及背板13彼此之间的部分隔离。此外，介电层12设置于背板13与振膜14的周围，使得背板13与振膜14的边缘由介电层12所支撑。介电层12可由氧化硅或类似物所制成。
81.背板13是设置于基板11的一侧的固定元件。背板13可具有足够的刚性(stiffness)，使得当声波穿过背板13时，背板13不至于弯曲或移动。举例来说，背板13可为刚性多孔(perforated)元件，但本发明实施例并非以此为限。如图1a所示，在一些实施例中，背板13包含多个声孔(acoustic hole)13a，且每个声孔13a穿过背板13。声孔13a被配置以允许声波穿过。
82.如图1a所示，背板13可包含导电层131及绝缘层132，绝缘层132覆盖导电层131以提供保护。绝缘层132可进一步包含第一绝缘层1321与第二绝缘层1322。如图1a所示，导电层131可设置于介电层12之上，第一绝缘层1321可设置于导电层131之上，而第二绝缘层1322可设置于第一绝缘层1321之上。举例来说，导电层131可包含多晶硅或类似物，而绝缘层132(例如，第一绝缘层1321与第二绝缘层1322)可包含氮化硅或类似物，但本发明实施例并非以此为限。此外，第一绝缘层1321及第二绝缘层1322可包含相同的材料或不同的材料。
83.微机电系统结构10可通过电极层15的多个电极垫与电路(未绘示)电连接，电极层15设置于背板13之上并与导电层131及振膜14电连接。举例来说，电极层15可包含铜、银、金、铝、类似物其合金或其组合。
84.振膜14设置于基板11与背板13之间，并延伸横跨基板11的开口部分11a。振膜14相对于背板13是可移动的(movable)或可位移的(displaceable)。振膜14被配置以感测由微机电系统麦克风m所接收的声波。如图1a所示，在一些实施例中，振膜14包含通气孔(ventilation holes)14a，且气隙g形成于振膜14与背板13之间。声波通过通气孔14a穿过振膜14到达气隙g，接着通过声孔13a穿过背板13。
85.更详细而言，振膜14相对于背板13的位移变化导致振膜14与背板13之间的电容变化。接着，通过与振膜14及背板13连接的电路将此电容变化转换为电信号，并通过电极层15将此电信号送出微机电系统麦克风m。
86.另一方面，为了提高振膜14的灵敏度，可在振膜14中设置多个通气孔14a，以降低振膜14的刚性。在一些实施例中，可存在两个以上的通风孔14a。利用此结构特征，可实现微电系统麦克风m的高灵敏度。此外，振膜14中的通气孔14a也被配置以释放振膜14上的高气压。
87.参照图1a，在一些实施例中，微机电系统结构10还包含填充结构16，填充结构16设置于振膜14之上，且填充结构的一部分设置于通气孔14a中。举例来说，填充结构16可包含导电材料，例如多晶硅。或者，填充结构16可包含介电材料，例如氮化硅，但本发明实施例并非以此为限。
88.图1b是图1a中的区域a的部分放大图，其可显示振膜14的一部分与填充结构16的一部分。参照图1b，在一些实施例中，间隙g形成于填充结构16与振膜14的侧壁之间。在一些实施例中，间隙g小于约0.3μm。
89.举例来说，通气孔14a可为狭缝(slit)，其宽度w14a约为0.66μm，填充结构16与振膜14侧壁之间的间隙g约为0.2μm。另一方面，填充结构16可减小狭缝的关键尺寸(critical dimension)，其可增加声阻，从而提高信号噪声比(snr)。再者，较小的间隙g可减少制造的
变化尺寸，从而减少微机电系统麦克风之间的相位不匹配。
90.图1c是图1a中的区域a的另一个部分放大图，其可显示振膜14的一部分与填充结构16的一部分。参照图1c，在一些实施例中，填充结构16形成凸块(dimple portion)162，凸块162朝向振膜14。换言之，填充结构16包含小突起(protrusion)(即，图1c中所示的162的位置)，小突起设置于填充结构16之上并朝向振膜14，以进一步改变声波通过的路径。如图1c所示，在填充结构16的填充区段16-1之上可具有一个凸块162，而在填充结构16的填充区段16-2之上可具有另一个凸块162，但本发明实施例并非以此为限。
91.如图1a、图1b与图1c所示，填充结构可覆盖对应的通气孔14a。换言之，在一些实施例中，在一俯视图中，填充结构16的面积大于对应的通气孔14a的面积。
92.图2a是根据本发明一些实施例绘示微机电系统(mems)麦克风m的振膜14(与填充结构16)的部分俯视图。图2b是图2a中的区域b的部分放大图。应注意的是，图2a与图2b仅显示填充结构16设置于通气孔14a中的部分。
93.参照图2a，在一些实施例中，振膜14包含多个通气孔14a，且在振膜14的俯视图(例如，图2a)中，通气孔14a呈环状排列并围绕14振膜的中心c。
94.如图2a所示，在一些实施例中，通气孔14a包含(或被分为)多个外通气孔14ao和多个内通气孔14ai，且外通气孔14ao和内通气孔14ai以同心圆排列。在图2a所示的实施例中，每个外通气孔14ao和每个内通气孔14ai为c形。
95.如图2a所示，在一些实施例中，(c形)外通气孔14ao的开口背向振膜14的中心c，而(c形)内通气孔14ai的开口朝向振膜14的中心c。举例来说，外通气孔14ao和内通气孔14ai可具有相同的尺寸，且每个外通气孔14ao的开口和对应的一个内通气孔14ai(或对应的多个内通气孔14ai)的开口可朝向不同的方向，但本发明实施例并非以此为限。
96.此外，如图2a与图2b所示，在一些实施例中，外通气孔14ao和内通气孔14ai相对于振膜14的中心c交错排列，且填充结构16设置于外通气孔14ao和内通气孔14ai两者中。
97.如图1a(与图1b)所示，填充结构16包含设置于振膜14之上的至少两个固定部161。固定部161可用于支撑填充结构16的本体。举例来说，固定部161可包含与填充结构16相同的材料并通过与填充结构16相同的制作工艺(例如，沉积制作工艺及/或图案化制作工艺)所形成，但本发明实施例并非以此为限。
98.在一些实施例中，在微机电系统结构10的剖面图中，填充结构16被分为多个填充区段，且两个相邻的填充区段共用一个共同固定部161。此外，在一些实施例中，共同固定部161设置于两个相邻的填充区段之间，但本发明实施例并非以此为限。在一些其他的实施例中，共同固定部设置于两个相邻的填充区段的外侧。
99.举例来说，如图1b所示，在微机电系统结构10的剖面图中，填充结构16可包含填充区段16-1及填充区段16-2，填充区段16-1及填充区段16-2彼此相邻，且填充区段16-1及填充区段16-2共用一个共同固定部161。此外，共同固定部161设置于填充区段16-1及填充区段16-2之间，但本发明实施例并非以此为限。
100.应注意的是，图1a与图1b中所示的通气孔14a可为外通气孔14ao及/或内通气孔14ai。换言之，在一些实施例中，固定部161设置于外通气孔14ao和内通气孔14ai之间。或者，在一些其他的实施例中，固定部161设置于内通气孔14ai的内侧或外通气孔14ao的外侧。
101.如图1a与图1b所示，在一些实施例中，固定部161与振膜14的上表面14u直接接触，但本发明实施例并非以此为限。在一些实施例中，固定部161与振膜14的下表面14l直接接触。
102.再者，如图1a、图1b与图2a所示，在一些实施例中，固定部161设置于外通气孔14ao的开口处，及/或固定部161设置于内通气孔14ai的开口处。
103.图3a是根据本发明一些其他的实施例绘示微机电系统(mems)麦克风m的振膜14(与填充结构16)的部分俯视图。图3b是图3a中的区域d的部分放大图。亦即，图3a与图3b可取代图2a与图2b作为图1a中的振膜14(与填充结构16)的部分俯视图。类似地，图3a与图3b仅显示填充结构16设置于通气孔14a中的部分。
104.参照图3a，在一些实施例中，振膜14包含多个通气孔14a，且在振膜14的俯视图(例如，图3a)中，通气孔14a呈环状排列并围绕14振膜的中心c。
105.如图3a所示，在一些实施例中，通气孔14a包含(或被分为)多个外通气孔14ao和多个内通气孔14ai，且外通气孔14ao和内通气孔14ai以同心圆排列。在图3a所示的实施例中，每个外通气孔14ao和每个内通气孔14ai为条状(strip-shaped)，但外通气孔14ao和内通气孔14ai具有不同的尺寸。举例来说，内通气孔14ai的截面积可大于外通气孔14ao的截面积，但本发明实施例并非以此为限。
106.此外，如图3a与图3b所示，在一些实施例中，外通气孔14ao和内通气孔14ai相对于振膜14的中心c交错排列，且填充结构16设置于外通气孔14ao和内通气孔14ai两者中。
107.类似地，填充结构16包含设置于振膜14之上的至少两个固定部161(未绘示于图3a与图3b中)。在一些实施例中，固定部161设置于外通气孔14ao和内通气孔14ai之间。或者，在一些其他的实施例中，固定部161设置于内通气孔14ai的内侧或外通气孔14ao的外侧。
108.图4a是根据本发明一些其他的实施例绘示微机电系统(mems)麦克风m的振膜14(与填充结构16)的部分俯视图。图4b是图4a中的区域e的部分放大图。亦即，图4a与图4b可取代图2a与图2b作为图1a中的振膜14(与填充结构16)的部分俯视图。类似地，图4a与图4b仅显示填充结构16设置于通气孔14a中的部分。
109.图4a与图4b中所示的振膜14具有与图3a与图3b中所示的振膜14类似的结构。主要的不同之处在于图4a与图4b中所示的外通气孔14ao和内通气孔14ai具有相同的尺寸。
110.图5a是根据本发明一些其他的实施例绘示微机电系统(mems)麦克风m的振膜14(与填充结构16)的部分俯视图。图5b是图5a中的区域f的部分放大图。亦即，图5a与图5b可取代图2a与图2b作为图1a中的振膜14(与填充结构16)的部分俯视图。类似地，图5a与图5b仅显示填充结构16设置于通气孔15a中的部分。
111.图5a与图5b中所示的振膜14具有与图2a与图2b中所示的振膜14类似的结构。如图5a所示，在一些实施例中，通气孔14a包含(或被分为)多个外通气孔14ao和多个内通气孔14ai，且外通气孔14ao和内通气孔14ai以同心圆排列。在图5a所示的实施例中，每个外通气孔14ao和每个内通气孔14ai为c形，但外通气孔14ao和内通气孔14ai具有不同的尺寸。
112.图6、图7、图8与图9是根据本发明一些其他的实施例绘示微机电系统(mems)麦克风m的部分剖面图。类似地，为了简洁的目的，图6、图7、图8与图9中已省略微机电系统麦克风m(微机电系统结构10)的一些部件。
113.参照图6，微机电系统结构10具有与图1a与图1b中所示的微机电系统结构10类似
的结构。亦即，图6中所示的微机电系统结构10包含基板11及背板13，基板11具有开口部分11a，而背板13设置于基板11的一侧且具有多个声孔13a。微机电系统结构10也包含振膜14，振膜14设置于基板11与背板13之间并延伸横跨基板11的开口部分11a。振膜14包含通气孔14a，且气隙g形成于振膜14与背板13之间。微机电系统结构10还包含填充结构16，填充结构16设置于通气孔14a中。
114.在图6所示的实施例中，微机电系统结构10还包含支柱17，支柱17设置于13背板与振膜14之间。更详细而言，支柱17可与背板13(例如，导电层131)与振膜14直接接触。举例来说，支柱17可包含绝缘材料，例如氧化硅或类似物，但本发明实施例并非以此为限。
115.参照图7，微机电系统结构10具有与图1a与图1b中所示的微机电系统结构10类似的结构。主要不同之处在于，在微机电系统结构10的剖面图中，填充结构16可包含(或被分为)多个填充区段，且这些填充区段可不共用一个共同固定部161。在图7所示的实施例中，固定部161设置于振膜14的上表面14u之上(并与振膜14的上表面14u直接接触)。举例来说，填充结构16的固定部161可设置于内通气孔14ai的内侧或外通气孔14ao的外侧，其可依据实际需求调整。
116.参照图8，微机电系统结构10具有与图7中所示的微机电系统结构10类似的结构。主要不同之处在于，图8中所示的微机电系统结构10还包含支柱17，支柱17设置于13背板与振膜14之间。更详细而言，支柱17可与背板13(例如，导电层131)与振膜14直接接触，但本发明实施例并非以此为限。
117.参照图9，微机电系统结构10具有与图1a与图1b中所示的微机电系统结构10类似的结构。亦即，在微机电系统结构10的剖面图中，填充结构16可包含(或被分为)多个填充区段，且这些填充区段可共用一个共同固定部161。主要的不同之处在于，图9中所示的共同固定部161并非设置于填充区段之间。举例来说，共同固定部161可设置于内通气孔14ai的内侧，但本发明实施例并非以此为限。
118.图10、图11、图12与图13是根据本发明一些实施例绘示固定部161的连接的部分剖面图。图10、图11、图12与图13中所示的固定部161的连接可应用于前述的实施例中。类似地，为了简洁的目的，图10、图11、图12与图13中已省略一些部件。
119.参照图10，填充结构16可包含(或被分为)多个填充区段，且填充区段可共用一个共同固定部161。在本实施例中，共同固定部161设置于振膜14的下表面14l之上(并与振膜14的下表面14l直接接触)。举例来说，填充结构16的固定部161可设置于外通气孔14ao的外侧，但本发明实施例并非以此为限。
120.参照图11，填充结构16可包含(或被分为)多个填充区段，且填充区段可共用一个共同固定部161。在本实施例中，共同固定部161设置于振膜14的下表面14l之上(并与振膜14的下表面14l直接接触)。举例来说，填充结构16的固定部161可设置于内通气孔14ai的内侧，但本发明实施例并非以此为限。
121.参照图12，填充结构16可包含(或被分为)多个填充区段，且填充区段可共用一个共同固定部161。在本实施例中，共同固定部161设置于背板13之上(并与背板13直接接触)。换言之，共同固定部161可设置于背板13与振膜14之间，但本发明实施例并非以此为限。
122.参照图13，填充结构16可包含(或被分为)多个填充区段，且填充区段可共用一个共同固定部161。在本实施例中，共同固定部161设置于振膜14的上表面14u之上(并与振膜
14的上表面14u直接接触)。举例来说，填充结构16的固定部161可设置于内通气孔14ai的内侧，但本发明实施例并非以此为限。
123.图14a是根据本发明一些其他的实施例绘示微机电系统(mems)麦克风m的部分剖面图。图14b是图14a中的区域h的部分放大图，其可显示振膜14的一部分与填充结构16的一部分。类似地，为了简洁的目的，图14a与图14b中已省略微机电系统麦克风m(微机电系统结构10)的一些部件。
124.参照图14a与图14b，微机电系统结构10具有与图6中所示的微机电系统结构10类似的结构。在图14a与图14b所示的实施例中，振膜14具有多个檐部(eaves portion)14p1与14p2，檐部14p1与14p2从振膜14的上表面14u朝向气隙g。在本实施例中，填充结构16设置于通气孔14a中且包含固定部161，固定部161连接填充结构16和檐部14p1(或与填充结构16和檐部14p1直接接触)。
125.如图14a与图14b所示，振膜14形成凸块142，凸块142朝向填充结构16。换言之，振膜14包含小突起(即，图14b中所示的142的位置)，小突起设置于檐部14p2之上并朝向填充结构16，以进一步改变声波通过的路径。
126.综上所述，在本发明的实施例中，由于微机电系统结构包含设置于通气孔中的填充结构，且填充结构可减小通气孔(例如，狭缝)的关键尺寸，其可增加声阻，从而提高信号噪声比(snr)。再者，形成于填充结构与振膜的侧壁之间的较小的间隙可减少制造的变化尺寸，从而减少使用此微机电系统结构的微机电系统麦克风之间的相位不匹配。
127.以上概述数个实施例的特征，以便在本发明所属技术领域中普通技术人员可以更理解本发明实施例的观点。在本发明所属技术领域中普通技术人员应该理解，他们能以本发明实施例为基础，设计或修改其他制作工艺和结构以达到与在此介绍的实施例相同之目的及/或优势。在本发明所属技术领域中普通技术人员也应该理解到，此类等效的结构并无悖离本发明的精神与范围，且他们能在不违背本发明之精神和范围之下，做各式各样的改变、取代和替换。因此，本发明之保护范围当视所附之权利要求所界定者为准。另外，虽然本发明已以数个实施例揭露如上，然而其并非用以限定本发明。
128.整份说明书对特征、优点或类似语言的引用，并非意味可以利用本发明实现的所有特征和优点应该或者可以在本发明的任何单个实施例中实现。相对地，涉及特征和优点的语言被理解为其意味着结合实施例描述的特定特征、优点或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因而，在整份说明书中对特征和优点以及类似语言的讨论可以但不一定代表相同的实施例。
129.再者，在一个或多个实施例中，可以任何合适的方式组合本发明所描述的特征、优点和特性。根据本文的描述，相关领域的技术人员将意识到，可在没有特定实施例的一个或多个特定特征或优点的情况下实现本发明。在其他情况下，在某些实施例中可识别其他的特征和优点，这些特征和优点可能不存在于本发明的所有实施例中。

技术特征：
1.一种微机电系统结构，包括：基板，具有开口部分；背板，设置于该基板的一侧且具有多个声孔；振膜，设置于该基板与该背板之间，延伸横跨该基板的该开口部分，并包括通气孔，其中气隙形成于该振膜与该背板之间；以及填充结构，其中该填充结构的一部分设置于该通气孔中。2.如权利要求1所述的微机电系统结构，其中间隙形成于该填充结构与该振膜的侧壁之间。3.如权利要求2所述的微机电系统结构，其中该间隙小于0.3μm。4.如权利要求1所述的微机电系统结构，其中该填充结构包括设置于该振膜之上的至少两个固定部，或包括设置于该背板之上的固定部。5.如权利要求1所述的微机电系统结构，其中该振膜包括多个通气孔，在该振膜的俯视图中，该些通气孔呈环状排列并围绕该振膜的中心，且该些通气孔包括以同心圆排列的多个外通气孔和多个内通气孔。6.如权利要求5所述的微机电系统结构，其中该些外通气孔和该些内通气孔相对于该振膜的该中心交错排列。7.如权利要求5所述的微机电系统结构，其中该填充结构包括设置于该振膜之上的至少两个固定部，且该些固定部设置于该些外通气孔和该些内通气孔之间。8.如权利要求5所述的微机电系统结构，其中该填充结构包括设置于该振膜之上的至少两个固定部，且该些固定部设置于该些内通气孔的内侧或该些外通气孔的外侧。9.如权利要求5所述的微机电系统结构，其中每该外通气孔和每该内通气孔为c形，且该些外通气孔的开口背向该振膜的该中心，而该些内通气孔的开口朝向该振膜的该中心。10.如权利要求9所述的微机电系统结构，其中该些固定部设置于该些外通气孔的开口处或该些内通气孔的开口处。11.如权利要求1所述的微机电系统结构，其中该填充结构包括设置于该振膜之上的至少两个固定部，且该些固定部与该振膜的上表面或下表面直接接触。12.如权利要求1所述的微机电系统结构，其中在该微机电系统结构的剖面图中，该填充结构被分为多个填充区段，且两个相邻的填充区段共用一个共同固定部。13.如权利要求12所述的微机电系统结构，其中该共同固定部设置于两个相邻的填充区段之间。14.如权利要求12所述的微机电系统结构，其中该共同固定部设置于两个相邻的填充区段的外侧。15.如权利要求1所述的微机电系统结构，其中该填充结构形成凸块，该凸块朝向该振膜。16.如权利要求1所述的微机电系统结构，还包括：支柱，设置于该背板与该振膜之间。17.如权利要求1所述的微机电系统结构，其中在俯视图中，该填充结构的面积大于该通气孔的面积。18.一种微机电系统结构，包括：
基板，具有开口部分；背板，设置于该基板的一侧且具有多个声孔；振膜，设置于该基板与该背板之间，延伸横跨该基板的该开口部分，并包括通气孔，其中气隙形成于该振膜与该背板之间；以及填充结构，设置于该通气孔中并包括至少一固定部，其中该振膜具有多个檐部，该些檐部从该振膜的上表面朝向该气隙，且该些固定部连接该填充结构和该些檐部的至少一个。19.如权利要求18所述的微机电系统结构，其中间隙形成于该填充结构与该振膜的侧壁之间。20.如权利要求18所述的微机电系统结构，其中该振膜形成凸块，该凸块朝向该填充结构。

技术总结
本发明公开一种微机电系统结构。微机电系统结构包含基板及背板，基板具有开口部分，而背板设置于基板的一侧且具有多个声孔。微机电系统结构也包含振膜，振膜设置于基板与背板之间并延伸横跨基板的开口部分。振膜包含通气孔，且气隙形成于振膜与背板之间。微机电系统结构还包含填充结构，填充结构设置于振膜之上且填充结构的一部分设置于通气孔中。且填充结构的一部分设置于通气孔中。且填充结构的一部分设置于通气孔中。


技术研发人员：陈志远 许丰家 毛俊凯 陈建铭 林文山 郭乃豪
受保护的技术使用者：美商富迪科技股份有限公司
技术研发日：2023.02.03
技术公布日：2023/9/25