MEMS膜片及MEMS传感器芯片的制作方法

本发明涉及微机电系统(mems,micro-electro-mechanicalsystem)技术领域，特别涉及一种mems膜片及mems传感器芯片。

背景技术：

微机电传感器广泛应用于各种声学接收器或力的传感器上，其体积小、低耗电、高灵敏度等特性，成为设计上的目标，且根据理论模拟的结果可知，残留应力的影响对于声学传感器中的振动薄膜的机械灵敏度影响甚大。

微机电装置包括的电容式传感器结构一般为一感测膜搭配一背极，形成两平行板电容板结构以感测振动或压力变化。其中，感测膜的材料特性决定组件感度性能，但于半导体加工过程所产生的热残留应力无法避免。而现有的制程技术仍无法精准的控制薄膜应力，进而微机电装置的灵敏度较低或灵敏度变异。

因此，如何提供一种释放应力效果好、机械灵敏度高的感测膜，成了业界亟需解决的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提出一种机械灵敏度高的mems膜片。

本发明还提出一种应用上述mems膜片的mems传感器芯片。

本发明提供一种mems膜片，包括感测部和围绕在所述感测部外围的外围部，所述外围部与所述感测部之间设有若干外槽和若干内槽，所述若干外槽呈环形排布在所述外围部的内边缘，所述若干内槽呈环形排布在所述感测部的外边缘，当所述mems膜片受到外部压力时，所述感测部相对所述外围部呈活塞式运动。

优选地，所述外槽的数量为n，n为大于等于3小于等于5的整数。

在一些实施方式中，所述感测部为圆形，所述若干内槽分别沿所述感测部的圆周方向延伸，所述若干外槽分别沿另一圆周方向延伸，所述另一圆周方向与所述感测部的圆周方向共圆心。

在一些实施方式中，所述外槽的末端设有第一弯折部，所述第一弯折部包括弧形段，直线段或所述弧形段与所述直线段的组合。

在一些实施方式中，所述内槽的末端设有第二弯折部，所述第二弯折部包括弧形段，直线段或所述弧形段与所述直线段的组合。

在一些实施方式中，相邻两所述外槽之间形成第一连接臂，相邻两所述内槽之间形成第二连接臂，所述若干外槽与所述若干内槽之间形成环形连接臂，所述第一连接臂从所述环形连接臂的外边缘往外延伸，所述第二连接臂从所述环形连接臂的内边缘往内延伸，所述第一连接臂与所述第二连接臂在所述环形连接臂的周向上相互错开。

在一些实施方式中，所述第一连接臂与所述第二连接臂沿周向相互交错分布，每一所述第一连接臂朝向一对应内槽的中部，每一所述第二连接臂朝向一对应外槽的中部。

在一些实施方式中，每一所述第一连接臂偏离一对应内槽的中部，每一所述第二连接臂偏离一对应外槽的中部。

在一些实施方式中，所述环形连接臂包括应力较大区域和应力较小区域，所述应力较大区域的径向宽度大于应力较小区域的径向宽度。

在一些实施方式中，所述内槽于所述应力较大区域相对所述应力较小区域向内凹陷。

在一些实施方式中，所述第一连接臂的周向宽度沿所述环形连接臂的径向向外保持不变或者先减小再增加或者先保持不变然后再增加。

一些实施方式中，所述第二连接臂的周向宽度沿所述环形连接臂的径向向内保持不变或者先减小再增加或者先保持不变然后再增加。

在一些实施方式中，所述mems膜片还包括位于所述外槽与所述内槽之间的若干中间槽。当mems膜片受到外部压力作用时，感测部可相对外围部呈直上直下的活塞式运动，在外槽与内槽之间增加中间槽结构的设计，使得感测部能够愈加以平整的形态呈平面状沿垂直膜片的方向相对外围部做活塞运动，进而提高电容变化率，提升灵敏度。

本发明还提供一种mems传感器芯片，所述mems传感器芯片包括上述mems膜片。

依照本发明实施例提供的mems膜片，该膜片在感测部与外围部之间设置若干外槽和若干内槽，外槽的末端朝向外侧延伸，内槽的末端朝向内侧延伸。外槽与内槽之间形成环形连接臂，相邻两外槽之间形成第一连接臂，相邻两内槽之间形成第二连接臂。若干外槽呈环形排布在外围部的内边缘，若干内槽呈环形排布在感测部的外边缘。当mems膜片受到外部压强时感测部呈平面状沿垂直膜片的方向相对外围部做活塞运动，及时释放应力，并可将外界机械力量如较大压强释放，膜片不与外界机械力量抵抗，因而提高了mems膜片及mems传感器芯片的机械可靠度。

在一些实施例中，第一连接臂和第二连接臂在周向上错开以及第一弯折部末端和第二弯折部末端的圆弧型设计可减小应力集中，呈弯曲状和/或直线状延伸的第一弯折部和第二弯折部使得感测部的机械灵敏度提高，增加了膜片的可靠性。

在一些实施例中，环形连接臂和第二连接臂带动感测部位移，而环形连接臂和第二连接臂位于远离固支点处，不受固支点位置因半导体工艺变异而影响，因此感测部的运动对固支点位置变化不敏感，从而可提高mems膜片感测的稳定性和可靠性。

附图说明

图1为本发明的mems膜片为结构设计a的示意图。

图2为图1中mems膜片呈平面状垂直运动的示意图。

图3为本发明的mems膜片为结构设计b-1的示意图。

图4为图3中mems膜片呈平面状垂直运动的示意图。

图5为本发明的mems膜片为结构设计b-2的示意图。

图6为本发明的mems膜片为结构设计b-3的示意图。

图7为本发明的mems膜片为结构设计b-4的示意图。

图8为本发明的mems膜片为结构设计c-1的示意图。

图9为图8中mems膜片呈平面状垂直运动的示意图。

图10为本发明的mems膜片为结构设计c-2的示意图。

图11为本发明的mems膜片为结构设计d的示意图。

图12为图11中mems膜片呈平面状垂直运动的示意图。

图13为本发明的mems膜片为结构设计f的示意图。

图14为圆弧型末端的放大示意图。

具体实施方式

在详细描述实施例之前，应该理解的是，本发明不限于本申请中下文或附图中所描述的详细结构或组件排布。本发明可为其它方式实现的实施例。而且，应当理解，本文所使用的措辞及术语仅仅用作描述用途，不应作限定性解释。本文所使用的“包括”、“包含”、“具有”等类似措辞意为包含其后所列出之事项、其等同物及其它附加事项。特别是，当描述“一个某组件”时，本发明并不限定该组件的数量为一个，也可以包括多个。

如图1所示，为本发明在一实施例中mems膜片的结构示意图。该mems膜片10应用于微机电装置中，例如应用在微机电传感器中、微机电电容式麦克风中。mems膜片10包括感测部12和外围部14，其中，感测部12位于mems膜片10的内侧，外围部14位于mems膜片10的外侧并围绕在感测部12外围。感测部12用于感测外部的压力，例如感测声压，当应用于微机电电容式麦克风时，感测部12受到声压作用时将相对背板运动，从而使得感测部与背板之间的电容发生变化从而产生相应的电信号。外围部14用于连接与支撑感测部12。

请同时参考图2，感测部12与外围部14之间的区域设有若干外槽16和若干内槽18，若干外槽16呈环形且间隔设置于外围部14的内边缘，若干外槽16共同界定一外圆，若干内槽18呈环形且间隔设置于感测部12的外边缘，若干内槽18共同界定一内圆。本实施例中，上述外圆与内圆共圆心。若干外槽16与若干内槽18之间形成环形连接臂20，外围部14通过环形连接臂20与感测部12连接。环形连接臂20把外围部14和感测部12分隔开来，避免在外围部14发生变形时将弹性形变产生的力传递到感测区域，以提高感测部12的稳定性，同时也提高了mems膜片10的线性输出的稳定性。

环形连接臂20的宽度可以根据实际设计需求而定，用于分散应力，减小mems膜片10上应力集中。请同时参考图1和图11，图1中设计a的环形连接臂20的径向宽度大于图11中设计d的环形连接臂20的径向宽度。研究表明，同等条件下，在受到同样的声压作用下，环形连接臂20的宽度越宽，应力释放效果越好。

请同时参考图1-12，即同时参考设计a、b-1、b-2、b-3、b-4、c-1、c-2和d，其中，设计a、b-1、b-2、b-3、b-4、c-1和c-2的环形连接臂20均具有均匀的径向宽度，也即若干外槽16的内外边缘均沿外圆圆周方向延伸，若干内槽18的内外边缘均沿内圆圆周方向延伸。

在另一些实施例中，环形连接臂20还可以具有变化的径向宽度。例如，在应力较大的区域增加其径向宽度从而增加其刚性，例如，环形连接臂20在靠近内槽18和/或外槽16的端部处的宽度大于远离端部处的宽度。如设计d所示，在所示的实施例中，环形连接臂20在靠近内槽18端部和外槽16端部处的径向宽度大于远离端部处的径向宽度。更具体地，设计d中内槽18包括至少一圆弧段18a和至少一内凹段18b，圆弧段18a的圆心即为感测部12的圆心，内凹段18b相对圆弧段18a朝向感测部12的内侧凹陷。在所示的实施例中，每一内槽18包括三个圆弧段18a和四个内凹段18b，三个圆弧段18a分别连接在四个内凹段18b之间，也即圆弧段18a与内凹段18b交错分布。其中一个圆弧段18a位于内槽18的中部位置，即对应于第一连接臂26，另外两个圆弧段18a对应于相邻两个外槽16。其中两个内凹段18b设置于内槽18的两端部位，另外两个内凹段18b对应于相邻两外槽16的端部位置。四个内凹段18b向内凹陷并使得每一内槽18关于其中间位置对称，内凹段18b设置于应力较大的区域，内凹段18b相对圆弧段18a向内凹陷，以使得环形连接臂20在对应内凹段18b处的径向宽度加宽从而增加其机械强度。

每一外槽16的两末端均设有第一弯折部，第一弯折部均朝向膜片的外侧延伸。每一内槽18的末端均设有第二弯折部，第二弯折部均朝向膜片的内侧延伸。本发明中，设计a、b-1、b-2、b-3、b-4、c-1、c-2和d的第一弯折部均朝向膜片的外侧延伸，其第二弯折部均朝向膜片的内侧延伸。如此配置设计使得当mems膜片10受到外部压强时，感测部12能够基本呈平面状沿垂直于mems膜片10的方向相对外围部14做活塞式运动也即直上或直下运动。

本发明的实施例中，感测部12、环形连接臂20和外围部14三者可以为一体成型。mems膜片10的材质可以采用碳基聚合物、硅、氮化硅、多晶硅、二氧化硅、碳化硅、砷化物、碳，以及锗、镓、钛、金、铁、铜、铬、钨、铝、铂、镍、钽等金属或其合金。mems膜片10的形状可以为方形，圆形，或者其他形状，本发明的实施例中，以圆形进行说明。也就是说，外围部14也呈圆形。

在一些实施例中，若干外槽16与若干内槽18整体为对称设计，如设计a、b-1、b-3、c-1、c-2和d。例如，若干外槽16和若干内槽18同时关于感测部12的至少一直径方向对称，也即膜片整体关于感测部12的至少一直径方向对称，或者若干外槽16和若干内槽18同时关于外围部14或mems膜片10的至少一直径方向对称。

在另一些实施例中，若干外槽16与若干内槽18整体为非对称设计，也即膜片整体关于感测部12的任一直径方向均不对称，如设计b-2和b-4。

设计b-3和b-4的外槽16与内槽18的结构、数量及形状等参数均相同，区别在于，设计b-3的外槽16与内槽18为对称设计，设计b-4的外槽16与内槽18为非对称设计。经过仿真测试及数据分析得知，本发明上述实施例的膜片相对于现有技术，具有灵敏度较高、机械可靠度较佳等优点。然而，将上述实施例例如设计b-3和b-4进行比较分析得知，同等条件下，当内槽18与外槽16为对称设计时，如设计b-3，膜片的灵敏度更高；当内槽18与外槽16为非对称设计时，如设计b-4，膜片的刚性、机械强度及机械可靠度更佳。

应当指出的是，上述外侧和内侧是相对于整个mems膜片10的中心部位来说的，上述朝向外侧即为远离所述中心部位的方向，上述朝向内侧即为指向中心部位的方向。由于本发明的实施例中若干外槽16共同界定外圆，若干内槽18共同界定内圆，且外圆与内圆共圆心，外围部14和感测部12也均为圆形，因此，该圆心也为外围部14和感测部12的圆心，也可以说是mems膜片10的圆心，上述各圆心均为同一圆心。mems膜片10的中心部位也可以理解为圆心部位。

外槽16和内槽18的数量可以根据具体的设计需求及实际使用情况设置为多个。

外槽16和内槽18的数量可以相同，也可以不同。优选地，二者数量相同。本发明的设计a、b-1、b-2、b-3、b-4、c-1、c-2和d中，外槽16和内槽18的数量均相同。

外槽16的数量可以为奇数，也可以为偶数，内槽18的数量可以为奇数，也可以为偶数。优选地，二者均为偶数。进一步地，优选为六个以下。再进一步地，优选为四个。本发明的设计a、b-1、b-2、c-1、c-2和d中，外槽16和内槽18均设置为四个，设计b-3和b-4中，外槽16和内槽18均设置为五个。

可以理解地，同等大小的膜片，外槽16和内槽18的数量越小，意味着每段槽的长度越长，位于相邻内外槽末端之间的环形连接臂20的长度越长，膜片受声压作用时感测部的运动越接近活塞式运动模式即直上直下运动模式。在本发明的一些实施例中，外槽16的数量小于六个，例如可为五个、四个、三个或两个，内槽18的数量不做限定，例如可为六个、五个、四个、三个或两个。

在一些实施例中，也可以设置为，外槽16的数量为奇数，内槽18的数量为奇数，二者可以相同，也可以不同。

在另一些实施例中，也可以设置为，外槽16的数量为奇数，内槽18的数量为偶数。

在另一些实施例中，也可以设置为，外槽16的数量为偶数，内槽18的数量为偶数，二者可以相同，也可以不同。

在另一些实施例中，还可以设置为，外槽16的数量为偶数，内槽18的数量为奇数。

在所示的实施例中，若干外槽16沿周向均匀地间隔排布，且每个外槽16的形状和结构一致。若干内槽18沿周向均匀地间隔排布，且每个内槽18的形状和结构一致。下面仅对每种设计的一个外槽16和一个内槽18的形状和结构进行说明。

外槽16的末端设有第一弯折部22，第一弯折部22朝向外侧延伸。第一弯折部22可以包括弧形段，直线段或弧形段与直线段的组合。也就是说，外槽16的末端可以呈弯曲状朝向外侧延伸，也可以呈直线状朝向外侧延伸，还可以先呈弯曲状再呈直线状或者先呈直线状再呈弯曲状朝向外侧延伸等等延伸方式。在一些实施例中，第一弯折部22为u形。

请同时参考图14，在所示的实施例中，每一外槽16的两末端均设有第一弯折部22。为了降低应力集中，第一弯折部22的末端可以为圆弧型末端m。

内槽18的末端设有第二弯折部24，第二弯折部24朝向内侧延伸。第二弯折部24也可以包括弧形段，直线段或弧形段与直线段的组合。也就是说，内槽18的末端可以呈弯曲状朝向内侧延伸，也可以呈直线状朝向内侧延伸，还可以先呈弯曲状再呈直线状或者先呈直线状再呈弯曲状朝向内侧延伸等等延伸方式。在一些实施例中，第二弯折部24为u形。

在所示的实施例中，每一内槽18的两末端均设有第二弯折部24。为了降低应力集中，第二弯折部24的末端可以为圆弧型末端m。

在设计a和d中，外槽16末端的第一弯折部22朝向外侧延伸，且第一弯折部22为弧形段，弧形段朝向外侧呈半个圆括号状延伸。对于一个外槽16来说，该外槽16两末端的两第一弯折部22可以看作形成一个完整的圆括号。而对于相邻的两个外槽16来说，该相邻的两外槽16的相邻近的两第一弯折部22可以看作是两个方向相反的半圆括号。内槽18末端的第二弯折部24朝向内侧延伸，且第二弯折部24也为弧形段，弧形段朝向内侧呈半个圆括号状延伸。对于一个内槽18来说，该内槽18两末端的两第二弯折部24可以看作形成一个完整的圆括号。而对于相邻的两个内槽18来说，该相邻的两内槽18的相邻近的两第二弯折部24可以看作是两个方向相反的半圆括号。

在设计b-1、b-2、b-3和b-4中，外槽16末端的第一弯折部22朝向外侧延伸，且第一弯折部22为直线段。内槽18末端的第二弯折部24朝向内侧延伸，且第二弯折部24也为弧形段，弧形段朝向内侧呈半个圆括号状延伸。对于一个内槽18来说，该内槽18两末端的两第二弯折部24可以看作形成一个完整的圆括号。而对于相邻的两个内槽18来说，该相邻的两内槽18的相邻近的两第二弯折部24可以看作是两个方向相反的半圆括号。

设计b-1、b-2、b-3和b-4的区别在于，设计b-1和b-2中外槽16和内槽18的数量均设置为四个，而设计b-3和b-4中外槽16和内槽18的数量均设置为五个；设计b-1和b-3中内槽18与外槽16为对称设计，而设计b-2和b-4中内槽18与外槽16为非对称设计。

在设计c-1中，外槽16末端的第一弯折部22朝向外侧延伸，且第一弯折部22为直线段。内槽18末端的第二弯折部24朝向内侧延伸，且第二弯折部24也为直线段。

在设计c-2中，外槽16末端的第一弯折部22朝向外侧延伸，且第一弯折部22为直线段。内槽18末端的第二弯折部24朝向内侧延伸，且第二弯折部24为先呈直线状再呈弯曲状朝向内侧延伸，即直线段再接弧形段。在所示的实施例中，每一内槽18两端的弧形段分别朝向相对的方向弯曲延伸。

相邻两外槽16之间形成第一连接臂26，相邻两内槽18之间形成第二连接臂28。分别针对每个设计来讲，每一第一连接臂26的结构和形状相同，周向宽度也相同；每一第二连接臂28的结构和形状相同，周向宽度也相同。第一连接臂26从环形连接臂20的外边缘往外延伸，第二连接臂28从环形连接臂20的内边缘往内延伸，且第一连接臂26与第二连接臂28沿周向相互交错分布。

如前所述，在一些设计中，若干外槽16与若干内槽18互相之间为对称设计，例如，若干外槽16和若干内槽18同时关于感测部12的至少一直径方向对称。具体而言，在设计a、b-1、b-3、c-1、c-2和d中，每一第二连接臂28朝向对应外槽16的中部位置，每一第一连接臂26朝向对应内槽18的中部位置。

在设计a、b-1、c-1、c-2和d中，也即当外槽16和内槽18的数量相等且均为偶数时，外槽16和内槽18均关于沿周向相对的两第二连接臂28之间的连线所在的直径方向对称，并同时关于沿周向相对的两第一连接臂26之间的连线所在的直径方向对称。

在设计b-3中，也即当外槽16和内槽18的数量相等且均为奇数时，外槽16和内槽18均关于沿周向相对的一第二连接臂28与一第一连接臂26之间的连线所在的直径方向对称。

根据mems膜片10具体的设计需求及实际使用情况，第一连接臂26的最小周向宽度可以设置为大于，等于或小于第二连接臂28的最小周向宽度。在设计a、b-1、b-2、b-3、b-4、c-1和c-2中，第一连接臂26的最小周向宽度大于第二连接臂28的最小周向宽度。在设计d中，第一连接臂26的最小周向宽度小于第二连接臂28的最小周向宽度。

在设计a和d中，第一连接臂26的周向宽度沿环形连接臂20的径向向外先减小再增大，第二连接臂28的周向宽度沿环形连接臂20的径向向内先减小再增大。

在设计b-1、b-2、b-3和b-4中，第一连接臂26的周向宽度沿环形连接臂20的径向向外保持不变，第二连接臂28的周向宽度沿环形连接臂20的径向向内先减小再增大。

在设计c-1中，第一连接臂26的周向宽度沿环形连接臂20的径向向外保持不变，第二连接臂28的周向宽度沿环形连接臂20的径向向内保持不变。

在设计c-2中，第一连接臂26的周向宽度沿环形连接臂20的径向向外保持不变，第二连接臂28的周向宽度沿环形连接臂20的径向向内先保持不变然后再增加。

因此，外围部14通过第一连接臂26、环形连接臂20及第二连接臂28与感测部12连接成整体。

当mems膜片10受到外部压力作用时，感测部12朝向受力方向沿垂直膜片的方向相对外围部14呈平面状运动。从另一角度来说，感测部12的外边缘与外围部14的内边缘之间所形成的间隙是均匀的。此时第二连接臂28随同感测部12一起做垂直运动，环形连接臂20翘曲连接在第一连接臂26与第二连接臂28之间。

使用过程中，mems膜片通过固支点固定至mems麦克风等应用场景，上述实施例的mems膜片，带动感测部12位移是靠环形连接臂20和第二连接臂28，而环形连接臂20和第二连接臂28位于远离固支点处，不受固支点位置因半导体工艺变异而影响，因此感测部12的运动对固支点位置变化不敏感，从而提高mems膜片感测的稳定性和可靠性。

在一些实施例中，为了更好地释放膜片上的残余应力，可以在感测部12与外围部14之间的区域设置沿环形排布的至少一中间槽结构，所述至少一中间槽结构与若干外槽16和若干内槽18沿膜片径向间隔排布。若干外槽16包括n个外槽16，n为整数，优选地，n为大于等于2小于等于7的整数，更进一步地，n为大于等于3小于等于5的整数。

本发明实施例中，当mems膜片受到外部压力作用时，感测部12可相对外围部14呈直上直下的活塞式运动，上述中间槽结构的设计可在很大程度上改善感测部12因受力不均发生扭曲，弯曲等形态变化，从而使得感测部12在运动过程中保持整体平整，进而提高电容变化率，提升灵敏度。本发明所称的活塞式运动，是指感测部12在运动过程中整体上能基本保持平面状，更进一步地，感测部12外边缘及靠近外边缘的区域的运动幅度与感测部12中心区域的运动幅度的差值与感测部12中心区域的运动幅度之比小于30％，当设置中间槽结构时，感测部12外边缘及靠近外边缘的区域的运动幅度与感测部12中心区域的运动幅度的差值与感测部12中心区域的运动幅度之比可小于10％。

外槽16的数量过多时，例如达到9个或9个以上时，形成于外槽16之间的第一连接臂26的数量就过多，感测部12在运动时其外边缘受到的约束就会过多，从而使得其外边缘及靠近外边缘的区域无法与其中心区域同步运动，也即感测部12的外边缘及靠近外边缘的区域的运动幅度将大大小于其中心区域的运动幅度。

如图13所示，为本发明mems膜片的结构设计f，本实施例中，中间槽结构仅设置一个。在其他实施例中，中间槽结构也可以设置为多个。所述中间槽结构包括设置在若干外槽16与若干内槽18之间的若干中间槽17，若干中间槽17呈环形且间隔设置于所述外圆与所述内圆之间，若干中间槽17共同界定一第三圆周方向。本实施例中，上述第一圆周方向、第二圆周方向和第三圆周方向共圆心。

本实施例中，相邻两中间槽17之间形成第三连接臂27。若干外槽16与若干中间槽17之间形成第一环形连接臂20a，若干中间槽17与若干内槽18之间形成第二环形连接臂20b，外围部14依次通过第一连接臂26、第一环形连接臂20a、第三连接臂27、第二环形连接臂20b及第二连接臂28与感测部12连接。若干外槽16、若干中间槽17和若干内槽18共同把外围部14和感测部12分隔开来。

第一环形连接臂20a和第二环形连接臂20b的宽度可以根据实际设计需求而定。在所示的实施例中，所述第三连接臂27从所述第一环形连接臂20a朝向所述mems膜片的内侧延伸，所述第一环形连接臂20a的径向宽度小于所述第二环形连接臂20b的径向宽度。可以理解地，所述第三连接臂27也可以从所述第一环形连接臂20a朝向所述mems膜片的外侧延伸，所述第一环形连接臂20a的径向宽度大于所述第二环形连接臂20b的径向宽度。

本实施例中，第一环形连接臂20a和第二环形连接臂20b均具有均匀的径向宽度。

在另一些实施例中，环形连接臂还可以具有变化的径向宽度。例如，在应力较大的区域增加其径向宽度从而增加其刚性，例如，第一环形连接臂20a在靠近中间槽17和/或外槽16的端部处的宽度大于远离端部处的宽度，第二环形连接臂20b在靠近中间槽17和/或内槽18的端部处的宽度大于远离端部处的宽度。

在所示的实施例中，若干外槽16的末端均设有第一弯折部22，第一弯折部22均朝向膜片的外侧延伸；若干内槽18的末端均设有第二弯折部24，第二弯折部24均朝向膜片的内侧延伸；若干中间槽17的末端设有第三弯折部23，第三弯折部23均朝向膜片的内侧延伸，也即与第二弯折部的延伸方向相同。第一弯折部22、第二弯折部24和第三弯折部23皆可以包括弧形段，直线段或弧形段与直线段的组合。

应当指出的是，上述第一弯折部、第二弯折部及第三弯折部的延伸方向仅为本发明的一种实施方式，但本发明不对此限定，在其他实施例中，第三弯折部的延伸方向也可以与第一弯折部的延伸方向相同，即向内延伸或向外延伸或者部分向内部分向外延伸。

本实施例中，若干外槽16、若干内槽18和若干中间槽17整体为对称设计。例如，若干外槽16、若干内槽18和若干中间槽17同时关于感测部12的至少一直径方向对称，也即膜片整体关于感测部12的至少一直径方向对称。

在另一些实施例中，若干外槽16、若干内槽18和若干中间槽17也可以设置为非对称设计或部分对称设计。

外槽16、中间槽17和内槽18的数量可以根据具体的设计需求及实际使用情况设置为多个。

外槽16、中间槽17和内槽18三者的数量可以设置为相同，也可以设置为各不相同，还可以设置为其中两者相同。本实施例中，外槽16、中间槽17和内槽18的数量均设置为相同，数量可以为奇数，也可以为偶数。本发明并不对外槽16、中间槽17及内槽18的数量及其奇偶组合方式做出限定。

在所示的实施例中，若干外槽16沿周向均匀地间隔排布，且每个外槽16的形状和结构一致。若干内槽18沿周向均匀地间隔排布，且每个内槽18的形状和结构一致。若干中间槽17沿周向均匀地间隔排布，且每个中间槽17的形状和结构一致。下面仅对一个外槽16、一个中间槽17和一个内槽18的形状和结构进行说明。

上述外槽16、中间槽17及内槽18末端的弯折部设计在降低应力集中的情况下还可提高膜片的机械灵敏度，增加膜片的可靠性。

本实施例中，每一外槽16的两末端均设有第一弯折部22，每一中间槽17的两末端均设有第三弯折部23，每一内槽18的两末端均设有第二弯折部24。为了进一步降低应力集中，可以将第一弯折部22、第二弯折部24和第三弯折部23的末端均设计为圆弧型末端m(如图14所示)。

如图13所示，中间槽17末端的第三弯折部23朝向内侧延伸，且第三弯折部23也为弧形段与直线段的组合，即第三弯折部23先呈弯曲状圆滑过渡再呈直线状朝向内侧延伸。

本实施例中，每一第一连接臂26的结构和形状相同，周向宽度也相同；每一第二连接臂28的结构和形状相同，周向宽度也相同；每一第三连接臂27的结构和形状相同，周向宽度也相同。第一连接臂26从第一环形连接臂20a的外边缘往外延伸，第二连接臂28从第二环形连接臂20b的内边缘往内延伸，第三连接臂27从第一环形连接臂20a的内边缘往内延伸。且第一连接臂26与第三连接臂27在第一环形连接臂20a的周向上相互交错分布，第二连接臂28与第三连接臂27在第二环形连接臂20b的周向上相互交错分布，如此设计可有效减小应力集中，使得应力分散均匀，避免感测部12在做活塞运动时发生中间部位拱起等变形。

如前所述，若干外槽16、若干内槽18和若干中间槽17同时关于感测部12的至少一直径方向对称，也即膜片整体关于感测部12的至少一直径方向对称。在所示的实施例中，每一第一连接臂26朝向对应中间槽17的中部位置，每一第三连接臂27朝向对应外槽16和对应内槽18的中部位置，每一第二连接臂28朝向对应中间槽17的中部位置，也即第一连接臂26和第二连接臂28位于膜片的同一径向上。此时，膜片整体关于感测部12的多个直径方向对称，例如关于相对的两个第一连接臂26，或者相对的两个第二连接臂28，或者相对的两个第三连接臂27之间的连线所在的直径方向对称。

根据mems膜片10具体的设计需求及实际使用情况，第一连接臂26、第二连接臂28和第三连接臂27三者的周向宽度可以相同，也可以各不相同，或者其中两者相同。本实施例中，第一连接臂26的周向宽度大于第二连接臂28和第三连接臂27的周向宽度，第二连接臂28与第三连接臂27的周向宽度相同。

在所示的实施例中，第一连接臂26的周向宽度沿第一环形连接臂20a的径向向外保持不变，第三连接臂27的周向宽度沿第一环形连接臂20a的径向向内保持不变，第二连接臂28的周向宽度沿第二环形连接臂20吧的径向向内保持不变。

本发明的mems膜片的结构设计f，在外槽与内槽之间设置至少一中间槽结构。当mems膜片受到外部压力作用时，感测部可相对外围部呈直上直下的活塞式运动，在外槽与内槽之间增加中间槽结构的设计，使得感测部能够愈加以平整的形态呈平面状沿垂直膜片的方向相对外围部做活塞运动，进而提高电容变化率，提升灵敏度。

在一些实施方式中，感测部依靠第二连接臂及第一和第二环形连接臂的支撑和拉动而运动，由于第二连接臂远离固支点，因此固支点位置的变异对感测部的运动影响甚微，也即mems膜片的灵敏度变异甚微，因而可提高mems膜片及mems传感器芯片的可靠度。

在一些实施方式中，所述第一和/或第二环形连接臂在应力较大的区域进行加宽，以使得应力较大的区域的径向宽度大于应力较小的区域的径向宽度，从而增加第一和/或第二环形连接臂的刚性及可靠性。

在一些实施方式中，外槽、内槽或中间槽的末端向内或向外延伸形成弯折部，弯折部的形成有助于减小应力集中。

综上所述，本发明提供一种mems膜片，该膜片在感测部与外围部之间设置若干外槽和若干内槽，外槽的末端朝向外侧延伸，内槽的末端朝向内侧延伸。外槽与内槽之间形成环形连接臂，相邻两外槽之间形成第一连接臂，相邻两内槽之间形成第二连接臂。若干外槽呈环形排布在外围部的内边缘，若干内槽呈环形排布在感测部的外边缘。当mems膜片受到外部压力作用时感测部呈平面状沿垂直膜片的方向相对外围部运动，此时外槽与内槽及连接臂形成压力释放路径，可将外界机械力量释放，膜片不与外界机械力量抵抗，因而提高了mems膜片及mems传感器芯片的机械可靠度。

在一些实施例中，当mems膜片受到外部压力如声压作用时，感测部可相对外围部做活塞式运动即运动过程中感测部基本呈平面状，从而提高运动过程中形成于膜片与背极板之间的电容的变化率，从而提升mems传感器芯片的灵敏度。

第一连接臂和第二连接臂在周向上错开以及第一弯折部的末端和第二弯折部的末端的圆弧型设计可减小应力集中，呈弯曲状和/或直线状延伸的第一弯折部和第二弯折部使得感测部的机械灵敏度提高，增加了膜片的可靠性。

本文所描述的概念在不偏离其精神和特性的情况下可以实施成其它形式。所公开的具体实施例应被视为例示性而不是限制性的。因此，本发明的范围是由所附的权利要求，而不是根据之前的这些描述进行确定。在权利要求的字面意义及等同范围内的任何改变都应属于这些权利要求的范围。