[發明專利]MEMS麥克風芯片及其制造方法

有效

• 申請號: 201010134334.X
• 申請日: 2010-03-29
• 公開（公告）號: CN102209287A
• 公開（公告）日: 2011-10-05
• 發明（設計）人: 蔡孟錦
• 申請（專利權）人: 歌爾聲學股份有限公司
• 主分類號: H04R19/04
• 分類號: H04R19/04;H04R31/00
• 代理公司: 北京鴻元知識產權代理有限公司 11327
• 代理人: 陳英俊

技術領域

本發明涉及麥克風芯片及其制造方法，尤其涉及一種MEMS麥克風芯片及其制造封裝方法。

背景技術

近年來，隨著手機、筆記本等電子產品體積不斷減小、性能越來越高，相應地要求配套的電子零部件的體積不斷減小、且性能和一致性提高，并且利用MEMS(微機電系統)工藝集成的MEMS麥克風開始被批量應用到手機、筆記本等電子產品中。在這種背景下，對利用MEMS工藝技術生產的MEMS麥克風的需求正在快速增加。MEMS麥克風的一個核心器件就是利用MEMS工藝制作的MEMS麥克風芯片，此芯片可以完成聲-電轉換功能。

圖1為現有的一種MEMS麥克風芯片的結構示意圖，如圖1所示，該MEMS麥克風芯片包括一個基底1，基底1上設置有上下貫通的孔11，基底上方設置有一個由固定極板2、隔離層3和振動膜4構成的一個平行板電容器，平行板電容器中的振動膜4可以從上方或者下方接受外界的聲音信號并發生振動，從而使平行板電容器產生一個電信號，實現聲-電轉換功能。固定極板2上設置有一個金屬連接點21，振動膜4上設置有一個金屬連接點41，連接點21和41可以分別將平行板電容器的兩個電極引出。

一般這種芯片的制作是在晶圓上利用MEMS工藝制作出多個MEMS芯片來，然后進行切割，分散為多個獨立的MEMS芯片單元。圖2為MEMS麥克風芯片未切割前連接在一起的兩個MEMS芯片單元的結構示意圖，如圖2所示，若沿虛線位置處進行切割，就能成為兩個獨立的MEMS芯片單元。為便于表示，此處僅用兩個尚未切割的MEMS芯片單元加以表示，實際生產中，會有較多數量的MEMS芯片單元一起進行切割工藝。對于這種結構的MEMS芯片，主要有兩種切割工藝，一種是水切割，這種切割工藝成本較為低廉，但是平行板電容器中的振動膜等區域非常脆弱，切割過程中很容易受到污染；另一種切割工藝為激光切割，激光切割可以避免MEMS芯片受到污染的問題，但是成本非常高昂，不適合大批量投入生產。

并且，MEMS芯片制作過程中，基底中的貫穿孔需要通過蝕刻工藝形成，基底厚度較大的問題也給腐蝕工藝帶來了困難，造成蝕刻效率低下并且MEMS芯片的成品率較低；另外，MEMS芯片制作過程中還要求基底具備一定的厚度，以防止芯片損壞或者破碎，這樣就進一步增加了MEMS芯片單元的切割成本，降低了切割的效率。

發明內容

為了解決上述現有技術中存在的問題，本發明提供一種新型MEMS麥克風芯片以及制造這種MEMS麥克風芯片的方法。

為了實現上述目的，本發明提供的一種MEMS麥克風芯片，包括基底以及設置在基底上的平行板電容器，平行板電容器的一側相對于基底，另一側外部設置有保護裝置，用于保護MEMS麥克風芯片的主體結構。

此外，優選的結構是，平行板電容器包括固定極板、振動膜和設置在所述固定極板和振動膜之間的隔離層；并且，固定極板和振動膜上分別設置有將所述平行板電容器的兩個電極引出的金屬連接點。

再者，優選的結構是，所述保護裝置安裝在振動膜上，并且所述固定極板以及振動膜上的金屬連接點均設置在所述保護裝置外部。

優選的，保護裝置為金屬帽。

優選的，保護裝置包括一環形支撐圈和固定在所述環形支撐圈外部的平板。

優選的，基底的厚度范圍為50-200微米。

另一方面，本發明還提供了一種上述MEMS麥克風芯片的制造方法，包括如下步驟：

S1：對晶圓進行蝕刻，在基板材料層上制作出帶有平行板電容器的MEMS麥克風芯片單元；

S2：將保護裝置固定在所述平行板電容器外部。

優選的，在步驟S1中，進一步包括：

制作帶孔的固定極板、隔離層以及振動膜的步驟；

分別在固定極板以及振動膜上設置金屬連接點的步驟。

優選的，在步驟S2之后，還包括：

S3：研磨基板材料層使其變薄，作為MEMS麥克風芯片的基底。

優選的，在步驟S3之后，還包括：

S4：通過蝕刻工藝在基底上設置貫通穿孔；

S5：對完成上述S1～S4步驟的晶圓進行切割，分離MEMs麥克風芯片單元。