[發明專利]采用多孔SOI硅硅鍵合的MEMS硅麥克風及其制造方法

有效

• 申請號: 201310056813.8
• 申請日: 2013-02-22
• 公開（公告）號: CN103139691A
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發明（設計）人: 繆建民
• 申請（專利權）人: 上海微聯傳感科技有限公司
• 主分類號: H04R19/04
• 分類號: H04R19/04;H04R31/00
• 代理公司: 上海浦東良風專利代理有限責任公司 31113
• 代理人: 陳志良

1.一種采用多孔SOI硅硅鍵合的MEMS硅麥克風的制造方法，包括多孔背極板硅基（1）及位于所述多孔背極板硅基上方的單晶硅振膜（2），其特征在于：所述的多孔背極板硅基（1）和單晶硅振膜（2）作為麥克風電容的兩極板，經過硅硅鍵合工藝鍵合成一體；所述麥克風的制造方法包括如下步驟：

a、采用導電性良好的背極板硅基；

b、在上述背極板硅基上DRIE刻蝕出若干盲孔，此盲孔為麥克風的聲孔；

c、在上述背極板硅基上熱氧化出一層氧化硅層；

d、提供導電性良好的單晶硅作為振動薄膜基板，并在該基板上熱氧化出一層氧化硅層；

e、將上述振動薄膜基板和背極板硅基鍵合；

f、將上述振動薄膜基板減薄成為振動薄膜；

g、等離子刻蝕上述振動薄膜，刻蝕貫穿振動薄膜，刻蝕部分下面的氧化硅，形成所需小凸柱的外輪廓；

h、等離子刻蝕貫穿上述振動薄膜及其下的氧化硅，露出背極板硅基上沉積金屬電極的面；

i、在上述器件表面LPCVD摻雜多晶硅；

j、去除上述器件中背極板硅基背面的多晶硅和氧化硅；

k、在上述器件上表面沉積金屬層；

l、刻蝕貫穿上述器件的金屬層及其下的多晶硅，形成金屬電極和小凸柱；

m、在上述器件上表面沉積一層PECVD氧化硅；

n、在上述器件的背極板硅基背面DRIE蝕刻背腔直至背極板硅基上的氧化硅，背腔位于聲孔的正下方；

o、濕法去除上述器件中PECVD生成的氧化硅；

p、濕法去除上述器件中背極板硅基背腔及聲孔間的氧化硅以及振動薄膜振動部分下方的氧化硅，釋放振動薄膜。

2.一種由權利要求?1?所述制造方法獲得的采用多孔SOI硅硅鍵合的MEMS硅麥克風，其特征在于：多孔背極板硅基（1）和單晶硅振膜（2）均導電良好，作為麥克風電容的兩極板；多孔背極板硅基（1）上沉積有背極板多晶硅（7），背極板多晶硅（7）上沉積有背極板金屬電極（6），背極板金屬電極（6）經背極板多晶硅（7）和多孔背極板硅基（1）電連接；多孔背極板硅基（1）上設有聲孔（3）和背腔（4），聲孔（3）和背腔（4）相通；單晶硅振膜（2）上設有小凸柱（8），小凸柱（8）的材質為多晶硅和金屬層，小凸柱（8）避免單晶硅振膜（2）和多孔背極板硅基（1）的吸合；單晶硅振膜（2）上沉積有振膜多晶硅（11），振膜多晶硅（11）上沉積有振膜金屬電極（10），振膜金屬電極（10）經振膜多晶硅（11）和單晶硅振膜（2）電連接；振膜金屬電極（10）和背極板電極（6）均采用Al/Cu合金與TiN材質，分別為麥克風電容兩極板的輸出信號引出端，用來與CMOS信號放大電路實現電連接；單晶硅振膜（2）和多孔背極板硅基（1）經硅硅鍵合工藝鍵合成一體，單晶硅振膜（2）由氧化硅層（9）支撐懸于多孔背極板硅基（1）的上方，單晶硅振膜（2）和多孔背極板硅基（1）之間設有氣隙（5），多孔背極板硅基（1）、單晶硅振膜（2）和氣隙（5）形成電容結構。

3.根據權利要求?2?所述的采用多孔SOI硅硅鍵合的MEMS硅麥克風，其特征在于：所述的單晶硅振膜（2）是利用單晶硅片減薄后形成的，所述的單晶硅振膜（2）厚度為2～3微米。

4.根據權利要求?3所述的采用多孔SOI硅硅鍵合的MEMS硅麥克風，其特征在于：所述的單晶硅振膜（2）和多孔背極板硅基（1）之間的氣隙（5）由濕法刻蝕氧化硅形成。