[發(fā)明專利]一種MEMS麥克風結構及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310360141.X
• 申請日: 2013-08-16
• 公開（公告）號: CN103491490B
• 公開（公告）日: 2019-03-19
• 發(fā)明（設計）人: 葉紅波;王勇
• 申請（專利權）人: 上海集成電路研發(fā)中心有限公司
• 主分類號: H04R19/04
• 分類號: H04R19/04;H04R31/00
• 代理公司: 上海天辰知識產(chǎn)權代理事務所(特殊普通合伙) 31275
• 代理人: 吳世華;林彥之

1.一種MEMS麥克風芯片，其與集成電路芯片集成于PCB基板上以形成MEMS麥克風結構，其特征在于，所述麥克風芯片包括：

半導體襯底，其具有腔體；

第一介質層，形成于所述襯底上方，具有與所述腔體相通的通孔；

第一器件層，形成于所述第一介質層上方，其包括相互分隔的麥克風下電極及電容下極板，所述麥克風下電極位于所述通孔的上方且至少部分與所述第一介質層接觸；

第二介質層，形成于所述第一器件層上方；

第二器件層，形成于所述第二介質層上方，其包括相互分隔的麥克風上電極及電容上極板，所述麥克風上電極位于所述麥克風下電極的上方并與所述麥克風下電極之間形成空氣隙；所述電容上極板通過所述第二介質層支撐于所述電容下極板的正上方；所述電容上極板、電容下極板及兩者間的所述第二介質層形成去耦電容；

其中所述去耦電容的數(shù)量為2個，所述電容上極板包括分開的第一上極板和第二上極板，所述電容下極板包括分開的第一下極板和第二下極板；所述第一上極板連接至所述PCB基板的地端或電源端，所述第一下極板連接至所述PCB基板的電源端或地端；所述第二上極板連接至所述PCB基板的地端或信號源端，所述第二下極板連接至所述PCB基板的信號源端或地端。

2.如權利要求1所述的MEMS麥克風芯片，其特征在于，所述第一器件層和所述第二器件層的材料為金屬和/或多晶硅材料。

3.如權利要求1所述的MEMS麥克風芯片，其特征在于，所述第一介質層和所述第二介質層的材料為氧化硅。

4.如權利要求1所述的MEMS麥克風芯片，其特征在于，

所述麥克風上電極為振動膜，所述麥克風下電極為背電極；或所述麥克風上電極為背電極，所述麥克風下電極為振動膜。

5.一種MEMS麥克風結構，其特征在于，包括集成電路芯片及如權利要求1-4任一項所述的麥克風芯片，所述麥克風芯片與所述集成電路芯片集成于PCB基板上。

6.一種MEMS麥克風芯片的制造方法，所述麥克風芯片與集成電路芯片集成于PCB基板上以形成MEMS麥克風結構，其特征在于，包括以下步驟：

在襯底上依次形成第一介質層，圖形化的第一器件層和第二介質層；所述第一器件層定義出相互分隔的麥克風下電極及電容下極板；

在所述第二介質層上方形成圖形化的第二器件層；所述第二器件層定義出相互分隔的麥克風上電極及電容上極板，其中所述電容上極板位于所述電容下極板的正上方；所述電容上極板、電容下極板及兩者間的所述第二介質層形成去耦電容；所述去耦電容的數(shù)量為2個，所述電容上極板包括分開的第一上極板和第二上極板，所述電容下極板包括分開的第一下極板和第二下極板；其中所述第一上極板用于連接至所述PCB基板的地端或電源端，所述第一下極板用于連接至所述PCB基板的電源端或地端；所述第二上極板用于連接至所述PCB基板的地端或信號源端，所述第二下極板用于連接至所述PCB基板的信號源端或地端；

形成所述麥克風上電極、電容上極板、麥克風下電極及電容下極板的電連接引出部；

形成貫穿所述襯底的腔體，所述腔體頂部位于所述麥克風下電極以內區(qū)域的下方；以及

進行釋放工藝，去除所述腔體上方的所述第一介質層和第二介質層，以在所述麥克風上電極與麥克風下電極之間形成空氣隙。

7.如權利要求6所述的MEMS麥克風芯片的制造方法，其特征在于，所述第一器件層和所述第二器件層的材料為金屬和/或多晶硅材料。

8.如權利要求6所述的MEMS麥克風芯片的制造方法，其特征在于，所述第一介質層和所述第二介質層的材料為氧化硅。

9.如權利要求6所述的MEMS麥克風芯片的制造方法，其特征在于，所述麥克風上電極為振動膜，所述麥克風下電極為背電極；或所述麥克風上電極為背電極，所述麥克風下電極為振動膜。

10.一種制造權利要求5所述的MEMS麥克風結構的方法，其特征在于，包括以下步驟：

將所述MEMS麥克風芯片及所述集成電路芯片分別安裝于所述PCB基板上；

將所述第一上極板連接至所述PCB基板的地端或電源端，所述第一下極板連接至所述PCB基板的電源端或地端；

將所述第二上極板連接至所述PCB基板的地端或信號源端，所述第二下極板連接至所述PCB基板的信號源端或地端；

將所述麥克風上電極及所述麥克風下電極連接至所述集成電路芯片；以及

在所述PCB基板上覆蓋金屬屏蔽罩。