[發(fā)明專利]一種MEMS麥克風缺陷監(jiān)控結(jié)構(gòu)及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310630284.8
• 申請日: 2013-11-29
• 公開（公告）號: CN103607687B
• 公開（公告）日: 2018-10-16
• 發(fā)明（設計）人: 康曉旭;袁超;周煒捷
• 申請（專利權(quán)）人: 上海集成電路研發(fā)中心有限公司
• 主分類號: H04R29/00
• 分類號: H04R29/00;H04R31/00
• 代理公司: 上海天辰知識產(chǎn)權(quán)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麥克風的缺陷監(jiān)控結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括：

襯底，其具有腔體；

第一介質(zhì)層，形成于所述襯底上表面，具有與所述腔體相通的通孔；

下電極層，包括振動膜及與之相連的第一引出部，所述振動膜位于所述通孔的上方；

第二介質(zhì)層，位于所述振動膜以外區(qū)域的第一介質(zhì)層和下電極層上方；

依次位于所述第二介質(zhì)層上的上電極層及絕緣層，所述絕緣層具有主體部，所述主體部中形成多個開孔，所述上電極層包括第二引出部以及在所述開孔下方形成的多個朝向所述振動膜延伸的具有中空部的下凹結(jié)構(gòu)，所述下凹結(jié)構(gòu)與所述絕緣層的主體部構(gòu)成背電極結(jié)構(gòu)；其中所述下凹結(jié)構(gòu)的截面為凹字形，其底部與所述振動膜平行；所述多個下凹結(jié)構(gòu)互不相連，且通過多個所述第二引出部分別引出；所述多個下凹結(jié)構(gòu)的底部與所述振動膜形成多個平板電容；

空氣隙，形成于所述振動膜與所述背電極結(jié)構(gòu)之間；以及

釋放孔，形成于所述背電極結(jié)構(gòu)中，與所述空氣隙連通。

2.如權(quán)利要求1所述的MEMS麥克風的缺陷監(jiān)控結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述釋放孔形成于所述下凹結(jié)構(gòu)和/或所述絕緣層的主體部中。

3.如權(quán)利要求1所述的MEMS麥克風的缺陷監(jiān)控結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述上電極層和所述下電極層的材料為金屬或摻雜的多晶硅。

4.如權(quán)利要求1所述的MEMS麥克風的缺陷監(jiān)控結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述絕緣層的材料為氮化硅，所述第一介質(zhì)層和第二介質(zhì)層的材料為氧化硅。

5.如權(quán)利要求1所述的MEMS麥克風的缺陷監(jiān)控結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述缺陷監(jiān)控結(jié)構(gòu)通過使用一倍光刻版進行曝光而形成于整個硅片的特定芯片上，所述一倍光刻版的芯片圖形對應于整個硅片的芯片圖形。

6.一種MEMS麥克風的缺陷監(jiān)控結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，包括以下步驟：

在襯底上依次形成第一介質(zhì)層，圖形化的下電極層和第二介質(zhì)層；所述下電極層定義出振動膜以及與所述振動膜相連的第一引出部；

刻蝕所述第二介質(zhì)層以在所述第二介質(zhì)層中形成多個溝槽；

在上述結(jié)構(gòu)上沉積上電極層并圖形化，所述上電極層定義出多個在所述溝槽中沉積為一層且從所述溝槽側(cè)壁上端水平向外延伸的具有中空部的下凹結(jié)構(gòu)以及與所述多個下凹結(jié)構(gòu)對應相連的多個第二引出部；所述下凹結(jié)構(gòu)的截面為凹字形，且所述多個下凹結(jié)構(gòu)互不相連；

沉積第三介質(zhì)層并圖形化，使所述第三介質(zhì)層僅填充在所述多個下凹結(jié)構(gòu)的中空部內(nèi)；

在上述結(jié)構(gòu)上沉積絕緣層并圖形化，去除所述第三介質(zhì)層上的所述絕緣層，所述絕緣層具有包圍所述第三介質(zhì)層的主體部；

刻蝕去除所述第三介質(zhì)以在所述絕緣層主體部中形成暴露出所述多個下凹結(jié)構(gòu)的開孔；所述絕緣層的主體部與所述多個下凹結(jié)構(gòu)形成背電極結(jié)構(gòu)；

在所述背電極結(jié)構(gòu)中形成多個底部延伸至所述第二介質(zhì)層的釋放孔；

形成貫穿所述襯底的腔體，所述腔體頂部位于所述振動膜以內(nèi)區(qū)域的下方；以及

通過所述腔體及所述釋放孔進行釋放工藝，去除所述腔體上方的所述第一介質(zhì)層和第二介質(zhì)層，所述背電極結(jié)構(gòu)與所述振動膜之間形成的空氣隙，所述多個下凹結(jié)構(gòu)的底部與所述振動膜形成多個平板電容。

7.如權(quán)利要求6所述的MEMS麥克風的缺陷監(jiān)控結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，在所述背電極結(jié)構(gòu)中形成多個底部延伸至所述第二介質(zhì)層的釋放孔的步驟為：

沉積上電極層并圖形化，所述上電極層定義出所述多個下凹結(jié)構(gòu)以及所述多個第二引出部，且至少部分所述下凹結(jié)構(gòu)中形成通孔以作為所述釋放孔；和/或

在所述絕緣層的主體部中刻蝕出所述釋放孔。

8.如權(quán)利要求6所述的MEMS麥克風的缺陷監(jiān)控結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，所述上電極層和所述下電極層的材料為金屬或摻雜的多晶硅。

9.如權(quán)利要求6所述的MEMS麥克風的缺陷監(jiān)控結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，所述絕緣材料為氮化硅，所述第一介質(zhì)層的材料為氧化硅。

10.如權(quán)利要求6所述的MEMS麥克風的缺陷監(jiān)控結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，所述缺陷監(jiān)控結(jié)構(gòu)形成于整個硅片的特定芯片上，進行所述制造方法的各步驟所采用的多個光刻版均為一倍光刻版，所述一倍光刻版的芯片圖形對應于整個硅片的芯片圖形。