[發明專利]MEMS結構及其制造方法

有效

• 申請號: 201610158466.3
• 申請日: 2016-03-18
• 公開（公告）號: CN107205203B
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發明（設計）人: 萬蔡辛;朱佳輝
• 申請（專利權）人: 共達電聲股份有限公司
• 主分類號: H04R19/00
• 分類號: H04R19/00;H04R31/00
• 代理公司: 北京成創同維知識產權代理有限公司 11449
• 代理人: 蔡純;張靖琳

公開了MEMS結構及其制造方法。所述MEMS結構包括：襯底；可動部件，所述可動部件位于所述襯底上方；固定部件，所述固定部件位于所述可動部件上，并且與所述可動部件彼此相對，以形成電容極板；第二焊盤，位于所述固定部件上；互連部件，連接所述可動部件層面；以及第一焊盤，位于所述互連部件上，所述互連部件使得所述第一焊盤與所述第二焊盤的高度差小于10微米。該MEMS結構利用互連部件在振膜上設置約束點，從而改善振膜的振型。

技術領域

本發明涉及MEMS(微機電系統)結構的制造方法，更具體地，涉及包含振膜的MEMS結構的制造方法。

背景技術

MEMS器件是在微電子技術基礎上發展起來的采用微加工工藝制作的電子機械器件，已經廣泛地用作傳感器和執行器。例如，MEMS器件可以是硅電容麥克風。硅電容麥克風通常包括襯底、背極板和振膜，其中振膜是硅電容麥克風的核心部件，該振膜靈敏地響應聲壓信號并將之轉化為電信號。在硅電容麥克風中，襯底和背極板是固定部件，振膜是可動部件。振膜的一端固定在襯底上，另一端則可以自由振動。與硅電容麥克風類似，基于電容特性的MEMS傳感器以及大部分的MEMS執行器均包括固定部件和可動部件。

在典型的結構中，MEMS結構包括從可動部件和固定部件分別引出的第一焊盤和第二焊盤。由于可動部件和固定部件位于不同的層面，因此，通常將第一焊盤和第二焊盤設置在與可動部件和固定部件相對應的不同層面上。圖1a和1b示出根據現有技術的MEMS結構的俯視圖和截面圖。該MEMS結構例如是硅電容麥克風，包括襯底110、位于襯底110上的振膜層130、位于振膜層130的周邊區域上的支撐層140、位于支撐層140上的背極板150。該MEMS結構還包括接觸振膜層130的第一焊盤111和接觸背極板150的第二焊盤112。振膜層130的第一表面與背極板150相對，第二表面暴露于襯底110中形成的聲腔中。

在上述的MEMS結構中，位于不同層面的焊盤導致MEMS結構在使用狀態下引線困難，并且導致體積過大。作為改進的方案，將第一焊盤和第二焊盤設置在同一個層面上。為此，第二焊盤位于與第一焊盤相同的層面上，并且內部互連結構從可動部件延伸至所需的層面。將第一焊盤和第二焊盤設置在同一個層面，不僅在引線時更為便利，而且可以減小芯片尺寸。然而，上述的互連結構主要用于實現機械和電連接功能，在振膜的聲學特性方面可能產生不利的影響。

因此，期望進一步改進現有MEMS結構及其制造方法，以獲得平面焊盤結構并且改善聲學特性。

發明內容

鑒于上述問題，本發明的目的在于提供一種MEMS結構及其制造方法，其中，利用互連部件在振膜上設置約束點，從而改善振膜的振型。

根據本發明的一方面，提供一種MEMS結構，包括：襯底；

可動部件，所述可動部件位于所述襯底上方；

固定部件，所述固定部件位于所述可動部件上，并且與所述可動部件彼此相對，以形成電容極板；

第二焊盤，位于所述固定部件上；

互連部件，連接所述可動部件層面；以及

第一焊盤，位于所述互連部件上，所述互連部件使得所述第一焊盤與所述第二焊盤的高度差小于10微米。

優選地，所述MEMS結構為MEMS麥克風，所述可動部件和固定部件分別為所述MEMS麥克風的振膜層和背極板，所述振膜層與外部連通以接收聲音信號，

其中，根據所述振膜層的振動特性設置所述互連部件與所述振膜層的連接位置。

優選地，所述互連部件的至少部分結構以面接觸的方式與所述振膜層連接。

優選地，所述互連部件包括：

第一部分，所述第一焊盤位于所述第一部分上；