[發明專利]一種MEMS麥克風及其制作方法

有效

• 申請號: 201610498069.0
• 申請日: 2016-06-29
• 公開（公告）號: CN107548000B
• 公開（公告）日: 2019-12-03
• 發明（設計）人: 王強;許謝慧娜;丁攀;葉星
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造(北京)有限公司;中芯國際集成電路制造(上海)有限公司
• 主分類號: H04R19/04
• 分類號: H04R19/04;H04R31/00
• 代理公司: 31219 上海光華專利事務所(普通合伙)
• 代理人: 余明偉<國際申請>=<國際公布>=<進入

1.一種MEMS麥克風，其特征在于，所述麥克風包括：

襯底，所述襯底具有第一表面及與第一表面相對的第二表面；

位于所述襯底第一表面的電容結構，所述電容結構包括：由刻蝕后的鈍化層和襯底圍成的空腔、位于所述空腔內且位于所述刻蝕后的鈍化層下方的固定電極、與所述固定電極相對的振動膜、位于所述固定電極中的間隔分布的聲孔、及位于所述聲孔中的限幅結構，其中，所述固定電極四周設有未被所述刻蝕后的鈍化層覆蓋的多晶硅間隔層，所述聲孔位于所述多晶硅間隔層之間；

位于所述襯底內的背腔，所述襯底的第二表面暴露出所述背腔的頂部，所述背腔的底部暴露出所述電容結構。

2.根據權利要求1所述的MEMS麥克風，其特征在于，所述多晶硅間隔層為表面光滑的弧形。

3.根據權利要求1所述的MEMS麥克風，其特征在于，所述多晶硅間隔層的最大厚度H與所述固定電極的厚度D相同。

4.根據權利要求1所述的MEMS麥克風，其特征在于，所述多晶硅間隔層的最大長度L與所述固定電極的厚度D呈正比；所述固定電極的厚度D越大，所述多晶硅間隔層的最大長度L越大。

5.根據權利要求1所述的MEMS麥克風，其特征在于，所述多晶硅間隔層的最大厚度H的范圍為0.2～0.25um。

6.根據權利要求1所述的MEMS麥克風，其特征在于，所述多晶硅間隔層的最大長度L的范圍為0.15～0.25um。

7.一種MEMS麥克風的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括：

S1：提供一襯底，所述襯底具有第一表面、及與第一表面相對的第二表面；

S2：在所述襯底的第一表面形成第一犧牲層，所述第一犧牲層表面具有第一凹槽，在所述第一犧牲層表面形成第二犧牲層，所述第二犧牲層表面具有與第一凹槽相對的第二凹槽、及與第一凹槽貫通的第三凹槽；

S3：在所述第二犧牲層表面形成振動膜，所述振動膜表面具有與第二凹槽相對的第四凹槽；

S4：在所述振動膜表面形成第三犧牲層，所述第三犧牲層表面具有與第四凹槽相對的第五凹槽、及暴露出振動膜的第六凹槽，在所述第三犧牲層表面形成第四犧牲層，所述第四犧牲層表面具有與第六凹槽相對的第七凹槽；

S5：在所述第四犧牲層表面形成第一氧化層，在所述第一氧化層表面形成多晶硅層，并對所述多晶硅層進行刻蝕，形成固定電極、位于所述固定電極四周的多晶硅間隔層及位于所述多晶硅間隔層之間聲孔；

S6：在所述S5形成的結構表面形成鈍化層，對所述鈍化層進行圖形化刻蝕，暴露出所述多晶硅間隔層及聲孔，并在所述第七凹槽的位置形成限幅結構；

S7：對所述襯底的第二表面進行刻蝕，形成背腔，暴露出所述第一犧牲層；

S8：采用緩沖氧化物刻蝕技術對第一、第二、第三、第四犧牲層、第一氧化層及鈍化層進行刻蝕，形成空腔，釋放所述振動膜；

S9：在S8所述結構的兩側鈍化層的上表面分別形成金屬電極。

8.根據權利要求7所述的MEMS麥克風的制作方法，其特征在于，所述S5中形成多晶硅間隔層的具體步驟包括：

S51：在所述第一氧化層表面形成多晶硅層，并對所述多晶硅層進行刻蝕，暴露出所述多晶硅層四周的第一氧化層；

S52：在所述多晶硅層、及第一氧化層表面形成第二氧化層；

S53：通過設置選擇比大于1:1的刻蝕氣體對所述第二氧化層進行刻蝕，之后再將所述刻蝕氣體的選擇比設置為1:1，刻蝕掉所述第二氧化層，并對所述多晶硅層進行刻蝕，形成固定電極和多晶硅間隔層。

9.根據權利要求8所述的MEMS麥克風的制作方法，其特征在于，所述S53中刻蝕第二氧化層的刻蝕速率與刻蝕多晶硅層的刻蝕速率相等。

10.根據權利要求8所述的MEMS麥克風的制作方法，其特征在于，所述第一氧化層與所述第二氧化層均為SiO₂層。