[發(fā)明專利]MEMS麥克風(fēng)及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010090860.4
• 申請日: 2020-02-13
• 公開（公告）號: CN111277937B
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 傅思宇;陸曉龍;劉國安;王宇
• 申請（專利權(quán)）人: 中芯集成電路制造（紹興）有限公司
• 主分類號: H04R19/04
• 分類號: H04R19/04;H04R31/00
• 代理公司: 上海思微知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31237
• 代理人: 曹廷廷

本發(fā)明提供了一種MEMS麥克風(fēng)及其制造方法，能夠在背板上覆蓋第二隔離層后且在刻蝕第二介質(zhì)層以形成空腔之前，先刻蝕聲孔底部的部分第二隔離層以形成相對凸出的屋檐阻擋部，以在刻蝕第二介質(zhì)層以形成空腔的過程中，防止背板的聲孔側(cè)壁上的第二隔離層被刻蝕掉，從而保證最終形成的MEMS麥克風(fēng)的背板中的背板材料層被第一隔離層和第二隔離層掩蔽在內(nèi)，繼而在制得的MEMS麥克風(fēng)產(chǎn)品的后續(xù)使用過程中保證背板中的背板材料層與空氣隔離，防止發(fā)生背板漏電的情況。進(jìn)一步地，在刻蝕第二介質(zhì)層以形成空腔的過程中同時刻蝕去除各聲孔底部多出來的屋檐阻擋部，以簡化工藝過程，并避免額外的屋檐阻擋部去除工藝給器件性能帶來不利影響。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及麥克風(fēng)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種MEMS麥克風(fēng)及其制造方法。

背景技術(shù)

目前應(yīng)用較多且性能較好的麥克風(fēng)是微電機(jī)系統(tǒng)麥克風(fēng)(Micro-Electro-Mechanical-System Microphone)，又稱硅基電容麥克風(fēng)，以下簡稱為MEMS麥克風(fēng)。MEMS麥克風(fēng)是一種用微機(jī)械加工技術(shù)制作出來的電聲換能器，其具有體積小、頻響特性好、噪聲低等特點(diǎn)。目前MEMS麥克風(fēng)多由硅基底以及位于基底上的感應(yīng)振膜和剛性背板組成，剛性背板通常暴露在空氣中，其上開設(shè)有聲孔以接收外界的聲音，感應(yīng)振膜與剛性背板相對并相隔一定距離，感應(yīng)振膜與剛性背板組成的平板電容，感應(yīng)振膜與剛性背板分別作為該平板電容的兩個電極，感應(yīng)振膜在聲波的作用下產(chǎn)生振動以改變其與剛性背板之間的距離，進(jìn)而改變該平板電容的電容，以將聲波信號轉(zhuǎn)化為了電信號。

目前的MEMS麥克風(fēng)的剛性背板作為平板電容的一個電極，其通常包括多晶硅等導(dǎo)電材料制作，當(dāng)該剛性背板暴露在空氣中時，位于聲孔側(cè)壁上的導(dǎo)電材料甚至位于背板背向振膜的表面上的導(dǎo)電材料會直接與空氣接觸，導(dǎo)致在高溫高濕環(huán)境下存在漏電風(fēng)險。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種MEMS麥克風(fēng)及其制造方法，以解決剛性背板中的導(dǎo)電材料暴露在空氣中而引起漏電風(fēng)險的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種MEMS麥克風(fēng)的制造方法，包括以下步驟：

提供基底，在所述基底的表面上形成振膜材料層，并圖形化所述振膜材料層以形成振膜；

在所述振膜和所述振膜暴露出的基底的表面上依次形成第二介質(zhì)層、第一隔離層和背板材料層，并圖形化所述背板材料層和所述第一隔離層，以形成背板，且所述背板中形成有多個貫穿所述背板材料層和所述第一隔離層的聲孔；

在所述背板和所述聲孔的表面上覆蓋第二隔離層，并刻蝕去除各個所述聲孔底部上的部分第二隔離層，剩余的第二隔離層覆蓋所述背板的上表面、各個所述聲孔的側(cè)壁及各個所述聲孔的部分底部上，且在每個所述聲孔的底部處形成相對所述聲孔的側(cè)壁上的第二隔離層凸出的屋檐遮擋部；

經(jīng)各個所述聲孔去除部分或全部的所述第二介質(zhì)層，以形成位于所述振膜和所述背板之間的空腔，并保留覆蓋所述背板的上表面和各個所述聲孔的側(cè)壁上的第二隔離層。

可選地，所述振膜材料層選自金屬、未摻雜的多晶硅、摻雜的多晶硅、未摻雜的非晶硅和摻雜的非晶硅中的至少一種；所述背板材料層選自金屬、未摻雜的多晶硅、摻雜的多晶硅、未摻雜的非晶硅和摻雜的非晶硅中的至少一種。

可選地，在所述基底的表面上形成振膜材料層之前，先在所述基底的表面上形成第一介質(zhì)層。

可選地，所述第二介質(zhì)層為將所述振膜掩埋在內(nèi)并僅覆蓋所述空腔區(qū)域的圖形化結(jié)構(gòu)，所述第一隔離層覆蓋在所述第二介質(zhì)層和所述第二介質(zhì)層暴露出的所述基底的表面上，且在形成所述空腔時，經(jīng)各個所述聲孔去除全部的所述第二介質(zhì)層；或者，所述第二介質(zhì)層為覆蓋所述振膜及所述振膜外圍的基底上的膜層結(jié)構(gòu)，所述第一隔離層覆蓋在所述第二介質(zhì)層上，且在形成所述空腔時，經(jīng)各個所述聲孔去除部分所述第二介質(zhì)層，以使得所述空腔外圍還剩余有部分第二介質(zhì)層以用作支撐所述背板的邊緣的支撐結(jié)構(gòu)。