[發明專利]一種MEMS麥克風的加工方法和MEMS麥克風

有效

• 申請號: 202010183704.2
• 申請日: 2020-03-16
• 公開（公告）號: CN111491244B
• 公開（公告）日: 2021-11-16
• 發明（設計）人: 王喆;鄒泉波;邱冠勛;吳立德
• 申請（專利權）人: 歌爾微電子有限公司
• 主分類號: H04R19/00
• 分類號: H04R19/00;H04R19/04;H04R31/00
• 代理公司: 北京博雅睿泉專利代理事務所(特殊普通合伙) 11442
• 代理人: 柳巖

1.一種MEMS麥克風的加工方法，其特征在于，包括：

在襯底之上沉積多晶硅基準層；

從多晶硅基準層一側，對多晶硅基準層進行干法刻蝕，在多晶硅基準層上形成基準孔；

在多晶硅基準層上沉積第一犧牲層；

在第一犧牲層上沉積多晶硅振膜層，所述多晶硅振膜層具有懸空部；

在多晶硅振膜層上沉積第二犧牲層，所述第二犧牲層在所述懸空部的外圍與所述第一犧牲層連接；

在所述第二犧牲層上沉積氮化硅層；

從襯底一側，對襯底和二氧化硅保護層進行刻蝕形成第一空腔，所述第一空腔暴露所述基準孔；

在所述第一空腔一側，從所述基準孔對位于所述懸空部周圍的所述第一犧牲層和第二犧牲層進行濕法刻蝕，在所述多晶硅基準層與氮化硅層之間形成第二空腔；

所述多晶硅振膜層的懸空部懸于所述第二空腔中；

其中，所述第二犧牲層包括第二磷硅玻璃層和第三磷硅玻璃層；

在所述多晶硅振膜層上沉積形成所述第二磷硅玻璃層，在所述第二磷硅玻璃層上沉積形成所述第三磷硅玻璃層。

2.根據權利要求1所述的加工方法，其特征在于，

對所述第二磷硅玻璃層進行濕法刻蝕，形成與所述多晶硅振膜層連通的凹槽，所述凹槽的位置與所述懸空部的位置對應，在所述凹槽上沉積形成多晶硅支撐柱；

所述氮化硅層形成在所述第三磷硅玻璃層上。

3.根據權利要求2所述的加工方法，其特征在于，對所述第三磷硅玻璃層進行干法刻蝕，形成與所述多晶硅支撐柱位置對應的凹槽；

形成在所述第三磷硅玻璃層上的氮化硅層嵌入所述第三磷硅玻璃層的凹槽中。

4.根據權利要求2所述的加工方法，其特征在于，所述第三磷硅玻璃層的厚度為2微米，所述第二磷硅玻璃層中摻雜元素和第三磷硅玻璃層中摻雜元素不同。

5.根據權利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述第一犧牲層包括二氧化硅犧牲層和第一磷硅玻璃層；

在所述多晶硅基準層的表面和基準孔中沉積形成二氧化硅犧牲層，所述二氧化硅犧牲層的厚度為1微米；

對多晶硅基準層上的二氧化硅犧牲層進行濕法刻蝕，在所述二氧化硅犧牲層上形成凹槽；

在所述二氧化硅犧牲層上沉積形成第一磷硅玻璃層，所述第一磷硅玻璃層在對應于所述二氧化硅犧牲層的凹槽處形成凹槽，所述第一磷硅玻璃層的厚度為5微米，磷的質量百分比為5wt％；

形成在所述第一磷硅玻璃層上的多晶硅振膜層嵌入所述第一磷硅玻璃層的凹槽中，形成振膜凸點；

在刻蝕形成所述第二空腔后，所述振膜凸點與所述多晶硅基準層之間形成避讓間隙。

6.根據權利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述干法刻蝕為反應離子刻蝕(RIE)。

7.根據權利要求1所述的加工方法，其特征在于，采用低壓化學氣相沉積(LPCVD)形成所述多晶硅基準層；

和/或，采用低壓化學氣相沉積(LPCVD)形成所述多晶硅振膜層。

8.根據權利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述多晶硅基準層的厚度為0.5微米；

和/或，所述多晶硅振膜層的厚度為1微米。

9.根據權利要求1所述的加工方法，其特征在于，沉積形成多晶硅基準層之前，在所述襯底上沉積形成二氧化硅保護層，在二氧化硅保護層上直接沉積形成所述多晶硅基準層；

在形成所述第一空腔的工藝中，采用反應離子刻蝕(RIE)對襯底進行刻蝕，采用濕法刻蝕對所述二氧化硅保護層進行刻蝕。

10.根據權利要求9所述的加工方法，其特征在于，所述二氧化硅保護層的厚度為0.5微米。

11.一種MEMS麥克風，其特征在于，所述MEMS麥克風采用權利要求1-10任意之一所述的加工方法制成；

所述多晶硅振膜層具有連接端和懸空部，所述連接端固定在所述多晶硅基準層與氮化硅層之間，所述懸空部懸于所述氮化硅層與所述多晶硅基準層之間。