[發(fā)明專利]一種MEMS麥克風(fēng)的加工方法和MEMS麥克風(fēng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010183704.2
• 申請(qǐng)日: 2020-03-16
• 公開（公告）號(hào): CN111491244B
• 公開（公告）日: 2021-11-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王喆;鄒泉波;邱冠勛;吳立德
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 歌爾微電子有限公司
• 主分類號(hào): H04R19/00
• 分類號(hào): H04R19/00;H04R19/04;H04R31/00
• 代理公司: 北京博雅睿泉專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11442
• 代理人: 柳巖

本發(fā)明公開了一種MEMS麥克風(fēng)的加工方法和MEMS麥克風(fēng)。包括：在襯底之上沉積多晶硅基準(zhǔn)層；從多晶硅基準(zhǔn)層一側(cè)，對(duì)多晶硅基準(zhǔn)層進(jìn)行干法刻蝕，在多晶硅基準(zhǔn)層上形成基準(zhǔn)孔；在多晶硅基準(zhǔn)層上沉積第一犧牲層；在第一犧牲層上沉積多晶硅振膜層，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，第二犧牲層在懸空部的外圍與第一犧牲層連接；在第二犧牲層上沉積氮化硅層；從襯底一側(cè)，對(duì)襯底和二氧化硅保護(hù)層進(jìn)行刻蝕形成第一空腔，第一空腔暴露基準(zhǔn)孔；在第一空腔一側(cè)，從基準(zhǔn)孔對(duì)位于懸空部周圍的第一犧牲層和第二犧牲層進(jìn)行濕法刻蝕，在多晶硅基準(zhǔn)層與氮化硅層之間形成第二空腔；多晶硅振膜層的懸空部懸于第二空腔中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于微機(jī)電加工技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種MEMS麥克風(fēng)的加工方法和MEMS麥克風(fēng)。

背景技術(shù)

現(xiàn)有主流的傳感器，例如麥克風(fēng)、壓力傳感器、位移傳感器等，均采用通過平板電容器的原理進(jìn)行檢測(cè)。例如在麥克風(fēng)的結(jié)構(gòu)中，通常包括襯底以及形成在襯底上的背極板、振膜，其中，背極板與振膜之間具有間隙，使得背極板、振膜共同構(gòu)成了平板式的電容器感測(cè)結(jié)構(gòu)。

在這種微機(jī)電傳感器的加工過程中，通常先在襯底上形成所需結(jié)構(gòu)的材料層，之后通過刻蝕工藝將材料層的不同區(qū)域刻蝕掉，最后留下的結(jié)構(gòu)即為微機(jī)電傳感器。但是，刻蝕工藝中各向異性的刻蝕特點(diǎn)以及半導(dǎo)體材料對(duì)刻蝕工藝的選擇性影響，距離刻蝕工藝起始位置較遠(yuǎn)的區(qū)域的刻蝕程度難以把控。例如，所采用的刻蝕工藝在一種材料中能夠表現(xiàn)出良好的各向異性刻蝕特點(diǎn)，而在刻蝕到另一種材料后則無法表現(xiàn)這種刻蝕特點(diǎn)，從而造成進(jìn)一步刻蝕形成的空腔的尺寸難以達(dá)到設(shè)計(jì)要求。進(jìn)而造成微機(jī)電傳感器的性能受到影響。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種加工MEMS麥克風(fēng)的新技術(shù)方案。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種MEMS麥克風(fēng)的加工方法，包括：

在襯底之上沉積多晶硅基準(zhǔn)層；

從多晶硅基準(zhǔn)層一側(cè)，對(duì)多晶硅基準(zhǔn)層進(jìn)行干法刻蝕，在多晶硅基準(zhǔn)層上形成基準(zhǔn)孔；

在多晶硅基準(zhǔn)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(cè)，對(duì)襯底和二氧化硅保護(hù)層進(jìn)行濕法刻蝕形成第一空腔，所述第一空腔暴露所述基準(zhǔn)孔；

在所述第一空腔一側(cè)，從所述基準(zhǔn)孔對(duì)位于所述懸空部周圍的所述第一犧牲層和第二犧牲層進(jìn)行濕法刻蝕，在所述多晶硅基準(zhǔn)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。

可選地，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；

對(duì)所述第二磷硅玻璃層進(jìn)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(duì)應(yīng)，在所述凹槽上沉積形成多晶硅支撐柱；

在所述第二磷硅玻璃層上沉積形成所述第三磷硅玻璃層；

所述氮化硅層形成在所述第三磷硅玻璃層上。

可選地，對(duì)所述第三磷硅玻璃層進(jìn)行干法刻蝕，形成與所述多晶硅支撐柱位置對(duì)應(yīng)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。

可選地，所述第三磷硅玻璃層的厚度為2微米。