[發(fā)明專利]一種MEMS結(jié)構(gòu)的制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010317031.5
• 申請日: 2020-04-21
• 公開（公告）號: CN111453691B
• 公開（公告）日: 2023-05-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉端
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽奧飛聲學(xué)科技有限公司
• 主分類號: B81B3/00
• 分類號: B81B3/00;B81B7/02;B81C1/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本申請公開了一種MEMS結(jié)構(gòu)的制造方法，包括：在襯底的正面上方形成壓電復(fù)合振動層；蝕刻所述襯底的背面直至到達所述壓電復(fù)合振動層，其中，所述襯底包括外環(huán)體和設(shè)置于所述外環(huán)體內(nèi)并且與所述外環(huán)體間隔設(shè)置的第一內(nèi)環(huán)體，所述外環(huán)體和所述第一內(nèi)環(huán)體之間以及所述第一內(nèi)環(huán)體內(nèi)側(cè)具有空腔；蝕刻分割所述壓電復(fù)合振動層，使所述壓電復(fù)合振動層包括與所述第一內(nèi)環(huán)體連接的固定端和懸置于所述空腔上方的自由端。本申請?zhí)峁┑腗EMS結(jié)構(gòu)的制造方法工藝簡易，并且降低了壓電復(fù)合振動層的膜片翹曲的幾率，提高了成品率和器件的穩(wěn)定性，有效地提高了靈敏度。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，具體來說，涉及一種MEMS(MicroelectroMechanical?Systems的簡寫，即微機電系統(tǒng))結(jié)構(gòu)的制造方法。

背景技術(shù)

MEMS傳聲器(麥克風(fēng))主要包括電容式和壓電式兩種。MEMS壓電傳聲器是利用微電子機械系統(tǒng)技術(shù)和壓電薄膜技術(shù)制備的傳聲器，由于采用半導(dǎo)體平面工藝和體硅加工等技術(shù)，所以其尺寸小、體積小、一致性好。同時相對于電容傳聲器還有不需要偏置電壓，工作溫度范圍大，防塵、防水等優(yōu)點，但其靈敏度比較低，制約著MEMS壓電傳聲器的發(fā)展。而且，MEMS壓電傳聲器的膜片尺寸較大時容易造成膜片翹曲。

針對相關(guān)技術(shù)中如何提高壓電式MEMS結(jié)構(gòu)的靈敏度低和膜片容易翹曲的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容

針對相關(guān)技術(shù)中的問題，本申請?zhí)岢隽艘环NMEMS結(jié)構(gòu)的制造方法，能夠降低膜片翹曲的幾率，并且提高靈敏度。

本申請的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：

根據(jù)本申請的一個方面，提供了一種MEMS結(jié)構(gòu)的制造方法，包括：

在襯底的正面上方形成壓電復(fù)合振動層；

蝕刻所述襯底的背面直至到達所述壓電復(fù)合振動層，其中，所述襯底包括外環(huán)體和設(shè)置于所述外環(huán)體內(nèi)并且與所述外環(huán)體間隔設(shè)置的第一內(nèi)環(huán)體，所述外環(huán)體和所述第一內(nèi)環(huán)體之間以及所述第一內(nèi)環(huán)體內(nèi)側(cè)具有空腔；

蝕刻分割所述壓電復(fù)合振動層，使所述壓電復(fù)合振動層包括與所述第一內(nèi)環(huán)體連接的固定端和懸置于所述空腔上方的自由端。

其中，在形成所述空腔之后，并且在蝕刻分割所述壓電復(fù)合振動層之前，在所述襯底的背面共形形成犧牲支撐層，所述犧牲支撐層在分割所述壓電復(fù)合振動層之后被去除。

其中，在蝕刻分割所述壓電復(fù)合振動層的步驟中，使得所述壓電復(fù)合振動層包括沿所述第一內(nèi)環(huán)體周向間隔排布的一個或多個第一膜片，所述第一膜片的固定端連接所述第一內(nèi)環(huán)體，所述第一膜片的自由端朝向所述壓電復(fù)合振動層的中心延伸。

其中，在蝕刻分割所述壓電復(fù)合振動層的步驟中，使得所述壓電復(fù)合振動層包括沿所述第一內(nèi)環(huán)體周向間隔排布的一個或多個第二膜片，所述第二膜片的固定端連接所述第一內(nèi)環(huán)體，所述第二膜片的自由端朝遠離所述壓電復(fù)合振動層的中心的方向延伸，所述第二膜片的自由端在振動方向上的投影輪廓位于所述第二內(nèi)環(huán)體內(nèi)側(cè)。

其中，在蝕刻所述襯底的背面直至到達所述壓電復(fù)合振動層的步驟中，使得所述襯底還包括一個或多個第一支撐板，所述第一支撐板的第一端與所述外環(huán)體連接，所述第一支撐板的第二端與所述第一內(nèi)環(huán)體連接，所述第一支撐板、所述外環(huán)體、所述第一內(nèi)環(huán)體形成多個所述空腔。

其中，在蝕刻所述襯底的背面直至到達所述壓電復(fù)合振動層的步驟中，使得所述襯底還包括第二內(nèi)環(huán)體，所述第二內(nèi)環(huán)體位于所述外環(huán)體和所述第一內(nèi)環(huán)體之間。

其中，在蝕刻所述襯底的背面直至到達所述壓電復(fù)合振動層的步驟中，使得所述第一支撐板的中間端與所述第二內(nèi)環(huán)體連接，其中，所述第一支撐板、所述外環(huán)體、所述第一內(nèi)環(huán)體、所述第二內(nèi)環(huán)體形成多個所述空腔。