[發(fā)明專利]一種膜片、MEMS麥克風(fēng)芯片及其制作方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110893662.6
• 申請日: 2021-08-05
• 公開（公告）號: CN113347540B
• 公開（公告）日: 2022-01-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 不公告發(fā)明人
• 申請（專利權(quán)）人: 山東新港電子科技有限公司
• 主分類號: H04R19/00
• 分類號: H04R19/00;H04R19/04;H04R31/00
• 代理公司: 濰坊中潤泰專利代理事務(wù)所(普通合伙) 37266
• 代理人: 陳繼越

1.一種膜片，包括振膜本體，所述振膜本體上設(shè)置有泄氣閥，其特征在于：所述泄氣閥包括與振膜本體連接的連接端和離開連接端的活動部，所述活動部的外周緣和/或振膜本體上具有階梯狀的階梯邊緣，相鄰的所述活動部或活動部與振膜本體之間的階梯邊緣交錯設(shè)置形成階梯樣平臺，交錯設(shè)置的階梯邊緣之間形成孔隙，所述孔隙垂直截面為階梯狀。

2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種膜片，其特征在于：

所述階梯樣平臺為一個或多個。

3.根據(jù)權(quán)利要求2中所述的一種膜片，其特征在于：

所述泄氣閥的數(shù)量為至少兩個，所述泄氣閥均勻分布在振膜本體的周邊；

不同所述泄氣閥內(nèi)的所述孔隙的垂直投影的形狀相同。

4.MEMS麥克風(fēng)芯片，其特征在于：包括：

襯底，設(shè)有沿上下向貫穿的背腔；

振膜，間隔設(shè)置在所述襯底的一側(cè)，至少部分所述振膜可振動地設(shè)于所述背腔的上方；

背板，間隔設(shè)置在所述振膜遠離所述襯底的一側(cè)；以及，

振動間隙，設(shè)于所述振膜與所述背板之間，且位于所述背腔的上方；

所述振膜、所述背板及所述振動間隙共同形成電容器結(jié)構(gòu)；

所述振膜為權(quán)利要求1至3中任一所述的一種膜片，所述振膜本體上的所述泄氣閥連通所述背腔及所述振動間隙。

5.根據(jù)權(quán)利要求4中所述的MEMS麥克風(fēng)芯片，其特征在于：還包括：

犧牲層，位于所述振膜與所述背板之間、且位于所述振動間隙外側(cè)；

絕緣層，位于所述振膜與所述襯底的邊緣部分之間；

電極，其中至少一個與所述背板電性連接，至少一個通過部分所述背板與所述振膜電性連接；

所述背板中還設(shè)有多個間隔排列的通孔，所述通孔沿上下向貫穿所述背板。

6.根據(jù)權(quán)利要求5中所述的MEMS麥克風(fēng)芯片，其特征在于：

所述振膜的形狀為中心對稱圖形，所述振膜的材料為具有張應(yīng)力的柔性導(dǎo)電薄膜；

所述背板為剛性的導(dǎo)電薄膜，所述導(dǎo)電薄膜為氮化硅上/下附著摻雜多晶硅層或氮化硅上/下附著金屬層；

所述犧牲層內(nèi)設(shè)有接觸孔，部分所述背板經(jīng)所述接觸孔的表面延伸到所述振膜，所述接觸孔的截面形狀為矩形、梯形、倒梯形中的一種；

所述背腔及所述振動間隙的截面形狀為矩形、梯形、倒梯形中的一種。

7.一種權(quán)利要求4所述的MEMS麥克風(fēng)芯片的制作方法，其特征在于：包括如下步驟：

S1：提供一襯底，于所述襯底上形成絕緣層；

S2：于所述絕緣層上形成具有階梯狀泄氣閥的振膜；

S3：于所述振膜上形成犧牲層，并局部刻蝕出接觸孔；

S4：于所述犧牲層上形成背板，并局部刻蝕出若干通孔，且部分背板通過所述接觸孔連接所述振膜；

S5：于背板上形成電極；

S6：于所述襯底的下表面向內(nèi)形成背腔，并對部分所述犧牲層釋放，形成振動間隙，完成MEMS麥克風(fēng)芯片的制作；

S2中，形成具有階梯狀泄氣閥的振膜的方法具體包括以下步驟：

S2-1：于所述振膜上形成第一材料層，局部刻蝕出第一凹槽；

S2-2：于所述第一凹槽及所述第一材料層靠近所述第一凹槽的部分表面形成第一過渡層；

S2-3：于所述第一材料層及所述第一過渡層表面形成第二材料層，并對所述第二材料層局部刻蝕出第二凹槽。

8.根據(jù)權(quán)利要求7中所述的MEMS麥克風(fēng)芯片的制作方法，其特征在于：

重復(fù)S2-2~S2-3，形成具有多個階梯樣平臺的泄氣閥。

9.根據(jù)權(quán)利要求7中所述的MEMS麥克風(fēng)芯片的制作方法，其特征在于：

S1中，所述襯底采用雙面拋光的半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底為硅襯底、鍺襯底、碳化硅襯底中的一種；所述絕緣層的材料為氧化硅；

S2中，所述振膜、第一材料層和第二材料層的材料為具有張應(yīng)力的柔性導(dǎo)電薄膜，所述柔性導(dǎo)電薄膜為摻雜多晶硅，所述第一過渡層的材料為氧化硅；

S3中，所述犧牲層的材料為氧化硅，所述接觸孔的截面形狀為矩形、梯形、倒梯形中的一種；

S4中，所述背板采用剛性的導(dǎo)電薄膜，所述導(dǎo)電薄膜為氮化硅上/下附著摻雜多晶硅層或氮化硅上/下附著金屬層；所述通孔的形狀為圓形、多邊形、花形中的一種或多種組合；

S5中，所述電極的材料為鈦、鎢、鉻、鉑、鋁、金中的一種或多種組合；

S6中，所述背腔及所述振動間隙的截面形狀為矩形、梯形、倒梯形中的一種。