微型機電系統麥克風及其制造方法技術方案

本發明專利技術提供了微型機電系統麥克風。所述微型機電系統麥克風包括振膜和與該振膜間隔設置以形成一聲傳感電容結構的背板，所述振膜和背板之間形成一聲腔，所述背板上設有多個連通所述聲腔的聲學通孔，所述麥克風還包括一用于支撐所述聲傳感電容結構的基座，所述基座底部設有半導體氧化硅應力平衡層,本發明專利技術還提供一種微型機電系統麥克風制造方法。本發明專利技術提供的MEMS麥克風振膜無透氣孔使得MEMS麥克風具有高聲壓特性，并且由于振膜的低應力使MEMS麥克風具有高靈敏度特性。該方法生產的MEMS麥克風制作工藝流程簡單、工藝成本低、易于批量化生產。

【技術實現步驟摘要】
【專利說明】
本專利技術涉及一種聲電轉換裝置，具體地說，涉及一種。【
技術介紹
】近年來利用微機電系統工藝集成的微型機電系統麥克風(Micro-Electro-Mechanical-System Microphone，簡稱MEMS)開始被批量應用到手機、筆記本電腦等電子產品中，其封裝體積比傳統的駐極體麥克風小，因此受到大部分麥克風生產商的青睞。而目前應用較多且性能較好的MEMS麥克風成本高、結構復雜、制作工藝繁瑣、并且振膜包括透氣孔，使得MEMS麥克風聲壓降低，使振膜的應力增大，以至于MEMS麥克風靈敏性降低。【
技術實現思路
】本專利技術主要解決現的技術問題是提供一種性能良好，結構簡單的MEMS麥克風。為了解決上述技術問題，本專利技術實施例公開了 MEMS克風，包括振膜和與該振膜間隔設置以形成一聲傳感電容結構的背板，所述振膜和背板之間形成一聲腔，所述背板上設有多個連通所述聲腔的聲學通孔，所述麥克風還包括一用于支撐所述聲傳感電容結構的基座，所述基座底部設有半導體氧化硅應力平衡層。在本專利技術的一較佳實施例中，所述微型機電系統麥克風還包括前腔和背腔，所述前腔設置在所述振膜頂部，所述背腔設置在所述背板底部。在本專利技術的一較佳實施例中，所述微型機電系統麥克風還包括保護層、第一結構層、第二結構層、第三結構層，所述保護層和第一結構層依次層疊設置于所述振膜頂部，所述第二結構層設置于所述振膜和背板之間，所述第三結構層設置于所述背板與所述基座之間。在本專利技術的一較佳實施例中，所述第一、第二、和第三結構層由半導體氧化硅絕緣層材料制成，所述振膜和背板由多晶硅摻雜或單晶硅摻雜導電材料制成，所述基座由硅材料制成。在本專利技術的一較佳實施例中，所述振膜與背板之間還設有固定于所述背板上且用于防止振膜與背板電導通的防粘凸起。在本專利技術的一較佳實施例中，所述防粘凸起由半導體氧化硅絕緣材料制成。在本專利技術的一較佳實施例中，所述微型機電系統麥克風還設有貫穿所述保護層、第一結構層、振膜、以及第二結構層的第一連接孔和貫穿所述保護層以及第一結構層的第二連接孔，所述第一連接孔和第二連接孔內分別設有電連接所述聲傳感電容結構的第一電極和第二電極。在本專利技術的一較佳實施例中，所述微型機電系統麥克風還包括貫穿所述保護層、第一結構層、振膜、以及第二結構層的透氣孔，所述透氣孔為所述背腔和聲腔透氣。本專利技術還提供一種微型機電系統麥克風制造方法，該方法包括如下步驟:步驟SI，制作振膜晶圓，包括:步驟S11，提供依次層疊設置的振膜層、第一絕緣層和保護層，從而形成具有SOI結構的振膜晶圓；步驟S12，熱氧化所述振膜晶圓，在所述振膜晶圓頂部和底部分別制作第二絕緣層和第三絕緣層；步驟S13，刻蝕所述振膜晶圓，在所述振膜晶圓頂部刻蝕出聲腔、第一連接孔和透氣孔；步驟S2，制作背板晶圓，包括:步驟S21，提供包括依次層疊設置的背板層、第四絕緣層和基座，從而形成具有SOI結構的背板晶圓；步驟S22，熱氧化所述背板晶圓，在所述背板晶圓頂部制作第五絕緣層，在所述背板晶圓底部制作半導體氧化硅應力平衡層；步驟S23，刻蝕所述背板晶圓，在所述背板晶圓頂部刻蝕出第一連接孔、透氣孔、防粘凸起和多個貫穿背板層的聲學孔；步驟S3，將所述振膜晶圓的第二絕緣層和所述背板晶圓的第五絕緣層健合固定，所述振膜晶圓上的聲腔與所述背板晶圓上的聲學孔相連通，所述振膜晶圓上的第一連接孔與所述背板晶圓上的第一連接孔相連通，所述振膜晶圓上的透氣孔與所述背板晶圓上的透氣孔相連通；步驟S4,對所述背板晶圓進行刻蝕，在所述背板晶圓底部蝕刻形成直達所述背板層的背腔；步驟S5，對所述振膜晶圓進行晶元減薄，將所述第三絕緣層全部清除；步驟S6，對所述振膜晶圓進行刻蝕，以使所述第一連接孔和透氣孔貫穿所述振膜晶圓，且在所述振膜晶圓頂部蝕刻形成第二連接孔和直達所述振膜層的前腔；步驟S8，在所述第一連接孔和第二連接孔內分別蝕刻形成兩個連接盤；步驟S9，對上述兩個連接盤進行金屬化，以形成位于第一連接孔內的第一電極和位于第二連接孔內的第二電極；步驟S10，完成所述微型機電系統麥克風制作。在本專利技術的一較佳實施例中，所述第一、第二、第三、第四和第五絕緣層為半導體氧化硅絕緣材料層，所述振膜層和背板層為多晶硅摻雜或單晶硅摻雜導電材料層，所述基座為硅材料層。相較于現有技術，本專利技術提供的MEMS麥克風振膜無透氣孔使得MEMS麥克風具有高聲壓特性，并且由于振膜的低應力使MEMS麥克風具有高靈敏度特性。該方法生產的MEMS麥克風制作工藝流程簡單、工藝成本低、易于批量化生產。【【附圖說明】】為了更清楚地說明本專利技術實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本專利技術的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其它的附圖，其中:圖1是本專利技術提供的微型機電系統麥克風一較佳實施例的剖面結構示意圖。圖2是圖1所示微型機電系統麥克風的仰視圖。圖3是圖1所述微型機電系統麥克風的俯視圖。圖4是本專利技術微型機電系統麥克風制造方法中準備振膜晶圓的示意圖。圖5是本專利技術微型機電系統麥克風制造方法中振膜晶圓制作熱氧化層的示意圖。圖6是本專利技術微型機電系統麥克風制造方法中刻蝕振膜晶圓結構的示意。圖7是本專利技術微型機電系統麥克風制造方法中準備背板晶圓的示意圖。圖8是本專利技術微型機電系統麥克風制造方法中背板晶圓制作熱氧化層的示意圖。圖9是本專利技術微型機電系統麥克風制造方法中刻蝕背板晶圓結構的示意。圖10是本專利技術微型機電系統麥克風制造方法中振膜晶圓片和背板晶圓片健合示意圖。圖11是本專利技術微型機電系統麥克風制造方法中刻蝕背腔示意圖。圖12是本專利技術微型機電系統麥克風制造方法中減薄和刻蝕振膜示意圖。圖13是本專利技術微型機電系統麥克風制造方法中金屬化連接盤示意圖。【【具體實施方式】】下面將對本專利技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本專利技術的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本專利技術中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本專利技術保護的范圍。本專利技術公開了一種微型機電系統麥克風，請同時參閱圖1、圖2和圖3，圖1是本專利技術提供的微型機電系統麥克風一較佳實施例的剖面結構示意圖，圖2是圖1所示微型機電系統麥克風的仰視圖，圖3是圖1所述微型機電系統麥克風的俯視圖。所述微型機電系統麥克風I包括振膜11和與該振膜11間隔設置以形成一聲傳感電容結構的背板12，所述振膜11和背板12之間形成一聲腔10，所述背板12上設有多個連通所述聲腔10的聲學通孔100，所述微型機電系統麥克風I還包括一用于支撐所述聲傳感電容結構的基座13，所述基座13底部設有半導體氧化硅應力平衡層14。所述半導體氧化硅應力平衡層14提高了所述微型機電系統麥克風I制作工藝的一致性和性能的一致性。所述微型機電系統麥克風I還包括前腔15和背腔16，所述前腔15設置在所述振膜11頂部，所述背腔16設置在所述背板12底部。所述微型機電系統麥克風I還包括保護層17、第一結構層18a、第二結構層18b、第三結構層18c，所述保護層17和第一結構層18a依次層疊設置于所述振膜11頂部，所述第二結構層18b設置于本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種微型機電系統麥克風，其特征在于，包括振膜和與該振膜間隔設置以形成一聲傳感電容結構的背板，所述振膜和背板之間形成一聲腔，所述背板上設有多個連通所述聲腔的聲學通孔，所述麥克風還包括一用于支撐所述聲傳感電容結構的基座，所述基座底部設有半導體氧化硅應力平衡層。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：孟珍奎，
申請(專利權)人：瑞聲聲學科技深圳有限公司，
類型：發明
國別省市：廣東;44