電容式硅麥克風(fēng)電極平整度評估結(jié)構(gòu)及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種電容式硅麥克風(fēng)電極平整度評估結(jié)構(gòu)，包括：襯底；第一介質(zhì)層，形成于襯底之上；下電極，位于第一介質(zhì)層之上；上電極，以一空氣隙為間隔形成于下電極上方；支撐體，用于支撐并固定上電極；其中，下電極包括多個第一對準(zhǔn)件，上電極包括多個第二對準(zhǔn)件，第一、第二對準(zhǔn)件分別為中心對稱結(jié)構(gòu)，第一對準(zhǔn)件與第二對準(zhǔn)件一一對應(yīng)并中心重合。其可用于直接而有效地評估上、下電極的多晶硅薄膜是否平整。
【專利說明】電容式硅麥克風(fēng)電極平整度評估結(jié)構(gòu)及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體加工制造領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種電容式硅麥克風(fēng)電極平整度評估結(jié)構(gòu)及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電容式娃麥克風(fēng)是通過與集成電路制造兼容的表面(如娃襯底)加工工藝制造形成的麥克風(fēng)，利用持續(xù)微縮的CMOS工藝技術(shù)，它可以做得很小，而被廣泛地應(yīng)用到手機、筆記本、藍(lán)牙耳機、攝像頭等便攜式電子產(chǎn)品中。
[0003]如圖1所示，MEMS麥克風(fēng)包括硅襯底10、襯底上設(shè)置有上下貫通的背腔101，襯底上方設(shè)置一個由上電極103、下電極102構(gòu)成的一個平行板電容器，下電極102通常由固定的極板形成，上電極103作為麥克風(fēng)的振動膜，兩者之間形成有一空氣隙104，作為電容器的絕緣介質(zhì)；上電極103的周邊設(shè)有支撐體105，用于支撐固定該上電極103，上電極103上表面還設(shè)有多個釋放孔106，用于在制備工藝中揮發(fā)填充在空氣隙104中的介質(zhì)材料；平行板電容器的上電極103受外界聲音信號影響發(fā)生振動，使得上下電極之間的間距發(fā)生變化，進(jìn)而改變平行板電容器的電容值，產(chǎn)生電壓信號，實現(xiàn)聲電轉(zhuǎn)換功能。
[0004]在實際生廣中，MEMS麥克風(fēng)的上電極、下電極多是米用多晶娃薄膜；但是，在上、下電極的兩層薄膜發(fā)生粘連時，會導(dǎo)致產(chǎn)品良品率低；而生產(chǎn)過程中又缺乏機制對兩層薄膜的平整度進(jìn)行測量，無法評估出它們之間是否會發(fā)生粘連問題，從而無法對生產(chǎn)工藝的改進(jìn)和良品率的提聞提供幫助。
[0005]因此，業(yè)內(nèi)需要一種電容式硅麥克風(fēng)電極平整度評估結(jié)構(gòu)及其制備方法，以便可直接而有效地評估電容式硅麥克風(fēng)中作為上、下電極的兩層多晶硅薄膜的平整度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的一個目的在于提供一種電容式娃麥克風(fēng)電極平整度評估結(jié)構(gòu)的制備方法。
[0007]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一技術(shù)方案如下:
[0008]一種電容式硅麥克風(fēng)電極平整度評估結(jié)構(gòu)的制備方法，包括如下步驟:a)、在硅襯底上生長第一介質(zhì)層；b)、在第一介質(zhì)層之上形成下電極,下電極分布有多個中心對稱的第一對準(zhǔn)件；c)、在下電極上生長第二介質(zhì)層；d)、在第二介質(zhì)層之上形成上電極，上電極分布有多個中心對稱的第二對準(zhǔn)件；e)、在上電極上形成釋放孔；f)、通過釋放孔去除第二介質(zhì)層以形成一空氣隙；g)、在上電極邊緣形成支撐體，用以固定上電極；h)、自襯底背面刻蝕以形成一背腔；其中，第一對準(zhǔn)件與第二對準(zhǔn)件一一對應(yīng)并中心重合。
[0009]優(yōu)選地，步驟b)還包括:在下電極上形成第三對準(zhǔn)件，第三對準(zhǔn)件包括多個支部；步驟d)還包括:在上電極上形成第四對準(zhǔn)件，第四對準(zhǔn)件包括多個支部；其中，第三對準(zhǔn)件的支部與第四對準(zhǔn)件的支部--對應(yīng)并重合。
[0010]本發(fā)明的另一目的在于提供一種電容式硅麥克風(fēng)電極平整度評估結(jié)構(gòu)，其可用于直接而有效地評估作為上、下電極的兩層多晶硅薄膜的平整度。
[0011]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明另一技術(shù)方案如下:
[0012]一種電容式硅麥克風(fēng)電極平整度評估結(jié)構(gòu)，包括:襯底；第一介質(zhì)層，形成于襯底之上；下電極，位于第一介質(zhì)層之上；上電極，以一空氣隙為間隔形成于下電極上方；支撐體，用于支撐并固定上電極；其中，下電極包括多個第一對準(zhǔn)件，上電極包括多個第二對準(zhǔn)件，第一、第二對準(zhǔn)件分別為中心對稱結(jié)構(gòu)，第一對準(zhǔn)件與第二對準(zhǔn)件一一對應(yīng)并中心重合。[0013]優(yōu)選地，第一對準(zhǔn)件為圓形凹部或凸部，均勻分布于下電極表面，第二對準(zhǔn)件為十字凹部或凸部，均勻分布于上電極表面。
[0014]優(yōu)選地，下電極還包括第三對準(zhǔn)件，上電極還包括第四對準(zhǔn)件，第三對準(zhǔn)件與第四對準(zhǔn)件分別包括多個支部，第三對準(zhǔn)件的支部與第四對準(zhǔn)件的支部--對應(yīng)并重合。
[0015]本發(fā)明提供的電容式硅麥克風(fēng)電極平整度評估結(jié)構(gòu)及其制備方法，在上、下電極上分別設(shè)置多個一一對應(yīng)的對準(zhǔn)件，通過觀察上、下電極各自的對準(zhǔn)件是否中心重合或整體重合，即可直接而有效地評估上、下電極的多晶硅薄膜是否平整，進(jìn)而對改進(jìn)生產(chǎn)工藝提出指導(dǎo)性意見，并有利于促進(jìn)廣品良率的提聞。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1不出現(xiàn)有技術(shù)中一電容式娃麥克風(fēng)結(jié)構(gòu)不意圖；
[0017]圖2示出本發(fā)明第一實施例提供的電容式硅麥克風(fēng)電極平整度評估結(jié)構(gòu)制備方法流程示意圖；
[0018]圖3A示出本發(fā)明第二實施例提供的電容式硅麥克風(fēng)電極平整度評估結(jié)構(gòu)中上、下電極平整度良好時第一、第二對準(zhǔn)件的相對位置；
[0019]圖3B示出本發(fā)明第二實施例提供的電容式硅麥克風(fēng)電極平整度評估結(jié)構(gòu)中上、下電極平整度較差時第一、第二對準(zhǔn)件的相對位置；
[0020]圖4A-4B示出本發(fā)明第二實施例進(jìn)一步改進(jìn)的實施方式提供的電容式硅麥克風(fēng)電極平整度評估結(jié)構(gòu)中上、下電極結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的【具體實施方式】作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0022]需要說明的是，本發(fā)明任一實施例中，電容式硅麥克風(fēng)的上、下電極均為膜結(jié)構(gòu)，例如為多晶硅薄膜。
[0023]如圖2所示，本發(fā)明第一實施例提供的電容式硅麥克風(fēng)電極平整度評估結(jié)構(gòu)的制備方法，包括如下工藝步驟:
[0024]步驟S10、在硅襯底上生長第一介質(zhì)層。
[0025]步驟S11、在第一介質(zhì)層之上形成下電極，下電極分布有多個中心對稱的第一對準(zhǔn)件。
[0026]具體地，第一對準(zhǔn)件為圓形凹部或凸部，均勻分布于下電極表面。
[0027]步驟S12、在下電極上生長第二介質(zhì)層。
[0028]步驟S13、在第二介質(zhì)層之上形成上電極，該上電極分布有多個中心對稱的第二對準(zhǔn)件。
[0029]具體地，第二對準(zhǔn)件為十字凹部或凸部，均勻分布于上電極表面。
[0030]步驟S14、在上電極上形成釋放孔。
[0031]步驟S15、通過釋放孔去除第二介質(zhì)層以形成一空氣隙。
[0032]步驟S16、在上電極邊緣形成支撐體，用以固定上電極。
[0033]步驟S17、自襯底背面刻蝕以形成一背腔。
[0034]上述步驟中，各步驟的具體實現(xiàn)均可采用現(xiàn)有技術(shù)中提供的工藝，例如沉積、刻蝕或光刻等，其中，在步驟Sll和S13中，應(yīng)使第一對準(zhǔn)件與第二對準(zhǔn)件——對應(yīng)并中心重合。
[0035]在上述制備方法完成后，通過觀測第一對準(zhǔn)件與對應(yīng)的第二對準(zhǔn)件的中心重合情況或中心偏移情況，可快速有效地評估出作為上、下電極的膜結(jié)構(gòu)的整體平整度，進(jìn)而獲知工藝中可能存在的缺陷。
[0036]該第一實施例實施簡單，實現(xiàn)成本低、便于在行業(yè)內(nèi)推廣應(yīng)用。
[0037]本發(fā)明第二實施例提供一種電容式娃麥克風(fēng)電極平整度評估結(jié)構(gòu)，包括襯底、第一介質(zhì)層、下電極、上電極和支撐體。其中，第一介質(zhì)層形成于襯底之上，下電極位于第一介質(zhì)層之上，上電極以一空氣隙為間隔形成于下電極上方，支撐體用于支撐并固定上電極。
[0038]請結(jié)合圖3A-3B，下電極202表面形成有多個第一對準(zhǔn)件2021，上電極203表面形成有多個第二對準(zhǔn)件2031，第一、第二對準(zhǔn)件2021、2031分別為中心對稱結(jié)構(gòu)，第一對準(zhǔn)件2021與第二對準(zhǔn)件2031——對應(yīng)并中心重合。
[0039]具體地，第一對準(zhǔn)件2021例如為圓形凹部或凸部，均勻分布于下電極202表面，第二對準(zhǔn)件2031例如為十字凹部或凸部，均勻分布于上電極203表面。
[0040]圖3A示出了上、下電極平整度良好、且互相平行時，第一、第二對準(zhǔn)件2021、2031的相對位置，可見，下電極202上每個圓形凹部或凸部均與對應(yīng)的上電極203上的十字凹部或凸部中心重合。圖3B示出了上、下電極平整度較差時，例如上電極203具有一定的傾斜角，第一、第二對準(zhǔn)件2021、2031的相對位置，可見，部分圓形凹部或凸部與對應(yīng)的上電極203上的十字凹部或凸部中心偏移，隨著上電極203傾斜角的增加，這種中心偏移現(xiàn)象更加嚴(yán)重。通過在上、下電極分別均勻設(shè)置多個一一對應(yīng)的對準(zhǔn)件，再測出各第一對準(zhǔn)件2021與對應(yīng)的第二對準(zhǔn)件2031的中心偏移量，即可評估出上、下電極的整體平整度，進(jìn)而對改進(jìn)生產(chǎn)工藝提出指導(dǎo)性意見。
[0041 ] 根據(jù)上述第二實施例的進(jìn)一步改進(jìn)，下電極還包括第三對準(zhǔn)件，上電極還包括第四對準(zhǔn)件，第三對準(zhǔn)件與第四對準(zhǔn)件分別包括多個支部，第三對準(zhǔn)件的支部與第四對準(zhǔn)件的支部--對應(yīng)并重合。
[0042]具體地，請結(jié)合圖4A-4B，下電極202上分布有多個第一對準(zhǔn)件2021，為圓形凸部或凹部，下電極202上還設(shè)有一第三對準(zhǔn)件，其尺寸遠(yuǎn)大于第一對準(zhǔn)件2021。第三對準(zhǔn)件包括一十字形支部20220和一矩形支部20221，該十字形支部20220與矩形支部20221中心重合。
[0043]上電極203上分布有多個第二對準(zhǔn)件2031，為十字形凸部或凹部，上電極203上還設(shè)有一第四對準(zhǔn)件，其尺寸遠(yuǎn)大于第二對準(zhǔn)件2031。第四對準(zhǔn)件包括一十字形支部20320和一矩形支部20321，該十字形支部20320與矩形支部20321中心重合。
[0044]通過測出上電極203上十字形支部20320相對于下電極202上十字形支部20220的扭曲，和/或矩形支部20321相對于下電極202上矩形支部20221的扭曲，即可快速評估出上電極上有無凹凸區(qū)域。若上電極203上十字形支部20320和矩形支部20321分別相應(yīng)地整體重合于下電極202上十字形支部20220和矩形支部20221，則上、下電極整體平整度良好。對于個別小區(qū)域的不平整，則可通過各第一對準(zhǔn)件2021與對應(yīng)的第二對準(zhǔn)件2031的對準(zhǔn)情況(中心重合或中心偏移)獲知。
[0045] 進(jìn)一步地，下電極202呈圓形，十字形支部20220位于該圓形的兩相互垂直的徑向，矩形支部20221關(guān)于該圓形的圓心對稱，矩形支部20221的邊長大體等于該圓形的半徑。上電極203上十字形支部20320、矩形支部20321的結(jié)構(gòu)與下電極202上類似。
[0046]進(jìn)一步地，第一對準(zhǔn)件2021為圓形凹部或凸部，均勻分布于下電極202表面上未分布有第三對準(zhǔn)件的區(qū)域，第二對準(zhǔn)件2031為十字凹部或凸部，均勻分布于上電極203表面上未分布有第四對準(zhǔn)件的區(qū)域。
[0047]可以理解，根據(jù)本發(fā)明的思想，各對準(zhǔn)件的形狀或結(jié)構(gòu)并不局限于本發(fā)明實施例
中所提供的，只要使上電極上的對準(zhǔn)件與下電極上的對準(zhǔn)件--對應(yīng)、并中心重合或整體
重合，均可評估出作為上、下電極的膜結(jié)構(gòu)的整體平整度，進(jìn)而有利于發(fā)現(xiàn)工藝中存在的問題、改進(jìn)工藝、提高產(chǎn)品良率，因此，應(yīng)落入本發(fā)明的范圍。
[0048]以上所述的僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，所述實施例并非用以限制本發(fā)明的專利保護范圍，因此凡是運用本發(fā)明的說明書及附圖內(nèi)容所作的等同結(jié)構(gòu)變化，同理均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種電容式硅麥克風(fēng)電極平整度評估結(jié)構(gòu)的制備方法，包括如下步驟: a)、在娃襯底上生長第一介質(zhì)層； b)、在所述第一介質(zhì)層之上形成下電極，所述下電極分布有多個中心對稱的第一對準(zhǔn)件； C)、在所述下電極上生長第二介質(zhì)層； d)、在所述第二介質(zhì)層之上形成上電極，所述上電極分布有多個中心對稱的第二對準(zhǔn)件; e)、在所述上電極上形成釋放孔； f)、通過所述釋放孔去除所述第二介質(zhì)層以形成一空氣隙； g)、在所述上電極邊緣形成支撐體，用以固定所述上電極； h)、自所述襯底背面刻蝕以形成一背腔； 其中，所述第一對準(zhǔn)件與所述第二對準(zhǔn)件一一對應(yīng)并中心重合。
2.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟b)還包括:在所述下電極上形成第三對準(zhǔn)件，所述第三對準(zhǔn)件包括多個支部；所述步驟d)還包括:在所述上電極上形成第四對準(zhǔn)件，所述第四對準(zhǔn)件包括多個支部；其中，所述第三對準(zhǔn)件的支部與所述第四對準(zhǔn)件的支部一一對應(yīng)并重合。
3.—種電容式娃麥克風(fēng)電極平整度評估結(jié)構(gòu),包括: 襯底； 第一介質(zhì)層，形成于所述襯底之上； 下電極，位于所述第一介質(zhì)層之上； 上電極，以一空氣隙為間隔形成于所述下電極上方； 支撐體，用于支撐并固定所述上電極； 其中，所述下電極包括多個第一對準(zhǔn)件，所述上電極包括多個第二對準(zhǔn)件，所述第一、第二對準(zhǔn)件分別為中心對稱結(jié)構(gòu)，所述第一對準(zhǔn)件與所述第二對準(zhǔn)件一一對應(yīng)并中心重合 ο
4.如權(quán)利要求3所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一對準(zhǔn)件為圓形凹部或凸部，均勻分布于所述下電極表面，所述第二對準(zhǔn)件為十字凹部或凸部，均勻分布于所述上電極表面。
5.如權(quán)利要求3所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述下電極還包括第三對準(zhǔn)件，所述上電極還包括第四對準(zhǔn)件，所述第三對準(zhǔn)件與所述第四對準(zhǔn)件分別包括多個支部，所述第三對準(zhǔn)件的支部與所述第四對準(zhǔn)件的支部--對應(yīng)并重合。
6.如權(quán)利要求5所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第三、第四對準(zhǔn)件的支部包括一十字形支部和一矩形支部，所述第三對準(zhǔn)件或第四對準(zhǔn)件的十字形支部與其矩形支部中心重合。
7.如權(quán)利要求6所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述上、下電極呈圓形，所述十字形支部位于所述圓形的兩相互垂直的徑向，所述矩形支部關(guān)于所述圓形的圓心對稱，所述矩形支部的邊長大體等于所述圓形的半徑。
8.如權(quán)利要求7所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一對準(zhǔn)件為圓形凹部或凸部，均勻分布于所述下電極表面上未分布有所述第三對準(zhǔn)件的區(qū)域，所述第二對準(zhǔn)件為十字凹部或凸部，均勻分布于所述上電極表面上未分布有所述第四對準(zhǔn)件的區(qū)域。
【文檔編號】H04R31/00GK103607689SQ201310630282
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年11月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月29日
【發(fā)明者】王勇, 葉紅波, 陳燕 申請人:上海集成電路研發(fā)中心有限公司