本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種MEMS麥克風(fēng)及其形成方法。

背景技術(shù)：

采用微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS,Micro-Electro-Mechanical System)工藝的MEMS麥克風(fēng)具有超小尺寸、低功耗、性能穩(wěn)定(不隨時(shí)間和溫度而變化)等優(yōu)勢(shì)，逐漸取代了傳統(tǒng)的麥克風(fēng)。

參照?qǐng)D1，現(xiàn)有的一種MEMS麥克風(fēng)包括：基底1，基底1具有正面S1和背面S2，基底1具有貫穿正面S1和背面S2的背腔11；位于基底1正面S1上的振動(dòng)膜2，振動(dòng)膜2覆蓋背腔11；

位于振動(dòng)膜2上的絕緣支撐部3、和橫亙?cè)诮^緣支撐部3上的極板4，極板4與振動(dòng)膜2之間具有間隙5，該間隙5背向背腔11，背腔11和間隙5為振動(dòng)膜2振動(dòng)位移提供空間，絕緣支撐部3支撐極板4并將極板4和振動(dòng)膜2絕緣隔離。在極板4中形成有若干相互隔開(kāi)的聲孔41，聲孔41與間隙5連通。

在MEMS麥克風(fēng)工作時(shí)，聲音從聲孔41進(jìn)入間隙5，引起振動(dòng)膜2振動(dòng)。其中振動(dòng)膜2與極板4相對(duì)而構(gòu)成一個(gè)電容，振動(dòng)膜2和極板4分別與讀出電路(未示出)電連接。當(dāng)振動(dòng)膜2上下振動(dòng)時(shí)，振動(dòng)膜2與極板4之間的間距發(fā)生改變，這會(huì)引起電容值變化，進(jìn)而使聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。

其中，信噪比(SIGNAL-NOISE RATIO，S/N)是衡量MEMS麥克風(fēng)性能的重要參數(shù)。S/N為麥克風(fēng)的電信號(hào)與其中噪聲之比，通常，信噪比越大，說(shuō)明麥克風(fēng)越安靜，混在電信號(hào)里的噪聲越小，就有更多的裕量來(lái)將需要的聲音與不需要的噪聲隔離開(kāi)來(lái)，聲音回放的音質(zhì)量越高。其中背腔11體積是影響MEMS信噪比的一個(gè)重要因素，背腔11體積越大，信噪比越小，反之越大。但是，背腔11的位置受到間隙5限制，背腔11的開(kāi)口附近的基底支撐振動(dòng)膜2，因此振動(dòng)膜2的尺寸限制了背腔11的開(kāi)口大小，進(jìn)而制約背腔11的體積，因此現(xiàn)有工藝無(wú)法進(jìn)一步增大背腔11的體積，這使得MEMS麥克風(fēng)信噪比較低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決的問(wèn)題是，在現(xiàn)有MEMS麥克風(fēng)中，背腔的位置受到極板和振動(dòng)膜之間間隙的限制，背腔的開(kāi)口附近的基底支撐振動(dòng)膜，因此振動(dòng)膜的尺寸限制了背腔的開(kāi)口大小，進(jìn)而制約背腔的體積，因此現(xiàn)有工藝無(wú)法進(jìn)一步增大背腔的體積，這使得MEMS麥克風(fēng)信噪比較低。

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種MEMS麥克風(fēng)的形成方法，該MEMS麥克風(fēng)的形成方法包括：

提供基底，所述基底具有正面和背面；

在所述正面形成振動(dòng)膜、位于所述振動(dòng)膜上方的極板，所述極板與振動(dòng)膜絕緣隔離且在兩者之間形成有間隙，在所述極板中形成有連通所述間隙的聲孔；

在所述背面背向所述振動(dòng)膜形成第一背腔，所述第一背腔的深度小于所述基底厚度，所述第一背腔具有背向所述振動(dòng)膜的底面；

在所述底面中形成第二背腔，所述第二背腔露出所述振動(dòng)膜且背向所述間隙，所述第二背腔在所述背面的投影位于所述第一背腔內(nèi)。

可選地，在所述背面中形成第一背腔的方法包括：

在所述背面上形成第一圖形化的掩模層，定義出第一背腔的位置；

以所述第一圖形化的掩模層為掩模，刻蝕部分厚度的基底，形成所述第一背腔。

可選地，在所述底面中形成第二背腔的方法包括：

在所述第一圖形化的掩模層和底面上形成第二圖形化的掩模層，在所述底面定義出第二背腔的位置；

以所述第二圖形化的掩模層為掩模，刻蝕所述底面下的基底至露出所述振動(dòng)膜，形成所述第二背腔；

去除所述第一圖形化的掩模層和第二圖形化的掩模層。

可選地，所述第一圖形化的掩模層和第二圖形化的掩模層的材料為光刻 膠。

可選地，使用深反應(yīng)離子刻蝕工藝，刻蝕所述基底。

可選地，所述第二背腔的深度范圍為大于等于50μm且小于所述基底的厚度。

可選地，所述間隙和第二背腔在所述正面的投影重合，或者，所述間隙在所述正面的投影位于所述第二背腔內(nèi)。

可選地，在所述背面形成所述第一背腔之前，在所述正面形成覆蓋所述基底及極板的支撐層；

在所述底面形成所述第二背腔之后，去除所述支撐層。

可選地，所述支撐層包括：氧化硅層和位于所述氧化硅層上的光刻膠層。

可選地，在所述正面形成所述振動(dòng)膜和極板的方法包括：

在所述正面形成振動(dòng)膜；

在所述振動(dòng)膜上形成犧牲層和位于所述犧牲層側(cè)壁的支撐部；或者，

在所述振動(dòng)膜上形成犧牲層、和在所述基底上且所述振動(dòng)膜和犧牲層側(cè)壁形成支撐部，所述支撐部具有絕緣性；

之后，在所述支撐部和犧牲層上形成極板；

在所述極板中形成若干聲孔，所述聲孔露出所述犧牲層；

在形成所述第二背腔和聲孔后，去除所述犧牲層，形成位于所述極板與振動(dòng)膜之間的間隙。

可選地，在所述正面形成所述振動(dòng)膜和極板的方法包括：

在所述正面形成振動(dòng)膜；

在所述振動(dòng)膜及基底上形成犧牲層，所述犧牲層覆蓋所述振動(dòng)膜上表面及側(cè)壁；

在所述犧牲層側(cè)壁形成支撐部；

在所述犧牲層和支撐部上方形成極板；

在所述極板中形成聲孔，所述聲孔露出所述振動(dòng)膜上方的犧牲層；

在形成所述第二背腔和聲孔后，去除所述犧牲層，形成位于所述極板與振動(dòng)膜之間的間隙。

可選地，所述支撐部和極板在同一步驟中形成。

可選地，所述支撐部的數(shù)量為多個(gè)，多個(gè)所述支撐部圍繞所述犧牲層間隔排列；或者，

所述支撐部呈環(huán)形，環(huán)繞所述犧牲層。

可選地，使用各向同性干法刻蝕去除所述犧牲層，刻蝕氣體通過(guò)所述聲孔刻蝕犧牲層；或者，

使用濕法刻蝕去除所述犧牲層，刻蝕劑通過(guò)所述聲孔刻蝕犧牲層。

本發(fā)明還提供一種MEMS麥克風(fēng)，該MEMS麥克風(fēng)包括：

基底，具有正面和背面；

位于所述正面的振動(dòng)膜；

位于所述振動(dòng)膜上方的極板，所述極板和振動(dòng)膜絕緣隔離且兩者之間形成有間隙，在所述極板中形成有連通所述間隙的聲孔；

位于所述背面中且背向所述振動(dòng)膜的第一背腔，所述第一背腔的深度小于所述基底的厚度，所述第一背腔具有背向所述振動(dòng)膜的底面；

位于所述底面中且露出所述振動(dòng)膜的第二背腔，露出所述振動(dòng)膜且背向所述間隙，所述第二背腔在所述背面的投影位于所述第一背腔內(nèi)。

可選地，所述第二背腔的深度范圍為大于等于50μm且小于所述基底厚度。

可選地，所述間隙和第二背腔在所述正面的投影重合，或者，所述間隙在所述正面的投影位于所述第二背腔內(nèi)。

可選地，所述MEMS麥克風(fēng)還包括：

位于所述振動(dòng)膜上的支撐部；或者，

位于所述基底上且所述振動(dòng)膜側(cè)壁的支撐部，所述支撐部上表面高于所述振動(dòng)膜上表面；

并且，所述極板支撐在支撐部上，所述支撐部具有絕緣性。

可選地，所述MEMS麥克風(fēng)還包括：

位于所述基底的正面且與所述振動(dòng)膜間隔開(kāi)的支撐部，所述支撐部上表面高于所述振動(dòng)膜上表面，所述極板支撐在所述支撐部上。

可選地，所述極板與支撐部為一體結(jié)構(gòu)。

可選地，所述支撐部的數(shù)量為多個(gè)，多個(gè)所述支撐部圍繞間隙間隔排列；或者，

所述支撐部呈環(huán)形，圍成所述間隙。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn)：

與現(xiàn)有技術(shù)的背腔相比，本方案的MEMS麥克風(fēng)的背腔包括第一背腔和第二背腔，第一背腔和第二背腔的深度之和等于基底的厚度。第二背腔背向間隙，第二背腔的位置受到間隙的限制。同時(shí)，振動(dòng)膜覆蓋第二背腔，第二背腔附近的基底支撐振動(dòng)膜，因此第二背腔的開(kāi)口大小受到振動(dòng)膜在平行于正面方向的尺寸限制。但是，由于第二背腔在背面的投影位于第一背腔內(nèi)，第一背腔的開(kāi)口大小大于第二背腔的開(kāi)口大小，在第二背腔的開(kāi)口大小受到限制時(shí)，第一背腔相對(duì)增大了第二背腔的開(kāi)口大小，也就是第一背腔在背面上投影的面積大于第二背腔在背面上投影的面積。這樣，與現(xiàn)有的MEMS麥克風(fēng)的背腔相比，在基底厚度相等時(shí)，第一背腔和第二背腔的體積之和明顯更大，第一背腔的體積相對(duì)增大MEMS麥克風(fēng)的背腔體積，進(jìn)而獲得具有較高信噪比的MEMS麥克風(fēng)。本技術(shù)方案突破了現(xiàn)有技術(shù)的限制，能夠形成具有較大體積的背腔的MEMS麥克風(fēng)，MEMS麥克風(fēng)的信噪比高，性能較佳。

附圖說(shuō)明

圖1是現(xiàn)有MEMS麥克風(fēng)的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2～圖11是本發(fā)明第一實(shí)施例的MEMS麥克風(fēng)在形成過(guò)程各個(gè)階段的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖12～圖13是本發(fā)明第二實(shí)施例的MEMS麥克風(fēng)在形成過(guò)程各個(gè)階段的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖14～圖15是本發(fā)明第三實(shí)施例的MEMS麥克風(fēng)在形成過(guò)程各個(gè)階段的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例做詳細(xì)的說(shuō)明。

第一實(shí)施例

參照?qǐng)D2，提供基底10，基底10具有正面S1及背向正面S1的背面S2。在基底10中形成有集成電路(圖中未示出)，集成電路用于對(duì)MEMS麥克風(fēng)接收到聲音信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)化處理，以得到電信號(hào)。

基底10可以為硅基底，也可以是鍺、鍺硅、砷化鎵基底或絕緣體上硅基底。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)需要選擇基底，因此基底的類(lèi)型不應(yīng)限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。本實(shí)施例中的基底10選擇硅基底，因?yàn)樵诠杌咨蠈?shí)施本技術(shù)方案要比在上述其他基底上實(shí)施本技術(shù)方案的成本低。

在基底10的正面S1形成振動(dòng)膜11，基底10中的集成電路具有電極(圖中未示出)，振動(dòng)膜11可以與該電極接觸電連接。

具體地，形成振動(dòng)膜11的方法包括：

接著，在正面S1上形成振動(dòng)膜材料層(圖中未示出)，振動(dòng)膜材料可選擇SiGe、Ge或其他具有彈性的金屬，確保振動(dòng)膜11受到聲音作用力而振動(dòng)變形后還能回復(fù)原狀，并且確保振動(dòng)膜11具有良好導(dǎo)電性；

對(duì)振動(dòng)膜材料層進(jìn)行圖形化，例如使用光刻、刻蝕工藝，在基底10的正面S1上形成振動(dòng)膜11。

振動(dòng)膜11的厚度會(huì)影響MEMS麥克風(fēng)的靈敏度，如果振動(dòng)膜11較厚，在接收到較小聲音的聲波時(shí)，聲波不足以引起振動(dòng)膜11振動(dòng)，另外較厚的振動(dòng)膜11內(nèi)部應(yīng)力較大，會(huì)消耗掉部分聲音信號(hào)，造成麥克風(fēng)靈敏度下降且性能較低。反過(guò)來(lái)，如果振動(dòng)膜11較薄，振動(dòng)膜11所能承受的聲波能量有限， 振動(dòng)膜11具有破裂的風(fēng)險(xiǎn)。因此，應(yīng)該根據(jù)MEMS麥克風(fēng)所要達(dá)到的性能指標(biāo)，具體選擇振動(dòng)膜11的厚度，以滿足具有較好靈敏度及質(zhì)量的需求。

參照?qǐng)D3，在振動(dòng)膜11上形成犧牲層12、位于犧牲層12側(cè)壁的支撐部13，犧牲層12和支撐部13覆蓋振動(dòng)膜11，支撐部13具有絕緣性，可以在后續(xù)對(duì)極板和振動(dòng)膜11進(jìn)行絕緣隔離，以避免MEMS麥克風(fēng)中極板與振動(dòng)膜11導(dǎo)電而造成麥克風(fēng)失效。

犧牲層12定義了MEMS麥克風(fēng)中振動(dòng)膜11與極板之間的間隙，犧牲層12的厚度定義了振動(dòng)膜11與極板之間的間距。由于振動(dòng)膜11與極板之間間距會(huì)影響到MEMS麥克風(fēng)的性能，因此在形成犧牲層12的步驟中，要合理設(shè)計(jì)犧牲層12的厚度。

如果犧牲層12厚度較小，振動(dòng)膜11與極板太過(guò)接近，振動(dòng)膜11在振動(dòng)時(shí)可能會(huì)接觸到極板，造成電路短接，導(dǎo)致MEMS麥克風(fēng)失效。如果犧牲層12的厚度較大，則振動(dòng)膜11與極板之間的間距太大，振動(dòng)膜11在振動(dòng)時(shí)引起的振動(dòng)膜11與極板之間間距變化量相比間距本身太小，間距變化反饋到電容值的變化量也非常小，電容值變化量經(jīng)處理后得到的電壓信號(hào)不可測(cè)，這顯然是不行的。因此，應(yīng)該根據(jù)要達(dá)到的MEMS麥克風(fēng)的性能需求，合理確定犧牲層12的厚度范圍。

具體地，在振動(dòng)膜11上形成犧牲層12和支撐部13的方法包括：

在振動(dòng)膜11和基底10的正面S1上形成犧牲材料層(圖中未示出)，犧牲材料層覆蓋振動(dòng)膜11和基底10，犧牲材料層的材料為SiO₂、Si₃N₄、或SiO₂/Si₃N₄的疊層結(jié)構(gòu)，在選擇犧牲層12的材料時(shí)應(yīng)考慮到：在后續(xù)刻蝕去除犧牲層的條件下，不會(huì)刻蝕損傷極板和振動(dòng)膜11；

使用光刻、刻蝕工藝或其他圖形化方法，對(duì)犧牲材料層進(jìn)行圖形化，剩余振動(dòng)膜11上的犧牲材料層覆蓋部分振動(dòng)膜11，作為犧牲層12；

使用化學(xué)氣相沉積工藝，在犧牲層12、振動(dòng)膜11和基底10上形成支撐材料層(圖中未示出)，其中覆蓋振動(dòng)膜11且位于犧牲層12側(cè)壁的支撐材料層部分的上表面和犧牲層12上表面基本持平，用于形成支撐部13；

使用光刻、刻蝕工藝或其他圖形化方法，對(duì)支撐材料層進(jìn)行圖形化，剩 余振動(dòng)膜11上方且犧牲層12側(cè)壁的支撐材料層作為支撐部13。

作為變形例，還可以是：先在振動(dòng)膜上形成支撐部，之后形成位于支撐部之間的犧牲層。

另外，支撐部13在后續(xù)用于支撐極板，在滿足支撐要求的前提下，支撐部13可以是：支撐部13的數(shù)量為多個(gè)，多個(gè)支撐部13圍繞犧牲層12間隔排列；或者，支撐部13呈環(huán)形，環(huán)繞犧牲層12。

相比于環(huán)形結(jié)構(gòu)的支撐部，使用多個(gè)數(shù)量且間隔排布的支撐部，振動(dòng)膜11的邊緣未與支撐部接觸的部分，能釋放振動(dòng)膜11遭到聲音沖擊的部分的應(yīng)力，避免振動(dòng)膜11本身的應(yīng)力消耗聲音的能量，使得聲音的能量充分轉(zhuǎn)換為振動(dòng)膜11的振動(dòng)機(jī)械能，進(jìn)而增強(qiáng)振動(dòng)膜11的振動(dòng)靈敏性，提升MEMS麥克風(fēng)的靈敏性。這是因?yàn)?，振?dòng)膜11本身存在應(yīng)力，若支撐部為環(huán)形而形成一個(gè)封閉的區(qū)域，振動(dòng)膜11遭到聲音沖擊后，其本身的應(yīng)力得不到釋放，可能會(huì)消耗聲音的能量，這會(huì)降低振動(dòng)膜11的振動(dòng)靈敏性。

參照?qǐng)D4，在支撐部13和犧牲層12上形成極板14，極板14背向振動(dòng)膜11。具體地，在支撐部13和犧牲層12上形成極板14的方法包括：

在基底10的正面S1、支撐部13和犧牲層12上形成極板材料層(圖中未示出)，極板材料可選擇摻雜有離子的Si、SiGe或Ge，還可為其他金屬如Al，具體可根據(jù)極板材料使用化學(xué)氣相沉積工藝或物理氣相沉積工藝形成極板材料層。當(dāng)支撐部13具有間隔排列的多個(gè)時(shí)，極板材料層還可能會(huì)覆蓋振動(dòng)膜11。

使用光刻、刻蝕工藝或其他可行的圖形化方法，對(duì)極板材料層進(jìn)行圖形化，剩余支撐部13和犧牲層12上的極板材料層，作為極板14。

參照?qǐng)D5，在極板14中形成露出犧牲層12的若干聲孔140，聲孔140為聲音進(jìn)入麥克風(fēng)的通道。具體地，可通過(guò)光刻、刻蝕工藝，在極板14中形成若干聲孔140。

參照?qǐng)D6，在基底10的正面S1上形成覆蓋極板14和正面S1的氧化硅層15，氧化硅層15還填充滿聲孔140(參照?qǐng)D5)；

在氧化硅層15上形成光刻膠層16；

之后將基底10翻轉(zhuǎn)至背面S2朝上。其中，氧化硅層15和光刻膠層16共同作為支撐層，在進(jìn)行基底10的背面S2的工藝進(jìn)程中，用于支撐基底10。氧化硅層15將基底10和光刻膠層16粘附在一起，光刻膠層16吸附在載片臺(tái)上，具體可通過(guò)靜電吸附方式固定基底10。進(jìn)一步地，還可以在光刻膠層16表面形成高分子材料制成的粘附劑，將基底10粘附在載片臺(tái)上。

作為變形例，還可以是：使用空白晶圓替代本實(shí)施例的光刻膠層16，空白晶圓起到支撐作用。

繼續(xù)參照?qǐng)D6，在背面S2上形成第一圖形化的掩模層17，第一圖形化的掩模層17定義出第一背腔的位置，第一背腔的圖案背向振動(dòng)膜11，第一圖形化的掩模層17的材料為光刻膠或其他掩模材料，如硬掩模材料；

參照?qǐng)D7，以第一圖形化的掩模層17為掩模，刻蝕部分厚度的基底10，在背面S2中形成第一背腔18。在本技術(shù)方案中，為了獲得具有較大體積的第一背腔18，可盡量增大第一背腔18的深度及開(kāi)口大小。圖7中振動(dòng)膜11和第一背腔18在背面S2上的投影重合，或者作為變形例，振動(dòng)膜11在背面S2上的投影位于第一背腔18內(nèi)，振動(dòng)膜11平行于背面S2的截面面積等于或小于第一背腔18圍成的平行于背面S2的平面面積。

考慮到第一背腔18的深度較深，以厚度為400μm的基底10為例，第一背腔18的深度大約為250μm～350μm，因此本實(shí)施例使用深反應(yīng)離子刻蝕(Deep Reactive Ion Etching，DRIE)工藝，刻蝕部分深度的基底10，可以得到具有豎直側(cè)壁的第一背腔18。

深反應(yīng)離子刻蝕過(guò)程包括：

刻蝕階段，對(duì)基底10進(jìn)行等離子體刻蝕；

形成聚合物階段，在刻蝕形成的第一背腔18的側(cè)壁形成聚合物；

所述刻蝕階段和形成聚合物階段交替進(jìn)行，直到所述第一背腔18刻蝕完成。由于第一背腔18的深度較深，因此深反應(yīng)離子刻蝕工藝可以提高第一背腔18的深寬比。

參照?qǐng)D7，第一背腔18具有背向振動(dòng)膜11的底面180；

參照?qǐng)D8，在第一圖形化的掩模層17及底面180上形成第二圖形化的掩模層19，第二圖形化的掩模層19定義出位于底面180中的第二背腔的位置，第二圖形化的掩模層19的材料為光刻膠、或其他可行的掩模材料，如硬掩模材料；

參照?qǐng)D9，以第二圖形化的掩模層19為掩模，使用DRIE工藝，刻蝕底面180下的基底10至露出振動(dòng)膜11，形成第二背腔20，第二背腔20在背面S2上的投影位于第一背腔18內(nèi)；

參照?qǐng)D10，去除第一圖形化的掩模層17和第二圖形化的掩模層19(參照?qǐng)D8)。

第一背腔18和第二背腔20的深度之和等于基底10的厚度，第一背腔18和第二背腔20為后續(xù)振動(dòng)膜11向下振動(dòng)的位移提供空間，共同作為MEMS麥克風(fēng)的背腔。振動(dòng)膜11覆蓋第二背腔20的開(kāi)口，第一背腔18的開(kāi)口尺寸大于第二背腔20的開(kāi)口尺寸。與圖1所示現(xiàn)有技術(shù)相比，雖然振動(dòng)膜11及極板14在平行于正面S1方向的尺寸限制了第二背腔20的開(kāi)口大小，但是，第一背腔18的開(kāi)口大小大于第二背腔20的開(kāi)口大小，也就是第一背腔在背面S2上投影的面積大于第二背腔在背面S2上投影的面積。這樣，在基底10的厚度相等時(shí)，與圖1所示MEMS麥克風(fēng)的背腔相比，第一背腔18和第二背腔20的體積之和明顯更大，第一背腔18的體積相對(duì)增大MEMS麥克風(fēng)的背腔體積，進(jìn)而獲得具有較高信噪比的MEMS麥克風(fēng)。本技術(shù)方案突破了現(xiàn)有技術(shù)的限制，能夠形成具有較大體積的背腔的MEMS麥克風(fēng)，MEMS麥克風(fēng)的信噪比高，性能較佳。

以厚度為400μm的基底10為例，當(dāng)?shù)谝槐城?8的深度為250μm～350μm時(shí)，第二背腔20的深度為50μm～150μm。作為選擇例，第二背腔20的深度設(shè)定為大于等于50μm且小于所述基底厚度，第二背腔20的深度會(huì)影響到MEMS麥克風(fēng)的性能。例如由于振動(dòng)膜11是支撐在第二背腔20附近的基底上，如果第二背腔20的深度小于50μm，振動(dòng)膜11下方的基底較薄，不足以支撐住振動(dòng)膜11，存在振動(dòng)膜11壓斷下方基底的風(fēng)險(xiǎn)。而且，振動(dòng)膜11長(zhǎng) 時(shí)間振動(dòng)也會(huì)增加其下方基底斷裂的可能性。

需要說(shuō)明的是，第一背腔18的深度越深，得到第一背腔18和第二背腔20體積之和越大，MEMS麥克風(fēng)的信噪比越大，但是同時(shí)第二背腔20的深度又需要滿足支撐振動(dòng)膜11的要求。因此，作為變形例，可在滿足上述兩個(gè)條件的前提下，根據(jù)具體的基底厚度、振動(dòng)膜11重量及MEMS麥克風(fēng)的性能要求及，合理選擇第一背腔18和第二背腔20的深度范圍。

本實(shí)施例中第二背腔20的最小深度限定為50μm，可以極大降低振動(dòng)膜11下的基底斷裂的風(fēng)險(xiǎn)，獲得更好的支撐效果。作為變形例，在滿足一定支撐效果時(shí)，第二背腔20的深度可以小于50μm，只是效果不如深度大于等于50μm時(shí)的支撐效果好。

參照?qǐng)D11，再次翻轉(zhuǎn)基底10；

去除光刻膠層16和氧化硅層15(參照?qǐng)D10)，露出極板14及其中的聲孔140，具體可使用灰化工藝去除光刻膠層16；

接著，去除犧牲層12(參照?qǐng)D10)，形成位于極板14和振動(dòng)膜11之間的間隙21，第二背腔20背向間隙21。通過(guò)使間隙21和第二背腔20在正面S1上的投影重合，或者，使間隙21在正面S1上的投影位于第二背腔20內(nèi)，當(dāng)聲音從聲孔140進(jìn)入間隙21并沖擊振動(dòng)膜11時(shí)，與間隙21接觸的振動(dòng)膜11可以產(chǎn)生朝向第二背腔20內(nèi)變形，該變形不會(huì)遭到第二背腔20附近的基底正面的阻擋，確保進(jìn)入間隙21內(nèi)的聲音信號(hào)最終全部轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。如果間隙21在正面S1上的投影具有位于第二背腔20之外的部分，與間隙21接觸的振動(dòng)膜會(huì)遭到第二背腔20附近的基底正面的阻擋，而不能發(fā)生變形，這樣整個(gè)電容變化值變化不能反映真實(shí)的聲音信號(hào)，最終聲音信號(hào)會(huì)有部分喪失而不能被記錄下來(lái)。

具體地，使用各向同性干法刻蝕或濕法刻蝕去除犧牲層12。在干法刻蝕過(guò)程中，刻蝕氣體通過(guò)聲孔140后刻蝕犧牲層12。在干法刻蝕過(guò)程中可使用含氟、碳?xì)怏w，如CF₄，C₄F₈等。

在濕法刻蝕過(guò)程中，刻蝕劑的流向可參考前文干法刻蝕過(guò)程中刻蝕氣體的流向，刻蝕劑可通過(guò)聲孔140刻蝕犧牲層12，在濕法開(kāi)始過(guò)程中，使用的 刻蝕劑為氫氟酸溶液。

進(jìn)一步地，在去除犧牲層后，將極板14與基底10中的集成電路電連接。其中，極板14與振動(dòng)膜11要與集成電路中的不同電極電連接，振動(dòng)膜11與極板14上聚集的電荷極性相反，以構(gòu)成電容。

第二實(shí)施例

與第一實(shí)施例相比，第二實(shí)施例的不同之處在于：

參照?qǐng)D12，犧牲層120全覆蓋振動(dòng)膜110；

接著，在基底100的正面S1上且振動(dòng)膜110和犧牲層120側(cè)壁形成支撐部130，支撐部130具有絕緣性，確保后續(xù)極板與振動(dòng)膜10絕緣隔離。

之后，參照?qǐng)D13，最終形成的MEMS麥克風(fēng)中，極板141橫亙?cè)谥尾?30上，且振動(dòng)膜110在極板141上表面的投影位于極板141上表面內(nèi)。

對(duì)于第二實(shí)施例中MEMS麥克風(fēng)形成過(guò)程中的其他步驟，可參考第一實(shí)施例的相關(guān)內(nèi)容，在此不再贅述。

第三實(shí)施例

與第一、二實(shí)施例相比，本實(shí)施例的不同之處在于：

參照?qǐng)D14，在振動(dòng)膜210側(cè)壁及上表面形成犧牲層220，犧牲層220全覆蓋振動(dòng)膜210的上表面和側(cè)壁；

接著，在犧牲層220側(cè)壁形成支撐部230；

之后，在犧牲層220上和支撐部230上形成極板240。極板240與其中支撐部230和極板240可在同一步驟中形成，此時(shí)支撐部230與振動(dòng)膜210被犧牲層220所間隔開(kāi)，因此支撐部230的材料可選擇導(dǎo)電材料或絕緣材料。

具體地，極板240和支撐部230的形成方法包括：

使用化學(xué)氣相沉積或物理氣相沉積工藝，在基底200、犧牲層220上形成覆層(圖中未示出)，覆層覆蓋基底200正面S1及犧牲層220上表面；

對(duì)覆層進(jìn)行圖形化，剩余基底200的正面S1上且犧牲層220側(cè)壁的覆層部分作為支撐部230，剩余支撐部230和犧牲層220上的覆層部分作為極板 240。

作為變形例，支撐部230和極板240也可在不同步驟中單獨(dú)形成。

之后，參照?qǐng)D15，在去除犧牲層220(參照?qǐng)D14)后，支撐部230及極板240呈罩狀包圍振動(dòng)膜210。

對(duì)于第三實(shí)施例中MEMS麥克風(fēng)形成過(guò)程中的其他步驟，可參考第一實(shí)施例的相關(guān)內(nèi)容，在此不再贅述。

本發(fā)明還提供一種MEMS麥克風(fēng)。

第一實(shí)施例

參照?qǐng)D11，該MEMS麥克風(fēng)包括：

基底10，具有正面S1和背面S2；

位于正面S1的振動(dòng)膜11

位于振動(dòng)膜11上的支撐部13；

支撐在支撐部13上的極板14，在振動(dòng)膜11與極板14之間形成有間隙21，支撐部13具有絕緣性，將支撐部13和極板14絕緣隔離，在極板14中形成有若干聲孔140，聲孔140連通間隙21；

位于背面S2且背向振動(dòng)膜11的第一背腔18，第一背腔18的深度小于基底10的厚度，第一背腔18具有背向振動(dòng)膜11的底面180；

位于底面180中且露出振動(dòng)膜11的第二背腔20，背向間隙21，且第二背腔20在背面S2的投影位于第一背腔18內(nèi)。

第二背腔20的深度范圍為大于等于50μm且小于所述基底10的厚度，使振動(dòng)膜11下的基底部分足以支撐住振動(dòng)膜11及上方的支撐部13和極板14，并滿足第一背腔18和第二背腔20的體積之和較大。相比于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)施例的第二背腔20使得MEMS麥克風(fēng)的背腔體積增大，MEMS麥克風(fēng)的信噪比增大。

進(jìn)一步地，設(shè)計(jì)間隙21和第二背腔20在正面S1的投影重合，或者，作為變形例，間隙21在正面S1的投影位于第二背腔20內(nèi)，確保進(jìn)入間隙21 內(nèi)的聲音沖擊振動(dòng)膜11后，振動(dòng)膜11的形變不會(huì)遭到其下方的基底阻擋，可以發(fā)生有效機(jī)械振動(dòng)。

另外，支撐部13的結(jié)構(gòu)可設(shè)計(jì)為：支撐部13的數(shù)量為多個(gè)，多個(gè)支撐部13圍繞間隙21間隔排列；或者，

支撐部13設(shè)計(jì)為環(huán)形封閉結(jié)構(gòu)，以圍成間隙21。

第二實(shí)施例

與第一實(shí)施例相比，第二實(shí)施例的不同之處在于：

參照?qǐng)D13，支撐部130位于基底100的正面S1上且振動(dòng)膜110的側(cè)壁，支撐部130的上表面高于振動(dòng)膜110上表面。

除上述不同之處外，本實(shí)施例的MEMS麥克風(fēng)的其他結(jié)構(gòu)可參考第一實(shí)施例的相關(guān)內(nèi)容，在此不再贅述。

第三實(shí)施例

與第一、二實(shí)施例的MEMS麥克風(fēng)相比，第三實(shí)施例的不同之處在于：

參照?qǐng)D15，支撐部230位于基底200的正面S1且與振動(dòng)膜210間隔開(kāi)，支撐部230的上表面高于振動(dòng)膜110的上表面。

除上述不同之處外，本實(shí)施例的MEMS麥克風(fēng)的其他結(jié)構(gòu)可參考第一實(shí)施例的相關(guān)內(nèi)容，在此不再贅述。

雖然本發(fā)明披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動(dòng)與修改，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。