第二連接孔193內分別設有電連接所述聲傳感電容結構的第一電極1911和第二電極1931。
[0053]所述微型機電系統(tǒng)麥克風還包括貫穿所述保護層17、第一結構層18a、振膜11、以及第二結構層18b的透氣孔195，所述透氣孔195為所述背腔16和聲腔10透氣。
[0054]本發(fā)明還公開一種微型機電系統(tǒng)麥克風制造方法，包括如下步驟:
[0055]步驟SI，制作振膜晶圓，包括:
[0056]步驟S11，請參閱圖4，是本發(fā)明微型機電系統(tǒng)麥克風制造方法中準備振膜晶圓的示意圖。提供依次層疊設置的振膜層11、第一絕緣層18a和保護層17，從而形成具有SOI結構的振膜晶圓；
[0057]步驟S12，請參閱圖5，是本發(fā)明微型機電系統(tǒng)麥克風制造方法中振膜晶圓制作熱氧化層的示意圖。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18b和第三絕緣層18c ；
[0058]步驟S13，請參閱圖6，是本發(fā)明微型機電系統(tǒng)麥克風制造方法中刻蝕振膜晶圓結構的示意?？涛g所述振膜晶圓，在所述振膜晶圓頂部刻蝕出聲腔10、第一連接孔191和透氣孔 195 ；
[0059]步驟S2，制作背板晶圓，包括:
[0060]步驟S21，請參閱圖7，是本發(fā)明微型機電系統(tǒng)麥克風制造方法中準備背板晶圓的示意圖。提供包括依次層疊設置的背板層12、第四絕緣層18d和基座13，從而形成具有SOI結構的背板晶圓；
[0061]步驟S22，請參閱圖8，是本發(fā)明微型機電系統(tǒng)麥克風制造方法中背板晶圓制作熱氧化層的示意圖。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18e，在所述背板晶圓底部制作半導體氧化硅應力平衡層14 ;
[0062]步驟S23，請參閱圖9，是本發(fā)明微型機電系統(tǒng)麥克風制造方法中刻蝕背板晶圓結構的示意。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191、透氣孔195、防粘凸起181和多個貫穿背板層12的聲學孔100 ;
[0063]步驟S3，請參閱圖10，是本發(fā)明微型機電系統(tǒng)麥克風制造方法中振膜晶圓片和背板晶圓片健合不意圖。
[0064]將所述振膜晶圓的第二絕緣層18b和所述背板晶圓的第五絕緣層18e健合固定，所述振膜晶圓上的聲腔10與所述背板晶圓上的聲學孔100相連通，所述振膜晶圓上的第一連接孔191與所述背板晶圓上的第一連接孔191相連通，所述振膜晶圓上的透氣孔195與所述背板晶圓上的透氣孔195相連通；
[0065]步驟S4，請參閱圖11，是本發(fā)明微型機電系統(tǒng)麥克風制造方法中刻蝕背腔示意圖。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12的背腔16 ；
[0066]步驟S5，請參閱圖12，是本發(fā)明微型機電系統(tǒng)麥克風制造方法中減薄和刻蝕振膜示意圖。對所述振膜晶圓進行晶元減薄，將所述第三絕緣層12c全部清除；
[0067]步驟S6，對所述振膜晶圓進行刻蝕，以使所述第一連接孔191和透氣孔195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193和直達所述振膜層11的前腔15 ；
[0068]步驟S8，請參閱圖13，是本發(fā)明微型機電系統(tǒng)麥克風制造方法中金屬化連接盤示意圖。在所述第一連接孔191和第二連接孔193內分別蝕刻形成兩個連接盤；
[0069]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191內的第一電極1911和位于第二連接孔193內的第二電極1913 ；
[0070]步驟S10，完成所述微型機電系統(tǒng)麥克風制作。
[0071]所述第一 18a、第二 18b、第三18c、第四18d和第五絕緣層18e為半導體氧化硅絕緣材料層，所述振膜層11和背板層12為多晶硅摻雜或單晶硅摻雜導電材料層，所述基座13為硅材料層。
[0072]相較于現(xiàn)有技術，本發(fā)明提供的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。
[0073]以上所述僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其它相關的技術領域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內。
【主權項】
1.一種微型機電系統(tǒng)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。
2.根據(jù)權利要求1所述的微型機電系統(tǒng)麥克風，其特征在于，所述微型機電系統(tǒng)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。
3.根據(jù)權利要求1所述的微型機電系統(tǒng)麥克風，其特征在于，所述微型機電系統(tǒng)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。
4.根據(jù)權利要求3所述的微型機電系統(tǒng)麥克風，其特征在于，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，所述基座由娃材料制成。
5.根據(jù)權利要求1所述的微型機電系統(tǒng)麥克風，其特征在于，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。
6.根據(jù)權利要求5所述的微型機電系統(tǒng)麥克風，其特征在于，所述防粘凸起由半導體氧化硅絕緣材料制成。
7.根據(jù)權利要求3所述的微型機電系統(tǒng)麥克風，其特征在于，所述微型機電系統(tǒng)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。
8.根據(jù)權利要求3所述的微型機電系統(tǒng)麥克風，其特征在于，所述微型機電系統(tǒng)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。
9.一種微型機電系統(tǒng)麥克風制造方法，其特征在于，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(tǒng)麥克風制作。
10.根據(jù)權利要求9所述的微型機電系統(tǒng)麥克風制造方法，其特征在于，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。
【專利摘要】本發(fā)明提供了微型機電系統(tǒng)麥克風。所述微型機電系統(tǒng)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(fā)明還提供一種微型機電系統(tǒng)麥克風制造方法。本發(fā)明提供的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。
【IPC分類】H04R19-04, H04R31-00
【公開號】CN104754480
【申請?zhí)枴緾N201510066941
【發(fā)明人】孟珍奎
【申請人】瑞聲聲學科技(深圳)有限公司
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2015年2月9日