麦克风及其制造方法技术

本申请公开了一种麦克风及其制造方法，涉及半导体技术领域。其中，所述方法包括：提供衬底；形成从所述衬底的表面延伸到所述衬底中的环形开口；在所述环形开口中形成隔离材料，以形成环形隔离部；在形成所述环形隔离部后的衬底之上形成绝缘层；在所述绝缘层上形成前侧器件；以及以所述环形隔离部和所述绝缘层作为蚀刻停止层对所述衬底的底面进行刻蚀，从而形成背孔。

【技术实现步骤摘要】
麦克风及其制造方法
本申请涉及半导体
，尤其涉及一种麦克风及其制造方法。
技术介绍
微机电系统(MEMS)麦克风通常包括衬底、贯穿衬底的背孔和在衬底上覆盖背孔的前侧器件。背孔的形貌关系到麦克风的性能，因此，形成背孔的步骤是一个关键的步骤。然而，本申请的专利技术人发现，利用现有的制造工艺所形成的背孔存在如下问题：一方面，晶片的中心部分和边缘部分所形成的背孔靠近振动膜的拐角处的形貌不一致。中心部分的背孔靠近振动膜的拐角处的表面为光滑表面，这使得振动膜在向背孔方向振动时与衬底的接触为线接触；而边缘部分的背孔靠近振动膜的拐角处会有缺口，并且拐角处的表面不光滑，这使得振动膜在向背孔方向振动时与衬底的接触为点接触，从而容易导致振动膜的损坏。另一方面，晶片的中心部分和边缘部分所形成的背孔的侧壁的倾斜角不一致。边缘部分的背孔的侧壁的倾斜角相对更大，这使得边缘部分的背孔上的振动膜与衬底重叠的部分可能会不满足设计要求，从而影响麦克风的信噪比等性能。
技术实现思路
本申请的一个目的在于提供一种麦克风及其制造方法，以解决上面提到的至少一个问题。根据本申请的一方面，提供了一种麦克风的制造方法，包括：提供衬底；形成从所述衬底的表面延伸到所述衬底中的环形开口；在所述环形开口中形成隔离材料，以形成环形隔离部；在形成所述环形隔离部后的衬底之上形成绝缘层；在所述绝缘层上形成前侧器件；以及以所述环形隔离部和所述绝缘层作为蚀刻停止层对所述衬底的底面进行刻蚀，从而形成背孔。在一个实施例中，通过热氧化工艺在所述环形孔中形成隔离材料。在一个实施例中，所述热氧化工艺还使得所述衬底的表面被氧化，从而形成氧化层；其中，以所述环形隔离部、所述氧化层和所述绝缘层作为蚀刻停止层对所述衬底的底面进行刻蚀，从而形成背孔。在一个实施例中，所述以所述环形隔离部和所述绝缘层为蚀刻停止层对所述衬底的底面进行刻蚀包括：(a)将所述衬底翻转，以将所述衬底的底面朝上；(b)对所述衬底的底面进行刻蚀，从而形成第一凹槽；(c)在所述第一凹槽的底部和侧壁上形成聚合物；(d)去除所述第一凹槽的底部的聚合物，以露出所述衬底；(e)对露出的衬底进行各向同性刻蚀，以形成第二凹槽；将所述第二凹槽作为所述第一凹槽，重复步骤(c)、(d)和(e)，以使得所述各向同性刻蚀停止在所述绝缘层和所述环形隔离部上。在一个实施例中，在不同的步骤(e)中，对露出的衬底进行各向同性刻蚀的刻蚀速率相同。在一个实施例中，所述环形开口包括圆形环开口或方形环开口。在一个实施例中，所述前侧器件包括：在所述绝缘层上的第一电极板；在所述第一电极板上的牺牲层；和在所述牺牲层上的第二电极板。在一个实施例中，所述方法还包括：去除所述绝缘层的至少一部分和所述环形隔离部；以及去除所述牺牲层，以在所述第一电极板与所述第二电极板之间形成空腔。在一个实施例中，去除所述绝缘层与所述背孔对应的部分以及在所述衬底上与该部分邻接的一部分，保留所述绝缘层位于所述第一电极板的边缘下的部分。根据本申请的另一方面，提供了一种麦克风，包括：衬底，所述衬底具有背孔；所述背孔包括：第一部分，其孔径从上至下基本相同；和在所述第一部分下的第二部分，其孔径从上至下逐渐减小。在一个实施例中，所述麦克风还包括：在所述衬底之上覆盖所述背孔的第一电极板；和在所述第一电极板上方的第二电极板；其中，所述第一电极板与所述第二电极板之间具有空腔。在一个实施例中，所述麦克风还包括：在所述衬底与所述第一电极板之间的绝缘层。根据本申请的又一方面，提供了一种麦克风的制造方法，包括：提供衬底；形成从所述衬底的表面延伸到所述衬底中的环形开口；在所述环形开口中形成隔离材料以形成环形隔离部，并且在所述衬底的表面形成氧化层；在所述氧化层之上形成前侧器件；以及以所述环形隔离部和所述氧化层为蚀刻停止层对所述衬底的底面进行刻蚀，从而形成背孔。在一个实施例中，所述在所述氧化层之上形成前侧器件包括：在所述氧化层上形成绝缘层；在所述绝缘层上形成所述前侧器件；其中，以所述环形隔离部、所述氧化层和所述绝缘层作为蚀刻停止层对所述衬底的底面进行刻蚀，从而形成背孔。在一个实施例中，通过热氧化工艺在所述环形孔中形成隔离材料，并且在所述衬底的表面形成氧化层。在一个实施例中，所述以所述环形隔离部和所述氧化层为蚀刻停止层对所述衬底的底面进行刻蚀包括：(a)将所述衬底翻转，以将所述衬底的底面朝上；(b)对所述衬底的底面进行刻蚀，从而形成第一凹槽；(c)在所述第一凹槽的底部和侧壁上形成聚合物；(d)去除所述第一凹槽的底部的聚合物，以露出所述衬底；(e)对露出的衬底进行各向同性刻蚀，以形成第二凹槽；将所述第二凹槽作为所述第一凹槽，重复步骤(c)、(d)和(e)，以使得所述各向同性刻蚀停止在所述氧化层和所述环形隔离部上。在一个实施例中，在不同的步骤(e)中，对露出的衬底进行各向同性刻蚀的刻蚀速率相同。在一个实施例中，所述环形开口包括圆形环开口或方形环开口。在一个实施例中，所述前侧器件包括：在所述氧化层上的第一电极板；在所述第一电极板上的牺牲层；和在所述牺牲层上的第二电极板。在一个实施例中，所述方法还包括：去除所述氧化层的至少一部分和所述环形隔离部；以及去除所述牺牲层，以在所述第一电极板与所述第二电极板之间形成空腔。在一个实施例中，去除所述氧化层与所述背孔对应的部分以及在所述衬底上与该部分邻接的一部分，保留所述氧化层位于所述第一电极板的边缘下的部分。本申请实施例的麦克风由于形成了环形隔离部，因此，在对衬底进行刻蚀时可以自对准地停止在环形隔离部上，从而可以避免背孔靠近第一电极板的拐角处产生缺口。这样，拐角处的表面可以为光滑表面，改善了第一电极板容易损坏的问题。另外，由于形成了环形隔离部，因此，可以提前设计好第一电极板的尺寸以及环形隔离部与第一电极板交叠部分的尺寸，从而使得第一电极板与衬底重叠的部分的尺寸可以固定，避免由于背孔的侧壁的倾斜角的不同导致的第一电极板与衬底重叠的部分的不同，提升了晶片的边缘部分的麦克风的性能，提高了晶片上的麦克风的性能的一致性。通过以下参照附图对本申请的示例性实施例的详细描述，本申请的其它特征、方面及其优点将会变得清楚。附图说明附图构成本说明书的一部分，其描述了本申请的示例性实施例，并且连同说明书一起用于解释本申请的原理，在附图中：图1是根据本申请一个实施例的麦克风的制造方法的流程图；图2A-图2H示出了根据本申请一个实施例的麦克风的制造方法的各个阶段的示意图；图3A-图3F示出了根据本申请一个实现方式的对衬底的底面进行刻蚀来形成背孔的各个阶段的示意图；图4是根据本申请另一个实施例的麦克风的制造方法的流程图。具体实施方式现在将参照附图来详细描述本申请的各种示例性实施例。应理解，除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不应被理解为对本申请范围的限制。此外，应当理解，为了便于描述，附图中所示出的各个部件的尺寸并不必然按照实际的比例关系绘制，例如某些层的厚度或宽度可以相对于其他层有所夸大。以下对示例性实施例的描述仅仅是说明性的，在任何意义上都不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和装置可能不作详细讨论，但在适用这些技术、方法和装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种麦克风的制造方法，其特征在于，包括：提供衬底；形成从所述衬底的表面延伸到所述衬底中的环形开口；在所述环形开口中形成隔离材料，以形成环形隔离部；在形成所述环形隔离部后的衬底之上形成绝缘层；在所述绝缘层上形成前侧器件；以及以所述环形隔离部和所述绝缘层作为蚀刻停止层对所述衬底的底面进行刻蚀，从而形成背孔。

【技术特征摘要】
1.一种麦克风的制造方法，其特征在于，包括：提供衬底；形成从所述衬底的表面延伸到所述衬底中的环形开口；在所述环形开口中形成隔离材料，以形成环形隔离部；在形成所述环形隔离部后的衬底之上形成绝缘层；在所述绝缘层上形成前侧器件；以及以所述环形隔离部和所述绝缘层作为蚀刻停止层对所述衬底的底面进行刻蚀，从而形成背孔。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过热氧化工艺在所述环形孔中形成隔离材料。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述热氧化工艺还使得所述衬底的表面被氧化，从而形成氧化层；其中，以所述环形隔离部、所述氧化层和所述绝缘层作为蚀刻停止层对所述衬底的底面进行刻蚀，从而形成背孔。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述以所述环形隔离部和所述绝缘层为蚀刻停止层对所述衬底的底面进行刻蚀包括：(a)将所述衬底翻转，以将所述衬底的底面朝上；(b)对所述衬底的底面进行刻蚀，从而形成第一凹槽；(c)在所述第一凹槽的底部和侧壁上形成聚合物；(d)去除所述第一凹槽的底部的聚合物，以露出所述衬底；(e)对露出的衬底进行各向同性刻蚀，以形成第二凹槽；将所述第二凹槽作为所述第一凹槽，重复步骤(c)、(d)和(e)，以使得所述各向同性刻蚀停止在所述绝缘层和所述环形隔离部上。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在不同的步骤(e)中，对露出的衬底进行各向同性刻蚀的刻蚀速率相同。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述环形开口包括圆形环开口或方形环开口。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述前侧器件包括：在所述绝缘层上的第一电极板；在所述第一电极板上的牺牲层；和在所述牺牲层上的第二电极板。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括：去除所述绝缘层的至少一部分和所述环形隔离部；以及去除所述牺牲层，以在所述第一电极板与所述第二电极板之间形成空腔。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，去除所述绝缘层与所述背孔对应的部分以及在所述衬底上与该部分邻接的一部分，保留所述绝缘层位于所述第一电极板的边缘下的部分。10.一种麦克风，其特征在于，包括：衬底，所述衬底具有背孔；所述背孔包括：第一部分，其孔径从上至下基本相同；和在所述第一部分下的第二部分，其孔径从上至下逐渐减小。11.根据权利要求10所述的麦克风，其特征在于，还包括：在所述衬底之上覆盖所述背孔的第一电极板；和在所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王明军，汪新学，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，中芯国际集成电路制造北京有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31