一种MEMS硅麦克风及其制备方法技术

技术编号:13331084 阅读:71 留言:0更新日期:2016-07-11 22:27
本发明专利技术涉及硅麦克风技术领域,尤其涉及一种MEMS硅麦克风及其制备方法,通过在多孔背极板硅基上方设有单晶硅振膜,并由二氧化硅层分离,其通过硅硅键合法与多孔背极板硅基键合,两者形成麦克风的电容结构;另外单晶硅振膜具有残余应力小且一致性好的特点,从而可提高MEMS硅麦克风的灵敏度和良率;振膜上设有弹簧支撑、凸柱、微孔等其它结构,可快速释放振膜的残余应力,同时避免振膜和多孔背极板硅基间吸和可能性,进一步提高麦克风的良率和可靠性,因此,本发明专利技术技术方案生产的MEMS硅麦克风结构具有生产工艺简单、灵敏度高、成本低、一致性好、可靠性强等特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及硅麦克风
,尤其涉及一种MEMS硅麦克风及其制备方法
技术介绍
麦克风作为一种将声音信号转换为电信号的装置,广泛的应用在手机、摄像机等智能终端设备中。随着社会的发展以及高科技术的不断进步,微电机技术(MicroElectroMechanicalSystems,简称MEMS)已经逐渐融入至麦克风的生产领域中,MEMS实现了各种传感器的微型化和低成本化,并且在智能终端设备中已经出现诸如MEMS硅麦克风的信号转换装置。MEMS硅麦克风采用电容式的原理,由一个振动薄膜和背极板组成,振动薄膜与背极板之间有一个几微米的间距,形成电容结构。当振动薄膜感受到外部的音频声压信号后,改变振动薄膜与背极板间的距离,从而形成电容变化,进一步的,通过CMOS放大器将电容变化转化为电压信号的变化并进行输出。人的语音声压信号微弱,因此,作为感受信号的振动薄膜必须减薄到一定的厚度使其具有较强的灵敏度。现有技术工艺中,振动薄膜的制备会导致其具有不同程度的残余应力,因此会大大降低振动薄膜的灵敏度。传统技术方案主要是采用多晶硅或者金属和氮化硅本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种MEMS硅麦克风的制备方法,其特征在于,所述方法包括:步骤S1、提供一振动薄膜基板和一具有中心区域和及环绕该中心区域的边缘区域的多孔背极板硅基,且在所述中心区域中的多孔背极板硅基上开设有若干间隔排列的盲孔;步骤S2、分别于所述多孔背极板硅基的上下表面均沉积一层第一绝缘层,且该第一绝缘层还覆盖所述盲孔的底部及其侧壁;于所述振动薄膜基板的上下表面各沉积一层第二绝缘层;步骤S3、将所述振动薄膜基板的下表面键合至所述多孔背极板硅基的上表面,以形成所述MEMS硅麦克风的电容极板;步骤S4、对所述振动薄膜基板进行减薄处理,以形成所述MEMS硅麦克风的单晶硅振膜;步骤S5、部分刻蚀所述单晶硅振膜并停止在...

【技术特征摘要】
1.一种MEMS硅麦克风的制备方法,其特征在于,所述方法包
括:
步骤S1、提供一振动薄膜基板和一具有中心区域和及环绕该中
心区域的边缘区域的多孔背极板硅基,且在所述中心区域中的多孔背
极板硅基上开设有若干间隔排列的盲孔;
步骤S2、分别于所述多孔背极板硅基的上下表面均沉积一层第
一绝缘层,且该第一绝缘层还覆盖所述盲孔的底部及其侧壁;
于所述振动薄膜基板的上下表面各沉积一层第二绝缘层;
步骤S3、将所述振动薄膜基板的下表面键合至所述多孔背极板
硅基的上表面,以形成所述MEMS硅麦克风的电容极板;
步骤S4、对所述振动薄膜基板进行减薄处理,以形成所述MEMS
硅麦克风的单晶硅振膜;
步骤S5、部分刻蚀所述单晶硅振膜并停止在所述第二绝缘层中,
以在所述边缘区域中形成凹槽和若干弧形沟槽,在所述中心区域中形
成若干第一通孔和若干第二通孔,且所述若干弧形沟槽位于所述凹槽
与中心区域之间;
步骤S6、制备富硅氮化硅层覆盖所述第二通孔的底部及其侧壁,
且该富硅氮化硅层还延伸覆盖临近所述第二通孔的振膜的部分上表
面,以形成凸柱;
步骤S7、刻蚀部分所述凹槽的底部至所述多孔背极板硅基的上
表面,以形成一开口;
于所述开口中及位于所述边缘区域内的所述振膜之上均制备一

\t金属电极,且该两个金属电极分别位于所述中心区域的相对一侧;
步骤S8、刻蚀所述多孔背极板硅基的下表面,以形成将位于所
述盲孔底部的第一绝缘层予以暴露的背腔;
步骤S9、部分去除所述第一绝缘层和所述第二绝缘层,以保留
位于所述边缘区域之上的部分第一绝缘层和部分第二绝缘层,用于支
撑所述单晶硅振膜。
2.如权利要求1所述的MEMS硅麦克风的制备方法,其特征在
于,所述振动薄膜基板为单晶硅衬底或包括有器件层和位于所述器件
层之上的SOI晶片。
3.如权利要求1所述的MEMS硅麦克风的制备方法,其特征在
于,步骤S1中,所述中心区域中的若干盲孔通过DRIE工艺实现。
4.如权利要求1所述的MEMS硅麦克风的制备方法,其特征在
于,步骤S5中,通过采用RIE工艺刻蚀所述单晶硅振膜。
5.如权利要求1所述的MEMS硅麦克风的制备方法,其特征在
于,所述步骤S6具体包括:
于所述第二绝缘层的上表面、所述单...

【专利技术属性】
技术研发人员:缪建民
申请(专利权)人:上海微联传感科技有限公司
类型:发明
国别省市:上海;31

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