半导体装置、麦克风和用于制造半导体装置的方法制造方法及图纸

本发明专利技术提出了一种半导体装置。该半导体装置包括具有开口的膜片结构。此外，该半导体装置包括布置在膜片结构的第一侧上的第一背板结构以及布置在膜片结构的第二侧上的第二背板结构。该半导体装置还包括连接第一背板结构与第二背板结构的垂直连接结构。在此，垂直连接结构延伸穿过开口。

【技术实现步骤摘要】
半导体装置、麦克风和用于制造半导体装置的方法
多种实施例涉及半导体装置、麦克风以及制造半导体装置的方法。
技术介绍
电容式半导体麦克风除了膜片之外还可具有由气隙分开的两个背板。背板应尽可能薄并具有较大的开口，以实现较高的声波透射性。同样应避免背板的弯曲。
技术实现思路
存在对提出一种具有膜片的半导体装置的方案的需求，该方案能够改善半导体装置的稳健性、改善膜片的运动灵活性和/或改善对膜片运动的探测精度。该需求可通过根据本专利技术所述的对象得以满足。半导体装置的实施例包括一种具有开口的膜片结构。此外，半导体装置包括布置在膜片结构的第一侧上的第一背板结构以及布置在膜片结构的第二侧上的第二背板结构。半导体装置还包括将第一背板结构与第二背板结构连接的垂直连接结构。在此，垂直连接结构延伸穿过开口。其他实施例涉及一种具有上述半导体装置的麦克风。此外，实施例涉及一种用于制造半导体装置的方法。该方法包括形成第一层结构以制造第一背板结构。此外，该方法包括形成第二层结构以制造具有开口的膜片结构。该方法还包括形成第三层结构以制造第二背板结构。该方法进一步还包括去除在第一背板结构与膜片结构之间的第一牺牲层结构的至少一部分以及在第二背板结构与膜片结构之间的第二牺牲层结构的至少一部分，从而保留连接第一背板结构与第二背板结构并且延伸穿过膜片结构开口的垂直连接结构。附图说明下面参考附图详细说明实施例。图1示出了半导体装置的一个实施例；图2示出了麦克风的一个实施例；图3a至图3c示出了垂直连接结构的不同实施例；图4示出了半导体装置的另一实施例；图5示出了用于制造半导体装置的方法的一个实施例的流程图；并且图6a和图6b示出了在用于制造半导体装置的方法的不同方法步骤中的半导体结构。具体实施方式现在参考附图更详细地说明不同的实施例，在这些附图中示出了一些实施例。在附图中，为了清楚起见，线、层和/或区域的厚度尺寸可能被夸大地示出。在以下对仅示出示例性实施例的附图的说明中，相同的附图标记可表示相同或相似的部件。此外，对于在一个实施例或一个附图中多次出现但关于一个或多个特征被共同说明的部件和对象可使用概括性的附图标记。以相同或概括性的附图标记说明的部件或对象在单个、多个或全部特征(例如其尺寸)方面可相同地被实施，然而必要时也可不同地被实施，除非在说明中另有明确或隐含的描述。尽管可对实施例进行各种修改和改变，但仍以附图中的实施例作为示例进行示出并且在本文中予以详细说明。然而应明确指出的是，这并不意图将实施例限制到相应公开的形式，而是实施例旨在覆盖在本专利技术范围内的所有功能上的和/或结构上的修改、等价方案和替代方案。相同的附图标记在所有附图说明中表示相同或相似的元件。应注意的是，一个元件被称为与另一元件“连接”或“耦合”，可以是该元件与该另一元件直接连接或耦合，或者可以是存在有位于它们之间的元件。在此使用的术语仅用于说明特定的实施例且并不旨在限制实施例。如本文所使用的，除非上下文另有明确指示，否则单数形式“一个”、“一种”和“该”“所述”也应包括复数形式。此外需明确指出的是，诸如在此使用的例如“包括”、“包含”、“具有”和/或“有”等用语表示所述特征、整数、步骤、工作流程、元件和/或部件的存在，但是并不排除一个或多个特征、整数、步骤、工作流程、元件、部件和/或其组合的存在或添加。除非另有定义，否则本文使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与实施例所属领域的普通技术人员所赋予的相同的含义。此外需明确指出的是，那些在通用字典中定义的用语应被解读为具有与其在相关技术的背景中的含义一致的含义，除非在此另有明确的定义。图1示出了半导体装置100。半导体装置100包括具有开口111的膜片结构110。此外，半导体装置100包括布置在膜片结构110的第一侧上的第一背板结构120以及布置在膜片结构110的第二侧上的第二背板结构130。半导体装置100进一步还包括将第一背板结构120与第二背板结构130连接的垂直连接结构140。在此，垂直连接结构140延伸穿过开口111。垂直连接结构140可使得第一背板结构120和第二背板连接结构130机械连接。由此可提高两个背板结构120和130的形状强度。两个背板结构120和130的弯曲可被减轻。这可使得改善半导体装置100的稳健性。同时可使得改善膜片结构110的运动灵活性。还可改善对膜片结构110的运动的探测精度。膜片结构110、第一背板结构120以及第二背板结构130可由一个或多个层构成。膜片结构110、第一背板结构120或第二背板结构130的至少一个层可以是导电层，例如金属层(如铝、钛、铜)或多晶硅(如高度掺杂的)。开口111可通过对膜片结构的一个或多个层结构进行结构化而形成。例如膜片结构的部分层结构可保留在开口中(参见下文)。替代地，可去除开口111中的膜片结构的任何(全部)层结构，然后可在开口111中生成垂直连接结构140的一部分(参见下文)。如在图1中所示，膜片结构110可被布置在第一背板结构120与第二背板结构130之间的空腔中。由此可为膜片结构110的偏移提供足够的空间。在第一背板结构120与第二背板结构130之间的空腔例如可具有大于1μm(或大于2μm或大于5μm)和/或小于20μm(或小于10μm或小于5μm)的垂直延伸(高度)。例如在第一背板结构120与第二背板结构130之间的垂直距离可大于1μm(或大于2μm或大于5μm)和/或小于20μm(或小于10μm或小于5μm)。在第一背板结构120与第二背板结构130之间的空腔的横向延伸例如可大于10μm(或大于100μm或大于1000μm)和/或小于2000μm(或小于200μm或小于50μm)。第一背板结构120的垂直延伸和第二背板结构130的垂直延伸例如可大于10μm(或大于100μm或大于250μm)和/或小于500μm(或小于200μm或小于50μm)。膜片结构110的横向尺寸(横向延伸)可以基本上相当于第一背板结构120或第二背板结构130的横向延伸。因此，膜片结构110的横向尺寸例如可偏离第一背板结构120或第二背板结构130的横向延伸不到10％。膜片结构110例如可具有大于100nm(或大于500nm或大于1μm)和/或小于2μm(或小于750nm或小于200nm)的垂直延伸(厚度)。垂直连接结构140例如可具有在垂向上布置在第一局部区域与第三局部区域之间的第二局部区域。第二局部区域的材料不同于第一局部区域和第三局部区域的材料。第一局部区域和第三局部区域的材料例如可以是电绝缘材料(例如氧化硅或氮化硅)。这样可避免第一背板结构120和第二背板结构130通过垂直连接结构140的电耦合。垂直连接结构140的第二局部区域可由与膜片结构110相同的材料制成。例如层结构的位于膜片结构110的开口中用于制造膜片结构110的局部区域可用作第二局部区域。相应地，垂直连接结构140相对于膜片结构110的横向距离(例如基本上是垂直连接结构140的第二局部区域相对于膜片结构110的距离)可通过层结构的结构化而以较高的精度产生。垂直连接结构140可无接触地延伸穿过开口111。例如，膜片结构110可在机械上不与垂直连接结构140连接。由此可基本避免对膜片结构110的运动本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体装置(100)，包括：膜片结构(110)，具有开口(111)；第一背板结构(120)，被布置在所述膜片结构(110)的第一侧上；第二背板结构(130)，被布置在所述膜片结构(110)的第二侧上；和垂直连接结构(140)，连接所述第一背板结构(120)与所述第二背板结构(130)，其中所述垂直连接结构(140)延伸穿过所述开口(111)。

【技术特征摘要】
2016.12.21 DE 102016125082.11.一种半导体装置(100)，包括：膜片结构(110)，具有开口(111)；第一背板结构(120)，被布置在所述膜片结构(110)的第一侧上；第二背板结构(130)，被布置在所述膜片结构(110)的第二侧上；和垂直连接结构(140)，连接所述第一背板结构(120)与所述第二背板结构(130)，其中所述垂直连接结构(140)延伸穿过所述开口(111)。2.根据权利要求1所述的半导体装置，其中所述垂直连接结构(140)具有在垂向上布置在第一局部区域与第三局部区域之间的第二局部区域，并且其中所述第二局部区域的材料不同于所述第一局部区域和所述第三局部区域的材料。3.根据权利要求2所述的半导体装置，其中所述第一局部区域和所述第三局部区域的材料为电绝缘材料。4.根据权利要求1所述的半导体装置，其中所述垂直连接结构(140)和所述膜片结构(110)在所述开口(111)的区域中在横向上彼此间隔至少100nm。5.根据权利要求1所述的半导体装置，其中所述垂直连接结构(140)在所述第一背板结构(120)与所述膜片结构(110)之间的区域中的平均周长相对于所述垂直连接结构(140)在所述膜片结构(110)与所述第二背板结构(130)之间的区域中的平均周长相差至少10％。6.根据权利要求1所述的半导体装置，其中所述第一背板结构(120)和所述第二背板结构(130)中的至少一个具有多个通道。7.根据权利要求6所述的半导体装置，其中所述多个通道占据所述第一背板结构(120)和所述第二背板结构(130)中的至少一个的表面的至少60％。8.根据权利要求1所述的半导体装置，其中所述膜片结构被布置在所述第一背板结构(120)与所述第二背板结构(130)之间的空腔中。9.根据权利要求1所述的半导体装置，其中所述垂直连接结构(140)与所述膜片结构(110)的边缘的横向距离是所述膜片结构(110)的横向延伸的至少25％。10.根据权利要求1所述的半导体装置，其中所述开口(111)与所述膜片结构(110)的边...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·巴曾，W·弗里扎，M·菲尔德纳，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE