麦克风、微机电系统装置及其制造方法制造方法及图纸

本公开的各种实施例涉及一种麦克风，所述麦克风包括支撑结构层，所述支撑结构层设置在颗粒过滤器与微机电系统(MEMS)结构之间。载体衬底设置在颗粒过滤器下方且具有界定载体衬底开口的相对的侧壁。微机电系统结构上覆在载体衬底上且包括上覆在载体衬底开口上的膜片，膜片具有界定膜片开口的相对的侧壁。颗粒过滤器设置在载体衬底与微机电系统结构之间。多个过滤器开口延伸穿过颗粒过滤器。支撑结构层包括支撑结构，支撑结构具有在载体衬底的相对的侧壁之间在横向上间隔开的一个或多个段。支撑结构的所述一个或多个段在所述多个过滤器开口之间在横向上间隔开。口之间在横向上间隔开。口之间在横向上间隔开。

【技术实现步骤摘要】
麦克风、微机电系统装置及其制造方法


[0001]本专利技术实施例是涉及麦克风、微机电系统装置及其制造方法。

技术介绍

[0002]微机电系统(Microelectromechanical system，MEMS)装置(例如，加速度计、压力传感器及麦克风)已广泛地用于许多现代电子装置中。举例来说，MEMS加速度计及麦克风通常存在于汽车(例如，气囊部署系统)、平板计算机或智能电话中。MEMS装置可具有用于检测运动并将运动转换成电信号的可移动(movable)部件。举例来说，MEMS加速度计包括将加速移动转化成电信号的可移动部件。麦克风包括将声音转化成电信号的可移动隔膜(membrane)。

技术实现思路

[0003]在一些实施例中，本申请提供一种麦克风，所述麦克风包括：载体衬底，具有界定载体衬底开口的相对的侧壁；微机电系统(MEMS)结构，上覆在所述载体衬底上，其中所述微机电系统结构包括上覆在所述载体衬底开口上的膜片，所述膜片具有界定膜片开口的相对的侧壁；颗粒过滤器，设置在所述载体衬底与所述微机电系统结构之间，其中多个过滤器开口延伸穿过所述颗粒过滤器；以及支撑结构层，设置在所述颗粒过滤器与所述微机电系统结构之间，其中所述支撑结构层包括支撑结构，所述支撑结构具有在所述载体衬底的所述相对的侧壁之间在横向上间隔开的一个或多个段，其中所述支撑结构的所述一个或多个段在所述多个过滤器开口之间在横向上间隔开。
[0004]在一些实施例中，本申请提供一种微机电系统(MEMS)装置，所述微机电系统装置包括：微机电系统结构，沿支撑结构层的上表面设置，其中所述微机电系统结构包括第一背板及在垂直方向上与所述第一背板隔开的膜片；载体衬底，位于所述支撑结构层之下，其中所述载体衬底具有界定载体衬底开口的相对的侧壁，其中所述载体衬底开口位于所述膜片之下；过滤器堆叠，设置在所述载体衬底与所述支撑结构层之间，其中所述过滤器堆叠包括颗粒过滤器层，所述颗粒过滤器层具有颗粒过滤器，其中所述颗粒过滤器包括多个过滤器开口，所述多个过滤器开口延伸穿过所述颗粒过滤器层且在横向上位于所述载体衬底的所述相对的侧壁之间；以及支撑结构，设置在所述过滤器堆叠与所述微机电系统结构之间，其中所述支撑结构是所述支撑结构层的在横向上位于延伸穿过所述支撑结构层的支撑结构开口之间的段。
[0005]在一些实施例中，本申请提供一种制造微机电系统(MEMS)装置的方法，所述方法包括：在牺牲衬底之上形成微机电系统结构，所述微机电系统结构包括可移动膜片；在载体衬底之上形成过滤器堆叠，其中所述过滤器堆叠包括一个或多个介电层及设置在所述一个或多个介电层中的颗粒过滤器层，所述颗粒过滤器层具有颗粒过滤器；在所述过滤器堆叠之上形成支撑结构层；将所述支撑结构层图案化，以在所述支撑结构层中界定支撑结构，其中所述支撑结构具有一个或多个段；将所述支撑结构层结合到所述微机电系统结构；以及
将所述载体衬底图案化以界定载体衬底开口，其中所述支撑结构的所述一个或多个段在所述载体衬底的界定所述载体衬底开口的相对的侧壁之间在横向上间隔开。
附图说明
[0006]结合附图阅读以下详细说明，会最好地理解本公开的各个方面。应注意，根据本行业中的标准惯例，各种特征并非按比例绘制。事实上，为使论述清晰起见，可任意增大或减小各种特征的尺寸。
[0007]图1示出具有颗粒过滤器及支撑结构的微机电系统(MEMS)麦克风的一些实施例的剖视图。
[0008]图2A到图2D示出图1的MEMS麦克风的一些替代实施例的俯视图。
[0009]图3A到3B示出具有颗粒过滤器及支撑结构的MEMS麦克风的一些实施例的剖视图。
[0010]图4示出集成芯片的一些实施例的剖视图，集成芯片的所述一些实施例包括打线结合到互补金属氧化物半导体(complementary metal-oxide-semiconductor，CMOS)集成电路(integrated circuit，IC)管芯的图1的MEMS麦克风的一些实施例。
[0011]图5到图13示出形成具有颗粒过滤器及支撑结构的MEMS麦克风的方法的一些实施例的剖视图。
[0012]图14以流程图的形式示出一种方法，所述流程图示出形成具有颗粒过滤器及支撑结构的MEMS麦克风的方法的一些实施例。
具体实施方式
[0013]本公开提供用于实施本公开的不同特征的许多不同的实施例或实例。以下阐述组件及排列的具体实例以简化本公开。当然，这些仅为实例而非旨在进行限制。举例来说，以下说明中将第一特征形成在第二特征之上或第二特征上可包括其中第一特征与第二特征被形成为直接接触的实施例，且也可包括其中第一特征与第二特征之间可形成有附加特征从而使得所述第一特征与所述第二特征可不直接接触的实施例。另外，本公开可能在各种实例中重复使用参考编号和/或字母。这种重复使用是出于简洁及清晰的目的，而不是自身指示所论述的各种实施例和/或配置之间的关系。
[0014]此外，为易于说明，本文中可能使用例如“在...之下(beneath)”、“在...下方(below)”、“下部的(lower)”、“在...上方(above)”、“上部的(upper)”等空间相对性用语来阐述图中所示的一个元件或特征与另一(其他)元件或特征的关系。所述空间相对性用语旨在除图中所绘示的取向外还囊括装置在使用或操作中的不同取向。设备可具有其他取向(旋转90度或处于其他取向)，且本文中所使用的空间相对性描述语可同样相应地进行解释。
[0015]此外，为易于说明起见，本文中可使用“第一”、“第二”、“第三”等以在一个图或一系列图的不同元件之间进行区分。“第一”、“第二”、“第三”等并不旨在阐述对应的元件。因此，结合第一图所述的“第一介电层”可能未必对应于结合另一图所述的“第一介电层”。
[0016]用于声学应用(acoustical application)的微机电系统(MEMS)装置(例如，MEMS麦克风)常常被收容在具有开口(即，入口)的封装结构内。封装结构被配置成提供对MEMS装置的保护，同时开口使得声波到达封装结构的容纳MEMS装置的空腔。在此种封装结构内，
MEMS装置可电耦合到设置在空腔内的应用专用集成电路(application-specific integrated circuit，ASIC)。MEMS装置具有直接上覆在封装结构的开口上的可移动部件以及设置在可移动部件与封装结构的开口之间的颗粒过滤器。颗粒过滤器被配置成防止颗粒进入封装结构的开口，从而减少到达可移动部件的颗粒。与可移动部件相互作用的颗粒可例如通过引起短路和/或降低MEMS装置的声学过载点(acoustic overload point，AOP)来降低MEMS装置的性能。
[0017]一种制作MEMS装置的颗粒过滤器的方法是独立于制作MEMS装置及ASIC而形成颗粒过滤器。举例来说，MEMS装置可用可移动元件来制作，且ASIC可用半导体装置(例如，晶体管)来制作。可提供封装衬底来集成本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种麦克风，包括：载体衬底，具有界定载体衬底开口的相对的侧壁；微机电系统结构，上覆在所述载体衬底上，其中所述微机电系统结构包括上覆在所述载体衬底开口上的膜片，所述膜片具有界定膜片开口的相对的侧壁；颗粒过滤器，设置在所述载体衬底与所述微机电系统结构之间，其中多个过滤器开口延伸穿过所述颗粒过滤器；以及支撑结构层，设置在所述颗粒过滤器与所述微机电系统结构之间，其中所述支撑结构层包括支撑结构，所述支撑结构具有在所述载体衬底的所述相对的侧壁之间在横向上间隔开的一个或多个段，其中所述支撑结构的所述一个或多个段在所述多个过滤器开口之间在横向上间隔开。2.根据权利要求1所述的麦克风，其中所述颗粒过滤器包含多晶硅且所述支撑结构包含硅。3.根据权利要求1所述的麦克风，其中所述膜片、所述颗粒过滤器及所述支撑结构分别包含多晶硅。4.根据权利要求1所述的麦克风，还包括：过滤器堆叠，夹置在所述载体衬底与所述支撑结构层之间，其中所述过滤器堆叠包括介电层及设置在所述介电层内的颗粒过滤器层，其中所述颗粒过滤器是所述颗粒过滤器层的段，且其中所述介电层的内侧壁与所述载体衬底的所述相对的侧壁对齐。5.根据权利要求1所述的麦克风，其中所述支撑结构设置在所述支撑结构层的第一对相对的内侧壁与第二对相对的内侧壁之间，且其中所述支撑结构层的所述第二对相对的内侧壁与所述载体衬底的所述相对的侧壁对齐。6.一种微机电系统装置，包括：微机电系统结构，沿支撑结构层的上表面设置，其中所述微机电系统结构包括第一背板及在垂直方向上与所述第一背板隔开的膜片；载体衬底，位于所述支撑结构层之下，其中所述载体衬底具有界定载体衬底开口的相对的侧壁，其中所述载体衬底开口位于所述膜片之下；过滤器堆叠，设置在所述载体衬底与所述支撑结构层之间，其中所述过滤器堆叠包括颗粒过滤器层，所述颗粒过滤...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑钧文，朱家骅，郭文政，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：