MEMS麦克风及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种MEMS麦克风及其制备方法。上述MEMS麦克风的制备方法包括如下步骤：提供具有硅表面的硅基板；在硅基板上形成封闭的腔体；在硅基板上开设多个间隔的声孔，每个声孔具有两个开口，一个开口与腔体连通，另一个开口位于硅表面上；在硅基板上形成包括第一填充部、第二填充部以及遮蔽部的牺牲层；在遮蔽部上形成多晶硅层；在硅基板远离硅表面的一侧开设凹槽；去除第一填充部、第二填充部以及部分遮蔽部，使凹槽与腔体连通以形成背腔，且多晶硅层、剩余遮蔽部和硅基板围设形成空腔，空腔与多个声孔远离腔体的开口连通，得到MEMS麦克风。上述MEMS麦克风的制备方法能够降低硅基板上叠层的厚度，从而降低了工艺的难度。

【技术实现步骤摘要】
MEMS麦克风及其制备方法
本专利技术涉及半导体器件
，特别是涉及一种MEMS麦克风及其制备方法。
技术介绍
传统的MEMS麦克风的制备方法多采用多晶硅层-牺牲层-多晶硅层的结构。随着性能要求的逐步提高，牺牲层的厚度达到3μm～4μm，而背板的厚度达到2μm～3μm，导致台阶厚度高，这对于光刻腐蚀的要求都很高，增加了工艺的难度。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种能够降低工艺难度的MEMS麦克风的制备方法。此外，还提供一种MEMS麦克风。提供硅基板，所述硅基板具有硅表面；在所述硅基板上形成封闭的腔体；在所述硅基板上开设多个间隔的声孔，每个所述声孔具有两个开口，每个所述声孔的一个所述开口与所述腔体连通，另一个所述开口位于所述硅基板的所述硅表面上；在所述硅基板上形成牺牲层，所述牺牲层包括填充所述空腔的第一填充部、填充所述声孔的第二填充部以及遮蔽所述硅基板的所述硅表面的遮蔽部；在所述遮蔽部远离所述硅表面的一侧形成多晶硅层；在所述硅基板远离所述硅表面的一侧开设凹槽；及去除所述牺牲层的所述第一填充部、所述第二填充部以及部分所述遮蔽部，使所述凹槽与所述腔体连通以形成背腔，且所述多晶硅层、剩余所述遮蔽部和所述硅基板围设形成空腔，所述空腔与多个所述声孔远离所述腔体的所述开口连通，得到MEMS麦克风。在其中一个实施例中，所述在所述硅基板上形成封闭的腔体的步骤包括：从靠近所述硅表面的一侧对所述硅基板进行深槽刻蚀，以在所述硅基板上形成多个间隔的槽体；在氢气及至少1000℃的高温条件下，对所述硅基板进行退火处理，以使多个所述槽体消失，得到封闭的所述腔体。在其中一个实施例中，所述槽体的宽度为0.1μm～1.0μm，所述槽体的深度为1μm～10μm，相邻两个所述槽体的间距为0.1μm～1.0μm。在其中一个实施例中，所述从靠近所述硅表面的一侧对所述硅基板进行深槽刻蚀的步骤包括：先在所述硅表面上沉积掩膜层，对所述掩膜层进行刻蚀，以使所述掩膜层图形化，再从形成有所述掩膜层的一侧对所述硅基板进行刻蚀，以在所述硅基板上形成多个间隔的所述槽体，然后剥离去除所述掩膜层。在其中一个实施例中，所述在所述硅基板上形成封闭的腔体的步骤之后，所述在所述硅基板上开设多个间隔的声孔的步骤之前，还包括采用外延沉积的方式在所述硅表面上形成外延层的步骤，所述在所述硅基板上开设多个间隔的声孔的步骤的同时，在所述外延层上开设多个通孔，且每个所述通孔与一个所述声孔连通。在其中一个实施例中，所述在所述遮蔽部远离所述硅表面的一侧形成多晶硅层的步骤之后，所述在所述硅基板远离所述硅表面的一侧开设凹槽的步骤之前，还包括：对所述多晶硅层和所述牺牲层的所述遮蔽部进行刻蚀，以使部分所述硅表面裸露；在所述硅表面和所述多晶硅层上形成导电层，并图形化所述导电层，以在所述硅表面和所述多晶硅层上分别得到第一电连接部和第二电连接部。在其中一个实施例中，所述在所述硅基板上形成牺牲层的步骤包括：采用热氧化的方式及气相沉积的方式中的至少一种在所述硅基板上形成所述牺牲层。在其中一个实施例中，所述去除所述牺牲层中的所述第一填充部、所述第二填充部以及部分所述遮蔽部的步骤包括：采用缓冲刻蚀液对所述硅基板进行腐蚀，以去除所述牺牲层的所述第一填充部、所述第二填充部以及部分所述遮蔽部。一种MEMS麦克风，包括硅基板、支撑件及多晶硅层，所述硅基板具有硅表面，所述硅基板开设有背腔及多个间隔的声孔，每个所述声孔具有两个开口，每个所述声孔的一个所述开口位于所述硅表面上，另一个所述开口与所述背腔连通，所述支撑件设置在所述硅表面上，所述多晶硅层设置在所述支撑件上，并与所述硅基板间隔，以使所述硅基板、支撑件及多晶硅层共同围设形成空腔，且所述空腔与多个所述声孔的远离所述背腔的所述开口连通。在其中一个实施例中，所述硅表面和所述多晶硅层上还分别层叠有第一电连接部和第二电连接部。上述MEMS麦克风的制备方法通过在硅基板上形成腔体和多个声孔，从而使得硅基板可以作为背板。在硅基板上形成牺牲层，能够填充腔体及声孔并遮蔽硅表面。且由于部分牺牲层填充声孔，因此，形成在硅表面上的牺牲层呈现一定的形状，从而使得形成在牺牲层上的多晶硅层也呈现一定的图形，能够作为振膜结构。最后在硅基板上开设凹槽，然后去除部分牺牲层，使得凹槽与腔体连通形成背腔，声孔被释放，且多晶硅层、剩余遮蔽部和硅基板围设形成空腔，得到麦克风结构。上述MEMS麦克风的制备方法通过在硅基板上形成封闭的腔体及多个声孔，使得硅基板的一部分能够形成背板，然后在硅基板上形成牺牲层和多晶硅层，较传统的在硅基板上依次形成第一多晶硅层-牺牲层-第一多晶硅层的方式，使得硅基板上叠层的厚度降低，且减少了第一多晶硅层，从而降低了麦克风的工艺难度。附图说明图1为一实施方式的MEMS麦克风的制备方法的工艺流程图；图2为图1所示的MEMS麦克风的制备方法的工艺流程图中步骤S110中的硅基板的结构示意图；图3为图1所示的MEMS麦克风的制备方法的工艺流程图中步骤S121得到的槽体和硅基板的结构示意图；图4为图1所示的MEMS麦克风的制备方法的工艺流程图中步骤S122得到的腔体和硅基板的结构示意图；图5为图1所示的MEMS麦克风的制备方法的工艺流程图中步骤S130得到的声孔和硅基板的结构示意图；图6为图1所示的MEMS麦克风的制备方法的工艺流程图中步骤S140得到的牺牲层和声孔、硅基板的结构示意图；图7为图1所示的MEMS麦克风的制备方法的工艺流程图中步骤S150得到的多晶硅层和牺牲层、硅基板的结构示意图；图8为图1所示的MEMS麦克风的制备方法的工艺流程图中步骤S160得到的硅基板和牺牲层、多晶硅层的结构示意图；图9为图1所示的MEMS麦克风的制备方法的工艺流程图中步骤S170得到的第一电连接部、第二电连接部和多晶硅层、硅基板的结构示意图；图10为图1所示的MEMS麦克风的制备方法的工艺流程图中步骤S180得到的凹槽和硅基板、牺牲层、多晶硅层的结构示意图；图11为图1所示的MEMS麦克风的制备方法的工艺流程图中步骤S190得到的麦克风的结构示意图。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面将结合具体实施方式对本专利技术进行更全面的描述。具体实施方式中给出了本专利技术的较佳的实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容的理解更加透彻全面。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体地实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。请参阅图1，一实施方式的MEMS麦克风的制备方法，包括如下步骤S110～步骤S190：步骤S110：提供硅基板，硅基板具有硅表面。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种MEMS麦克风的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：/n提供硅基板，所述硅基板具有硅表面；/n在所述硅基板上形成封闭的腔体；/n在所述硅基板上开设多个间隔的声孔，每个所述声孔具有两个开口，每个所述声孔的一个所述开口与所述腔体连通，另一个所述开口位于所述硅基板的所述硅表面上；/n在所述硅基板上形成牺牲层，所述牺牲层包括填充所述腔体的第一填充部、填充所述声孔的第二填充部以及遮蔽所述硅基板的所述硅表面的遮蔽部；/n在所述遮蔽部远离所述硅表面的一侧形成多晶硅层；/n在所述硅基板远离所述硅表面的一侧开设凹槽；及/n去除所述牺牲层的所述第一填充部、所述第二填充部以及部分所述遮蔽部，使所述凹槽与所述腔体连通以形成背腔，且所述多晶硅层、剩余所述遮蔽部和所述硅基板围设形成空腔，所述空腔与多个所述声孔远离所述腔体的所述开口连通，得到MEMS麦克风。/n

【技术特征摘要】
1.一种MEMS麦克风的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
提供硅基板，所述硅基板具有硅表面；
在所述硅基板上形成封闭的腔体；
在所述硅基板上开设多个间隔的声孔，每个所述声孔具有两个开口，每个所述声孔的一个所述开口与所述腔体连通，另一个所述开口位于所述硅基板的所述硅表面上；
在所述硅基板上形成牺牲层，所述牺牲层包括填充所述腔体的第一填充部、填充所述声孔的第二填充部以及遮蔽所述硅基板的所述硅表面的遮蔽部；
在所述遮蔽部远离所述硅表面的一侧形成多晶硅层；
在所述硅基板远离所述硅表面的一侧开设凹槽；及
去除所述牺牲层的所述第一填充部、所述第二填充部以及部分所述遮蔽部，使所述凹槽与所述腔体连通以形成背腔，且所述多晶硅层、剩余所述遮蔽部和所述硅基板围设形成空腔，所述空腔与多个所述声孔远离所述腔体的所述开口连通，得到MEMS麦克风。


2.根据权利要求1所述的MEMS麦克风的制备方法，其特征在于，所述在所述硅基板上形成封闭的腔体的步骤包括：
从靠近所述硅表面的一侧对所述硅基板进行深槽刻蚀，以在所述硅基板上形成多个间隔的槽体；
在氢气及至少1000℃的高温条件下，对所述硅基板进行退火处理，以使多个所述槽体被所述硅基板中的硅原子填充，并在所述硅基板上形成所述腔体。


3.根据权利要求2所述的MEMS麦克风的制备方法，其特征在于，所述槽体的宽度为0.1μm～1.0μm，所述槽体的深度为1μm～10μm，相邻两个所述槽体的间距为0.1μm～1.0μm。


4.根据权利要求2所述的MEMS麦克风的制备方法，其特征在于，所述从靠近所述硅表面的一侧对所述硅基板进行深槽刻蚀的步骤包括：先在所述硅表面上沉积掩膜层，对所述掩膜层进行刻蚀，以使所述掩膜层图形化，再从形成有所述掩膜层的一侧对所述硅基板进行刻蚀，以在所述硅基板上形成多个间隔的所述槽体，然后剥离去除所述掩膜层。


5.根据权利要求1所述的MEMS麦克风的制备方...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏佳乐，张新伟，周国平，夏长奉，
申请(专利权)人：无锡华润上华科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32