麦克风及其制造方法技术

本发明专利技术提供了一种麦克风及其制造方法，通过衬底正面上的凹槽的增设，能够相对增加用于制作背腔的膜层材料的厚度，给予背腔刻蚀更大的调试空间，有利于从调整工艺配方的方向增加刻蚀时间，进而改善或者消除背腔刻蚀后在衬底正面上形成的尖角，且当背腔刻蚀后在衬底正面上形成的尖角仍然无法通过工艺配方的调整来完全消除时，所述凹槽的增设能够增加衬底正面上的尖角到振膜的距离，使振膜在振动时不能触碰到尖角，提高器件可靠性和器件良率。此外，通过衬底正面上的凹槽的增设，在不牺牲器件性能的前提下，有利于降低凹槽外围的第一牺牲层的厚度，进而有利于麦克风向着更小尺寸发展。

【技术实现步骤摘要】
麦克风及其制造方法
本专利技术涉及半导体器件制造
，特别涉及一种麦克风及其制造方法。
技术介绍
请参考图1，现有的一种MEMS(Micro-Electro-MechanicalSystem，微机电系统)麦克风的制造过程包括：在衬底100的背面进行刻蚀以打开衬底100形成开口，在此过程中牺牲层101作为衬底100的刻蚀停止层需要有一定厚度；之后通过该开口刻蚀去除部分牺牲层101，形成暴露出振膜102的背腔101a，且在形成背腔101a后需要牺牲层101有一定剩余量，以作为支撑振膜102的支撑围墙。随着技术的发展，MEMS麦克风向着更小的尺寸、高质量的电学性能和更低的损耗的方向发展，其中的牺牲层101和振膜102的厚度也随着MEMS麦克风尺寸的减小而减小。然而，上述的MEMS麦克风的制作过程中，一方面，在背腔102a形成后，容易在衬底100的开口靠近振膜102的位置形成尖角100a，如此，振膜102在振动时很容易触碰尖角100a，进而造成振膜102破裂，器件失效，造成良率损失；另一方面，如果牺牲层101设计较薄，则会对于背腔102a的刻蚀调试产生巨大的挑战。此外，由于牺牲层101是平铺在衬底100的正面上的，当通过调整工艺配方，例如在刻蚀衬底100形成开口时进行一定程度的过刻蚀，以消除尖角100a时，如果该过刻蚀工艺造成背腔101a区域的牺牲层101被刻蚀打开，进而暴露出振膜102，则在后续通过开口释放背腔101a区域的牺牲层101时，会造成振膜102异常。而且振膜的异常会影响器件性能，甚至造成器件失效。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种麦克风及其制造方法，不仅能够增加背腔刻蚀更大的调试空间，而且还能避免振膜因触碰衬底尖角而破裂的问题以及提高器件良率。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种麦克风的制造方法，其包括：提供一具有正面和背面的衬底，并在所述衬底的正面上形成深度未贯穿所述衬底的凹槽；在所述凹槽中填充刻蚀停止层并在所述衬底的正面上形成覆盖所述凹槽的第一牺牲层；在所述第一牺牲层上依次形成麦克风的振膜和背板；对所述衬底进行背面刻蚀，以形成暴露出所述刻蚀停止层的部分背面的开口，且所述开口的紧挨刻蚀停止层一侧的边界落在所述凹槽的底面范围内；通过所述开口刻蚀所述刻蚀停止层以及所述第一牺牲层，以形成暴露出所述振膜的背面的背腔以及围绕在背腔周围的第一支撑墙。基于同一专利技术构思，本专利技术还提供一种麦克风，其包括：具有正面和背面的衬底，所述衬底的正面上形成深度未贯穿所述衬底的凹槽，所述衬底的背面上形成有连通所述凹槽的开口，所述开口紧挨凹槽底面一侧的边界落在所述凹槽的底面范围内；振膜，位于所述衬底的正面上方；第一支撑墙，至少夹设在所述振膜和所述衬底之间，并围绕出振膜与所述衬底的正面之间的背腔，所述背腔连通所述凹槽；背板，位于所述振膜的上方；第二支撑墙，至少夹设在所述振膜和所述背板之间，并围绕出振膜与所述背板之间的空腔。与现有技术相比，本专利技术的技术方案至少具有以下有益效果之一：1、通过衬底正面上的凹槽的增设，能够相对增加用于制作背腔的膜层材料的厚度，给予背腔刻蚀更大的调试空间，有利于从调整工艺配方（recipe）的方向增加刻蚀时间，进而改善或者消除背腔刻蚀后在衬底正面上形成的尖角。2、当背腔刻蚀后在衬底正面上形成的尖角仍然无法通过工艺配方的调整来完全消除时，所述凹槽的增设能够增加衬底正面上的尖角到振膜的距离，使振膜在振动时不能触碰到尖角，提高器件可靠性和器件良率。3、通过衬底正面上的凹槽的增设，在不牺牲器件性能的前提下，有利于降低凹槽外围的第一牺牲层的厚度，进而有利于麦克风向着更小尺寸发展。附图说明图1是现有技术中一种MEMS麦克风的器件剖面结构示意图。图2是本专利技术具体实施例的麦克风的制造方法流程图。图3至图11是本专利技术具体实施例的麦克风的制造方法中的器件结构剖面示意图。具体实施方式在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本专利技术更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本专利技术可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本专利技术发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。应当理解的是，本专利技术能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本专利技术的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中，为了清楚，层和区的尺寸以及相对尺寸可能被夸大。自始至终相同附图标记表示相同的元件。应当明白，当元件或层被称为"在…上"、"连接到"其它元件或层时，其可以直接地在其它元件或层上、连接其它元件或层，或者可以存在居间的元件或层。相反，当元件被称为"直接在…上"、"直接连接到"其它元件或层时，则不存在居间的元件或层。尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分，这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此，在不脱离本专利技术教导之下，下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。空间关系术语例如“在……之下”、“在下面”、“下面的”、“在……之上”、“在上面”、“上面的”等，在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，然后，描述为“在……之下”、“在下面”、“下面的”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。器件可以另外地取向(旋转90度或其它取向)并且在此使用的空间描述语相应地被解释。在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本专利技术的限制。在此使用时，单数形式的"一"、"一个"和"所述/该"也意图包括复数形式，除非上下文清楚的指出另外的方式。还应明白术语“包括”用于确定可以特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时，术语"和/或"包括相关所列项目的任何及所有组合。此外，本申请中，某部件的“正面”也是其顶面、上表面，某部件的“背面”也是其底面、下表面，例如衬底的正面即为衬底的顶面、上表面，衬底的背面即为衬底的底面、下表面，凹槽的顶面即是凹槽的上表面、正面，也是凹槽位于衬底的正面一侧的边界，凹槽的底面即是凹槽的下表面、背面，也是凹槽背向衬底的正面一侧的边界；对衬底进行背面刻蚀而形成的开口的顶面，即是开口紧挨刻蚀停止层一侧的边界，也是该开口的正面，对衬底进行背面刻蚀而形成的开口的底面，即是开口紧挨衬底背面一侧的边界，也是该开口的背面。以下结合附图和具体实施例对本专利技术提出的技术方案作进一步详细说明。根据下面说明，本专利技术的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种麦克风的制造方法，其特征在于，包括：/n提供一具有正面和背面的衬底，并在所述衬底的正面上形成深度未贯穿所述衬底的凹槽；/n在所述凹槽中填充刻蚀停止层并在所述衬底的正面上形成覆盖所述凹槽的第一牺牲层；/n在所述第一牺牲层上依次形成麦克风的振膜和背板；/n对所述衬底进行背面刻蚀，以形成暴露出所述刻蚀停止层的部分背面的开口，且所述开口紧挨刻蚀停止层一侧的边界落在所述凹槽的底面范围内；/n通过所述开口刻蚀所述刻蚀停止层以及所述第一牺牲层，以形成暴露出所述振膜的背面的背腔以及围绕在背腔周围的第一支撑墙。/n

【技术特征摘要】
1.一种麦克风的制造方法，其特征在于，包括：
提供一具有正面和背面的衬底，并在所述衬底的正面上形成深度未贯穿所述衬底的凹槽；
在所述凹槽中填充刻蚀停止层并在所述衬底的正面上形成覆盖所述凹槽的第一牺牲层；
在所述第一牺牲层上依次形成麦克风的振膜和背板；
对所述衬底进行背面刻蚀，以形成暴露出所述刻蚀停止层的部分背面的开口，且所述开口紧挨刻蚀停止层一侧的边界落在所述凹槽的底面范围内；
通过所述开口刻蚀所述刻蚀停止层以及所述第一牺牲层，以形成暴露出所述振膜的背面的背腔以及围绕在背腔周围的第一支撑墙。


2.如权利要求1所述的麦克风的制造方法，其特征在于，所述刻蚀停止层和所述第一牺牲层的材料相同，且通过同一道沉积工艺或者热氧化工艺形成，或者，所述刻蚀停止层与所述第一牺牲层的材质不同。


3.如权利要求2所述的麦克风的制造方法，其特征在于，还包括：在所述刻蚀停止层填满所述凹槽之后，且在形成所述第一牺牲层之前，平坦化所述刻蚀停止层的正面至与所述衬底的正面齐平；和/或，在形成所述第一牺牲层后且在所述第一牺牲层上形成所述振膜之前，平坦化所述第一牺牲层的正面至所述第一牺牲层的厚度和平坦度均满足要求。


4.如权利要求1所述的麦克风的制造方法，其特征在于，在所述第一牺牲层上依次形成麦克风的振膜和背板的步骤包括：
通过光刻和刻蚀工艺图案化所述第一牺牲层；
沉积振膜材料，并通过相应的光刻和刻蚀工艺图案化所述振膜材料，以形成所述振膜；
沉积第二牺牲层，以掩蔽所述振膜，并通过相应的光刻和刻蚀工艺图案化所述第二牺牲层；
沉积背板材料，以掩蔽所述振膜，并通过相应的光刻和刻蚀工艺图案化所述背板材料，以形成所述背板。


5.如权利要求4所述的麦克...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐希锐，
申请(专利权)人：中芯集成电路制造绍兴有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33