本申请实施例提供了一种MEMS芯片及其制造方法、MEMS声学传感器和电子设备；其中，所述MEMS芯片包括叠置的衬底、氧化物层、振膜及背极板；所述衬底具有背腔；所述振膜包括有效区域及固定区域，所述有效区域与所述固定区域之间通过环形狭缝隔开，所述固定区域与所述衬底连接；所述有效区域包括悬置在所述背腔上方的振动主体部及边缘部；所述边缘部和/或所述固定区域上设有刻蚀通道；所述刻蚀通道用于将刻蚀液引入所述氧化物层，以在该氧化物层上刻蚀去除目标区域，所述目标区域包括介于所述边缘部与所述衬底之间的。本申请实施例能缩减氧化物层的释放时间，从而减少振膜长时间在刻蚀液里浸泡带来的机械损伤及减小振膜形变量。里浸泡带来的机械损伤及减小振膜形变量。里浸泡带来的机械损伤及减小振膜形变量。
【技术实现步骤摘要】
MEMS芯片及其制造方法、MEMS声学传感器和电子设备
[0001]本申请涉及传感器
，更具体地，本申请实施例涉及一种MEMS芯片及其制造方法、MEMS声学传感器和电子设备。
技术介绍
[0002]在MEMS声学传感器的生产中，需要对振膜的poly层进行环形切割，形成的环形切割线称为slot。slot内侧为振膜的有效区域，用于感测外界声压信号；slot外侧用于限制振膜的有效区域在xoy平面内的位移量。
[0003]MEMS声学传感器在进行释放工艺的过程中需要将振膜的有效区域与衬底之间的Oxide/PSG(氧化物/磷硅玻璃)release干净，以使振膜的有效区域与衬底分离，从而使得有效区域在z轴方向上自由移动。在现有技术中，用于释放工艺的刻蚀液从slot进入，以对振膜的有效区域与衬底之间的Oxide/PSG进行腐蚀去除。slot的宽度决定了刻蚀液从振膜上方经过slot的流速，因此决定了释放工艺的总时长。
[0004]由于振膜的有效区域与衬底之间仅由长度约50μm～100μm，宽度约10μm～30μm的根部连接处相连，为避免振膜根部连接处因应力过大而导致断裂，须控制振膜的有效区域在xoy平面内的位移量，因此slot的宽度会受到限制。slot宽度的限制使刻蚀液经过slot的流速过慢，release的总时间长，这会导致振膜的有效区域因长时间浸泡在刻蚀液里而受到机械损伤甚至发生形变。
技术实现思路
[0005]本申请的目的是提供一种MEMS芯片及其制造方法、MEMS声学传感器和电子设备的新技术方案，能缩减释放时间，从而减少振膜的有效区域长时间在刻蚀液里浸泡带来的机械损伤及减小振膜形变量。
[0006]第一方面，本申请提供了一种MEMS芯片。所述MEMS芯片包括依次叠置的衬底、氧化物层、振膜及背极板；其中，所述衬底具有背腔；
[0007]所述振膜包括有效区域及固定区域，且所述有效区域与所述固定区域之间通过环形狭缝隔开，所述固定区域与所述衬底连接；
[0008]所述有效区域包括悬置在所述背腔上方的振动主体部及围绕所述振动主体部设置的边缘部；
[0009]所述边缘部和/或所述固定区域上设置有刻蚀通道；
[0010]所述刻蚀通道被配置为用于将刻蚀液引流至所述氧化物层，以在所述氧化物层上刻蚀去除目标区域，使得所述有效区域与所述衬底分离；其中，所述目标区域包括介于所述边缘部与所述衬底之间的环形区域。
[0011]可选地，所述刻蚀通道包括至少三个贯通孔，所述至少三个贯通孔呈均匀布设。
[0012]可选地，所述贯通孔的直径为3μm～5μm，相邻的两个所述贯通孔之间的间距为5μm～20μm。
[0013]可选地，所述刻蚀通道包括至少三个加强通道，各所述加强通道均位于所述固定区域，且所述至少三个加强通道围设在所述环形狭缝的周侧，并与所述环形狭缝连通。
[0014]可选地，所述至少三个加强通道在所述环形狭缝的外周呈均匀设置，所述加强通道为在所述环形狭缝外周侧经刻蚀形成。
[0015]可选地，所述加强通道的长度和宽度为≥5μm，所述加强通道被配置为用于在所述环形狭缝的目标位置增加所述环形狭缝的宽度，以形成加宽缝隙。
[0016]可选地，所述环形狭缝的宽度K1为≤10μm，所述加宽缝隙的宽度K2为≥15μm。
[0017]可选地，所述MEMS芯片还包括设于所述振膜与所述背极板之间的支撑部，以使所述振膜与所述背极板之间形成目标间隔；
[0018]所述背极板上设置有多个声孔；
[0019]所述背极板朝向所述振膜的一侧设置有多个支柱。
[0020]第二方面，本申请实施例提供了一种如第一方面所述的MEMS芯片的制造方法，所述制造方法包括：
[0021]在所述衬底上形成依次叠置的氧化物层、振膜及背极板；其中，所述衬底形成背腔，所述振膜包括有效区域及固定区域，所述固定区域与所述衬底连接，且在所述有效区域与所述固定区域之间形成环形狭缝，所述有效区域包括悬置在所述背腔上方的振动主体部及围绕所述振动主体部的边缘部，所述边缘部固定在所述衬底上；
[0022]在所述边缘部和/或所述固定区域上形成刻蚀通道；
[0023]将刻蚀液从所述振膜背离所述氧化物层的一侧经所述刻蚀通道及所述环形狭缝引流至所述氧化物层，利用所述刻蚀液刻蚀后去除所述氧化物层上的目标区域，以使所述振膜的有效区域与所述衬底分离；其中，所述目标区域包括介于所述边缘部与所述衬底之间的环形区域。
[0024]可选地，所述制造方法还包括：
[0025]将刻蚀液从所述衬底的背腔引流至所述氧化物层，用以对所述氧化物层上与所述振动主体部相对的区域进行刻蚀去除。
[0026]第三方面，本申请实施例提供了一种MEMS声学传感器。所述MEMS声学传感器包括：
[0027]封装结构；以及，
[0028]如第二方面所述的MEMS芯片，所述MEMS芯片封装在所述封装结构之内。
[0029]第四方面，本申请实施例提供了一种电子设备。所述电子设备包括：
[0030]如第三方面所述的MEMS声学传感器。
[0031]本申请的有益效果为：
[0032]本申请实施例提供的MEMS芯片，通过在振膜的固定区域和/有效区域的边缘部上增设刻蚀通道，以此增加了刻蚀液的流通路径，能加快刻蚀液流向振膜的有效区域与衬底之间氧化物层的流速，在保证对振膜的有效区域在xoy平面内的位移量有足够限制的前提下，缩减释放总时长，从而减少振膜的有效区域在刻蚀液里经历长时间的浸泡而带来的机械损伤，及减小振膜形变量。
[0033]通过以下参照附图对本说明书的示例性实施例的详细描述，本说明书的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
[0034]被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本说明书的实施例，并且连同其说明一起用于解释本说明书的原理。
[0035]图1为MEMS芯片的振膜未开设刻蚀通道的结构示意图之一；
[0036]图2为MEMS芯片的振膜未开设刻蚀通道的结构示意图之二；
[0037]图3为本申请一实施例提供的MEMS芯片的结构示意图；
[0038]图4为图3中沿A
‑
A方向的剖视图；
[0039]图5为图3中沿B
‑
B方向的剖视图；
[0040]图6为本申请另一实施例提供的MEMS芯片的结构示意图；
[0041]图7为图6中沿A
‑
A方向的剖视图；
[0042]图8为图6中沿B
‑
B方向的剖视图；
[0043]图9为本申请又一实施例提供的MEMS芯片的结构示意图；
[0044]图10为图9中沿A
‑
A方向的剖视图；
[0045]图11为图9中沿B
‑
B方向的剖视图。
[0046]附图标记说明：
[0047]1、衬本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种MEMS芯片，其特征在于，包括依次叠置的衬底(1)、氧化物层(2)、振膜(3)及背极板(4)；其中，所述衬底(1)具有背腔(11)；所述振膜(3)包括有效区域(31)及固定区域(32)，且所述有效区域(31)与所述固定区域(32)之间通过环形狭缝(33)隔开，所述固定区域(32)与所述衬底(1)连接；所述有效区域(31)包括悬置在所述背腔(11)上方的振动主体部(311)及围绕所述振动主体部(311)设置的边缘部(312)；所述边缘部(312)和/或所述固定区域(32)上设置有刻蚀通道；所述刻蚀通道被配置为用于将刻蚀液引流至所述氧化物层(2)，以在所述氧化物层(2)上刻蚀去除目标区域(21)，使得所述有效区域(31)与所述衬底(1)分离；其中，所述目标区域(21)包括介于所述边缘部(312)与所述衬底(1)之间的环形区域。2.根据权利要求1所述的MEMS芯片，其特征在于，所述刻蚀通道包括至少三个贯通孔(5)，所述至少三个贯通孔(5)呈均匀布设。3.根据权利要求2所述的MEMS芯片，其特征在于，所述贯通孔(5)的直径为3μm～5μm，相邻的两个所述贯通孔(5)之间的间距为5μm～20μm。4.根据权利要求1所述的MEMS芯片，其特征在于，所述刻蚀通道包括至少三个加强通道(6)，各所述加强通道(6)均位于所述固定区域(32)，且所述至少三个加强通道(6)围设在所述环形狭缝(33)的周侧，并与所述环形狭缝(33)连通。5.根据权利要求4所述的MEMS芯片，其特征在于，所述至少三个加强通道(6)在所述环形狭缝(33)的外周呈均匀设置，所述加强通道(6)为在所述环形狭缝(33)外周侧经刻蚀形成。6.根据权利要求4所述的MEMS芯片，其特征在于，所述加强通道(6)的长度和宽度为≥5μm，所述加强通道(6)被配置为用于在所述环形狭缝(33)的目标位置增加所述环形狭缝(33)的宽度，以形...
【专利技术属性】
技术研发人员：张贺存，邱冠勋，
申请(专利权)人：歌尔微电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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