MEMS芯片及MEMS传感器制造技术

本实用新型专利技术提供一种MEMS芯片及MEMS传感器，所述MEMS芯片包括膜片，所述膜片包括感测部和围绕在所述感测部外围的外围部，所述感测部与所述外围部之间设有开槽，所述感测部具有朝向所述开槽的第一侧壁，所述外围部具有朝向所述开槽的第二侧壁，所述第一侧壁和/或所述第二侧壁设有防吸附结构，所述防吸附结构包括两个沟槽及形成于两个所述沟槽之间的侧向凸起，所述沟槽与所述开槽相连通，所述侧向凸起的顶端略凸出于该侧向凸起所在侧壁的壁面。该结构可于相同的制程线宽工艺下同时满足低频信号稳定及制程裕度的需求，提高产品性能。提高产品性能。提高产品性能。

【技术实现步骤摘要】
MEMS芯片及MEMS传感器


[0001]本技术涉及微机电系统(MEMS,Micro-Electro-Mechanical System)
，特别涉及一种MEMS芯片及MEMS传感器。

技术介绍

[0002]MEMS麦克风传感器已广泛的应用于各种可携式行动装置，例如移动电话，用户对移动电话的要求已不仅满足于通话，而且要求能够提供高质量的通话效果，尤其是目前移动多媒体技术的发展，移动电话的通话质量更显重要，移动电话的麦克风作为移动电话的语音拾取装置，其设计好坏直接影响通话质量。因此，传感器组件的可靠性已成为关键指标。
[0003]对于微观尺寸的MEMS结构，常因大面积接触而产生两结构吸附导致组件失效的问题，给用户的使用带来不良影响。图1为现有MEMS膜片的侧向防吸附结构的示意图。由图可知，现有的MEMS膜片是直接在膜片侧壁上设置凸出于壁面的侧向凸起，如此设计需加大制程线宽，例如，图1中MEMS膜片的制程线宽，即膜片感测部1与弹簧结构2之间的间隔宽度为侧向凸起3与弹簧结构2侧壁之间的宽度A和侧向凸起3本身的宽度B之和，加大制程线宽将会影响膜片低频表现，无法满足制程裕度的需求。
[0004]前期MEMS麦克风传感器对于出平面方向的防粘黏结构已有许多文献及专利发布，但对于同平面方向的位移风险，因侧向结构设计需加大制程线宽将影响振膜低频表现，因此较少关注。
[0005]因此，如何提供一种可在相同的制程线宽工艺下同时满足，低频信号稳定及制程裕度需求的MEMS结构，成了业界亟需解决的问题。
技术内容
[0006]有鉴于此，本技术提出一种具有侧向防吸附功能的MEMS芯片。
[0007]本技术还提出一种应用上述MEMS芯片的MEMS传感器。
[0008]本技术提供一种MEMS芯片，包括膜片，所述膜片包括感测部和围绕在所述感测部外围的外围部，所述感测部与所述外围部之间设有开槽，所述感测部具有朝向所述开槽的第一侧壁，所述外围部具有朝向所述开槽的第二侧壁，所述第一侧壁和/或所述第二侧壁设有防吸附结构，所述防吸附结构包括两个沟槽及形成于两个所述沟槽之间的侧向凸起，所述沟槽与所述开槽相连通，所述侧向凸起的顶端略凸出于该侧向凸起所在侧壁的壁面。
[0009]在一实施例中，两个所述沟槽分别为弧形状、三角状、梯形状或方形。
[0010]在一实施例中，所述侧向凸起为球顶状、锥状、柱状、圆台或棱台。
[0011]在一实施例中，所述侧向凸起凸出于该侧向凸起所在侧壁壁面的距离小于等于该侧向凸起所对应开槽宽度的1/5。
[0012]在一实施例中，所述侧向凸起的顶端表面包含绝缘材料镀层。
[0013]在一实施例中，所述感测部与所述外围部之间设有若干开槽形成的弹簧结构，所述开槽包括位于所述感测部与所述弹簧结构之间的内槽、位于所述外围部与所述弹簧结构之间的外槽和位于所述弹簧结构间的中间槽。
[0014]在一实施例中，所述防吸附结构设置于所述感测部朝向所述弹簧结构的侧壁和/或设置于所述外围部朝向所述弹簧结构的侧壁。
[0015]在一实施例中，所述防吸附结构设置于所述弹簧结构间中间槽的相对侧壁的其中之一或多个。
[0016]在一实施例中，所述弹簧结构间中间槽的所述防吸附结构的沟槽深度小于等于所述弹簧结构间中间槽的侧壁宽度的1/2。
[0017]在一实施例中，所述侧向凸起的根部设置应力释放孔，所述应力释放孔与相邻两侧的两个所述沟槽中的至少其中之一连通。
[0018]本技术还提供一种MEMS传感器，所述MEMS传感器包括上述MEMS芯片。
[0019]综上所述，本技术提供一种MEMS芯片，在膜片的感测部、外围部及弹簧结构三者之间互相相对的侧壁的至少其中之一上设置防吸附结构，防吸附结构包括侧向凸起及位于侧向凸起两侧的预腐蚀沟槽，侧向凸起的顶端略凸出于该侧向凸起所在侧壁的壁面，使得膜片在运动过程中可减少侧壁接触面积，避免三者在侧向接触过程中产生吸附而影响产品性能，预腐蚀沟槽可确保半导体腐蚀工艺的特性。本技术的MEMS芯片及MEMS传感器通过设置防吸附结构可于相同的制程线宽工艺下同时满足低频信号稳定及制程裕度的需求，提高产品性能。
附图说明
[0020]图1为现有MEMS芯片的防吸附结构的示意图。
[0021]图2为本技术的MEMS芯片的侧向剖视图。
[0022]图3为本技术一实施例中MEMS芯片的防吸附结构的示意图。
[0023]图4为本技术另一实施例中MEMS芯片的防吸附结构的示意图。
具体实施方式
[0024]在详细描述实施例之前，应该理解的是，本技术不限于本申请中下文或附图中所描述的详细结构或元件排布。本技术可为其它方式实现的实施例。而且，应当理解，本文所使用的措辞及术语仅仅用作描述用途，不应作限定性解释。本文所使用的“包括”、“包含”、“具有”等类似措辞意为包含其后所列出之事项、其等同物及其它附加事项。特别是，当描述“一个某元件”时，本技术并不限定该元件的数量为一个，也可以包括多个。
[0025]本技术的MEMS芯片可应用于微机电装置中，例如应用在微机电传感器中，特别是微机电麦克风中。如图2所示，为本技术的MEMS芯片的剖视图。该MEMS芯片包括基板10和安装在基板10上的膜片12，其中，膜片12的材质可以采用碳基聚合物、硅、氮化硅、多晶硅、二氧化硅、碳化硅、砷化物、碳，以及锗、镓、钛、金、铁、铜、铬、钨、铝、铂、镍、钽等金属或其合金。膜片12的形状可以为方形，圆形，或者其他形状。本实施例中，以圆形为例进行说明。基板10的材料可以采用硅材料，还可以采用石英、GaAs、聚合物等。
[0026]基板10具有背室14。膜片12固定于基板10的一侧并覆盖背室14，例如膜片12通过固支点固定于基板10的一侧，在所示的实施例中，膜片12通过绝缘层16支撑固定在基板10的上方。
[0027]更具体地，背室14形成于基板10的中间位置，例如通过蚀刻的方式贯通基板10形成。膜片12包括感测部18和围绕在感测部18外围的外围部20，感测部18与外围部20之间设有开槽，感测部18具有朝向开槽的第一侧壁22，外围部20具有朝向开槽的第二侧壁24。背室14正对感测部18的中间位置，感测部18用于感测外部的压力，例如感测声压，当应用于微机电麦克风时，感测部18受到声压作用时将相对背板运动，从而使得感测部18与背板(图未示出)之间的电容发生变化而产生相应的电信号。绝缘层16连接在外围部20底面与基板10的顶面之间用于支撑固定外围部20，外围部20用于连接并支撑感测部18。
[0028]在所示的实施例中，膜片12还包括连接于感测部18与外围部20之间的弹簧结构26，当感测部18受到声压作用运动时会带动弹簧结构26随之运动。所述开槽被弹簧结构26分隔成靠近感测部18一侧的内槽28和靠近外围部20一侧的外槽30。第一侧壁22、第二侧壁2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，包括膜片，所述膜片包括感测部和围绕在所述感测部外围的外围部，所述感测部与所述外围部之间设有开槽，其特征在于，所述感测部具有朝向所述开槽的第一侧壁，所述外围部具有朝向所述开槽的第二侧壁，所述第一侧壁和/或所述第二侧壁设有防吸附结构，所述防吸附结构包括两个沟槽及形成于两个所述沟槽之间的侧向凸起，所述沟槽与所述开槽相连通，所述侧向凸起的顶端略凸出于该侧向凸起所在侧壁的壁面。2.如权利要求1所述的MEMS芯片，其特征在于，两个所述沟槽分别为弧形状、三角状、梯形状或方形；所述侧向凸起为球顶状、锥状、柱状、圆台或棱台。3.如权利要求1所述的MEMS芯片，其特征在于，所述侧向凸起的顶端表面包含绝缘材料镀层。4.如权利要求1-3中任意一项所述的MEMS芯片，其特征在于，所述感测部与所述外围部之间设有若干开槽形成的弹簧结构，所述开槽包括位于所述感...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹竣凯，李承勲，罗松成，
申请(专利权)人：共达电声股份有限公司，
类型：新型
国别省市：