MEMS麦克风及其制造方法技术

本发明专利技术提供了一种MEMS麦克风及其制造方法，在振膜的锚区固定部的内边缘或振动部的外边缘上形成防接触部，该防接触部包括限位凸起、限位柱和限位挡板中的至少一种，能够有效防止由于振膜的振动部在振动时与锚区固定部发生卡位或搭接的问题，提高器件性能。提高器件性能。提高器件性能。

【技术实现步骤摘要】
MEMS麦克风及其制造方法


[0001]本专利技术涉及集成电路制造
，特别涉及一种MEMS麦克风及其制造方法。

技术介绍

[0002]目前应用较多且性能较好的麦克风是微电机系统麦克风 (Micro
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Electro
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Mechanical
‑
System Microphone)，又称硅基电容麦克风，以下简称为MEMS麦克风。MEMS麦克风是一种用微机械加工技术制作出来的电声换能器，其具有体积小、频响特性好、噪声低等特点。
[0003]请参考图1，目前MEMS麦克风多由硅基底100以及位于硅基底100上的振膜101和背板103组成，背板103通常暴露在空气中，其上开设有声孔以接收外界的声音，振膜101与背板103相对并相隔一空腔102，振膜101与背板103组成的平板电容，振膜101与背板103分别作为该平板电容的两个电极，振膜101在声波的作用下产生振动以改变其与背板103之间的距离，进而改变该平板电容的电容，以将声波信号转化为了电信号。其中，为了增加振膜101振动的灵敏性，目前会在振膜101上刻出贯穿振膜101的沟道101c，将锚区固定部101b和振动部101a分开，且仅在几个点位置101d固定振膜101的振动部101a，如图2所示。
[0004]然而，由于振膜101的振动部101a靠点固定，而非全固定，因此振动时在振膜所在平面内会发生微小位移，由此导致振膜101的振动部101a和锚区固定部101b发生接触且无法回弹开，产生如图3所示的卡位问题或如图4所示的搭接问题，影响MEMS麦克风芯片的性能。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种MEMS麦克风及其制造方法，防止振膜振动时振动部和锚区固定部发生卡位或搭接的问题，提高器件性能。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供一种MEMS麦克风，具有振膜以及贯穿所述振膜的沟道，所述沟道将所述振膜分割为振动部以及围绕在所述振动部外围的锚区固定部，其中，所述振动部的外边缘和/或所述锚区固定部的内边缘上设有防接触部；且所述防接触部的至少部分侧壁凸设在所述沟道中，和/或，所述防接触部的顶端和底端中的至少一端相对于所述振膜是凸出的。
[0007]可选地，所述防接触部包括至少一个限位凸起，各个所述限位凸起沿着平行于所述振膜的顶面的方向凸设在所述沟道中。
[0008]可选地，所述锚区固定部内边缘上的所述限位凸起与所述锚区固定部一体成型，和/或，所述振动部外边缘上的所述限位凸起与所述振动部一体成型。
[0009]可选地，所述防接触部包括至少一个限位柱，相邻的所述限位柱之间相互间隔开，且各个所述限位柱沿着垂直于所述振膜的顶面的方向延伸且顶端和底端中的至少一端相对于所述振膜是凸出的；和/或，所述防接触部包括至少一块限位挡板，各块所述限位挡板沿着垂直于所述振膜的顶面的方向延伸且顶端和底端中的至少一端相对于所述振膜是凸
出的。
[0010]可选地，所述限位柱和所述限位挡板均仅固定设置在所述锚区固定部的内边缘上。
[0011]可选地，所述限位柱和所述限位挡板的材料包括氮化硅、氮氧化硅、多晶硅和金属中的至少一种。
[0012]可选地，所述的MEMS麦克风还包括基底和多个点固定件，各个所述点固定件将所述振动部固定到所述基底的相应点上，所述锚区固定部的外边缘整体固定到所述基底上。
[0013]基于同一专利技术构思，本专利技术还提供一种MEMS麦克风的制造方法，包括：在基底上形成第一牺牲层，并在所述第一牺牲层上沉积振膜；对所述振膜进行刻蚀，以形成贯穿所述振膜的沟道，所述沟道将所述振膜分割为振动部以及围绕在所述振动部外围的锚区固定部；在所述振膜上形成第二牺牲层以及背板；其中，对所述振膜进行刻蚀的步骤中，还在所述沟道中一道形成位于所述振动部的外边缘或所述锚区固定部的内边缘上的至少一个限位凸起，各个所述限位凸起的至少部分侧壁凸设在所述沟道中；和/或，在所述振膜上形成第二牺牲层的步骤之前或之后，还在所述沟道中形成位于所述振动部的外边缘或所述锚区固定部的内边缘上的限位柱和/或限位挡板，所述限位柱和/或限位挡板的顶端和底端中的至少一端相对于所述振膜是凸出的。
[0014]可选地，所述的MEMS麦克风的制造方法，在形成所述背板之后，还包括：在所述背板上形成若干声孔；释放所述第二牺牲层和所述第一牺牲层，以形成所述振动部所需的振动空间。
[0015]可选地，所述的MEMS麦克风的制造方法，在所述背板上形成若干声孔之后，还包括：在所述背板上形成分别与所述背板电性连接的导电焊盘以及与所述振膜电性连接的导电焊盘；对所述基底的背面进行刻蚀，以形成暴露出所述第一牺牲层的背面的背腔；其中，通过所述声孔和所述背腔释放所述第二牺牲层和所述第一牺牲层。
[0016]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：在振膜的锚区固定部的内边缘或振动部的外边缘上形成防接触部，该防接触部包括限位凸起、限位柱和限位挡板中的至少一种，能够有效防止由于振膜的振动部在振动时与锚区固定部发生卡位或搭接的问题，提高器件性能。
附图说明
[0017]图1是现有的MEMS麦克风的俯视结构示意图（图中未示出背板、导电焊盘等结构）。
[0018]图2是沿图1中的A
‑
A
’
线的剖面结构示意图。
[0019]图3是图2中所示的振膜的振动部和锚区固定部发生卡位问题的示意图。
[0020]图4是图2中所示的振膜的振动部和锚区固定部发生搭接问题的示意图。
[0021]图5是本专利技术第一实施例的MEMS麦克风的一种示例的俯视结构示意图（图中未示出了背板、导电焊盘等结构）。
[0022]图6是沿图5中的A
‑
A
’
线的剖面结构示意图。
[0023]图7是本专利技术第一实施例的MEMS麦克风的另一种示例的俯视结构示意图（图中未示出背板、导电焊盘等结构）。
[0024]图8是本专利技术第二实施例的MEMS麦克风的一种示例的俯视结构示意图（图中未示出背板、导电焊盘等结构）图9是沿图8中的A
‑
A
’
线的剖面结构示意图。
[0025]图10是本专利技术第二实施例的MEMS麦克风的另一种示例的俯视结构示意图（图中未示出背板、导电焊盘等结构）。
[0026]图11是本专利技术第三实施例的MEMS麦克风的俯视结构示意图（图中未示出背板、导电焊盘等结构）。
[0027]图12是本专利技术第四实施例的MEMS麦克风的制造方法中的器件剖面结构示意图。
具体实施方式
[0028]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本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种MEMS麦克风，具有振膜以及贯穿所述振膜的沟道，所述沟道将所述振膜分割为振动部以及围绕在所述振动部外围的锚区固定部，其特征在于，所述振动部的外边缘和/或所述锚区固定部的内边缘上设有防接触部；且所述防接触部的至少部分侧壁凸设在所述沟道中，和/或，所述防接触部的顶端和底端中的至少一端相对于所述振膜是凸出的。2.如权利要求1所述的MEMS麦克风，其特征在于，所述防接触部包括至少一个限位凸起，各个所述限位凸起沿着平行于所述振膜的顶面的方向凸设在所述沟道中。3.如权利要求2所述的MEMS麦克风，其特征在于，所述锚区固定部内边缘上的所述限位凸起与所述锚区固定部一体成型，和/或，所述振动部外边缘上的所述限位凸起与所述振动部一体成型。4.如权利要求1或2所述的MEMS麦克风，其特征在于，所述防接触部包括至少一个限位柱，相邻的所述限位柱之间相互间隔开，且各个所述限位柱沿着垂直于所述振膜的顶面的方向延伸且顶端和底端中的至少一端相对于所述振膜是凸出的；和/或，所述防接触部包括至少一块限位挡板，各块所述限位沿着垂直于所述振膜的顶面的方向延伸且顶端和底端中的至少一端相对于所述振膜是凸出的。5.如权利要求4所述的MEMS麦克风，其特征在于，所述限位柱和所述限位挡板均仅固定设置在所述锚区固定部的内边缘上。6.如权利要求4所述的MEMS麦克风，其特征在于，所述限位柱和所述限位挡板的材料包括氮化硅、氮氧化硅、多晶硅和金属中的至少一种。7.如权利要求1所述的MEMS麦克风，其特征在于，还...

【专利技术属性】
技术研发人员：闾新明，徐希锐，
申请(专利权)人：绍兴中芯集成电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：