電容式微硅麥克風(fēng)及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種電容式微硅麥克風(fēng)及其制造方法。所述電容式微硅麥克風(fēng)包括襯底、設(shè)置在襯底正面的第一絕緣支撐層、形成在所述第一絕緣支撐層上方的可動(dòng)敏感層、設(shè)置在可動(dòng)敏感層上方的背極板?？蓜?dòng)敏感層包括與背極板間隔設(shè)置的振動(dòng)體。所述襯底和第一絕緣支撐層形成有自襯底的背面朝正面方向凹陷以露出所述振動(dòng)體的背腔。所述可動(dòng)敏感層還具有若干設(shè)置在振動(dòng)體周圍并固定在背極板和襯底之間的錨點(diǎn)、連接錨點(diǎn)和振動(dòng)體并向下暴露于背腔內(nèi)的柔性梁以及連接在錨點(diǎn)外側(cè)的壓焊點(diǎn)。所述第一絕緣支撐層還包括自背腔向外繼續(xù)延伸的延伸腔，所述電容式微硅麥克風(fēng)還包括抗沖擊結(jié)構(gòu)，所述抗沖擊結(jié)構(gòu)向下暴露于延伸腔內(nèi)且呈懸空狀設(shè)置于襯底的正面上方。
【專利說明】電容式微硅麥克風(fēng)及其制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種麥克風(fēng)制造【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種電容式微硅麥克風(fēng)及其制造 方法。

【背景技術(shù)】
[0002] MEMS (Micro-Electro-Mechanical System,微機(jī)電系統(tǒng)）技術(shù)是近年來高速發(fā)展 的一項(xiàng)高新技術(shù)，它采用先進(jìn)的半導(dǎo)體制造工藝，實(shí)現(xiàn)傳感器、驅(qū)動(dòng)器等器件的批量制造， 與對應(yīng)的傳統(tǒng)器件相比，MEMS器件在體積、功耗、重量以及價(jià)格方面有十分明顯的優(yōu)勢。市 場上，MEMS器件的主要應(yīng)用實(shí)例包括壓力傳感器、加速度計(jì)及硅麥克風(fēng)等。
[0003] 裝配麥克風(fēng)至電路板的自動(dòng)化表面貼裝工藝需經(jīng)歷高溫，傳統(tǒng)駐極體麥克風(fēng) (ECM)在高溫下會發(fā)生電荷泄漏，致使ECM失效，因此ECM的裝配只能采用手工裝配。電容式 微硅麥克風(fēng)可以耐受高溫，能采用表面貼裝工藝以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)裝配，另外電容式微硅麥克風(fēng) 在小型化、性能、可靠性、環(huán)境耐受性、成本及量產(chǎn)能力上與ECM比都有相當(dāng)優(yōu)勢，采用MEMS 技術(shù)制造的電容式微硅麥克風(fēng)將迅速作為ECM的代替者迅速占領(lǐng)手機(jī)、PDA、MP3及助聽器 等消費(fèi)電子產(chǎn)品市場。
[0004] 雖然對電容式微硅麥克風(fēng)的研究已經(jīng)開展有二十余年，具體實(shí)現(xiàn)電容式微硅麥克 風(fēng)的方法很多。目前對麥克風(fēng)提出了更小，成本更低，性能(信噪比等指標(biāo))更好的要求。目 前振動(dòng)膜四周全部固支的結(jié)構(gòu)如果持續(xù)減小尺寸，會導(dǎo)致靈敏度下降，信噪比下降。因此有 必要采用更軟的柔性梁來懸掛振動(dòng)膜。但是更軟的梁有不能耐受跌落、沖擊的缺點(diǎn)。
[0005] 因此，有必要對現(xiàn)有的電容式微硅麥克風(fēng)予以改進(jìn)以解決上述問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于提供一種可耐受跌落、沖擊的電容式微硅麥克風(fēng)及其制造方 法。
[0007] 為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了一種電容式微硅麥克風(fēng)，其包括具有正面和 背面的襯底、設(shè)置在襯底正面的第一絕緣支撐層、形成在所述第一絕緣支撐層上方的可動(dòng) 敏感層、設(shè)置在可動(dòng)敏感層上方的背極板，所述可動(dòng)敏感層包括與背極板間隔設(shè)置的振動(dòng) 體，所述振動(dòng)體懸空設(shè)置，所述襯底和第一絕緣支撐層形成有自襯底的背面朝正面方向凹 陷以露出所述振動(dòng)體的背腔，所述可動(dòng)敏感層還具有若干設(shè)置在振動(dòng)體周圍并固定在背極 板和襯底之間的錨點(diǎn)、連接錨點(diǎn)和振動(dòng)體并向下暴露于背腔內(nèi)的柔性梁以及連接在錨點(diǎn)外 側(cè)的壓焊點(diǎn)，所述第一絕緣支撐層還包括自背腔向外繼續(xù)延伸的延伸腔，所述電容式微硅 麥克風(fēng)還包括連接在所述振動(dòng)體外側(cè)的抗沖擊結(jié)構(gòu)，所述抗沖擊結(jié)構(gòu)向下暴露于延伸腔內(nèi) 且呈懸空狀設(shè)置于襯底的正面上方。
[0008] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述抗沖擊結(jié)構(gòu)自振動(dòng)體邊緣向外延伸而成。
[0009] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述抗沖擊結(jié)構(gòu)沿垂直所述振動(dòng)體邊緣的方向直線延 伸而成。
[0010] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述振動(dòng)體呈圓形，所述抗沖擊結(jié)構(gòu)沿所述振動(dòng)體徑 向延伸形成。
[0011] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述錨點(diǎn)和柔性梁沿振動(dòng)體圓周方向均勻設(shè)置，所述 抗沖擊結(jié)構(gòu)設(shè)置在相鄰的柔性梁之間。
[0012] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述電容式微硅麥克風(fēng)還具有設(shè)置在可動(dòng)敏感層和背 極板之間的第二絕緣支撐層，所述第二絕緣支撐層具有形成在振動(dòng)體與背極板之間的空 腔，所述抗沖擊結(jié)構(gòu)包括自振動(dòng)體邊緣延伸的延伸部、設(shè)置在背極板上的緩沖部、設(shè)置在空 腔內(nèi)并連接延伸部和緩沖部的支撐結(jié)構(gòu)，所述支撐結(jié)構(gòu)位于背腔正上方，所述緩沖部的外 側(cè)緣位于襯底的正面上方，并且所述緩沖部與背極板上除緩沖部外的其他部分通過通槽分 隔開。
[0013] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述背極板上設(shè)置有朝向所述振動(dòng)體的防粘著結(jié)構(gòu)， 所述防粘著結(jié)構(gòu)為自所述背極板朝所述振動(dòng)體突伸形成的凸點(diǎn)。
[0014] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述背極板上開設(shè)有若干聲孔，所述凸點(diǎn)與所述聲孔 錯(cuò)位設(shè)置。
[0015] 為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明還提供了一種電容式微硅麥克風(fēng)的制造方法，其包 括如下步驟： 51、 提供一具有正面和背面的襯底； 52、 在襯底的正面淀積絕緣材料以形成第一絕緣支撐層； 53、 在第一絕緣支撐層上淀積導(dǎo)電物質(zhì)以形成可動(dòng)敏感層，同時(shí)在所述可動(dòng)敏感層形 成若干窄槽以通過窄槽定義出圍設(shè)在窄槽之間的振動(dòng)體，同時(shí)形成圍設(shè)在振動(dòng)體外圍的柔 性梁、連接在柔性梁外側(cè)的錨點(diǎn)、連接在錨點(diǎn)外側(cè)的壓焊點(diǎn)及連接在振動(dòng)體邊緣外側(cè)的抗 沖擊結(jié)構(gòu)； 54、 在可動(dòng)敏感層上淀積絕緣材料以形成第二絕緣支撐層； 55、 在第二絕緣支撐層上形成導(dǎo)電層，并在導(dǎo)電層上形成圓孔； 56、 在導(dǎo)電層上淀積絕緣物質(zhì)成型結(jié)構(gòu)層，并在結(jié)構(gòu)層形成與圓孔對應(yīng)連通的通孔，所 述導(dǎo)電層和結(jié)構(gòu)層共同形成背極板，所述圓孔和通孔形成聲孔； S7 :在壓焊點(diǎn)上制作金屬導(dǎo)電體； 58、 從襯底的背面進(jìn)行深硅刻蝕制作背腔；該背腔自襯底的背面朝正面延伸并貫穿襯 底； 59、 采用濕法腐蝕，去除第一絕緣支撐層的部分以于襯底的背面露出振動(dòng)體并使該振 動(dòng)體、柔性梁懸空；去除振動(dòng)體、柔性梁與背極板之間的第二絕緣支撐層的部分以形成位于 背腔外側(cè)并懸空收容所述抗沖擊結(jié)構(gòu)的空腔。
[0016] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，S4步驟中還包括在所述第二絕緣支撐層上形成凹槽， S5步驟中所述導(dǎo)電層在所述凹槽處形成，從而使得所述導(dǎo)電層上對應(yīng)凹槽的部位形成朝向 振動(dòng)體方向的凸點(diǎn)。
[0017] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明電容式微硅麥克風(fēng)通過采用柔性梁使振動(dòng)體能夠充 分的釋放加工工藝中帶來殘余應(yīng)力，從而使電容式微硅麥克風(fēng)的靈敏度對工藝不敏感；同 時(shí)較軟的柔性梁使得整個(gè)芯片不必做得太大即可有高靈敏度及高信噪比；同時(shí)又設(shè)置了抗 沖擊結(jié)構(gòu)使得受到氣體吹擊和跌落等沖擊時(shí)振動(dòng)體和柔性梁等不會損壞。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018] 圖1是本發(fā)明電容式微娃麥克風(fēng)一較佳實(shí)施方式的剖視圖。
[0019] 圖2是圖1中電容式微硅麥克風(fēng)的另一角度的剖視圖。
[0020] 圖3是圖1中電容式微硅麥克風(fēng)中的可動(dòng)敏感層的立體圖。
[0021] 圖4至圖15是圖1中電容式微硅麥克風(fēng)的制作過程示意圖。
[0022] 圖16是本發(fā)明電容式微硅麥克風(fēng)的另一實(shí)施方式的剖視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0023] 以下將結(jié)合附圖所示的各實(shí)施方式對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。但這些實(shí)施方式并不 限制本發(fā)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)這些實(shí)施方式所做出的結(jié)構(gòu)、方法、或功能上的變 換均包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
[0024] 請參照圖1至圖3所示為本發(fā)明電容式微硅麥克風(fēng)100的第一較佳實(shí)施方式。本 發(fā)明電容式微硅麥克風(fēng)1〇〇包括具有正面11和背面12的襯底1、設(shè)置在襯底1正面11的 第一絕緣支撐層2、設(shè)置在第一絕緣支撐層2上的可動(dòng)敏感層3、設(shè)置在可動(dòng)敏感層3上的 第二絕緣支撐層4、設(shè)置在第二絕緣支撐層4上的導(dǎo)電層5、設(shè)置在導(dǎo)電層5上的結(jié)構(gòu)層6、 金屬導(dǎo)電體71以及用以防止可動(dòng)敏感層3受沖擊而過度浮動(dòng)的抗沖擊結(jié)構(gòu)。所述導(dǎo)電層 5及結(jié)構(gòu)層6共同組成位于可動(dòng)敏感層3上方的背極板8。
[0025] 所述襯底1為低阻硅或者有金屬覆蓋表面的玻璃，以用以起支撐作用。所述第一 絕緣支撐層2位于可動(dòng)敏感層3與襯底1之間，起到將可動(dòng)敏感層3支撐在襯底1上的作 用，還在可動(dòng)敏感層3與襯底1之間起絕緣的作用。所述襯底1和第一絕緣支撐層2形成 有自襯底1的背面12朝正面11方向凹陷以露出所述可動(dòng)敏感層3的背腔13。所述背腔 13的形狀可為圓形，也可為方形等形狀。所述第一絕緣支撐層2還包括自背腔13向外繼續(xù) 延伸的延伸腔21。
[0026] 結(jié)合圖1至3所示，所述可動(dòng)敏感層3位于第一絕緣支撐層2及第二絕緣支撐層 4之間，并具有向下暴露于背腔13內(nèi)并懸空設(shè)置的振動(dòng)體34、若干設(shè)置在振動(dòng)體34周圍并 固定在背極板8和襯底1之間的錨點(diǎn)31、連接錨點(diǎn)31和振動(dòng)體34并向下暴露于背腔13內(nèi) 的柔性梁33以及壓焊點(diǎn)35。所述壓焊點(diǎn)35與錨點(diǎn)31相連接進(jìn)而與振動(dòng)體34相連接以將 電信號引出。
[0027] 在本實(shí)施方式中，所述振動(dòng)體34對應(yīng)背腔13的形狀而設(shè)置為圓形，當(dāng)然，所述振 動(dòng)體34也可設(shè)置為其他形狀；所述柔性梁33和錨點(diǎn)31沿振動(dòng)體34圓周方向均勻分布。 并且在本實(shí)施方式中，所述柔性梁33為柔性折疊梁，并具有連接振動(dòng)體34邊緣的第一連接 部331、連接錨點(diǎn)31的第二連接部333、以及設(shè)置在第一連接部331和第二連接部333之間 的梁體332。在本實(shí)施方式中，所述第一連接部331和第二連接部333基本上均沿振動(dòng)體 34徑向延伸，并且沿振動(dòng)體34圓周方向間隔設(shè)置；所述梁體332大致平行于振動(dòng)體34邊 緣延伸。所述振動(dòng)體34和梁體332之間形成有窄槽32,并且在本實(shí)施方式中，所述錨點(diǎn)31 和梁體332之間也形成有間隙37,所述振動(dòng)體34、錨點(diǎn)31和柔性梁33即通過在可動(dòng)敏感 層3上開設(shè)所述窄槽32和間隙37而形成，亦即所述梁體332與所述振動(dòng)體34和錨點(diǎn)31 間隔設(shè)置。所述柔性梁33和錨點(diǎn)31的形狀也可設(shè)置為方形或圓形等。
[0028] 所述振動(dòng)體34與柔性梁33均懸空設(shè)置，懸空的振動(dòng)體34與柔性梁33形成為可 動(dòng)敏感層3中的可動(dòng)結(jié)構(gòu)，在聲壓做用下可實(shí)現(xiàn)振動(dòng)從而產(chǎn)生電容變化。所述錨點(diǎn)31分布 在振動(dòng)體34四周，并主要通過第一絕緣支撐層2固定在襯底1上。
[0029] 結(jié)合圖1至圖3所示，在本實(shí)施方式中，所述抗沖擊結(jié)構(gòu)為自振動(dòng)體34邊緣向外 延伸的突片36。所述突片36延伸入所述延伸腔21內(nèi)且呈懸空狀設(shè)置于襯底1正面上方， 而非背腔13上方，從而在振動(dòng)體34受到氣體吹擊、跌落等沖擊向背腔13運(yùn)動(dòng)時(shí)，該突片36 可被襯底1限制位移從而使得振動(dòng)體34不會運(yùn)動(dòng)范圍過大，進(jìn)而使得柔性梁33不會由于 被拉伸過多而引起破裂。
[0030] 所述抗沖擊結(jié)構(gòu)36沿垂直所述振動(dòng)體34邊緣的方向直線延伸而成。在本實(shí)施方 式中，所述抗沖擊結(jié)構(gòu)36為沿所述振動(dòng)體34徑向延伸形成，并且設(shè)置在相鄰的柔性梁33 之間。
[0031] 請參照圖1、2所示，所述第二絕緣支撐層4位于可動(dòng)敏感層3與背極板8之間，其 厚度即定義了可動(dòng)敏感層3與背極板8之間的間距。所述第二絕緣支撐層4具有形成在振 動(dòng)體34與背極板8之間的空腔43,從而使得所述振動(dòng)體34和背極板8的導(dǎo)電層5形成一 電容，振動(dòng)體34和導(dǎo)電層5作為該電容的二個(gè)電極板。
[0032] 在所述背極板8中，所述導(dǎo)電層5設(shè)置有焊點(diǎn)54及圓孔52,所述焊點(diǎn)54與可動(dòng)敏 感層3上的壓焊點(diǎn)35相對應(yīng)設(shè)置以連接可動(dòng)敏感層3,所述圓孔52起到傳遞聲音到振動(dòng)體 34上的作用，還可起到釋放工藝時(shí)輸運(yùn)腐蝕液的作用；所述結(jié)構(gòu)層6位于導(dǎo)電層5上方，所 述結(jié)構(gòu)層6上設(shè)置有通孔62,起到傳遞聲音到振動(dòng)體34上的作用，還可起到釋放工藝時(shí)輸 運(yùn)腐蝕液的作用，所述通孔62與圓孔52大小及位置一致，使得兩者共同構(gòu)成聲孔，所述聲 孔的形狀可采用圓形，但形狀大小及位置也可根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)計(jì)以便得到好的聲學(xué)性能。
[0033] 所述導(dǎo)電層5上還設(shè)置有朝向振動(dòng)體34的防粘著結(jié)構(gòu)53。該防粘著結(jié)構(gòu)53為自 背極板8朝向振動(dòng)體34方向突伸所形成的凸點(diǎn)。所述凸點(diǎn)53與導(dǎo)電層5上的圓孔52錯(cuò) 位設(shè)置。通過該凸點(diǎn)53能夠有效的防止振動(dòng)體34黏附到導(dǎo)電層5上。所述凸點(diǎn)53的形 狀可為圓形及方形，數(shù)量可根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)計(jì)。
[0034] 所述結(jié)構(gòu)層6上還設(shè)置有開口 61，所述開口 61位于壓焊點(diǎn)35和焊點(diǎn)54的上方， 用于將可動(dòng)敏感層3上的壓焊點(diǎn)35及導(dǎo)電層5上的焊點(diǎn)54露出，所述金屬導(dǎo)電體71設(shè)置 于開口 61內(nèi)以便引出信號。當(dāng)然，所述結(jié)構(gòu)層6和導(dǎo)電層5也可調(diào)整位置，改為導(dǎo)電層5 在結(jié)構(gòu)層6的上方。
[0035] 此外，請參照圖16所示，作為本發(fā)明的另一實(shí)施方式，所述抗沖擊結(jié)構(gòu)還可設(shè)置 為包括自振動(dòng)體34邊緣延伸的延伸部91、設(shè)置在背極板8上的緩沖部93、設(shè)置在空腔43 內(nèi)并連接延伸部91和緩沖部93的支撐結(jié)構(gòu)92,所述支撐結(jié)構(gòu)92位于背腔13正上方，所述 緩沖部93的外側(cè)緣位于襯底1的正面11上方，并且所述緩沖部93與背極板8上除緩沖部 93外的其他部分通過通槽95分隔開。在該實(shí)施方式中，當(dāng)振動(dòng)體34受到?jīng)_擊向背腔13運(yùn) 動(dòng)時(shí)，緩沖部93可被襯底1阻擋住，而不至于運(yùn)動(dòng)幅度過大導(dǎo)致柔性梁33的損壞。
[0036] 請參見圖4至圖15,本發(fā)明一實(shí)施例中的電容式微硅麥克風(fēng)的制造方法包括以下 步驟。
[0037] 結(jié)合圖4, S1 :提供一具有正面11和背面12的襯底1，該襯底1可以為低阻娃，或 者有金屬覆蓋表面的玻璃，并主要用以起支撐作用。
[0038] 結(jié)合圖5, S2 :在襯底1的正面11淀積絕緣材料以形成第一絕緣支撐層2。該絕緣 材料可為氧化硅。
[0039] 結(jié)合圖3、圖6、圖7, S3 :在第一絕緣支撐層2上淀積導(dǎo)電物質(zhì)以形成可動(dòng)敏感層 3。 該導(dǎo)電物質(zhì)可為多晶硅，使得可動(dòng)敏感層3具有導(dǎo)電功能。同時(shí)在所形成的可動(dòng)敏感層 3上采用光刻、各向異性刻蝕工藝形成若干窄槽32以定義出圍設(shè)在窄槽32之間的振動(dòng)體 34、同時(shí)形成圍設(shè)在振動(dòng)體34外圍的柔性梁33、連接在柔性梁33外側(cè)的錨點(diǎn)31、連接錨點(diǎn) 31的壓焊點(diǎn)35以及連接在振動(dòng)體34邊緣外側(cè)的抗沖擊結(jié)構(gòu)36。在該成型過程中，所述振 動(dòng)體34由窄槽32決定大小，并且在本實(shí)施方式中將所述振動(dòng)體34的形狀設(shè)置為圓形，柔 性梁33的數(shù)量可根據(jù)對靈敏度等的需要進(jìn)行刻蝕設(shè)計(jì)。
[0040] 請結(jié)合圖8至圖10, S4 :在可動(dòng)敏感層3上淀積絕緣材料以形成第二絕緣支撐層 4。 具體為，本步驟S4具體由S41至S43步驟完成。
[0041] 請參見圖8, S41 :在可動(dòng)敏感層3上淀積氧化硅以形成第二絕緣支撐層4。
[0042] 請參見圖9, S42 :在第二絕緣支撐層4上采用光亥IJ、腐蝕掩膜、各向異性刻蝕工藝 形成若干凹槽41。所形成的凹槽41位于振動(dòng)體34的正上方。
[0043] 請參見圖10, S43 :在第二絕緣支撐層4上采用光刻腐蝕等工藝局部腐蝕以露出壓 焊點(diǎn)35。
[0044] 結(jié)合圖1及圖11，S5 :采用化學(xué)氣相沉積（CVD)工藝在第二絕緣支撐層4上淀積多 晶硅以形成導(dǎo)電層5。再采用光刻、刻蝕等工藝形成圓孔52、壓焊點(diǎn)54等圖形。由于在S42 步驟中于第二絕緣支撐層4上形成有若干凹槽41，所以，在形成導(dǎo)電層5的同時(shí)，導(dǎo)電層材 料將凹槽41填充以形成凸點(diǎn)53。該凸點(diǎn)53用以防止背極板8黏附到振動(dòng)體34上。由于 在S42步驟中凹槽41形成在振動(dòng)體34的正上方，而凸點(diǎn)53又是多晶硅填充凹槽41所形 成，所以，凸點(diǎn)53位于振動(dòng)體34的正上方。
[0045] 結(jié)合圖12、圖13, S6 :再采用化學(xué)氣相沉積（CVD)工藝在導(dǎo)電層5上淀積絕緣物質(zhì) 以形成結(jié)構(gòu)層6,該絕緣物質(zhì)可為氮化硅等材料；并且在結(jié)構(gòu)層6上采用光刻、刻蝕工藝形 成若干通孔62,該通孔62與圓孔52位置大小對應(yīng)一致且相互連通；所述導(dǎo)電層5與結(jié)構(gòu)層 6共同形成背極板8 ;所述通孔62與圓孔52合起來即共同組成聲孔。所述聲孔與形成的凸 點(diǎn)53錯(cuò)位設(shè)置，使得凸點(diǎn)53可以起到防止黏附的作用。聲孔位于振動(dòng)體34的正上方。
[0046] 在本步驟中同時(shí)也形成了凹槽61，凹槽61露出了壓焊點(diǎn)35及焊點(diǎn)54。
[0047] 結(jié)合圖14, S7 :采用濺射、光刻、腐蝕等工藝用以在壓焊點(diǎn)上制作金屬導(dǎo)電體71。
[0048] 結(jié)合圖15, S8 :采用雙面光刻工藝結(jié)合深硅刻蝕工藝，從襯底1的背面12進(jìn)行深 硅刻蝕制作背腔13的一部分。該背腔13部分自襯底1的背面12朝正面11延伸并貫穿襯 底1。在本步驟中，第一絕緣支撐層2作為自停止層，深硅刻蝕自停止在自停止層2上。背 腔13的形狀與大小根據(jù)需要設(shè)計(jì)為圓形或方形等。
[0049] 請參照圖1及圖2, S9 :采用濕法腐蝕等工藝，從背腔13及正面的聲孔進(jìn)行濕法腐 蝕,去除第一絕緣支撐層2的部分以于襯底1的背面露出振動(dòng)體34并使該振動(dòng)體34、柔性 梁33懸空，同時(shí)使所述抗沖擊結(jié)構(gòu)36懸空收容在襯底1和背極板8之間；去除振動(dòng)體34、 柔性梁33與背極板8之間的第二絕緣支撐層4的部分以形成空腔43。懸空的振動(dòng)體34即 成為為可動(dòng)敏感層3中的可動(dòng)結(jié)構(gòu)。上述振動(dòng)體34和背極板8形成一電容，振動(dòng)體34和 背極板8分別作為該電容的兩個(gè)電極板。
[0050] 綜上所述，本發(fā)明電容式微硅麥克風(fēng)通過采用柔性梁33使振動(dòng)體34能夠充分的 釋放加工工藝中帶來殘余應(yīng)力，從而使電容式微硅麥克風(fēng)的靈敏度對工藝不敏感；同時(shí)較 軟的柔性梁33使得整個(gè)芯片不必做得太大即可有高靈敏度及高信噪比；同時(shí)又設(shè)置了抗 沖擊結(jié)構(gòu)使得受到氣體吹擊和跌落等沖擊時(shí)振動(dòng)體34和柔性梁33等不會損壞。
[0051] 另外，本發(fā)明電容式微娃麥克風(fēng)的制造方法還可有效減小電容式微娃麥克風(fēng)的體 積，并且通過上述制造方法可在不同批次中可得到均勻性和一致性的電容式微硅麥克風(fēng)， 而且還能降低在后續(xù)封裝時(shí)所引入的應(yīng)力對麥克風(fēng)靈敏度造成的影響。另外在此工藝中同 時(shí)形成了防止黏附的凸點(diǎn)53結(jié)構(gòu)以及抗沖擊結(jié)構(gòu)使得受到氣體吹擊和跌落等沖擊時(shí)振動(dòng) 體34和柔性梁33等不會損壞。
[0052] 應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一 個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說 明書作為一個(gè)整體，各實(shí)施方式中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可 以理解的其他實(shí)施方式。
[0053] 上文所列出的一系列的詳細(xì)說明僅僅是針對本發(fā)明的可行性實(shí)施方式的具體說 明，它們并非用以限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡未脫離本發(fā)明技藝精神所作的等效實(shí)施方式 或變更均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種電容式微娃麥克風(fēng)，包括：具有正面和背面的襯底、設(shè)置在襯底正面的第一絕 緣支撐層、形成在所述第一絕緣支撐層上方的可動(dòng)敏感層、設(shè)置在可動(dòng)敏感層上方的背極 板，所述可動(dòng)敏感層包括與背極板間隔設(shè)置的振動(dòng)體，所述振動(dòng)體懸空設(shè)置，所述襯底和第 一絕緣支撐層形成有自襯底的背面朝正面方向凹陷以露出所述振動(dòng)體的背腔，其特征在 于，所述可動(dòng)敏感層還具有若干設(shè)置在振動(dòng)體周圍并固定在背極板和襯底之間的錨點(diǎn)、連 接錨點(diǎn)和振動(dòng)體并向下暴露于背腔內(nèi)的柔性梁以及連接在錨點(diǎn)外側(cè)的壓焊點(diǎn)，所述第一絕 緣支撐層還包括自背腔向外繼續(xù)延伸的延伸腔，所述電容式微硅麥克風(fēng)還包括連接在所述 振動(dòng)體外側(cè)的抗沖擊結(jié)構(gòu)，所述抗沖擊結(jié)構(gòu)向下暴露于延伸腔內(nèi)且呈懸空狀設(shè)置于襯底的 正面上方。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容式微娃麥克風(fēng)，其特征在于：所述抗沖擊結(jié)構(gòu)自振動(dòng)體 邊緣向外延伸而成。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電容式微硅麥克風(fēng)，其特征在于，所述抗沖擊結(jié)構(gòu)沿垂直所 述振動(dòng)體邊緣的方向直線延伸而成。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電容式微硅麥克風(fēng)，其特征在于，所述振動(dòng)體呈圓形，所述抗 沖擊結(jié)構(gòu)沿所述振動(dòng)體徑向延伸形成。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的電容式微硅麥克風(fēng)，其特征在于，所述錨點(diǎn)和柔性梁沿振動(dòng) 體圓周方向均勻設(shè)置，所述抗沖擊結(jié)構(gòu)設(shè)置在相鄰的柔性梁之間。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容式微娃麥克風(fēng)，其特征在于，所述電容式微娃麥克風(fēng)還 具有設(shè)置在可動(dòng)敏感層和背極板之間的第二絕緣支撐層，所述第二絕緣支撐層具有形成在 振動(dòng)體與背極板之間的空腔，所述抗沖擊結(jié)構(gòu)包括自振動(dòng)體邊緣延伸的延伸部、設(shè)置在背 極板上的緩沖部、設(shè)置在空腔內(nèi)并連接延伸部和緩沖部的支撐結(jié)構(gòu)，所述支撐結(jié)構(gòu)位于背 腔正上方，所述緩沖部的外側(cè)緣位于襯底的正面上方，并且所述緩沖部與背極板上除緩沖 部外的其他部分通過通槽分隔開。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容式微硅麥克風(fēng)，其特征在于，所述背極板上設(shè)置有朝向 所述振動(dòng)體的防粘著結(jié)構(gòu)，所述防粘著結(jié)構(gòu)為自所述背極板朝所述振動(dòng)體突伸形成的凸 點(diǎn)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的電容式微硅麥克風(fēng)，其特征在于，所述背極板上開設(shè)有若干 聲孔，所述凸點(diǎn)與所述聲孔錯(cuò)位設(shè)置。
9. 一種電容式微硅麥克風(fēng)的制造方法，其特征在于，包括如下步驟： 51、 提供一具有正面和背面的襯底； 52、 在襯底的正面淀積絕緣材料以形成第一絕緣支撐層； 53、 在第一絕緣支撐層上淀積導(dǎo)電物質(zhì)以形成可動(dòng)敏感層，同時(shí)在所述可動(dòng)敏感層形 成若干窄槽以通過窄槽定義出圍設(shè)在窄槽之間的振動(dòng)體，同時(shí)形成圍設(shè)在振動(dòng)體外圍的柔 性梁、連接在柔性梁外側(cè)的錨點(diǎn)、連接在錨點(diǎn)外側(cè)的壓焊點(diǎn)及連接在振動(dòng)體邊緣外側(cè)的抗 沖擊結(jié)構(gòu)； 54、 在可動(dòng)敏感層上淀積絕緣材料以形成第二絕緣支撐層； 55、 在第二絕緣支撐層上形成導(dǎo)電層，并在導(dǎo)電層上形成圓孔； 56、 在導(dǎo)電層上淀積絕緣物質(zhì)成型結(jié)構(gòu)層，并在結(jié)構(gòu)層形成與圓孔對應(yīng)連通的通孔，所 述導(dǎo)電層和結(jié)構(gòu)層共同形成背極板，所述圓孔和通孔形成聲孔； S7 :在壓焊點(diǎn)上制作金屬導(dǎo)電體； 58、 從襯底的背面進(jìn)行深硅刻蝕制作背腔；該背腔自襯底的背面朝正面延伸并貫穿襯 底； 59、 采用濕法腐蝕，去除第一絕緣支撐層的部分以于襯底的背面露出振動(dòng)體并使該振 動(dòng)體、柔性梁懸空；去除振動(dòng)體、柔性梁與背極板之間的第二絕緣支撐層的部分以形成位于 背腔外側(cè)并懸空收容所述抗沖擊結(jié)構(gòu)的空腔。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電容式微硅麥克風(fēng)的制造方法，其特征在于：S4步驟中還包 括在所述第二絕緣支撐層上形成凹槽，S5步驟中所述導(dǎo)電層在所述凹槽處形成，從而使得 所述導(dǎo)電層上對應(yīng)凹槽的部位形成朝向振動(dòng)體方向的凸點(diǎn)。
【文檔編號】H04R19/04GK104113812SQ201410391494
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年8月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月11日
【發(fā)明者】胡維, 李剛 申請人:蘇州敏芯微電子技術(shù)有限公司