傳感器的敏感電極上方，并通過該第二犧牲層將上述步驟中刻蝕的鏤空3c密封起來。
[0061]e)在所述第二犧牲層4上方沉積第二膜層，并對該第二膜層進(jìn)行刻蝕，以形成MEMS麥克風(fēng)的背極7，參考圖6 ;第二膜層采用多晶硅材料，可通過本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的方式沉積在第二犧牲層4上，并對其進(jìn)行刻蝕，以形成位于振膜3e上方的背極7。
[0062]在此需要注意的是，該第二膜層可以覆蓋至MEMS環(huán)境傳感器的區(qū)域，以作為MEMS環(huán)境傳感器的引出電極或者屏蔽層等；在后續(xù)步驟中需要對MEMS環(huán)境傳感器區(qū)域的第二膜層進(jìn)行刻蝕，將彎曲部3a上方的第二犧牲層4露出，以便進(jìn)行后續(xù)的腐蝕。
[0063]f)對基材1進(jìn)行刻蝕，以形成MEMS麥克風(fēng)的背腔lb，參考圖8 ;對基材1位于振膜3e下方的位置進(jìn)行刻蝕，以形成位于振膜3e下方的背腔lb。背腔lb的結(jié)構(gòu)以及其刻蝕的方式均屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知常識，在此不再具體說明。
[0064]g)通過該背腔lb對第一犧牲層2、第二犧牲層4進(jìn)行腐蝕，以將振膜3e釋放出來；同時將彎曲部3a上方位置的第二犧牲層4腐蝕掉，從而將彎曲部3a露出，以便該彎曲部3a可以感應(yīng)外界的環(huán)境變化，最終形成了本發(fā)明的集成結(jié)構(gòu)，參考圖1。
[0065]通過對第一犧牲層2、第二犧牲層4進(jìn)行腐蝕，將MEMS麥克風(fēng)的振膜3e釋放出來，使得振膜3e與背極7構(gòu)成了 MEMS麥克風(fēng)的電容器結(jié)構(gòu)；將彎曲部3a上方位置的第二犧牲層4腐蝕掉，使得彎曲部3a暴露在外界，以便該彎曲部3a可以感應(yīng)外界的環(huán)境變化，并與基材凹槽la的側(cè)壁共同構(gòu)成了 MEMS環(huán)境傳感器的電容器結(jié)構(gòu)。
[0066]本發(fā)明的集成結(jié)構(gòu)及其制造方法，還包括用于封裝的外殼(視圖未給出)，所述外殼可以固定在基材1上，并將MEMS麥克風(fēng)、MEMS環(huán)境傳感器的電容器結(jié)構(gòu)封裝起來，對應(yīng)地，還應(yīng)該設(shè)有MEMS麥克風(fēng)的聲孔，以及連通MEMS環(huán)境傳感器彎曲部與外界的導(dǎo)通孔等，這屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知常識，在此不再具體說明。
[0067]在本發(fā)明一個優(yōu)選的實施方式中，在步驟d)中，還包括以下步驟:對第二犧牲層4上位于鏤空3c兩側(cè)的位置進(jìn)行刻蝕以形成側(cè)壁槽4a，參考圖5，并在第二犧牲層4的上端沉積的保護(hù)層5，該保護(hù)層5同時填充在該側(cè)壁槽4a內(nèi)，之后再對保護(hù)層5進(jìn)行圖形化刻蝕，參考圖6、圖7。保護(hù)層5可以采用氮化硅材料，通過沉積、刻蝕的等本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的方式將其設(shè)置在鏤空的位置上。
[0068]在本發(fā)明另一個優(yōu)選的實施方式中，在所述步驟e)與步驟f)之間，還包括將彎曲部3a上方位置的第二膜層刻蝕去除的步驟，以及對背極7進(jìn)行刻蝕，以形成氣流導(dǎo)通孔7a的步驟。
[0069]如上文所述，將彎曲部3a上方位置的第二膜層刻蝕去除，將位于彎曲部3a上方的第二犧牲層4暴露出來，以便后續(xù)可以對該位置的第二犧牲層4進(jìn)行刻蝕，從而將彎曲部3a露出。
[0070]對背極7進(jìn)行刻蝕，形成氣流導(dǎo)通孔7a，在背極7上設(shè)置氣流導(dǎo)通孔屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知常識，在此對其功能不再具體描述。
[0071]本發(fā)明進(jìn)一步優(yōu)選的是，在所述步驟f)中，還包括在基材1、背極7、振膜3e上沉積金屬電極6的步驟，該金屬電極6可作為電容器引線的焊點，以便于將各電容器結(jié)構(gòu)的信號引出，參考圖8。對于如圖1所示的集成結(jié)構(gòu)，可通過對第一犧牲層2、第二犧牲層4進(jìn)行選擇性刻蝕，并通過沉積第二膜層、刻蝕第二膜層的方式，將基材1、振膜3e、彎曲部3a的電極引出，這屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知常識，在此不再具體說明。
[0072]雖然已經(jīng)通過例子對本發(fā)明的一些特定實施例進(jìn)行了詳細(xì)說明，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，以上例子僅是為了進(jìn)行說明，而不是為了限制本發(fā)明的范圍。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，可在不脫離本發(fā)明的范圍和精神的情況下，對以上實施例進(jìn)行修改。本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求來限定。
【主權(quán)項】
1.一種MEMS麥克風(fēng)、環(huán)境傳感器的集成結(jié)構(gòu)，其特征在于:包括基材(I); 在所述基材(I)上設(shè)置有構(gòu)成MEMS麥克風(fēng)電容器結(jié)構(gòu)的振膜(3e)、背極(7)，所述基材(I)位于振膜(3e)、背極(7)下方的位置設(shè)置有背腔(Ib); 在所述基材(I)的上端還設(shè)有至少一個凹槽(Ia);還包括位于基材(I)上方的敏感電極，所述敏感電極包括通過第一犧牲層(2)固定在基材(I)端面上的固定部(3b)，以及伸入至凹槽(Ia)內(nèi)的彎曲部(3a)，所述彎曲部(3a)與凹槽(Ia)的側(cè)壁構(gòu)成了 MEMS環(huán)境傳感器的電容器結(jié)構(gòu)；其中，所述彎曲部(3a)、固定部(3b)與凹槽(Ia)形成了密閉的容腔。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述彎曲部(3a)懸空在所述凹槽(Ia)內(nèi)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述彎曲部(3a)的底端通過犧牲層固定在凹槽(Ia)的底端。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述敏感電極還包括連接相鄰兩個彎曲部(3a)的連接部(3d)，所述連接部(3d)懸空在基材(I)端面的上方。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的集成結(jié)構(gòu)，其特征在于:在所述連接部(3d)上還設(shè)置有鏤空(3c)，所述鏤空(3c)將相鄰兩個彎曲部(3a)絕緣開；還包括填充所述鏤空(3c)的第二犧牲層⑷。6.一種MEMS麥克風(fēng)、環(huán)境傳感器的集成結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，包括以下步驟: a)在基材(I)的上端面刻蝕出凹槽(Ia)，并在基材(I)的上端面、凹槽(Ia)的內(nèi)壁上依次沉積第一犧牲層(2)、第一膜層(3)，該第一膜層(3)包括固定在基材(I)端面上的固定部(3b)，以及伸入至凹槽(Ia)內(nèi)的彎曲部(3a); b)對位于凹槽(Ia)附近的第一膜層(3)進(jìn)行刻蝕，形成鏤空(3c)，并通過該鏤空(3c)至少將位于彎曲部(3a)與凹槽(Ia)側(cè)壁之間的第一犧牲層(2)腐蝕掉； c)對基材⑴端面上的第一膜層(3)進(jìn)行刻蝕，以形成MEMS麥克風(fēng)的振膜(3e); d)在整個第一膜層(3)的上方繼續(xù)沉積第二犧牲層(4)，且該第二犧牲層(4)將所述鏤空(3c)密封； e)在所述第二犧牲層(4)上方沉積第二膜層，并對該第二膜層進(jìn)行刻蝕，形成MEMS麥克風(fēng)的背極(7); f)對基材(I)進(jìn)行刻蝕，以形成MEMS麥克風(fēng)的背腔(Ib); g)通過該背腔(Ib)對第一犧牲層、第二犧牲層進(jìn)行腐蝕，以將振膜(3e)釋放出來；同時將彎曲部(3a)上方位置的第二犧牲層(4)腐蝕掉，以將彎曲部(3a)暴露出來。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制造方法，其特征在于:所述步驟(b)中，將彎曲部(3a)與凹槽(Ia)之間的第一犧牲層(2)完全腐蝕掉，使彎曲部(3a)懸空在凹槽(Ia)內(nèi)。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制造方法，其特征在于:在步驟d)中，還包括以下步驟:對第二犧牲層(4)上位于鏤空(3c)兩側(cè)的位置進(jìn)行刻蝕以形成側(cè)壁槽(4a)，并在第二犧牲層(4)的上端沉積保護(hù)層(5)，該保護(hù)層(5)同時填充在側(cè)壁槽(4a)內(nèi)。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制造方法，其特征在于:在所述步驟e)與步驟f)之間，還包括將彎曲部(3a)上方位置的第二膜層刻蝕去除的步驟，以及對背極(7)進(jìn)行刻蝕，以形成氣流導(dǎo)通孔(7a)的步驟。10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制造方法，其特征在于:所述步驟f)中，還包括在背極(7)、基材(I)、振膜(3e)、彎曲部(3a)上沉積金屬電極(6)的步驟。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種MEMS麥克風(fēng)、環(huán)境傳感器的集成結(jié)構(gòu)及制造方法，在基材上設(shè)置有構(gòu)成電容器結(jié)構(gòu)的振膜、背極，在所述基材的上端還設(shè)有至少一個凹槽；還包括位于基材上方的敏感電極，所述敏感電極包括通過第一犧牲層固定在基材端面上的固定部，以及伸入至凹槽內(nèi)的彎曲部，所述彎曲部與凹槽的側(cè)壁構(gòu)成了電容器結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的集成結(jié)構(gòu)，將麥克風(fēng)的電容器結(jié)構(gòu)、環(huán)境傳感器的電容器結(jié)構(gòu)集成在基材上，從而提高了麥克風(fēng)和環(huán)境傳感器的集成度，可以大大降低整個封裝結(jié)構(gòu)的尺寸。同時，麥克風(fēng)的振膜、環(huán)境傳感器的敏感電極可以采用相同的材料和制作工藝，使得可以在共用的基材上同時制作出MEMS麥克風(fēng)和環(huán)境傳感器，提高了生產(chǎn)的效率。
【IPC分類】H04R19/04, H04R31/00
【公開號】CN105307092
【申請?zhí)枴緾N201510891760
【發(fā)明人】詹竣凱, 蔡孟錦, 邱冠勛, 周宗燐, 宋青林
【申請人】歌爾聲學(xué)股份有限公司
【公開日】2016年2月3日
【申請日】2015年12月4日