專利名稱：電容式硅基微麥克風(fēng)及其制法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種電容式硅基微麥克風(fēng)及其制造方法，其是由一背板晶片與一振動(dòng)晶片相互接合而成。
背景技術(shù)：
近年來，麥克風(fēng)產(chǎn)品整體的發(fā)展趨勢(shì)除了要求輕薄短小之外，更必須具備更佳的靈敏度、穩(wěn)定性與輸出表現(xiàn)，方能滿足客戶的需求，也因此使得微麥克風(fēng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)日益復(fù)雜與多樣化。
一般現(xiàn)有的麥克風(fēng)是屬于由單一晶片所構(gòu)成的單晶片式麥克風(fēng)，其制程方法是先以薄膜沉積法完成一背板、若干音孔、一基座，以及一位于背板與基座間的犧牲層，再進(jìn)行該基座的蝕刻，并移除該犧牲層以形成一振膜，因此該麥克風(fēng)的尺寸設(shè)計(jì)將受到該犧牲層厚度的限制，一旦欲改變犧牲層厚度，則后續(xù)制程也必須一并修改，否則最后結(jié)構(gòu)的殘留應(yīng)力會(huì)有所不同，將影響到該振膜的特性，導(dǎo)致設(shè)計(jì)上的彈性很小，也因而難以達(dá)到最佳的靈敏度與輸出表現(xiàn)。
此外，另一種現(xiàn)有的麥克風(fēng)是屬于由至少二晶片所構(gòu)成的晶片接合式麥克風(fēng)，其是先應(yīng)用體加工制程完成個(gè)別晶片的加工，隨后利用晶圓接合技術(shù)加以組裝接合，用以完成麥克風(fēng)的制作，不僅制程大幅簡(jiǎn)化，同時(shí)可輕易改變二晶片間的間隙，且不影響該麥克風(fēng)的材料特性。
然而，一般接合式麥克風(fēng)多半由三個(gè)以上的晶片所組成，制程上仍然存在一定的復(fù)雜度，另外，一般晶片接合式麥克風(fēng)的電極打線區(qū)域無法外露，導(dǎo)致后續(xù)打線制程的難度增加。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于提供一種電容式硅基微麥克風(fēng)及其制法，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)易，制程大幅簡(jiǎn)化，因而具有較低的制作成本。
本發(fā)明的次一目的在于提供一種電容式硅基微麥克風(fēng)及其制法，其結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)彈性高，因而可在小尺寸的要求下，滿足各式的設(shè)計(jì)要求。
因此，本發(fā)明是提供一種電容式硅基微麥克風(fēng)，其包含有一背板晶片，以及一振動(dòng)晶片，其中該背板晶片是具有相對(duì)的一第一面與一第二面，其中該第一面是設(shè)有至少一音孔，以及一與該音孔電氣連接的第一電極，而該第二面則開設(shè)有一連通該音孔的共振槽。
該振動(dòng)晶片是設(shè)有一基座，一覆蓋于該基座表面的振動(dòng)膜，以及一與該振動(dòng)膜電氣連接的第二電極，此外，該基座更開設(shè)有一連通該振動(dòng)膜與外界的音源槽；而該二晶片是以該第一面對(duì)應(yīng)于該振動(dòng)膜的方式進(jìn)行接合，并使該第一電極與該第二電極完成電氣連接。
而本發(fā)明的制法則包含有下列步驟a.制作該背板晶片與該振動(dòng)晶片；
b.將該振動(dòng)晶片與該背板晶片進(jìn)行接合，即完成本發(fā)明微麥克風(fēng)的制作。
此外，本發(fā)明的制法更可包含有一切割步驟c，以使該第一電極的打線區(qū)域外露，以便于后續(xù)的作業(yè)進(jìn)行。


為了詳細(xì)說明本發(fā)明的構(gòu)造及特點(diǎn)所在，茲舉以下的較佳實(shí)施例并配合圖式說明如后，其中圖1是本發(fā)明麥克風(fēng)的剖視圖；圖2是本發(fā)明背板晶片的制作流程圖；圖3是本發(fā)明振動(dòng)晶片的制作流程圖；以及圖4是本發(fā)明背板晶片與振動(dòng)晶片接合后的剖視圖。
具體實(shí)施例方式
首先，請(qǐng)參閱圖1所示，本發(fā)明所提供一種電容式硅基微麥克風(fēng)10，其是主要包含有一背板晶片20，以及一位于該背板晶片20下方的振動(dòng)晶片30，其中該背板晶片20是具有相對(duì)的一第一面21與一第二面22，其中該第一面21是設(shè)有一磊晶層23，一摻雜P+離子的傳導(dǎo)層24，復(fù)數(shù)個(gè)穿透該磊晶層23與該傳導(dǎo)層24的音孔25，以及一與該傳導(dǎo)層24電氣連接的第一電極26，而該第二面22則開設(shè)有一連通該等音孔25的共振槽27。再請(qǐng)參閱圖2，該背板晶片20的制法是包含有下列步驟
a.提供一表面具有該磊晶層23的晶圓A，再將P+離子植入該磊晶層23的表面以形成該傳導(dǎo)層24；b.利用感應(yīng)耦合電漿(lnductively Coupled Plasma，ICP)蝕刻出該等穿透該傳導(dǎo)層24與該磊晶層23的音孔25；c.利用熱氧化制程于該背板晶片20的第一面21與第二面22分別形成一第一氧化層281與一第二氧化層282；d.將該第一氧化層28開設(shè)一連通該傳導(dǎo)層24與外界的接觸口283，再于該第一氧化層281的表面形成與該傳導(dǎo)層24電氣連接的該第一電極26，以及二金屬接合點(diǎn)29；e.將該第二氧化層282部分去除，且于對(duì)應(yīng)該等音孔25的位置蝕刻出該共振槽27，隨后去除該等音孔25底部的第一氧化層281以及殘余的第二氧化層282。
如此即可完成該背板晶片20的制作，其中步驟c的熱氧制程是具有三種作用一為可完成電氣隔絕，二為利用其加熱過程可完成離子植入后的回火，三是可形成蝕刻該共振槽27時(shí)的蝕刻停止層，以提高產(chǎn)品的良率。
該振動(dòng)晶片30是設(shè)有一基座31，一覆蓋于該基座31表面的振動(dòng)膜32，以及一與該振動(dòng)膜32電氣連接的第二電極33，此外，該振動(dòng)膜32是由一氧化硅(SiO)材質(zhì)的氧化層34，一氮化硅(SiN)材質(zhì)的介電層35，以及一金屬材質(zhì)的導(dǎo)電層36所疊合而成，而該基座31更開設(shè)有一連通該振動(dòng)膜32與外界的音源槽37。
再請(qǐng)參閱圖3所示，該振動(dòng)晶片30的制法是包含有以下步驟
a.提供一晶圓B，并于該晶圓B的表面依序形成該氧化層34與該介電層35；b.將該晶圓B一側(cè)面的氧化層34與介電層35部分去除，并以氫氧化鉀(KOH)溶液蝕刻形成該音源槽37與該振動(dòng)膜32；c.于該振動(dòng)膜32的表面形成該金屬導(dǎo)電層36，并于該介電層35的表面形成該第二電極33，以及二金屬接合點(diǎn)38。
因此，完成該背板晶片20與該振動(dòng)晶片30的制作后，即可將該二晶片20&30的金屬接合點(diǎn)29&38相對(duì)應(yīng)，以表面附著技術(shù)(Surhce MountTechnology，SMT)進(jìn)行接合，并同時(shí)完成該第一電極26與該第二電極33的電氣連接。
接合組裝完成后，如圖4所示，該振動(dòng)晶片30于步驟b中亦可同時(shí)蝕刻出一V型槽39，因而可選用適當(dāng)?shù)牡毒哌M(jìn)行切割，使該第一電極26的打線區(qū)域外露，不僅有利于后續(xù)接腳打線的制程進(jìn)行，更可簡(jiǎn)化制作程序。
本發(fā)明的電容式硅基微麥克風(fēng)是具有簡(jiǎn)單的制作流程以降低制作成本，設(shè)計(jì)上具備彈性，且蝕刻作業(yè)均設(shè)有蝕刻停止層，以不需沿用過去利用蝕刻犧牲層的作法，而可提高產(chǎn)品制作的良率。另外，利用部分切割使打線區(qū)域外露的作法更可有效解決過去線路接點(diǎn)無法外露的問題。
值得一提的是，本發(fā)明的背板晶片與振動(dòng)晶片的接合方式是不以前述實(shí)施例所提的金屬接合點(diǎn)為限，亦可將其改為金屬接合圈，或其等效的晶圓接合方法，均應(yīng)落入本專利的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種電容式硅基微麥克風(fēng)，其特征在于包含有一背板晶片，是具有相對(duì)的一第一面與一第二面，其中該第一面是設(shè)有至少一音孔，以及一與該音孔電氣連接的第一電極，而該第二面則開設(shè)有一連通該音孔的共振槽；以及一振動(dòng)晶片，是設(shè)有一基座，一覆蓋子該基座表面的振動(dòng)膜，以及一與該振動(dòng)膜電氣連接的第二電極，此外，該基座更開設(shè)有一連通該振動(dòng)膜與外界的音源槽；其中該二晶片是以該第一面對(duì)應(yīng)于該振動(dòng)膜的方式進(jìn)行接合，并使該第一電極與該第二電極完成電氣連接。
2.依據(jù)權(quán)利要求1所述的電容式硅基微麥克風(fēng)，其特征在于該背板晶片的第一面是設(shè)有一磊晶層，以及一摻雜P+離子的傳導(dǎo)層，且該第一電極是與該傳導(dǎo)層進(jìn)行電氣連接。
3.依據(jù)權(quán)利要求1所述的電容式硅基微麥克風(fēng)，其特征在于該振動(dòng)膜是為一介電層與一導(dǎo)電層所組成的復(fù)合結(jié)構(gòu)。
4.依據(jù)權(quán)利要求3所述的電容式硅基微麥克風(fēng)，其特征在于該介電層是為氮化硅(SiN)材料。
5.依據(jù)權(quán)利要求3所述的電容式硅基微麥克風(fēng)，其中該導(dǎo)電層是為金屬材料。
6.依據(jù)權(quán)利要求1所述的電容式硅基微麥克風(fēng)，其特征在于所述該背板晶片的第一面是設(shè)有二金屬接合點(diǎn)，而該振動(dòng)晶片的振動(dòng)膜表面亦設(shè)有二金屬接合點(diǎn)，因該背板晶片與該振動(dòng)晶片是可以表面附著技術(shù)進(jìn)行接合。
7.依據(jù)權(quán)利要求1所述的電容式硅基微麥克風(fēng)，其特征在于所述該背板晶片的第一面是設(shè)有一金屬接合圈，而該振動(dòng)晶片的振動(dòng)膜表面亦設(shè)有一金屬接合圈，用以相互接合。
8.依據(jù)權(quán)利要求1所述的電容式硅基微麥克風(fēng)，其特征在于該振動(dòng)晶片的基座是可進(jìn)行切割，而使該第一電極外露。
9.一種電容式硅基微麥克風(fēng)的制法，其特征在于包含有下列步驟a.制作一背板晶片與一振動(dòng)晶片；其中，該背板晶片的制法是包含有以下步驟(a)提供一表面具有一磊晶層的晶圓，再將P+離子植入該磊晶層的表面以形成一傳導(dǎo)層；(b)蝕刻或加工形成至少一穿透該傳導(dǎo)層與該磊晶層的音孔；(c)利用熱氧化制程于該磊晶層表面與該音孔內(nèi)部形成一第一氧化層，并于相對(duì)該磊晶層的另一面形成一第二氧化層；(d)將該第一氧化層開設(shè)一連通該傳導(dǎo)層與外界的接觸口，再于該第一氧化層的表面形成一與該擴(kuò)散區(qū)相接觸的金屬電極以及二金屬接合點(diǎn)；(e)將該第二氧化層對(duì)應(yīng)該音孔的位置蝕刻出一共振槽，隨即去除該音孔底部的第一氧化層以及殘余的第二氧化層；而該振動(dòng)晶片的制法則包含有下列步驟(a)提供一晶圓，并于該晶圓的表面依序形成一氧化層與一介電層；(b)將該晶圓一側(cè)面的氧化層與介電層部分去除，蝕刻至該晶圓相對(duì)另側(cè)的氧化層而形成一音源槽，同時(shí)該音源槽的底端則形成一振動(dòng)膜；(c)于該振動(dòng)膜的表面形成一金屬導(dǎo)電層，并于該介電層的表面形成一第二電極，以及二金屬接合點(diǎn)；b.將該振動(dòng)晶片的金屬接合點(diǎn)對(duì)應(yīng)于該背板晶片的金屬接合點(diǎn)進(jìn)行接合，同時(shí)完成該第一電極與該第二電極的電氣連接。
10.依據(jù)權(quán)利要求9所述電容式硅基微麥克風(fēng)的制法，其特征在于采用干式蝕刻。
11.依據(jù)權(quán)利要求10所述電容式硅基微麥克風(fēng)的制法，其特征在于是采用感應(yīng)耦合電漿蝕刻或活離子蝕刻。
12.依據(jù)權(quán)利要求9所述電容式硅基微麥克風(fēng)的制法，其特征在于是采用濕式蝕刻。
13.依據(jù)權(quán)利要求9所述電容式硅基微麥克風(fēng)的制法，其特征在于該介電層是為氮化硅。
14.依據(jù)權(quán)利要求9所述電容式硅基微麥克風(fēng)的制法，其特征在于更包含有一步驟c將該振動(dòng)晶片進(jìn)行部分切割而使該第一電極部分顯露在外。
全文摘要
本發(fā)明是一種應(yīng)用微機(jī)電制程所制作的電容式硅基微麥克風(fēng)，其結(jié)構(gòu)是包含有一開設(shè)有音孔的背板晶片，以及一具有一振動(dòng)膜的振動(dòng)晶片，且該背板晶片與該振動(dòng)晶片進(jìn)行晶片接合后即形成該微麥克風(fēng)，不僅制程容易，且設(shè)計(jì)上有較大的彈性。
文檔編號(hào)H04R19/00GK1694575SQ200410042170
公開日2005年11月9日 申請(qǐng)日期2004年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月9日
發(fā)明者李志成, 邢泰剛, 魏文杰, 何鴻鈞, 邱瑞易 申請(qǐng)人:美律實(shí)業(yè)股份有限公司