專利名稱：一種硅麥克風芯片及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種硅麥克風芯片，發(fā)明還涉及該芯片的制作方法。
(二)
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的電容式硅麥克風芯片結(jié)構(gòu)，其振膜存在較大的殘余應(yīng)力，殘余應(yīng)力 對硅麥克風芯片的性能有較大影響，大的殘余應(yīng)力能大幅度降低麥克風芯片的 靈敏度，壓應(yīng)力還能減小麥克風芯片的耐壓能力，嚴重時能使得麥克風無法正 常工作，現(xiàn)有的去除殘余應(yīng)力的工藝 一是通過附加工藝，入退火的方式，這 種方式對工藝的控制要求極高，重復(fù)性不是很好；另外一種是通過結(jié)構(gòu)調(diào)整， 如制作自由膜或紋膜結(jié)構(gòu)，但這種結(jié)構(gòu)的制作會導(dǎo)致工藝復(fù)雜度的增加，可能 需要添加多步工藝，來控制振膜。
此外現(xiàn)有硅麥克風芯片的背極板的厚度很難控制，其剛性強度不能得到滿 足。目前也是有兩種方法來解決， 一是制作厚背極，但是通過常規(guī)的淀積工藝 很難得到需要的厚背極；還有一種方法是通過結(jié)構(gòu)調(diào)整來提高背極板的剛性， 但也是要增加工藝的復(fù)雜度。 (三

發(fā)明內(nèi)容
針對上述問題，本發(fā)明提供了一種硅麥克風芯片，振膜的殘余應(yīng)力較小， 麥克風芯片的靈敏度高；且其背極板的厚度可控，剛性強度較好，為此，本發(fā) 明還提供了該芯片的制作方法。
其技術(shù)方案是這樣的其包括振膜、背極板、基體，其特征在于所述振 膜包括振膜中心部分、直梁、旋轉(zhuǎn)梁、窄槽，所述振膜的圓弧處外部為所述旋 轉(zhuǎn)梁，所述旋轉(zhuǎn)梁連接外部的直梁，所述旋轉(zhuǎn)梁與所述振膜中心部分的連接處 開有窄槽，所述基體底部對應(yīng)上部振膜位置有空腔，所述空腔的上部基體部分 為所述背極板。
其進一步特征在于所述振膜形狀為一個四周倒角的矩形，所述背極板上 開有內(nèi)聲孔，所述振膜中心部分、旋轉(zhuǎn)梁上開有外聲孔，所述內(nèi)聲孔、外聲孔 形狀為圓形、方形、橢圓等任意形狀，所述直梁支承于絕緣支撐結(jié)構(gòu)，所述絕緣支撐結(jié)構(gòu)支承于所述基體，所述振膜與所述背極板間隔開。 所述芯片的制作方法，其特征在于其包括以下步驟，
(1) 、單晶硅基體的雙面氧化；
(2) 、對所述基體的背面進行深刻蝕，形成空腔，對應(yīng)所述空腔上部的基體
為背極板；
(3) 、在所述基體的正面進行摻雜，形成導(dǎo)電層，作為電容的一個基體；
(4) 、對所述背極板進行刻蝕，制備內(nèi)聲孔；
(5) 、在所述背極板上表面淀積絕緣材料，形成支撐層；
(6) 、在所述絕緣材料上形成振膜，振膜為導(dǎo)電材料或?qū)щ姴牧吓c絕緣材料 的復(fù)合層；
(7) 、對所述振膜進行刻蝕，制備窄槽和外聲孔;刻蝕所述振膜和絕緣材料 層，形成連通所述背極板的孔槽；
(8) 、在所述振膜整個表面淀積金屬材料，再對金屬材料進行刻蝕，形成振 膜電極和背極板電極；
(9) 、對所述支撐層進行腐蝕，形成麥克風芯片的絕緣支撐結(jié)構(gòu)。 采用本發(fā)明的工藝制作芯片，由于所述振膜的圓弧處為所述旋轉(zhuǎn)梁，所述
旋轉(zhuǎn)梁連接外部的直梁，所述旋轉(zhuǎn)梁與所述振膜中心部分的連接處開有窄槽， 所述基體底部對應(yīng)上部振膜位置有深度可調(diào)的空腔，所述空腔的上部基體部分 即為所述背極板。所述殘余應(yīng)力可通過直梁、旋轉(zhuǎn)梁的旋轉(zhuǎn)變形來釋放，所述 旋轉(zhuǎn)梁與所述振膜中心部分的連接處開有窄槽， 一方面是為了制作旋轉(zhuǎn)梁，同 時也是為了增加振膜的柔軟度，提高了麥克風的靈敏度。由于所述基體底部對 應(yīng)上部振膜位置有深度可調(diào)的空腔，所述空腔的上部基體部分即為所述背極板， 所述背極板的厚度即為所述基體厚度減去所述空腔的可調(diào)深度，故所述背極板 的厚度可調(diào)，滿足其剛性強度要求。

圖l為本發(fā)明的流程示意圖； 圖2為本發(fā)明的麥克風芯片結(jié)構(gòu)示意主視圖； 圖3為圖2的俯視圖示意圖； 圖4為圖2的仰視圖示意圖。 具體實施方式
見圖2、圖3、圖4，本發(fā)明中的芯片包括振膜l、背極板2、基體3，振膜 l包括振膜中心部分4、直梁5、旋轉(zhuǎn)梁6、窄槽7，振膜l的圓弧處為旋轉(zhuǎn)梁6， 旋轉(zhuǎn)梁6連接外部的直梁5，旋轉(zhuǎn)梁6與振膜中心部分4的連接處開有窄槽7， 基體6底部對應(yīng)上部振膜1位置有一定深度的空腔8，空腔8的上部基體部分即 為背極板2。振膜l形狀為一個四周倒角的矩形，背極板2上均布有內(nèi)聲孔9， 振膜中心部分4、旋轉(zhuǎn)梁6上開有外聲孔10，內(nèi)聲孔9、外聲孔10形狀為圓形、 方形、橢圓等任意形狀，直梁5支承于絕緣支撐結(jié)構(gòu)11，絕緣支撐結(jié)構(gòu)ll支承 于基體3，振膜1與背極板2間隔一定距離。13為振膜電極、14為背極板電極。
下面結(jié)合附圖描述芯片的制作方法，其流程如下單晶硅基體3的雙面氧 化；對基體3的背面進行深刻蝕，形成空腔8，對應(yīng)空腔8上部的基體3為背極 板2;在基體3的正面進行摻雜，形成導(dǎo)電層，作為電容的一個基體；對背極板
3進行刻蝕，制備內(nèi)聲孔9;在背極板2上表面淀積絕緣材料，形成支撐層；在
絕緣材料上形成振膜1，振膜1可為導(dǎo)電材料或?qū)щ姴牧吓c絕緣材料的復(fù)合層； 對振膜1進行刻蝕，制備窄槽7和外聲孔IO;刻蝕振膜1和絕緣材料層，形成連 通背極板2的孔槽12;在振膜1整個表面淀積金屬材料，再對金屬材料進行刻 蝕，形成振膜電極13和背極板電極14;對支撐層進行腐蝕，形成麥克風芯片的 絕緣支撐結(jié)構(gòu)ll。
權(quán)利要求
1、一種硅麥克風芯片，其包括振膜、背極板、基體，其特征在于所述振膜包括振膜中心部分、直梁、旋轉(zhuǎn)梁、窄槽，所述振膜的圓弧處外部為所述旋轉(zhuǎn)梁，所述旋轉(zhuǎn)梁連接外部的直梁，所述旋轉(zhuǎn)梁與所述振膜中心部分的連接處開有窄槽，所述基體底部對應(yīng)上部振膜位置有深度可調(diào)的空腔，所述空腔的上部基體部分即為所述背極板。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述一種硅麥克風芯片，其特征在于所述振膜形狀為 一個四周倒角的矩形，所述背極板上開有內(nèi)聲孔，所述振膜中心部分、旋轉(zhuǎn)梁 上開有外聲孔，所述內(nèi)聲孔、外聲孔形狀為圓形、方形、橢圓等任意形狀，所 述直梁支承于絕緣支撐結(jié)構(gòu)，所述絕緣支撐結(jié)構(gòu)支承于所述基體，所述振膜與 所述背極板間隔開。
3、 一種硅麥克風芯片的制作方法，其特征在于其包括以下步驟，(1) 、單晶硅基體的雙面氧化；(2) 、對所述基體的背面進行深刻蝕，形成空腔，對應(yīng)所述空腔上部的基體 為背極板；(3) 、在所述基體的正面進行摻雜，形成導(dǎo)電層，作為電容的一個基體；(4) 、對所述背極板進行刻蝕，制備內(nèi)聲孔；(5) 、在所述背極板上表面淀積絕緣材料，形成支撐層；(6) 、在所述絕緣材料上形成振膜，振膜為導(dǎo)電材料或?qū)щ姴牧吓c絕緣材料 的復(fù)合層；(7) 、對所述振膜進行刻蝕，制備窄槽和外聲孔;刻蝕所述振膜和絕緣材料 層，形成連通所述背極板的孔槽；(8) 、在所述振膜整個表面淀積金屬材料，再對金屬材料進行刻蝕，形成振 膜電極和背極板電極；(9) 、對所述支撐層進行腐蝕，形成麥克風芯片的絕緣支撐結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種硅麥克風芯片，振膜的殘余應(yīng)力較小，麥克風芯片的靈敏度高；且其背極板的厚度可控，剛性強度較好，為此，本發(fā)明還提供了該芯片的制作方法。其包括振膜、背極板、基體，其特征在于所述振膜包括振膜中心部分、直梁、旋轉(zhuǎn)梁、窄槽，所述振膜的圓弧處外部為所述旋轉(zhuǎn)梁，所述旋轉(zhuǎn)梁連接外部的直梁，所述旋轉(zhuǎn)梁與所述振膜中心部分的連接處開有窄槽，所述基體底部對應(yīng)上部振膜位置有空腔，所述空腔的上部基體部分為所述背極板。制作時，單晶硅基體的雙面氧化、對所述基體的背面進行深刻蝕、在所述基體的正面進行摻雜、對所述背極板進行刻蝕，制備內(nèi)聲孔、在所述背極板上表面淀積絕緣材料、在所述絕緣材料上形成振膜、對所述振膜進行刻蝕，制備窄槽和外聲孔；刻蝕所述振膜和絕緣材料層，形成連通所述背極板的孔槽、在所述振膜整個表面淀積金屬材料，再對金屬材料進行刻蝕，形成振膜電極和背極板電極、對所述支撐層進行腐蝕。
文檔編號H04R19/04GK101534466SQ20091003074
公開日2009年9月16日 申請日期2009年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月15日
發(fā)明者劉同慶 申請人:無錫市納微電子有限公司