專利名稱：具有微機(jī)械的麥克風(fēng)結(jié)構(gòu)的構(gòu)件以及制造這種構(gòu)件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有微機(jī)械的麥克風(fēng)結(jié)構(gòu)的構(gòu)件，所述麥克風(fēng)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)為襯底上方的層結(jié)構(gòu)。麥克風(fēng)結(jié)構(gòu)包括可通過聲壓偏轉(zhuǎn)的膜片，所述膜片覆蓋構(gòu)件背側(cè)中的用作背側(cè)容積的空腔，以及固定的可透聲的配合元件，所述配合元件設(shè)置在所述膜片上方。此外，本發(fā)明涉及一種制造這種構(gòu)件的方法。
背景技術(shù)：
其有效麥克風(fēng)結(jié)構(gòu)構(gòu)造為襯底上的層結(jié)構(gòu)的MEMS (Micro-Electro-Mechanical-S ystem:微機(jī)電系統(tǒng))在實(shí)踐中是已知的。在此，通常以聲學(xué)有效膜片與在很大程度上剛性的配合元件之間的電容變化的形式來檢測聲壓。在此，麥克風(fēng)信號(hào)的品質(zhì)主要取決于背側(cè)容積相對于膜片的大小和布置。當(dāng)在膜片的邊緣區(qū)域中構(gòu)造有旁通開口或者也構(gòu)造有接片狀的彈簧元件作為膜片懸置部時(shí)，膜片與背側(cè)容積之間的連接開口應(yīng)盡可能僅僅在膜片的閉合的中間區(qū)域上方延伸，以便避免聲學(xué)短路。另一方面，麥克風(fēng)信號(hào)的衰減主要取決于連接開口和背側(cè)容積的尺寸，從而它們必須具有最小尺寸，以便實(shí)現(xiàn)確定的麥克風(fēng)敏感度。已知的是，為了實(shí)現(xiàn)背側(cè)容積，在背側(cè)蝕刻工藝中蝕刻穿透襯底直至有效麥克風(fēng)結(jié)構(gòu)。隨后通過將構(gòu)件安裝在支承件上——例如印刷電路板上或者殼體中使背側(cè)容積封閉。所述變型方案在許多方面證實(shí)是有問題的。背側(cè)蝕刻工藝必須非常精確地與襯底前側(cè)上的麥克風(fēng)結(jié)構(gòu)的布置、尺寸和構(gòu)造相協(xié)調(diào)。背側(cè)蝕刻工藝的蝕刻前端應(yīng)非常精確地碰到麥克風(fēng)結(jié)構(gòu)的閉合的膜片面，以便實(shí)現(xiàn)盡可能高的麥克風(fēng)敏感度。這要求背側(cè)蝕刻掩膜片相對于襯底前側(cè)上的麥克風(fēng)結(jié)構(gòu)的非常費(fèi)事并且精確的調(diào)節(jié)。此外，對于背側(cè)蝕刻工藝，僅僅可以選擇產(chǎn)生非常精確的蝕刻掩膜片圖像的蝕刻工藝。然而，這些工藝通常具有較低的蝕刻率。因此，用于開始所述類型的構(gòu)件的已知制造工藝相對易產(chǎn)生誤差并且費(fèi)時(shí)。

發(fā)明內(nèi)容
通過本發(fā)明提出了一些措施，通過這些措施以簡單的方式改進(jìn)了具有微機(jī)械的麥克風(fēng)結(jié)構(gòu)的構(gòu)件的聲學(xué)特性并且也簡化了制造方法。為此，根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)件的層結(jié)構(gòu)在膜片與襯底之間包括至少一個(gè)鑲邊層，在所述鑲邊層中構(gòu)造有聲學(xué)透明的孔隙。膜片通過所述孔隙與背側(cè)容積銜接，所述背側(cè)容積根據(jù)本發(fā)明在鑲邊層下方在側(cè)向上延伸直至超過孔隙。隨后，根據(jù)本發(fā)明提出了與襯底的背側(cè)結(jié)構(gòu)化無關(guān)地確定有效麥克風(fēng)面至背側(cè)容積的連接開口，更確切地說，以層結(jié)構(gòu)的附加的鑲邊層中的孔隙的形式。鑲邊層與孔隙一起形成一種用于膜片面的鑲邊并且能夠?qū)崿F(xiàn)與有效膜片面相比更大的背側(cè)容積。根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)件的背側(cè)容積在鑲邊層下方在側(cè)向上延伸超過孔隙并且如此也可以延伸超過有效膜片面。鑲邊層在此情形中防止通過膜片的邊緣區(qū)域中的可能的開口出現(xiàn)聲學(xué)短路。根據(jù)本發(fā)明，具有孔隙的鑲邊層是襯底上方的層結(jié)構(gòu)的組成部分。因此，在前側(cè)工藝中產(chǎn)生鑲邊層以及麥克風(fēng)結(jié)構(gòu)。由于層厚度小得多，與在襯底中相比，可以在鑲邊層中產(chǎn)生簡單得多的通孔，其具有確定的大小和形狀。此外，孔隙可以非常簡單精確地定位在有效膜片面下方，因?yàn)辂溈孙L(fēng)結(jié)構(gòu)直接在鑲邊層上方實(shí)現(xiàn)為層結(jié)構(gòu)。不僅孔隙的確定而且麥克風(fēng)結(jié)構(gòu)的構(gòu)造都借助于可以良好地彼此協(xié)調(diào)的表面微機(jī)械工藝來實(shí)現(xiàn)。如已經(jīng)提到的那樣，在微機(jī)械的麥克風(fēng)結(jié)構(gòu)的膜片的邊緣區(qū)域中可以構(gòu)造一些開口，這些開口能夠作為旁通開口實(shí)現(xiàn)封閉的背側(cè)容積與聲學(xué)有效膜片的前側(cè)之間的壓力均衡，或者也是彈簧懸置部的一部分，通過所述彈簧懸置部提高膜片的靈敏度。在此情形中， 鑲邊層中的聲學(xué)透明的孔隙有利地僅僅在膜片的閉合的中間區(qū)域上方延伸。由此避免了邊緣區(qū)域中的聲學(xué)短路。在最簡單的情況下，根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)件的聲學(xué)透明的孔隙是鑲邊層中的連通的開口。但孔隙也可以被構(gòu)造為鑲邊層中的格柵結(jié)構(gòu)或孔結(jié)構(gòu)。所述變型方案證實(shí)尤其在以下情況下是有利的膜片用作可偏轉(zhuǎn)的電極，固定的可透聲的配合元件包括至少一個(gè)反電極并且設(shè)有用于在膜片與反電極之間施加充電電壓的裝置。在所述情形中，鑲邊層中的格柵結(jié)構(gòu)或孔結(jié)構(gòu)可以用作補(bǔ)償電極。借助于在反電極與補(bǔ)償電極之間施加的補(bǔ)償電壓可以以兩種在測量技術(shù)上不同的類型來實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)件的麥克風(fēng)功能，二者確保了高測量靈敏度和低易受干擾性。在第一運(yùn)行變型方案中，根據(jù)測量電容的充電電壓來選擇反電極與補(bǔ)償電極之間的補(bǔ)償電壓，更確切地說，如此選擇所述補(bǔ)償電壓，使得膜片與反電極之間通過充電電壓產(chǎn)生的電吸引通過補(bǔ)償電壓來均衡。由此，可運(yùn)動(dòng)的膜片位于幾乎無電勢的空間中，在所述空間中沒有靜電力作用到膜片上并且膜片偏轉(zhuǎn)僅僅由聲壓引起。因此，在此在電極距離較小的情況下測量電容的充電電壓也可以相對較高，以便獲得膜片與反電極之間的電壓變化形式的高測量信號(hào)。在此無需擔(dān)心麥克風(fēng)結(jié)構(gòu)的由靜電決定的塌陷。與此不同，在第二有利的運(yùn)行變型方案中如此調(diào)節(jié)補(bǔ)償電壓，使得可運(yùn)動(dòng)的膜片即使在聲作用下也被盡可能地保持在其靜止位置中。在此情形中，反電極與膜片之間的由于聲壓而隨著電極距離變化的電壓用作補(bǔ)償電壓調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)參量。在此，補(bǔ)償電壓用作麥克風(fēng)信號(hào)。在所述變型方案中也可以在電極距離相對較小的情況下以相對較高的充電電壓工作。此外，其證實(shí)相對于電磁干擾信號(hào)是特別不敏感的。如已經(jīng)提到的那樣，在前側(cè)工藝中產(chǎn)生根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)件的鑲邊層以及麥克風(fēng)結(jié)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明，也從層結(jié)構(gòu)的前側(cè)開始進(jìn)行鑲邊層中的孔隙的確定。因此，可以非常精確地預(yù)給定孔隙的位置、形狀和大小。因?yàn)椴煌ㄟ^背側(cè)蝕刻工藝來確定孔隙，所以背側(cè)蝕刻工藝關(guān)于聲學(xué)有效膜片面的調(diào)節(jié)相對不關(guān)鍵。對于背側(cè)的結(jié)構(gòu)化，現(xiàn)在也可以使用具有相對較低的成像精度的工藝，但所述工藝的特征在于高蝕刻率。也可以使用嚴(yán)重散射的蝕刻工藝，其產(chǎn)生具有負(fù)邊沿陡度的凹槽。由此，可以顯著地縮短背側(cè)蝕刻工藝。此外，可以使用較厚的晶片作為構(gòu)件襯底，以便產(chǎn)生所需的背側(cè)容積。這主要有助于麥克風(fēng)構(gòu)件的微型化。對于鑲邊層中的孔隙的確定，提出兩種不同的方法變型方案。根據(jù)一種要求保護(hù)的方法變型方案，在起始襯底的前側(cè)上施加和結(jié)構(gòu)化電絕緣的第一犧牲層，其中，在隨后在第一犧牲層上方產(chǎn)生的鑲邊層中確定孔隙的位置、幾何形狀和尺寸。隨后在如此結(jié)構(gòu)化的第一犧牲層上施加鑲邊層。在其上方實(shí)現(xiàn)層結(jié)構(gòu)的其中構(gòu)造有膜片和麥克風(fēng)結(jié)構(gòu)的固定的可透聲的配合元件的部分。為了實(shí)現(xiàn)背側(cè)容積，在隨后的背側(cè)蝕刻工藝中在襯底的背側(cè)中開設(shè)空腔。在此，在整個(gè)厚度上蝕刻穿透襯底直至第一犧牲層。 在孔隙的不受第一犧牲層保護(hù)的區(qū)域中，也蝕刻穿透所述鑲邊層。隨后才通過犧牲層蝕刻使真正的麥克風(fēng)結(jié)構(gòu)露出。如果背側(cè)蝕刻工藝的最后蝕刻階段各向異性地進(jìn)行，則有利地應(yīng)用所述方法變型方案。由此確保即使鑲邊層相對較厚，在第一犧牲層中確定的孔隙也完全過渡到鑲邊層上。鑲邊層的結(jié)構(gòu)化不造成層結(jié)構(gòu)的前側(cè)上的額外形貌，因?yàn)樵诖嗽诒硞?cè)蝕刻工藝中來結(jié)構(gòu)化鑲邊層。根據(jù)另一種要求保護(hù)的方法變型方案，在襯底表面上施加電絕緣的第一犧牲層。 但所述第一犧牲層在孔隙的區(qū)域中不被結(jié)構(gòu)化。替代地，施加在第一犧牲層上的鑲邊層被結(jié)構(gòu)化。在此，產(chǎn)生具有確定的位置、幾何形狀和確定的尺寸的孔隙。在所述孔隙上方又實(shí)現(xiàn)層結(jié)構(gòu)的其中構(gòu)造膜片和固定的可透聲的配合元件的部分。隨后，在襯底的背側(cè)中開設(shè)空腔，其中，第一犧牲層用作蝕刻停止邊界。在此才使鑲邊層中的孔隙與麥克風(fēng)結(jié)構(gòu)一起通過犧牲層蝕刻露出。在應(yīng)產(chǎn)生特別大的背側(cè)容積時(shí)有利地應(yīng)用所述方法變型方案。由于在孔隙的區(qū)域中閉合的第一犧牲層以及鑲邊層中的已經(jīng)結(jié)構(gòu)化的孔隙，對于背側(cè)工藝也可以使用各向同性的蝕刻方法。在一個(gè)特別有利的方法變型方案中，通過各向異性的蝕刻步驟和隨后的各向同性的蝕刻步驟的組合在襯底的背側(cè)中開設(shè)空腔。在此，襯底背側(cè)被掏空，并且留出用于構(gòu)件安裝的、相對較大的背側(cè)面。


如已闡述的那樣，存在有利地構(gòu)造和改進(jìn)本發(fā)明的教導(dǎo)的不同可行方案。為此，一方面參照從屬于獨(dú)立權(quán)利要求的權(quán)利要求而另一方面參照隨后借助附圖的本發(fā)明兩個(gè)實(shí)施例的描述。圖1示出根據(jù)本發(fā)明的具有微機(jī)械的麥克風(fēng)結(jié)構(gòu)的構(gòu)件10的示意性剖面圖，圖加至2d借助示意性剖面圖說明用于制造構(gòu)件10的各方法步驟，以及圖3示出另一根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)件在露出微機(jī)械的麥克風(fēng)結(jié)構(gòu)之前層結(jié)構(gòu)30的示意性剖面圖。
具體實(shí)施例方式在圖1中示出的構(gòu)件10包括微機(jī)械的麥克風(fēng)結(jié)構(gòu)，其被構(gòu)造為襯底1上方的層結(jié)構(gòu)20。所述麥克風(fēng)結(jié)構(gòu)基本上由可通過聲壓偏轉(zhuǎn)的膜片11和固定的、可透聲的配合元件 12組成，所述配合元件12設(shè)置在膜片11上方。膜片11覆蓋構(gòu)造在構(gòu)件背側(cè)中的空腔13。根據(jù)本發(fā)明，層結(jié)構(gòu)20在膜片11與襯底1之間包括鑲邊層3，在所述鑲邊層3中構(gòu)造有一個(gè)聲學(xué)透明的孔隙4。在這里示出的實(shí)施例中，孔隙4實(shí)現(xiàn)為鑲邊層3中的連通的開口的形式。膜片11通過所述孔隙4與空腔13銜接，所述空腔13形成麥克風(fēng)結(jié)構(gòu)的背側(cè)容積?？紫?的位置、形狀和大小在此精確地與膜片11的聲學(xué)有效區(qū)域的位置和幾何形狀相協(xié)調(diào)，這通過雙箭頭9表示。與此不同，背側(cè)容積在鑲邊層3下方在側(cè)向上延伸直至超過孔隙4并且由此也超過膜片11的聲學(xué)有效區(qū)域。旁通開口 14位于膜片11的邊緣區(qū)域中，通過所述旁通開口 14實(shí)現(xiàn)了背側(cè)容積13 與膜片11的前側(cè)之間的壓力均衡。旁通開口 14例如可以實(shí)現(xiàn)為膜片懸置部的彈簧元件之間的間隙。為了避免通過所述旁通開口 14的聲學(xué)短路，鑲邊層3中的孔隙4僅僅在膜片11 的聲學(xué)有效的、閉合的中間區(qū)域上方延伸。在這里示出的實(shí)施例中，配合元件12比膜片11厚得多并且由此基本上是剛性的。 此外，配合元件12具有格柵結(jié)構(gòu)，所述格柵結(jié)構(gòu)具有通孔15，使得在膜片11的閉合的中間區(qū)域上方是可透聲的。膜片11通過絕緣層5和6—方面相對于鑲邊層3電絕緣而另一方面相對于配合元件12電絕緣。不僅膜片11而且配合元件12至少局部地由導(dǎo)電材料構(gòu)成，例如相應(yīng)摻雜的多晶硅。在此，在層結(jié)構(gòu)中設(shè)置在膜片11上方的配合元件12包括用于膜片11的反電極， 所述膜片11用作可偏轉(zhuǎn)的電極。它們一起形成測量電容，所述測量電容借助于在這里未示出的用于施加充電電壓的裝置來充電?？梢宰鳛殡娙葑兓蛘咴跍y量電容上量取的電壓的波動(dòng)來檢測膜片11的偏轉(zhuǎn)。以下借助圖加至2d來闡述在圖1中示出的構(gòu)件10的制造。制造方法從襯底1——例如硅晶片開始，在所述襯底上首先沉積和結(jié)構(gòu)化第一犧牲層2。在此，在犧牲層2中產(chǎn)生開口 21，所述開口的位置、形狀和大小相應(yīng)于隨后待施加的鑲邊層中的孔隙。在圖加中示出了具有經(jīng)結(jié)構(gòu)化的犧牲層2的襯底1。典型地，第一犧牲層以及其他犧牲層的犧牲層材料是熱氧化物或TEOS氧化物，其在構(gòu)件10的范疇內(nèi)也形成各層區(qū)域的電絕緣。圖2b示出在施加鑲邊層3之后的層結(jié)構(gòu)，所述鑲邊層在開口 21的區(qū)域中直接生長在襯底表面上。鑲邊層3是多晶硅層或Epi多晶硅層，其典型地比襯底1薄得多?，F(xiàn)在，在鑲邊層3上方產(chǎn)生和結(jié)構(gòu)化麥克風(fēng)結(jié)構(gòu)的層。為此，首先在鑲邊層3上施加和結(jié)構(gòu)化電絕緣的第二犧牲層5，隨后在第二犧牲層5上方產(chǎn)生和結(jié)構(gòu)化至少局部導(dǎo)電的膜片層7。膜片層7例如可以是摻雜的多晶硅層，在所述多晶硅層中實(shí)現(xiàn)了用于膜片11 的彈簧懸置部，以便有利于膜片偏轉(zhuǎn)并且提高麥克風(fēng)靈敏度。在膜片層7上施加和結(jié)構(gòu)化第三犧牲層6。第三犧牲層6 —方面確保了膜片層7相對于隨后施加在第三犧牲層6上的厚的導(dǎo)電層8的電絕緣，所述導(dǎo)電層8例如是厚的Epi多晶硅層。另一方面，第三犧牲層6 確定了膜片11與配合元件12之間的距離，所述配合元件在前側(cè)溝槽工藝中由厚的導(dǎo)電層 8構(gòu)造出并且設(shè)有通孔15。在此，第三犧牲層6用作停止層。在圖2c中示出了所述工序的結(jié)果。隨后才在襯底1的背側(cè)中開設(shè)空腔13，這通過圖2d來說明。為此，在這里描述的實(shí)施例中使用在很大程度上各向異性的蝕刻工藝，其產(chǎn)生具有負(fù)的邊沿陡度 (Flankensteilheit)的凹槽。在所述蝕刻工藝中，去除膜片11的閉合的中間區(qū)域下方的區(qū)域中的襯底材料以及鑲邊層3的與其緊鄰的材料，由此形成孔隙4。第一犧牲層2在空腔 13的邊緣區(qū)域中用作蝕刻停止層，如孔隙4的區(qū)域中的第二犧牲層5那樣。最后，去除膜片區(qū)域中的第二和第三犧牲層5、6的材料，以便使導(dǎo)電層8中的配合元件12與鑲邊層3中的孔隙4之間的膜片層7中的膜片11露出。作為所述犧牲層蝕刻的結(jié)果得到構(gòu)件10，如其在圖1中示出的那樣。
在圖3中示出的層結(jié)構(gòu)30說明了一種制造變型方案，其同樣從襯底1出發(fā)。在此也首先在襯底表面上施加第一犧牲層2。與結(jié)合圖加至2d描述的方法變型方案不同，不對所述犧牲層2進(jìn)行結(jié)構(gòu)化。隨后，在第一犧牲層2上沉積和結(jié)構(gòu)化鑲邊層3，其中，產(chǎn)生具有良好確定的位置、形狀和大小的孔隙4。如在根據(jù)圖加至2d的方法變型方案中那樣，現(xiàn)在在經(jīng)結(jié)構(gòu)化的鑲邊層3上方產(chǎn)生和結(jié)構(gòu)化麥克風(fēng)結(jié)構(gòu)的層。為此首先在鑲邊層3上施加和結(jié)構(gòu)化電絕緣的第二犧牲層5， 其中，孔隙4嵌入到犧牲層材料中。隨后，在第二犧牲層2上方產(chǎn)生和結(jié)構(gòu)化至少局部導(dǎo)電的膜片層7。在此構(gòu)造的膜片11的聲學(xué)有效中間區(qū)域恰好設(shè)置在鑲邊層3中的孔隙4上方?，F(xiàn)在在膜片層7上施加和結(jié)構(gòu)化第三犧牲層6，在所述第三犧牲層上隨后生長厚的、導(dǎo)電的層8。在前側(cè)溝槽工藝中，由所述層8構(gòu)造出具有通孔15的配合元件12。隨后才在襯底1的背側(cè)16中開設(shè)空腔13，其方式是，去除襯底材料直至第一犧牲層2。在這里描述的實(shí)施例中，以各向異性的蝕刻工藝打開襯底背側(cè)16。在此，形成空腔13 的背側(cè)的相對較小的開口 17。隨后以各向同性蝕刻工藝?yán)^續(xù)背側(cè)加工，借助于所述各向同性蝕刻工藝掏蝕襯底背側(cè)16以及鑲邊層3中的孔隙4的邊緣，使得空腔容積與背側(cè)開口 17 相比以及與孔隙4相比更大。圖3示出在犧牲層蝕刻工藝中使膜片11和孔隙4露出之前的構(gòu)件結(jié)構(gòu)，其中，去除膜片區(qū)域中的第一犧牲層2、第二犧牲層5和第三犧牲層6的材料。結(jié)合圖3描述的方法變型方案允許制造特別小的構(gòu)件，其由于鑲邊層中的孔隙的側(cè)向掏蝕而具有相對較大的背側(cè)容積。此外，這些構(gòu)件還由于襯底背側(cè)的側(cè)向掏蝕而具有相對較大的安裝面，用于將構(gòu)件固定在支承件上或者殼體中。
權(quán)利要求
1.具有微機(jī)械的麥克風(fēng)結(jié)構(gòu)的構(gòu)件(10)，所述麥克風(fēng)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)為襯底(1)上方的層結(jié)構(gòu)(20)，其中，所述麥克風(fēng)結(jié)構(gòu)至少包括可通過聲壓偏轉(zhuǎn)的膜片(11)，所述膜片覆蓋所述構(gòu)件背側(cè)中的、用作背側(cè)容積的空腔 (⑶，和固定的、可透聲的配合元件(12)，所述配合元件設(shè)置在所述膜片(11)上方；其特征在于，所述層結(jié)構(gòu)00)在所述膜片(11)與所述襯底(1)之間包括至少一個(gè)鑲邊層(3)，在所述鑲邊層C3)中構(gòu)造有聲學(xué)透明的孔隙G)，所述膜片(11)通過所述孔隙與所述背側(cè)容積(13)銜接，并且所述背側(cè)容積(13)在所述鑲邊層(3)下方在側(cè)向上延伸超過所述孔隙(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的構(gòu)件(10)，其特征在于，在所述膜片(11)的邊緣區(qū)域中構(gòu)造有膜片懸置部和/或旁通開口(14)，并且所述鑲邊層(3)中的聲學(xué)透明的孔隙(4)僅僅在所述膜片(11)的閉合的中間區(qū)域上方延伸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的構(gòu)件(10)，其特征在于，聲學(xué)透明的所述孔隙(4)被構(gòu)造為所述鑲邊層(3)中的連通的開口。
4.根據(jù)以上權(quán)利要求1或2所述的構(gòu)件，其特征在于，聲學(xué)透明的所述孔隙被構(gòu)造為所述鑲邊層中的格柵結(jié)構(gòu)或孔結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的構(gòu)件，其中，所述膜片用作可偏轉(zhuǎn)的電極，所述固定的、可透聲的配合元件包括至少一個(gè)反電極，并且設(shè)有用于在所述膜片與所述反電極之間施加充電電壓的裝置，其特征在于，所述鑲邊層中的格柵結(jié)構(gòu)或孔結(jié)構(gòu)用作補(bǔ)償電極，并且設(shè)有用于在所述反電極與所述補(bǔ)償電極之間施加補(bǔ)償電壓的裝置。
6.用于制造具有微機(jī)械的麥克風(fēng)結(jié)構(gòu)的構(gòu)件的方法，尤其是用于制造根據(jù)權(quán)利要求1 至5中任一項(xiàng)所述的構(gòu)件(10)的方法，其中，膜片(11)和固定的、可透聲的配合元件(12) 實(shí)現(xiàn)為襯底(1)上方的層結(jié)構(gòu)(20)，其特征在于，在前側(cè)工藝中，確定襯底表面與膜片層(7)之間的鑲邊層C3)中的聲學(xué)透明的孔隙的位置、形狀和尺寸，在所述鑲邊層(3)上方構(gòu)造所述層結(jié)構(gòu)00)中的所述膜片(11)和所述配合元件 (1 ，以及在所述襯底(1)的背側(cè)中開設(shè)空腔(13)，以及通過露出所述鑲邊層(3)中的孔隙使所述空腔與所述麥克風(fēng)結(jié)構(gòu)銜接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中在所述襯底表面上施加和結(jié)構(gòu)化至少一個(gè)電絕緣的第一犧牲層O)，其中，確定隨后在所述第一犧牲層( 上方產(chǎn)生的至少一個(gè)鑲邊層(3)中的孔隙的位置、幾何形狀和尺寸，在經(jīng)結(jié)構(gòu)化的第一犧牲層(2)上產(chǎn)生所述至少一個(gè)鑲邊層(3)，在所述鑲邊層(3)上施加和結(jié)構(gòu)化至少一個(gè)電絕緣的第二犧牲層(5)，在所述第二犧牲層(5)上方產(chǎn)生和結(jié)構(gòu)化至少局部導(dǎo)電的膜片層(7)，在所述膜片層(7)上方施加和結(jié)構(gòu)化至少一個(gè)電絕緣的第三犧牲層(6)，在所述第三犧牲層(6)上方產(chǎn)生至少局部導(dǎo)電的層(8)，以實(shí)現(xiàn)所述固定的配合元件 (12)，在前側(cè)溝槽工藝中結(jié)構(gòu)化所述導(dǎo)電的層(8)，其中，所述第三犧牲層(6)用作停止層， 為了實(shí)現(xiàn)背側(cè)容積，在所述襯底(1)的背側(cè)中開設(shè)空腔(13)，其中，所述第一犧牲層 (2)在所述空腔(13)的邊緣區(qū)域中以及所述第二犧牲層(5)在所述孔隙(4)的區(qū)域中用作停止層，以及至少去除膜片區(qū)域中的所述第二犧牲層和所述第三犧牲層(5，6)，以便露出所述導(dǎo)電的層⑶中的配合元件(12)和所述鑲邊層(3)中的孔隙⑷之間的所述膜片層(7)中的膜片(11)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，在所述襯底表面上施加至少一個(gè)電絕緣的第一犧牲層0)，在所述第一犧牲層( 上產(chǎn)生和結(jié)構(gòu)化所述至少一個(gè)鑲邊層(3)，其中，產(chǎn)生具有確定的位置、幾何形狀和確定的尺寸的孔隙G)，在所述鑲邊層(3)上施加和結(jié)構(gòu)化至少一個(gè)電絕緣的第二犧牲層(5)， 在所述第二犧牲層(5)上方產(chǎn)生和結(jié)構(gòu)化至少局部導(dǎo)電的膜片層(7)， 在所述膜片層(7)上方施加和結(jié)構(gòu)化至少一個(gè)電絕緣的第三犧牲層(6)， 在所述第三犧牲層(6)上方產(chǎn)生至少局部導(dǎo)電的層(8)，以實(shí)現(xiàn)所述固定的配合元件 (12)，在前側(cè)溝槽工藝中結(jié)構(gòu)化所述導(dǎo)電的層(8)，其中，所述第三犧牲層(6)用作停止層， 為了實(shí)現(xiàn)背側(cè)容積，在所述襯底(1)的背側(cè)中開設(shè)空腔(13)，其中，所述第一犧牲層 (2)用作蝕刻停止邊界，去除膜片區(qū)域中和所述孔隙的區(qū)域中的第一犧牲層、第二犧牲層和第三犧牲層 0，5，6)，以便露出所述導(dǎo)電的層(8)中的配合元件(12)和所述鑲邊層(3)中的孔隙之間的膜片層(7)中的膜片(11)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6至8中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，通過各向異性的蝕刻步驟和隨后的各向同性的蝕刻步驟的組合在所述襯底的背側(cè)中開設(shè)所述空腔。
10.根據(jù)權(quán)利要求6至9中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，使用硅襯底作為襯底，由熱氧化物或TEOS氧化物形成所述第一犧牲層，并且使用多晶硅層或Epi多晶硅層作為鑲邊層。
全文摘要
本發(fā)明提出了一些措施，通過所述措施以簡單的方式改進(jìn)了具有實(shí)現(xiàn)為襯底(1)上方的層結(jié)構(gòu)(20)的微機(jī)械的麥克風(fēng)結(jié)構(gòu)的構(gòu)件(10)的聲學(xué)特性并且也簡化了制造方法。這種構(gòu)件(10)的麥克風(fēng)結(jié)構(gòu)包括可通過聲壓偏轉(zhuǎn)的膜片(11)，所述膜片覆蓋所述構(gòu)件背側(cè)中的、用作背側(cè)容積的空腔(13)；固定的、可透聲的配合元件(12)，所述配合元件設(shè)置在所述膜片(11)上方。根據(jù)本發(fā)明，所述層結(jié)構(gòu)(20)在所述膜片(11)與所述襯底(1)之間包括鑲邊層(3)，在所述鑲邊層(3)中構(gòu)造有聲學(xué)透明的孔隙(4)。所述膜片(11)通過所述孔隙與所述背側(cè)容積(13)銜接，并且所述背側(cè)容積(13)在所述鑲邊層(3)下方在側(cè)向上延伸超過所述孔隙(4)。
文檔編號(hào)H04R19/00GK102474693SQ201080034137
公開日2012年5月23日 申請日期2010年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月31日
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