Mems麥克風(fēng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種MEMS麥克風(fēng)。
【背景技術(shù)】
[0002]對電容式硅基MEMS麥克風(fēng)來說，振膜的柔韌度決定了麥克風(fēng)的靈敏度。這是因為柔度越大振膜的縱向位移就越大，產(chǎn)生的電信號就越大。決定振膜柔度的主要是振膜的應(yīng)力和楊氏模量。由于絕大多數(shù)電容式硅基MEMS麥克風(fēng)的振膜的周邊都與襯底相連接，因此麥克風(fēng)的靈敏度主要取決于振膜應(yīng)力的大小。要想制造靈敏度高的麥克風(fēng)，必須使振膜具有盡可能小的張應(yīng)力，來使振膜具有較大的柔度。但是一旦振膜變?yōu)閴簯?yīng)力，振膜就會變形，使MEMS麥克風(fēng)器件失效。所以必須將振膜的應(yīng)力控制在5?50Mpa之間，而這主要取決于MEMS麥克風(fēng)的制造工藝。但是將振膜的應(yīng)力控制在這么小的范圍內(nèi)，并且還必須具有重復(fù)性，是一件非常困難的事情。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]基于此，有必要提供一種MEMS麥克風(fēng)，該MEMS麥克風(fēng)可以消除振膜的殘余應(yīng)力，避免制造工藝對MEMS麥克風(fēng)靈敏度的影響。
[0004]一種MEMS麥克風(fēng)，包括基底和振膜，所述基底形成支撐結(jié)構(gòu)并設(shè)有傳聲開口，所述振膜跨設(shè)于所述傳聲開口，所述振膜包括振動主體、側(cè)裙和膜邊，所述振動主體通過所述側(cè)裙和所述膜邊連接，所述膜邊連接所述基底，所述側(cè)裙和所述主體呈10度?80度傾斜，所述側(cè)裙和所述膜邊呈10度?80度傾斜。
[0005]在其中一個實施例中，所述側(cè)裙和所述主體呈30度?60度傾斜，所述側(cè)裙和所述膜邊呈30度?60度傾斜。
[0006]在其中一個實施例中，所述側(cè)裙和所述主體呈45度傾斜，所述側(cè)裙和所述膜邊呈45度傾斜。
[0007]在其中一個實施例中，所述側(cè)裙設(shè)有多個離散的開口。
[0008]在其中一個實施例中，所述基底的材料包括31、66、3166、31(:、3102或313財中的一種。
[0009]在其中一個實施例中，所述振膜為導(dǎo)電的柔韌性薄膜。
[0010]在其中一個實施例中，所述柔韌性薄膜的材質(zhì)包括S1、Ge、SiGe、SiC，或者Al、W、11，或者41、1、11的氮化物中的一種。
[0011]在其中一個實施例中，所述基底還設(shè)有絕緣層，所述膜邊連接所述絕緣層。
[0012]在其中一個實施例中，所述絕緣層為Si02或Si3N4。
[0013]在其中一個實施例中，還包括背板、振膜焊盤和背板焊盤，所述背板跨設(shè)于所述基底的傳聲開口和所述基底物理連接，所述振膜、所述基底和所述背板形成容腔，所述振膜焊盤和所述振膜電連接，所述背板焊盤和所述背板電連接，所述振膜和所述背板之間絕緣。
[0014]上述MEMS麥克風(fēng)，側(cè)裙的角度會因為振膜的應(yīng)力發(fā)生改變，振膜受到張應(yīng)力時，振膜表現(xiàn)為收縮，側(cè)裙傾斜角度變大，這樣就可以釋放一部分振膜的張應(yīng)力；振膜受到壓應(yīng)力時，側(cè)裙傾斜角度變小，也可以釋放一部分振膜的壓應(yīng)力。上述MEMS麥克風(fēng)結(jié)構(gòu)簡單，與現(xiàn)有工藝相差不大，容易制造。
【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明其中一實施例MEMS麥克風(fēng)的俯視圖；
[0016]圖2是沿圖1中A-A’線的側(cè)面剖視圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的【具體實施方式】進行詳細描述。
[0018]圖1是本發(fā)明其中一實施例MEMS麥克風(fēng)的俯視圖。請結(jié)合圖2。
[0019]一種MEMS麥克風(fēng)，包括基底100和振膜200，基底100形成支撐結(jié)構(gòu)并設(shè)有傳聲開口 120，振膜200跨設(shè)于傳聲開口 120，振膜200包括振動主體220、側(cè)裙240和膜邊260，振動主體220通過側(cè)裙240和膜邊260連接，側(cè)裙240相對于主體220所在平面向下呈10度?80度(圖中α )傾斜，側(cè)裙240相對于膜邊260所在平面向上呈10度?80度(圖中β )傾斜，基底100表面還設(shè)有絕緣層140，膜邊260連接基底100的絕緣層140上。絕緣層140為半導(dǎo)體的氧化物或氮化物，例如Si02或Si3N4。α和β優(yōu)選為30度?60度，特別優(yōu)選為45度。在本實施例中，振膜200為外凸型的圓帽形，在其他實施例中，振膜200還可以為內(nèi)凹型的其他形狀。
[0020]基底100的材料為半導(dǎo)體或半導(dǎo)體的化合物，例如S1、Ge、SiGe、SiC、Si02或Si3N4中的一種。振膜200為導(dǎo)電的柔韌性薄膜，柔韌性薄膜的材質(zhì)包括S1、Ge、SiGe、SiC，或者八1、1、11，或者厶1、1、11的氮化物中的一種。
[0021]側(cè)裙240的角度會因為振膜200的應(yīng)力發(fā)生改變，振膜200受到的力為張應(yīng)力時，振膜200外形表現(xiàn)為收縮，側(cè)裙240傾斜角度變大，這樣就可以釋放一部分振膜200的張應(yīng)力；振膜200受到的力為壓應(yīng)力時，振膜200外形表現(xiàn)為張開，側(cè)裙240傾斜角度變小，也可以釋放一部分振膜200的壓應(yīng)力。上述MEMS麥克風(fēng)結(jié)構(gòu)簡單，與現(xiàn)有工藝相差不大，容易制造。
[0022]在其他實施例中，側(cè)裙240還可以設(shè)有多個離散的開口，使釋放振膜應(yīng)力更加容易。例如，側(cè)裙240可以設(shè)有多個離散且均勻的窗口，形如柵狀結(jié)構(gòu)，更利于振膜應(yīng)力消散。側(cè)裙240可以通過濕法腐蝕或干法腐蝕形成。
[0023]圖1中MEMS麥克風(fēng)俯視圖為圓形，在其他實施例中也可以為方形、六邊形、八邊形坐寸。
[0024]上述MEMS麥克風(fēng)還包括背板300、振膜焊盤400和背板焊盤500，背板300跨設(shè)于基底100的傳聲開口 120和基底100物理連接，振膜200、基底100和背板300形成容腔600，振膜焊盤400淀積在振膜200的膜邊260上和振膜200形成電連接，背板焊盤500淀積在背板300上和背板300形成電連接，振膜200和背板300之間由于基底100上絕緣層140的存在而絕緣。背板300上設(shè)有多個均勻分布的聲孔320，聲音可以通過聲孔320傳導(dǎo)至振膜200。在本實施例中，背板300處于振膜200下方，在其他實施例中背板300還可以處于振膜200上方，即聲音由基底100上方開口傳導(dǎo)進來。
[0025]振膜焊盤400和背板焊盤500由金屬構(gòu)成，焊盤是為后續(xù)MEMS麥克風(fēng)封裝打線使用。容腔600實際上是由犧牲層經(jīng)過釋放而來的，在釋放過程中，犧牲層被腐蝕掉，形成空腔 600。
[0026]最后需要說明的是，基底100是表示一種提供支撐的支撐結(jié)構(gòu)，并不一定表示基底100是一個單獨的構(gòu)件，基底100可以表示為多層結(jié)構(gòu)，其多層結(jié)構(gòu)可以是通過外延、淀積或鍵合等工藝形成。
[0027]以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準。
【主權(quán)項】
1.一種MEMS麥克風(fēng)，其特征在于，包括基底和振膜，所述基底形成支撐結(jié)構(gòu)并設(shè)有傳聲開口，所述振膜跨設(shè)于所述傳聲開口，所述振膜包括振動主體、側(cè)裙和膜邊，所述振動主體通過所述側(cè)裙和所述膜邊連接，所述膜邊連接所述基底，所述側(cè)裙和所述主體呈10度?80度傾斜，所述側(cè)裙和所述膜邊呈10度?80度傾斜。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MEMS麥克風(fēng)，其特征在于，所述側(cè)裙和所述主體呈30度?60度傾斜，所述側(cè)裙和所述膜邊呈30度?60度傾斜。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MEMS麥克風(fēng)，其特征在于，所述側(cè)裙和所述主體呈45度傾斜，所述側(cè)裙和所述膜邊呈45度傾斜。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MEMS麥克風(fēng)，其特征在于，所述側(cè)裙設(shè)有多個離散的開口。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MEMS麥克風(fēng)，其特征在于，所述基底的材料包括S1、Ge、SiGe、SiC, Si02 或 Si3N4 中的一種。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MEMS麥克風(fēng)，其特征在于，所述振膜為導(dǎo)電的柔韌性薄膜。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的MEMS麥克風(fēng)，其特征在于，所述柔韌性薄膜的材質(zhì)包括S1、&6、3166、31(:，或者厶1、￥、11，或者八1、￥、11的氮化物中的一種。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MEMS麥克風(fēng)，其特征在于，所述基底還設(shè)有絕緣層，所述膜邊連接所述絕緣層。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的MEMS麥克風(fēng)，其特征在于，所述絕緣層為Si02或Si3N4。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MEMS麥克風(fēng)，其特征在于，還包括背板、振膜焊盤和背板焊盤，所述背板跨設(shè)于所述基底的傳聲開口和所述基底物理連接，所述振膜、所述基底和所述背板形成容腔，所述振膜焊盤和所述振膜電連接，所述背板焊盤和所述背板電連接，所述振膜和所述背板之間絕緣。
【專利摘要】一種MEMS麥克風(fēng)，振膜包含具有一定角度的側(cè)裙，側(cè)裙的角度會因為振膜的應(yīng)力發(fā)生改變，振膜受到張應(yīng)力時，振膜表現(xiàn)為收縮，側(cè)裙傾斜角度變大，這樣就可以釋放一部分振膜的張應(yīng)力；振膜受到壓應(yīng)力時，側(cè)裙傾斜角度變小，也可以釋放一部分振膜的壓應(yīng)力。上述MEMS麥克風(fēng)結(jié)構(gòu)簡單，與現(xiàn)有工藝相差不大，容易制造。
【IPC分類】H04R19/04
【公開號】CN105246012
【申請?zhí)枴緾N201410240867
【發(fā)明人】胡永剛
【申請人】無錫華潤上華半導(dǎo)體有限公司
【公開日】2016年1月13日
【申請日】2014年5月30日