CN101060726A - 制作电容式麦克风元件的振膜的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种制作电容式麦克风元件的振膜的方法。所述方法包括：提供基底，在该基底的第一表面形成介电层。接着在该介电层的表面形成多个硅间隙物。随后图案化该介电层，使该介电层形成多个介电凸块，再在该介电凸块上形成振膜层，并通过所述介电凸块使该振膜层具有皱折结构。接着在该基底的第二表面形成多个对应于该皱折结构的开口。最后去除所述开口暴露出的该介电凸块。

Description

制作电容式麦克风元件的振膜的方法

技术领域

本发明涉及一种制作电容式麦克风元件的振膜的方法，特别是一种制作具有硅间隙物(silicon spacer)与皱折结构的振膜的方法。

背景技术

电容式麦克风元件包括振膜与背板所构成的平行电容，当振膜受到声压而产生振动时，振膜与背面间的电容值会产生变化，由此将声音信号转变成电压信号。一般而言，电容式麦克风元件主要区分为驻极体式(electret)与凝缩式(condenser)二种，而对于电容式麦克风元件而言，由于振膜是用来感测声压的构件，因此必须具备有良好的均匀度，由此灵敏并精确地反应出声音大小与振动频率。

传统的电容式麦克风元件的振膜大多利用塑料作为材料，并利用冲压方式制作而成，而制作出的振膜再于封装电容式麦克风元件时利用间隙物组装在背板之上。然而，利用冲压方式制作的塑料振膜，不仅成品率与均匀度较低，同时传统方式在电容式麦克风元件完成后再利用间隙物组装振膜的作法更需耗费较高的成本与时间。

发明内容

本发明的目的之一在提供一种制作电容式麦克风元件的振膜的方法，以提升振膜的均匀性与成品率。

为达上述目的，本发明提供一种制作电容式麦克风元件的振膜的方法。依据上述方法，首先提供基底，并在该基底的第一表面形成介电层。接着在该介电层的表面形成多个硅间隙物。随后图案化该介电层，使该介电层形成多个介电凸块，再在所述硅间隙物、该介电凸块与该基底的第一表面上形成振膜层，并通过所述介电凸块使该振膜层具有皱折结构。然后在该振膜层上形成平坦层，接着蚀刻该基底的第二表面，以形成多个对应于该皱折结构的开口。最后去除所述开口暴露出的该介电凸块，再去除该平坦层。

为了进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图。然而附图仅供参考与辅助说明用，并非用来对本发明加以限制。

附图说明

图1至图9为本发明的优选实施例制作电容式麦克风元件的振膜的方法示意图。

简单符号说明

10    基底          12    介电层

13    介电凸块      14    硅层

16    硅间隙物      18    振膜层

20    通气孔        22    平坦层

24    开口          26    金属层

28    振膜结构

具体实施方式

请参考图1至图9。图1至图9为本发明的优选实施例制作电容式麦克风元件的振膜的方法示意图。如图1所示，首先，提供基底10，例如半导体晶片。随后，在基底10的第一表面上形成介电层12，其中本实施例选用氧化硅作为介电层12的材料，其厚度约为4微米。

如图2所示，接着在介电层12的表面形成硅层14，其中本实施例选用沉积方式形成的多晶硅作为硅层14的材料，其厚度约为10微米，且硅层14的应力值控制在介于约10Mpa以下，但本发明的方法并不限于此，亦可选用非晶硅或单晶硅等材料作为硅层14的材料，同时厚度亦可作适度变化。如图3所示，接着利用光刻暨蚀刻技术，去除部分硅层14以形成多个硅间隙物16。值得说明的是硅间隙物16具有垂直侧壁，由此可使后续形成的振膜层具有良好的均匀性。如图4所示，随后图案化介电层12，例如利用光刻暨蚀刻技术蚀刻掉部分介电层12，使介电层12形成多个介电凸块13。

如图5所示，在介电凸块13、基底10的第一表面，以及硅间隙物16的表面形成振膜层18，且通过介电凸块13使振膜层18具有皱折结构。在本实施例中，振膜层18选用沉积方式制作的多晶硅为材料，且其厚度约控制在0.5微米，而应力值则控制在10Mpa以下，但振膜层18的材料亦可选用非晶硅或单晶硅等，同时其厚度亦可适产品应用的不同而加以调整。在振膜层18形成后，可选择性地利用光刻暨蚀刻技术于振膜层18中形成多个通气孔(vent)20，其中通气孔20的作用在于避免振膜层18于感测声音信号时发生阻尼效应(damping)，进而使麦克风元件产生噪声。值得说明的是本发明的方法亦可不在振膜层18中形成通气孔20，且在此状况下可通过后续接合的背板上所形成的通气孔达到避免阻尼效应发生的作用。

如图6所示，接着在振膜层18上形成平坦层22，例如在振膜层18的表面涂布光致抗蚀剂层，以利于进行后续的背面工艺。如图7所示，接着将基底10翻转，并视基底10的初始厚度选择性地由基底10的第二表面进行减薄工艺，利用研磨或蚀刻等方式将基底10的厚度减薄至适当厚度。随后，利用光刻暨蚀刻技术在基底10的第二表面形成多个对应于位于振膜层18的皱折结构的开口24，并进一步蚀刻掉开口24所暴露出的介电凸块13。接着，在基底10的第二表面与振膜层18的表面形成金属层26，作为电极之用，其中本实施例利用电镀方式形成的钛/金层作为金属层26，且其厚度约介于1000至2000埃，但金属层26亦可选用其它适合的材料。另外，本发明亦可进一步利用掺杂方式使振膜层18亦具有导电特性，一并发挥电极作用。

如图8所示，接着将基底10翻转，并移除基底10的第一表面与振膜层18表面的平坦层22。如图9所示，进行切割工艺，利用切割机器或蚀刻方式依据预先定义的切割道切割或蚀刻基底10，以形成多个具有皱折结构的振膜结构28。

上述为本发明制作电容式麦克风元件的振膜的方法的优选实施例，而一旦振膜结构完成后，即可进一步与包括固定电极结构的背板接合，而形成电容式麦克风元件，而值得说明的是本发明的振膜结构可应用于各式电容式麦克风元件，例如驻极体式(electret)麦克风元件或凝缩式(condenser)麦克风元件等。另外，本发明的方法除了上述在切割工艺后形成多个振膜结构后，再分别将振膜结构与背板进行接合的作法之外，亦可进一步与背板工艺整合而成为晶片级制作电容式麦克风元件的方法，在此状况下则在进行切割工艺之前即先将基底与另一包括多个对应于振膜结构的固定电极的基底进行接合，接着再进行切割工艺而直接制作出多个电容式麦克风元件。

综上所述，本发明制作电容式麦克风元件的振膜的方法利用硅作为间隙物的材料，因此可制作出具有高度均匀性与高成品率的振膜，同时振膜的厚度更远比传统塑料振膜要薄，因此提升了产品的应用范围。

以上所述仅为本发明的优选实施例，凡依本发明权利要求所做的等同变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (9)

1、一种制作电容式麦克风元件的振膜的方法，包括：

提供基底，并在所述基底的第一表面形成介电层；

在所述介电层的表面形成多个硅间隙物；

图案化所述介电层，使所述介电层形成多个介电凸块；

在所述硅间隙物、所述介电凸块与所述基底的第一表面上形成振膜层，并通过所述介电凸块使所述振膜层具有皱折结构；

在所述振膜层上形成平坦层，接着蚀刻所述基底的第二表面，以形成多个对应于所述皱折结构的开口；

去除所述开口暴露出的介电凸块；以及

去除所述平坦层。

2、如权利要求1所述的方法，其中所述介电层包括氧化硅层。

3、如权利要求1所述的方法，其中形成所述硅间隙物的步骤包括：

在所述介电层的表面沉积硅层；以及

蚀刻部分所述硅层并在所述介电层停止蚀刻，以形成所述硅间隙物，其中各所述硅间隙物具有垂直侧壁。

4、如权利要求3所述的方法，其中所述硅层包括多晶硅层、非晶硅层或单晶硅层。

5、如权利要求1所述的方法，其中所述振膜层包括多晶硅层、非晶硅层或单晶硅层。

6、如权利要求1所述的方法，还包括在形成所述振膜层之后，在未对应于所述介电凸块的所述振膜层中定义出多个通气孔。

7、如权利要求1所述的方法，还包括在形成所述开口之前，先对所述基底的所述第二表面进行减薄工艺。

8、如权利要求1所述的方法，还包括在去除所述开口暴露出的所述介电凸块后，在所述振膜层的表面形成金属层。

9、如权利要求8所述的方法，还包括在形成所述金属层后，切割所述基板以形成多个振膜结构。

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