CN101959117A - 麦克风的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种麦克风的制造方法，该方法包括如下步骤：提供一个第一单晶硅衬底，在第一单晶硅衬底的表面分别形成第一刻蚀阻挡层和第一多晶硅；图案化第一多晶硅并在其上沉积键合层；提供一个第二单晶硅衬底，在第二单晶硅衬底的表面分别形成第二刻蚀阻挡层和第二多晶硅；将第一单晶硅衬底的键合层与第二多晶硅高温键合；分别在第一、第二单晶硅衬底的另一个表面沉积二氧化硅；在二氧化硅上沉积光刻胶并将光刻胶图案化；使二氧化硅图案化；刻蚀第一、第二单晶硅衬底，再去除所述光刻胶；释放整个结构，得到麦克风。通过本发明的麦克风的制造方法得到的麦克风灵敏度高、一致性好。

Description

麦克风的制造方法
【技术领域】
本发明涉及一种麦克风的制造方法，特别涉及一种基于半导体材料的麦克风的制造方法。
【背景技术】
目前基于半导体材料的麦克风的制造方法中都是通过在硅基板上层积多晶硅而形成薄膜和背极板，由于多层结构沉积，退火等工艺导致薄膜和背极板应力很难控制，因此灵敏度和一致性很难得到改善。
因此，有必要提供一种改进的麦克风的制造方法，满足应用的需求。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种灵敏度高、一致性好的麦克风的制造方法。
本发明的目的是这样实现的：一种麦克风的制造方法，该方法包括如下步骤：
步骤一：提供一个第一单晶硅衬底，所述第一单晶硅衬底包括第一表面和与第一表面相对的第二表面，在第一单晶硅衬底的第一表面形成第一刻蚀阻挡层；
步骤二：在第一刻蚀阻挡层上沉积第一多晶硅；
步骤三：使用光刻技术对第一多晶硅进行图案化；
步骤四：在第一多晶硅上沉积键合层；
步骤五：提供一个第二单晶硅衬底，所述第二单晶硅衬底包括第三表面和与第三表面相对的第四表面，首先在第二单晶硅衬底的第三表面形成第二刻蚀阻挡层；其次在第二刻蚀阻挡层上沉积第二多晶硅；再次使用光刻技术在第二多晶硅上形成若干声学孔；
步骤六：将第一单晶硅衬底与第二单晶硅衬底高温键合，使第一单晶硅衬底的键合层与第二单晶硅衬底的第二多晶硅结合在一起；
步骤七：通过抛光工艺分别对第一单晶硅衬底的第二表面和第二单晶硅衬底的第四表面进行加工，再分别在第一单晶硅衬底的第二表面和第二单晶硅衬底的第四表面沉积二氧化硅；
步骤八：在所述二氧化硅上沉积光刻胶并将光刻胶图案化；
步骤九：利用反应离子刻蚀所述二氧化硅，使二氧化硅图案化；
步骤十：利用深反应离子刻蚀第一、第二单晶硅衬底，再去除所述光刻胶；
步骤十一：用氢氟酸稀释溶液释放整个结构，得到麦克风。
优选的，所述第二多晶硅厚度大于第一多晶硅的厚度。
优选的，所述第一、第二刻蚀阻挡层的材料为热氧化物。
优选的，所述第一刻蚀阻挡层通过热氧化的方法形成于第一单晶硅衬底上；第二刻蚀阻挡层亦通过热氧化的方法形成于第二单晶硅衬底上。
优选的，所述第一多晶硅用化学气相沉积的方法沉积于第一刻蚀阻挡层上；第二多晶硅亦用化学气相沉积的方法沉积于第二刻蚀阻挡层上。
优选的，所述键合层的材料为硼硅玻璃。
优选的，所述反应离子采用氟碳化合物。
本发明具有以下优点：本发明采用高温键合的方法使第一单晶硅衬底的键合层与第二单晶硅衬底的第二多晶硅结合在一起，从而提高麦克风的灵敏度和一致性。
【附图说明】
图1为本发明麦克风的制造方法中步骤一的示意图；
图2为本发明麦克风的制造方法中步骤二的示意图；
图3为本发明麦克风的制造方法中步骤三的示意图；
图4为本发明麦克风的制造方法中步骤四的示意图；
图5为本发明麦克风的制造方法中步骤五的示意图；
图6为本发明麦克风的制造方法中步骤六的示意图；
图7为本发明麦克风的制造方法中步骤七的示意图；
图8为本发明麦克风的制造方法中步骤八的示意图；
图9为本发明麦克风的制造方法中步骤九的示意图；
图10为本发明麦克风的制造方法中步骤十的示意图；
图11为本发明麦克风的制造方法中步骤十一的示意图。
【具体实施方式】
下面结合附图，对本发明麦克风的制造方法作详细说明。
如图11所示，一种麦克风，其包括薄膜300、与薄膜300相隔一定距离的背板700和夹在薄膜300和背板700间的隔离层400。
一种麦克风的制造方法，该方法包括如下步骤：
步骤一：如图1所示，提供一个第一单晶硅衬底1，所述第一单晶硅衬底1包括第一表面11和与第一表面11相对的第二表面12，在第一单晶硅衬底1的第一表面11通过热氧化的方法形成第一刻蚀阻挡层2。
步骤二：如图2所示，在第一刻蚀阻挡层2上用化学气相沉积的方法沉积第一多晶硅3。结合图11，所述第一多晶硅3最后形成为麦克风的薄膜300。
步骤三：如图3所示，使用光刻技术对第一多晶硅3进行图案化；
步骤四：如图4所示，在第一多晶硅3上用化学气相沉积的方法沉积键合层4，所述键合层4的材料为硼硅玻璃或氧化物。结合图11，所述键合层4最后形成为麦克风的隔离层400。
步骤五：如图5所示，提供一个第二单晶硅衬底5，所述第二单晶硅衬底5包括第三表面51和与第三表面51相对的第四表面52，在第二单晶硅衬底5的第三表面51通过热氧化的方法形成第二刻蚀阻挡层6；在第二刻蚀阻挡层6上用化学气相沉积的方法沉积第二多晶硅7；使用光刻技术在第二多晶硅7上形成若干声学孔71，以减少阻尼。结合图10和图11，所述第二多晶硅7最后形成为麦克风的背板700。所述第二多晶硅7厚度B大于第一多晶硅3的厚度A，这样可使依照本方法制造的麦克风的薄膜300在声压作用下产生相对背板700方向的运动。
步骤六：如图6所示，将第一单晶硅衬底1与第二单晶硅衬底5高温键合，使第一单晶硅衬底1的键合层4与第二单晶硅衬底5的第二多晶硅7结合在一起。
步骤七：如图7所示，通过抛光工艺分别对第一单晶硅衬底1的第二表面12和第二单晶硅衬底5的第四表面52进行加工；分别在第一单晶硅衬底1的第二表面12和第二单晶硅衬底5的第四表面52用化学气相沉积的方法沉积二氧化硅8。对第一单晶硅衬底1和第二单晶硅衬底5进行加工以达到消减器件厚度的目的，本步骤可以单独用抛光工艺，也可以抛光工艺和减薄工艺结合起来对第一单晶硅衬底1和第二单晶硅衬底5进行加工。
步骤八：如图8所示，在所述二氧化硅8上沉积光刻胶9并图案化光刻胶9作掩膜刻蚀二氧化硅8和第一、第二单晶硅衬底1、5。
步骤九：如图9所示，利用反应离子刻蚀所述二氧化硅8，使二氧化硅8图案化。本发明反应离子采用氟碳化合物化学气体，如CF4、C3F8、C4F8、或CHF3等；
步骤十：如图10所示，利用深反应离子刻蚀第一、第二单晶硅衬底1、5，再去除光刻胶9。本发明深反应离子是采用刻蚀性气体如SF6和O2与第一、第二单晶硅衬底1、5发生化学反应来刻蚀第一、第二单晶硅衬底1、5。
步骤十一：如图11所示，用氢氟酸稀释溶液释放整个结构，得到麦克风。
所述第一、第二刻蚀阻挡层2、6的材料为热氧化物。
为防止光刻胶作为掩模不足以刻蚀较厚的衬底，因此本发明先沉积二氧化硅作为后面刻蚀第一、第二单晶硅衬底的硬掩模。
本发明采用高温键合的方法使第一单晶硅衬底的键合层与第二单晶硅衬底的第二多晶硅结合在一起，使麦克风的薄膜和背板不受其它层工艺所带来的影响，从而大大提高麦克风的灵敏度和一致性。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式，本发明的保护范围并不以上述实施方式为限，但凡本领域普通技术人员根据本发明所揭示内容所作的等效修饰或变化，皆应纳入权利要求书中记载的保护范围内。

Claims (7)

1.一种麦克风的制造方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：
步骤一：提供一个第一单晶硅衬底，所述第一单晶硅衬底包括第一表面和与第一表面相对的第二表面，在第一单晶硅衬底的第一表面形成第一刻蚀阻挡层；
步骤二：在第一刻蚀阻挡层上沉积第一多晶硅；
步骤三：使用光刻技术对第一多晶硅进行图案化；
步骤四：在第一多晶硅上沉积键合层；
步骤五：提供一个第二单晶硅衬底，所述第二单晶硅衬底包括第三表面和与第三表面相对的第四表面，首先在第二单晶硅衬底的第三表面形成第二刻蚀阻挡层；其次在第二刻蚀阻挡层上沉积第二多晶硅；再次使用光刻技术在第二多晶硅上形成若干声学孔；
步骤六：将第一单晶硅衬底与第二单晶硅衬底高温键合，使第一单晶硅衬底的键合层与第二单晶硅衬底的第二多晶硅结合在一起；
步骤七：通过抛光工艺分别对第一单晶硅衬底的第二表面和第二单晶硅衬底的第四表面进行加工，再分别在第一单晶硅衬底的第二表面和第二单晶硅衬底的第四表面沉积二氧化硅；
步骤八：在所述二氧化硅上沉积光刻胶并将光刻胶图案化；
步骤九：利用反应离子刻蚀所述二氧化硅，使二氧化硅图案化；
步骤十：利用深反应离子刻蚀第一、第二单晶硅衬底，再去除所述光刻胶；
步骤十一：用氢氟酸稀释溶液释放整个结构，得到麦克风。
2.根据权利要求1所述的麦克风的制造方法，其特征在于：所述第二多晶硅厚度大于第一多晶硅的厚度。
3.根据权利要求2所述的麦克风的制造方法，其特征在于：所述第一、第二刻蚀阻挡层的材料为热氧化物。
4.根据权利要求3所述的麦克风的制造方法，其特征在于：所述第一刻蚀阻挡层通过热氧化的方法形成于第一单晶硅衬底上；第二刻蚀阻挡层亦通过热氧化的方法形成于第二单晶硅衬底上。
5.根据权利要求4所述的麦克风的制造方法，其特征在于：所述第一多晶硅用化学气相沉积的方法沉积于第一刻蚀阻挡层上；第二多晶硅亦用化学气相沉积的方法沉积于第二刻蚀阻挡层上。
6.根据权利要求5所述的麦克风的制造方法，其特征在于：所述键合层的材料为硼硅玻璃。
7.根据权利要求6所述的麦克风的制造方法，其特征在于：所述反应离子采用氟碳化合物。
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