CN103402164A - 一种mems麦克风结构及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种MEMS麦克风结构,包括衬底,其具有腔体;第一介质层,形成于衬底上表面,具有与所述腔体相通的通孔;下电极结构,其包括相互连接的下电极主体部及第一引出部,下电极主体部位于所述通孔上方,第一引出部与所述第一介质层的上表面接触;上电极结构,其包括上电极主体部、第二引出部以及连接上电极主体部和第二引出部的开口环形支撑结构;其中该开口环形支撑结构位于所述下电极结构以外区域且其底部支撑于所述衬底上;上、下电极主体部之间形成空气隙;以及释放孔,形成于所述上电极主体部或所述下电极主体部,与所述空气隙连通。本发明能够避免上电极和振动膜在释放工艺中遭受损害或脱落。
Description
技术领域
本发明涉及微电子机械系统技术领域,特别涉及一种MEMS麦克风结构及其制造方法。
背景技术
麦克风分为动圈式麦克风和电容式麦克风。传统的动圈式麦克风由线圈、振膜和永磁铁组成,它是基于线圈在磁场中的运动产生感应电流的原理;而电容式麦克风的主要结构为两块电容极板,即振动膜(Diaphragm)和背板(Backplate),它的工作原理是声压引起振动膜的形变,导致电容值发生改变,从而转换为电信号输出。
MEMS麦克风是迄今最成功的MEMS产品之一。MEMS麦克风是通过与集成电路制造兼容的表面加工或体硅加工工艺制造的麦克风,由于可以利用持续微缩的CMOS工艺技术,MEMS麦克风可以做得很小,使得它可以广泛地应用到手机、笔记本电脑、平板电脑和摄像机等便携设备中。
MEMS麦克风一般是电容式的,其中背板(下电极)通过介质层支撑于衬底上,与衬底的腔体相对,振动膜(上电极)则悬空设置在背板上方,由氧化硅及氮化硅提供支撑。振动膜与背板之间为空气隙。这种方式存在的一个问题是当进行释放工艺去除振动膜与背板之间以及背板与衬底之间的介质层以形成空气隙时,需要对释放工艺时间加以严格控制,若工艺时间过长会将背板下方的介质层完全去除造成背板的脱落。现有技术中有通过将上电极形成延伸至衬底的支撑结构,使得释放工艺能够停止于支撑结构内部,以避免因释放工艺时间过长导致下电极脱落的缺陷。但如此一来,也容易发生上电极与下电极短接,造成麦克风失效的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种MEMS麦克风结构及其制造方法,能够有效保护下电极背板在释放工艺中不受损害或脱落,且不易与上电极振动膜发生短接。
为达成上述目的,本发明提供一种MEMS麦克风结构,包括:衬底,其具有腔体;第一介质层,形成于所述衬底上表面,具有与所述腔体相通的通孔;下电极结构,其包括相互连接的下电极主体部及第一引出部,所述下电极主体部位于所述通孔的上方,所述第一引出部与所述第一介质层的上表面接触;上电极结构,其包括上电极主体部、第二引出部以及连接所述上电极主体部和第二引出部的开口环形支撑结构;其中所述开口环形支撑结构位于所述下电极结构以外区域且其底部支撑于所述衬底上;所述上电极主体部通过所述开口环形支撑结构悬空于所述下电极主体部上方并与所述下电极主体部之间形成空气隙;以及释放孔,形成于所述上电极主体部或所述下电极主体部,与所述空气隙连通。
可选的,所述开口环形支撑结构的开口小于等于其周长的十分之一,且所述开口覆盖所述第一引出部。
可选的,所述的MEMS麦克风结构还包括隔离支撑部,所述上电极主体部在所述开口环形支撑结构的开口处通过所述隔离支撑部支撑于所述下电极结构上。
可选的,所述隔离支撑部的材料为氧化硅。
可选的,所述开口环形支撑结构的底部与所述衬底上表面之间具有隔离层并通过所述隔离层支撑于所述衬底上。
可选的,所述隔离层的材料为氮化硅或高介电常数介质材料。
可选的,所述下电极结构的材料为金属或掺杂的多晶硅或非晶硅。
可选的,所述上电极结构的材料为金属或掺杂的多晶硅或非晶硅。
可选的,所述上电极结构的材料为掺杂的多晶硅,且掺杂类型与所述衬底相反,所述开口环形支撑结构底部正下方的所述衬底中通过离子注入形成与所述上电极结构的多晶硅掺杂类型相同的掺杂区。
可选的,所述上电极主体部朝向所述下电极主体部的表面具有向下延伸的凸起结构。
可选的,所述凸起结构的材料为绝缘介质材料。
可选的,所述上电极结构的材料为掺杂的多晶硅或非晶硅,所述第二引出部上形成金属上电极衬垫;所述下电极结构的材料为掺杂的多晶硅或非晶硅,所述第一引出部上形成金属下电极衬垫。
可选的,所述开口环形支撑结构为开口环形沟槽。
本发明还提供了一种上述MEMS麦克风结构的制造方法,包括以下步骤:在衬底上依次形成第一介质层,图形化的下电极层和第二介质层;所述下电极层定义出相连的下电极主体部以及第一引出部;在所述图形化的下电极层以外区域光刻刻蚀所述第二介质层和第一介质层以形成开口环形槽,所述开口环形槽的底部延伸至所述衬底;在上述结构上方形成图形化的上电极层;填充于所述环形槽中的所述上电极层形成开口环形支撑结构,与所述开口环形支撑结构内侧壁相连且位于所述下电极结构上方的所述上电极层形成上电极主体部,与所述开口环形支撑结构外侧壁相连且位于所述下电极结构以外区域上方的所述上电极层形成第二引出部;其中,所述图形化的上电极层或图形化的下电极层中形成有多个释放孔;光刻刻蚀所述第二介质层以暴露所述第一引出部;形成贯穿所述衬底的腔体,所述腔体顶部位于所述下电极主体部以内区域的下方;以及通过所述释放孔进行释放工艺,去除所述腔体上方的所述第一介质层和第二介质层,所述下电极主体部与所述上电极主体部之间形成空气隙。
可选的,所述上电极层填满所述开口环形槽或在所述开口环形槽中淀积为一层。
可选的,所述开口环形槽的开口小于等于其周长的十分之一,且所述开口覆盖所述第一引出部。
可选的,所述释放工艺停止于所述开口环形支撑结构的开口处,在所述开口环形支撑结构开口处未去除的所述第二介质层形成隔离支撑部,所述上电极主体部通过所述隔离支撑部支撑于所述下电极层上。
可选的,形成开口环形槽的步骤之后、形成图形化的上电极层的步骤之前还包括:在上述结构上方淀积隔离层并图形化,使所述隔离层覆盖所述开口环形槽底部。
可选的,所述隔离层的材料为氮化硅或高介电常数介质材料。
可选的,形成图形化的上电极层的步骤之前还包括:在所述开口环形槽内侧壁以内的区域刻蚀所述第二介质层的上表面以形成至少一个凹陷;以及在所述凹陷中填充绝缘介质材料。
形成图形化的上电极层的步骤之前还包括:在所述开口环形槽内侧壁以内的区域刻蚀所述第二介质层的上表面以形成至少一个凹陷;所述图形化的隔离层填充于所述凹陷
可选的,所述图形化的隔离层填充于所述凹陷。
可选的,所述下电极层的材料为金属或掺杂的多晶硅或非晶硅。
可选的,所述上电极层的材料为金属或掺杂的多晶硅或非晶硅。
可选的,所述下电极振动膜和所述上电极为导电薄膜。
可选的,所述导电薄膜为金属薄膜或掺杂的多晶硅薄膜或非晶硅薄膜。
可选的,所述第一绝缘层和所述第二绝缘层的材料为氮化硅。
可选的,所述上电极层的材料为掺杂的多晶硅,在形成所述开口环形槽的步骤之后、淀积上电极层并图形化的步骤之前还包括:在所述开口环形槽底部正下方的所述衬底中通过离子注入形成与所述衬底掺杂类型相反的掺杂区,所述上电极层的掺杂类型与所述掺杂区相同。
可选的,所述上电极层和下电极层的材料为掺杂的多晶硅或非晶硅,所述制造方法还包括:在所述第一引出部上形成金属下电极衬垫;在所述第二引出部上形成金属上电极衬垫。
可选的,所述第一介质层和所述第二介质层的材料为氧化硅。
可选的,所述上电极主体部为振动膜,所述下电极主体部为背板;或所述上电极主体部为背板,所述下电极主体部为振动膜;所述释放孔形成于所述背板。
本发明的优点在于通过开口环形支撑结构使形成空气隙的释放工艺停止于支撑结构内部,从而避免因释放工艺时间过长导致下电极背板脱落的缺陷;此外通过开口环形支撑结构的开口,可避免上下电极结构发生短接造成麦克风损坏。
附图说明
图1为本发明一实施例的MEMS麦克风结构的剖视图;
图2为本发明一实施例的MEMS麦克风结构的俯视图;
图3为本发明另一实施例的MEMS麦克风结构的剖视图;
图4为本发明另一实施例的MEMS麦克风结构的剖视图;
图5至图13为本发明MEMS麦克风结构制造方法的剖视图。
具体实施方式
为使本发明的内容更加清楚易懂,以下结合说明书附图,对本发明的内容作进一步说明。当然本发明并不局限于该具体实施例,本领域内的技术人员所熟知的一般替换也涵盖在本发明的保护范围内。
首先,对本发明一实施例的MEMS麦克风结构进行说明。如图1所示,MEMS麦克风结构包括半导体衬底101,第一介质层102,下电极结构以及上电极结构。其中,衬底中形成有腔体106,其形状可为圆柱形或圆锥形。第一介质层102形成于半导体衬底101上表面,其具有与腔体106连通的通孔。
图2所示为本实施例MEMS麦克风结构的俯视图。为更清楚说明MEMS麦克风的结构,图2中将被上电极结构所覆盖的下电极结构显示出来。请结合参考图1及图2,下电极结构包括相互连接的下电极主体部103a及第一引出部103b,上电极结构包括上电极主体部104a、第二引出部104c以及连接上电极主体部与第二引出部的开口环形支撑结构104b。
在本实施例中,下电极主体部103a为背板,上电极主体部104a为振动膜。当然,在其他实施例中,也可将振动膜作为下电极主体部103a,将背板作为上电极主体部。
请继续参考图1,下电极主体部103a通过第一引出部103b引出。其中下电极主体部103a位于通孔上方,第一引出部103b与第一介质层的102上表面接触。在本实施例中,下电极主体部103a的两端均与第一介质层102的上表面接触,以更稳固地支撑于衬底上。在其他实施例中,下电极主体部103a也可仅由一端与第一介质层102上表面接触,另一端悬空。如图2所示,下电极主体部103a为圆形,第一引出部103b可为矩形。通常来说,背板中具有用于进行释放工艺形成空气隙的释放孔,因此本实施例中释放孔形成于下电极主体部103a中(图2中未示)。下电极结构的材料例如为导电材料,如Al、W、Cu等金属,或者掺杂的多晶硅或非晶硅。第一介质层102材料例如为热氧生长的氧化硅、等离子体增强化学气相沉积(PECVD)方法沉积的无掺杂氧化硅(USG)、掺磷的氧化硅(PSG)或掺有硼磷的氧化硅(BPSG)。
上电极主体部104a通过第二引出部104c引出,其为圆形。由于振动膜中通常也分布有少量气孔,用于与外界进行气体交换,因此本实施例中少量气孔形成于上电极主体部104a(图2中未示)。开口环形支撑结构104b的底部支撑于衬底101上,在本实施例中其为开口的环形沟槽,当然也可以是开口的环形柱体等其他环形体。开口环形支撑结构104b的内径大于下电极主体部103a的直径,第一引出部103b位于开口环形支撑结构104b开口的下方被开口所覆盖,因此开口环形支撑结构104b是位于下电极结构以外区域。开口环形支撑结构104b的开口太大将引起释放工艺形成空气隙的体积的可控性变差,而开口过小易造成下电极结构引出时寄生电阻偏高,因此较佳的开口大小尺寸范围可以在1um~100um之间,其占整个开口环形支撑结构104b周长的比例应该控制在小于等于10%。上电极主体部104a通过环形支撑结构104b悬空于下电极主体部103a上方并与下电极主体部103a之间形成空气隙105,空气隙105与下电极主体部103a的释放孔相通。此外,由于本实施例是以背板作为下电极主体部,释放孔还与第一介质层102的通孔相通。较佳的,环形支撑结构104b和腔体106为同心设置。为了防止振动膜在潮湿环境中(如湿法释放时)与背板粘附,在上电极主体部104a朝向下电极主体部103a的一侧还具有多个凸起结构,这些凸起结构的材料为氮化硅或其他绝缘介质材料,深度例如为0.3微米至1微米。上电极结构的材料可为导电材料如Al、W、Cu等金属,或者掺杂的多晶硅薄膜或非晶硅薄膜。
请继续参考图1,较佳的,上下电极结构之间还具有隔离支撑部102’(图2中未示),上电极主体部104a在开口环形沟槽104b开口处通过该隔离支撑部102’支撑于下电极结构上。隔离支撑部的材料例如是氧化硅,其可由上下电极主体部之间由释放工艺未完全去除的牺牲介质层形成,通过该隔离支撑部102’,上电极主体部104a能够更加稳固地支撑在下电极结构上。上电极结构和下电极结构均为金属材料时,可直接在第一引出部103b和第二引出部104c形成电连接,若上电极结构和下电极结构为掺杂的多晶硅或非晶硅,则第一引出部103b上形成有金属下电极衬垫107,第二引出部104c上形成有金属上电极衬垫108,从而形成电连接。
请参考图3,其所示为本发明另一实施例的MEMS麦克风结构的剖视图。如图3所示,开口环形支撑结构104b的底部与衬底101上表面之间具有隔离层109,从而开口环形支撑结构104b通过该隔离层109支撑于衬底101上,隔离层的材料可为氮化硅或高介电常数介质材料。由于隔离层109的存在,能够避免开口环形支撑结构104b与衬底101直接接触而对上电极主体部104a产生干扰,起到更好的隔离效果。
请参考图4,在本发明的另一实施例中,上下电极结构均为掺杂的多晶硅,且掺杂类型(如N型)与衬底101的类型(如P型)相反,在开口环形支撑结构104b底部正下方的衬底中通过离子注入形成与上电极结构的多晶硅掺杂类型相同的掺杂区110(如N+掺杂区),由于该掺杂区的存在,也能够较好地对上电极结构和衬底进行隔离。
综上所述,本发明利用开口环形支撑结构104b,采用释放工艺形成空气隙105时该释放工艺可自动停止于开口环形支撑结构104b内部,且由于开口环形支撑结构的开口较小,开口处侧蚀速度非常缓慢,工艺时间较长也不会造成下电极结构脱落;此外即使下电极主体部103a与上电极主体部104a之间的牺牲介质层被释放工艺完全去除,藉由开口环形支撑结构104b支撑于衬底上的大部分,也可以维持上电极主体部104a不脱落。另一方面,由于开口环形支撑结构104b是位于下电极结构以外的区域,其开口覆盖第一引出部103b,因此上电极结构与下电极结构不重合,若当外界声压过大或是背板偏压超过吸合电压使得振动膜形变时,也不会触及到背板,上下电极不会发生短接。
下面将结合具体的实施例对本发明的MEMS麦克风结构的制造方法进行详细的说明。为了更好地说明本发明的技术方案,请参考图5至图13为本发明MEMS麦克风结构制造方法剖视图。
首先,请参考图5,在半导体衬底101上依次形成第一介质层102,图形化的下电极层和第二介质层102’。具体来说,首先沉积第一介质层102。衬底101的材质可以是硅、锗或锗硅。第一介质层102可以为热氧生长的氧化硅、等离子体增强化学气相沉积(PECVD)方法沉积的无掺杂氧化硅(USG)、掺磷的氧化硅(PSG)或掺有硼磷的氧化硅(BPSG)。接着在第一介质层102上沉积下电极层并图形化以形成相连的下电极主体部103a及第一引出部103b。下电极主体部103a为圆形,第一引出部103b可为矩形。在本实施例中,下电极主体部103a用作MEMS麦克风结构的背板,因此在下电极主体部中形成有多个释放孔;当然在其他实施例中下电极主体部103a也可用做MEMS麦克风结构的振动膜。下电极层材料可以是Al、W、Cu等金属的导电材料,或者掺杂的多晶硅或非晶硅材料。之后,在图形化的下电极层和第一介质层102上沉积第二介质层102’。第二介质层102’作为MEMS麦克风结构振动膜和背板之间的牺牲层材料,其厚度可定义为最终产品振动膜和背板之间空气隙的高度。第二介质层102’同样可以为热氧生长的氧化硅、等离子体增强化学气相沉积(PECVD)方法沉积的无掺杂氧化硅(USG)、掺磷的氧化硅(PSG)或掺有硼磷的氧化硅(BPSG)。
然后,请参考图6,在下电极层以外区域的介质层102和102’中刻蚀出开口环形槽。开口环形槽内侧壁所包围的区域用作MEMS麦克风结构的上电极主体区域,而开口环形槽外侧壁以外的区域则用作MEMS麦克风结构上电极引出区域。本实施例中,上电极主体区域是用于形成振动膜,当然在其他实施例中也可用于形成背板。其中,开口环形槽的底部延伸至衬底101。开口环形槽的开口覆盖第一引出部103b。较佳的开口大小尺寸范围可以在1um~100um之间,其占整个开口环形槽周长的比例应该控制在小于等于10%。在另一实施例中,在刻蚀出环形槽之前也可在上电极主体区域内的第二介质层102’上刻蚀出深度为0.3um~1um(不超过第二介质层102’的厚度)的均匀分布的方孔或圆孔,随后在方孔或圆孔中填充氮化硅或其他绝缘介质材料,以防止其后沉积的上电极层在潮湿环境中(如湿法释放时)上电极振动膜104a与下电极背板103a粘连在一起。
请继续参考图7,在前述形成的结构上形成图形化的上电极层。上电极层的材料可以是Al、W、Cu等金属,或者掺杂的多晶硅或非晶硅材料。填充于开口环形槽中的上电极层形成MEMS麦克风结构的开口环形支撑结构104b;开口环形支撑结构内侧壁以内的上电极层形成MEMS麦克风结构的上电极主体部104a,其为圆形,本实施例中上电极主体部104a为振动膜104a;而开口环形沟槽外侧壁以外的上电极层形成第二引出部104c。需要注意的是,本实施例中上电极层在开口环形槽中仅填充为一层,在其他实施例中上电极层也可填满开口环形槽,使得开口环形支撑结构为开口的环形柱体。由于本实施例中上电极主体部为振动膜,在形成图形化的上电极层时,可在上电极主体部中形成少量气孔,以与外界进行气体交换。
较佳的,如图12所示,为了改善上电极层与衬底直接接触造成对上电极层的干扰,在沉积上电极层之前,还包括淀积一层隔离层并图形化的步骤,使得隔离层105覆盖开口环形槽的底部,由此将上电极层与衬底101相隔离,隔离层的材料为氮化硅或高介电常数介质材料。在另一实施例中,在刻蚀出开口环形槽之前也可在上电极主体区域的第二介质层102’上刻蚀出方孔或圆孔,随后形成图形化的隔离层,该隔离层为绝缘介质材料,覆盖开口环形槽的底部并填充这些方孔或圆孔中,从而兼具达到隔离上电极层与衬底以及防止上下电极层粘连的效果。
请参考图13,在另一较佳实施例中,形成图形化的上电极层之前,在开口环形槽底部正下方衬底101中通过离子注入形成与衬底类型相反的掺杂区110,之后再淀积多晶硅掺杂的上电极层,其中上电极层的掺杂类型与衬底相反,由此同样可达到隔离衬底与上电极层的目的。
接着,如图8所示,光刻刻蚀第二介质层102’以暴露出第一引出部103b。之后如图9所示,在第一引出部103b和第二引出部104c上分别形成下电极金属衬垫108和上电极金属衬垫109,用以电连接。当然,在其他实施例中,上下电极层均采用金属材料,则第一引出部103b和第二引出部104c也可直接作为金属衬垫,无需额外使用金属膜或金属连线引出,可降低工艺复杂度。
再请参考图10,对衬底101的背面进行图形化,以形成贯穿衬底的腔体106。具体来说,首先在上述结构上方涂覆一层易于去除的保护材料,将已完成的结构的正面保护起来,之后在衬底101的背面对应背板的区域刻蚀出腔体106,之后去除保护材料。其中刻蚀腔体的步骤包括将衬底背面朝上;在背面涂覆光刻胶并进行曝光和显影;使用深硅刻蚀设备进行刻蚀,使得衬底暴露位置的硅完全被去除;去除光刻胶等。腔体106为圆柱形或圆锥形的空腔,其顶部应位于背板103a区域内侧的下方。保护材料可以是光刻胶或蓝膜(blue tape)等。
最后,通过释放孔以湿法腐蚀工艺或气相腐蚀工艺等释放工艺进行释放,将腔体上方的第一介质层102和第二介质层102’去除。用于释放的湿法腐蚀药液例如为HF溶液或氟化氢HF与氟化铵NH4F的混合溶液BOE。如此一来,上电极主体部104a与下电极主体部103a之间形成空气隙105,释放工艺未去除的第一介质层102用作支撑下电极主体部103a,从而最终形成如图10所示的MEMS麦克风结构。本实施例中腔体两侧的第一介质层102均有保留,从而下电极主体部103a两端均与第一介质层102接触,其他实施例中也可能在释放工艺中腔体一侧的第一介质层102完全去除,而使得作为下电极主体部的背板或振动膜一端悬空。由此,通过开口环形支撑结构,采用释放工艺形成空气隙时该释放工艺可自动停止于开口环形支撑结构104b内部,且较小的开口使得开口处下方的第二介质层102’侧蚀速度非常慢,如图11所示释放工艺停止时仍有部分第一介质层102并未去除,未去除的第二介质层102’形成隔离支撑部,上电极主体部104a在开口处借助隔离支撑部102’更稳固地支撑在下电极结构上。
综上所述,与现有技术相比,本发明所提供的MEMS麦克风结构不仅制造工艺简单,且能够有效保护上电极主体部和下电极主体部在释放工艺中不受损害或脱落,此外更能够避免上下电极结构发生短接。
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上,然所述诸多实施例仅为了便于说明而举例而已,并非用以限定本发明,本领域的技术人员在不脱离本发明精神和范围的前提下可作若干的更动与润饰,本发明所主张的保护范围应以权利要求书所述为准。
Claims (28)
1.一种MEMS麦克风结构,其特征在于,包括:
衬底,其具有腔体;
第一介质层,形成于所述衬底上表面,具有与所述腔体相通的通孔;
下电极结构,其包括相互连接的下电极主体部及第一引出部,所述下电极主体部位于所述通孔的上方,所述第一引出部与所述第一介质层的上表面接触;
上电极结构,其包括上电极主体部、第二引出部以及连接所述上电极主体部和第二引出部的开口环形支撑结构;其中所述开口环形支撑结构位于所述下电极结构以外区域且其底部支撑于所述衬底上;所述上电极主体部通过所述开口环形支撑结构悬空于所述下电极主体部上方并与所述下电极主体部之间形成空气隙;以及
释放孔,形成于所述上电极主体部或所述下电极主体部,与所述空气隙连通。
2.如权利要求1所述的MEMS麦克风结构,其特征在于,所述开口环形支撑结构的开口小于等于其周长的十分之一,且所述开口覆盖所述第一引出部。
3.如权利要求2所述的MEMS麦克风结构,其特征在于,还包括隔离支撑部,所述上电极主体部在所述开口环形支撑结构的开口处通过所述隔离支撑部支撑于所述下电极结构上。
4.如权利要求3所述的MEMS麦克风结构,其特征在于,所述隔离支撑部的材料为氧化硅。
5.如权利要求1所述的MEMS麦克风结构,其特征在于,所述开口环形支撑结构的底部与所述衬底上表面之间具有隔离层并通过所述隔离层支撑于所述衬底上。
6.如权利要求5所述的MEMS麦克风结构,其特征在于,所述隔离层的材料为氮化硅或高介电常数介质材料。
7.如权利要求1所述的MEMS麦克风结构,其特征在于,所述下电极结构的材料为金属或掺杂的多晶硅或非晶硅。
8.如权利要求1所述的MEMS麦克风结构,其特征在于,所述上电极结构的材料为金属或掺杂的多晶硅或非晶硅。
9.如权利要求8所述的MEMS麦克风结构,其特征在于,所述上电极结构的材料为掺杂的多晶硅,且掺杂类型与所述衬底相反,所述开口环形支撑结构底部正下方的所述衬底中通过离子注入形成与所述上电极结构的多晶硅掺杂类型相同的掺杂区。
10.如权利要求1所述的MEMS麦克风结构,其特征在于,所述上电极主体部朝向所述下电极主体部的表面具有向下延伸的凸起结构。
11.如权利要求10所述的MEMS麦克风结构,其特征在于,所述凸起结构的材料为绝缘介质材料。
12.如权利要求1所述的MEMS麦克风结构,其特征在于,所述上电极结构的材料为掺杂的多晶硅或非晶硅,所述第二引出部上形成金属上电极衬垫;所述下电极结构的材料为掺杂的多晶硅或非晶硅,所述第一引出部上形成金属下电极衬垫。
13.如权利要求1所述的MEMS麦克风结构,其特征在于,所述开口环形支撑结构为开口环形沟槽。
14.如权利要求1所述的MEMS麦克风结构,其特征在于,
所述上电极主体部为振动膜,所述下电极主体部为背板;或所述上电极主体部为背板,所述下电极主体部为振动膜;
所述释放孔形成于所述背板。
15.一种MEMS麦克风结构的制造方法,其特征在于,包括以下步骤:
在衬底上依次形成第一介质层,图形化的下电极层和第二介质层;所述下电极层定义出相连的下电极主体部以及第一引出部;
在所述图形化的下电极层以外区域光刻刻蚀所述第二介质层和第一介质层以形成开口环形槽,所述开口环形槽的底部延伸至所述衬底;
在上述结构上方形成图形化的上电极层;填充于所述环形槽中的所述上电极层形成开口环形支撑结构,与所述开口环形支撑结构内侧壁相连且位于所述下电极结构上方的所述上电极层形成上电极主体部,与所述开口环形支撑结构外侧壁相连且位于所述下电极结构以外区域上方的所述上电极层形成第二引出部;其中,所述图形化的上电极层或图形化的下电极层中形成有多个释放孔;
光刻刻蚀所述第二介质层以暴露所述第一引出部;
形成贯穿所述衬底的腔体,所述腔体顶部位于所述下电极主体部以内区域的下方;以及
通过所述释放孔进行释放工艺,去除所述腔体上方的所述第一介质层和第二介质层,所述下电极主体部与所述上电极主体部之间形成空气隙。
16.如权利要求15所述的MEMS麦克风结构的制造方法,其特征在于,所述上电极层填满所述开口环形槽或在所述开口环形槽中淀积为一层。
17.如权利要求15所述的MEMS麦克风结构的制造方法,其特征在于,所述开口环形槽的开口小于等于其周长的十分之一,且所述开口覆盖所述第一引出部。
18.如权利要求17所述的MEMS麦克风结构的制造方法,其特征在于,所述释放工艺停止于所述开口环形支撑结构的开口处,在所述开口环形支撑结构开口处未去除的所述第二介质层形成隔离支撑部,所述上电极主体部通过所述隔离支撑部支撑于所述下电极层上。
19.如权利要求15所述的MEMS麦克风结构的制造方法,其特征在于,形成开口环形槽的步骤之后、形成图形化的上电极层的步骤之前还包括:
在上述结构上方淀积隔离层并图形化,使所述隔离层覆盖所述开口环形槽底部。
20.如权利要求19所述的MEMS麦克风结构的制造方法,其特征在于,所述隔离层的材料为氮化硅或高介电常数介质材料。
21.如权利要求15所述的MEMS麦克风结构的制造方法,其特征在于,形成图形化的上电极层的步骤之前还包括:
在所述开口环形槽内侧壁以内的区域刻蚀所述第二介质层的上表面以形成至少一个凹陷;以及
在所述凹陷中填充绝缘介质材料。
22.如权利要求15所述的MEMS麦克风结构的制造方法,其特征在于,形成图形化的上电极层的步骤之前还包括:
在所述开口环形槽内侧壁以内的区域刻蚀所述第二介质层的上表面以形成至少一个凹陷;
在上述结构上方淀积隔离层并图形化,使所述隔离层覆盖所述开口环形槽底部并填充所述凹陷,所述隔离层为绝缘介质材料。
23.如权利要求15所述的MEMS麦克风结构的制造方法,其特征在于,所述下电极层的材料为金属或掺杂的多晶硅或非晶硅。
24.如权利要求15所述的MEMS麦克风结构的制造方法,其特征在于,所述上电极层的材料为金属或掺杂的多晶硅或非晶硅。
25.如权利要求24所述的MEMS麦克风结构的制造方法,其特征在于,所述上电极层的材料为掺杂的多晶硅,在形成所述开口环形槽的步骤之后、形成图形化的上电极层的步骤之前还包括:
在所述开口环形槽底部正下方的所述衬底中通过离子注入形成与所述衬底掺杂类型相反的掺杂区,所述上电极层的掺杂类型与所述掺杂区相同。
26.如权利要求15所述的MEMS麦克风结构的制造方法,其特征在于,所述上电极层和下电极层的材料为掺杂的多晶硅或非晶硅,所述制造方法还包括:
在所述第一引出部上形成金属下电极衬垫;
在所述第二引出部上形成金属上电极衬垫。
27.如权利要求15所述的MEMS麦克风结构的制造方法,其特征在于,所述第一介质层和所述第二介质层的材料为氧化硅。
28.如权利要求15所述的MEMS麦克风结构,其特征在于,
所述上电极主体部为振动膜,所述下电极主体部为背板;或所述上电极主体部为背板,所述下电极主体部为振动膜;
所述释放孔形成于所述背板。
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