CN105502277A - 一种mems麦克风及其制作方法和电子装置 - Google Patents

一种mems麦克风及其制作方法和电子装置 Download PDF

Info

Publication number
CN105502277A
CN105502277A CN201410493916.5A CN201410493916A CN105502277A CN 105502277 A CN105502277 A CN 105502277A CN 201410493916 A CN201410493916 A CN 201410493916A CN 105502277 A CN105502277 A CN 105502277A
Authority
CN
China
Prior art keywords
semiconductor substrate
back side
preparation
sacrifice layer
vibrating membrane
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201410493916.5A
Other languages
English (en)
Inventor
郑超
李卫刚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Semiconductor Manufacturing International Shanghai Corp
Original Assignee
Semiconductor Manufacturing International Shanghai Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Semiconductor Manufacturing International Shanghai Corp filed Critical Semiconductor Manufacturing International Shanghai Corp
Priority to CN201410493916.5A priority Critical patent/CN105502277A/zh
Priority to US14/849,582 priority patent/US10149079B2/en
Publication of CN105502277A publication Critical patent/CN105502277A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R31/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of transducers or diaphragms therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
    • B81C1/00—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate
    • B81C1/00777—Preserve existing structures from alteration, e.g. temporary protection during manufacturing
    • B81C1/00785—Avoid chemical alteration, e.g. contamination, oxidation or unwanted etching
    • B81C1/00801—Avoid alteration of functional structures by etching, e.g. using a passivation layer or an etch stop layer
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R19/00—Electrostatic transducers
    • H04R19/005—Electrostatic transducers using semiconductor materials
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R19/00—Electrostatic transducers
    • H04R19/04—Microphones
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B2201/00—Specific applications of microelectromechanical systems
    • B81B2201/02—Sensors
    • B81B2201/0257—Microphones or microspeakers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
    • B81C2201/00—Manufacture or treatment of microstructural devices or systems
    • B81C2201/01—Manufacture or treatment of microstructural devices or systems in or on a substrate
    • B81C2201/0101—Shaping material; Structuring the bulk substrate or layers on the substrate; Film patterning
    • B81C2201/0128—Processes for removing material
    • B81C2201/013—Etching
    • B81C2201/0135—Controlling etch progression
    • B81C2201/014—Controlling etch progression by depositing an etch stop layer, e.g. silicon nitride, silicon oxide, metal
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
    • B81C2201/00—Manufacture or treatment of microstructural devices or systems
    • B81C2201/01—Manufacture or treatment of microstructural devices or systems in or on a substrate
    • B81C2201/0101—Shaping material; Structuring the bulk substrate or layers on the substrate; Film patterning
    • B81C2201/0128—Processes for removing material
    • B81C2201/0143—Focussed beam, i.e. laser, ion or e-beam
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2201/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones covered by H04R1/00 but not provided for in any of its subgroups
    • H04R2201/003—Mems transducers or their use

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Micromachines (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Electrostatic, Electromagnetic, Magneto- Strictive, And Variable-Resistance Transducers (AREA)

Abstract

本发明提供一种MEMS麦克风及其制作方法和电子装置，包括：提供半导体衬底，在半导体衬底的正面自下而上形成有牺牲层、振动膜和若干定极板；对半导体衬底的背面进行激光切割，直到暴露牺牲层，以形成切割口，其中，所述切割口位于半导体衬底背面对应定极板的区域边缘；在半导体衬底的背面和切割口内形成图案化的光刻胶层，暴露切割口内侧的半导体衬底；以图案化的光刻胶层为掩膜，刻蚀半导体衬底的背面，直到暴露牺牲层，形成腔体；去除振动膜中间部位上方和下方的牺牲层，以在定极板和振动膜之间形成空腔。根据本发明的制作方法，改善了干法刻蚀中产生的腔体尺寸均匀性差的问题，提高了微型麦克风的声噪比性能。

Description

一种MEMS麦克风及其制作方法和电子装置
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，具体而言涉及特别涉及一种MEMS麦克风及其制作方法和电子装置。
背景技术
MEMS麦克风是迄今最成功的MEMS产品之一，其通过与集成电路制作兼容的表面加工或体硅加工工艺制作的麦克风，由于可以利用持续微缩的CMOS工艺技术，MEMS麦克风可以做的很小，使得它可以被广泛地应用到手机、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，其中振动膜(下电极)固定形成于衬底上，与衬底背面的开口相对，定极板(上电极)则悬空设置在振动膜上方。振动膜与定极板之间为密封空腔，麦克风产品则是由振动膜的震动导致密封空腔内空间变化产生信号差，电路通过捕捉电容变化量进行信号的识别和处理，然而因此带来的信号干扰是亟待需要改进和解决的问题。
目前一般采用深反应离子刻蚀(DeepReactiveIonEtching，简称DRIE)的方法来刻蚀衬底背面，以形成开口暴露振动膜，然而深反应离子刻蚀由于刻蚀深度大，很容易导致刻蚀后开口尺寸的均匀性差，进而影响麦克风的声噪比，使麦克风的性能降低。
因此，需要一种新的MEMS麦克风的制作方法，以解决现有技术中存在的问题。
发明内容
在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
为了克服目前存在的问题，本发明实施例一提供一种MEMS麦克风的制作方法，包括：
提供半导体衬底，在所述半导体衬底的正面形成有牺牲层，在所述牺牲层内形成有被所述牺牲层包围的振动膜，在所述牺牲层上与所述振动膜对应的区域形成有若干定极板；
对所述半导体衬底的背面进行激光切割，直到暴露所述牺牲层，以形成切割口，其中，所述切割口位于所述半导体衬底背面对应所述定极板的区域边缘；
在所述半导体衬底的背面和所述切割口内形成图案化的光刻胶层，暴露所述切割口内侧的所述半导体衬底；
以图案化的光刻胶层为掩膜，刻蚀半导体衬底的背面，直到暴露牺牲层，形成腔体；
去除所述振动膜中间部位上方和下方的所述牺牲层，以在所述定极板和所述振动膜之间形成空腔。
可选地，在进行所述激光切割之前，还包括在所述半导体衬底的背面定义激光切割标记的步骤，其中所述激光切割标记位于所述半导体衬底背面对应所述定极板的区域边缘。
可选地，所述激光切割的深度为370～390μm。
可选地，所述刻蚀为干法刻蚀。
可选地，所述干法刻蚀为深反应离子刻蚀。
可选地，所述腔体为圆柱形。
可选地，所述振动膜和所述定极板的材料为导电材料。
可选地，所述导电材料选自铝、钨、铜、掺杂的多晶硅或非晶硅、硅锗中的一种或几种。
可选地，所述若干定极板相互间隔。
可选地，在间隔的所述定极板之间还形成有限位结构，所述限位结构的一部分位于所述牺牲层内。
本发明实施例二提供一种采用上述的制作方法制得的MEMS麦克风。
本发明实施例三提供一种电子装置，包括前述的MEMS麦克风。
综上所述，根据本发明的制作方法，首先通过激光切割半导体衬底的背面，再利用深反应离子刻蚀刻蚀半导体衬底的背面形成腔体，改善了干法刻蚀中产生的腔体尺寸均匀性差的问题，提高了微型麦克风的声噪比性能，进而提高了产品的整体性能和良率。
附图说明
本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施例及其描述，用来解释本发明的原理。
附图中：
图1A-1D示出了现有一个实施方式来制作MEMS麦克风艺过程中各步骤所获得的器件的剖视图；
图2A-2F示出了本发明一个实施方式来制作MEMS麦克风的工艺过程中各步骤所获得的器件的剖视图；
图3示出了根据本发明一个实施方式来制作MEMS麦克风的工艺流程图。
具体实施方式
在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
应当理解的是，本发明能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本发明的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中，为了清楚，层和区的尺寸以及相对尺寸可能被夸大。自始至终相同附图标记表示相同的元件。
应当明白，当元件或层被称为“在...上”、“与...相邻”、“连接到”或“耦合到”其它元件或层时，其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层，或者可以存在居间的元件或层。相反，当元件被称为“直接在...上”、“与...直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时，则不存在居间的元件或层。应当明白，尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分，这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此，在不脱离本发明教导之下，下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。
空间关系术语例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等，在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，然后，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在...下面”和“在...下”可包括上和下两个取向。器件可以另外地取向(旋转90度或其它取向)并且在此使用的空间描述语相应地被解释。
在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本发明的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。
为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的结构及步骤，以便阐释本发明提出的技术方案。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。
下面，参考图1A-1D对现有的一种MEMS麦克风的制作方法做进一步描述。
首先，如图1A所示，提供半导体衬底100，在所述半导体衬底100的正面形成有牺牲层101，还形成有被所述牺牲层101包围的振动膜102，在所述牺牲层101上与所述振动膜102对应的区域形成有间隔的定极板103，在所述间隔的定极板103之间形成有限位结构104，所述限位结构104的一部分位于所述牺牲层101内。
在所述半导体衬底100的背面形成图案化的光刻胶层105。
接着，如图1B所示，以图案化的光刻胶层105为掩膜，采用深反应离子刻蚀的方法刻蚀半导体衬底100，直到暴露牺牲层101，形成腔体106。
然而深反应离子刻蚀由于刻蚀深度大，很容易导致刻蚀后腔体106尺寸的均匀性差，其刻蚀均匀性范围在15％左右，然而麦克风装置对于腔体106的尺寸的变化非常敏感，腔体106均匀性差会影响麦克风的声噪比，使麦克风的性能降低。
接着，如图1C所示，去除光刻胶层105和所述腔体106对应的牺牲层101，以释放振动膜102。同时在振动膜102和定极板103之间形成空腔107。
接着，对形成的MEMS麦克风芯片进行封装。麦克风则是由振动膜102的震动导致空腔107内空间变化产生信号差，电路通过捕捉电容变化量进行信号的识别和处理。
鉴于上述问题的存在，本发明提出一种新的制作方法，以改善暴露振动膜的腔体尺寸的均匀性。
实施例一
下面将结合图2A-2F和图3对本发明的MEMS麦克风的制作方法进行详细描述。
其中，图2A-2F示出了本发明一个实施方式来制作MEMS麦克风的工艺过程中各步骤所获得的器件的剖视图；图3示出了根据本发明一个实施方式来制作MEMS麦克风的工艺流程图。
执行步骤301，提供半导体衬底。
如图2A所示，提供半导体衬底200，在所述半导体衬底200的正面形成有牺牲层201，在所述牺牲层201内形成有被所述牺牲层201包围的振动膜202，在所述牺牲层201上与所述振动膜202对应的区域形成有间隔的若干定极板203，在所述间隔的定极板203之间形成有限位结构204，其中，所述限位结构204的一部分位于所述牺牲层201内。
所述半导体衬底200可以是以下所提到的材料中的至少一种：硅、绝缘体上硅(SOI)、绝缘体上层叠硅(SSOI)、绝缘体上层叠锗化硅(S-SiGeOI)、绝缘体上锗化硅(SiGeOI)以及绝缘体上锗(GeOI)等。半导体衬底200上可以被定义有源区。
所述牺牲层201可以选用与所述半导体衬底200以及在被牺牲层包围的振动膜202具有较大刻蚀选择比的材料，例如可选用氧化物层，例如氧化硅和掺碳氧化硅(SiOC)等材料，但并不局限于上述示例。可选地，牺牲层201可以为热氧化的氧化硅、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)。
所述振动膜202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或SiGe等材料，并不局限于某一种。在该实施例中，所述振动膜202选用多晶硅。所述振动膜202用作下电极。
在一个示例中，形成被牺牲层201包围的所述振动膜202的步骤包括：首先在所述半导体衬底上沉积第一牺牲层，在所述第一牺牲层上形成振动膜材料层，图案化所述振动膜材料层形成振动膜202，之后，在振动膜202上形成与第一牺牲层为相同材料的第二牺牲层，第一牺牲层和第二牺牲层的叠层构成牺牲层201，并包围振动膜202。
在所述牺牲层201上形成有若干定极板203，用于形成电容器的上电极，其中，所述定极板203可以选用本领域常用的导电材料，如Al、W、Cu等金属，或者掺杂的多晶硅或非晶硅或SiGe等材料，并不局限于某一种，在该实施例中可以选择多晶硅作为所述定极板203。
形成所述定极板203的方法包括但不局限于下述步骤：在所述牺牲层上形成导电材料层；在所述导电材料层上形成图案化的掩膜层；以所述掩膜层为掩膜蚀刻所述导电材料层，以在所述振动膜202上方形成相互间隔的定极板203，最后去除所述掩膜层。
在一个示例中，在所述定极板203的间隔内还形成有限位结构204(stoperstructure)，以避免振动膜202(Membrane)因震动幅度过大导致失效。其中所述限位结构204的材料可以选用氮化物层，例如SiN，但并不局限于该材料。典型地，所述限位结构204的一部分位于所述牺牲层201内。可采用本领域技术人员熟知的任何方法形成所述限位结构204，在此不作赘述。
执行步骤302，在所述半导体衬底的背面定义激光切割标记。
具体地，如图2A所示，在该步骤中反转所述半导体衬底200，以露出所述半导体衬底200的背面，在所述半导体衬底200的背面定义激光切割标记205。所述激光切割标记205用于对之后步骤中激光切割位置进行定位。所述激光切割标记205位于半导体衬底200背面对应定极板203的区域边缘。其中，半导体衬底200背面对应定极板203的区域为预定形成腔体的区域。可选地，使激光切割标记205的外侧边缘与预定形成腔体的区域边缘对齐，以便于控制腔体的尺寸。形成的激光切割标记205为凹槽。
执行步骤303，对半导体衬底的背面进行激光切割，直到暴露所述牺牲层，形成切割口。
如图2B所示，以所述激光切割标记205为起始位置对半导体衬底200的背面进行激光切割，直到暴露所述牺牲层201，形成切割口206。形成的切割口位于半导体衬底200背面对应定极板203的区域的边缘，即预定形成腔体的区域边缘。激光切割过程中对激光切割机没有特殊要求，采用业界通用的激光切割机即可，激光切割的过程中可以通过调整激光器的功率以及受台移动速度控制激光切割口206的深度和宽度，例如切割深度为370～390μm，宽度约3～5μm。上述激光切割深度和宽度仅是示例性地，其中切割深度的大小依赖于半导体衬底的厚度，厚度不同切割深度也不同，而切割宽度可根据实际工艺需要进行调整，值得一提的是，为了保证最终形成腔体的尺寸的精度，控制切割口206宽度不宜过大，较佳的为3～5μm。形成的切割口206尺寸均匀，与半导体衬底200的表面垂直。
在一个示例中，激光切割使用由DISCO制成的氩基离子激光束工具。激光切割的运行功率在激光束的温度约2000℃时约为0.4W至4W。
执行步骤304，在所述半导体衬底的背面和所述切割口内形成图案化的光刻胶层，暴露所述切割口内侧的所述半导体衬底。
如图2C所示，具体地，在半导体衬底200的背面涂覆光刻胶并进行曝光和显影，形成定义有腔体图案的光刻胶层207。由于对应预定形成腔体边缘区域的半导体衬底200已经被激光切割形成了切割口206，故本步骤中，只需暴露切割口206内侧的半导体衬底200即可。进一步地，还可以使所述光刻胶层207定义的腔体图案的尺寸略小于预定形成的腔体的尺寸，使所述光刻胶层207覆盖很小一部分切割口206以内的半导体衬底200。
执行步骤305，以图案化的光刻胶层为掩膜，采用干法刻蚀的方法刻蚀半导体衬底的背面，直到暴露牺牲层，形成腔体。
如图2D所示，本实施例中，干法刻蚀选用深反应离子干法刻蚀。具体地，深反应离子干法刻蚀对于半导体衬底200具有高的刻蚀选择性，而对于光刻胶层207具有低的刻蚀选择性。可选地，所述深反应离子干法刻蚀以氟化硫(SF6)作为刻蚀剂。以图案化的光刻胶层207为掩膜，采用干法刻蚀的方法刻蚀半导体衬底200的背面，直到暴露牺牲层201，形成腔体208。
其中，所述腔体208在后续的步骤中用于将外界声压传递至所述振动膜202，使所述振动膜202发生形变，以改变所述振动膜202和定极板203之间的距离，从而改变两者之间的电容，对压力的变化做出定量的测量。
由于在步骤304中采用激光切割在腔体208的边缘形成了切割口206，之后图案化的光刻胶层207填充了切割口206，因此本步骤中，对半导体衬底200背面的刻蚀后，最终形成的腔体208尺寸均匀性好，呈圆柱形。
执行步骤306，去除所述振动膜中间部位上方和下方的牺牲层，在所述定极板和所述振动膜之间形成空腔。
如图2E所示，其中，所述牺牲层201选用氧化物层时，可以选用TMAH的湿法蚀刻去除所述牺牲层201。
所述TMAH溶液的质量分数为0.1％-10％，所述湿法蚀刻温度为25-90℃，所述湿法蚀刻时间为10s-1000s，但是并不局限于该示例，还可以选用本领域常用的其他方法，HF溶液或氟化氢与氟化氢铵的混合溶液BOE。在去除所述牺牲层201之后，在所述定极板203和所述振动膜202之间形成空腔209，形成电容器结构的介电质，从而形成如图2E所示的MEMS麦克风结构。牺牲层201释放工艺后，仍然有部分牺牲层201并未被去除，振动膜202即可通过保留的牺牲层201支撑在半导体衬底200上而不会脱落；而定极板203也能够通过支撑结构稳固悬空在振动膜202上方。
至此完成了对MEMS麦克风芯片结构的制作过程，MEMS麦克风是一种集成麦克风，之后还需执行步骤307，进行封装。
具体地，可采用任何适用的方法对MEMS芯片进行封装。如图2F所示，由外壳和线路板构成外部封装结构，封装结构上设置有声音通道210，在封装结构内部的线路板上设置有一个MEMS芯片20和一个专用集成电路(ASIC)芯片(未示出)。MEMS芯片20上的振动膜202能有效感知外界声压的变化，并将其转换为电容的变化，ASIC芯片检测该电容变化并将其转化为电信号输出。
综上所述，根据本发明的制作方法，首先通过激光切割半导体衬底的背面，再利用深反应离子刻蚀的方法刻蚀半导体衬底的背面形成暴露振动膜的腔体，改善了干法刻蚀中产生的腔体尺寸均匀性差的问题，提高了微型麦克风的声噪比性能，进而提高了产品的整体性能和良率。
实施例二
本发明实施例二提供一种采用实施例一中方法制作的MEMS麦克风。
该MEMS麦克风其具有尺寸均匀性很好的腔体，以暴露振动膜，从而实现MEMS麦克风上的振动膜能有效感知外界声压的变化，并将其转换为电容的变化，通过电路检测该电容变化并将其转化为电信号输出。
该MEMS麦克风均有高的声噪比和优良的性能。
实施例三
本发明还提供一种电子装置，其包括上述的MEMS麦克风。
由于包括的MEMS麦克风具有优异的性能，该电子装置同样具有上述优点。
该电子装置，可以是手机、平板电脑、笔记本电脑、上网本、游戏机、电视机、VCD、DVD、导航仪、照相机、摄像机、录音笔、MP3、MP4、PSP等任何电子产品或设备，也可以是具有上述半导体器件的中间产品，例如：具有该集成电路的手机主板等。
本发明已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明并不局限于上述实施例，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。本发明的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。

Claims (12)

1.一种MEMS麦克风的制作方法，包括：
提供半导体衬底，在所述半导体衬底的正面形成有牺牲层，在所述牺牲层内形成有被所述牺牲层包围的振动膜，在所述牺牲层上与所述振动膜对应的区域形成有若干定极板；
对所述半导体衬底的背面进行激光切割，直到暴露所述牺牲层，以形成切割口，其中，所述切割口位于所述半导体衬底背面对应所述定极板的区域边缘；
在所述半导体衬底的背面和所述切割口内形成图案化的光刻胶层，暴露所述切割口内侧的所述半导体衬底；
以图案化的光刻胶层为掩膜，刻蚀半导体衬底的背面，直到暴露牺牲层，形成腔体；
去除所述振动膜中间部位上方和下方的所述牺牲层，以在所述定极板和所述振动膜之间形成空腔。
2.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，在进行所述激光切割之前，还包括在所述半导体衬底的背面定义激光切割标记的步骤，其中所述激光切割标记位于所述半导体衬底背面对应所述定极板的区域边缘。
3.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述激光切割的深度为370～390μm。
4.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述刻蚀为干法刻蚀。
5.根据权利要求4所述的制作方法，其特征在于，所述干法刻蚀为深反应离子刻蚀。
6.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述腔体为圆柱形。
7.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述振动膜和所述定极板的材料为导电材料。
8.根据权利要求7所述的制作方法，其特征在于，所述导电材料选自铝、钨、铜、掺杂的多晶硅或非晶硅、硅锗中的一种或几种。
9.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述若干定极板相互间隔。
10.根据权利要求9所述的制作方法，其特征在于，在间隔的所述定极板之间还形成有限位结构，所述限位结构的一部分位于所述牺牲层内。
11.一种采用权利要求1所述的制作方法制得的MEMS麦克风。
12.一种电子装置，其特征在于，包括权利要求11所述的MEMS麦克风。
CN201410493916.5A 2014-09-24 2014-09-24 一种mems麦克风及其制作方法和电子装置 Pending CN105502277A (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410493916.5A CN105502277A (zh) 2014-09-24 2014-09-24 一种mems麦克风及其制作方法和电子装置
US14/849,582 US10149079B2 (en) 2014-09-24 2015-09-09 Method of manufacturing a MEMS microphone

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410493916.5A CN105502277A (zh) 2014-09-24 2014-09-24 一种mems麦克风及其制作方法和电子装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105502277A true CN105502277A (zh) 2016-04-20

Family

ID=55527032

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410493916.5A Pending CN105502277A (zh) 2014-09-24 2014-09-24 一种mems麦克风及其制作方法和电子装置

Country Status (2)

Country Link
US (1) US10149079B2 (zh)
CN (1) CN105502277A (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111908420A (zh) * 2019-05-09 2020-11-10 无锡华润上华科技有限公司 微机电系统器件制备方法
CN112492490A (zh) * 2020-12-22 2021-03-12 苏州敏芯微电子技术股份有限公司 Mems器件与mems麦克风的制造方法
CN112512959A (zh) * 2018-08-09 2021-03-16 Lpkf激光电子股份公司 用于制造微结构的方法
CN112995885A (zh) * 2021-04-20 2021-06-18 中芯集成电路制造(绍兴)有限公司 麦克风及其制造方法
CN113582130A (zh) * 2021-07-27 2021-11-02 绍兴中芯集成电路制造股份有限公司 基于晶圆制备mems器件的方法
CN116281846A (zh) * 2023-05-12 2023-06-23 润芯感知科技(南昌)有限公司 一种半导体器件及其制造方法

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9491558B2 (en) * 2014-12-23 2016-11-08 Robert Bosch Gmbh Method for testing signal-to-noise ratio using a film frame
US10010145B2 (en) * 2015-09-18 2018-07-03 Apple Inc. Enhanced sidewalls of an accessory device for an electronic device
US20170240418A1 (en) * 2016-02-18 2017-08-24 Knowles Electronics, Llc Low-cost miniature mems vibration sensor
CN108124227B (zh) * 2016-11-29 2020-04-28 中芯国际集成电路制造(北京)有限公司 麦克风及其制造方法
CN113055808B (zh) * 2021-06-01 2021-08-13 中芯集成电路制造(绍兴)有限公司 器件加工方法、mems器件及其加工方法以及mems麦克风

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101572850A (zh) * 2008-04-11 2009-11-04 王文 在低温下制作的带应力释放膜的电容式麦克风及其制作方法
CN102244829A (zh) * 2010-05-11 2011-11-16 欧姆龙株式会社 声音传感器及其制造方法
CN102822084A (zh) * 2010-07-28 2012-12-12 歌尔声学股份有限公司 Cmos兼容的mems麦克风及其制造方法
US20130185928A1 (en) * 2010-10-22 2013-07-25 Electronics And Telecommunications Research Institute Acoustic sensor and method of manufacturing the same
CN103281661A (zh) * 2013-05-09 2013-09-04 上海集成电路研发中心有限公司 一种mems麦克风结构及其制造方法
CN103607687A (zh) * 2013-11-29 2014-02-26 上海集成电路研发中心有限公司 一种mems麦克风缺陷监控结构及其制造方法
CN104053105A (zh) * 2013-03-14 2014-09-17 英飞凌科技股份有限公司 半导体器件及其形成方法

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6631558B2 (en) * 1996-06-05 2003-10-14 Laservia Corporation Blind via laser drilling system
US5854846A (en) * 1996-09-06 1998-12-29 Northrop Grumman Corporation Wafer fabricated electroacoustic transducer
US6309975B1 (en) * 1997-03-14 2001-10-30 Micron Technology, Inc. Methods of making implanted structures
US6645851B1 (en) * 2002-09-17 2003-11-11 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Method of forming planarized coatings on contact hole patterns of various duty ratios
US7005236B2 (en) * 2003-04-23 2006-02-28 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Maintaining photoresist planarity at hole edges
JP2007528153A (ja) * 2004-02-06 2007-10-04 ジョージア テック リサーチ コーポレイション Ｃｍｕｔデバイス及び製造方法
US7528342B2 (en) * 2005-02-03 2009-05-05 Laserfacturing, Inc. Method and apparatus for via drilling and selective material removal using an ultrafast pulse laser
US7485956B2 (en) * 2005-08-16 2009-02-03 Tessera, Inc. Microelectronic package optionally having differing cover and device thermal expansivities
US7936062B2 (en) * 2006-01-23 2011-05-03 Tessera Technologies Ireland Limited Wafer level chip packaging
GB2435544B (en) * 2006-02-24 2008-11-19 Oligon Ltd Mems device
JP2008147406A (ja) * 2006-12-08 2008-06-26 Cyber Laser Kk レーザによる集積回路の修正方法および装置
WO2011059868A1 (en) * 2009-11-16 2011-05-19 Analog Devices, Inc. Microphone with backplate having specially shaped through-holes
TWI414223B (zh) * 2010-01-21 2013-11-01 Advanced Semiconductor Eng 多引線通孔之形成方法
US8703517B2 (en) * 2010-10-29 2014-04-22 Denso Corporation Method of Manufacturing a Semiconductor Device Including Removing a Reformed Layer
US20130001710A1 (en) * 2011-06-29 2013-01-03 Invensense, Inc. Process for a sealed mems device with a portion exposed to the environment
US20130337648A1 (en) * 2012-06-14 2013-12-19 Bridge Semiconductor Corporation Method of making cavity substrate with built-in stiffener and cavity

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101572850A (zh) * 2008-04-11 2009-11-04 王文 在低温下制作的带应力释放膜的电容式麦克风及其制作方法
CN102244829A (zh) * 2010-05-11 2011-11-16 欧姆龙株式会社 声音传感器及其制造方法
CN102822084A (zh) * 2010-07-28 2012-12-12 歌尔声学股份有限公司 Cmos兼容的mems麦克风及其制造方法
US20130185928A1 (en) * 2010-10-22 2013-07-25 Electronics And Telecommunications Research Institute Acoustic sensor and method of manufacturing the same
CN104053105A (zh) * 2013-03-14 2014-09-17 英飞凌科技股份有限公司 半导体器件及其形成方法
CN103281661A (zh) * 2013-05-09 2013-09-04 上海集成电路研发中心有限公司 一种mems麦克风结构及其制造方法
CN103607687A (zh) * 2013-11-29 2014-02-26 上海集成电路研发中心有限公司 一种mems麦克风缺陷监控结构及其制造方法

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112512959A (zh) * 2018-08-09 2021-03-16 Lpkf激光电子股份公司 用于制造微结构的方法
CN111908420A (zh) * 2019-05-09 2020-11-10 无锡华润上华科技有限公司 微机电系统器件制备方法
CN111908420B (zh) * 2019-05-09 2024-02-27 无锡华润上华科技有限公司 微机电系统器件制备方法
CN112492490A (zh) * 2020-12-22 2021-03-12 苏州敏芯微电子技术股份有限公司 Mems器件与mems麦克风的制造方法
CN112995885A (zh) * 2021-04-20 2021-06-18 中芯集成电路制造(绍兴)有限公司 麦克风及其制造方法
CN112995885B (zh) * 2021-04-20 2021-08-13 中芯集成电路制造(绍兴)有限公司 麦克风及其制造方法
CN113582130A (zh) * 2021-07-27 2021-11-02 绍兴中芯集成电路制造股份有限公司 基于晶圆制备mems器件的方法
CN113582130B (zh) * 2021-07-27 2024-01-05 绍兴中芯集成电路制造股份有限公司 基于晶圆制备mems器件的方法
CN116281846A (zh) * 2023-05-12 2023-06-23 润芯感知科技(南昌)有限公司 一种半导体器件及其制造方法
CN116281846B (zh) * 2023-05-12 2023-08-01 润芯感知科技(南昌)有限公司 一种半导体器件及其制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
US10149079B2 (en) 2018-12-04
US20160088414A1 (en) 2016-03-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105502277A (zh) 一种mems麦克风及其制作方法和电子装置
US10065852B2 (en) MEMS device and manufacturing method thereof
KR101710826B1 (ko) 반도체 디바이스의 형성 방법
US11078074B2 (en) Integration scheme for microelectromechanical systems (MEMS) devices and complementary metal-oxide-semiconductor (CMOS) devices
US8030112B2 (en) Method for fabricating MEMS device
JP2010162629A (ja) Ｍｅｍｓデバイスの製造方法
US8617960B2 (en) Silicon microphone transducer
US8865500B2 (en) Method of fabricating a MEMS microphone with trenches serving as vent pattern
US8872289B2 (en) Micro-electro-mechanical system (MEMS) structures and design structures
CN103607687A (zh) 一种mems麦克风缺陷监控结构及其制造方法
US8193640B2 (en) MEMS and a protection structure thereof
CN108341395B (zh) 一种mems器件的制作方法
US8304846B2 (en) Silicon microphone with integrated back side cavity
CN106957044A (zh) 一种mems器件及其制造方法和电子装置
CN103491490A (zh) 一种mems麦克风结构及其制造方法
CN108083225A (zh) 一种mems器件及其制备方法、电子装置
CN103187379B (zh) 半导体堆栈结构及其制法
CN105120417A (zh) 单片集成芯片及其制作方法
CN108217577B (zh) 一种mems器件及制备方法、电子装置
CN107973266B (zh) 一种mems器件及制备方法、电子装置
CN104743498B (zh) 一种单芯片微机电系统及其制备方法
CN106365109A (zh) 一种mems器件及其制备方法、电子装置
CN105185738A (zh) 一种半导体器件以及制备方法、电子装置
CN115872352A (zh) 一种mems器件及其制备方法和电子装置
JP2008149394A (ja) Ｍｅｍｓデバイスの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20160420