CN109302665B - Mems麦克风及其形成方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种MEMS麦克风及其形成方法，通过提供一基底，基底包括第一区域和第二区域，第二区域环绕在第一区域的外围，且所述第一区域与第二区域的交界线包括直线段交界；在基底上形成一牺牲层；在第一区域上的牺牲层上形成一导电极板，且在导电极板中有若干间隔分布的孔，孔露出牺牲层；去除部分牺牲层，使得导电极板悬空设置在第一区域上；形成一接触焊垫，所述接触焊垫沿所述第一区域指向所述第二区域的方向横跨所述直线段交界，且所述接触焊垫位于所述第一区域的部分与所述导电极板相连接。本发明通过改变导电极板的形成方法，得到导电极板仅悬空设置在基底的第一区域上，能够提高MEMS麦克风性能。

Description

MEMS麦克风及其形成方法
技术领域
本发明涉及MEMS(微机电系统，Micro-Electro-Mechanical System)技术领域，特别涉及一种MEMS麦克风及其形成方法。
背景技术
采用微机电系统(MEMS，Micro-Electro-Mechanical System)工艺的MEMS麦克风由于其小型化和轻薄化的特点，正逐渐取代传统的驻极体电容器麦克风(ElectretCapacitance Microphone，ECM)。
现有技术中，MEMS麦克风的导电极板与外部电连接的接触区域(Contact)通常设计在MEMS麦克风的支撑区(即MEMS麦克风振动区的外围)上，接触焊垫形成于该接触区域上，则接触焊垫的设计受限，同时，设计在支撑区上的接触焊垫还会受到MEMS麦克风制作工艺中的某些影响而产生不良现象。如为了提高MEMS麦克风的空气压力测试(Air PrecessTest，APT)性能，在制作MEMS麦克风时，在导电极板的外围(即设计接触区域的附近)会形成一侧墙(如氧化物侧墙)，但是在后续形成空腔的过程中(所述空腔为MEMS麦克风中的振动膜提供震动空间，即后续通过刻蚀在导电极板和基底之间形成空腔)，设计的接触区域附近的侧墙也会被去除掉，则在设计的接触区域附近就出现侧掏(undercut)现象，这种侧掏现象导致该接触区域出现Weak Point，如在后段的打线封装测试的时候容易导致接触焊垫损坏，影响导电极板的外部电连接，存在一定的风险，使得现有技术中的MEMS麦克风性能不佳。
因此，有必要提供一种新的MEMS麦克风及其形成方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种MEMS麦克风及其形成方法，以提高MEMS麦克风性能。
为解决上述技术问题及相关问题，本发明提供的MEMS麦克风的形成方法包括：
提供一基底，所述基底包括第一区域和第二区域，所述第二区域环绕在所述第一区域的外围，且所述第一区域与第二区域的交界线包括直线段交界；
形成一牺牲层，所述牺牲层位于所述基底上；
形成一导电极板，所述导电极板位于所述第一区域上的牺牲层上，且在所述导电极板中有若干间隔分布的孔，所述孔露出所述牺牲层；
去除部分所述牺牲层，使得所述导电极板悬空设置在所述第一区域上；
形成一接触焊垫，所述接触焊垫沿所述第一区域指向所述第二区域的方向横跨所述直线段交界，且所述接触焊垫位于所述第一区域的部分与所述导电极板相连接。
可选的，在所述MEMS麦克风的形成方法中，靠近所述接触焊垫的孔的尺寸小于远离所述接触焊垫的孔的尺寸。
可选的，在所述MEMS麦克风的形成方法中，所述孔在所述基底上的投影形状为圆形或方形。
进一步的，在形成导电极板和去除部分所述牺牲层的步骤之间，所述MEMS麦克风的形成方法还包括：形成一侧墙，所述侧墙位于所述导电极板的外围的侧壁上。
可选的，在所述MEMS麦克风的形成方法中，所述牺牲层和侧墙均为氧化物层。
进一步的，在形成所述侧墙和去除部分所述牺牲层的步骤之间，所述MEMS麦克风的形成方法还包括：在所述第二区域上的牺牲层中形成一隔离槽；在所述导电极板上、所述侧墙上、所述第二区域上的牺牲层上以及所述隔离槽中形成一阻挡层。
进一步的，在去除部分所述牺牲层的步骤中，所述MEMS麦克风的形成方法还包括：去除所述侧墙。
可选的，在所述MEMS麦克风的形成方法中，所述阻挡层为氮化硅层。
可选的，形成所述接触焊垫的步骤包括：
对所述阻挡层进行刻蚀，形成一凹槽，所述凹槽沿所述第一区域指向所述第二区域的方向横跨所述直线段交界，且所述凹槽位于所述第一区域的部分暴露出所述导电极板；
在所述凹槽内填充金属材料以形成所述接触焊垫。
可选的，在所述MEMS麦克风的形成方法中，采用湿法刻蚀去除部分所述牺牲层。
进一步的，形成一导电极板的步骤包括：形成一导电层，所述导电层覆盖所述牺牲层；刻蚀所述导电层，去除所述第二区域上的导电层，露出第二区域上的牺牲层，且在所述第一区域上的导电层中形成若干间隔分布的孔，所述孔露出所述牺牲层，以形成仅在所述第一区域上的导电极板。
相应的，根据本发明的另一面，本发明还提供一种MEMS麦克风，包括：
一基底，所述基底包括第一区域和第二区域，所述第二区域环绕在所述第一区域的外围，且所述第一区域与第二区域的交界线包括直线段交界；
一牺牲层，所述牺牲层位于所述基底的部分第二区域上；
一导电极板，所述导电极板悬空设置在所述第一区域上，且在所述导电极板中有若干间隔分布的孔；
一位于所述导电极板之上的接触焊垫，沿所述第一区域指向所述第二区域的方向横跨所述直线段交界，所述接触焊垫位于所述第一区域的部分与所述导电极板相连接。
可选的，还包括一阻挡层，还包括一阻挡层，所述阻挡层位于所述导电极板、牺牲层以及基底上，并有部分所述阻挡层悬空于所述基底上，且在所述阻挡层内形成有一凹槽，所述凹槽沿所述第一区域指向所述第二区域的方向横跨所述直线段交界，且所述凹槽位于所述第一区域的部分暴露出所述导电极板，所述接触焊垫位于所述凹槽内。
可选的，在所述MEMS麦克风中，靠近所述接触焊垫的孔的尺寸小于远离所述接触焊垫的孔的尺寸。
可选的，在所述MEMS麦克风中，所述孔在所述基底上的投影形状为圆形或方形。
可选的，所述导电极板为长方形。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明通过提供一基底，所述基底包括第一区域和第二区域，所述第二区域环绕在所述第一区域的外围，且所述第一区域与第二区域的交界线包括直线段交界；在所述基底上形成一牺牲层；在所述第一区域上的牺牲层上形成一导电极板，且在所述导电极板中有若干间隔分布的孔，所述孔露出所述牺牲层；去除部分所述牺牲层，使得所述导电极板悬空设置在所述第一区域上；形成一接触焊垫，所述接触焊垫沿所述第一区域指向所述第二区域的方向横跨所述直线段交界，且所述接触焊垫位于所述第一区域的部分与所述导电极板相连接。因本发明的所述导电极板仅悬空在所述第一区域上，这样，可以选取导电极板中的任意位置来形成作为导电极板与外电路连接的接触焊垫，所述接触焊垫设计更加灵活多变，而且所述接触焊垫不会受去除部分所述牺牲层的影响，即通过上述形成方法得到的MEMS麦克风不会影响导电极板的电接触。因此，本发明通过改变所述导电极板的形成方法，得到所述导电极板仅悬空设置在所述第一区域上，能够提高MEMS麦克风性能。
进一步的，在MEMS麦克风的形成方法中，靠近所述接触焊垫的孔的尺寸(如直径或宽度)小于远离所述接触焊垫的孔的尺寸，即减少所述接触焊垫附近的孔的尺寸，可以使得所述接触焊垫附近的导电极板区域面积足够大，能够足够强壮的承受后段的封装打线测试，可以使得所述接触焊垫更加坚固，不会存在接触焊垫损坏的风险，更加有利于提高MEMS麦克风性能。
更进一步的，在形成导电极板和去除部分所述牺牲层的步骤之间，MEMS麦克风的形成方法还包括在所述导电极板的外围的侧壁上形成一侧墙，所述侧墙可以增强MEMS麦克风的APT性能，而且，即便在后续去除部分所述牺牲层时，所述侧墙也会被去除掉，但是，该现象不会对后续接触焊垫造成不良的影响。
附图说明
图1、图3、图5、图7和图9为一种MEMS麦克风的形成方法中对应的剖面结构示意图；
图2、图4、图6、图8、图10和图11为一种MEMS麦克风的形成方法中对应的俯视结构示意图；
图12为本发明实施例中所述MEMS麦克风的形成方法的流程图；
图13、图15、图17和图19为本发明实施例中所述MEMS麦克风的形成方法中各步骤对应的剖面结构示意图；
图14、图16、图18、图20和图21为本发明实施例中所述MEMS麦克风的形成方法中各步骤对应的俯视结构示意图。
具体实施方式
请参阅图1至图11，为一种MEMS麦克风的形成方法中对应的结构示意图(其中结构示意图包括剖面结构示意图和对应的俯视结构示意图)，该MEMS麦克风的形成方法包括：如图1所示，首先，提供一基底10，所述基底10包括第一区域I和第二区域II，所述第二区域II环绕在所述第一区域I的外围，图2为图1所对应的俯视结构示意图，图1为图2沿XX′方向上的剖面结构示意图，需要说明的是，本领域普通技术人员可以理解的，后续在所述基底10的第一区域I上将形成MEMS麦克风的振动区，而在所述基底10的第二区域II上将形成MEMS麦克风的支撑区，而且图中只画出了所述第二区域II的其中一边，其他边的示意图省略。并且，所述第一区域I与第二区域II的交界线包含曲线段交界，即所述第一区域I在与第二区域II的某一交界线处包含有一凸起结构，该凸起结构作为接触区域，用于后续形成接触焊垫。所述基底10可以为半导体衬底，其材质例如为硅、锗、绝缘体上硅(SOI)等。
在所述基底10上自下至上依次形成一牺牲层11和一导电层12，如图1所示；接着，刻蚀所述导电层12以形成导电极板12′，通过一特定设计的掩模版形成所述导电极板12′，如图3和图4所示，为了便于后续实现所述导电极板12′与外部电连接，该导电极板12′在所述基底10上靠近所述第二区域II的位置处预设有与外部电连接的接触区域120(如图3或4中粗黑线圈所示位置)，而所述第二区域II上的导电层都去除掉，即所述导电极板12′具有一凸起结构，该凸起结构作为接触区域，与后续形成的接触焊垫相连接。通常，所述接触区域120设计在导电极板12′的边缘，如图4中所示的右下角，同时，在所述基底10的第一区域I上的导电极板12′中形成有若干间隔分布的孔A，所述孔A露出所述牺牲层11，所述孔A的形状及分布情况可以依据需要设定，如所述孔A在所述基底10上的投影形状可以为圆形，除此之外，还可为正方形、矩形或其他形状，所述孔A可以有规律的等间距分布，也可以是离散的分布，所述孔A的尺寸(如在所述基底10上的投影形状为圆形的孔的直径、或为方形的孔的宽度/长度等)可以均相等。
为了提高MEMS麦克风的APT性能，会在所述导电极板12′的外围的侧壁上形成一侧墙13(需要说明的是，在所述孔A的侧壁上也会形成侧墙，不过所述孔A的侧壁上的侧墙对后续工艺不会带来不良影响，则图中示意图省略)，如图5和图6所示，因在所述导电极板12′中预设有接触区域120，则所述侧墙13包括位于所述接触区域120的外围的侧壁上，而且图中只画出了设计有接触区域120的一边的侧墙，其他三边的侧墙省略，这是本领域技术人员可以理解的。所述侧墙13和所述牺牲层11的材料一致，如可以都为氧化物。
接下来，为了形成MEMS麦克风的支撑区，则在所述第二区域II上的所述牺牲层11中形成隔离槽B，所述隔离槽B位于所述侧墙13的外侧，如图7所示，所述隔离槽B是通过本领域普通技术人员所知晓的光刻和刻蚀工艺得到，在此不做详细介绍；然后，再形成一阻挡层，所述阻挡层填充满所述隔离槽B，当然，所述阻挡层还需要覆盖所述导电极板12′、露出的所述牺牲层11以及侧墙13。因需要在所述第一区域I上形成一空腔，所述空腔为MEMS麦克风中的振动膜(图中示意图省略)提供震动空间，因此，得使所述导电极板12′悬空设置在所述基底10上，于是，后续再去除部分所述牺牲层11。
具体的，通过刻蚀所述阻挡层，至少保留所述导电极板12′上、侧墙13上以及所述第二区域II上的阻挡层14，得到如图7所示的结构(其俯视结构图如8所示)，当然，为了便于后续更加充分的去除所述第二区域II上的部分牺牲层11在所述侧墙13和隔离槽B之间的阻挡层中也可以再形成其他的孔，其他的孔露出所述牺牲层(图中示意图省略)。
然后，在上述结构中，进行湿法刻蚀，如采用BOE(Buffered Oxide Etch，缓冲氧化物刻蚀)刻蚀工艺，因有所述阻挡层14的保护，则第一区域I上的牺牲层以及第二区域II上的部分所述牺牲层被去除，最终会保留第二区域II上的部分牺牲层11′，如图9和图10所示的结构图。
但是发明人研究发现在上述MEMS麦克风的形成方法中，不仅接触区域120的设计受限；而且，因为所述侧墙13和所述牺牲层11为相同材料，在湿法刻蚀时，不仅去除了部分所述牺牲层，同时，所述侧墙13也会被刻蚀掉，则预设的接触区域120附近就出现侧掏现象(如图9和图10所示的C区域)。因此，所述接触区域120会出现weak point，如在后段的打线封装测试的时候容易导致接触焊垫15(如图11的俯视结构图所示，所述接触焊垫15的材质可以为Cr/Au)损坏，影响导电极板的电接触，使得MEMS麦克风性能不佳。
基于上述发现和研究，本发明提供一种新的MEMS麦克风的形成方法，包括：
步骤S1、提供一基底，所述基底包括第一区域和第二区域，所述第二区域环绕在所述第一区域的外围，且所述第一区域与第二区域的交界线包括直线段交界；
步骤S2、形成一牺牲层，所述牺牲层位于所述基底上；
步骤S3、形成一导电极板，所述导电极板位于所述第一区域上的牺牲层上，且在所述导电极板中有若干间隔分布的孔，所述孔露出所述牺牲层；
步骤S4、去除部分所述牺牲层，使得所述导电极板悬空设置在所述第一区域上；
步骤S5、形成一接触焊垫，所述接触焊垫沿所述第一区域指向所述第二区域的方向横跨所述直线段交界，且所述接触焊垫位于所述第一区域的部分与所述导电极板相连接。
相应的，根据本发明的另一面，本发明还提供一种MEMS麦克风，包括：
一基底，所述基底包括第一区域和第二区域，所述第二区域环绕在所述第一区域的外围，且所述第一区域与第二区域的交界线包括直线段交界；
一导电极板，所述导电极板悬空设置在所述第一区域上，且在所述导电极板中有若干间隔分布的孔；
一位于所述导电极板之上的接触焊垫，沿所述第一区域指向所述第二区域的方向横跨所述直线段交界，所述接触焊垫位于所述第一区域的部分与所述导电极板相连接。
本发明通过提供一基底，所述基底包括第一区域和第二区域，所述第二区域环绕在所述第一区域的外围，且所述第一区域与第二区域的交界线包括直线段交界；在所述基底上形成一牺牲层；在所述第一区域上的牺牲层上形成一导电极板，且在所述导电极板中有若干间隔分布的孔，所述孔露出所述牺牲层；去除部分所述牺牲层，使得所述导电极板悬空设置在所述第一区域上；形成一接触焊垫，所述接触焊垫沿所述第一区域指向所述第二区域的方向横跨所述直线段交界，且所述接触焊垫位于所述第一区域的部分与所述导电极板相连接。因本发明的所述导电极板仅悬空在所述第一区域上，这样，可以选取导电极板中的任意位置来形成作为导电极板与外电路连接的接触焊垫，所述接触焊垫设计更加灵活多变，而且所述接触焊垫不会受去除部分所述牺牲层的影响，即通过上述形成方法得到的MEMS麦克风不会影响导电极板的电接触。因此，本发明通过改变所述导电极板的形成方法，得到所述导电极板仅悬空设置在所述第一区域上，能够提高MEMS麦克风性能。
下面将结合流程图和示意图对本发明的MEMS麦克风及其形成方法进行更详细的描述，其中表示了本发明的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明，而仍然实现本发明的有利效果。
在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
以下列举所述MEMS麦克风及其形成方法的实施例，以清楚说明本发明的内容，应当明确的是，本发明的内容并不限制于以下实施例，其它通过本领域普通技术人员的常规技术手段的改进亦在本发明的思想范围之内。
请参阅图12至图21，其中图12示出了本发明实施例中所述MEMS麦克风的形成方法的流程图，图13至图21示出了所述MEMS麦克风的形成方法中各步骤对应的结构示意图。
如图12所示，首先，执行步骤S1，提供一基底，所述基底包括第一区域和第二区域，所述第二区域环绕在所述第一区域的外围，且所述第一区域与第二区域的交界线包括直线段交界。如图13所示，本实施例中，所述基底20与上述基底10(如图1所示)的结构和材质均相同(且图13中也只是示意出了所述基底20的第二区域II的其中一边，而且，后续在所述基底20的第一区域I上将形成MEMS麦克风的振动区，在所述基底20的第二区域II上将形成MEMS麦克风的支撑区)，并且如图14所示，所述第一区域I与第二区域II的交界线包括直线段交界，当然，所述第一区域I与第二区域II的交界线还可以包括曲线段交界，或者都是直线段交界，可以根据实际情况进行选择。然后，执行步骤S2，形成一牺牲层，所述牺牲层位于所述基底上。具体的，在所述基底20上形成一牺牲层21，如图13所示，较佳的，所述牺牲层21为氧化物层。本实施例中，步骤S1和步骤S2都是本领域普通技术人员可以理解的，在此不做重复介绍和详细说明。
接下来，执行步骤S3，形成一导电极板，所述导电极板仅位于所述第一区域上的牺牲层上，且在所述导电极板中有若干间隔分布的孔，所述孔露出所述牺牲层。与现有技术相比，所述导电极板仅位于所述第一区域I上，优选的，所述导电极板呈长方形。步骤S3是本发明MEMS麦克风形成的关键步骤，详细的，步骤S3包括：先形成一导电层，所述导电层覆盖所述牺牲层21；接着，刻蚀所述导电层，去除所述第二区域II上的导电层，露出所述第二区域II上的牺牲层，且在所述第一区域I上的导电层中形成若干间隔分布的孔，所述孔露出所述牺牲层21，以形成仅分布在所述第一区域I上的导电极板22，如图13和图14所示，图14为图13的俯视结构示意图，图13为图14沿着X1X1′方向上的剖面结构示意图。在形成所述导电极板22的过程中，会预设好接触区域，因所述导电极板22仅形成在第一区域I上，则预设的接触区域可以设置在所述导电极板22的任意位置，优选的，在本实施例中，如图14所示的粗黑线圆圈处为预设的接触区域220，即预设的接触区域220设置于导电极板22靠近所述第二区域II的一边缘处。这样预设的接触区域220，后续不会影响所述导电极板22的电接触，有利于提高MEMS麦克风性能。
后续形成的接触焊垫的一部分位于所述接触区域220上，与所述导电极板22相连接，另一部分位于所述第二区域II上以及所述接触区域220与所述第二区域II的交界线上，并且所述接触区域220指向所述第二区域II的方向横跨所述直线段交界。
进一步的，所述导电极板22上的孔在所述基底20上的投影形状可以为圆形、正方形、矩形或其他形状，本实施例中，将所述孔在所述基底20上的投影形状设置为圆形，即所述孔为圆柱体形状；所述孔可以有规律的等间距分布，也可以是离散的分布。本实施例中，为了增强导电极板22与外部电连接的接触区域220的面积，优选的，靠近接触区域200的孔(为了便于描述，将该孔定义为第一孔D1，如图13和图14所示)的尺寸(即第一孔D1的直径)小于远离接触区域200的孔(为了便于描述，将该孔定义第二孔D2，如图13和图14所示)的尺寸(即第二孔D2的直径)，即在所述导电极板22中设置有不同尺寸的孔。显然，在其他实施例中，本发明所指的不同尺寸并不限于不同的直径，还可以为不同宽度或长度等，在此不做限定。这样，所述接触区域200附近的导电极板22的面积就足够大(宽)，有利于后续接触焊垫的形成，避免了现有技术中存在接触焊垫损坏的风险，进一步提高MEMS麦克风性能。
另外，在本实施例中，在执行步骤S3和执行步骤S4之间，为了提高MEMS麦克风的APT性能，还会在所述导电极板22的外围的侧壁上形成了一侧墙23，如图15和图16所示(需要说明的是，在所述第一孔D1和第二孔D2的侧壁上也会形成侧墙，图中示意图省略)，较佳的，所述侧墙23和所述牺牲层21的材料一致，如均为氧化物。并且，所述侧墙23的厚度对MEMS麦克风的APT性能存在一定影响。
接着，再执行步骤S4，去除部分所述牺牲层，使得所述导电极板悬空设置在所述第一区域上。步骤S4的具体过程包括：首先，在去除部分所述牺牲层之前，为了保留第二区域II上的部分牺牲层作为MEMS麦克风的支撑区，需要在第二区域II上的牺牲层中形成一隔离槽B1，所述隔离槽B1位于所述侧墙23的外侧，如图17所示；然后，还需要将所述导电极板22保护起来，以免受到后续刻蚀的影响，因此，在上述结构的基础上，先形成一阻挡层，所述阻挡层填充满所述隔离槽B1，当然，所述阻挡层还需要覆盖所述导电极板22、露出的所述牺牲层21以及侧墙23，较佳的，所述阻挡层为氮化硅层；再刻蚀部分所述阻挡层，至少保留所述导电极板22上、侧墙23上以及所述第二区域II上的阻挡层24，如图17所示的结构(其俯视结构示意图如18所示)。当然，为了便于后续更加充分的去除所述第二区域II上的部分牺牲层21，在所述侧墙23和隔离槽B1之间的阻挡层中也可以再形成其他的孔，其他的孔露出所述牺牲层(图中示意图省略)。
然后，就是去除部分所述牺牲层21的过程，较佳的，采用湿法刻蚀去除部分所述牺牲层21，优选的，如采用BOE刻蚀工艺，因有所述阻挡层24的保护，则第一区域I上的牺牲层以及第二区域II上的部分所述牺牲层被去除，最终会保留第二区域II上的部分牺牲层21′，如图19和20所示的结构。因所述牺牲层21和侧墙23均为氧化物，因此，在去除部分所述牺牲层21的同时，所述侧墙23也会被去除掉，但是本实施例中因为所述接触区域200附近的导电极板面积足够大，所述侧墙23的去除对所述接触区域200的电接触基本没有影响，这样，所述导电极板22便悬空在所述基底20的第一区域I上，即在所述基底20的第一区域I上和导电极板22之间形成了一空腔，所述空腔为MEMS麦克风中的振动膜(图中示意图省略)提供震动空间。
最后，再执行步骤S5，，如图21所示，形成一接触焊垫25，所述接触焊垫25沿所述第一区域I指向所述第二区域II的方向横跨所述直线段交界，且所述接触焊垫25位于所述第一区域I的部分与所述导电极板22相连接。优选的，所述接触焊垫25沿所述第一区域I指向所述第二区域II的方向与所述直线段交界相垂直。
具体的，形成所述接触焊垫25的步骤包括：首先，对所述阻挡层24进行刻蚀，形成一凹槽，所述凹槽沿所述第一区域I指向所述第二区域II的方向横跨所述直线段交界，且所述凹槽位于所述第一区域I的部分暴露出所述导电极板22；具体的，所述凹槽在所述第一区域I内的部分暴露出所述导电极板22，所述凹槽在所述第二区域II内的部分沿所述基底20的厚度方向未贯穿所述阻挡层24；然后，在所述凹槽内填充金属材料以形成所述接触焊垫25。如图21所示，所述接触焊垫25的材质可以为Cr/Au。因在所述第一区域I内的所述接触焊垫25附近的导电极板22面积足够大(宽)，能够足够强壮的承受后段的封装打线测试，可以使得所述接触区域更加坚固，不会存在接触焊垫25损坏的风险，更加有利于提高MEMS麦克风性能。
因此，通过上述形成方法得到的MEMS麦克风包括一基底20，请参照图19与图21所示，所述基底20包括第一区域I和第二区域II，所述第二区域II环绕在所述第一区域I的外围，且所述第一区域与第二区域的交界线包括直线段交界；一牺牲层21′，所述牺牲层21位于所述基底20的部分第二区域II上，且所述牺牲层21′位于所述第二区域II远离所述第一区域I的边缘，所述牺牲层21′呈环状，环绕所述第一区域I；一导电极板22，所述导电极板22悬空设置在所述第一区域I上，且在所述导电极板22中有若干间隔分布的孔，优选的，所述导电极板22为长方形；一位于所述导电极板21之上的接触焊垫25，沿所述第一区域I指向所述第二区域II的方向横跨所述直线段交界，所述接触焊垫25位于所述第一区域I的部分与所述导电极板21相连接。
所述MEMS麦克风还包括一阻挡层24，所述阻挡层24位于所述导电极板22、牺牲层21′以及基底20上，并有部分所述阻挡层24悬空于所述基底20上，且在所述阻挡层24内形成有一凹槽，所述凹槽沿所述第一区域I指向所述第二区域II的方向横跨所述直线段交界，且所述凹槽位于所述第一区域I的部分暴露出所述导电极板21，所述凹槽在所述第二区域II内的部分沿所述基底20的厚度方向未贯穿所述阻挡层24，所述接触焊垫25位于所述凹槽内。
进一步的，所述导电极板22上的孔在所述基底20上的投影形状可以为圆形、正方形、矩形或其他形状，本实施例中，将所述孔在所述基底20上的投影形状设置为圆形，即所述孔为圆柱体形状；所述孔可以有规律的等间距分布，也可以是离散的分布。本实施例中，为了增强导电极板22与外部电连接的接触区域220的面积，优选的，靠近接触区域200的孔的尺寸小于远离接触区域200的孔的尺寸，即在所述导电极板22中设置有不同尺寸的孔。
显然，所述MEMS麦克风还包括本领域普通技术人员所知晓的其他结构，如振动膜、支撑区等结构，在此不做赘述。而且，所述MEMS麦克风并不限于通过上述形成方法得到。
综上，本发明通过提供一基底，所述基底包括第一区域和第二区域，所述第二区域环绕在所述第一区域的外围，且所述第一区域与第二区域的交界线包括直线段交界；在所述基底上形成一牺牲层；在所述第一区域上的牺牲层上形成一导电极板，且在所述导电极板中有若干间隔分布的孔，所述孔露出所述牺牲层；去除部分所述牺牲层，使得所述导电极板悬空设置在所述第一区域上；形成一接触焊垫，所述接触焊垫沿所述第一区域指向所述第二区域的方向横跨所述直线段交界，且所述接触焊垫位于所述第一区域的部分与所述导电极板相连接。因本发明的所述导电极板仅悬空在所述第一区域上，这样，可以选取导电极板中的任意位置来形成作为导电极板与外电路连接的接触焊垫，所述接触焊垫设计更加灵活多变，而且所述接触焊垫不会受去除部分所述牺牲层的影响，即通过上述形成方法得到的MEMS麦克风不会影响导电极板的电接触。因此，本发明通过改变所述导电极板的形成方法，得到所述导电极板仅悬空设置在所述第一区域上，能够提高MEMS麦克风性能。
进一步的，在MEMS麦克风的形成方法中，靠近所述接触焊垫的孔的尺寸(如直径或宽度)小于远离所述接触焊垫的孔的尺寸，即减少所述接触焊垫附近的孔的尺寸，可以使得所述接触焊垫附近的导电极板区域面积足够大，能够足够强壮的承受后段的封装打线测试，可以使得所述接触焊垫更加坚固，不会存在接触焊垫损坏的风险，更加有利于提高MEMS麦克风性能。
更进一步的，在形成导电极板和去除部分所述牺牲层的步骤之间，MEMS麦克风的形成方法还包括在所述导电极板的外围的侧壁上形成一侧墙，所述侧墙可以增强MEMS麦克风的APT性能，而且，即便在后续去除部分所述牺牲层时，所述侧墙也会被去除掉，但是，该现象不会对后续接触焊垫造成不良的影响。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (14)

1.一种MEMS麦克风的形成方法，其特征在于，包括：
提供一基底，所述基底包括第一区域和第二区域，所述第二区域环绕在所述第一区域的外围，且所述第一区域与第二区域的交界线包括直线段交界；
形成一牺牲层，所述牺牲层位于所述基底上；
形成一导电极板，所述导电极板位于所述第一区域上的牺牲层上，且在所述导电极板中有若干间隔分布的孔，所述孔露出所述牺牲层；
在所述导电极板以及所述第二区域的牺牲层上形成一阻挡层；
去除部分所述牺牲层，使得所述导电极板悬空设置在所述第一区域上；
对所述阻挡层进行刻蚀，形成一凹槽，所述凹槽沿所述第一区域指向所述第二区域的方向横跨所述直线段交界，且所述凹槽位于所述第一区域的部分暴露出所述导电极板；
在所述凹槽内填充金属材料以形成接触焊垫。
2.如权利要求1所述的MEMS麦克风的形成方法，其特征在于，靠近所述接触焊垫的孔的尺寸小于远离所述接触焊垫的孔的尺寸。
3.如权利要求1所述的MEMS麦克风的形成方法，其特征在于，所述孔在所述基底上的投影形状为圆形或方形。
4.如权利要求1所述的MEMS麦克风的形成方法，其特征在于，在形成导电极板和形成阻挡层的步骤之间，所述MEMS麦克风的形成方法还包括：形成一侧墙，所述侧墙位于所述导电极板的外围的侧壁上。
5.如权利要求4所述的MEMS麦克风的形成方法，其特征在于，所述牺牲层和侧墙均为氧化物层。
6.如权利要求4所述的MEMS麦克风的形成方法，其特征在于，在形成所述侧墙和形成所述阻挡层的步骤之间，所述MEMS麦克风的形成方法还包括：
在所述第二区域上的牺牲层中形成一隔离槽；
以及，在形成所述阻挡层时，所述阻挡层还形成在所述侧墙上以及所述隔离槽中。
7.如权利要求6所述的MEMS麦克风的形成方法，其特征在于，在去除部分所述牺牲层的步骤中，所述MEMS麦克风的形成方法还包括：去除所述侧墙。
8.如权利要求1所述的MEMS麦克风的形成方法，其特征在于，所述阻挡层为氮化硅层。
9.如权利要求1至8任意一项所述的MEMS麦克风的形成方法，其特征在于，采用湿法刻蚀去除部分所述牺牲层。
10.如权利要求1至8任意一项所述的MEMS麦克风的形成方法，其特征在于，形成一导电极板的步骤包括：
形成一导电层，所述导电层覆盖所述牺牲层；
刻蚀所述导电层，去除所述第二区域上的导电层，露出第二区域上的牺牲层，且在所述第一区域上的导电层中形成若干间隔分布的孔，所述孔露出所述牺牲层，以形成仅在所述第一区域上的导电极板。
11.一种MEMS麦克风，其特征在于，包括：
一基底，所述基底包括第一区域和第二区域，所述第二区域环绕在所述第一区域的外围，且所述第一区域与第二区域的交界线包括直线段交界；
一牺牲层，所述牺牲层位于所述基底的部分第二区域上；
一导电极板，所述导电极板悬空设置在所述第一区域上，且在所述导电极板中设置有若干间隔分布的孔；
一阻挡层，所述阻挡层位于所述导电极板、牺牲层以及基底上，并有部分所述阻挡层悬空于所述基底上，且在所述阻挡层内形成有一凹槽，所述凹槽沿所述第一区域指向所述第二区域的方向横跨所述直线段交界，且所述凹槽位于所述第一区域的部分暴露出所述导电极板；
一位于所述凹槽内的接触焊垫，沿所述第一区域指向所述第二区域的方向横跨所述直线段交界，所述接触焊垫位于所述第一区域的部分与所述导电极板相连接。
12.如权利要求11所述的MEMS麦克风，其特征在于，靠近所述接触焊垫的孔的尺寸小于远离所述接触焊垫的孔的尺寸。
13.如权利要求11所述的MEMS麦克风，其特征在于，所述孔在所述基底上的投影形状为圆形或方形。
14.如权利要求11至13任一项所述的MEMS麦克风，其特征在于，所述导电极板为长方形。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111491244B (zh) * 2020-03-16 2021-11-16 歌尔微电子有限公司 一种mems麦克风的加工方法和mems麦克风

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1784084A (zh) * 2004-12-03 2006-06-07 佳乐电子股份有限公司 麦克风及其制造方法
KR20070067951A (ko) * 2005-12-26 2007-06-29 주식회사 비에스이 Ｓｍｄ용 콘덴서 마이크로폰 및 그 제조방법
CN101132655A (zh) * 2006-08-24 2008-02-27 美律实业股份有限公司 微机电麦克风封装结构与封装方法
CN101815235A (zh) * 2009-01-20 2010-08-25 美商通用微机电系统公司 微机电系统麦克风封装体及其制造方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4947169B2 (ja) * 2010-03-10 2012-06-06 オムロン株式会社 半導体装置及びマイクロフォン
WO2016153851A1 (en) * 2015-03-20 2016-09-29 Knowles Electronics, Llc Acoustic device with one or more trim capacitors

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1784084A (zh) * 2004-12-03 2006-06-07 佳乐电子股份有限公司 麦克风及其制造方法
KR20070067951A (ko) * 2005-12-26 2007-06-29 주식회사 비에스이 Ｓｍｄ용 콘덴서 마이크로폰 및 그 제조방법
CN101132655A (zh) * 2006-08-24 2008-02-27 美律实业股份有限公司 微机电麦克风封装结构与封装方法
CN101815235A (zh) * 2009-01-20 2010-08-25 美商通用微机电系统公司 微机电系统麦克风封装体及其制造方法

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