CN110316692A - 互补式金氧半微机电麦克风及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种互补式金氧半微机电麦克风及其制作方法，首先，提供一互补式金氧半装置，其包含依序由下而上设置的一半导体基板、一第一氧化绝缘层、一有掺杂多晶硅层、一第二氧化绝缘层、一图案化多晶硅层与一金属布线层，金属布线层设于第二氧化绝缘层上，图案化多晶硅层包含未掺杂多晶硅。接着，移除部分的金属布线层，以形成一金属电极，并于半导体基板开设贯穿自身的一空腔，以露出第一氧化绝缘层，进而形成一微机电麦克风。本发明利用图案化多晶硅层的未掺杂多晶硅避免有掺杂多晶硅层与金属电极发生短路。

Description

互补式金氧半微机电麦克风及其制作方法

技术领域

本发明涉及一种麦克风的制作技术，且特别涉及一种互补式金氧半微机电麦克风及其制作方法。

背景技术

在过去的三十年中，互补金属氧化物半导体(CMOS)已广泛用于集成电路(IC)的制造。由于大量的研究人力和投入，集成电路的发展和创新取得了突飞猛进的发展，显著提高了其可靠性和产量，同时，生产成本大幅降低。目前，此技术已达到成熟稳定的水平，对于半导体的持续发展，除了紧跟当前技术发展趋势外，必须实现突破，提供特殊的生产工艺，增强系统整合度。

在这方面，微机电系统(MEMS)是一种完全不同于传统技术的新型加工技术。它主要利用半导体技术生产MEMS结构；同时它能够制造具有电子和机械功能的产品。因此，它具有批量处理，小型化和高性能的优点，并且非常适用于需要以降低的成本进行大规模生产的生产工业。因此，对于这种稳定且不断发展的CMOS技术，MEMS和电路的集成可以是实现系统集成的更好方法。在传统技术中，如第1图所示，微机电麦克风通常有一背板10、一隔膜12与一半导体基板14。背板10与隔膜12中间有空隙，半导体基板14开设有一空腔16，空腔16位于隔膜12下方。当声压透过空气振动传递到隔膜12时，隔膜12会振动。若制程有误差时，背板10与隔膜12施加的电压会造成背板10与隔膜12发生短路。举例来说，欧洲专利EP2536168A2与美国专利US9758370都有揭露麦克风的结构，其背板与振动膜之间并无任何阻隔物，故振动膜振动时，背板与振动膜容易发生短路。此外，美国专利US7666698虽有利用蚀刻阻挡(etch stop)层在MEMS装置的上方形成空腔(cavity)，但此蚀刻阻挡层的材质为氮化硅(SiN)，并非为标准制程所使用的多晶硅(polysilicon)。美国专利20070218661A1则是对纯多晶硅层进行图案化与蚀刻，以形成有掺杂离子的闸极，与麦克风结构无关。

因此，本发明针对上述的困扰，提出一种互补式金氧半微机电麦克风及其制作方法，以解决现有技术中所存在的问题。

发明内容

本发明的主要目的，在于提供一种互补式金氧半微机电麦克风及其制作方法，其是利用图案化多晶硅层的未掺杂多晶硅隔离有掺杂多晶硅层与金属电极，以避免有掺杂多晶硅层与金属电极发生短路，同时避免有掺杂多晶硅层被蚀刻。

本发明的次要目的，在于提供一种互补式金氧半微机电麦克风及其制作方法，其是使部分的图案化未掺杂多晶硅层位於部分的金属电极与部分的图案化有掺杂多晶硅层之间，以利用部分的图案化未掺杂多晶硅层隔离部分的金属电极与部分的图案化有掺杂多晶硅层，且部分的金属电极与部分的图案化有掺杂多晶硅层的水平位置不同，以避免金属电极与图案化有掺杂多晶硅层之间有垂直的静电力，使金属电极与图案化有掺杂多晶硅层相吸导致短路，而影响麦克风的效能。

为达上述目的，本发明提供一种互补式金氧半微机电麦克风的制作方法，首先，提供一互补式金氧半装置，其包含依序由下而上设置的一半导体基板、一第一氧化绝缘层、一有掺杂多晶硅层、一第二氧化绝缘层、一图案化多晶硅层与一金属布线层，金属布线层设于第二氧化绝缘层上，图案化多晶硅层包含未掺杂多晶硅。接着，移除部分的金属布线层，以形成位于未掺杂多晶硅的上方的一金属电极，以利用未掺杂多晶硅隔离金属电极与有掺杂多晶硅层，并于半导体基板开设贯穿自身的一空腔(Chamber)，以露出第一氧化绝缘层，并以有掺杂多晶硅层作为震动隔膜(Diaphragm)，进而形成一微机电麦克风。

在本发明的一实施例中，是先移除部分的金属布线层，以形成金属电极，再于半导体基板开设空腔，以露出第一氧化绝缘层。

在本发明的一实施例中，是先于半导体基板开设空腔，以露出第一氧化绝缘层，再移除部分的金属布线层，以形成金属电极。

在本发明的一实施例中，金属布线层更包含一氧化绝缘结构、一第一金属层、一第二金属层、一第一金属通孔、一第二金属通孔与一第三金属层，氧化绝缘结构设于第二氧化绝缘层与图案化多晶硅层上，第一金属层、第二金属层、第一金属通孔、第二金属通孔与第三金属层嵌入氧化绝缘结构中，第一金属层、第二金属层与第三金属层彼此相隔，并依序由下而上设置，第一金属层与图案化多晶硅层相隔，第一金属通孔位于第二金属层与第三金属层之间，以电性连接第二金属层与第三金属层，第二金属通孔连接第二氧化绝缘层及未掺杂多晶硅的至少其中一者与第三金属层。

在本发明的一实施例中，氧化绝缘结构的材质为二氧化硅。

在本发明的一实施例中，金属布线层更包含一氮化硅(SiN)层，其是设于氧化绝缘结构与第三金属层上。

在本发明的一实施例中，先移除部分的氧化绝缘结构，以露出部分的图案化多晶硅层，再移除其余的氧化绝缘结构、第一金属层与部分的第二金属层，以利用第一金属通孔、第三金属层与其余的第二金属层形成金属电极。

在本发明的一实施例中，部分的氧化绝缘结构的移除方法为干蚀刻法，其余的氧化绝缘结构、第一金属层与部分的第二金属层的移除方法为湿蚀刻法。

在本发明的一实施例中，空腔的开设方法为深层离子蚀刻(DRIE)法。

在本发明的一实施例中，图案化多晶硅层更包含有掺杂多晶硅。

在本发明的一实施例中，半导体基板为硅基板，且第一氧化绝缘层与第二氧化绝缘层为二氧化硅层。

本发明亦提供一种互补式金氧半微机电麦克风的制作方法，首先，提供一互补式金氧半装置，其包含一半导体基板、一第一氧化绝缘层、一图案化有掺杂多晶硅层、至少一氧化绝缘区块、一第二氧化绝缘层、一图案化未掺杂多晶硅层与一金属布线层，第一氧化绝缘层设于半导体基板上，图案化有掺杂多晶硅层与氧化绝缘区块设于第一氧化绝缘层上，第二氧化绝缘层设于图案化有掺杂多晶硅层与氧化绝缘区块上，金属布线层设于第二氧化绝缘层上。接著，移除部分的金属布线层、部分的第二氧化绝缘层、部分的氧化绝缘区块与部分的第一氧化绝缘层，以形成一金属电极，部分的图案化未掺杂多晶硅层位於部分的金属电极与部分的图案化有掺杂多晶硅层之间，以利用部分的图案化未掺杂多晶硅层隔离部分的金属电极与部分的图案化有掺杂多晶硅层，且部分的金属电极与部分的图案化有掺杂多晶硅层的水平位置不同，并于半导体基板开设贯穿自身的一空腔(chamber)，以露出图案化有掺杂多晶硅层，进而形成一微机电麦克风。

在本发明的一实施例中，先移除部分的金属布线层、部分的第二氧化绝缘层、部分的氧化绝缘区块与部分的第一氧化绝缘层，以形成金属电极，再于半导体基板开设空腔，以露出图案化有掺杂多晶硅层。

在本发明的一实施例中，先于半导体基板开设空腔，再移除部分的金属布线层、部分的第二氧化绝缘层、部分的氧化绝缘区块与部分的第一氧化绝缘层，以形成金属电极，并露出图案化有掺杂多晶硅层。

在本发明的一实施例中，金属布线层更包含一氧化绝缘结构、一金属结构与一金属通孔，氧化绝缘结构设于第二氧化绝缘层与图案化未掺杂多晶硅层上，金属结构与金属通孔嵌入氧化绝缘结构中，金属通孔的顶端连接金属结构的底部，金属通孔的底端穿透图案化未掺杂多晶硅层与第二氧化绝缘层，并连接图案化有掺杂多晶硅层。

在本发明的一实施例中，氧化绝缘结构的材质为二氧化硅。

在本发明的一实施例中，移除氧化绝缘结构、部分的第二氧化绝缘层、部分的氧化绝缘区块与部分的第一氧化绝缘层，以露出图案化未掺杂多晶硅层，并利用金属通孔与金属结构形成金属电极。

在本发明的一实施例中，空腔的开设方法为深层离子蚀刻法(DRIE)法。

在本发明的一实施例中，半导体基板为硅基板，且第一氧化绝缘层、氧化绝缘区块与第二氧化绝缘层的材质皆为二氧化硅。

本发明亦提供一种互补式金氧半微机电麦克风，包含一半导体基板、一第一氧化绝缘层、一图案化有掺杂多晶硅层、至少一氧化绝缘区块、一第二氧化绝缘层、一图案化未掺杂多晶硅层与一金属电极。半导体基板具有贯穿自身之一空腔(chamber)，第一氧化绝缘层具有贯穿自身之一第一开口，第一氧化绝缘层设於半导体基板上，第一开口连通空腔。图案化有掺杂多晶硅层与氧化绝缘区块设於第一氧化绝缘层上，氧化绝缘区块具有贯穿自身之至少一第二开口，第二开口连通第一开口。第二氧化绝缘层设於图案化有掺杂多晶硅层与氧化绝缘区块，第二氧化绝缘层具有贯穿自身之至少一第三开口，第三开口连通第二开口。图案化未掺杂多晶硅层设於第二氧化绝缘层上。金属电极的底部穿透图案化未掺杂多晶硅层与第二氧化绝缘层，并连接图案化有掺杂多晶硅层，部分的图案化未掺杂多晶硅层位於部分的金属电极与部分的图案化有掺杂多晶硅层之间，以利用部分的图案化未掺杂多晶硅层隔离部分的金属电极与部分的图案化有掺杂多晶硅层，且部分的金属电极与部分的图案化有掺杂多晶硅层的水平位置不同。

在本发明的一实施例中，半导体基板为硅基板，且第一氧化绝缘层、氧化绝缘区块与第二氧化绝缘层的材质皆为二氧化硅。为使本领域技术人员对本发明的结构特征及所达成的功效更有进一步的了解与认识，谨佐以较佳的实施例图及配合详细的说明，说明如后：

附图说明

图1为先前技术的微机电麦克风的结构剖视图。

图2(a)至图2(d)为本发明的制作互补式金氧半微机电麦克风的第一实施例的各步骤结构剖视图。

图3(a)至图3(d)为本发明的制作互补式金氧半微机电麦克风的第二实施例的各步骤结构剖视图。

图4(a)至图4(b)为本发明的制作互补式金氧半装置的一实施例的各步骤结构剖视图。

图5为本发明的微机电麦克风的结构剖视图。

图6(a)至图6(c)为本发明的制作互补式金氧半微机电麦克风的第三实施例的各步骤结构剖视图。

图7(a)至图7(c)为本发明的制作互补式金氧半微机电麦克风的第四实施例的各步骤结构剖视图。

图8(a)至图8(b)为本发明的制作互补式金氧半装置的另一实施例的各步骤结构剖视图。

符号说明：

10 背板

12 隔膜

14 半导体基板

16 空腔

18 互补式金氧半装置

20 半导体基板

22 第一氧化绝缘层

24 有掺杂多晶硅层

26 第二氧化绝缘层

28 图案化多晶硅层

281 未掺杂多晶硅

282 有掺杂多晶硅

30 金属布线层

32 氧化绝缘结构

34 第一金属层

36 第二金属层

38 第一金属通孔

40 第二金属通孔

42 第三金属层

44 氮化硅层

46 金属电极

47 腔体

48 空腔

50 半导体基板

52 第一氧化绝缘层

54 图案化有掺杂多晶硅层

56 氧化绝缘区块

58 第二氧化绝缘层

60 图案化未掺杂多晶硅层

62 金属电极

64 空腔

66 第一开口

68 第二开口

70 第三开口

72 金属结构

74 金属通孔

76 互补式金氧半装置

78 金属布线层

80 氧化绝缘结构

具体实施方式

本发明的实施例将通过下文配合相关图式进一步加以解说。尽可能的，于图式与说明书中，相同标号是代表相同或相似构件。于图式中，基于简化与方便标示，形状与厚度可能经过夸大表示。可以理解的是，未特别显示于图式中或描述于说明书中的组件，为本领域技术人员所知的形态。本领域技术人员可依据本发明的内容而进行多种的改变与修改。

一般而言，互补式金氧半(CMOS)制程中的多晶硅(polysilicon)中都有掺杂N型或P型离子，以作为导电材料，通常可以作为闸极、电阻或多晶硅(PIP,poly interconnectpoly)电容，但本发明却未在多晶硅中掺杂任何离子，即使用纯多晶硅，不但能在制作微机电麦克风时作为蚀刻阻挡层，亦能防止麦克风发生短路事件。

以下请参阅图2(a)至图2(d)，以介绍本发明的互补式金氧半微机电麦克风的制作方法的第一实施例。首先，如图2(a)所示，提供一互补式金氧半装置18，其包含依序由下而上设置的一半导体基板20、一第一氧化绝缘层22、一有掺杂多晶硅层24、一第二氧化绝缘层26、一图案化多晶硅层28与一金属布线层30，金属布线层30设于第二氧化绝缘层26上，图案化多晶硅层28包含未掺杂多晶硅或同时包含未掺杂多晶硅与有掺杂多晶硅。若图案化多晶硅层28仅包含未掺杂多晶硅，则图案化多晶硅层28的全部区域的材质皆为未掺杂多晶硅。在第一实施例中，图案化多晶硅层28同时包含未掺杂多晶硅281与有掺杂多晶硅282为例。换言之，图案化多晶硅层28的部分区域的材质为未掺杂多晶硅281，图案化多晶硅层28的其余区域的材质为有掺杂多晶硅282，其中未掺杂多晶硅281的区域是以剖面线表示，有掺杂多晶硅282的区域是以空白表示。本发明所使用的有掺杂多晶硅282可掺杂P型离子或N型离子，相对未掺杂多晶硅281更加具有导电性。此外，本发明所使用的未掺杂多晶硅281为纯多晶硅，根据NAGA SIVAKUMAR YAGNAMURTHY于2013年所著的EFFECT OF GRAIN STRUCTUREAND DOPING ON THE MECHANICAL PROPERTIES OF POLYSILICON THIN FILMS FOR MEMS(晶粒结构和掺杂对聚四氟乙烯薄膜薄膜力学性能的影响)，未掺杂多晶硅的电阻率为无限大，有掺杂磷硅玻璃(PSG)相对未掺杂多晶硅的电阻率则较低，故本发明所使用的未掺杂多晶硅，可视为绝缘体，并用来防止二导体发生短路。为了详细说明本发明互补式金氧半微机电麦克风的制作方法，在第一实施例中，具体描述互补式金氧半装置18的结构，但本发明并不限定于此。

在互补式金氧半装置18中，半导体基板20为硅基板，且第一氧化绝缘层22与第二氧化绝缘层26为二氧化硅层。金属布线层30更包含一氧化绝缘结构32、一第一金属层34、一第二金属层36、一第一金属通孔(via)38、一第二金属通孔(via)40、一第三金属层42与一氮化硅(SiN)层44，氧化绝缘结构32的材质可为二氧化硅，第一金属层34、第二金属层36、第一金属通孔38、第二金属通孔40与第三金属层42皆为导电材质。氧化绝缘结构32设于第二氧化绝缘层26与图案化多晶硅层28上，第一金属层34、第二金属层36、第一金属通孔38、第二金属通孔40与第三金属层42嵌入氧化绝缘结构32中，第一金属层34、第二金属层36与第三金属层42彼此相隔，并依序由下而上设置，第一金属层34与图案化多晶硅层28相隔，第一金属通孔38位于第二金属层36与第三金属层42之间，以电性连接第二金属层36与第三金属层42，第二金属通孔40连接第二氧化绝缘层26及图案化多晶硅层28的未掺杂多晶硅281的至少其中一者与第三金属层42。在第一实施例中，第二金属通孔40同时连接第二氧化绝缘层26、图案化多晶硅层28的未掺杂多晶硅281与第三金属层42。

接着，如图2(b)所示，以干蚀刻法移除氮化硅(SiN)层44与部分的氧化绝缘结构32，以露出部分的图案化多晶硅层28。然后，如图2(c)所示，以湿蚀刻法移除其余的氧化绝缘结构32、第一金属层34与部分的第二金属层36，以利用第一金属通孔38、第三金属层42与其余的第二金属层36形成一金属电极46，并形成设于金属电极46与图案化多晶硅层28之间的一腔体(cavity)47。在传统技术中，因为麦克风使用大面积的垂直电容，故需要金属背板来形成垂直电容。但在本发明中，因为麦克风所使用的是侧向电容，故不再需要金属背板，仅需要金属电极46来形成侧向电容即可。在图2(b)与图2(c)的步骤中，由于图案化多晶硅层28的未掺杂多晶硅281隔离有掺杂多晶硅层24与氧化绝缘结构32，故能避免蚀刻有掺杂多晶硅层24。此外，因为图案化多晶硅层28的未掺杂多晶硅281位于有掺杂多晶硅层24与金属电极46之间，使金属电极46位于图案化多晶硅层28的未掺杂多晶硅281的上方，以利用未掺杂多晶硅281隔离有掺杂多晶硅层24与金属电极46，故当有掺杂多晶硅层24作为隔膜振动，且有掺杂多晶硅层24与金属电极46上施加电压时，能避免有掺杂多晶硅层24与金属电极46发生短路。最后，如图2(d)所示，为了使声压能传递到隔膜，以深层离子蚀刻(DRIE，Deep reactive-ion etching)法于半导体基板20开设贯穿自身的一空腔48，以露出第一氧化绝缘层22，进而形成一微机电麦克风。

图2(b)、图2(c)与图2(d)的步骤除了可以依序进行外，亦可同时进行。即在一步骤中，以蚀刻法移除部分的金属布线层30，以形成位于未掺杂多晶硅281的上方的金属电极46，以利用未掺杂多晶硅281隔离金属电极46与有掺杂多晶硅层24，并于半导体基板20开设贯穿自身的空腔48，以露出第一氧化绝缘层22，进而形成微机电麦克风。

以下请参阅图3(a)至图3(d)，以介绍本发明的互补式金氧半微机电麦克风的制作方法的第二实施例。首先，如图3(a)所示，提供一互补式金氧半装置18，其结构与图2(a)中的互补式金氧半装置18的结构相同，于此不再赘述。接着，如图3(b)所示，以深层离子蚀刻(DRIE)法于半导体基板20开设贯穿自身的一空腔48，以露出第一氧化绝缘层22。然后，如图3(c)所示，以干蚀刻移除部分的氧化绝缘结构32与氮化硅(SiN)层44，以露出部分的图案化多晶硅层28。最后，如图3(d)所示，以湿蚀刻法移除其余的氧化绝缘结构32、第一金属层34与部分的第二金属层36，以利用第一金属通孔38、第三金属层42与其余的第二金属层36形成一金属电极46，并形成设于金属电极46与图案化多晶硅层28之间的一腔体(cavity)47，进而形成一微机电麦克风。在第图3(c)与图3(d)的步骤中，由于图案化多晶硅层28的未掺杂多晶硅281隔离有掺杂多晶硅层24与氧化绝缘结构32，故能避免蚀刻有掺杂多晶硅层24。此外，因为图案化多晶硅层28的未掺杂多晶硅281位于有掺杂多晶硅层24与金属电极46之间，使金属电极46位于图案化多晶硅层28的未掺杂多晶硅281的上方，以利用未掺杂多晶硅281隔离有掺杂多晶硅层24与金属电极46，故当有掺杂多晶硅层24作为隔膜透过空腔48接收声压进行振动，且有掺杂多晶硅层24与金属电极46上施加电压时，能避免有掺杂多晶硅层24与金属电极46发生短路。

以下介绍本发明的互补式金氧半装置18的制作过程，但本发明并不限定于此。首先，如图4(a)所示，于半导体基板20上以热氧化法(thermal oxidation)形成第一氧化绝缘层22。接着，配合离子布植法(ion implantation)，于第一氧化绝缘层22上形成有掺杂多晶硅层24。再来，以热氧化法形成第二氧化绝缘层26于有掺杂多晶硅层24上。形成完后，配合图案化(patterning)与蚀刻(etching)制程及离子布植法，于第二氧化绝缘层26上形成图案化多晶硅层28。最后，如图4(b)所示，配合热氧化法、图案化与蚀刻制程与金属沈积法形成金属布线层30于图案化多晶硅层28与第二氧化绝缘层26上。

请参阅图5，以下介绍本发明的互补式金氧半微机电麦克风，其系包含一半导体基板50、一第一氧化绝缘层52、一图案化有掺杂多晶硅层54、至少一氧化绝缘区块56、一第二氧化绝缘层58、一图案化未掺杂多晶硅层60与一金属电极62，其中半导体基板50为硅基板，且第一氧化绝缘层52、氧化绝缘区块56与第二氧化绝缘层58的材质例如皆为二氧化硅。图案化有掺杂多晶硅层54可掺杂P型离子或N型离子，相对图案化未掺杂多晶硅层60更加具有导电性。此外，本发明所使用的图案化未掺杂多晶硅层60为纯多晶硅，根据NAGA SIVAKUMARYAGNAMURTHY于2013年所著的EFFECT OF GRAIN STRUCTURE AND DOPING ON THEMECHANICAL PROPERTIES OF POLYSILICON THIN FILMS FOR MEMS(晶粒结构和掺杂对聚四氟乙烯薄膜薄膜力学性能的影响)，未掺杂多晶硅的电阻率为无限大，有掺杂磷硅玻璃(PSG)相对未掺杂多晶硅的电阻率则较低，故本发明所使用的图案化未掺杂多晶硅层60，可视为绝缘体，并用来防止二导体发生短路。。在传统技术中，因为麦克风使用大面积的垂直电容，故需要金属背板来形成垂直电容。但在本发明中，因为麦克风所使用的是侧向电容，故不再需要金属背板，仅需要金属电极62来形成侧向电容即可。半导体基板50具有贯穿自身之一空腔(chamber)64。第一氧化绝缘层52具有贯穿自身之一第一开口66，第一氧化绝缘层52设於半导体基板50上，第一开口66连通空腔64。图案化有掺杂多晶硅层54与氧化绝缘区块56设於第一氧化绝缘层52上，氧化绝缘区块56具有贯穿自身之至少一第二开口68，第二开口68连通第一开口66。第二氧化绝缘层58设於图案化有掺杂多晶硅层54与氧化绝缘区块56，第二氧化绝缘层58具有贯穿自身之至少一第三开口70，第三开口70连通第二开口68。图案化未掺杂多晶硅层60设於第二氧化绝缘层58上。金属电极62的底部穿透图案化未掺杂多晶硅层60与第二氧化绝缘层58，并连接图案化有掺杂多晶硅层54，部分的图案化未掺杂多晶硅层60位於部分的金属电极62与部分的图案化有掺杂多晶硅层54之间，以利用部分的图案化未掺杂多晶硅层60隔离部分的金属电极62与部分的图案化有掺杂多晶硅层54，且部分的金属电极62与部分的图案化有掺杂多晶硅层54不但在垂直位置不同外，部分的金属电极62与部分的图案化有掺杂多晶硅层54的水平位置也不同，换句话说，部分的金属电极62并未与部分的图案化有掺杂多晶硅层54重叠，使部分的金属电极62并未遮蔽部分的图案化有掺杂多晶硅层54，以避免金属电极62与图案化有掺杂多晶硅层54之间有垂直的静电力，使金属电极62与图案化有掺杂多晶硅层54相吸导致短路，而影响麦克风的效能。金属电极62为导电材质，金属电极62包含皆为导电材质的一金属结构72与一金属通孔74。金属通孔74的顶端连接金属结构72的底部，金属通孔74的底端穿透图案化未掺杂多晶硅层60与第二氧化绝缘层58，并连接图案化有掺杂多晶硅层54。金属结构72与图案化未掺杂多晶硅层60之间形成有一腔体(cavity)。

以下请参阅图6(a)至图6(c)，以介绍本发明的互补式金氧半微机电麦克风的制作方法的第三实施例。首先，如图6(a)所示，提供一互补式金氧半装置76，其包含一半导体基板50、一第一氧化绝缘层52、一图案化有掺杂多晶硅层54、至少一氧化绝缘区块56、一第二氧化绝缘层58、一图案化未掺杂多晶硅层60与一金属布线层78，第一氧化绝缘层52设于半导体基板50上，图案化有掺杂多晶硅层54与氧化绝缘区块56设于第一氧化绝缘层52上，第二氧化绝缘层58设于图案化有掺杂多晶硅层54与氧化绝缘区块56上，金属布线层78设于第二氧化绝缘层58上。为了详细说明本发明互补式金氧半微机电麦克风的制作方法，在第三实施例中，具体描述互补式金氧半装置76的结构，但本发明并不限定于此。

具体而言，金属布线层78更包含一氧化绝缘结构80、一金属结构72与一金属通孔74，氧化绝缘结构80的材质例如为二氧化硅，氧化绝缘结构80设于第二氧化绝缘层58与图案化未掺杂多晶硅层60上，金属结构72与金属通孔74嵌入氧化绝缘结构80中，金属通孔74的顶端电性连接金属结构72的底部，金属通孔74的底端穿透图案化未掺杂多晶硅层60与第二氧化绝缘层58，并电性连接图案化有掺杂多晶硅层54。

接着，如图6(b)所示，为了使声压能传递到图案化有掺杂多晶硅层54与氧化绝缘区块56所形成的隔膜(diaphragm)，以深层离子蚀刻法(DRIE)法于半导体基板50开设贯穿自身的一空腔64。

最后，如图6(c)所示，以干蚀刻法与湿蚀刻法移除氧化绝缘结构80、部分的第二氧化绝缘层58、部分的氧化绝缘区块56与部分的第一氧化绝缘层52，以露出图案化未掺杂多晶硅层60，并利用金属通孔74与金属结构72形成金属电极62，且金属结构72与图案化未掺杂多晶硅层60之间形成有一腔体(cavity)，进而形成一微机电麦克风。在此步骤中，由于图案化未掺杂多晶硅层60隔离图案化有掺杂多晶硅层54与氧化绝缘结构80，故能避免蚀刻图案化有掺杂多晶硅层54。此外，因为图案化未掺杂多晶硅层60位于图案化有掺杂多晶硅层54与金属电极62之间，使金属电极62位于图案化未掺杂多晶硅层60的上方，以利用图案化未掺杂多晶硅层60隔离图案化有掺杂多晶硅层54与金属电极62，故当图案化有掺杂多晶硅层54与氧化绝缘区块56所形成的隔膜振动，且图案化有掺杂多晶硅层54与金属电极62上施加电压时，能避免图案化有掺杂多晶硅层54与金属电极62发生短路。

图6(b)与图6(c)的步骤除了可以依序进行外，亦可同时进行。即在一步骤中，以蚀刻法移除部分的金属布线层78、部分的第二氧化绝缘层58、部分的氧化绝缘区块56与部分的第一氧化绝缘层52，以形成一金属电极62，部分的图案化未掺杂多晶硅层60位於部分的金属电极62与部分的图案化有掺杂多晶硅层54之间，以利用部分的图案化未掺杂多晶硅层60隔离部分的金属电极62与部分的图案化有掺杂多晶硅层54，且部分的金属电极62与部分的图案化有掺杂多晶硅层54的水平位置不同，并于半导体基板50开设贯穿自身的一空腔(chamber)，以露出图案化有掺杂多晶硅层54，进而形成一微机电麦克风。

以下请参阅图7(a)至图7(c)，以介绍本发明的互补式金氧半微机电麦克风的制作方法的第四实施例。首先，如图7(a)所示，提供一互补式金氧半装置76，其结构与图6(a)中的互补式金氧半装置76的结构相同，于此不再赘述。接着，如图7(b)所示，以干蚀刻法与湿蚀刻法移除氧化绝缘结构80、部分的第二氧化绝缘层58、部分的氧化绝缘区块56与部分的第一氧化绝缘层52，并利用金属通孔74与金属结构72形成金属电极62，且金属结构72与图案化未掺杂多晶硅层60之间形成有一腔体(cavity)，进而形成一微机电麦克风。在此步骤中，由于图案化未掺杂多晶硅层60隔离图案化有掺杂多晶硅层54与氧化绝缘结构80，故能避免蚀刻图案化有掺杂多晶硅层54。此外，因为图案化未掺杂多晶硅层60位于图案化有掺杂多晶硅层54与金属电极62之间，使金属电极62位于图案化未掺杂多晶硅层60的上方，以利用图案化未掺杂多晶硅层60隔离图案化有掺杂多晶硅层54与金属电极62，故当图案化有掺杂多晶硅层54与氧化绝缘区块56所形成的隔膜振动，且图案化有掺杂多晶硅层54与金属电极62上施加电压时，能避免图案化有掺杂多晶硅层54与金属电极62发生短路。最后，如图7(c)所示，为了使声压能传递到图案化有掺杂多晶硅层54与氧化绝缘区块56所形成的隔膜，以深层离子蚀刻法(DRIE)法于半导体基板50开设贯穿自身的一空腔64。，以露出图案化未掺杂多晶硅层60。

以下介绍本发明的互补式金氧半装置76的制作过程，但本发明并不限定于此。首先，如图8(a)所示，于半导体基板50上以热氧化法(thermal oxidation)形成第一氧化绝缘层52。接着，配合图案化(patterning)与蚀刻(etching)制程、离子布植法(ionimplantation)与热氧化法，于第一氧化绝缘层52上形成图案化有掺杂多晶硅层54与氧化绝缘区块56。再来，以热氧化法形成第二氧化绝缘层58于图案化有掺杂多晶硅层54与氧化绝缘区块56上。形成完后，配合图案化与蚀刻制程及离子布植法，于第二氧化绝缘层58上形成图案化未掺杂多晶硅层60。最后，如图8(b)所示，配合热氧化法、图案化与蚀刻制程与金属沈积法形成金属布线层78于图案化未掺杂多晶硅层60与第二氧化绝缘层58上，并穿透图案化未掺杂多晶硅层60与第二氧化绝缘层58，以电性连接图案化有掺杂多晶硅层54。

综上所述，本发明利用图案化多晶硅层的未掺杂多晶硅隔离有掺杂多晶硅层与金属电极，以避免有掺杂多晶硅层与金属电极发生短路，同时避免有掺杂多晶硅层被蚀刻。

以上所述者，仅为本发明一较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围，故举凡依本发明申请专利范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本发明的申请专利范围内。

Claims (11)

1.一种互补式金氧半微机电麦克风的制作方法，其特征在于，包含：

提供一互补式金氧半装置，其包含依序由下而上设置的一半导体基板、一第一氧化绝缘层、一有掺杂多晶硅层、一第二氧化绝缘层、一图案化多晶硅层与一金属布线层，该金属布线层设于该第二氧化绝缘层上，该图案化多晶硅层包含未掺杂多晶硅；以及

移除部分的该金属布线层，以形成位于该未掺杂多晶硅上方的一金属电极，以利用该未掺杂多晶硅隔离该金属电极与该有掺杂多晶硅层，并于该半导体基板开设贯穿自身的一空腔(chamber)，以露出该第一氧化绝缘层，进而形成一微机电麦克风。

2.如权利要求1所述的互补式金氧半微机电麦克风的制作方法，其特征在于，在移除该部分的该金属布线层，以形成该金属电极，并于该半导体基板开设该空腔，以露出该第一氧化绝缘层的步骤中，是先移除该部分的该金属布线层，以形成该金属电极，再于该半导体基板开设该空腔，以露出该第一氧化绝缘层。

3.如权利要求1所述的互补式金氧半微机电麦克风的制作方法，其特征在于，该金属布线层更包含一氧化绝缘结构、一第一金属层、一第二金属层、一第一金属通孔、一第二金属通孔与一第三金属层，该第一金属层、该第二金属层、该第一金属通孔、该第二金属通孔与该第三金属层皆为导电材质，该氧化绝缘结构设于该第二氧化绝缘层与该图案化多晶硅层上，该第一金属层、该第二金属层、该第一金属通孔、该第二金属通孔与该第三金属层嵌入该氧化绝缘结构中，该第一金属层、该第二金属层与该第三金属层彼此相隔，并依序由下而上设置，该第一金属层与该图案化多晶硅层相隔，该第一金属通孔位于该第二金属层与该第三金属层之间，以电性连接该第二金属层与该第三金属层，该第二金属通孔连接该第二氧化绝缘层及该未掺杂多晶硅的至少其中一者与该第三金属层。

4.如权利要求3所述的互补式金氧半微机电麦克风的制作方法，其特征在于，在移除该部分的该金属布线层，以形成该金属电极的步骤中，先移除部分的该氧化绝缘结构，以露出部分的该图案化多晶硅层，再移除其余的该氧化绝缘结构、该第一金属层与部分的该第二金属层，以利用该第一金属通孔、该第三金属层与其余的该第二金属层形成该金属电极。

5.如权利要求4所述的互补式金氧半微机电麦克风的制作方法，其特征在于，该部分的该氧化绝缘结构的移除方法为干蚀刻法，该其余的该氧化绝缘结构、该第一金属层与该部分的该第二金属层的移除方法为湿蚀刻法。

6.如权利要求1所述的互补式金氧半微机电麦克风的制作方法，其特征在于，该图案化多晶硅层更包含有掺杂多晶硅。

7.一种互补式金氧半微机电麦克风的制作方法，其特征在于，包含：

提供一互补式金氧半装置，其包含一半导体基板、一第一氧化绝缘层、一图案化有掺杂多晶硅层、至少一氧化绝缘区块、一第二氧化绝缘层、一图案化未掺杂多晶硅层与一金属布线层，该第一氧化绝缘层设于该半导体基板上，该图案化有掺杂多晶硅层与该至少一氧化绝缘区块设于该第一氧化绝缘层上，该第二氧化绝缘层设于该图案化有掺杂多晶硅层与该至少一氧化绝缘区块上，该金属布线层设于该第二氧化绝缘层上；以及

移除部分的该金属布线层、部分的该第二氧化绝缘层、部分的该至少一氧化绝缘区块与部分的该第一氧化绝缘层，以形成一金属电极，部分的该图案化未掺杂多晶硅层位於部分的该金属电极与部分的该图案化有掺杂多晶硅层之间，以利用该部分的该图案化未掺杂多晶硅层隔离该部分的该金属电极与该部分的该图案化有掺杂多晶硅层，且该部分的该金属电极与该部分的该图案化有掺杂多晶硅层的水平位置不同，并于该半导体基板开设贯穿自身的一空腔(chamber)，以露出该图案化有掺杂多晶硅层，进而形成一微机电麦克风。

8.如权利要求7所述的互补式金氧半微机电麦克风的制作方法，其特征在于，在移除该部分的该金属布线层、该部分的该第二氧化绝缘层、该部分的该至少一氧化绝缘区块与该部分的该第一氧化绝缘层，以形成该金属电极，并于该半导体基板开设该空腔，以露出该图案化有掺杂多晶硅层的步骤中，是先于该半导体基板开设该空腔，再移除该部分的该金属布线层、该部分的该第二氧化绝缘层、该部分的该至少一氧化绝缘区块与该部分的该第一氧化绝缘层，以形成该金属电极，并露出该图案化有掺杂多晶硅层。

9.如权利要求7所述的互补式金氧半微机电麦克风的制作方法，其特征在于，该半导体基板为硅基板，且该第一氧化绝缘层、该至少一氧化绝缘区块与该第二氧化绝缘层的材质皆为二氧化硅。

10.一种互补式金氧半微机电麦克风，其特征在于，包含：

一半导体基板，具有贯穿自身之一空腔(chamber)；

一第一氧化绝缘层，具有贯穿自身之一第一开口，该第一氧化绝缘层设於该半导体基板上，该第一开口连通该空腔；

一图案化有掺杂多晶硅层与至少一氧化绝缘区块，设於该第一氧化绝缘层上，该至少一氧化绝缘区块具有贯穿自身之至少一第二开口，该至少一第二开口连通该第一开口；

一第二氧化绝缘层，设於该图案化有掺杂多晶硅层与该至少一氧化绝缘区块，该第二氧化绝缘层具有贯穿自身之至少一第三开口，该至少一第三开口连通该至少一第二开口；

一图案化未掺杂多晶硅层，设於该第二氧化绝缘层上；以及

一金属电极，其底部穿透该图案化未掺杂多晶硅层与该第二氧化绝缘层，并连接该图案化有掺杂多晶硅层，部分的该图案化未掺杂多晶硅层位於部分的该金属电极与部分的该图案化有掺杂多晶硅层之间，以利用该部分的该图案化未掺杂多晶硅层隔离该部分的该金属电极与该部分的该图案化有掺杂多晶硅层，且该部分的该金属电极与该部分的该图案化有掺杂多晶硅层的水平位置不同。

11.如权利要求10所述的互补式金氧半微机电麦克风的制作方法，其特征在于，该半导体基板为硅基板，且该第一氧化绝缘层、该至少一氧化绝缘区块与该第二氧化绝缘层的材质皆为二氧化硅。