CN111935620A - Mems麦克风及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种MEMS麦克风及其制备方法。麦克风包括衬底、振膜、背极、背板及引出电极；衬底内设置有第一空腔，振膜通过支架固定于衬底上，振膜的下表面设置有第一阻挡块及保护侧墙，背极位于振膜的上方，背极上设置有多个间隔分布的第一声孔，第一声孔贯穿背极且对应位于第二空腔的上方；背板位于背极上，背板上设置有多个间隔分布的第二声孔、第二阻挡块及支撑结构；第二声孔贯穿背板，第二阻挡块设置于背板的下表面，且穿过背极直至凸出于背极的下表面；支撑结构位于振膜的上表面；引出电极分别与振膜及背极相连接。本发明可以避免背板因局部应力集中而产生裂纹损坏等问题，可以有效提高背板的机械强度，确保MEMS麦克风的机械及电声性能。

Description

MEMS麦克风及其制备方法

技术领域

本发明属于半导体制造技术领域，特别涉及一种MEMS麦克风及其制备方法。

背景技术

现今的智能手机和智能音箱中使用的都是用MEMS技术制造的麦克风。这种麦克风具有体积小、功耗低、性能优异、一致性好、便于装配等优点。图1所示为一种常用的MEMS麦克风的局部结构示意图。如图1所示，现有的MEMS麦克风电容结构中的背板42通常都是直接固定在衬底41的上表面，即背板42外周固定在衬底41上表面。由于需要确保背板上的阻挡块等结构和振膜具有一定间距，故现有技术中的背板侧壁高度普遍比较大，导致背板顶部和侧壁连接部位的内表面存在的拐角容易因应力过于集中而产生裂纹等破损，导致背板机械强度下降。该拐角如图1虚线框标记处所示，理论上该拐角为直角，但因工艺等原因导致其实际上呈一定弧形，背板高度越高，该弧形部分的曲率越大，该部位的应力就越集中，背板破损风险越大，导致MEMS麦克风的机械性能和电声性能下降，严重时可能导致MEMS麦克风的完全失效。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提出了一种MEMS麦克风及其制备方法，用于解决现有的MEMS麦克风结构中，背板直接固定于衬底的上表面，导致背板和侧壁连接部位的内拐角容易因应力过于集中而导致背板破损，导致MEMS麦克风的机械性能和电声性能下降，严重时可能导致MEMS麦克风完全失效等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种MEMS麦克风，包括：

衬底，所述衬底内设置有第一空腔，所述第一空腔贯穿所述衬底；

振膜，所述振膜通过支架固定于所述衬底上，所述振膜的下表面设置有第一阻挡块及保护侧墙，所述第一阻挡块与所述衬底具有间距，所述保护侧墙包覆所述支架的侧面，且位于所述第一阻挡块的外侧；

背极，位于所述振膜的上方，且与所述振膜具有间距，以在所述背极和所述振膜之间形成第二空腔，所述第二空腔与所述第一空腔上下对应；所述背极上设置有多个间隔分布的第一声孔，所述第一声孔贯穿所述背极且所述第一声孔对应位于所述第二空腔的上方；

背板，位于所述背极上，所述背板上设置有多个间隔分布的第二声孔、第二阻挡块及支撑结构；所述第二声孔贯穿所述背板，且所述第二声孔与所述第一声孔上下一一对应；所述第二阻挡块设置于所述背板的下表面，且所述第二阻挡块穿过所述背极直至凸出于所述背极的下表面；所述第二阻挡块与所述振膜具有间距，所述支撑结构位于所述第二空腔的外侧，且位于所述振膜的上表面；以及，

第一引出电极及第二引出电极，分别与所述振膜及所述背极相连接。

可选地，所述振膜的上表面高度为所述支撑结构的上表面高度的30~60%。

可选地，所述振膜上还设置有贯穿所述振膜的狭缝和多个释放孔，所述狭缝位于所述支架的外侧，所述释放孔位于所述第一阻挡块和支架之间，且所述狭缝及所述释放孔均与所述衬底具有间距。

可选地，所述第二声孔的尺寸大于所述第一声孔的尺寸。

可选地，所述支架沿水平方向的截面形貌包括圆形和多边形中的一种或两种。

可选地，所述支撑结构自所述振膜的上表面向外延伸至所述衬底的上表面。

更可选地，所述支撑结构内形成有多个凹槽，所述多个凹槽的深度相同或不同，所述第一引出电极及第二引出电极分别经所述凹槽的表面延伸到所述振膜及背极表面。

可选地，所述MEMS麦克风还包括辅助支撑结构，所述辅助支撑结构位于所述振膜的外围，且位于所述支架的上表面，并向上延伸至所述支撑结构内，所述辅助支撑结构的材质不同于所述支撑结构的材质。

可选地，所述辅助支撑结构的上表面为非平坦结构面。

本发明还提供一种MEMS麦克风的制备方法，包括以下步骤：

提供衬底，在所述衬底上表面形成第一牺牲层，在所述第一牺牲层内形成多个间隔分布的第一开口及第二开口，所述第一开口的深度小于所述第一牺牲层的厚度，所述第二开口贯穿所述第一牺牲层直至暴露出所述衬底，所述第一开口所在位置对应后续形成的第一阻挡块，所述第二开口所在位置对应后续形成的保护侧墙；

于所述第一牺牲层的上表面形成多晶硅材料层，所述多晶硅材料层覆盖所述第一牺牲层且填充所述第一开口及第二开口以形成包括保护侧墙和第一阻挡块的振膜，其中，保护侧墙内的第一牺牲层构成支架以将振膜固定在所述衬底上；

对所述多晶硅材料层进行刻蚀以形成对应狭缝和释放孔的第三开口，所述第三开口暴露出所述第一牺牲层，所述第三开口与所述第一开口及第二开口上下相互错开，且位于第一阻挡块的外侧；

于所述多晶硅材料层的上表面形成第二牺牲层，所述第二牺牲层覆盖所述多晶硅材料层且填充所述第三开口；

对所述第二牺牲层进行刻蚀以形成第四开口、第五开口及辅助支撑结构，所述第四开口的位置对应后续形成的第二阻挡块，所述第五开口的位置对应后续形成的支撑结构，所述第四开口的深度小于所述第二牺牲层的厚度，所述第五开口贯穿所述第二牺牲层以暴露出所述多晶硅材料层，所述第五开口位于所述第四开口的外围，所述辅助支撑结构位于所述振膜的外围，且位于所述第一牺牲层的上表面；

于所述第二牺牲层的上表面形成导电材料层并经刻蚀形成背极，所述背极上设置有多个间隔分布的第一声孔，所述第一声孔贯穿所述背极且所述第一声孔对应位于所述第二牺牲材料层的上方；

于所述第二牺牲层及背极表面形成背板材料层并经刻蚀形成背板，所述背板位于所述背极上，所述背板上设置有多个间隔分布的第二声孔、第二阻挡块及支撑结构，所述第二声孔贯穿所述背板，且所述第二声孔与所述第一声孔上下一一对应；所述第二阻挡块设置于所述背板的下表面，且所述第二阻挡块穿过所述背极直至凸出于所述背极的下表面；所述第二阻挡块与所述振膜具有间距；所述支撑结构位于所述第二阻挡块的外围，且位于所述振膜的上表面，所述支撑结构覆盖所述辅助支撑结构；

形成第一引出电极及第二引出电极，所述第一引出电极及第二引出电极分别与所述振膜及背极相连接；

对所述衬底进行刻蚀以形成贯穿所述衬底的第一空腔，所述第一空腔与所述第一声孔及第二声孔上下对应；

刻蚀所述第一牺牲层及第二牺牲层以释放包括第一阻挡块、保护侧墙、狭缝和释放孔的振膜、背极及背板以形成所述MEMS麦克风，所述背极和所述振膜之间形成有第二空腔，所述第二空腔与所述第一空腔上下对应。

如上所述，本发明的MEMS麦克风通过改善的结构设计，将背板的外周架设在振膜上，在不影响空腔尺寸的情况下可以有效降低背板的侧壁高度，避免背板因局部应力集中而产生裂纹损坏等问题，从而可以有效提高背板的机械强度，确保MEMS麦克风的机械及电声性能。

附图说明

图1显示为现有技术中的MEMS麦克风的局部结构示意图。

图2显示为本发明提供的MEMS麦克风的结构示意图。

图3及图4显示为本发明中的背板的支撑结构于不同示例中的结构示意图。

图5至图7显示为本发明中的支撑结构内的凹槽于不同示例中的结构示意图。

图8显示为图2的MEMS麦克风的制备方法的流程图。

图9至图22显示为依图8的制备方法各步骤所呈现出的结构示意图。

元件标号说明：11-衬底；111-第一空腔；12-振膜；121-第一阻挡块；122-保护侧墙；123-狭缝；124-释放孔；13-背极；131-第二空腔；132-第一声孔；14-背板；141-第二声孔；142-第二阻挡块；143-支撑结构；144-凹槽；145-辅助支撑结构；151-第一引出电极；152-第二引出电极；16-支架；21-第一牺牲层；211-第一开口；212-第二开口；22-多晶硅材料层；221-第三开口；23-第二牺牲层；231-第四开口；232-第五开口；233-电极引出孔；24-导电材料层；25-背板材料层；41-衬底；42-背板。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅图2至图22。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，虽图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。且需要说明的是，本使图示尽量简洁，不同的说明书附图中对相同的结构并未完全标示。

如图2所示，本发明提供一种MEMS麦克风，包括：衬底11、振膜12、背极13、背板14第一引出电极151及第二引出电极152，所述衬底11内设置有第一空腔111，所述第一空腔111贯穿所述衬底11；所述振膜12通过支架16固定于所述衬底11上，所述振膜12的下表面设置有第一阻挡块121及保护侧墙122（所述保护侧墙122很大的作用在于在制备过程中保护位于其内侧的支架16不会被刻蚀掉），所述第一阻挡块121与所述衬底11具有间距（第一阻挡块121没有位于第一空腔111上方），以通过所述第一阻挡块121防止所述振膜12在振动过大的情况下与所述衬底11发生接触，减小对所述振膜12的振动效果产生的不良影响；所述保护侧墙122包覆所述支架16的侧面，且位于所述第一阻挡块121的外侧；所述背极13位于所述振膜12的上方，且与所述振膜12具有间距，以在所述背极13和所述振膜12之间形成第二空腔131，所述第二空腔131与所述第一空腔111上下对应；所述背极13上设置有多个间隔分布的第一声孔132，所述第一声孔132贯穿所述背极13且所述第一声孔132对应位于所述第二空腔131的上方；所述背板14位于所述背极13上，所述背板14上设置有多个间隔分布的第二声孔141、第二阻挡块142及支撑结构143（由于所述支撑结构并不是标准图样，因而图2中只能大致示意出其结构及位置），通过所述支撑结构143将所述背板14架设于所述振膜12的上方，且位于所述背极13的上方；所述第二声孔141贯穿所述背板14，且所述第二声孔141与所述第一声孔132上下一一对应；所述第二阻挡块142设置于所述背板14的下表面，且所述第二阻挡块142穿过所述背极13直至凸出于所述背极13的下表面；所述第二阻挡块142与所述振膜12具有间距以防止所述振膜12振动过大时和所述背极13接触，所述支撑结构143位于所述第二空腔131的外侧，且位于所述振膜12的上表面；所述第一引出电极151及第二引出电极152分别与所述振膜12及所述背极13相连接以实现振膜12和背极13的电性引出。本发明通过改善的结构设计，将背板的外周架设在振膜上，在不影响空腔尺寸的情况下可以有效降低背板的侧壁高度，避免背板因局部应力集中而产生裂纹损坏等问题，从而可以有效提高背板的机械强度，确保MEMS麦克风的机械及电声性能。

所述衬底11优选半导体衬底，包括但不限于硅衬底、锗衬底、硅锗衬底、碳化硅衬底、绝缘体上硅衬底、绝缘体上锗衬底等，本实施例中优选硅衬底。

所述振膜12的高度与所述支撑结构143的高度需精心设计，因为如果振膜12过高，那支撑结构143的高度将会被压缩，那将导致第二空腔131的尺寸减小，将会导致MEMS麦克风的灵敏性下降；而如果振膜12高度过小，则需要支撑结构143具有较大的高度以支撑背板14，由此又会导致支撑结构143因局部应力过大而导致机械强度下降等问题。发明人经长期实验发现，所述振膜12的上表面高度为所述支撑结构143的上表面高度的30~60%（包括端点值，如无特殊说明，本说明书中在涉及数值区间的描述时，均包括端点值，对此不再单独说明），且较优地为30%~40%，能够在MEMS麦克风的机械性能和灵敏度之间达到较好的平衡。作为示例，所述振膜12的材料包括但不限于多晶硅。

作为示例，所述振膜12上还设置有贯穿所述振膜12的狭缝123和多个释放孔124，所述狭缝123位于所述支架16的外侧，所述释放孔124位于所述第一阻挡块121和支架16之间，且所述狭缝123及所述释放孔124均与所述衬底11具有间距（从图2可以看到，所述狭缝123和衬底11之间，以及释放孔124和衬底11之间未填充有材料而成为空气间隙，这些空气间隙将成为泄气通道，有助于提高MEMS麦克风的灵敏度）。所述狭缝123同样可以为多个，且所述狭缝123和所述释放孔124均优选对称分布于所述振膜12的周向上，在其他示例中，所述狭缝123和释放孔124的位置可以互换。所述狭缝123优选为条形缝而所述释放孔124为圆形孔。在所述MEMS麦克风承受高气压冲击时，空气可以通过所述狭缝123及释放孔124快速释放出去，从而降低振膜12所需承受的压力，同时还有助于改善MEMS麦克风的高频响应性能，可以降低振膜12的破损风险，有助于提高器件可靠性。

作为示例，所述第二声孔141的尺寸大于所述第一声孔132的尺寸，使得高气压气流可以快速通过所述背板14，有助于提高MEMS麦克风的低频响应性能。所述第一声孔132及第二声孔141均优选为圆形孔，其孔径优选为5~10μm。

所述支撑结构143的内侧为所述第二空腔131，其从所述背极13向下延伸到所述振膜12的上表面，因而所述支撑结构143在对应第二空腔131的上部边缘处形成有拐角，也即所述支撑结构143包括水平表面和侧壁。作为示例，所述支撑结构143的侧壁与水平表面连接处，即图2中的A区域可以为呈阶梯结构或呈一定弧度的曲面，以进一步避免应力集中在该区域，提高所述支撑结构143的机械性能。

在一示例中，如图2及图3所示，所述支撑结构143自所述振膜12的上表面向外延伸至所述衬底11的上表面，以进一步增强所述背板14的机械强度，即通过所述支撑结构143将所述背板14稳固地立于所述振膜12和背极13的上方。所述支撑结构143可以完全覆盖所述衬底11位于所述支架16外侧区域的对应器件有效区域的表面（仅预留出后续划片区域）。当所述支撑结构143向外延伸至所述衬底11的上表面时，所述支撑结构143具有较大的体积和质量，此时可以在所述支撑结构143内形成多个凹槽144，所述多个凹槽144的深度可以相同或不同，同一凹槽144内部也可以有多个不同的深度，比如如图3所示的凹槽144内有两个不同的深度以将该凹槽分成了两部分，其中一部分位于振膜上而另一部分延伸到衬底上，所述第一引出电极151及第二引出电极152可以位于所述凹槽144的表面（包括凹槽144的底表面、侧壁表面及上表面）并一直向外延伸至振膜12及背极13表面，以实现整个MEMS麦克风器件的电性引出。所述凹槽144沿水平方向的截面形貌（即俯视结构）包括但不限于圆形和多边形中的一种或多种，对此将在后续图形中继续说明（即不同的凹槽144的形貌可以不同）。

在进一步的示例中，当所述支撑结构143向外延伸至所述衬底11表面时，所述MEMS麦克风还包括辅助支撑结构145，所述辅助支撑结构145位于所述振膜12的外围，且位于所述支架16的上表面，并向上延伸至所述支撑结构143内，所述辅助支撑结构145的材质优选不同于所述支撑结构143的材质，比如所述支撑结构143的材质（也即所述背板材料层25的材质）可以为具有较大张应力的薄膜材质，包括但不限于氮化硅、氮化钛等，所述辅助支撑结构145可以为具有较大压应力的薄膜材质，包括但不限于氧化硅。通过设置所述辅助支撑结构145，不仅可以对所述支撑结构143形成良好的支撑，而且可以增大所述支撑结构143的表面积，避免局部应力过大，有助于进一步提高所述支撑结构143的机械强度。且在进一步的示例中，所述辅助支撑结构145的上表面为非平坦结构面，比如具有凹凸结构，以增大所述支撑结构143和所述辅助支撑结构145的接触面积，进一步提高器件的机械强度。作为示例，所述辅助支撑结构145的上表面高度为所述支撑结构143的上表面高度的50%~75%。

当然，在其他示例中，所述支撑结构143也可以如图4所示，即虽然向外延伸至所述衬底11的上表面，但其外表面（即未与振膜12和衬底11相接触的表面）呈阶梯型结构，并未设置如图3中所示的凹槽144及覆盖辅助支撑结构145的部分（此示例中没有辅助支撑结构145）。当然，所述支撑结构143还可以有其他形貌，重点是确保支撑结构143靠近第二空腔131的部位是位于振膜12上方，本实施例中对此不再一一展开。

作为示例，所述支架16的材料包括但不限于氧化硅，由于有所述保护侧墙122的保护，因而在制备过程中所述支架16不会被刻蚀掉。所述支架16的形貌由对应所述支架16上方的凹槽而定，比如凹槽为圆形或多边形时，所述支架16相应为圆柱形或矩柱形，即其沿水平方向的截面形貌可以为圆形，也可以为四边形、五边形、六边形等多边形，当然还可以为其他结构，本实施例中不做严格限制。图5至图7显示图2中的B区域沿水平方向的截面形貌（也即俯视图），图5中的凹槽为矩形，相应地支架16为矩形状结构，图6中所示的凹槽为圆形，相应地支架16为圆柱形，图7中所示的凹槽为六边形，相应地支架16为六边形柱。所述支架16可以为单个或多个，优选为多个，以提高所述振膜12和支撑结构143的稳定性。多个支架16以所述第一空腔111的中心在所述第一空腔111的外围呈对称且间隔。多个支架16的形状可以相同或不同，本实施例中对此不做严格限制。

所述背极13的材质为导电材料，包括但不限于多晶硅和金属材质。

作为示例，所述背板14内还设置有电极引出孔233，所述电极引出孔233与所述振膜12相接触，第一引出电极151覆盖所述电极引出孔233的表面。所述第一引出电极151及第二引出电极152的材料包括但不限于铝、铜、金和银。

如图8所示，本发明还提供一种MEMS麦克风的制备方法，所述制备方法可以制备如图2所示的MEMS麦克风，故前述对所述MEMS麦克风的介绍可完全引入此处。同样地，此处的描述也完全适用于前述对所述MEMS麦克风的描述。具体地，所述制备方法包括以下步骤：

S1：提供衬底11，在所述衬底11上表面形成第一牺牲层21，在所述第一牺牲层21内形成多个间隔分布的第一开口211及第二开口212，所述第一开口211的深度小于所述第一牺牲层21的厚度，所述第二开口212贯穿所述第一牺牲层21直至暴露出所述衬底11，所述第一开口211所在位置对应后续形成的第一阻挡块121，所述第二开口212所在位置对应后续形成的保护侧墙122，该步骤具体可以参考图9至图11所示；

S2：于所述第一牺牲层21的上表面形成多晶硅材料层22，所述多晶硅材料层22覆盖所述第一牺牲层21且填充所述第一开口211及第二开口212以形成包括保护侧墙122和第一阻挡块121的振膜12，其中，保护侧墙122内的第一牺牲层21构成支架16以将振膜12固定在所述衬底11上，具体可以参考图12所示；

S3：对所述多晶硅材料层22进行刻蚀以形成对应狭缝123和释放孔124的第三开口221，所述第三开口221暴露出所述第一牺牲层21，所述第三开口221与所述第一开口211及第二开口212上下相互错开，且位于第一阻挡块121的外侧，具体可以参考图13所示，且该步骤中，可以去除所述多晶硅材料层22的最外围的部分以暴露出所述衬底11的边缘部分的上表面；

S4：于所述多晶硅材料层22的上表面形成第二牺牲层23，所述第二牺牲层23覆盖所述多晶硅材料层22且填充所述第三开口221，具体可以参考图14所示；

S5：对所述第二牺牲层23进行刻蚀以形成第四开口231、第五开口232及辅助支撑结构145，所述第四开口231的位置对应后续形成的第二阻挡块142，所述第五开口232的位置对应后续形成的支撑结构143，所述第四开口231的深度小于所述第二牺牲层23的厚度，所述第五开口232贯穿所述第二牺牲层23以暴露出所述多晶硅材料层22，所述第五开口232位于所述第四开口231的外围，所述辅助支撑结构145位于所述振膜12的外围，且位于所述第一牺牲层21的上表面，具体可以参考图15至图16所示；且在该步骤中，可以部分去除最外围的所述第一牺牲层21、第二牺牲层23的边缘部分（与步骤S3中去除多晶硅边缘相对应，该步骤中可以将剩余的多晶硅材料层22的外侧的第一牺牲层21和第二牺牲层23去除以暴露出衬底11边缘部分的上表面）；

S6：于所述第二牺牲层23的上表面形成导电材料层24并经刻蚀形成背极13，所述背极13上设置有多个间隔分布的第一声孔132，所述第一声孔132贯穿所述背极13且所述第一声孔132对应位于所述第二牺牲材料层的上方，具体可以参考图17及18所示；

S7：于所述第二牺牲层23及背极13表面形成背板材料层25材料层并经刻蚀形成背板14，所述背板14位于所述背极13上，所述背板14上设置有多个间隔分布的第二声孔141、第二阻挡块142及支撑结构143，所述第二声孔141贯穿所述背板14，且所述第二声孔141与所述第一声孔132上下一一对应；所述第二阻挡块142设置于所述背板14的下表面，且所述第二阻挡块142穿过所述背极13直至凸出于所述背极13的下表面；所述第二阻挡块142与所述振膜12具有间距；所述支撑结构143位于所述第二阻挡块142的外围，且位于所述振膜12的上表面，所述支撑结构143覆盖所述辅助支撑结构145，具体可以参考图19及20所示，该步骤中可以同时形成电极引出孔233，该电极引出孔233位于振膜12的上表面，且暴露出振膜12，同时位于背极13的外侧；

S8：形成第一引出电极151及第二引出电极152，所述第一引出电极151及第二引出电极152分别与所述振膜12及背极13相连接，具体可以参考图21所示；所述第一引出电极151和第二引出电极152可以经相同的工艺同步形成，比如先经物理气相沉积或电镀工艺于前述步骤得到的结构表面形成金属材料层，之后对金属材料层进行刻蚀以得到所述第一引出电极151和第二引出电极152；

S9：对所述衬底11进行刻蚀以形成贯穿所述衬底11的第一空腔111，所述第一空腔111与所述第一声孔132及第二声孔141上下对应，具体可以参考图22图示，且在刻蚀形成所述第一空腔111之前，通常先对所述衬底11进行减薄；

S10：刻蚀所述第一牺牲层21及第二牺牲层23以释放包括第一阻挡块121、保护侧墙122、狭缝123和释放孔124的振膜12、背极13及背板14以形成所述MEMS麦克风，所述背极13和所述振膜12之间形成有第二空腔131，所述第二空腔131与所述第一空腔111上下对应，最终制备得到的MEMS麦克风可以参考图2所示。

作为示例，所述步骤S1中的第一牺牲层21材料包括但不限于氧化硅，形成氧化硅的方法包括但不限于化学气相沉积法。所述第一开口211和第二开口212通过两次光刻刻蚀工艺形成，且形成两者的先后顺序并没有严格的规定，比如可以先形成所述第一开口211或先形成第二开口212，本实施例中不做严格限制。

步骤S2中形成多晶硅材料层22后，填充在所述第一开口211内的多晶硅成为前述的振膜12下表面的第一阻挡块121而填充在所述第二开口212内的多晶硅成为前述的保护侧墙122，位于保护侧墙122内的第一牺牲层21在后续过程中不会被刻蚀而成为将所述振膜12支撑在所述衬底11上的支架16。刻蚀所述多晶硅的方法包括但不限于干法刻蚀。

作为示例，所述第二牺牲层23的材料优选与所述第一牺牲层21的材料相同，比如同样为氧化硅，因而在后续工艺中可以通过同一湿法刻蚀工艺去除。

作为示例，形成所述背极13的导电材料层24包括但不限于多晶硅和金属中的一种，优选多晶硅。

作为示例，所述背板材料层25与所述第一牺牲层21和第二牺牲层23的材料不同，所述背板材料层25优选为氮化物，包括但不限于氮化硅，氮化钛等。

综上所述，本发明的MEMS麦克风通过改善的结构设计，将背板的外周架设在振膜上，在不影响空腔尺寸的情况下可以有效降低背板的侧壁高度，避免背板因局部应力集中而产生裂纹损坏等问题，从而可以有效提高背板的机械强度，确保MEMS麦克风的机械及电声性能。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种MEMS麦克风，其特征在于，包括：

衬底，所述衬底内设置有第一空腔，所述第一空腔贯穿所述衬底；

振膜，所述振膜通过支架固定于所述衬底上，所述振膜的下表面设置有第一阻挡块及保护侧墙，所述第一阻挡块与所述衬底具有间距，所述保护侧墙包覆所述支架的侧面，且位于所述第一阻挡块的外侧；

背极，位于所述振膜的上方，且与所述振膜具有间距，以在所述背极和所述振膜之间形成第二空腔，所述第二空腔与所述第一空腔上下对应；所述背极上设置有多个间隔分布的第一声孔，所述第一声孔贯穿所述背极且所述第一声孔对应位于所述第二空腔的上方；

背板，位于所述背极上，所述背板上设置有多个间隔分布的第二声孔、第二阻挡块及支撑结构；所述第二声孔贯穿所述背板，且所述第二声孔与所述第一声孔上下一一对应；所述第二阻挡块设置于所述背板的下表面，且所述第二阻挡块穿过所述背极直至凸出于所述背极的下表面；所述第二阻挡块与所述振膜具有间距，所述支撑结构位于所述第二空腔的外侧，且位于所述振膜的上表面；

第一引出电极及第二引出电极，分别与所述振膜及所述背极相连接。

2.根据权利要求1所述的MEMS麦克风，其特征在于：所述振膜的上表面高度为所述支撑结构的上表面高度的30~60%。

3.根据权利要求1所述的MEMS麦克风，其特征在于：所述振膜上还设置有贯穿所述振膜的狭缝和多个释放孔，所述狭缝位于所述支架的外侧，所述释放孔位于所述第一阻挡块和支架之间，且所述狭缝及所述释放孔均与所述衬底具有间距。

4.根据权利要求1所述的MEMS麦克风，其特征在于：所述第二声孔的尺寸大于所述第一声孔的尺寸。

5.根据权利要求1所述的MEMS麦克风，其特征在于：所述支架沿水平方向的截面形貌包括圆形和多边形中的一种或两种。

6.根据权利要求1所述的MEMS麦克风，其特征在于：所述支撑结构自所述振膜的上表面向外延伸至所述衬底的上表面。

7.根据权利要求6所述的MEMS麦克风，其特征在于：所述支撑结构内形成有多个凹槽，所述多个凹槽的深度相同或不同，所述第一引出电极及第二引出电极分别经所述凹槽表面延伸到所述振膜及背极表面。

8.根据权利要求6所述的MEMS麦克风，其特征在于：所述MEMS麦克风还包括辅助支撑结构，所述辅助支撑结构位于所述振膜的外围，且位于所述支架的上表面，并向上延伸至所述支撑结构内，所述辅助支撑结构的材质不同于所述支撑结构的材质。

9.根据权利要求8所述的MEMS麦克风，其特征在于：所述辅助支撑结构的上表面为非平坦结构面。

10.一种MEMS麦克风的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

提供衬底，在所述衬底上表面形成第一牺牲层，在所述第一牺牲层内形成多个间隔分布的第一开口及第二开口，所述第一开口的深度小于所述第一牺牲层的厚度，所述第二开口贯穿所述第一牺牲层直至暴露出所述衬底，所述第一开口所在位置对应后续形成的第一阻挡块，所述第二开口所在位置对应后续形成的保护侧墙；

于所述第一牺牲层的上表面形成多晶硅材料层，所述多晶硅材料层覆盖所述第一牺牲层且填充所述第一开口及第二开口以形成包括保护侧墙和第一阻挡块的振膜，其中，保护侧墙内的第一牺牲层构成支架以将振膜固定在所述衬底上；

对所述多晶硅材料层进行刻蚀以形成对应狭缝和释放孔的第三开口，所述第三开口暴露出所述第一牺牲层，所述第三开口与所述第一开口及第二开口上下相互错开，且位于第一阻挡块的外侧；

于所述多晶硅材料层的上表面形成第二牺牲层，所述第二牺牲层覆盖所述多晶硅材料层且填充所述第三开口；

对所述第二牺牲层进行刻蚀以形成第四开口、第五开口及辅助支撑结构，所述第四开口的位置对应后续形成的第二阻挡块，所述第五开口的位置对应后续形成的支撑结构，所述第四开口的深度小于所述第二牺牲层的厚度，所述第五开口贯穿所述第二牺牲层以暴露出所述多晶硅材料层，所述第五开口位于所述第四开口的外围，所述辅助支撑结构位于所述振膜的外围，且位于所述第一牺牲层的上表面；

于所述第二牺牲层的上表面形成导电材料层并经刻蚀形成背极，所述背极上设置有多个间隔分布的第一声孔，所述第一声孔贯穿所述背极且所述第一声孔对应位于所述第二牺牲材料层的上方；

于所述第二牺牲层及背极表面形成背板材料层并经刻蚀形成背板，所述背板位于所述背极上，所述背板上设置有多个间隔分布的第二声孔、第二阻挡块及支撑结构，所述第二声孔贯穿所述背板，且所述第二声孔与所述第一声孔上下一一对应；所述第二阻挡块设置于所述背板的下表面，且所述第二阻挡块穿过所述背极直至凸出于所述背极的下表面；所述第二阻挡块与所述振膜具有间距；所述支撑结构位于所述第二阻挡块的外围，且位于所述振膜的上表面，所述支撑结构覆盖所述辅助支撑结构；

形成第一引出电极及第二引出电极，所述第一引出电极及第二引出分别与所述振膜及背极相连接；

对所述衬底进行刻蚀以形成贯穿所述衬底的第一空腔，所述第一空腔与所述第一声孔及第二声孔上下对应；

刻蚀所述第一牺牲层及第二牺牲层以释放包括第一阻挡块、保护侧墙、狭缝和释放孔的振膜、背极及背板以形成所述MEMS麦克风，所述背极和所述振膜之间形成有第二空腔，所述第二空腔与所述第一空腔上下对应。

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