CN116055970A - 一种mems麦克风及其疏水涂层的涂布方法、电子装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种MEMS麦克风及其疏水涂层的涂布方法、电子装置，该涂布方法包括：提供MEMS麦克风，MEMS麦克风设置有基底，基底的第一表面设置有振膜，基底的第二表面设置有第一空腔，第一空腔露出振膜的背面；获取贴膜，贴膜设置有至少一个开孔；将贴膜粘贴于基底的第二表面并覆盖第一空腔的开口，其中开孔贯穿贴膜并与第一空腔连通；对MEMS麦克风涂布疏水涂层，使疏水涂层经由开孔进入第一空腔，并在振膜的背面形成疏水涂层。该涂布方法通过在基底的第二表面上粘贴具有开孔的贴膜，保证疏水涂层能够通过该开孔并在振膜的背面形成疏水涂层以保护振膜，在可靠性测试中避免振膜的背面被水腐蚀或氧化，提高了MEMS麦克风的可靠性。

Description

一种MEMS麦克风及其疏水涂层的涂布方法、电子装置

技术领域

本申请涉及半导体技术领域，具体而言涉及一种MEMS麦克风及其疏水涂层的涂布方法、电子装置。

背景技术

目前应用较多且性能较好的麦克风是MEMS(Micro Electro Mechanical System，微机电系统)麦克风，又称硅基电容麦克风。MEMS麦克风是一种用微机械加工技术制作出来的电声换能器，其具有体积小、频响特性好、噪声低等特点。

MEMS麦克风由基底、振膜和背板等部分组成。目前为了提高MEMS麦克风在高温高湿环境下耐受高电压的可靠性，会在MEMS麦克风制造方法的最后增加涂布疏水涂层的工艺，在MEMS麦克风的表面上形成疏水涂层，以保护MEMS麦克风在可靠性测试中免于被水腐蚀或氧化。然而，目前的工艺无法在MEMS麦克风的振膜的背面形成疏水涂层，在可靠性测试中振膜的背面会被水腐蚀或氧化，从而引起MEMS麦克风的可靠性失效。

因此需要进行改进，以至少部分地解决上述问题。

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。本申请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。

本申请提供了一种MEMS麦克风的疏水涂层的涂布方法，包括：提供MEMS麦克风，所述MEMS麦克风设置有基底，所述基底的第一表面设置有振膜，所述基底的第二表面设置有第一空腔，所述第一空腔露出所述振膜的背面；获取贴膜，所述贴膜设置有至少一个开孔，其中所述开孔贯穿所述贴膜并与所述第一空腔连通；将所述贴膜粘贴于所述基底的第二表面并覆盖所述第一空腔的开口；对所述MEMS麦克风涂布疏水涂层，使所述疏水涂层经由所述开孔进入所述第一空腔，并在所述振膜的背面形成所述疏水涂层。

示例地，在对所述MEMS麦克风涂布疏水涂层之后，所述疏水涂层还形成在所述第一空腔的内壁。

示例地，所述至少一个开孔对准所述第一空腔的中心。

示例地，所述MEMS麦克风还包括背板，所述振膜的正面与所述背板之间形成有第二空腔，所述振膜位于所述第二空腔和所述第一空腔之间；所述背板形成有多个背板声孔，所述多个背板声孔贯穿所述背板并与所述第二空腔连通。

示例地，在对所述MEMS麦克风涂布疏水涂层之后，所述疏水涂层经由所述背板声孔进入所述第二空腔，从而在所述振膜的正面和所述第二空腔的内壁形成疏水涂层。

示例地，所述贴膜的材料包括聚丙烯酸。

示例地，所述疏水涂层的材料包括烷基硅烷。

示例地，在对所述MEMS麦克风涂布疏水涂层之后，所述涂布方法还包括：执行揭膜工艺，以去除所述贴膜。

本申请还提供一种MEMS麦克风，所述MEMS麦克风形成有根据上述的任一项MEMS麦克风的疏水涂层的涂布方法涂布而成的疏水涂层。

本申请还提供一种电子装置，包括上述的MEMS麦克风。

本申请提供的MEMS麦克风的疏水涂层的涂布方法，通过在涂布疏水涂层前，在基底的第二表面上粘贴具有开孔的贴膜，保证疏水涂层能够通过该开孔并在振膜的背面形成疏水涂层以保护振膜，在可靠性测试中避免振膜的背面被水腐蚀或氧化，避免了MEMS麦克风的可靠性失效，提高了MEMS麦克风在高温高湿环境下耐受高电压的可靠性。

附图说明

本申请的下列附图在此作为本申请的一部分用于理解本申请。附图中示出了本申请的实施例及其描述，用来解释本申请的原理。

附图中：

图1示出了常规的MEMS麦克风的疏水涂层的涂布方法的示意性流程图；

图2示出了根据图1的涂布方法的MEMS麦克风的截面结构示意图；

图3示出了根据本申请一实施例的MEMS麦克风的疏水涂层的涂布方法的示意性流程图；

图4示出了根据图3的涂布方法的MEMS麦克风的截面结构示意图；

附图标记：

MEMS麦克风200、基底210、振膜220、空腔201、贴膜211；

MEMS麦克风400、基底410、振膜420、可动部421、固定部422、背板430、背板声孔431、贴膜411、开孔4111、第一空腔401、第二空腔402、疏水涂层403。

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步骤和结构，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。

下面将参照图1和图2进一步详细地描述常规的MEMS麦克风的疏水涂层的涂布方法以及由该涂布方法获得的MEMS麦克风，其中，图1示出了常规的MEMS麦克风的疏水涂层的涂布方法的示意性流程图，图2示出了根据图1的涂布方法的MEMS麦克风的截面结构示意图。

参照图1对常规的MEMS麦克风的疏水涂层的涂布方法进行示例性说明，如图1所示，常规的MEMS麦克风的疏水涂层的涂布方法包括以下步骤：

步骤S101：提供MEMS麦克风，所述MEMS麦克风设置有基底，所述基底的第一表面设置有振膜，所述基底的第二表面设置有空腔，所述空腔露出所述振膜的背面；

步骤S102：获取贴膜；

步骤S103：将所述贴膜粘贴于所述基底的第二表面并覆盖所述空腔的开口；

步骤S104：对所述MEMS麦克风涂布疏水涂层。

具体地，根据图1示出的常规的MEMS麦克风的疏水涂层的涂布方法，获得如图2所示的MEMS麦克风200，MEMS麦克风200设置有基底210，基底210的第一表面设置有振膜220，基底210的第二表面设置有空腔201，空腔201露出振膜220的背面，基底210的第二表面上粘贴有贴膜211，并且贴膜211覆盖空腔201的开口。继续参考图2，在对MEMS麦克风200涂布疏水涂层前，贴膜211粘贴于基底210的第二表面并覆盖空腔201的开口，当对MEMS麦克风200涂布疏水涂层时，空腔201被基底210、振膜220和贴膜211完全封闭，并且空腔201与贴膜211的外侧不连通，疏水涂层无法从贴膜211的外侧进入空腔201，在振膜220的背面没有形成疏水涂层，因此振膜220的背面没有疏水涂层的保护，在可靠性测试中振膜220的背面会被水腐蚀或氧化，从而引起MEMS麦克风200的可靠性失效，降低了MEMS麦克风200在高温高湿环境下耐受高电压的可靠性。

针对上述问题，本申请提出了一种新的MEMS麦克风的疏水涂层的涂布方法，包括：提供MEMS麦克风，MEMS麦克风设置有基底，基底的第一表面设置有振膜，基底的第二表面设置有第一空腔，所述第一空腔露出所述振膜的背面；获取贴膜，所述贴膜设置有至少一个开孔，其中所述开孔贯穿所述贴膜并与第一空腔连通；将所述贴膜粘贴于所述基底的第二表面并覆盖所述第一空腔的开口；对所述MEMS麦克风涂布疏水涂层，使所述疏水涂层经由开孔进入第一空腔，并在振膜的背面形成疏水涂层。

本申请提供的MEMS麦克风的疏水涂层的涂布方法，通过在涂布疏水涂层前，在基底的第二表面上粘贴具有开孔的贴膜，保证疏水涂层能够通过该开孔并在振膜的背面形成疏水涂层以保护振膜，在可靠性测试中避免振膜的背面被水腐蚀或氧化，避免了MEMS麦克风的可靠性失效，提高了MEMS麦克风在高温高湿环境下耐受高电压的可靠性。

下面将参照图3和图4进一步详细地描述根据本申请提供的MEMS麦克风的疏水涂层的涂布方法以及由该涂布方法获得的MEMS麦克风，其中，图3示出了根据本申请一实施例的MEMS麦克风的疏水涂层的涂布方法的示意性流程图，图4示出了根据图3的涂布方法的MEMS麦克风的截面结构示意图。

参照图3对根据本申请一实施例的MEMS麦克风的疏水涂层的涂布方法进行示例性说明，如图3所示，根据本申请一实施例的MEMS麦克风的疏水涂层的涂布方法包括以下步骤：

步骤S301：提供MEMS麦克风，所述MEMS麦克风设置有基底，所述基底的第一表面设置有振膜，所述基底的第二表面设置有第一空腔，所述第一空腔露出所述振膜的背面；

步骤S302：获取贴膜，所述贴膜设置有至少一个开孔；

步骤S303：将所述贴膜粘贴于所述基底的第二表面并覆盖所述第一空腔的开口，其中所述开孔贯穿所述贴膜并与所述第一空腔连通；

步骤S304：对所述MEMS麦克风涂布疏水涂层，使所述疏水涂层经由所述开孔进入所述第一空腔，并在所述振膜的背面形成所述疏水涂层。

具体地，根据图3示出的根据本申请一实施例的MEMS麦克风的疏水涂层的涂布方法，获得如图4所示的MEMS麦克风400，MEMS麦克风400设置有基底410，基底410的第一表面设置有振膜420，基底410的第二表面设置有第一空腔401，第一空腔401露出振膜420的背面，基底410的第二表面粘贴有贴膜411，并且贴膜411覆盖第一空腔401的开口，其中，贴膜411设置有至少一个开孔4111，开孔4111贯穿贴膜411并与第一空腔401连通。

继续参考图4，在对MEMS麦克风400涂布疏水涂层时，由于贴膜411设置有开孔4111，开孔4111贯穿贴膜411并与第一空腔401连通，使疏水涂层可以经由开孔4111从贴膜411的外侧进入第一空腔401，并在振膜420的背面形成疏水涂层403，因此振膜420的背面有疏水涂层403的保护，在可靠性测试中振膜420的背面不会被水腐蚀或氧化，从而避免了MEMS麦克风400的可靠性失效，提高了MEMS麦克风400在高温高湿环境下耐受高电压的可靠性。

在一些实施例中，开孔在步骤S303之前形成于贴膜上，或者，开孔在步骤S303之后形成于贴膜上，例如在将贴膜粘贴于基底的第二表面并覆盖第一空腔401的开口后，在贴膜411上打孔以形成开孔4111，开孔4111贯穿贴膜411并与第一空腔401连通。

在一些实施例中，在执行步骤S304之后，也即在对MEMS麦克风400涂布疏水涂层之后，所述涂布方法还包括：执行揭膜工艺，以去除贴膜411，基底410的第二表面由于之前粘贴有贴膜411，在基底410的第二表面没有形成疏水涂层，因此MEMS麦克风400与PCB基板或其他材料的粘附性没有受到影响。

在一些实施例中，基底410的材质可以是以下所提到的材料中的至少一种：锗、锗化硅、碳化硅、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。振膜420的材料可以是各种导电材料，例如可以是Al、W或Cu等单一金属者由至少两种金属所形成的合金，还可以是掺杂的多晶硅，也可以是掺杂的非晶硅。基底410中形成的第一空腔401为MEMS麦克风400的背腔。

继续参考图4，MEMS麦克风400还包括背板430，振膜420的正面与背板430之间形成有第二空腔402，振膜420位于第二空腔402和第一空腔401之间，背板430形成有多个背板声孔431，多个背板声孔431贯穿背板430并与第二空腔402连通，第二空腔402为MEMS麦克风400的声腔。背板430通常暴露在空气中，开设于其上的背板声孔431可以接收外界的声音，第二空腔402将振膜420与背板430相隔开，使得振膜420与背板430组成平板电容，振膜420与背板430分别作为该平板电容的两个电极，振膜420在声波的作用下产生振动以改变其与背板430之间的距离，进而改变该平板电容的电容，以将声波信号转化为电信号。背板430可以采用金属、多晶硅等导电材料制作，背板声孔431可以为方形、圆形等合适的形状。

在对MEMS麦克风400涂布疏水涂层之后，在背板430的正面形成了疏水涂层403，并且疏水涂层经由背板声孔431进入第二空腔402，从而在振膜420的正面和第二空腔402的内壁成疏水涂层403，第二空腔402的内壁包括第二空腔402的侧壁和背板430的背面。

在一些实施例中，如图4所示，振膜420包括可动部421和固定部422，可动部421位于第一空腔401和第二空腔402之间，固定部422围绕可动部421设置并且呈环形，固定部422自可动部421的边缘部分向基底410延伸且位于第二空腔402中，固定部422的背面与基底410贴合，固定部422的正面与背板430贴合。

继续参考图4，在对MEMS麦克风400涂布疏水涂层之后，疏水涂层403形成在第一空腔401的内壁和振膜420的背面。在一些实施例中，振膜420的背面包括振膜420的可动部421的背面，因此振膜420的可动部421的背面有疏水涂层403的保护，在可靠性测试中振膜420的的可动部421的背面不会被水腐蚀或氧化，从而避免了MEMS麦克风400的可靠性失效，提高了MEMS麦克风400在高温高湿环境下耐受高电压的可靠性。

继续参考图4，在执行贴膜工艺时，使至少一个开孔4111对准第一空腔401的中心，以保证疏水涂层经由开孔4111从贴膜411的外侧进入第一空腔401后，在第一空腔401的内表面形成均匀的疏水涂层403，也即在振膜420的可动部421的背面和在环绕第一空腔401的基底410的侧壁面上形成均匀的疏水涂层403。在一些实施例中，疏水涂层的材料包括烷基硅烷，例如全氟癸基三氯硅烷(FDTS)、全氟辛基三氯硅烷(FOTS)、十八烷基三氯硅烷(OTS)、全氟辛基三氯硅烷(FOTS)或四氢辛基甲基二氯硅烷(FOMDS)等起相同作用的疏水涂层等，贴膜的材料包括聚丙烯酸或其他容易去除的贴膜材料。

综上所述，本申请提供的MEMS麦克风的疏水涂层的涂布方法，通过在涂布疏水涂层前，在基底的第二表面粘贴具有开孔的贴膜，保证疏水涂层能够通过该开孔并在振膜的背面形成疏水涂层以保护振膜，在可靠性测试中避免振膜的背面被水腐蚀或氧化，避免了MEMS麦克风的可靠性失效，提高了MEMS麦克风在高温高湿环境下耐受高电压的可靠性。

本申请还提供一种MEMS麦克风，所述MEMS麦克风形成有根据上述的任一项MEMS麦克风的疏水涂层的涂布方法涂布而成的疏水涂层。

在一些实施例中，MEMS麦克风包括基底和振膜，振膜设置在所述基底的第一表面，所述基底的第二表面设置有第一空腔，所述第一空腔露出所述振膜的背面。第一空腔的内壁以及振膜的背面均涂布有疏水涂层。

进一步地，MEMS麦克风还包括背板，背板与所述振膜之间形成有第二空腔，所述背板设置有多个背板声孔，所述背板声孔贯穿所述背板并与所述第二空腔连通。背板的正面、第二空腔的内壁以及振膜的正面也涂布有疏水涂层。

具体地，振膜包括可动部和固定部，所述可动部位于所述第一空腔和所述第二空腔之间，所述固定部围绕所述可动部设置并且呈环形，所述固定部的背面与所述基底贴合，所述固定部的正面与所述背板贴合。第一空腔的内表面包括可动部的背面和环绕第一空腔的基底的侧壁面，第二空腔的内表面包括振膜的背面和可动部的正面。背板的正面、背板的背面、振膜的正面和振膜的背面均形成有疏水涂层，该疏水涂层可以保护保护振膜的背面，在可靠性测试中避免振膜的背面被水腐蚀或氧化，避免了MEMS麦克风的可靠性失效，提高了MEMS麦克风在高温高湿环境下耐受高电压的可靠性。

本申请还提供一种电子装置，包括上述的MEMS麦克风，该MEMS麦克风为上述实施例中的MEMS麦克风，或根据本申请提供的MEMS麦克风的疏水涂层的涂布方法获得的MEMS麦克风。

本申请提供的电子装置，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、数码相框、照相机、摄像机、录音笔、MP3、MP4、PSP等任何电子产品或设备，也可为任何包括电路的中间产品。本申请实施例的电子装置，由于使用了本申请提供的MEMS麦克风，因而具有与上述MEMS麦克风相同或相似的有益效果。

本申请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，而非意在将本申请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，本申请并不局限于上述实施例，根据本申请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申请所要求保护的范围以内。本申请的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。

Claims (10)

1.一种MEMS麦克风的疏水涂层的涂布方法，其特征在于，包括：

提供MEMS麦克风，所述MEMS麦克风设置有基底，所述基底的第一表面设置有振膜，所述基底的第二表面设置有第一空腔，所述第一空腔露出所述振膜的背面；

获取贴膜，所述贴膜设置有至少一个开孔；

将所述贴膜粘贴于所述基底的第二表面并覆盖所述第一空腔的开口，其中所述开孔贯穿所述贴膜并与所述第一空腔连通；

对所述MEMS麦克风涂布疏水涂层，使所述疏水涂层经由所述开孔进入所述第一空腔，并在所述振膜的背面形成所述疏水涂层。

2.根据权利要求1所述的涂布方法，其特征在于，在对所述MEMS麦克风涂布疏水涂层之后，所述疏水涂层还形成在所述第一空腔的内壁。

3.根据权利要求1所述的涂布方法，其特征在于，所述至少一个开孔对准所述第一空腔的中心。

4.根据权利要求1所述的涂布方法，其特征在于，所述MEMS麦克风还包括背板，所述振膜的正面与所述背板之间形成有第二空腔，所述振膜位于所述第二空腔和所述第一空腔之间；所述背板形成有多个背板声孔，所述多个背板声孔贯穿所述背板并与所述第二空腔连通。

5.根据权利要求4所述的涂布方法，其特征在于，在对所述MEMS麦克风涂布疏水涂层之后，所述疏水涂层经由所述背板声孔进入所述第二空腔，从而在所述振膜的正面和所述第二空腔的内壁形成疏水涂层。

6.根据权利要求1所述的涂布方法，其特征在于，所述贴膜的材料包括聚丙烯酸。

7.根据权利要求1所述的涂布方法，其特征在于，所述疏水涂层的材料包括烷基硅烷。

8.根据权利要求1所述的涂布方法，其特征在于，在对所述MEMS麦克风涂布疏水涂层之后，所述涂布方法还包括：

执行揭膜工艺，以去除所述贴膜。

9.一种MEMS麦克风，其特征在于，所述MEMS麦克风形成有根据权利要求1-8所述的任一项MEMS麦克风的疏水涂层的涂布方法涂布而成的疏水涂层。

10.一种电子装置，其特征在于，包括权利要求9所述的MEMS麦克风。

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