CN116390002A - 一种mems麦克风结构及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种MEMS麦克风结构及其制备方法，该MEMS麦克风结构包括基板、振膜、背极板、背板、背极及振膜引出电极，其中，基板中设有贯穿基板的空腔；振膜悬设于空腔上方，振膜中设有褶皱结构、泄气孔及振膜支架；多个包括第一声孔的背极板间隔悬设于振膜的上方；背板覆盖背极板的上表面，背板中设有第二声孔、背极引线孔、振膜引线孔及分隔层，第二声孔与第一声孔相互连通，背极引线孔的底面显露出背极板，振膜引线孔的底面显露出振膜；背极与背极板电连接，振膜引出电极与振膜电连接。本发明利用在背板中设置与振膜接触的分隔层，将器件的背面分隔成多个背极板，以得到多个独立工作的电容小板，使振膜振动均匀，提升器件的机械可靠性。

Description

一种MEMS麦克风结构及其制备方法

技术领域

本发明属于微机电技术领域，涉及一种MEMS麦克风结构及其制备方法。

背景技术

MEMS(微型机电系统)麦克风也叫硅麦克风，是基于MEMS技术制造的麦克风，其是将一个电容器集成在硅晶圆上以实现声电信号的转换。由于MEMS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，因而在智能手机和智能音箱设备上得到越来越广泛的引用。硅麦克风的核心部件是一层可以往复振动的柔性膜，柔性膜在声波的作用下产生振动，导致柔性膜和背板之间的距离发生变化，进而使电容系统的电容发生改变，从而将声波信号转化为电信号。

目前，当MEMS麦克风受到声压时，振膜的振动不均匀，局部的振动幅度较大，易造成背极板与振膜吸合，影响麦克风的使用，且麦克风的机械可靠性较差，在受到较大的声压时，振膜容易发生局部破裂，导致麦克风无法使用。此外，在麦克风的振膜与背极板之间的的局部区域出现杂质时，也会导致麦克风的使用出现故障。

因此，急需寻找一种提高麦克风机械可靠性并防止振膜与背极板吸合的MEMS麦克风结构。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种MEMS麦克风结构及其制备方法，用于解决现有技术中MEMS麦克风的机械可靠性差、振膜振动不均匀及振膜易于背极板吸合的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供了一种MEMS麦克风结构，包括：

基板，所述基板中设有在垂直方向上贯穿所述基板的空腔；

振膜，悬设于所述空腔的上方，所述振膜中设有多个褶皱结构、泄气孔及支撑所述振膜的振膜支架；

多个间隔设置的背极板，悬设于所述振膜的上方，一个所述背极板中设有至少一个第一声孔；

背板，覆盖所述背极板的上表面，所述背板与所述泄气孔外围的所述振膜接触，所述背板中设有第二声孔、背极引线孔和振膜引线孔及分隔所述背极板的分隔层，所述第二声孔与所述第一声孔相互连通，所述背极引线孔的底面显露出所述背极板，所述振膜引线孔的底面显露出所述振膜；

背极及振膜引出电极，所述背极位于所述背极引线孔的内壁及底面并与所述背极板电连接，所述振膜引出电极位于所述振膜引线孔的内壁及底面并与所述振膜电连接。

可选地，所述振膜与所述基板之间还设第一支柱，所述第一支柱的两端分别与所述泄气孔外围的所述振膜及所述空腔外围的所述基板接触。

可选地，所述褶皱结构呈连续的环状或者断续的环状。

可选地，所述背极板的形状包括圆形及多边形中的一种。

可选地，至少两个所述背极板的形状不同。

可选地，所述背极板呈阵列排列、环形排列或者花瓣形排列。

可选地，至少两个所述背极板的尺寸不同。

可选地，所述背板上还设有支撑柱，所述支撑柱贯穿所述背极板且底部延伸至所述背极板的下方。

可选地，所述分隔层的底面与所述振膜的上表面接触。

本发明还提供了一种MEMS麦克风结构的制备方法，包括以下步骤：

提供一基板，于所述基板的上表面形成第一牺牲层，并于所述第一牺牲层的上表层形成多个预设深度的第一凹槽及贯穿所述第一牺牲层的振膜支架通孔；

于所述第一牺牲层的上表面形成振膜材料层，覆盖所述第一凹槽的部分形成褶皱结构，填充所述振膜支架通孔的部分形成振膜支架，刻蚀所述振膜材料层以得到包括泄气孔的振膜，所述泄气孔贯穿所述振膜；

于所述振膜的上表面形成预设厚度的第二牺牲层，于所述第二牺牲层中形成贯穿所述第二牺牲层的第二凹槽；

于所述第二牺牲层的上表面形成背极板材料层，刻蚀所述背极板材料层以形成多个设有至少一个第一声孔的背极板；

于所述背极板的上表面形成背板材料层，刻蚀所述背板材料层以形成包括背极引线孔、第二声孔及振膜引线孔的背板，填充所述第二凹槽的所述背板作为分隔层，所述背极引线孔的底面显露出所述背极板，所述第二声孔与所述第一声孔相互连通，所述振膜引线孔的底面显露出所述振膜；

形成位于所述背极引线孔的内壁及底面并与所述背极板电连接背极，形成位于所述振膜引线孔的内壁及底面并与所述振膜电连接振膜引出电极；

于所述基板中形成在垂直方向上贯穿所述基板的空腔，并对所述第一牺牲层及所述第二牺牲层进行刻蚀，以释放出所述振膜及所述背极板。

如上所述，本发明的MEMS麦克风结构及其制备方法通过于所述背板中设置所述分隔层，将麦克风的背极板分隔层多个间隔设置的所述背极板，一个所述背极板中设有至少一个所述第一声孔，以得到多个由所述分隔层、所述背极板及所述振膜构成独立工作的电容小板，在器件受到声压作用时，每个所述背极板对应的所述振膜独立发生形变，使所述振膜的振动的均匀性更好，降低由于所述振膜的局部振幅过大，导致所述振膜与所述背极板之间发生吸合的风险；由于每个所述背极板对应的所述振膜独立振动，使每个所述背极板与所述背极板对应的所述振膜组成独立工作的电容小板，当所述振膜与所述背极板之间的局部区域出现杂质或者所述背极板的局部区域发生破裂，不会影响其他所述背极板的正常工作，继而不会使麦克风立马失效，提升了器件的机械可靠性，具有高度产业利用价值。

附图说明

图1显示为本发明的MEMS麦克风结构的剖面结构示意图。

图2显示为本发明的MEMS麦克风结构的一种形状的背极板的排布图。

图3显示为本发明的MEMS麦克风结构的另一种形状的背极板的排布图。

图4显示为本发明的MEMS麦克风结构的制备方法的工艺流程图。

图5显示为本发明的MEMS麦克风结构的制备方法的形成第一凹槽后的剖面结构示意图。

图6显示为本发明的MEMS麦克风结构的制备方法的形成振膜支架通孔后的剖面结构示意图。

图7显示为本发明的MEMS麦克风结构的制备方法的形成振膜材料层后的剖面结构示意图。

图8显示为本发明的MEMS麦克风结构的制备方法的形成泄气孔后的剖面结构示意图。

图9显示为本发明的MEMS麦克风结构的制备方法的形成第二牺牲层后的剖面结构示意图。

图10显示为本发明的MEMS麦克风结构的制备方法的形成第二凹槽及第三凹槽后的剖面结构示意图。

图11显示为本发明的MEMS麦克风结构的制备方法的形成背极板材料层后的剖面结构示意图。

图12显示为本发明的MEMS麦克风结构的制备方法的去除第二凹槽和第三凹槽中填充的背极板材料层后的剖面结构示意图。

图13显示为本发明的MEMS麦克风结构的制备方法的形成第四凹槽及第五凹槽后的剖面结构示意图。

图14显示为本发明的MEMS麦克风结构的制备方法的形成背板材料层后的剖面结构示意图。

图15显示为本发明的MEMS麦克风结构的制备方法的形成第二声孔后的剖面结构示意图。

图16显示为本发明的MEMS麦克风结构的制备方法的形成背极及振膜引出电极后的剖面结构示意图。

附图标号说明

1 基板

11 空腔

12 第一牺牲层

13 第一凹槽

14 振膜支架通孔

15 第二牺牲层

16 第二凹槽

17 第一支柱

18 第二支柱

19 第三凹槽

2 振膜

21 褶皱结构

22 泄气孔

23 振膜支架

24 振膜材料层

3 背极板

31 第一声孔

32 背极板材料层

33 第四凹槽

34 第五凹槽

4 背板

41 第二声孔

42 背极引线孔

43 振膜引线孔

44 分隔层

45 背板材料层

46 支撑柱

47 引线槽

5 背极

6 振膜引出电极

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1至图16。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，遂图式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。

实施例一

本实施例提供一种MEMS麦克风结构，如图1所示，为所述MEMS麦克风结构的剖面结构示意图，包括基板1、振膜2、背极板3、背板4、背极5及振膜引出电极6，其中，所述基板1中设有在垂直方向上贯穿所述基板1的空腔11；所述振膜2悬设于所述空腔11的上方，所述振膜2中设有多个褶皱结构21、泄气孔22及支撑所述振膜2的振膜支架23；多个所述背极板3间隔设置，所述背极板3悬设于所述振膜2的上方，一个所述背极板3中设有至少一个第一声孔31；所述背板4覆盖所述背极板3的上表面，所述背板4与所述泄气孔22外围的所述振膜2接触，所述背板4中设有第二声孔41、背极引线孔42、振膜引线孔43及分隔所述背极板3的分隔层44，所述第二声孔41与所述第一声孔31相互连通，所述背极引线孔42的底面显露出所述背极板3，所述振膜引线孔43的底面显露出所述振膜2；所述背极5位于所述背极引线孔42的内壁及底面并与所述背极板3电连接，所述振膜引出电极6位于所述振膜引线孔43的内壁及底面并与所述振膜2电连接。

具体的，所述基板1用于为制备所述MEMS麦克风结构提供工艺平台，所述基板1的材质包括硅、锗、硅锗、碳化硅、玻璃、Ⅲ-Ⅴ族化合物或者其他适合的材质。本实施例中，所述基板1采用硅基板。

具体的，在保证麦克风性能的情况下，所述空腔11的尺寸可以根据实际情况进行设置，这里不再限制。

具体的，所述振膜2用于在声压的作用下产生振动，所述振膜2的材质包括多晶硅或者其他适合的材料。本实施例中，采用多晶硅层作为所述振膜2。

具体的，所述褶皱结构21用于增加所述振膜2的柔性程度，同时还可以降低由于所述振膜2的膜层材料固有性质所产生的内应力。

具体的，所述褶皱结构21呈曲面弯折，以释放膜层材料产生的应力，在保证器件性能的情况下，所述褶皱结构21中膜层弯折的次数可以根据实际情况进行选择，这里不再限制。

具体的，所述褶皱结构21的底面位置低于所述振膜2中非弯折区域的底面位置，所述褶皱结构21的上表面位置高于所述振膜2中非弯折区域的上表面位置。

作为示例，所述褶皱结构21呈连续的环状或者断续的环状。

具体的，所述环状包括圆环、多边形环或者其他适合的形状的环。

具体的，所述泄气孔22位于所述褶皱结构21的外围，且所述泄气孔22在所述基板1上的投影位于所述空腔11的外围，所述泄气孔22贯穿所述振膜2。在器件承受声压发生形变时，所述泄气孔22用于排出所述振膜2与所述背极板3之间的空气，以降低所述振膜2所承受的压力。

具体的，在保证器件性能的情况下，所述泄气孔22的数量及尺寸可以根据实际情况进行设置，这里不再限制。

具体的，所述振膜支架23用于支撑所述振膜2，在保证器件性能的情况下，所述振膜支架23的高度及尺寸可以根据实际情况进行设置，这里不再限制，这里的高度是指所述振膜支架23的底面到所述振膜2的底面之间的距离。

作为示例，所述振膜2与所述基板1之间还设第一支柱17，所述第一支柱17的两端分别与所述泄气孔22外围的所述振膜2及所述空腔11外围的所述基板1接触。

具体的，所述第一支柱17的高度与所述振膜支架23高度相同。

具体的，所述第一支柱17的材质包括氧化硅或者其他适合的材料。

具体的，所述背极板3的材质包括多晶硅或者其他适合的材料。

具体的，在保证器件性能的情况下，所述背极板3的厚度可以根据实际情况进行设置，这里不再限制。

作为示例，如图2及图3所示，分别为一种形状的所述背极板3的排布图及另一种形状的所述背极板3的排布图，所述背极板3的形状包括圆形及多边形中的一种，也可以是其他适合的形状。

具体的，多个所述背极板3的形状及尺寸相同。

作为示例，至少两个所述背极板3的形状不同，即多个所述背极板3中，至少有两种形状的所述背极板3。

具体的，不同形状的所述背极板3可以相邻设置，也可以间隔设置。

作为示例，所述背极板3呈阵列排列、环形排列或者花瓣形排列，也可以是其他适合的形状排列。本实施例中，所述背极板3呈花瓣形排列，即一个所述背极板3位于中间位置，四周环绕多个所述背极板3，形成花瓣形的排列方式。

具体的，所述背极板3的尺寸相同，即每个所述背极板3的尺寸都相同。

作为示例，至少两个所述背极板3的尺寸不同。

具体的，在保证器件性能的情况下，尺寸不同的所述背极板3可以相邻设置，也可以间隔设置。

具体的，在保证器件性能的情况下，所述背极板3的尺寸可以根据实际情况进行设置，这里不再限制。

具体的，在保证器件性能的情况下，所述第一声孔31的孔径可以根据实际情况进行设置，这里不再限制。

具体的，所述背板4的材质包括氮化硅或者其他适合的材质。

具体的，在保证器件性能的情况下，所述背板4的厚度可以根据实际情况进行设置，这里不再限制。

作为示例，所述背板4上还设有支撑柱46，所述支撑柱46贯穿所述背极板3且底部延伸至所述背极板3的下方。

具体的，所述支撑柱46用于防止所述振膜2的振幅过大，导致所述振膜2与所述背极板3吸合，影响器件的工作。

具体的，每个所述背极板3至少对应一个所述支撑柱46，以保证器件的正常工作。

具体的，在保证器件性能的情况下，所述支撑柱46的底面向下突出于所述背极板3的底面的长度可以根据实际情况进行设置，这里不再限制；所述支撑柱46的尺寸横向尺寸可以根据实际情况进行设置，这里不再限制。

作为示例，所述分隔层44的底面与所述振膜2的上表面接触，以使受到声压时，不同的所述背极板3、所述分隔层44及所述振膜2组成的电容独立工作，避免多个所述背极板3工作时相互影响。

具体的，在保证器件性能的情况下，所述分隔层44的横向截面尺寸可以根据实际情况进行设置，这里不再限制。

具体的，在保证器件性能及所述第二声孔41与所述第一声孔31相互连通的情况下，所述第二声孔41的孔径可以根据实际情况进行设置，这里不再限制。

具体的，所述背极引线孔42的底面显露出所述背极板3的上表面，所述振膜引线孔43的底面显露出所述振膜2的上表面。

具体的，在保证所述背极5能够覆盖所述背极引线孔42的侧壁及底面的情况下，所述背极引线孔42的开口尺寸可以根据实际情况进行设置，这里不再限制。

具体的，在保证所述振膜引出电极6能够覆盖所述振膜引线孔43侧壁及底面的情况下，所述振膜引线孔43的开口尺寸可以根据实际情况进行设置，这里不再限制。

具体的，所述背板4与所述第一支柱17之间还设有第二支柱18，所述第二支柱18位于所述振膜2的外围，且底面与所述第一支柱17和所述振膜2的上表面及所述振膜2的侧壁接触，所述背板4覆盖所述第二支柱18。

具体的，所述第二支柱18用于支撑所述背板4，且所述第二支柱18与所述背板4的材质不同，以便于缓解层间应力。

具体的，所述背板4中还设有引线槽47，所述引线槽47位于所述背极板3与所述第二支柱18之间，所述背极5及所述振膜引出电极6延伸至所述引线槽47的内壁及底面，以便于电极的引出，同时降低所述背板4中的应力。

具体的，由于所述分隔层44将所述MEMS麦克风的背极板分隔层多个间隔设置的所述背极板3，且一个所述背极板3设有至少一个所述第一声孔31，继而使每个所述背极板3与所述背极板3对应的所述振膜2组成独立工作的电容小板，在器件受到声压时，每个所述背极板3对应的所述振膜2独立发生形变，使所述振膜2的振动的均匀性更好，避免了所述振膜2的局部振幅过大，导致所述振膜2与所述背极板3之间发生吸合的风险。

具体的，由于每个所述背极板3对应的所述振膜2独立振动，当所述振膜2与所述背极板3之间的局部区域出现杂质或者所述背极板3的局部区域发生破裂，不会影响其他所述背极板3的正常工作，继而使麦克风不会立马失效，提升了器件的机械可靠性。

具体的，所述背极5的材质包括钛、氮化钛、银、金、铜、铝及钨中的一种，也可以是其他适合的导电材料。

具体的，所述振膜引出电极6的材质包括钛、氮化钛、银、金、铜、铝及钨中的一种，也可以是其他适合的导电材料。

本实施例的MEMS麦克风结构通过于所述背板4中设置所述分隔层44，将背极板分隔层多个间隔设置的所述背极板3，且一个所述背极板3中设置至少一个所述第一声孔31，以使所述分隔层44、所述背极板3及所述振膜2构成独立工作的电容小板，在器件受到声压时，每个所述背极板3对应的所述振膜2独立发生形变，使所述振膜2的振动的均匀性更好，避免了所述振膜2的局部振幅过大，导致所述振膜2与所述背极板3之间发生吸合的风险。

实施例二

本实施例提供一种MEMS麦克风结构的制备方法，如图4所示，为所述MEMS麦克风结构的制备方法的工艺流程图，包括以下步骤：

S1：提供一基板，于所述基板的上表面形成第一牺牲层，并于所述第一牺牲层的上表层形成多个预设深度的第一凹槽及贯穿所述第一牺牲层的振膜支架通孔；

S2：于所述第一牺牲层的上表面形成振膜材料层，覆盖所述第一凹槽的部分形成褶皱结构，填充所述振膜支架通孔的部分形成振膜支架，刻蚀所述振膜材料层以得到包括泄气孔的振膜，所述泄气孔贯穿所述振膜；

S3：于所述振膜的上表面形成预设厚度的第二牺牲层，于所述第二牺牲层中形成贯穿所述第二牺牲层的第二凹槽；

S4：于所述第二牺牲层的上表面形成背极板材料层，刻蚀所述背极板材料层以形成多个设有至少一个第一声孔的背极板；

S5：于所述背极板的上表面形成背板材料层，刻蚀所述背板材料层以形成包括背极引线孔、第二声孔及振膜引线孔的背板，填充所述第二凹槽的所述背板作为分隔层，所述背极引线孔的底面显露出所述背极板，所述第二声孔与所述第一声孔相互连通，所述振膜引线孔的底面显露出所述振膜；

S6：形成位于所述背极引线孔的内壁及底面并与所述背极板电连接背极，形成位于所述振膜引线孔的内壁及底面并与所述振膜电连接振膜引出电极；

S7：于所述基板中形成在垂直方向上贯穿所述基板的空腔，并对所述第一牺牲层及所述第二牺牲层进行刻蚀，以释放出所述振膜及所述背极板。

请参阅图5至图10，执行所述步骤S1、所述步骤S2及所述步骤S3：提供一基板1，于所述基板1的上表面形成第一牺牲层12，并于所述第一牺牲层12的上表层形成多个预设深度的第一凹槽13及贯穿所述第一牺牲层12的振膜支架通孔14；于所述第一牺牲层12的上表面形成振膜材料层24，覆盖所述第一凹槽13的部分形成褶皱结构21，填充所述振膜支架通14孔的部分形成振膜支架23，刻蚀所述振膜材料层24以得到包括泄气孔22的振膜2，所述泄气孔22贯穿所述振膜2；于所述振膜2的上表面形成预设厚度的第二牺牲层15，于所述第二牺牲层15中形成贯穿所述第二牺牲层15的第二凹槽16。

具体的，形成所述第一牺牲层12的方法包括化学气相沉积、物理气相沉积或者其他适合的方法。

具体的，所述第一牺牲层12的材质包括氧化硅或者其他适合的介电材料。

具体的，在保证器件性能的情况下，所述第一牺牲层12的厚度可以根据实际情况进行选择，这里不再限制。

具体的，如图5所示，为形成所述第一凹槽13后的剖面结构示意图，形成所述第一凹槽13的方法包括光刻、刻蚀或者其他适合的工艺；所述第一凹槽13自所述第一牺牲层12的上表面开口，并往所述基板1的方向延伸，且所述第一凹槽13未贯穿所述第一牺牲层12。

具体的，如图6所示，为形成所述振膜支架通孔14后的剖面结构示意图，形成所述振膜支架通孔14的方法包括干法刻蚀、湿法刻蚀或者其他适合的方法。

具体的，如图7所示，为形成所述振膜材料层24后的剖面结构示意图，形成所述振膜材料层24的方法包括化学气相沉积、物理气相沉积或者其他适合的方法。

具体的，如图8所示，为形成所述泄气孔22后的剖面结构示意图，形成所述泄气孔22的方法包括干法刻蚀、湿法刻蚀或者其他适合的方法。

具体的，如图9所示，为形成所述第二牺牲层15后的剖面结构示意图，形成所述第二牺牲层15的方法包括化学气相沉积、物理气相沉积或者其他适合的方法。

具体的，形成所述第二凹槽16的方法包括干法刻蚀、湿法刻蚀或者其他适合的方法。

具体的，如图10所示，为形成所述第二凹槽16及第三凹槽19后的剖面结构示意图，形成所述第二凹槽16之后还包括形成第三凹槽19的步骤，所述第三凹槽19的底面距离所述第二牺牲层15的底面预设距离，即所述第三凹槽19未贯穿所述第二牺牲层15。

再请参阅图11至图15，执行所述步骤S4及所述步骤S5：于所述第二牺牲层15的上表面形成背极板材料层32，刻蚀所述背极板材料层32以形成多个设有至少一个第一声孔31的背极板3；于所述背极板3的上表面形成背板材料层45，刻蚀所述背板材料层45以形成包括第二声孔41、背极引线孔42及振膜引线孔43的背板4，填充所述第二凹槽16的所述背板4作为分隔层44，所述背极引线孔42的底面显露出所述背极板3，所述第二声孔41的孔径大于所述第一声孔31的孔径且相互连通，所述振膜引线孔43的底面显露出所述振膜2。

具体的，如图11所示，为形成所述背极板材料层32后的剖面结构示意图，形成所述背极板材料层32的方法包括化学气相沉积、物理气相沉积或者其他适合的方法。

具体的，形成所述第一声孔31的方法包括干法刻蚀、湿法刻蚀或者其他适合的方法。

具体的，形成所述第一声孔31的同时去除所述背极板3外围的所述背极板材料层32，以得到所述背极板3。

具体的，形成所述第一声孔31之后还包括去除所述第二凹槽16和所述第三凹槽19中填充的所述背极板材料层32的步骤。

具体的，去除所述第二凹槽16和所述第三凹槽19中填充的所述背极板材料层32的同时，去除位于所述第二凹槽16和所述第三凹槽19开口上方的所述背极板材料层32。

具体的，如图12所示，为去除所述第二凹槽16和所述第三凹槽19中填充的所述背极板材料层32后的剖面结构示意图，去除所述第二凹槽16及所述第三凹槽19中填充的所述背极板材料层32的方法包括干法刻蚀、湿法刻蚀或者其他适合的方法。

具体的，如图13所示，为形成所述第四凹槽33及所述第五凹槽34后的剖面结构示意图，形成所述背极板3的同时还包括于所述背极板3中形成第四凹槽33及第五凹槽34的步骤，所述第四凹槽33与所述背极板3的边缘间隔预设距离，且所述第四凹槽33贯穿所述第二牺牲层15，即所述第四凹槽33的底面显露出所述振膜2的上表面，所述第五凹槽34位于所述第四凹槽33远离所述背极板3的一侧，所述第五凹槽34与所述第四凹槽33间隔预设距离。

具体的，形成所述第四凹槽33及所述第五凹槽34的方法包括干法刻蚀、湿法刻蚀或者其他适合的方法。

具体的，如图14所示，为形成所述背板材料层45后的剖面结构示意图，形成所述背板材料层45的方法包括化学气相沉积、物理气相沉积或者其他适合的方法。

具体的，形成所述背板材料层45的同时，于填充所述第五凹槽34的所述背板材料层45中形成引线槽47。

具体的，填充所述第三凹槽19的所述背板材料层45形成支撑柱46，以防止所述振膜2的振动幅度过大，导致所述振膜2与所述背极板3吸合。

具体的，形成所述背极引线孔42的方法包括干法刻蚀、湿法刻蚀或者其他适合的方法；形成所述振膜引线孔43的方法包括干法刻蚀、湿法刻蚀或者其他适合的方法。

具体的，所述振膜引线孔43位于填充所述第四凹槽33的所述背板4中，且所述振膜引线孔43的开口尺寸小于所述第四凹槽33的开口尺寸，以使所述第四凹槽33中内壁保留预设厚度的所述背板4，以保护填充所述振膜引线孔43中的振膜引出电极(见后续图16)。

具体的，如图15所示，为形成所述第二声孔41后的剖面结构示意图，形成所述第二声孔41的方法包括干法刻蚀、湿法刻蚀或者其他适合的方法。

请参阅图16及图1，执行所述步骤S6及所述步骤S7：形成位于所述背极引线孔42的内壁及底面并与所述背极板3电连接背极5，形成位于所述振膜引线孔43的内壁及底面并与所述振膜2电连接振膜引出电极6；于所述基板1中形成在垂直方向上贯穿所述基板1的空腔11，并对所述第一牺牲层12及所述第二牺牲层15进行刻蚀，以释放出所述振膜2及所述背极板3。

具体的，如图16所示，为形成所述背极5及所述振膜引出电极6后的剖面结构示意图，形成所述背极5的方法包括溅射法、物理气相沉积、化学气相沉积法、金属化合物气相沉积法、分子束外延法、原子气相沉积法、原子层沉积法或者其他适合的方法；形成所述振膜引出电极6的方法包括溅射法、物理气相沉积、化学气相沉积法、金属化合物气相沉积法、分子束外延法、原子气相沉积法、原子层沉积法或者其他适合的方法。

具体的，形成所述背极5及所述振膜引出电极6之后，形成所述空腔11之前，还包括减薄所述基底1的步骤。

具体的，减薄所述基底1的方法包括化学机械抛光(CMP)或者其他适合的方法。

具体的，形成所述空腔11的方法包括干法刻蚀、湿法刻蚀或者其他适合的方法。

具体的，如图1所示，为去除所述第一牺牲层12及所述第二牺牲层15后的剖面结构示意图，去除所述第一牺牲层12的方法包括湿法刻蚀或者其他适合的方法；去除所述第二牺牲层15的方法包括湿法刻蚀或者其他适合的方法。

具体的，去除所述第一牺牲层12释放出所述振膜2之后，于所述振膜2和所述基底1之间还保留有部分所述第一牺牲层12作为支撑所述振膜2的第一支柱17；去除所述第二牺牲层15释放出所述背极板3之后，于所述振膜2的外围及所述第一支柱17的上方还保留有部分所述第二牺牲层15作为支撑所述背板4的第二支柱18。

具体的，利用形成的所述分隔层44，将器件的背极板分隔成多个所述背极板3，使每个所述背极板3与所述背极板3对应的所述振膜2组成独立工作的电容小板，在器件受到声压时，每个所述背极板3对应的所述振膜2独立发生形变并振动，当所述振膜2与所述背极板3之间的局部区域出现杂质或者所述背极板3的局部区域发生破裂，其他所述背极板3的正常工作不会产生影响，使麦克风不会立马失效，继而提升了器件的机械可靠性。

本实施例的MEMS麦克风结构的制备方法通过于形成所述背板4的同时于所述背板4中形成与所述振膜2接触的所述分隔层44，利用所述分隔层44将器件的背面分隔成多个所述背极板3，继而使器件中形成了多个由所述分隔层44分隔形成的独立工作的电容小板，在器件所述背极板3受到声压时，每个所述背极板3对应的所述振膜2独立振动，当所述振膜2与所述背极板3之间的局部区域出现杂质或者所述背极板3的局部区域发生破裂，其他所述背极板3的仍能正常工作，导致麦克风不会立马失效，继而提升了器件的机械可靠性。

综上所述，本发明的MEMS麦克风结构及其制备方法通过于背板中设置与振膜接触的分隔层，利用分隔层将麦克风的背面分隔成多个间隔设置的背极板，且一个背极板中设有至少一个第一声孔，使器件中形成了多个由分隔层分隔开口的独立工作的电容小板，在器件受到声压作用时，每个背极板对应的振膜独立发生形变并振动，使振膜的振动的更加均匀，避免振膜的局部振幅过大，使振膜与背极板之间发生吸合；由于每个背极板对应的所述振膜独立振动，当振膜与背极板之间的局部区域出现杂质或者背极板的局部区域发生破裂，不会影响其他电容小板的正常工作，继而不会使麦克风立马失效，提升了器件的机械可靠性。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具有高度产业利用价值。

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麦克风结构，其特征在于，包括：

基板，所述基板中设有在垂直方向上贯穿所述基板的空腔；

振膜，悬设于所述空腔的上方，所述振膜中设有多个褶皱结构、泄气孔及支撑所述振膜的振膜支架；

多个间隔设置的背极板，悬设于所述振膜的上方，一个所述背极板中设有至少一个第一声孔；

背板，覆盖所述背极板的上表面，所述背板与所述泄气孔外围的所述振膜接触，所述背板中设有第二声孔、背极引线孔和振膜引线孔及分隔所述背极板的分隔层，所述第二声孔与所述第一声孔相互连通，所述背极引线孔的底面显露出所述背极板，所述振膜引线孔的底面显露出所述振膜；

背极及振膜引出电极，所述背极位于所述背极引线孔的内壁及底面并与所述背极板电连接，所述振膜引出电极位于所述振膜引线孔的内壁及底面并与所述振膜电连接。

2.根据权利要求1所述的MEMS麦克风结构，其特征在于：所述振膜与所述基板之间还设第一支柱，所述第一支柱的两端分别与所述泄气孔外围的所述振膜及所述空腔外围的所述基板接触。

3.根据权利要求1所述的MEMS麦克风结构，其特征在于：所述褶皱结构呈连续的环状或者断续的环状。

4.根据权利要求1所述的MEMS麦克风结构，其特征在于：所述背极板的形状包括圆形及多边形中的一种。

5.根据权利要求1所述的MEMS麦克风结构，其特征在于：至少两个所述背极板的形状不同。

6.根据权利要求1所述的MEMS麦克风结构，其特征在于：所述背极板呈阵列排列、环形排列或者花瓣形排列。

7.根据权利要求1所述的MEMS麦克风结构，其特征在于：至少两个所述背极板的尺寸不同。

8.根据权利要求1所述的MEMS麦克风结构，其特征在于：所述背板上还设有支撑柱，所述支撑柱贯穿所述背极板且底部延伸至所述背极板的下方。

9.根据权利要求1所述的MEMS麦克风结构，其特征在于：所述分隔层的底面与所述振膜的上表面接触。

10.一种MEMS麦克风结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

提供一基板，于所述基板的上表面形成第一牺牲层，并于所述第一牺牲层的上表层形成多个预设深度的第一凹槽及贯穿所述第一牺牲层的振膜支架通孔；

于所述第一牺牲层的上表面形成振膜材料层，覆盖所述第一凹槽的部分形成褶皱结构，填充所述振膜支架通孔的部分形成振膜支架，刻蚀所述振膜材料层以得到包括泄气孔的振膜，所述泄气孔贯穿所述振膜；

于所述振膜的上表面形成预设厚度的第二牺牲层，于所述第二牺牲层中形成贯穿所述第二牺牲层的第二凹槽；

于所述第二牺牲层的上表面形成背极板材料层，刻蚀所述背极板材料层以形成多个设有至少一个第一声孔的背极板；

于所述背极板的上表面形成背板材料层，刻蚀所述背板材料层以形成包括背极引线孔、第二声孔及振膜引线孔的背板，填充所述第二凹槽的所述背板作为分隔层，所述背极引线孔的底面显露出所述背极板，所述第二声孔与所述第一声孔相互连通，所述振膜引线孔的底面显露出所述振膜；

形成位于所述背极引线孔的内壁及底面并与所述背极板电连接背极，形成位于所述振膜引线孔的内壁及底面并与所述振膜电连接振膜引出电极；

于所述基板中形成在垂直方向上贯穿所述基板的空腔，并对所述第一牺牲层及所述第二牺牲层进行刻蚀，以释放出所述振膜及所述背极板。

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