CN117014769A - Mems麦克风的振膜结构及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种MEMS麦克风的振膜结构及其制造方法，所述振膜结构包括具有泄气结构的振膜膜层，振膜膜层还设有气孔，振膜结构还包括覆盖气孔的阀盖，阀盖包括将阀盖的一端与振膜膜层固定连接的固接部，阀盖在气孔周围360度均与气孔边缘的振膜膜层直接接触，从而完全覆盖气孔，阀盖用于在受到大于压力阈值的气压时打开从而将气孔露出进行泄气。本发明的阀盖为将气孔盖合的常闭状态，MEMS麦克风的振膜在声压较小时通过泄气结构正常泄气；阀盖只有在承受较大的声压时才打开，因此在受到较大的声压冲击时可以快速减小振膜上的声压，保护MEMS麦克风。由于阀盖将气孔完全覆盖，因此在声压未达到压力阈值时，气孔没有气流通过，对麦克风的频率特性没有影响。

Description

MEMS麦克风的振膜结构及其制造方法

技术领域

本发明涉及半导体器件技术领域，特别是涉及一种MEMS麦克风的振膜结构，以及一种MEMS麦克风的振膜结构的制造方法。

背景技术

微机电系统(Micro-Electro-Mechanical System，MEMS)器件通常是采用集成电路制造技术来生产的。硅基麦克风在助听器和移动通讯设备等领域有广阔的应用前景。MEMS麦克风芯片的研究已经有20多年了，在此期间有很多类型的麦克风芯片研发出来，其中有压阻式、压电式和电容式等，其中电容式的 MEMS麦克风应用最为广泛。

MEMS麦克风的振膜上的泄气孔，示例性的可以为槽状、圆孔状等。这种泄气孔尺寸固定，当振膜受到较大的声压冲击时，无法改变泄气能力，快速泄气可能使振膜承受较大的压力而破裂，导致整个麦克风器件失效。

发明内容

基于此，有必要提供一种在振膜承受较大的声压冲击时，具有较强的泄气能力的MEMS麦克风的振膜结构。

一种MEMS麦克风的振膜结构，包括具有泄气结构的振膜膜层，其特征在于，所述振膜膜层还设有气孔，所述振膜结构还包括覆盖所述气孔的阀盖，所述阀盖包括将阀盖的一端与所述振膜膜层固定连接的固接部，所述阀盖在所述气孔周围360度均与所述气孔边缘的振膜膜层直接接触，从而完全覆盖所述气孔，所述阀盖用于在受到大于压力阈值的气压时打开从而将所述气孔露出进行泄气。

上述MEMS麦克风的振膜结构，阀盖为将气孔盖合的常闭状态，MEMS麦克风的振膜在声压较小时通过所述泄气结构正常泄气；阀盖只有在承受较大的声压时才打开，并且声压越大、其打开的幅度越大，泄气能力越强。因此在受到较大的声压冲击时可以快速有效地减小振膜上的声压，从而保护MEMS麦克风。由于阀盖将气孔360度覆盖，因此在声压未达到压力阈值时，气孔没有气流通过，该闭合状态的气孔对MEMS麦克风器件的频率特性没有影响。因此该新型泄气结构既不影响MEMS麦克风的频率响应，又能实现较强的泄气能力。

在其中一个实施例中，所述阀盖在纵向上具有张应力逐渐变大的应力梯度，所述逐渐变大是从远离所述振膜膜层的方向到逼近所述振膜膜层的方向逐渐变大，所述应力梯度使所述阀盖向所述振膜膜层弯曲从而将所述气孔盖合。

在其中一个实施例中，所述阀盖为柔性材质。

在其中一个实施例中，所述泄气结构是泄气孔和/或泄气槽。

在其中一个实施例中，所述振膜膜层包括导电材质。

在其中一个实施例中，所述阀盖包括导电材质。

在其中一个实施例中，其特征在于，所述阀盖包括第一阀盖和第二阀盖，所述第一阀盖设于所述振膜膜层的第一表面，所述第二阀盖设于所述振膜膜层的与所述第一表面相对的第二表面。

在其中一个实施例中，所述压力阈值小于所述振膜膜层能够承受的声压的上限值。

还有必要提供一种MEMS麦克风，包括振膜和与所述振膜相对设置的背板，所述振膜具有前述任一实施例所述的振膜结构。

在其中的一个实施例中，所述MEMS麦克风还包括设于背板与振膜之间的支撑层。

在其中的一个实施例中，所述背板设于所述振膜上方，或所述振膜设于所述背板上方。

在其中的一个实施例中，所述MEMS麦克风还包括基底，所述振膜设于所述基底上。

在其中的一个实施例中，所述MEMS麦克风还包括设于所述基底和振膜之间的绝缘层。

在其中的一个实施例中，所述MEMS麦克风还包括与振膜电性连接的第一电极，和与背板电性连接的第二电极。

还有必要提供一种MEMS麦克风的振膜结构的制造方法。

一种MEMS麦克风的振膜结构的制造方法，包括：在支撑结构上形成具有气孔的振膜膜层；在所述振膜膜层上形成第一牺牲层，并且所述气孔边缘附近的第一区域不被所述第一牺牲层覆盖；在所述振膜膜层上和所述第一牺牲层上形成阀盖层，所述阀盖层在所述第一区域与所述振膜膜层直接接触；所述阀盖层在纵向上具有张应力逐渐变大的应力梯度，所述逐渐变大是从远离所述振膜膜层的方向到逼近所述振膜膜层的方向逐渐变大；图案化所述阀盖层，形成覆盖所述气孔的阀盖；所述阀盖包括位于所述第一区域、将阀盖的一端与所述振膜膜层固定连接的固接部；在所述气孔周围，所述阀盖与所述振膜膜层之间除所述第一区域外都被所述第一牺牲层隔开；去除所述支撑结构，并腐蚀去除所述第一牺牲层；其中，在所述第一牺牲层被去除后，所述阀盖在所述气孔的周围360度均与所述气孔边缘的振膜膜层直接接触，从而完全覆盖所述气孔，所述应力梯度使所述阀盖向所述振膜膜层弯曲从而将所述气孔盖合。

上述MEMS麦克风的振膜结构的制造方法，通过形成第一牺牲层，然后在第一牺牲层上形成具有应力梯度的阀盖，将第一牺牲层去除后应力梯度能够使阀盖向振膜膜层弯曲从而将气孔盖合。阀盖只有在承受较大的声压时才打开，并且声压越大、其打开的幅度越大，泄气能力越强。因此在受到较大的声压冲击时可以快速有效地减小振膜上的声压，从而保护MEMS麦克风。

在其中一个实施例中，所述在所述振膜膜层上形成第一牺牲层的步骤之前，还包括形成将所述气孔填满的第二牺牲层的步骤；所述在所述振膜膜层上形成第一牺牲层的步骤，是在所述振膜膜层和第二牺牲层上形成第一牺牲层；所述去除所述支撑结构的步骤之后，还包括腐蚀去除所述第二牺牲层的步骤。

在其中一个实施例中，所述支撑结构是设于基底上的绝缘层；所述形成覆盖所述气孔的阀盖的步骤之后、所述去除所述支撑结构的步骤之前，还包括背面刻蚀所述基底形成背腔的步骤；所述背面为所述基底背离所述振膜膜层的一面；所述去除所述支撑结构、腐蚀去除所述第一牺牲层、腐蚀去除所述第二牺牲层采用的是同一种腐蚀剂。

在其中一个实施例中，所述在支撑结构上形成具有气孔的振膜膜层的步骤中，形成的振膜膜层还形成有泄气结构。

在其中一个实施例中，所述在所述振膜膜层上和所述第一牺牲层上形成阀盖层的步骤包括：在所述振膜膜层上和所述第一牺牲层上淀积多晶硅；通过离子注入工艺调节所述多晶硅的掺杂浓度，形成所述应力梯度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是一实施例中MEMS麦克风的振膜上的新型泄气结构的结构示意图；

图2是一实施例中图1所示的泄气结构在阀盖承受大气压打开时的示意图；

图3是一实施例中MEMS麦克风的振膜结构的制造方法的流程图；

图4是另一实施例中MEMS麦克风的振膜结构的制造方法的流程图；

图5a-图5f是采用图4所示方法制造MEMS麦克风的振膜结构的步骤中振膜结构的剖面结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“竖直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。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，甲、乙、丙等描述各种元件、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。

当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。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。

这里参考作为本发明的理想实施例(和中间结构)的示意图的横截面图来描述发明的实施例，这样可以预期由于例如制造技术和/或容差导致的所示形状的变化。因此，本发明的实施例不应当局限于在此所示的区的特定形状，而是包括由于例如制造技术导致的形状偏差。例如，显示为矩形的注入区在其边缘通常具有圆的或弯曲特征和/或注入浓度梯度，而不是从注入区到非注入区的二元改变。同样，通过注入形成的埋藏区可导致该埋藏区和注入进行时所经过的表面之间的区中的一些注入。因此，图中显示的区实质上是示意性的，它们的形状并不表示器件的区的实际形状，且并不限定本发明的范围。

背景技术中所述的传统泄气孔/泄气槽结构的尺寸固定，当振膜受到较大的声压冲击时，无法改变泄气能力。一种改进型的泄气孔为可张开的阀瓣结构，在承受较大的声压冲击时，阀瓣在声压的作用下张开，从而提高了泄气能力，有利于减少振膜上的压力，保护器件。但是这种具有阀瓣的泄气孔，其阀瓣之间存在缝隙，MEMS麦克风正常工作时，会影响器件的频率特性。

本申请提出一种设于MEMS麦克风的振膜上的新型泄气结构。参见图1，MEMS麦克风的振膜结构包括设有气孔121的振膜膜层110，振膜结构还包括覆盖气孔121的阀盖120，阀盖120包括将阀盖的一端与振膜膜层110固定连接的固接部122。阀盖120用于在受到大于压力阈值的气压时打开，从而将气孔121 露出进行泄气。图1所示的泄气结构可以在每个MEMS麦克风的振膜上设置一个或多个，并且可以与常规的振膜泄气结构配合使用，即振膜膜层110还可以设有泄气孔和/或泄气槽。在MEMS麦克风正常工作时，阀盖120为将气孔121 盖合的常闭状态，MEMS麦克风的振膜在声压较小时通过常规的泄气结构(例如泄气孔/泄气槽)正常泄气；阀盖120只有在承受较大的声压时才打开，并且声压越大、其打开的幅度越大，泄气能力越强，参见图2。因此在受到较大的声压冲击时可以快速有效地减小振膜上的声压，从而保护MEMS麦克风。

在本申请的一个实施例中，阀盖120的一端通过固接部122与振膜膜层110 直接接触，阀盖120以搭盖的方式使固接部122以外的阀盖部位在气孔121周围与气孔121边缘的振膜膜层110直接接触，从而在气孔121周围360度均与气孔121边缘的振膜膜层110直接接触，使气孔121被完全覆盖。由于阀盖120 将气孔121完全覆盖，因此在声压未达到压力阈值时，气孔121没有气流通过，该闭合状态的气孔121对MEMS麦克风器件的频率特性没有影响。因此该新型泄气结构既不影响MEMS麦克风的频率响应，又能实现较强的泄气能力。

一般来说，MEMS麦克风在正常工作时承受的声压不是很大，此时阀盖120 保持闭合也不会导致振膜破裂。因此可以根据MEMS麦克风正常工作时的声压上限值来设计阀盖120的压力阈值，即接近该声压上限值时阀盖120打开，且压力阈值小于振膜膜层110能够承受的声压上限值，即压力阈值应小于会导致振膜膜层110破裂的声压值。

在本申请的一个实施例中，阀盖120在纵向上具有张应力逐渐变大的应力梯度(从远离振膜膜层110的方向到逼近振膜膜层110的方向逐渐变大，在图1 所示的阀盖120中即上到下张应力逐渐变大)，该应力梯度使阀盖120向振膜膜层110弯曲从而将气孔121盖合。在图1所示的实施例中，固接部122在纵向上位于振膜膜层110与阀盖120的其他部位之间，从而将阀盖120抬高，由于阀盖120具有前述的应力梯度，因此在固接部122以外的位置朝振膜膜层110 弯曲，从而能将气孔121周围360度盖合。

在本申请的一个实施例中，阀盖120为柔性材质，即使得阀盖120在承受大声压而打开时能够弯曲的材质。在本申请的一个实施例中，阀盖120可以采用与振膜膜层110相同的材料。在本申请的一个实施例中，阀盖120的材质为多晶硅。

在本申请的一个实施例中，所述振膜结构为电容式MEMS麦克风的振膜。在本申请的一个实施例中，振膜膜层110包括导电材质，和/或阀盖120包括导电材质。

在本申请的一个实施例中，振膜结构可以包括两组不同方向的阀盖120，提供双向泄气功能。即一组阀盖120设于振膜膜层110的上表面，阀盖120从上到下张应力逐渐变大，应力梯度使阀盖120向下弯曲盖合气孔121；另一组阀盖 120设于振膜膜层110的下表面，阀盖120从下到上张应力逐渐变大，应力梯度使阀盖120向上弯曲盖合气孔121。

本申请相应提供一种MEMS麦克风，包括振膜和与振膜相对设置的背板，且该振膜具有前述任一实施例所述的振膜结构。在本申请的一个实施例中， MEMS麦克风是电容式MEMS麦克风，背板和振膜分别作为平板电容的一极，即背板与振膜的其中之一作为下极板层，另一个作为上极板层。MEMS麦克风还包括设于背板与振膜之间的支撑层，用于对上极板层进行支撑。背板与振膜之间的部分位置不设置支撑层从而形成空腔。

在本申请的一个实施例中，MEMS麦克风还包括基底，下电极层设于基底上。在本申请的一个实施例中，基底的材料为Si；在其他实施例中，基底的材料还可以为其他半导体或半导体的化合物，例如Ge、SiGe、SiC、SiO₂或Si₃N₄中的一种。基底的中部开设有背腔，背腔与空腔(背板与振膜之间的空腔)对应设置，即背腔设于该空腔的正下方。

在本申请的一个实施例中，MEMS麦克风还包括设于基底与下极板层之间的绝缘层。绝缘层用于使基底和下极板层相互绝缘。在本申请的一个实施例中，绝缘层还作为背腔刻蚀的刻蚀停止层。在本申请的一个实施例中，绝缘层的材质可以为硅氧化物，例如二氧化硅。

在本申请的一个实施例中，支撑层为牺牲层，空腔实际上是由牺牲层经过释放而来的，在释放过程中，空腔位置处的牺牲层被腐蚀掉，形成空腔。

在本申请的一个实施例中，MEMS麦克风还包括与振膜电性连接的第一电极，和与背板电性连接的第二电极。第一电极和第二电极用于在MEMS麦克风封装打线时分别将振膜和背板引出，与ASIC(Application Specific Integrated Circuit，专用集成电路)或印刷电路板(PCB)形成电性连接。在本申请的一个实施例中，第一电极设置在振膜的上表面，可以远离振膜的中间区域设置在靠近振膜边缘的位置。第二电极同样远离背板的中间区域设置。在本申请的一个实施例中，第一电极和第二电极均由导电金属构成。

本申请相应提供一种MEMS麦克风的振膜结构的制造方法。图3是一实施例中MEMS麦克风的振膜结构的制造方法的流程图，包括下列步骤：

S310，在支撑结构上形成具有气孔的振膜膜层。

振膜膜层需要形成于某一能够对振膜膜层进行支撑的结构上。在本申请的一个实施例中，该支撑结构为一绝缘层。气孔贯穿振膜膜层，气孔底部暴露振膜膜层下方的部分绝缘层。

S320，在振膜膜层上形成第一牺牲层。

在气孔边缘附近留出一个区域(以下称为第一区域)不被第一牺牲层覆盖，后续步骤中需要在第一区域形成与振膜膜层直接接触的阀盖固接部。

S330，在振膜膜层上和第一牺牲层上形成阀盖层。

阀盖层在第一区域与振膜膜层直接接触。阀盖层在纵向上具有张应力逐渐变大(从远离振膜膜层的方向到逼近振膜膜层的方向逐渐变大)的应力梯度。

S340，图案化阀盖层，形成覆盖气孔的阀盖。

阀盖包括位于第一区域，并将阀盖的一端与振膜膜层固定连接的固接部。在气孔周围，阀盖与振膜膜层之间除第一区域外都被第一牺牲层隔开。

S350，去除支撑结构，并腐蚀去除第一牺牲层。

步骤S340完成后，继续完成MEMS麦克风的其他工艺步骤，例如对于振膜在下、背板在上的电容式MEMS麦克风，在步骤S340之后还要于阀盖和第一牺牲层上形成作为支撑层的牺牲层，再于该牺牲层上形成背板，然后于振膜膜层上形成第一电极、于背板上形成第二电极，之后就可以执行步骤S350。支撑结构可以是从背面去除。在本申请的一个实施例中，支撑结构只去除中间的一部分，使得振膜膜层可以上下振动，边缘的支撑结构仍保留，对振膜膜层进行支撑。在第一牺牲层被去除后，阀盖在气孔的周围360度均与气孔边缘的振膜膜层直接接触，从而完全覆盖气孔，阀盖中的应力梯度使阀盖向振膜膜层弯曲从而将气孔盖合。

上述MEMS麦克风的振膜结构的制造方法，通过形成第一牺牲层，然后在第一牺牲层上形成具有应力梯度的阀盖，将第一牺牲层去除后应力梯度能够使阀盖向振膜膜层弯曲从而将气孔盖合。阀盖只有在承受较大的声压时才打开，并且声压越大、其打开的幅度越大，泄气能力越强。因此在受到较大的声压冲击时可以快速有效地减小振膜上的声压，从而保护MEMS麦克风。

图4是另一实施例中MEMS麦克风的振膜结构的制造方法的流程部，包括下列步骤：

S410，在支撑结构上形成具有气孔的振膜膜层。

参见图5a，在本申请的一个实施例中，支撑结构为绝缘层202。在本申请的一个实施例中，振膜膜层210的材质为多晶硅。在本申请的一个实施例中，通过在绝缘层202上淀积多晶硅，然后图案化淀积的多晶硅，形成气孔211。气孔211贯穿振膜膜层210，气孔211底部暴露振膜膜层210下方的部分绝缘层 202。图案化可以通过光刻和刻蚀工艺来完成。在本申请的一个实施例中，在图案化淀积多晶硅时还要形成常规的泄气结构，例如泄气孔和/或泄气槽。

S420，形成将气孔填满的第二牺牲层。

在本申请的一个实施例中，可以在绝缘层202和振膜膜层210上淀积牺牲层材料(参见图5b)，牺牲层材料会填入气孔211中，然后去除振膜膜层210表面的牺牲层材料。具体可以通过化学机械研磨(CMP)工艺去除振膜膜层210 上的牺牲层材料，气孔211中的牺牲层材料保留下来作为第二牺牲层232，参见图5c。在本申请的一个实施例中，第二牺牲层232的材料是硅氧化物，例如二氧化硅。

S430，在振膜膜层和第二牺牲层上形成第一牺牲层。

在本申请的一个实施例中，可以在振膜膜层210和第二牺牲层232上淀积牺牲层材料(可以采用与第二牺牲层232相同的材料)，然后图案化形成第一牺牲层234。第一牺牲层234的厚度小于振膜膜层210的厚度。在本申请的一个实施例中，通过光刻和刻蚀将需要形成阀盖固接部的位置(图5d中标记为第一区域231)的第一牺牲层234去除，第一区域231的第一牺牲层234去除后露出第一牺牲层234下的部分的振膜膜层210。在本申请的一个实施例中，第一区域 231靠近第二牺牲层232的边缘(即靠近气孔211的边缘设置)。

S440，在振膜膜层上和第一牺牲层上形成阀盖层。

在本申请的一个实施例中，在振膜膜层210和第一牺牲层234上淀积多晶硅作为阀盖层22，参见图5e。阀盖层22在纵向上具有张应力逐渐变大(从远离振膜膜层210的方向到逼近振膜膜层210的方向逐渐变大)的应力梯度。为了使阀盖层22具备该应力梯度，可以通过离子注入工艺调节多晶硅的掺杂浓度。阀盖层22在纵向上的掺杂浓度变化趋势可以是逐渐变大，也可以是逐渐变小，还可以是先变大后变小，或者先变小后变大。后续通过退火工艺也可以调节阀盖层22的张应力。

S450，图案化阀盖层，形成覆盖气孔的阀盖。

在本申请的一个实施例中，通过光刻和刻蚀阀盖层22形成阀盖220。阀盖 220包括位于第一区域231(图5f中未标示)、将阀盖220的一端与振膜膜层210 固定连接的固接部222。也即固接部222与阀盖220的其他部位为同时形成的一体化结构。在气孔211(图5f中未标示)周围，阀盖220与振膜膜层210之间除第一区域231外都被第一牺牲层234隔开。也可以理解为，阀盖220的固接部222贯穿第一牺牲层234与振膜膜层210固定连接。

S460，去除支撑结构，并腐蚀去除第一牺牲层和第二牺牲层。

在本申请的一个实施例中，步骤S410的绝缘层202是形成于基底上。在本申请的一个实施例中，基底的材料为Si；在其他实施例中，基底的材料还可以为其他半导体或半导体的化合物，例如Ge、SiGe、SiC、SiO₂或Si₃N₄中的一种。步骤S450完成后，继续完成MEMS麦克风的其他工艺步骤，例如对于振膜在下、背板在上的电容式MEMS麦克风，在步骤S340之后还要于阀盖220和第一牺牲层234上形成作为支撑层的第三牺牲层，再于第三牺牲层上形成背板，然后于振膜膜层210上形成第一电极、于背板上形成第二电极。进行步骤S460 之前，先背面刻蚀基底形成背腔，绝缘层202作为背腔刻蚀的刻蚀停止层。绝缘层202、第一牺牲层234、第二牺牲层232、第三牺牲层的材质都可以是硅氧化物，例如二氧化硅，因此采用一种腐蚀剂就能去除绝缘层202、第一牺牲层 234、第二牺牲层232及第三牺牲层。在本申请的一个实施例中，绝缘层202只去除中间的一部分，使得振膜膜层210可以上下振动，边缘的绝缘层202仍保留，对振膜膜层210进行支撑，并使振膜膜层210与基底之间绝缘。

在第一牺牲层234和第二牺牲层232被释放后，阀盖220的一端通过固接部222与振膜膜层210直接接触，阀盖220以搭盖的方式使固接部222以外的阀盖部位在气孔221周围与气孔221边缘的振膜膜层210直接接触。这样一来，阀盖220在气孔的周围360度均与气孔221边缘的振膜膜层210直接接触，从而完全覆盖气孔221，阀盖220中的应力梯度使阀盖220向振膜膜层210弯曲从而将气孔221盖合。步骤S460完成后的结构可以参照图1。

应该理解的是，虽然本申请的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，本申请的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”、“理想实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性描述不一定指的是相同的实施例或示例。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (12)

1.一种MEMS麦克风的振膜结构，包括具有泄气结构的振膜膜层，其特征在于，所述振膜膜层还设有气孔，所述振膜结构还包括覆盖所述气孔的阀盖，所述阀盖包括将阀盖的一端与所述振膜膜层固定连接的固接部，所述阀盖在所述气孔周围360度均与所述气孔边缘的振膜膜层直接接触，从而完全覆盖所述气孔，所述阀盖用于在受到大于压力阈值的气压时打开从而将所述气孔露出进行泄气。

2.根据权利要求1所述的MEMS麦克风的振膜结构，其特征在于，所述阀盖在纵向上具有张应力逐渐变大的应力梯度，所述逐渐变大是从远离所述振膜膜层的方向到逼近所述振膜膜层的方向逐渐变大，所述应力梯度使所述阀盖向所述振膜膜层弯曲从而将所述气孔盖合。

3.根据权利要求1所述的MEMS麦克风的振膜结构，其特征在于，所述泄气结构是泄气孔和/或泄气槽。

4.根据权利要求1所述的MEMS麦克风的振膜结构，其特征在于，所述振膜膜层包括导电材质，和/或所述阀盖包括导电材质。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的MEMS麦克风的振膜结构，其特征在于，所述阀盖包括第一阀盖和第二阀盖，所述第一阀盖设于所述振膜膜层的第一表面，所述第二阀盖设于所述振膜膜层的与所述第一表面相对的第二表面。

6.一种MEMS麦克风的振膜结构的制造方法，包括：

在支撑结构上形成具有气孔的振膜膜层；

在所述振膜膜层上形成第一牺牲层，并且所述气孔边缘附近的第一区域不被所述第一牺牲层覆盖；

在所述振膜膜层上和所述第一牺牲层上形成阀盖层，所述阀盖层在所述第一区域与所述振膜膜层直接接触；所述阀盖层在纵向上具有张应力逐渐变大的应力梯度，所述逐渐变大是从远离所述振膜膜层的方向到逼近所述振膜膜层的方向逐渐变大；

图案化所述阀盖层，形成覆盖所述气孔的阀盖；所述阀盖包括位于所述第一区域、将阀盖的一端与所述振膜膜层固定连接的固接部；在所述气孔周围，所述阀盖与所述振膜膜层之间除所述第一区域外都被所述第一牺牲层隔开；

去除所述支撑结构，并腐蚀去除所述第一牺牲层；

其中，在所述第一牺牲层被去除后，所述阀盖在所述气孔的周围360度均与所述气孔边缘的振膜膜层直接接触，从而完全覆盖所述气孔，所述应力梯度使所述阀盖向所述振膜膜层弯曲从而将所述气孔盖合。

7.根据权利要求6所述MEMS麦克风的振膜结构的制造方法，其特征在于，所述在所述振膜膜层上形成第一牺牲层的步骤之前，还包括形成将所述气孔填满的第二牺牲层的步骤；

所述在所述振膜膜层上形成第一牺牲层的步骤，是在所述振膜膜层和第二牺牲层上形成第一牺牲层；

所述去除所述支撑结构的步骤之后，还包括腐蚀去除所述第二牺牲层的步骤。

8.根据权利要求7所述MEMS麦克风的振膜结构的制造方法，其特征在于，所述图案化所述阀盖层的步骤之后、所述去除所述支撑结构的步骤之前，还包括：

在所述阀盖上和所述第一牺牲层上形成第三牺牲层；

在所述第三牺牲层上形成背板；

在所述振膜膜层上形成第一电极、所述背板上形成第二电极；

其中，所述去除所述支撑结构的步骤之后，还包括：腐蚀去除部分所述第三牺牲层，剩余的第三牺牲层作为所述背板的支撑层。

9.根据权利要求8所述MEMS麦克风的振膜结构的制造方法，其特征在于，所述支撑结构是设于基底上的绝缘层；

所述形成覆盖所述气孔的阀盖的步骤之后、所述去除所述支撑结构的步骤之前，还包括背面刻蚀所述基底形成背腔的步骤；所述背面为所述基底背离所述振膜膜层的一面；

所述去除所述支撑结构、腐蚀去除所述第一牺牲层、腐蚀去除所述第二牺牲层、腐蚀去除部分所述第三牺牲层采用的是同一种腐蚀剂。

10.根据权利要求7所述MEMS麦克风的振膜结构的制造方法，其特征在于，所述形成将所述气孔填满的第二牺牲层的步骤包括：

在所述绝缘层上和振膜膜层上淀积牺牲层材料，使所述牺牲层材料填入所述气孔中；

通过化学机械研磨工艺去除所述振膜膜层上的牺牲层材料，所述气孔中的牺牲层材料保留下来作为所述第二牺牲层。

11.根据权利要求6所述MEMS麦克风的振膜结构的制造方法，其特征在于，所述在支撑结构上形成具有气孔的振膜膜层的步骤中，所述振膜膜层还形成有泄气结构。

12.根据权利要求6-11中任一项所述MEMS麦克风的振膜结构的制造方法，其特征在于，所述在所述振膜膜层上和所述第一牺牲层上形成阀盖层的步骤包括：

在所述振膜膜层上和所述第一牺牲层上淀积多晶硅；

通过离子注入工艺调节所述多晶硅的掺杂浓度，形成所述应力梯度。