CN211580197U - Mems麦克风 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种MEMS麦克风，MEMS麦克风的背板采用依次堆叠设置的背板绝缘层、背板导电层及背板机械层，使得背板绝缘层与振膜相向设置，从而可以避免振膜在过驱动时产生接通漏电现象，避免产品失效，提高产品的使用空间和良品率；采用PECVD法制备背板机械层，降低工艺时间，降低生产成本，降低污染颗粒，且由于PECVD的应力可调性，使得产品具有良好的设计兼容性和多样性，在大规模生产的过程中，也可采用APC系统对背板机械层的应力进行调整，以补偿传感空隙的厚度差异，提高生产的容错率及产品良率。

Description

MEMS麦克风

技术领域

本实用新型属于半导体制造及设计领域，涉及一种MEMS麦克风。

背景技术

微机电系统(Micro-Electro-Mechanical-System，MEMS)技术是指一种可将机械构件、驱动部件、光学系统、电控系统集成为一个整体的微型系统，它采用微电子技术和微加工技术，如硅体微加工、硅表面微加工、晶片键合等，相结合的制造工艺，制造出各种性能优异、价格低廉、微型化的传感器、执行器、驱动器和微系统。常见的产品包括MEMS加速度计、MEMS麦克风、微马达、微泵、微振子、MEMS光学传感器、MEMS压力传感器、MEMS陀螺仪、MEMS湿度传感器、MEMS气体传感器等等，以及它们的集成产品。

麦克风是一种微型的声学传感器，主要包括柱极体麦克风(ECM)和微机电系统麦克风(MEMS麦克风)。相对于传统的柱极体麦克风，MEMS麦克风具有包括尺寸小、成本少、功耗低、可靠性高等优势，而备受欢迎。根据工作原理和电学特性，MEMS麦克风的类型主要包括电容式MEMS麦克风、压电式MEMS麦克风和光电式MEMS麦克风等。

电容式MEMS麦克风，类似于可变电容，其主要结构有三大部分，两个电极即振膜(Diaphragm)与背板(Back Plate)，以及他们之间的传感空隙(Sensing Gap)。其中，振膜具有较好的弹性，在声波激励下会发生振动，产生位移变化，从而改变背板与振膜之间的间距，使MEMS麦克风的电容发生变化，后端的电路则可以通过检测电容变化，以获取声学信号。

目前，对于电容式MEMS麦克风中的背板结构大多采用包括导电层及机械层的双层结构。在该双层结构中，由于导电层与振膜相向(Face-to-Face)设置，当振膜过驱动(Over-Drive)时，振膜与导电层上下膜接触则会产生接通(Pull-In)现象，产生较大的漏电，引起产品失效；且为了获得良好质量的背板，两层通常采用低压化学气相沉积(Low PressureChemical Vaper Deposition，LPCVD)工艺制备，从而难以降低导电层及机械层的应力，且在采用LPCVD制备较厚的机械层时，工艺时间长，生产成本高，易产生大量污染颗粒，对生产维护和产能造成挑战，产品设计兼容性和多样性受到限制，且背板应力无法根据传感空隙进行对应的自动过程补偿(Auto Process Compensation，APC)，产品报废率较高。

因此，提供一种新型的MEMS麦克风，实属必要。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种MEMS麦克风，用于解决现有技术中MEMS麦克风所存在的漏电及上述一系列的生产问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种MEMS麦克风，所述MEMS麦克风包括：

基底；

振膜，所述振膜位于所述基底上方，包括相对的第一面及第二面；

背板，所述背板位于所述振膜的第二面上方，包括依次堆叠设置的背板绝缘层、背板导电层及背板机械层，且所述背板机械层的厚度分别大于所述背板绝缘层的厚度及背板导电层的厚度，所述背板机械层的应力小于所述背板绝缘层的应力；

背板通孔，所述背板通孔贯穿所述背板；

传感空隙，所述传感空隙位于所述背板绝缘层与所述振膜的第二面之间，且与所述背板通孔相连接，以显露所述振膜的第二面；

基底通孔，所述基底通孔贯穿所述基底；

背腔，所述背腔与所述基底通孔相连接，以显露所述振膜的第一面。

可选地，所述背板机械层的厚度范围包括1μm～5μm；所述背板机械层的应力范围包括-60MPa～100MPa。

可选地，所述背板绝缘层的厚度范围包括0.05μm～0.3μm；所述背板绝缘层的应力范围包括100MPa～300MPa。

可选地，所述背板导电层的厚度范围包括0.05μm～0.8μm。

可选地，所述背板绝缘层包括氮化硅绝缘层；所述背板机械层包括氮化硅机械层；所述振膜包括多晶硅振膜；所述背板导电层包括多晶硅导电层。

可选地，包括与所述基底相接触的基底支撑部及与所述振膜相接触的振膜支撑部中的一种或组合。

可选地，当包括所述基底支撑部及振膜支撑部时，所述基底支撑部与所述振膜支撑部之间包括与所述基底相接触的牺牲层。

如上所述，本实用新型的MEMS麦克风，MEMS麦克风的背板采用依次堆叠设置的背板绝缘层、背板导电层及背板机械层，使得背板绝缘层与振膜相向设置，从而可以避免振膜在过驱动时产生接通漏电现象，避免产品失效，提高产品的使用空间和良品率；采用PECVD法制备背板机械层，降低工艺时间，降低生产成本，降低污染颗粒，且由于PECVD的应力可调性，使得产品具有良好的设计兼容性和多样性，在大规模生产的过程中，也可采用APC系统对背板机械层的应力进行调整，以补偿传感空隙的厚度差异，提高生产的容错率及产品良率。

附图说明

图1显示为本实用新型中制备MEMS麦克风的工艺流程示意图。

图2～图13显示为实施例一中制备MEMS麦克风各步骤所呈现的结构示意图。其中，图13还显示为实施例一中制备的MEMS麦克风的结构示意图。

图14～图16显示为实施例二中制备MEMS麦克风各步骤所呈现的结构示意图。其中，图16还显示为实施例二中制备的MEMS麦克风的结构示意图。

元件标号说明

100、1001 基底

210、2101 第一牺牲层

220、2201 第二牺牲层

221、2211 第一沟槽

222、2221 第二沟槽

223、2231 第三沟槽

300、3001 振膜

400、4001 背板

410、4101 背板绝缘层

420、4201 背板导电层

430、4301 背板机械层

401、4011 背板凸块

402、4021 振膜支撑部

403、4031 基底支撑部

500、5001 背板通孔

600、6001 金属焊盘

700、7001 基底通孔

800、8001 传感空隙

900、9001 背腔

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，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实用新型的其他优点与功效。本实用新型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，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅图1～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实用新型的基本构想，遂图式中仅显示与本实用新型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。其中，图2～图16中，仅显示出了有关MEMS麦克风的部分结构示意图，未显示的MEMS麦克风的部分结构可与图示中相同，也可不同，此处不作过分限制。

实施例一

参阅图1，本实施例提供一种MEMS麦克风的制备方法，具体制备步骤如下：

参阅图2，首先提供基底100。

具体的，所述基底100的材质可以为硅基底，也可以是锗基底、锗硅基底、砷化镓基底或绝缘体上硅(SOI)基底等，具体可根据需要选择，本实施例中仅以硅基底作为示例，但并非局限于此。

接着，于所述基底100上形成第一牺牲层210。

具体的，由于所述第一牺牲层210在后续工艺中需要去除，因此本实施例中，优选所述第一牺牲层210采用氧化硅，以便与后续形成的振膜300形成绝缘，且形成高的选择蚀刻比，以避免对所述振膜300的损伤。但所述第一牺牲层210的材质的选择并非局限于此，还可包括如氮化硅或氧化硅与氮化硅的叠层等，具体可根据需要进行选择，此处不作过分限制。

接着，参阅图3，于所述第一牺牲层210上形成所述振膜300。

具体的，所述振膜300作为所述MEMS麦克风的振动膜，所述振膜300的材料可以选择如多晶硅、锗硅、锗或其他具有弹性的金属或半导体材料，以确保所述振膜300在受到声音或惯性力等的作用力时，可产生振动变形，且在振动变形后还能恢复原状，并且确保所述振膜300具有良好的导电性。本实施例中，所述振膜300采用多晶硅材质，但并非局限于此。

作为示例，还包括图形化所述振膜300的步骤，以显露所述第一牺牲层210。

具体的，在所述振膜300上形成光刻胶层(未图示)，对所述光刻胶层进行曝光与显影，形成图像化的光刻胶层，暴露出所述振膜300上预刻蚀的位置，以所述图形化的光刻胶层为掩膜，对所述振膜300进行刻蚀，至暴露出所述第一牺牲层210，而后通过灰化工艺去除所述图形化的光刻胶层。

接着，参阅图4，于所述振膜300上形成第二牺牲层220。

具体的，所述第二牺牲层220的材质可参阅所述第一牺牲层210，本实施例中，为便于工艺控制，所述第二牺牲层220采用与所述第一牺牲层210相同的材质，即为氧化硅材质，但并非局限于此，所述第二牺牲层220也可采用与所述第一牺牲层210不同的材质，如氮化硅或氧化硅与氮化硅的叠层等，具体可根据需要进行选择，此处不作过分限制。但优选所述第二牺牲层220的材质与所述振膜300及后续形成的背板绝缘层410之间具有高的选择蚀刻比，以便于所述振膜300及背板绝缘层410也可作为刻蚀停止层使用，从而可避免对所述振膜300及背板400的损伤。

作为示例，还包括刻蚀所述第二牺牲层220，形成第一沟槽221的步骤，以便于后续形成背板凸块401，以减小所述背板400与所述振膜300之间的接触面积，防止所述背板400与所述振膜300的粘连。

具体的，在所述第二牺牲层220上形成光刻胶层(未图示)，对所述光刻胶层进行曝光与显影，形成图像化的光刻胶层，暴露出所述第一沟槽221预刻蚀的位置，以所述图形化的光刻胶层为掩膜对所述第二牺牲层220进行刻蚀，形成所述第一沟槽221，而后通过灰化工艺去除所述图形化的光刻胶层。在形成所述第一沟槽221时，还可同时形成第二沟槽222及第三沟槽223，该方案可参阅实施例二，此处暂不做介绍。

接着，参阅图5～图8，于所述第二牺牲层220上形成所述背板400，所述背板400包括依次堆叠设置的所述背板绝缘层410、背板导电层420及背板机械层430，且所述背板机械层430的厚度分别大于所述背板绝缘层410的厚度及背板导电层420的厚度，所述背板机械层430的应力小于所述背板绝缘层410的应力。有关所述背板400的制备步骤如下:

参阅图5，于所述第二牺牲层220上形成所述背板绝缘层410。

作为示例，所述背板绝缘层410包括氮化硅绝缘层；制备所述背板绝缘层410的方法包括LPCVD法；形成的所述背板绝缘层410的厚度范围包括0.05μm～0.3μm；形成的所述背板绝缘层410的应力范围包括100MPa～300MPa。

具体的，关于所述背板绝缘层410的材质的选择，需选用相对于所述振膜300具有绝缘性质的材质，以避免当所述振膜300过驱动(Over-Drive)时，所述振膜300与所述背板导电层420相接触，从而避免产生接通(Pull-In)现象，以避免漏电及产品失效的问题。优选地，所述背板绝缘层410与所述第二牺牲层220之间具有良好的选择蚀刻比，以通过所述背板绝缘层410作为后续去除所述第二牺牲层220的刻蚀停止层使用，从而在去除所述第二牺牲层220时，可避免对所述背板导电层420的损伤。本实施例中，优选所述背板绝缘层410采用氮化硅绝缘层，但并非局限于此，如还可采用氧化硅或氧化硅与氮化硅的叠层结构等。其中，为制备高质量的、具有良好绝缘性质的所述背板绝缘层410，优选采用LPCVD法，但由于所述LPCVD法生长薄膜的工艺时间长，生产成本高，在制备所述背板绝缘层410时，为制备低应力、高质量及绝缘性好的所述背板绝缘层410，如氮化硅绝缘层，由于需要硅含量的比例较高，即SiH₄工艺气体的比例较多，其会在制备过程中产生大量的污染颗粒(Particle)，对生产的维护和产能会造成较大的挑战。因此，优选形成的所述背板绝缘层410的厚度范围包括0.05μm～0.3μm，以及该范围内的任何界限值及范围值，如0.10μm、0.12μm或0.15μm等。其中优选形成的所述背板绝缘层410的应力范围可包括100MPa～300MPa，以及该范围内的任何界限值及范围值，如150MPa、200MPa或250MPa等。

接着，于所述背板绝缘层410上形成所述背板导电层420。

作为示例，所述背板导电层420包括多晶硅导电层；制备所述背板导电层420的方法包括LPCVD法；形成的所述背板导电层420的厚度范围包括0.05μm～0.8μm。

具体的，所述背板导电层420的材质的选择，可参阅所述振膜300，根据需要可选择如多晶硅、锗硅或锗等半导体材料，还可以为其他金属材料，如铝等。本实施例中，优选所述背板导电层420采用与所述振膜300相同的材质，即多晶硅材料，但并非局限于此，也可为不同的材料。其中为制备高质量及低应力的所述振膜300，优选采用LPCVD法，形成的所述背板导电层420的厚度范围可包括0.05μm～0.8μm，以及该范围内的任何界限值及范围值，如0.10μm、0.3μm、0.5μm或0.6μm等，此处不作过分限制。

接着，参阅图6，图形化所述背板导电层420，以便于后续形成背板通孔500。

具体的，形成光刻胶层(未图示)，对所述光刻胶层进行曝光与显影，形成图像化的光刻胶层，暴露出所述背板导电层420预刻蚀的位置，以所述图形化的光刻胶层为掩膜对所述背板导电层420进行刻蚀，而后通过灰化工艺去除所述图形化的光刻胶层。

作为示例，还包括刻蚀所述背板绝缘层410及第二牺牲层220的步骤，以形成显露所述振膜300的第二沟槽222，用以制备与所述振膜300相接触的振膜支撑部402的步骤；及刻蚀所述背板绝缘层410、第二牺牲层220及第一牺牲层210的步骤，以形成显露所述基底100的第三沟槽223，用以制备与所述基底100相接触的基底支撑部403的步骤中的一种或组合，以提高所述背板400的牢固度。

具体的，参阅图7及图8，本实施例中，包括形成所述第二沟槽222及第三沟槽223的步骤，但并非局限于此，也可仅含有制备所述第二沟槽222或第三沟槽223的步骤，此处不作过分限制。制备方法包括形成光刻胶层(未图示)，对所述光刻胶层进行曝光与显影，形成图像化的光刻胶层，暴露出所述第二沟槽222或/及第三沟槽223的预刻蚀的位置，以所述图形化的光刻胶层为掩膜进行刻蚀，而后通过灰化工艺去除所述图形化的光刻胶层。

接着，参阅图8，形成所述背板机械层430。

作为示例，所述背板机械层430包括氮化硅机械层；制备所述背板机械层430的方法包括PECVD法；形成的所述背板机械层430的厚度范围包括1μm～5μm；形成的所述背板机械层430的应力范围包括-60MPa～100MPa。

具体的，本实施例中，所述背板机械层430采用相对于所述振膜300及所述背板导电层420具有绝缘性质，且优选与所述第一牺牲层210及第二牺牲层220具有良好的选择蚀刻比的氮化硅材质，但并非局限于此，也可为氧化硅或氧化硅与氮化硅的叠层结构，此处不作过分限制，可根据需要进行选择。其中，由于所述背板机械层430起到机械支撑所述背板400的作用，因此优选所述背板机械层430的厚度范围为1μm～5μm，以及该范围内的任何界限值及范围值，如2μm、3μm或4μm等，此处不作过分限制；且由于所述背板机械层430较厚，优选采用PECVD法制备所述背板400中具有最大厚度的所述背板机械层430，从而降低工艺时间，降低生产成本，降低污染颗粒，如在采用PECVD制备所述氮化硅机械层时，所述氮化硅机械层的生长速度较快，3μm厚度的所述氮化硅机械层，仅需20分钟左右即可完成；且由于PECVD法调整应力非常容易，一般通过射频功率(RF power)即可进行调整，调整空间非常大，可以非常轻易的调整到100MPa以下，甚至从张应力调整到压应力，同时一旦工艺条件确定，其应力控制漂移范围小，大约在+/-10MPa，因此对产品的设计兼容性和多样性有非常好的空间，设计的窗口非常充足；再者由于PECVD法的应力调整非常方便，在大规模生产的过程中，完全可以采用APC系统，通过对所述背板机械层430工艺的应力调整，从而补偿位于所述背板绝缘层410与所述振膜300之间的传感空隙800的厚度差异，使得生产的容错率更高，产品的在线良率(line yield)有很好的保障，从而提高生产的容错率及产品良率。

接着，参阅图9，刻蚀所述背板400，形成贯穿所述背板400的背板通孔500，以显露所述第二牺牲层220。

具体的，在所述背板400上形成光刻胶层(未图示)，对所述光刻胶层进行曝光与显影，形成图像化的光刻胶层，暴露出所述背板通孔500预刻蚀的位置，以所述图形化的光刻胶层为掩膜对所述背板通孔500进行刻蚀，而后通过灰化工艺去除所述图形化的光刻胶层。

接着，参阅图10，于所述背板400上形成金属焊盘600，以通过所述金属焊盘600作为电性引出，用于后续测试所述MEMS麦克风的电容变化。有关所述金属焊盘600的材质及制备方法，此处不作限制。

接着，参阅图11及图12，减薄所述基底100，并刻蚀所述基底100，形成贯穿所述基底100的基底通孔700，以显露所述第一牺牲层210。

具体的，在减薄所述基底100之前，可于所述背板400侧先形成支撑基底(未图示)，如氧化硅基底等，而后可在后续工艺中去除所述支撑衬底，以通过所述支撑衬底，作为支撑，便于工艺的操作，但并非局限于此。

最后，去除所述第一牺牲层210及第二牺牲层220，以显露所述振膜300的相对两面，形成与所述背板通孔500相连接的传感空隙800及与所述基底通孔700相连接的背腔900。

具体的，去除所述第一牺牲层210及第二牺牲层220的方法可采用缓冲氧化物刻蚀法(Buffered Oxide Etch，BOE)，但并非局限于此，本实施例中，采用BOE法，具体包括：采用刻蚀液，通过所述背板通孔500对所述第二牺牲层220进行刻蚀，至暴露出所述振膜300的第二面，以形成与所述背板通孔500相连接的传感空隙800；同时采用所述刻蚀液，通过所述基底通孔700，对所述第一牺牲层210进行刻蚀，至暴露出所述振膜300的第一面，以形成与所述基底通孔700相连接的所述背腔900。在进行湿法刻蚀的过程中，所述刻蚀液可同时对所述支撑衬底进行刻蚀，以减少工艺步骤，但并非局限于此，且在进行湿法刻蚀的过程中，可控制湿法刻蚀工艺，以保留位于所述基底支撑部403与所述振膜支撑部402之间的所述第一牺牲层210及第二牺牲层220，以进一步的提高所述MEMS麦克风的结构稳定性。

参阅图13，本实施例还提供一种MEMS麦克风，所述MEMS麦克风可采用上述方法制备，但并非局限于此。

具体的，所述MEMS麦克风包括基底100、振膜300、背板400、背板通孔500、传感空隙800、基底通孔700及背腔900。其中，所述振膜300位于所述基底100上方，包括相对的第一面及第二面；所述背板400位于所述振膜300的第二面上方，包括依次堆叠设置的背板绝缘层410、背板导电层420及背板机械层430，且所述背板机械层430的厚度分别大于所述背板绝缘层410的厚度及背板导电层420的厚度，所述背板机械层430的应力小于所述背板绝缘层410的应力；所述背板通孔500贯穿所述背板400；所述传感空隙800位于所述背板绝缘层410与所述振膜300的第二面之间，且与所述背板通孔500相连接，以显露所述振膜300的第二面；所述基底通孔700贯穿所述基底100；所述背腔900与所述基底通孔700相连接，以显露所述振膜300的第一面。

作为示例，所述背板机械层430的厚度范围包括1μm～5μm；所述背板机械层430的应力范围包括-60MPa～100MPa。

作为示例，所述背板绝缘层410的厚度范围包括0.05μm～0.3μm；所述背板绝缘层的应力范围包括100MPa～300MPa。

作为示例，所述背板导电层420的厚度范围包括0.05μm～0.8μm。

作为示例，所述背板绝缘层410包括氮化硅绝缘层；所述背板机械层430包括氮化硅机械层；所述振膜300包括多晶硅振膜；所述背板导电层420包括多晶硅导电层。

作为示例，包括与所述基底100相接触的基底支撑部403及与所述振膜300相接触的振膜支撑部402中的一种或组合。

作为示例，当包括所述基底支撑部403及振膜支撑部402时，所述基底支撑部403与所述振膜支撑部402之间包括与所述基底100相接触的牺牲层，即所述第一牺牲层210及所述第二牺牲层220。

本实施例中的所述MEMS麦克风，在产品FT(Final Test)中，漏电引起的失效比率低于0.3％，而良品使用过程中的失效比率也小于200PPM，从而所述MEMS麦克风可有效避免所述振膜300在过驱动时产生接通漏电现象，避免产品失效。

实施例二

参阅图14～图16，本实施例提供一种MEMS麦克风的制备方法，本实施例与实施例一的不同之处主要在于：形成第一沟槽2211、第二沟槽2221及第三沟槽2231的步骤在形成背板绝缘层4101的步骤之前，从而最终形成的背板凸块4011、振膜支撑部4021及基底支撑部4031均具有所述背板绝缘层4101。由于所述背板绝缘层4101采用LPCVD法制备，从而可制备高质量及绝缘性较高的所述背板绝缘层4101，以进一步的提高所述背板凸块4011、振膜支撑部4021及基底支撑部4031的绝缘性质，从而进一步的降低所述MEMS麦克风漏电的概率，提高产品良率。有关所述MEMS麦克风的制备工艺、结构及材质的选择，可参阅实施例一，此处不再赘述，但并非局限于此，本领域技术人员也可根据具体需求进行相应的变更，以下仅将本实施例与实施例一中的区别部分进行介绍，具体包括：

参阅图14，显示为形成所述第一沟槽2211、第二沟槽2221及第三沟槽2231后的器件的结构示意图；参阅图15，显示为形成背板绝缘层4101及背板导电层4201后的器件的结构示意图，其中，所述背板绝缘层4101覆盖所述第一沟槽2211、第二沟槽2221及第三沟槽2231的侧壁及底部；参阅图16，显示为形成所述MEMS麦克风的结构示意图，其中，形成的所述背板凸块4011、振膜支撑部4021及基底支撑部4031均具有所述背板绝缘层4101，且优选所述背板绝缘层4101采用LPCVD法制备，从而可制备绝缘性较高的所述背板绝缘层4101，以进一步的提高所述背板凸块4011、振膜支撑部4021及基底支撑部4031的绝缘性质，从而进一步的降低所述MEMS麦克风漏电的概率，提高产品良率。背板机械层4301的形成方法优选为PECVD法，以降低工艺时间，降低生产成本，降低污染颗粒，且由于PECVD的应力可调性，使得产品具有良好的设计兼容性和多样性，在大规模生产的过程中，也可采用APC系统对所述背板机械层4301的应力进行调整，以补偿传感空隙8001的厚度差异，提高生产的容错率及产品良率。

作为示例，还包括于所述背板4001上形成金属焊盘6001，以通过所述金属焊盘6001作为电性引出，用于后续测试所述MEMS麦克风的电容变化。有关所述金属焊盘6001的材质及制备方法，此处不作限制。

参阅图16，本实施例还提供一种MEMS麦克风，本实施例与实施例一的不同之处主要在于：背板凸块4011、振膜支撑部4021及基底支撑部4031均具有背板绝缘层4101；由于所述背板绝缘层4101采用LPCVD法制备，从而可制备绝缘性较高的所述背板绝缘层4101，以进一步的提高所述背板凸块4011、振膜支撑部4021及基底支撑部4031的绝缘性质，从而进一步的降低所述MEMS麦克风漏电的概率，提高产品良率。有关所述MEMS麦克风的制备工艺可参阅上述MEMS麦克风的制备方法，但并非局限于此，本领域技术人员也可根据具体需求进行相应的变更。

具体的，所述MEMS麦克风包括基底1001、振膜3001、背板4001、背板通孔5001、传感空隙8001、基底通孔7001及背腔9001。其中，所述振膜3001位于所述基底1001上方，包括相对的第一面及第二面；所述背板4001位于所述振膜3001的第二面上方，包括依次堆叠设置的背板绝缘层4101、背板导电层4201及背板机械层4301，且所述背板机械层4301的厚度分别大于所述背板绝缘层4101的厚度及背板导电层4201的厚度，所述背板机械层4301的应力小于所述背板绝缘层4101的应力；所述背板通孔5001贯穿所述背板4001；所述传感空隙8001位于所述背板绝缘层4101与所述振膜3001的第二面之间，且与所述背板通孔5001相连接，以显露所述振膜3001的第二面；所述基底通孔7001贯穿所述基底1001；所述背腔9001与所述基底通孔7001相连接，以显露所述振膜3001的第一面。

作为示例，所述MEMS麦克风包括与所述基底1001相接触的所述基底支撑部4031及与所述振膜3001相接触的所述振膜支撑部4021中的一种或组合；且优选当包括所述基底支撑部4031及振膜支撑部4021时，所述基底支撑部4031与所述振膜支撑部4021之间包括与所述基底1001相接触的牺牲层，即所述第一牺牲层2101及所述第二牺牲层2201。

具体的，本实施例中，所述MEMS麦克风包括背板凸块4011、振膜支撑部4021及基底支撑部4031，以通过所述背板凸块4011减小所述背板4001与所述振膜3001之间的接触面积，防止所述背板4001与所述振膜3001的粘连；且通过所述振膜支撑部4021及基底支撑部4031，以提高所述背板4001的牢固度。且优选所述背板凸块4011、振膜支撑部4021及基底支撑部4031均具有所述背板绝缘层4101，以通过采用LPCVD法制备的所述背板绝缘层4101，制备高质量及绝缘性较高的所述背板绝缘层4101，以进一步的提高所述背板凸块4011、振膜支撑部4021及基底支撑部4031的绝缘性质，从而进一步的降低所述MEMS麦克风漏电的概率，提高产品良率。所述MEMS麦克风的结构并非局限于此，如所述MEMS麦克风可仅包括所述背板凸块4011、振膜支撑部4021及基底支撑部4031中的一种或两种的组合，此处不作过分限制。有关所述MEMS麦克风的制备工艺、结构及材质的选择可参阅实施例一，此处不再赘述。

本实施例中的所述MEMS麦克风，在产品FT(Final Test)中，漏电引起的失效比率低于0.3％，而良品使用过程中的失效比率也小于200PPM，从而所述MEMS麦克风可有效避免所述振膜3001在过驱动时产生接通漏电现象，避免产品失效。

综上所述，本实用新型的MEMS麦克风，MEMS麦克风的背板采用依次堆叠设置的背板绝缘层、背板导电层及背板机械层，使得背板绝缘层与振膜相向设置，从而可以避免振膜在过驱动时产生接通漏电现象，避免产品失效，提高产品的使用空间和良品率；采用PECVD法制备背板机械层，降低工艺时间，降低生产成本，降低污染颗粒，且由于PECVD的应力可调性，使得产品具有良好的设计兼容性和多样性，在大规模生产的过程中，也可采用APC系统对背板机械层的应力进行调整，以补偿传感空隙的厚度差异，提高生产的容错率及产品良率。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，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实用新型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，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (7)

1.一种MEMS麦克风，其特征在于，所述MEMS麦克风包括：

基底；

振膜，所述振膜位于所述基底上方，包括相对的第一面及第二面；

背板，所述背板位于所述振膜的第二面上方，包括依次堆叠设置的背板绝缘层、背板导电层及背板机械层，且所述背板机械层的厚度分别大于所述背板绝缘层的厚度及背板导电层的厚度，所述背板机械层的应力小于所述背板绝缘层的应力；

背板通孔，所述背板通孔贯穿所述背板；

传感空隙，所述传感空隙位于所述背板绝缘层与所述振膜的第二面之间，且与所述背板通孔相连接，以显露所述振膜的第二面；

基底通孔，所述基底通孔贯穿所述基底；

背腔，所述背腔与所述基底通孔相连接，以显露所述振膜的第一面。

2.根据权利要求1所述的MEMS麦克风，其特征在于：所述背板机械层的厚度范围包括1μm～5μm；所述背板机械层的应力范围包括-60MPa～100MPa。

3.根据权利要求1所述的MEMS麦克风，其特征在于：所述背板绝缘层的厚度范围包括0.05μm～0.3μm；所述背板绝缘层的应力范围包括100MPa～300MPa。

4.根据权利要求1所述的MEMS麦克风，其特征在于：所述背板导电层的厚度范围包括0.05μm～0.8μm。

5.根据权利要求1所述的MEMS麦克风，其特征在于：所述背板绝缘层包括氮化硅绝缘层；所述背板机械层包括氮化硅机械层；所述振膜包括多晶硅振膜；所述背板导电层包括多晶硅导电层。

6.根据权利要求1所述的MEMS麦克风，其特征在于：包括与所述基底相接触的基底支撑部及与所述振膜相接触的振膜支撑部中的一种或组合。

7.根据权利要求6所述的MEMS麦克风，其特征在于：当包括所述基底支撑部及振膜支撑部时，所述基底支撑部与所述振膜支撑部之间包括与所述基底相接触的牺牲层。

Images