TW201240476A - Bonding type micro-electro-mechanical-system microphone and manufacturing method thereof - Google Patents

Description

201240476 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種微機電麥克風，係特別指一種結合式微 機電麥克風及其製造方法。 【先前技術】 微機電麥克風是目前電聲產業極力發展的一項產品其可 廣泛地被運用於各項可攜式電子裝置上，藉以符合微型化並兼 具收音之效果。 、 如第一圖所示，為習知微機電麥克風示 第一晶片丨與設置於其上之一第二晶片2，且第—晶片丨上設 置一振膜3，第二晶片2設置一背板4與振膜3相對應，以及 第-晶片i與第二晶片2之間設有一支揮結構5，用以接納振 膜3 ’以維持振膜3於支撐結構5所圈設的區域内，而不會^ 應力所影響，其中支樓結構5主要設置於背板4之凹槽6内曰广 然而，支擇結構5的高度必須與凹槽6之深度精準配人， ^第-“丨與第二晶片2於結合後，支縣構5_因 、·“時之作用壓力，而產生變形或損壞，如此 制良率相當困難；再者，由於支q 、，°冓^表以上亡 人…“ # 田万、叉才牙結構5與第二晶片2直接社 合的作法，其必須要考量切結構5之 : 石夕剛發迅认射行，1 外，該習知微機電麥克風之振 娜上非中有限，此 =為物^她姑，如糊崎細得並非 【發明内容】 201240476 有鑑於上鱗題’本發明之目的在於提供—種結合式微機 型㈣造方法，其細之中央部份容置於基板預先成 谷私，使得振職_受聰護，據以提升整體結構強 為達上述之目的’本發賴供—觀合式㈣電麥克風， 二1有帛基板、—第二基板、—顧、—背板及一容置 第一基板具有一第一腔室，振膜設置第-腔室上，第二基 板具有m背板—艄置於第二腔室上，另-側設置 於振版，以使第二基板結合於第—基板上，且背板具有數個音 孔，容置槽設於第-基板與該第二基板之間，糾使振膜與背 板之間形成—空間。藉此，當容置槽設置於第—基板時，振膜 之中央部份得以容置於容置槽’可使得顧於勸受到保護， 提升整體結構贿，同時ls由容賴之設計，亦能達到整體高 度之降低，有利於實現微型化之目的。 ，為達上述之目的，本發明提供一種結合式微機電麥克風之 製造方法’包括提供—第—基板，於其上製作—容置槽，且第 一基板上製作一振膜，振膜之中央容置於容置槽，提供一第二 基板’其上製作-帶有數個音孔之背板，將第—基板與第二基 板結合，使振膜與背板之間形成—空間，將第二基板之兩側移 除’以使第-基板露出’分別於第—基板與第二基板製作出一 第-腔室與m利用機械方式將第—基板之兩讎 除’以製作出結合式微機電麥克風。 為達上述之目的，本發明之容置槽可設置於第二基板，用 以容置背板之中央部份，以保護背板之結構。 201240476 制你為達上述之目的，本發明之第—基板或第二基板之側邊可 τ品’以使得切割深度不必超過如習知結構那樣 如此可節省製程時間，以提升產品之良率。…’ 為達上述之目的，本發明製作背板於第二基板上，亦可利 2學方式同時將背板製作出數個音孔及於第二基板成型第二 腔室時將其兩娜除，藉以簡化製程。 【實施方式】 以下，依據圖式就本發明之結合式微機電麥克風及其製请 方法之實施例加以說明。 參閱第二圖所示，為本發明第一實施例中振膜成型於第— 基板之示意圖。首先提供Si㈣之—第—基板丨G，並於上表 =虫刻有-矩形狀之容置槽n。而第—基板10上表面沉積有 第縫緣層】2，其沉積於第一基板⑴上表面以及容置槽Η， 其中第-絕緣層12選用二氧化邦i02)材料。接著於第一絕緣 層I2上沉積-振膜2〇’其可選用氮化石夕(SiNx)材料或是金屬材 料。其中振膜20中央區域恰潛沉於容置槽丨丨内。此外，於振 膜20上另沉積有—導電層2卜以及位於中央部份之一第二絕 緣層22，其可選用二氧化石夕(si〇2)材料或其他絕緣材料。 茶閱第二圖所示’為本發明第一實施例中背板成型於第二 基板·^示思圖。在此係提供—第二基板3Q，其選用碎(S丨)材料， 並於第二基板30之下表面兩側分別餘刻出一凹槽結構3卜其 :凹槽結構3丨可以是例如矩形、梯形或圓料幾何形狀。而於 第二基板3G之下表面沉積__第三絕緣層32，其選用二氧化石夕 201240476 (Si02)材料，且沉積於凹槽結構3〗與第二基板3〇之下表面。 接著於平坦的中心區域製作-帶有音孔41之背板40。、° 立參閱第四圖所示，為本發明第一實施例中兩基板結合之示 意圖。第二基板3〇係利用背板4〇 '结合於第一基板1〇之導電: 21上，使得振膜20與背板40之間形成一適當之空間，其中^ -基與第二基板3〇的結合，可採用結合式結合、融溶結 合、陽極結合、膠黏合或是熱超音波結合等方式，或是採用並 他相類似結合核。而上述適當郎是取決於喃Η深度來6 義:且因第-基板丨G之細f u設計，本發明第—基^反= 與第-基板3G於結合狀高歧㈣知賴電錢風小，有利 域品之微型化。接著如第五圖所示，係機械式切割方式 分別下刀至第二基板30之凹槽結構31之區域内，以使凹槽結 構31為切割停止區，如此可將第二基板3()自晶圓片切離，： 製作出預定尺寸，並使得第一基板10之導電層2〗露出以供打 線。由於本發明之凹槽結構3丨為預先成型之故，可使第二基板 3〇之切割深度不必超過整體厚度，如此可有效減低製程時間， 二及提供產品之良率。同理可證，本發明之凹槽結構31亦能依 版作需要而將其實施於第—基板⑴上，同樣具有相同之功效。 另外值付-提的是，若採用前述之化學方式將第二基板兕自晶 圓片移除的製程，财喊祕第二基板％結合於第一基板 上如此可以免除切割第二基板3〇之步驟，以利於簡化製 程。 f閱第六圖所示，為本發明第—實施例中另—種製程步驟 之示意圖。係提供未設置如同前述之凹槽結構的第二基板3〇， 201240476 並將其結合於第一基板丨0上。 〗第七®1所不，為本發明第—實施射腔室結構成型之 =圖。於第-基板丨0與第二基板別之背部分別成型—第一 2 13及—第二腔室33 ’ _通於振膜2G與背板4〇之間的 工間’以將振膜20成型-懸浮結構。若採 驟，則於製作第二腔室33之同時，靖二基板3〇之=; 2第一基板3〇自晶圓>{移除，如此不同於_之製作 構31之步驟。 參閱第八圖所示’為本發明第一實施例令切割第一美 =圖⑽程之最後，_用機械方式爾-基板_兩 ，將其自晶圓片切離’而由於第二基板3〇已預先實施第一 =切告彳製程，使得本發賴機電麥歧整體成奴蝴分為兩 _ 〃非-人切割成型，如此使得本發明微機電麥克風不 會受一次切割之製程，而降低產品之良率，且製作上較為簡易 而不易物割卫具之限制。而若是_化學方式將第二基板3() 自晶圓片移除的製程，則只要直接切割第-基板丨(）的兩側即 可’可免除製程當中不必要的影響。此外在第二基板30之上表 面可依電子產品之需求，料設Μ子元件於其上，而電子^ 件可包括電容、電阻、電感、整合晶片等等。 j、閱第九11所示，為本發明第二實施例之示意圖。本實施 ，與刖述不同之處在於，容置槽34改設於第二基板％，以使 背板40巾央部份沉潛於容置槽34内，同樣具有前述製程之功 本如明之結合式微機電麥克風及其製造方法，係主要於第 201240476 :::=:=;=Γ" 槽之__二基板之背板與 發明可使結合式之第-基板與第 低™化之目的，，二之:容= 第二基板’用以容置背板之中央部份，同樣具有保護背板= 效0 而本發明之結合式微機電麥克風製造方法，可於 兩側侧出凹槽結構，使得本發明在切割第二基板時，；士 構為切·止區，以使切割深度不必超過第二基板 ^ 此可節省整體製程咖，並《受域卫狀參數所影;，而 =升產品之良率。此外，本發明之凹槽結構亦可設置於 一基板之兩側，同樣具有前述之功效。 另外，本發明之結合式微機電麥克風製造方法，可於第二 基板結合於第-基板後，於第二基板製作第二腔輯，同時將 兩側自晶圓片⑽，亦具有簡化後續製程的功效。 以上所述僅為舉讎，而非為限制性者。任何未脫離本發 明之精神與齡’ _其進行之等效修1¾敎，均應包含於 後附之申請專利範圍中。 【圖式簡單說明】 第一圖為習知微機電麥克風之示意圖。 第二圖為本發明第一實施例_振膜成型於第一基板之示意圖 第三圖為本發明第一實施例尹背板成型於第二基板之示意圖 8 201240476 第四圖為本發明第一實施例中兩基板結合之示意圖。 第五圖為本發明第一實施例中切割第二基板之示意圖。 第六圖為本發明第一實施例中另一種製程步驟之示意圖 第七圖為本發明第一實施例中腔室結構成型之示意圖。 第八圖為本發明第一實施例中切割第一基板之示意圖。 第九圖為本發明第二實施例之示意圖。 【主要元件符號說明】 1 第一晶片 2 弟二晶片 3 振膜 4 背板 5 支撐結構 6 凹槽 10 第一基板 11 容置槽 12 第一絕緣層 13 第一腔室 20 振膜 21 導電層 22 第二絕緣層 30 第二基板 31 凹槽結構 32 第三絕緣層 33 第二腔室 34 容置槽 40 背板 41 音孔

Claims (1)

1. 201240476 七、申請專利範圍： 1. 一種結合式微機電麥克風，其包括； 一第一基板，係具有一第一腔室； 一振膜，係設置該第一腔室上； 一第二基板，係具有一第二腔室； 一背板’係一側設置於該第二腔室上，另一側設置於該振膜， 以使該第二基板結合於該第一基板上，且該背板具有數個音孔； 以及 一容置槽，係設於該第一基板與該第二基板之間，用以使該振 膜與該背板之間形成一空間。 2. 如申睛專利範圍第1項所述之結合式微機電麥克風’其中該容置 槽设置於έ亥第一基板，且與該第一腔室連通，以使該振膜之中央 部份容設於内。 3. 如申睛專概15第1項所述之結合式微機電麥克風，其中該容置 槽設置於該第二基板’ 與該第二腔室連通，以使該背板之中央 部份容設於内。 4. 如申請專利範圍第丨項所述之結合式微機電麥克風，其中該振膜 上設有-導電層’該導電層兩側做為打線區域。 5. 如申請專利範圍第4項所述之結合式微機電麥克風，其中該導電 層設於該背板與該振膜之間。 6·如辦利麵丨項所敎結合輕_克風，其中該振膜 與遠弟1板之間設有-_二氧切材料之第—絕緣層。 7.如申請專利範圍第1項所述之社人 σ式试機電麥克風，其中該振膜 201240476 上3又有一弟二絕緣層。 8. 如申請專利範圍第丨項所述之結合式微機電麥克風，其中％背板 與該第二基板之間設有一選用二氧化矽材料之第三絕緣層。 9. 如申請專利丨項所述之結合式微機電麥克風，其中該振供 係選用氮化矽材料。 U).-種結合式微機電錢風之製造方法，其包括下歹彳步驟： 提供—第—基板，於其上製作一容置槽，且該第一基板上製作 —振膜’該振膜之中央容置於該容置槽； 才疋么、第—基板，其上製作一帶有數個音孔之背板. 將。亥第-基板與該第二基板結合，使該振膜與該背板之間形成 將5亥第二基板之兩側移除，以使該第一基板露出； —分別於該第—基板與該第二基板製作出—第—胺室與一第 機==方式將該第—基板之兩侧移除’以製作咖合式微 項所述之結嫌機電麥克風之製〆 】2.如申請專利或该弟二基板之侧邊可製作—凹槽姑攝。 法， & 4丨丨項所述之結合式微機電麥克風之製造方 其中咖槽結構__财式細。 I%#·®第1G飾叙結合式微 法，其中财置___方式細。，錢之製造方 201240476 丨4·如申請專利範圍第丨0項所述之結合式微機電麥克風之製造方 法，其中移除該第二基板之兩側可為機械方式。 is.-種結合式微機電麥克風之製造方法，其包括下列步驟： 提供一第一基板，該第一基板上製作一振膜； 提供-第二基板，於其上製作一容置槽，且該第二基板上製作 一帶有數個音孔之背板，該背板中央容置於該容置槽； 將該第-基板與該第二基板結合，使該振膜與該背板之間形成 一空間； 將該第二基板之兩側移除，以使該第—基板露出； 第二腔 分別於該第-基板與該第二基板製作出一第一腔室與—第二 室；以及 機==方_帛愈_該結合式微 15項所狀縣賴舰麥錢之製造方 '、、中轉-基板側邊或該第二基板之惻邊可製作_凹样 丨如申請專機_丨6賴狀結料賴够歧之^ 法，其中該凹槽結構係利賴财式成型。 撕辦猶|蝴之祕 ” 令置槽係利用蝕刻方式成型。 19.如申請專利範圍第】 法，其中歸f側㈣;^電麥錢之製造方 览一種結料顯嫩㈣_，其战下 12 201240476 提供-第-基板，於其上敍刻出—容置槽，且該第—基板上製 作一振膜，該振膜之中央容置於該容置槽； < 提供一第二基板，於其上製作一具有數個音孔之背板； 一^第—基板與該第二基板結合，使該振膜與該背板之間形成 於基板製作出-第—腔室，以及同時於第二基板製作— 第一腔至和將第二基板之兩側移除·以及 機=抑_輪物， 2】了種結合式職電麥克風之f造方法，其包括下列步驟： 提供—第—基板，該第—基板上製作-振膜； 提供—第二基板’於其上蝕刻一容置槽； 製作—具有數個音孔之背板於該第二基板 於該容置槽内； π椒甲兴合置 合 將該第一基板與該第二基板結 空間； ’使該振骐與該背板之間形成 第IS:基：製作出一第一腔室，以及同時於第二基板製作-至σ將第一基板之兩側移除；以及 利用機械方式將該第一基板之兩側 機電麥克風。 α 作出該結合式微