TWI544808B - 整合式麥克風結構及製造麥克風之方法 - Google Patents

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Description

整合式麥克風結構及製造麥克風之方法
本發明是有關於一種整合式麥克風結構，特別是有關於一種製造麥克風之方法。
對於矽麥克風而言，現存之製造方法通常包括了複雜之製程或有特定尺寸限制之特殊材料。因此，對於矽麥克風之一改良結構及方法是被需要來對付上述之問題。
本發明基本上採用如下所詳述之特徵以為了要解決上述之問題。
本發明之一實施例提供一種整合式麥克風結構，其包括一第一矽底材，係被圖案化做為一第一板；一氧化矽層，係被形成於該第一矽底材之一第一側邊之上；一第二矽底材，係透過該氧化矽層被結合於該第一矽底材，其中，該氧化矽層係介於該第一矽底材與該第二矽底材之間；以及一隔膜，係被固定於該氧化矽層之上，並且係被設置於該第一矽底材與該第二矽底材之間，其中，該第一板及該隔膜係形成一電容式麥克風。
根據上述之實施例，該第一矽底材係被重摻雜而具有介於0.007Ohm*cm與0.025Ohm*cm之間之一電阻率。
根據上述之實施例，該隔膜包括一導電材料。
根據上述之實施例，該隔膜包括一摻雜多晶矽材料層。
根據上述之實施例，該隔膜包括複數個凸塊特徵，以及該等凸塊特徵係面對該第一矽底材之該第一側邊。
根據上述之實施例，該第一矽底材具有複數個穿透孔。
根據上述之實施例，該第一矽底材具有一隔離穿透孔，係用以隔離該電容式麥克風於鄰接之複數個電路元件，該氧化矽層包括一封蓋特徵，以及該封蓋特徵係對準於該隔離穿透孔。
根據上述之實施例，該整合式麥克風結構更包括一第二板，係被該氧化矽層固定，並且係被設置於該隔膜與該第二矽底材之間，其中，該第一板、該隔膜及該第二板係構成一麥克風。
根據上述之實施例，該隔膜包括複數個第一凸塊特徵及複數個第二凸塊特徵。
根據上述之實施例，該整合式麥克風結構更包括一導電特徵，係被嵌入於該氧化矽層之中，並且係用以連接該第二板於該第一矽底材。
根據上述之實施例，該第二板包括摻雜多晶矽。
根據上述之實施例，該第二板包括複數個穿透孔，以及該第二板之該等穿透孔係對準於該第一板之該等穿透孔。
根據上述之實施例，該第二矽底材包括一凹洞，以及該凹洞係對準於該隔膜。
本發明之另一實施例提供一種整合式麥克風結構，其包括一第一矽底材，係被圖案化做為一第一板；一氧化矽層，係被形成於該第一矽底材之一第一側邊之上；一第二矽底材，係透過該氧化矽層被結合於該第一矽底材，其中，該氧化矽層係介於該第一矽底材與該第二矽底材之間；一第二板，係被該氧化矽層固定，並且係被設置於該第一矽底材與該第二矽底材之間；以及一隔膜，係被固定於該氧化矽層之上，並且係被設置於該第一板與該第二板之間，其中，該第一板、該隔膜及該第二板係形成一電容式麥克風。
根據上述之實施例，該隔膜及該第二板皆包括摻雜多晶矽。
根據上述之實施例，該隔膜包括複數個第一凸塊特徵及複數個第二凸塊特徵，以及該氧化矽層包括一導電特徵，係用以從該第二板提供電氣路徑於被形成於該第一板上之一金屬墊。
本發明之又一實施例提供一種製造麥克風之方法，其包括：形成一第一氧化矽層於一第一矽底材之上；形成一隔膜於該第一氧化矽層之上；形成一第二氧化矽層於該隔膜及該第一氧化矽層之上；藉由熔接附著一第二矽底材於該第一矽底材之上；圖案化該第一矽底材以形成具有複數個第一穿透孔之一第一板；圖案化該第二矽底材以形成一凹洞於該第二矽底材之中；以及透過該第一矽底材之該等第一穿透孔及該第二 矽底材之該凹洞蝕刻該第一氧化矽層及該第二氧化矽層。
根據上述之實施例，該製造麥克風之方法更包括：形成一第二板於該第二氧化矽層之上；以及形成一第三氧化矽層於該第二板及該第二氧化矽層之上，其中，附著一第二矽底材於該第一矽底材之上之步驟包括：藉由熔接附著該第二矽底材於該第三氧化矽層。
根據上述之實施例，形成一第二板於該第二氧化矽層之上之步驟包括：沉積一多晶矽層於該第二氧化矽層之上；以及圖案化該多晶矽層以形成具有複數個第二穿透孔，其中，蝕刻該第一氧化矽層及該第二氧化矽層之步驟包括：透過該等第一穿透孔、該等第二穿透孔及該凹洞蝕刻該第一氧化矽層、該第二氧化矽層及該第三氧化矽層，以使得該隔膜從兩側邊暴露。
根據上述之實施例，該製造麥克風之方法更包括：在圖案化該第一矽底材以形成具有複數個第一穿透孔之一第一板之步驟之前，研磨該第一矽底材。
為使本發明之上述目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例並配合所附圖式做詳細說明。
10、60‧‧‧整合式麥克風結構
12‧‧‧半導體底材、矽底材、板、第一底材、第一矽底材、上板
16‧‧‧對準標記
18‧‧‧介電材料層、溝渠阻障
20‧‧‧第一氧化矽層
22‧‧‧溝渠
22A‧‧‧隔膜凸塊、凸塊、上隔膜凸塊、上凸塊
24‧‧‧隔膜通道、透孔
24A‧‧‧隔膜塞、塞
26‧‧‧隔膜
28、72‧‧‧氧化矽層
30‧‧‧第二底材、第二矽底材
32‧‧‧金屬墊
34‧‧‧麥克風單元
36‧‧‧溝渠
38‧‧‧隔離溝渠
40‧‧‧保護層
42‧‧‧圖案化阻抗層
44‧‧‧凹洞
62‧‧‧介電特徵、介電凸塊
62A‧‧‧下隔膜凸塊、下凸塊
64‧‧‧導電特徵
66‧‧‧背板透孔、透孔
68‧‧‧背板
70‧‧‧透孔
71‧‧‧隔離透孔
第1-13圖係顯示根據本發明之一實施例之一整合式麥克風結構於各種製造階段之剖面示意圖；以及第14-31圖係顯示根據本發明之另一實施例之一整合式麥克風結構於各種製造階段之剖面示意圖。
茲配合圖式說明本發明之較佳實施例。
有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之一較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。以下實施例中所提到的方向用語，例如：上、下、左、右、前或後等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用來說明並非用來限制本發明。
第1-13圖係顯示根據本發明之一實施例之一整合式麥克風結構10於各種製造階段之剖面示意圖。整合式麥克風結構10及其製造方法是由第1-13圖所共同地顯示。
請參閱第1圖，整合式麥克風結構10包括有一半導體底材12。在本實施例之中，半導體底材12係為一矽底材，例如，一矽晶圓。半導體底材12是被重摻雜，當其在後續階段被圖案化成一導電板時。在一範例之中，半導體底材12係為n-型摻雜的，例如，磷摻雜的。在一實施例之中，半導體底材12是被摻雜去具有一電阻率介於大約0.001Ohm．cm(Ω．cm)與大約0.002Ohm．cm之間。在一實施例之中，半導體底材12是被摻雜去具有一電阻率介於大約0.007Ohm．cm(Ω．cm)與大約0.025Ohm．cm之間。在另一實施例之中，半導體底材12是以適當厚度及平坦度被雙側研磨。在本實施例之中，複數個對準標記16是被形成於半導體底材12之一第一側邊之上，以用於在微影製程中之對準目的。此外，複數個對準標記16是被形成於半導體底材12之背側之上。
一介電材料層18是被形成於半導體底材12之一第 二側邊之上，並且介電材料層18是被進一步圖案化以形成溝渠阻障(仍如標號18所示)。溝渠阻障18之功能包括一阻障用於隔離溝渠，而此將被進一步說明於後續之製程階段之中。在一實施例之中，介電材料層18係為一氮化矽層，並且介電材料層18是被一適當之技術所沉積，例如，一化學氣相沉積(CVD)。此外，介電材料層18可以是一低應力氮化矽(LSN)層。
一第一氧化矽層20是從第二側邊進一步被形成於半導體底材12之上。在一實施例之中，第一氧化矽層20具有一厚度介於大約2微米與大約4微米之間。在另一實施例之中，第一氧化矽層20是藉由化學氣相沉積(CVD)或其他適當之技術而被沉積。
請參閱第2圖，一圖案化製程是被施行於第一氧化矽層20，以形成用於隔膜凸塊之各種溝渠22。圖案化製程包括有一微影製程去形成具有複數個開口之一圖案化阻抗層，其係使用圖案化阻抗層做為一蝕刻罩去界定複數個溝渠區域以及一蝕刻製程去蝕刻第一氧化矽層20。蝕刻製程包括有乾蝕刻或濕蝕刻(例如，氫氟酸或HF溶液)。
請參閱第3圖，另一個圖案化製程是被施行於第一氧化矽層20，以形成隔膜通道24用於隔膜電氣路徑。隔膜通道24係為一穿透孔，如此一來，半導體底材(矽底材)12是被暴露於隔膜通道24之內。
請參閱第4圖，一隔膜26是被形成於第一氧化矽層20之上。特別的是，隔膜26亦是填充於溝渠22之中以形成複數個隔膜凸塊22A，以及隔膜26亦是填充於隔膜通道24之中以形 成一隔膜塞24A。在本實施例之中，隔膜26包括有多晶矽被摻雜成導電的。在一實施例之中，隔膜26是藉由沉積及圖案化所形成。在一實施例之中，沉積包括有化學氣相沉積(CVD)或其他適當之技術。圖案化包括有一微影製程及蝕刻。此外，隔膜26可以使用其他的導電材料，例如，具有低應力之金屬或金屬合金。隔膜26亦可以被形成去具有特定的結構，例如，波紋狀的或有穿孔的隔膜，以減輕薄膜應力。
請參閱第5圖，一第二氧化矽層是被形成於隔膜26及第一氧化矽層20之上。第二氧化矽層及第一氧化矽層20是被統稱為氧化矽層28。在一實施例之中，第二氧化矽層是藉由化學氣相沉積(CVD)或其他適當之技術而被形成。在本實施例之中，一研磨製程(例如，化學機械研磨(CMP)製程)是被進一步施加於第二氧化矽層，以用於平坦化。
請參閱第6圖，做為一載體底材之一第二底材30是透過氧化矽層28結合於第一底材12。在本實施例之中，第二底材30係為一矽底材(例如，一矽晶圓)，並且是藉由熔接結合於氧化矽層28。氧化矽層28係物理性地隔開(physically separates)第一底材12與第二矽底材30。在本實施例之中，熔接是位於矽與氧化矽之間。在先前階段之化學機械研磨(CMP)製程係提供一平坦與平滑之表面，以增進結合效果。
請參閱第7圖，一研磨製程是從第一矽底材之第一側邊(背側)被施加於第一矽底材12，以降低其厚度。在本實施例之中，在研磨之後，第一矽底材12之厚度是被降低至大約10微米或更小。在一實施例之中，研磨製程包括有化學機械研磨 (CMP)製程。
請參閱第8圖，複數個金屬墊32是被形成於第一矽底材12之背側之上，以用於電氣路徑。特別的是，複數個金屬墊32是被形成於被研磨之表面。在一實施例之中，複數個金屬墊32包括有適當之金屬或金屬合金，例如，銅、鋁、金、銀或其結合物。金屬墊32之形成包括有沉積及圖案化。沉積包括有物理氣相沉積(PVD)或其他適當之技術。
請參閱第9圖，一圖案化製程是被施加於第一矽底材12，以形成整合式麥克風之一板。該板亦是被指涉為標號12於後續之敘述之中。圖案化製程係形成各種溝渠於第一矽底材12之中，包括有溝渠36及隔離溝渠38。溝渠36是穿透之溝渠，如此一來，氧化矽層28是被暴露於溝渠36之內。溝渠36係提供一路徑對於聲波去到達隔膜26，在場應用之過程中。在各種實施例之中，聲波可以從上側或下側接近隔膜，藉由適當之封裝結構。
溝渠36亦提供一路徑對於蝕刻去釋出隔膜於後續之製造階段處。隔離溝渠38是被建構於一麥克風單元34(一麥克風巢室)之邊緣之上，以用於隔離之目的，例如，隔離麥克風單元34於其他的電路元件。隔離溝渠38是對準於溝渠阻障18，如此一來，第一矽底材12不是被暴露於隔離溝渠38之內。溝渠阻障18係防止在隔離溝渠38下之二氧化矽層被後續之蝕刻製程所蝕刻。在一實施例之中，金屬墊32是被建構於第一矽底材12之上，如此一來，一隔離溝渠38是藉由一金屬墊32而間隔於複數個溝渠36。此外，圖案化製程包括有微影製程及蝕刻。
請參閱第10圖，一保護層40是被塗佈於第一矽底材12之上，如此一來，板是被保護免於刮傷等損壞(其中，晶圓是被上下顛倒翻轉以用於凹洞蝕刻，以及晶圓之前側係接觸蝕刻器具之晶圓座台)。在本實施例之中，保護層40係為一光阻層，其是以旋塗方式被塗佈。保護層亦可以藉由一程序被形成，其中，該程序包括有旋塗薄膜轉移以及熱壓(或STP製程)。
請參閱第11圖，一圖案化製程是被施加於第二矽底材30，以形成一凹洞44於其中。氧化矽層28是被暴露於凹洞44之中。圖案化製程包括有微影製程及蝕刻製程。特別的是，微影製程係形成一圖案化阻抗層42於第二矽底材30之上。蝕刻製程係選擇性地利用圖案化阻抗層42做為一蝕刻罩去蝕刻第二矽底材30，以形成凹洞44。在蝕刻製程之中，第一矽底材12是被保護層40保護而免於被蝕刻。
請參閱第12圖，保護層40及圖案化阻抗層42是藉由一適當之技術被移除，例如，灰化或濕剝離。在一實施例之中，保護層40及圖案化阻抗層42是藉由一製程而同時被移除掉，例如，從兩側灰化。
請參閱第13圖，一蝕刻製程是被施加去從第一側邊透過溝渠36以及從第二側邊透過凹洞44選擇性地蝕刻氧化矽層28。隔離溝渠38是被溝渠阻障18所阻擋，如此一來，透過隔離溝渠38對於氧化矽層28之蝕刻是被消除。在本實施例之中，氫氟酸(蒸氣HF)是被使用做為蝕刻劑去蝕刻氧化矽層28。因此，隔膜26是被釋出。特別的是，隔膜26是被氧化矽層28所固定，並且其中央部分是可移動的去對應於聲波。隔膜26具有 懸浮於第一底材12與第二底材30之間的一懸浮部分。
凸塊22A是被設計去防止隔膜26黏附於板12(第一矽底材)。隔膜塞24A係提供電氣路徑於隔膜26。在一實施例之中，隔膜26是透過隔膜塞24A連接於一個金屬墊32，以及板12是連接於另一個金屬墊32。
因此，所形成之整合式麥克風結構10包括有隔膜26及板12，以形成一電容式麥克風。整合式麥克風結構10及其製造方法會具有各種優點於不同之實施例之中。在一實施例之中，使用矽底材透過矽及氧化矽藉由熔接結合，製程是簡單的以及成本是有效的。在另一實施例之中，方法之製程流是相容於以及是易於被整合於其他的積體電路元件，例如，其他的微機電系統(MEMS)特徵或電晶體。
第14-31圖係顯示根據本發明之另一實施例之一整合式麥克風結構60於各種製造階段之剖面示意圖。整合式麥克風結構60及其製造方法是由第14-31圖所共同地顯示。特別的是，整合式麥克風結構60包括有雙板。
請參閱第14圖，整合式麥克風結構10包括有一半導體底材12。在本實施例之中，半導體底材12係為一矽底材，例如，一矽晶圓。半導體底材12是被重摻雜，當其在後續階段被圖案化成一導電板時。在一範例之中，半導體底材12係為n-型摻雜的，例如，磷摻雜的。在一實施例之中，半導體底材12是被摻雜去具有一電阻率介於大約0.001Ohm．cm(Ω．cm)與大約0.002Ohm．cm之間。在另一實施例之中，半導體底材12是被摻雜去具有一電阻率介於大約0.007Ohm．cm(Ω．cm)與大約 0.025Ohm．cm之間。在另一實施例之中，半導體底材12是以適當厚度及平坦度被雙側研磨。在本實施例之中，複數個對準標記16是被形成於半導體底材12之一第一側邊之上，以用於在微影製程中之對準目的。此外，複數個對準標記16是被形成於半導體底材12之背側之上。
一介電材料層18是被形成於半導體底材12之一第二側邊之上，並且介電材料層18是被進一步圖案化以形成溝渠阻障(仍如標號18所示)。溝渠阻障18之功能包括一阻障用於隔離溝渠，而此將被進一步說明於後續之製程階段之中。在一實施例之中，介電材料層18係為一氮化矽層，並且介電材料層18是被一適當之技術所沉積，例如，一化學氣相沉積(CVD)。此外，介電材料層18可以是一低應力氮化矽(LSN)層。
一第一氧化矽層20是從第二側邊進一步被形成於半導體底材12之上。在一實施例之中，第一氧化矽層20具有一厚度介於大約2微米與大約4微米之間。在另一實施例之中，第一氧化矽層20是藉由化學氣相沉積(CVD)或其他適當之技術而被沉積。
請參閱第15圖，一圖案化製程是被施行於第一氧化矽層20，以形成複數個介電特徵62用於下隔膜凸塊被形成於後續製造階段。在一實施例之中，圖案化製程包括有一微影製程去形成一圖案化阻抗層，以及圖案化製程包括有一蝕刻製程去利用圖案化阻抗層做為一蝕刻罩來蝕刻第一氧化矽層20。蝕刻製程包括有乾蝕刻或濕蝕刻(例如，氫氟酸或HF溶液)。
請參閱第16圖，一第二蝕刻製程是被施加於第一 氧化矽層20，以形成各種溝渠22用於上隔膜凸塊。
請參閱第17圖，一第三蝕刻製程是被施加於第一氧化矽層20，以形成複數個透孔24用於電氣路徑。透孔24係為穿透孔，如此一來，半導體底材(矽底材)12是被暴露於隔透孔24之內。
請參閱第18圖，一隔膜26是被形成於第一氧化矽層20之上。特別的是，隔膜26亦是填充於溝渠22之中以形成複數個上隔膜凸塊22A，以及隔膜26亦是填充於透孔24之中以形成複數個塞24A。再者，隔膜26亦包括有複數個下隔膜凸塊62A。在此，下隔膜凸塊62A是由於介電凸塊62之存在而被形成。
在本實施例之中，隔膜26包括有多晶矽被摻雜成導電的。在一實施例之中，隔膜26是藉由沉積及圖案化而被形成。在一實施例之中，沉積包括有化學氣相沉積(CVD)或其他適當之技術。特別的是，多晶矽層是被圖案化去形成隔膜26以及分隔於隔膜26之一導電特徵64。導電特徵64是對準於一個透孔24，並且導電特徵64包括有對應之塞24A。導電特徵64係提供用於電氣路徑之一路徑於一下板，而連接於隔膜26之塞24A係提供用於隔膜26之電氣路徑。
此外，隔膜26可以使用其他的導電材料，例如，具有低應力之金屬或金屬合金。在各種實施例之中，隔膜26亦可以被形成去具有特定的結構，例如，波紋狀的或有穿孔的隔膜，以減輕薄膜應力。
請參閱第19圖，一第二氧化矽層是被形成於隔膜 26及第一氧化矽層20之上。第二氧化矽層及第一氧化矽層20是被統稱為氧化矽層28。在一實施例之中，第二氧化矽層是藉由化學氣相沉積(CVD)或其他適當之技術而被形成。在本實施例之中，一研磨製程(例如，化學機械研磨(CMP)製程)是被進一步施加於第二氧化矽層，以用於平坦化。
請參閱第20圖，一圖案化製程是被施加於氧化矽層28，以形成一背板透孔66於氧化矽層28之中。特別的是，背板透孔66是對準於導電特徵64，如此一來，導電特徵64是被暴露於背板透孔66之內。背板透孔66亦是用於電氣路徑。
請參閱第21圖，一背板(下板或板)68是被形成於氧化矽層28之上。背板68包括有一導電材料層。在此，導電材料層是被圖案化去具有複數個透孔70以及複數個隔離透孔71，如此一來，麥克風單元是被隔離於鄰接之電路元件，例如，其他的麥克風單元或驅動電路。在本實施例之中，背板68包括有多晶矽被摻雜成導電的。背板68之形成包括有沉積及圖案化。沉積包括有CBD或其他適當之製程。圖案化包括有微影製程及蝕刻製程以形成各種透孔(70及71)。
請參閱第22圖，一厚的氧化矽層是進一步被形成於氧化矽層28及背板68之上。厚的氧化矽層是足夠厚的去填充於透孔70及71之中。厚的氧化矽層及氧化矽層28是被統合指涉為氧化矽層72。一化學機械研磨(CMP)製程是進一步被施加於氧化矽層72。在一實施例之中，厚的氧化矽層是藉由化學氣相沉積(CVD)或其他適當之技術(例如，熱氧化)而被沉積。
請參閱第23圖，做為一載體底材之一第二底材30 是透過氧化矽層72結合於第一底材12。在本實施例之中，第二底材30係為一矽底材(例如，一矽晶圓)，並且是藉由熔接結合於氧化矽層72。在本實施例之中，熔接是位於矽與氧化矽之間。在先前階段之化學機械研磨(CMP)製程係提供一平坦與平滑之表面，以增進結合效果。
請參閱第24圖，一研磨製程是從第一矽底材12之第一側邊(背側)被施加於第一矽底材12，以降低其厚度。在本實施例之中，在研磨之後，第一矽底材12之厚度是被降低至大約10微米或更小。在一實施例之中，研磨製程包括有化學機械研磨(CMP)製程。
請參閱第25圖，複數個金屬墊32是被形成於第一矽底材12之背側之上，以用於電氣路徑。特別的是，複數個金屬墊32是被形成於被研磨之表面。在一實施例之中，複數個金屬墊32包括有適當之金屬或金屬合金，例如，銅、鋁、金、銀或其結合物。金屬墊32之形成包括有沉積及圖案化。沉積包括有物理氣相沉積(PVD)或其他適當之技術。
請參閱第26圖，一圖案化製程是被施加於第一矽底材12，以形成整合式麥克風單元之一上板。該上板亦是被指涉為標號12於後續之敘述之中。圖案化製程係形成各種溝渠(穿透孔)於第一矽底材12之中，包括有溝渠36及隔離溝渠38。溝渠36係為穿透之溝渠，如此一來，氧化矽層72是被暴露於溝渠36之內。溝渠36係提供一路徑對於聲波去到達隔膜26，在場應用之過程中。在各種實施例之中，聲波可以從上側或下側接近隔膜，取決於封裝之型式。
溝渠36亦提供一路徑對於氧化矽蝕刻去釋出隔膜於後續之製造階段處。隔離溝渠38是被建構於麥克風單元之邊緣之上，以用於隔離目的，例如，隔離麥克風單元34於其他的電路元件。隔離溝渠38是對準於溝渠阻障18，如此一來，第一矽底材12不是被暴露於隔離溝渠38之內。
在一實施例之中，位於上板中之溝渠36是對準於位於背板中之透孔70。在另一實施例之中，位於上板中之隔離溝渠38是對準於位於背板中之透孔71。在一實施例之中，金屬墊32是被建構於第一矽底材12之上，如此一來，一隔離溝渠38是藉由一金屬墊32而間隔於複數個溝渠36。此外，圖案化製程包括有微影製程及蝕刻。
請參閱第27圖，一保護層40是被塗佈於第一矽底材12之上，如此一來，上板就不會受到後續之蝕刻。在本實施例之中，保護層40係為一光阻層，其乃是以旋塗方式被塗佈。
請參閱第28圖，一圖案化製程是被施加於第二矽底材30，以形成一凹洞44於其中。氧化矽層72是被暴露於凹洞44之內。圖案化製程包括有微影製程及蝕刻製程。特別的是，微影製程係形成一圖案化阻抗層42於第二矽底材30之上。蝕刻製程係選擇性地利用圖案化阻抗層42做為一蝕刻罩去蝕刻第二矽底材30，以形成凹洞44。在蝕刻製程之中，第一矽底材12是被保護層40保護而免於被蝕刻。
請參閱第29圖，一蝕刻製程可以被施加去從第二側邊透過凹洞44選擇性地蝕刻氧化矽層72，以釋出背板。只有一部分之氧化矽層72是被移除於此蝕刻製程之中，其是被設計 去從第二側邊移除一部分之氧化矽層72，如此一來，在隔膜26之兩側中的氧化矽層72是實質上相等的。在本實施例之中，蝕刻製程係為使用HF溶液做為蝕刻劑之一濕蝕刻。
請參閱第30圖，保護層40及圖案化阻抗層42是藉由一適當之技術被移除，例如，灰化或濕剝離。在一實施例之中，保護層40及圖案化阻抗層42是藉由一製程而同時被移除掉，例如，從兩側灰化。
請參閱第31圖，一蝕刻製程是被施加去從第一側邊透過溝渠36以及從第二側邊透過凹洞44選擇性地蝕刻氧化矽層72。隔離溝渠38是被溝渠阻障18所阻擋，如此一來，透過隔離溝渠38對於氧化矽層72之蝕刻是被消除。在本實施例之中，氫氟酸(蒸氣HF)是被使用做為蝕刻劑去蝕刻氧化矽層72。因此，隔膜26是被釋出。特別的是，隔膜26是被氧化矽層72所固定，但其中央部分是可移動的去對應於聲波。
上凸塊22A是被設計去防止隔膜26黏附於上板12(第一矽底材12)。下凸塊62A是被設計去防止隔膜26黏附於背板68。隔膜塞24A係提供電氣路徑於隔膜26。導電特徵64係透過透孔66提供電氣路徑於背板68。
所形成之整合式麥克風結構60包括有上板12、隔膜26及背板68，以形成一電容式麥克風。在一實施例之中，上板12之透孔以及背板68之透孔是被設計去具有相同之透孔圖案，而此相同之透孔圖案係對準於彼此，以使得整合式麥克風結構60是對稱的。
因此，所形成之整合式麥克風結構60及其製造方 法會具有各種優點於不同之實施例之中。在一實施例之中，使用矽底材透過矽及氧化矽藉由熔接結合，製程是簡單的以及成本是有效的。在另一實施例之中，具有雙板而有著對稱訊號之麥克風結構對於聲音訊號是更為敏感的。在另一實施例之中，方法之製程流是相容於以及是易於被整合於其他的積體電路元件，例如，其他的微機電系統(MEMS)模組或驅動電路。
此外，在本發明之中，背板68可以由另外之導電材料所形成，例如，金屬或金屬合金。在另一實施例之中，溝渠阻障18可以包括有其他的介電材料。在此，介電材料可以具有一蝕刻選擇性對於氧化矽。
雖然本發明已以較佳實施例揭露於上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此項技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
10‧‧‧整合式麥克風結構
12‧‧‧半導體底材、矽底材、板、第一底材、第一矽底材、上板
18‧‧‧介電材料層、溝渠阻障
22A‧‧‧隔膜凸塊、凸塊、上隔膜凸塊、上凸塊
24A‧‧‧隔膜塞、塞
26‧‧‧隔膜
28‧‧‧氧化矽層
30‧‧‧第二底材、第二矽底材
32‧‧‧金屬墊
34‧‧‧麥克風單元
36‧‧‧溝渠
38‧‧‧隔離溝渠
44‧‧‧凹洞

Claims (10)

  1. 一種整合式麥克風結構，包括：一第一矽底材，係被圖案化做為一第一板；一氧化矽層，係被形成於該第一矽底材之一第一側邊之上；一第二矽底材，係透過該氧化矽層被結合於該第一矽底材，其中，該氧化矽層係物理性地隔開該第一矽底材與該第二矽底材；以及一隔膜，係被固定於該氧化矽層之上，並且係被設置於該第一矽底材與該第二矽底材之間，其中，該隔膜具有懸浮於該第一矽底材與該第二矽底材之間的一懸浮部分，且該第一板及該隔膜係形成一電容式麥克風。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之整合式麥克風結構，其中，該隔膜包括複數個凸塊特徵，以及該等凸塊特徵係面對該第一矽底材之該第一側邊。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之整合式麥克風結構，其中，該第一矽底材具有一隔離穿透孔，係用以隔離該電容式麥克風於鄰接之複數個電路元件，該氧化矽層包括一封蓋特徵，以及該封蓋特徵係對準於該隔離穿透孔。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之整合式麥克風結構，其中，該第二矽底材包括一凹洞，以及該凹洞係對準於該隔膜。
  5. 一種整合式麥克風結構，包括：一第一矽底材，係被圖案化做為一第一板；一氧化矽層，係被形成於該第一矽底材之一第一側邊之上；一第二矽底材，係透過該氧化矽層被結合於該第一矽底材， 其中，該氧化矽層係介於該第一矽底材與該第二矽底材之間；一隔膜，係被固定於該氧化矽層之上，並且係被設置於該第一矽底材與該第二矽底材之間；以及一第二板，係被該氧化矽層固定，並且係被設置於該隔膜與該第二矽底材之間，其中，該第一板、該隔膜及該第二板係構成一麥克風。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之整合式麥克風結構，其中，該隔膜包括複數個第一凸塊特徵及複數個第二凸塊特徵。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之整合式麥克風結構，更包括一導電特徵，係被嵌入於該氧化矽層之中，並且係用以連接該第二板於該第一矽底材。
  8. 如申請專利範圍第5項所述之整合式麥克風結構，其中，該第二板包括複數個穿透孔，以及該第二板之該等穿透孔係對準於該第一板之該等穿透孔。
  9. 一種整合式麥克風結構，包括：一第一矽底材，係被圖案化做為一第一板，該第一板具有複數個延伸穿過該第一矽底材的穿透孔；一氧化矽層，係被形成於該第一矽底材之一第一側邊之上；一第二矽底材，係透過該氧化矽層被結合於該第一矽底材，其中，該氧化矽層係介於該第一矽底材與該第二矽底材之間；一第二板，係具有複數個透孔且被該氧化矽層固定，並且係被設置於該第一矽底材與該第二矽底材之間；以及 一隔膜，係被固定於該氧化矽層之上，並且係被設置於該第一板與該第二板之間，其中，該第一板、該隔膜及該第二板係形成一電容式麥克風。
  10. 一種製造麥克風之方法，包括：形成一第一氧化矽層於一第一矽底材之上；形成一隔膜於該第一氧化矽層之上；形成一第二氧化矽層於該隔膜及該第一氧化矽層之上；藉由熔接附著一第二矽底材於該第一矽底材之上；圖案化該第一矽底材以形成具有複數個第一穿透孔之一第一板；圖案化該第二矽底材以形成一凹洞於該第二矽底材之中；透過該第一矽底材之該等第一穿透孔及該第二矽底材之該凹洞蝕刻該第一氧化矽層及該第二氧化矽層；形成一第二板於該第二氧化矽層之上；以及形成一第三氧化矽層於該第二板及該第二氧化矽層之上，其中，附著一第二矽底材於該第一矽底材之上之步驟包括：藉由熔接附著該第二矽底材於該第三氧化矽層。
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