适用于mems麦克风的光掩膜结构及其制作方法
【专利说明】
【技术领域】
[0001]本发明涉及麦克风制作技术，特别地，涉及一种适用于微机电系统(Micro-Electro-Mechanic System, MEMS)麦克风的光掩膜结构以及所述光掩膜结构的制作方法。
【【背景技术】】
[0002]随着无线通讯的发展，用户对移动电话的通话质量要求越来越高，麦克风作为移动电话的语音拾取装置，其设计的好坏直接影响移动电话的通话质量。目前在移动电话应用较为广泛的麦克风是MEMS麦克风，一种与本发明相关的MEMS麦克风包括振膜和背板，二者分别具有相应的连接盘(Bond Pad)，即振膜连接盘和背板连接盘。所述振膜和所述背板相互键合从而构成MEMS声传感电容，且所述MEMS声传感电容进一步通过所述振膜连接盘和所述背板连接盘连接到处理芯片以将声传感信号输出给处理芯片进行信号处理。
[0003]所述MEMS麦克风一般是采用半导体制作工艺制作而成的，其中为形成上述振膜连接盘和背板连接盘，需要制作相应的光掩膜板(Shadow Mask)并且利用所述光掩膜板来在MEMS芯片的连接盘所在区域进行金属沉积处理。由于所述振膜连接盘和所述背板连接盘的尺寸一般较小(比如100 μπιΧ 100 μ??)，为制作上述小尺寸连接盘结构，一种相关技术光掩膜板在制作所述振膜连接盘和所述背板连接盘的区域分别蚀刻出两个倒锥形开口，然而由于倒锥形开口的顶部开口面积一般需要占用较大(比如460 μπιΧ460 μπι)，因此所述两个倒锥形开口的顶部距离较小，此一方面不利于在小尺寸MEMS麦克风制作多个连接盘，另一方面也难以实现光掩膜板与MEMS芯片之间的精确对准。
[0004]有鉴于此，有必要提供一种适用于MEMS麦克风的光掩膜结构以及所述光掩膜板的制作方法。
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【发明内容】
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[0005]本发明的其中一个目的是为了解决上述问题而提供一种适用于MEMS麦克风的光掩膜结构；本发明的另一个目的是提供一种上述光掩膜结构的制作方法。
[0006]本发明提供的适用于MEMS麦克风的光掩膜结构，包括SOI基板和形成在所述SOI基板的阶梯型开口 ；所述SOI基板包括硅衬底、中间绝缘层和硅顶层，所述中间绝缘层位于所述硅衬底和所述硅顶层之间；所述阶梯型开口包括第一开口部和第二开口部，其中所述第一开口部贯穿所述硅顶层且其开口面积与待制作的连接盘的面积相对应，所述第二开口部至少贯穿所述硅衬底并与所述第一开口部相连通，所述第二开口部的开口面积大于所述第一开口部。
[0007]在本发明提供的光掩膜结构一种较佳实施例中，所述SOI基板还包括形成在所述硅衬底表面的第一绝缘层，且所述第二开口部同时贯穿所述第一绝缘层、所述硅衬底和所述中间绝缘层。
[0008]在本发明提供的光掩膜结构一种较佳实施例中，所述第一绝缘层、所述第二绝缘层、所述硅顶层和所述硅衬底中的任一层形成有对位标记，且所述对位标记形成在所述第二开口部的外围。
[0009]在本发明提供的光掩膜结构一种较佳实施例中，所述SOI基板还包括形成在所述硅顶层表面的第二绝缘层，且所述第一开口部同时贯穿所述第二绝缘层和所述硅顶层。
[0010]在本发明提供的光掩膜结构一种较佳实施例中，所述中间绝缘层为第一中间绝缘层，且所述SOI基板还包括硅中间层和第二中间绝缘层，所述第一中间绝缘层、所述硅中间层和所述第二中间绝缘层依序层叠设置在所述硅衬底和所述硅顶层之间，且所述阶梯型开口还包括同时贯穿所述第一中间绝缘层、所述硅中间层和所述第二中间绝缘层的第三开口部，其开口面积大于所述第一开口部但小于所述第二开口部；所述第二开口部通过所述第三开口部与所述第二开口部相连通。
[0011]本发明提供的光掩膜结构的制作方法，包括:提供SOI基板，所述SOI基板包括硅衬底、中间绝缘层和硅顶层，其中所述中间绝缘层位于所述硅衬底和所述硅顶层之间；在所述硅顶层和所述硅衬底分别蚀刻出第一开口部和第二开口部，其中，所述第一开口部贯穿所述硅顶层且其开口面积与待制作的连接盘的面积相对应，而所述第二开口部至少贯穿所述硅衬底且其开口面积大于所述第一开口部；将所述第二开口部与所述第一开口部相连通以形成阶梯形开口。
[0012]在本发明提供的光掩膜结构的制作方法一种较佳实施例中，所述SOI基板还包括分别形成在所述硅衬底和所述硅顶层表面的第一绝缘层和第二绝缘层，并且所述第一开口部同时贯穿所述第二绝缘层和所述硅顶层，而所述第二开口部同时贯穿所述第一绝缘层和所述硅衬底。
[0013]在本发明提供的光掩膜结构的制作方法一种较佳实施例中，还包括:在所述第一绝缘层、所述第二绝缘层、所述硅衬底和所述硅顶层中的任一层的边缘区域蚀刻出对位标记，所述对位标记形成在所述第二开口部的外围。
[0014]在本发明提供的光掩膜结构的制作方法一种较佳实施例中，将所述第二开口部与所述第一开口部相连通包括:将所述第二开口部所在区域的中间绝缘层蚀刻掉，以使所述第二开口部从所述硅衬底延伸到所述中间绝缘层并与所述第一开口部相连通。
[0015]在本发明提供的光掩膜结构的制作方法一种较佳实施例中，所述中间绝缘层为第一中间绝缘层，且所述SOI基板还包括硅中间层和第二中间绝缘层，所述第一中间绝缘层、所述硅中间层和所述第二中间绝缘层依序层叠设置在所述硅衬底和所述硅顶层之间，并且将所述第二开口部与所述第一开口部相连通包括:在所述第二开口部所在区域形成同时贯穿所述第一中间绝缘层、所述硅中间层和所述第二中间绝缘层的第三开口部，以使所述第二开口部通过所述第三开口部与所述第二开口部相连通，其中所述第三开口部的开口面积大于所述第一开口部但小于所述第二开口部。
[0016]本发明提供的适用于MEMS麦克风的光掩膜结构及其制作方法采用阶梯型开口来代替相关技术的倒锥形开口来在所述MEMS麦克风芯片的相应区域进行连接盘制作，可以有效地减小顶部开口面积，便于在所述MEMS麦克风芯片同时制作多个连接盘，并且所述光掩膜结构还有利于所述光掩膜结构与所述MEMS麦克风芯片之间的精确对准。
【【附图说明】】
[0017]为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，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它的附图，其中:
[0018]图1是本发明提供的适用于MEMS麦克风的光掩膜结构第一种实施例的结构示意图；
[0019]图2a_2f是图1所示的光掩膜结构的制作方法的工艺示意图；
[0020]图3是本发明提供的适用于MEMS麦克风的光掩膜结构第二种实施例的结构示意图；
[0021]图4a_4f是图3所示的光掩膜结构的制作方法的工艺示意图；
[0022]图5是本发明提供的适用于MEMS麦克风的光掩膜结构第三种实施例的结构示意图；
[0023]图6a_6g是图5所示的光掩膜结构的制作方法的工艺示意图。
【【具体实施方式】】
[0024]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0025]本发明提供的适用于MEMS麦克风的光掩膜结构主要是采用SOI (Silicon OnInsulator,绝缘硅片)基板来代替传统的光掩膜板(Shadow Mask)，并在SOI基板中与MEMS麦克风的连接盘相对应的区域形成阶梯型开口，来实现MEMS麦克风的连接盘制作。
[0026]请参阅图1，其为本发明提供的适用于MEMS麦克风的光掩膜结构第一种实施例的结构示意图。所述光掩膜结构100可以设置在MEMS麦克风芯片10上方并与所述MEMS麦克风芯片10相互对准，以便于制作出所述MEMS麦克风芯片10的背板连接盘11和振膜连接盘12。具体地，所述光掩膜结构100可以包括SOI基板110以及形成在所述SOI基板110的第一阶梯型开口 120和第二阶梯型开口 130。
[0027]所述SOI基板110包括硅衬底111、中间绝缘层112和硅顶层113，所述硅衬底111可以为单晶硅基衬底，所述中间绝缘层112可以为形成在所述硅衬底111表面的氧化层，比如二氧化娃(Silicon Oxide)层，所述娃顶层113可以为在所述中间绝缘层112外延生长而成的单晶硅层。也即是说，所述硅衬底111、所述中间绝缘层112和所述硅顶层113依序层叠设置从而形成SOI结构，并且，当所述光掩膜结构100与所述MEMS麦克风芯片10相互对准时，所述硅顶层113靠近所述MEMS麦克风芯片10，如图1所示。
[0028]所述第一阶梯型开口 120和所述第二阶梯型开口 130分别与所述MEMS麦克风芯片10的背板连