本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种mems麦克风及其形成方法。
背景技术：
mems即微机电系统(microelectromechanicalsystems)，是在微电子技术基础上发展起来的多学科交叉的前沿研究领域。经过四十多年的发展，已成为世界瞩目的重大科技领域之一。它涉及电子、机械、材料、物理学、化学、生物学、医学等多种学科与技术，具有广阔的应用前景。
mems(微型机电系统)麦克风是基于mems技术制造的麦克风，简单的说就是一个电容器集成在微硅晶片上。mems麦克风能够承受很高的回流焊温度，容易与cmos器件及其它音频电路相集成，并具有低噪声性能，从而使其应用越来越广泛。
mems麦克风的组成一般是由mems微电容传感器、微集成转换电路、声腔、rf抗干扰电路这几个部分组成的。mems微电容极头包括接受声音的硅振膜和硅背极，硅振膜可以直接接收到音频信号，经过mems微电容传感器传输给微集成电路，微集成电路把高阻的音频电信号转换并放大成低阻的电信号，同时经rf抗噪电路滤波，输出与前置电路匹配的电信号，就完成了声电转换。通过对电信号的读取，从而实现对声音的识别。
现有技术形成的mems麦克风的性能较差。
技术实现要素：
本发明解决的问题是提供一种mems麦克风及其形成方法，能够改善mems麦克风的性能。
为解决上述问题，本发明提供一种mems麦克风，包括：背极膜，所述背极膜包括相对的第一面和第二面，所述背极膜包括功能区和包围所述功能区的支撑区；位于所述背极膜第一面上的振片膜，所述功能区振片膜中具有第一振片孔，所述第一振片孔贯穿所述振片膜，所述功能区振片膜与背极膜之间具有间隙；位于所述第一振片孔中的隔离件，所述隔离件凸出于所述振片膜朝向背极膜的面；位于所述支撑区的背极膜和振片膜之间的支撑件。
可选的，所述隔离件的材料为氮化硅或氮氧化硅。
可选的，所述功能区第一振片膜中还具有第二振片孔，所述第二振片孔贯穿所述振片膜。
可选的，所述第一振片孔的个数为多个，所述第二振片孔的个数为多个，所述第二振片孔包围所述第一振片孔排布。
可选的，所述第一振片孔为圆孔，所述第一振片孔的直径为0.2μm～10μm；相邻第一振片孔之间的间距为20μm～100μm。
可选的，所述功能区背极膜第二面中具有背腔，所述背腔底部的背极膜中具有背极孔，所述背极孔贯穿所述背极膜。
可选的，所述隔离件包括朝向所述背极膜的端面，所述端面到所述振片膜表面的距离为0.05μm～0.5μm。
相应的，本发明还提供一种mems麦克风的形成方法，包括：提供背极板，所述背极板包括相对的第一面和第二面，所述背极板包括功能区和包围所述功能区的支撑区；在所述背极板第一面上形成支撑层；在所述支撑层上形成振片膜，所述功能区振片膜和支撑层中具有第一振片孔，所述第一振片孔贯穿所述功能区振片膜且延伸至所述支撑层中；在所述第一振片孔中形成隔离件，所述隔离件自所述振片膜延伸至所述支撑层中；形成所述隔离件之后，对所述功能区背极板第二面进行减薄处理，使所述背极板形成背极膜；形成背极膜之后，去除所述功能区的支撑层，在所述支撑区背极膜和振片膜之间形成支撑件。
可选的，所述隔离件的材料为氮化硅或氮氧化硅。
可选的，形成所述隔离件的步骤包括：在所述第一振片孔底部和侧壁表面，以及所述振片膜上形成隔离层；去除所述振片膜上的部分或全部隔离层，形成隔离件。
可选的，去除所述振片膜上的部分或全部隔离层的工艺包括干法刻蚀工艺。
可选的，所述隔离层的厚度为0.05μm～0.5μm。
可选的，所述功能区振片膜中还具有第二振片孔，所述第二振片孔贯穿所述振片膜。
可选的，所述第二振片孔延伸至所述支撑层中；形成所述振片膜的步骤包括：在所述支撑层上形成初始振片膜；对所述初始振片膜进行第一图形化处理，形成振片膜以及自所述振片膜延伸至所述支撑层中的第一振片孔和第二振片孔。
可选的，对所述振片膜和支撑层进行第一图形化处理的步骤包括：在所述振片膜上形成图形化的掩膜层；以所述掩膜层为掩膜对所述振片膜和支撑层进行刻蚀，形成所述第一振片孔和第二振片孔。
可选的，所述第一振片孔和第二振片孔的个数为多个，所述第二振片孔包围所述第一振片孔排布。
可选的，所述支撑层中第一振片孔的深度为0.05μm～0.5μm。
可选的，所述第一振片孔为圆孔，所述第一振片孔的直径为0.2μm～10μm；所述第一振片孔之间的间距为20μm～100μm。
可选的，减薄处理之后，还包括：对所述功能区背极膜进行第二图形化处理，在所述功能区背极膜中形成背极孔，所述背极孔贯穿所述背极膜。
可选的，形成所述振片膜之前，还包括：对所述功能区背极板第一面进行第二图形化处理，在所述功能区背极板第一面中形成背极孔；所述减薄处理在所述功能区背极膜第二面中形成背腔，并使所述背极孔贯穿所述背极膜。
与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：
本发明技术方案提供的mems麦克风中，所述第一振片孔中具有隔离件，所述隔离件凸出于所述振片膜朝向背极膜的面。当所形成的mems麦克风在工作过程中，振片膜在外力作用下发生弯曲变形时，所述隔离件能够起到隔离所述振片膜和背极膜的作用，从而能够防止振片膜与所述背极膜接触，进而能够防止振片膜与所述背极膜相互吸附，影响mems麦克风的正常工作。此外，在所述第一振片孔中形成隔离件，能够使所述隔离件朝向所述背极膜的端面到所述振片膜表面的距离较小，从而不容易减小所述功能区振片膜与背极膜之间间隙的尺寸，从而不容易影响所述振片膜的弯曲变形，进而能够保证所形成的mems的性能。
本发明技术方案提供的mems麦克风的形成方法中，在所述第一振片孔中形成隔离件，所述隔离件凸出于所述振片膜朝向背极膜的面。当所形成的mems麦克风在工作过程中，振片膜在外力作用下发生弯曲变形时，所述隔离件能够起到隔离所述振片膜和背极膜的作用，从而能够防止振片膜与所述背极膜接触，进而能够防止振片膜与所述背极膜相互吸附，影响mems麦克风的正常工作。因此，所述形成方法能够改善mems麦克风的性能。
附图说明
图1是一种mems麦克风的结构示意图；
图2至图13是本发明的mems麦克风的形成方法一实施例各步骤的结构示意图。
具体实施方式
现有技术的mems麦克风存在诸多问题，例如：mems麦克风的性能较差。
现结合一种mems麦克风，分析所述mems麦克风性能较差的原因：
图1是一种mems麦克风的结构示意图。
请参考图1，所述mems麦克风包括：硅振片11和硅背极12，所述硅振片11和硅背极12两端由支撑件10连接；分别连接所述硅振片11和硅背极12的焊盘13。
其中，所述mems麦克风在工作时，硅振片11在声波的压力下发生弯曲变形，使硅振片11与硅背极12之间的距离发生变化，从而使硅振片11与硅背极12形成的电容器的电容值随之变化，从而输出电信号。然而，由于所述硅振片11在弯曲过程中容易与硅背极12接触，导致麦克风失效。
此外，硅振片11与硅背极12会由于静电引力或分子间的范德华力吸附在一起，从而导致外力消失之后，硅振片11与硅背极12不容易分开，影响mems麦克风的正常工作，使mems麦克风的性能较差。
为解决所述技术问题，本发明提供了一种mems麦克风，包括：背极膜，所述背极膜包括相对的第一面和第二面，所述背极膜包括功能区和包围所述功能区的支撑区；位于所述背极膜第一面上的振片膜，所述功能区振片膜中具有第一振片孔，所述第一振片孔贯穿所述振片膜，所述功能区振片膜与背极膜之间具有间隙；位于所述第一振片孔中的隔离件，所述隔离件凸出于所述振片膜朝向背极膜的面；位于所述支撑区的背极膜和振片膜之间的支撑件。
其中，所述第一振片孔中具有隔离件，所述隔离件凸出于所述振片膜朝向背极膜的面。当所形成的mems麦克风在工作过程中，振片膜在外力作用下发生弯曲变形时，所述隔离件能够起到隔离所述振片膜和背极膜的作用，从而能够防止振片膜与所述背极膜接触，进而能够防止振片膜与所述背极膜相互吸附，影响mems麦克风的正常工作。此外，在所述第一振片孔中形成隔离件，能够使所述隔离件朝向所述背极膜的端面到所述振片膜表面的距离较小，从而不容易减小所述功能区振片膜与背极膜之间间隙的尺寸，从而不容易影响所述振片膜的弯曲变形，进而能够保证所形成的mems的性能。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
图2至图10是本发明的mems麦克风的形成方法一实施例各步骤的结构示意图。
请参考图2，提供背极板100，所述背极板100包括相对的第一面101和第二面102，所述背极板100包括功能区a和包围所述功能区a的支撑区b。
所述背极板100用于后续形成mems麦克风的背极膜。所述背极板100功能区a用于后续形成背极孔。所述支撑区b上用于后续形成支撑件。
本实施例中，所述背极板100的材料为硅。在其他实施例中，所述背极板的材料还可以为锗或硅锗。
请参考图3，对所述功能区a背极板100第一面101进行第二图形化处理，在所述功能区a背极板100中形成背极孔103。
所述背极孔103用于作为空气流进和流出所述背极膜104和振片膜120之间间隙的通道。
本实施例中，所述第二图形化处理的步骤包括：在所述功能区a背极板100第一面101上形成图形层；以所述图形层为掩膜，对所述背极板100进行刻蚀，在所述功能区a背极板100中形成背极孔103。
本实施例中，所述背极孔103未贯穿所述背极板100。在其他实施例中，所述背极孔还可以贯穿所述背极板。
本实施例中，通过干法刻蚀工艺对所述背极板100进行刻蚀。
请参考图4，在所述背极板100第一面101上形成支撑层110。
所述支撑层110后续用于形成支撑件。
本实施例中，所述支撑层110的材料为氧化硅。在其他实施例中，所述支撑层的材料还可以为氮氧化硅。
本实施例中，形成所述支撑层110的工艺包括：化学气相沉积工艺、物理气相沉积工艺或原子层沉积工艺。
本实施例中，所述支撑层110还位于所述背极孔103底部和顶部。
后续在所述支撑层110上形成振片膜，所述功能区a振片膜和支撑层110中具有第一振片孔，所述第一振片孔贯穿所述功能区a振片膜且延伸至所述支撑层110中。
本实施例中，所述振片膜中还具有第二振片孔，形成所述振片膜的步骤如图5至图7所示。
在所述支撑层110上形成初始振片膜，所述初始振片膜横跨所述背极孔103顶部。
本实施例中，形成所述初始振片膜的步骤如图5和图6所示。
请参考图5，提供组合结构，所述组合结构包括初始振片膜120；对所述组合结构的初始振片膜120与所述背极板100第一面101进行键合处理。
本实施例中，所述组合结构还包括基板105，位于所述基板105和初始振片膜120之间的停止层131。
所述初始振片膜120用于后续形成振片膜。所述基板105用于支撑所述初始振片膜120，从而有利于键合。所述停止层131用于对后续刻蚀所述基板105的过程进行控制，还可以用于后续形成掩膜层。
本实施例中，所述支撑层110的材料为硅。在其他实施例中，所述支撑层的材料还可以为锗或硅锗。
本实施例中，所述停止层131的材料为氧化硅。
本实施例中，所述基板105的材料为硅、锗或硅锗。
请参考图6，所述键合处理之后，去除所述基板105(如图5所示)。
本实施例中，去除所述基板105的工艺包括干法刻蚀工艺。在其他实施例中，去除所述基板的工艺可以包括湿法刻蚀工艺。
本实施例中，在去除所述基板105的过程中，所述停止层131可以用于对所述基板105进行刻蚀的过程进行控制，减少对初始振片膜120的损耗。
请参考图7，对所述初始膜120和支撑层110进行第一图形化处理，形成振片膜123以及自所述振片膜123延伸至所述支撑层110中的第一振片孔121和第二振片孔122。
所述第一振片孔121后续用于容纳隔离件；所述第二振片孔122用于使空气进出所述振片膜123与后续形成的背极膜之间的空隙。
本实施例中，所述第一图形化处理的步骤包括：在所述振片膜120(如图6所示)上形成图形化的掩膜层132；以所述掩膜层132为掩膜对所述初始振片膜120和所述支撑层110进行刻蚀，形成第一振片孔121和第二振片孔122。
在其他实施例中，所述振片膜中还可以不具有所述第二振片孔。
为简化工艺流程，所述第一振片孔121和第二振片孔122在同一工艺中形成，从而所述第二振片孔122也延伸至所述支撑层110中。
形成所述掩膜层132的步骤包括：在所述停止层131上形成图形化的第一光刻胶；以所述第一光刻胶为掩膜对所述停止层131进行刻蚀，形成掩膜层132，所述功能区a掩膜层132中具有多个开口，所述开口底部暴露出所述初始振片膜120。
所述开口用于在后续的刻蚀过程中，使所述开口底部的初始振片膜120被刻蚀，形成第一振片孔121和第二振片孔122。
所述开口的侧壁与所述初始振片膜表面之间具有钝角夹角(图中未示出)，从而使所述开口顶部尺寸较大，从而容易使后续形成的隔离层通过所述开口进入所述第一振片孔121。
所述第一振片孔121和第二振片孔122为圆孔，所述第一振片孔121的个数为多个，所述第二振片孔122的个数为多个。
本实施例中，所述第一振片孔121包围所述第二振片孔122排布。
如果所述支撑层110中的第一振片孔121和第二振片孔122的深度过大，则后续形成的隔离件朝向所述背极板100的端面到振片膜123的距离过大，在所形成的mems麦克风的工作过程中，所述隔离件容易影响所述振片膜123的弯曲，从而影响所形成的mems麦克风的性能；如果所述支撑层110中的第一振片孔121和第二振片孔122的深度过小，则后续形成的隔离件朝向所述背极板100的端面到振片膜123的距离过小，不利于抑制振片膜123与后续形成的背极膜接触。具体的，所述支撑层110中的第一振片孔121和第二振片孔122的深度为0.05μm～0.5μm。
如果所述第一振片孔121的直径过大，容易影响所述振片膜120的强度；如果所述第一振片孔121的直径过小，不利于后续在所述第一振片孔121中形成隔离层。本实施例中，所述第一振片孔121与所述第二振片孔122的直径相同。具体的，所述第一振片孔121和所述第二振片孔122的直径为0.2μm～10μmm。
后续在所述第一振片孔121中形成隔离件，所述隔离件自所述振片膜123延伸至所述支撑层110中。
本实施例中，形成所述隔离件的步骤如图8和图9所示。
请参考图8，在所述第一振片孔121底部和侧壁表面，以及所述振片膜123上形成隔离层150。
所述隔离层150后续用于形成隔离件。
本实施例中，所述隔离层150的材料为氮化硅。氮化硅为电绝缘体，与后续形成的背极膜接触后，不容易影响背极膜中的电荷，从而不容易影响背极膜与振片膜123形成的电容器的电容；氮化硅的强度较高，不容易断裂。在其他实施例中，所述隔离层的材料还可以为氮氧化硅。
本实施例中，形成所述隔离层150的工艺包括化学气相沉积工艺或物理气相沉积工艺。
如果所述隔离层150的厚度过大，容易给后续的刻蚀工艺带来困难；如果所述隔离层150的厚度过小，容易使后续形成的隔离件在工作过程中发生断裂。具体的，本实施例中，所述隔离层150的厚度为0.05μm～0.5μm。
请参考图9，去除所述振片膜123上的部分或全部隔离层150，形成隔离件151。
需要说明的是，所述隔离件151凸出于所述振片膜123朝向背极板200的面。当所形成的mems麦克风在工作过程中，振片膜123在外力作用下发生弯曲变形时，所述隔离件151能够起到支撑所述振片膜123和后续形成的背极膜的作用，从而能够防止振片膜123与所述背极膜接触，进而能够防止振片膜123与所述背极膜相互吸附，影响mems麦克风的正常工作。因此，所述形成方法能够改善mems麦克风的性能。此外，在所述第一振片孔121中形成隔离件151，能够使所述隔离件151朝向所述背极板100的端面到所述振片膜123表面的距离较小，从而不容易减小所述功能区a振片膜123与后续形成的背极膜之间间隙的尺寸，从而不容易影响所述振片膜123的弯曲变形，进而改善所形成的mems的性能，例如：能够提高所形成mems的灵敏度，并降低能量损耗，提高品质因数。
本实施例中，去除所述振片膜123上的部分或全部隔离层150的步骤包括：在所述隔离层150上形成图形化的第二光刻胶；以所述第二光刻胶为掩膜对所述隔离层150进行刻蚀，形成隔离件151。
本实施例中，对所述隔离层150进行刻蚀的工艺包括干法刻蚀工艺。干法刻蚀具有很好的线宽控制，能够精确控制去除的隔离层150的位置，从而形成结构完整的隔离件151。在其他实施例中，还可以通过湿法刻蚀工艺对所述隔离层进行刻蚀。
本实施例中，所述第二振片孔122包围所述第一振片孔121排布，则所述第二振片孔122位于所述隔离件151外围，即所述隔离件151靠近所述功能区a振片膜123中心。由于振片膜123在工作过程中，靠近中心的区域最容易发生弯曲，挠度较大，容易与后续形成的背极膜接触，因此，所述隔离件151靠近所述功能区a振片膜123中心能够有效抑制振片膜123与背极膜接触，进而改善所形成的mems麦克风的性能。
本实施例中，还包括：去除所述第二振片孔122中的隔离层150。去除所述第二振片孔122中的隔离层150能够增加气体进出振片膜123与背极膜之间间隙的通道，从而有利于提高所形成mems麦克风的工作效率。在其他实施例中，还可以保留所述第二振片孔中的隔离层。
所述形成方法还包括：去除所述振片膜123上部分或全部停止层132，暴露出功能区a和支撑区b的振片膜123。
后续形成连接所述振片膜123的第一焊盘；形成连接所述背极板100的第二焊盘。
本实施例中，形成所述第一焊盘和第二焊盘的步骤如图10和图11所示。
请参考图10，对所述支撑区b支撑层110进行刻蚀，在所述支撑区b支撑层110中形成焊盘孔140，所述焊盘孔140底部暴露出所述背极板100。
所述焊盘孔140用于后续容纳第二焊盘。
本实施例中，对所述支撑区b支撑层110进行刻蚀的工艺包括干法刻蚀或湿法刻蚀工艺。
请参考图11，在所述支撑区b振片膜123上形成第一焊盘141；在所述焊盘孔140(如图10所示)中形成第二焊盘142。
所述第一焊盘141用于实现所述振片膜123与外部电路的电连接；所述第二焊盘142用于实现后续形成的背极膜与外部电路的电连接。
本实施例中，所述第一焊盘141和第二焊盘142的材料为铜或钨。
请参考图12，形成所述隔离件151之后，对所述背极板100(如图11所示)第二面102进行减薄处理，使所述背极板100形成背极膜104。
所述减薄处理的步骤包括：对所述背极板100功能区a第二面102和背极板100支撑区b第二面102进行平坦化处理，减小所述背极板100的厚度；对所述功能区a背极板100进行减薄刻蚀，使所述背极板100形成背极膜104，且使所述背极孔103贯穿所述背极膜104。
所述减薄处理在所述功能区a背极膜104第二面102中形成背腔105，并使所述背极孔103贯穿所述背极膜104。
本实施例中，所述平坦化处理的工艺包括通过化学机械研磨工艺。
本实施例中，所述减薄刻蚀的工艺包括干法刻蚀或湿法刻蚀工艺。
所述背极孔103用于作为空气流进和流出所述背极膜104和振片膜123之间空隙的通道。
本实施例中，在所述减薄处理之前，形成所述背极孔103。在其他实施例中，还可以在所述减薄处理之后，对所述功能区背极膜第一面进行第二图形化处理，在所述功能区背极膜中形成背极孔。
请参考图13，形成背极膜104之后，去除所述功能区a的支撑层110(如图12所示)，在所述支撑区b振片膜123和背极膜104之间形成支撑件111。
所述支撑件111使所述功能区a的背极膜104与功能区a的振片膜123之间具有间隙，从而使所形成的mems麦克风在工作过程中，所述背极膜104能够发生弯曲，从而使所述功能区a的背极膜104与功能区a的振片膜123之间的距离发生变化，从而使所述功能区a的背极膜104与功能区a的振片膜123之间的电容变化，进而将声音信号转化为电信号。
本实施例中，去除所述功能区a的支撑层110的工艺包括湿法刻蚀工艺。
需要说明的是，由于所述功能区a的背极膜104厚度较小，且功能区a背极膜104中具有背极孔103，因此所述功能区a的支撑层110容易被去除；然而，由于所述支撑区b的背极膜104厚度较大，支撑区b背极膜104与振片膜123之间的支撑层110不容易被去除，从而形成支撑件111。
综上，本实施提供的mems麦克风的形成方法中，在所述第一振片孔中形成隔离件，所述隔离件凸出于所述振片膜朝向背极膜的面。当所形成的mems麦克风在工作过程中，振片膜在外力作用下发生弯曲变形时，所述隔离件能够起到隔离所述振片膜和背极膜的作用，从而能够防止振片膜与所述背极膜接触，进而能够防止振片膜与所述背极膜相互吸附，影响mems麦克风的正常工作。因此，所述形成方法能够改善mems麦克风的性能。
继续参考图12，本发明还提供一种mems麦克风的实施例，包括：背极膜104，所述背极膜104包括相对的第一面101和第二面102，所述背极膜104包括功能区a和包围所述功能区a的支撑区b；位于所述背极膜104第一面101上的振片膜123，所述功能区a振片膜123中具有第一振片孔121，所述第一振片孔121贯穿所述振片膜123，所述功能区a振片膜123与背极膜104之间具有间隙；位于所述第一振片孔121中的隔离件151，所述隔离件151凸出于所述振片膜123朝向背极膜104的面；位于所述支撑区b的背极膜104和振片膜123之间的支撑件111。
所述功能区a背极膜104中具有背极孔103，所述背极孔103贯穿所述背极膜104。
本实施例中，所述隔离件151的材料为氮化硅或氮氧化硅。
本实施例中，所述第一振片孔121和第二振片孔122的个数为多个，所述第二振片孔122包围所述第一振片孔121排布。
所述第一振片孔121为圆孔，所述第一振片孔121的直径为0.2μm～10μm；相邻第一振片孔121之间的间距为20μm～100μm。
所述隔离件151包括朝向所述背极膜104的端面，所述端面到所述振片膜123表面的距离为0.05μm～0.5μm。
本实施例中，所述mems麦克风与图2至图12所示的形成方法形成的mems麦克风的结构相同，在此不多做赘述。
综上，本实施例提供的mems麦克风中，所述第一振片孔中具有隔离件，所述隔离件凸出于所述振片膜朝向背极膜的面。当所形成的mems麦克风在工作过程中，振片膜在外力作用下发生弯曲变形时，所述隔离件能够起到隔离所述振片膜和背极膜的作用，从而能够防止振片膜与所述背极膜接触，进而能够防止振片膜与所述背极膜相互吸附，影响mems麦克风的正常工作。此外，在所述第一振片孔中形成隔离件，能够使所述隔离件朝向所述背极膜的端面到所述振片膜表面的距离较小，从而不容易减小所述功能区振片膜与背极膜之间间隙的尺寸，从而不容易影响所述振片膜的弯曲变形，进而能够保证所形成的mems的性能。
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。