一种酸溶液及硅电容麦克风的制作方法与流程

本发明涉及硅电容麦克风技术领域，特别涉及一种酸溶液及硅电容麦克风的制作方法。

背景技术：

随着无线通讯的发展，全球移动电话用户越来越多，用户对移动电话的要求已不仅满足于通话，而且要能够提供高质量的通话效果，尤其是目前移动多媒体技术的发展，移动电话的通话质量更显重要，移动电话的麦克风作为移动电话的语音拾取装置，其设计好坏直接影响通话质量。而目前应用较多且性能较好的麦克风是微电机系统麦克风(micro–electro–mechanical–systemmicrophone，简称mems麦克风)。相关技术中，mems麦克风包括基底、背板和振膜。

发明人发现现有技术中至少存在如下问题：随着硅电容麦克风尺寸的减少，传统的蚀刻方法在对牺牲氧化物层进行蚀刻以形成声腔时，不可避免地在刻蚀初期即产生气泡，且气泡数量随着刻蚀进行而增多，这些气泡被困在所形成的声腔中，最终形成氧化渣，从而无法控制平坦度、可靠性，严重影响硅电容麦克风的性能。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种酸溶液，在使用该种酸溶液进行刻蚀、释放牺牲氧化物层时，减少气泡的产生，从而避免刻蚀气泡影响硅电容麦克风的性能。

本发明的目的还在于提供一种硅电容麦克风的制造方法。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种酸溶液，所述酸溶液由水溶液和缓冲酸混合形成，所述缓冲酸为nh4f和hf的混合物，所述水溶液与所述缓冲酸的体积比为3:1至10:1。

本发明实施方式相对于现有技术而言，通过将水溶液和缓冲酸在特定比例范围内混合，获得了一种用于湿法刻蚀的酸溶液。使用该种酸溶液对牺牲氧化物层进行刻蚀时，刻蚀表面具有较低的表面张力(传统刻蚀方法中，刻蚀层的表面张力约为85～90dynes/cm；而采用本发明实施方式的酸溶液进行刻蚀，刻蚀层的表面张力仅为40～70dynes/cm)，刻蚀反应的生成物能够进入刻蚀的腔内，而不是桥接在一起，因而可有效减少气泡的产生，避免块蚀刻现象和氧化物残留，且能保证刻蚀层的高度选择性，改善刻蚀表面的均匀性、减少刻蚀结构的缺陷，从而提高刻蚀产品(如mems器件)的性能。

另外，本发明实施方式所提供的酸溶液中，缓冲酸中nh4f和hf的体积比为7:1至8:1；所述水溶液、nh4f和hf的体积比为25:7:1。以上述配比形成的酸溶液能实现刻蚀过程中牺牲氧化物层的表面张力最小化，从而获得更佳的刻蚀效果。

另外，本发明实施方式所提供的酸溶液中，水溶液为去离子水。去离子水中除去了呈离子形式杂质，因而进一步避免了刻蚀过程中氧化物残渣的产生。

本发明实施方式还提供了一种硅电容麦克风的制造方法，包含如下步骤：提供从上至下依次设置的硅振膜层、背板层和硅基底，所述硅振膜层与所述背板层相对并间隔设置，所述背板层的中央处设有声孔，所述硅基底对应所述背板层的中央处设有与所述声孔连通的背腔，所述硅振膜层与所述背板层之间以及所述声孔内设有牺牲氧化物层；

利用上述酸溶液去除所述牺牲氧化物层，得到硅电容麦克风。

具体而言，在上述硅电容麦克风的制造方法中，所述牺牲氧化物层为氧化硅层。

通过本发明实施方式所提供的方法制造硅电容麦克风，在刻蚀牺牲氧化物层形成声腔的过程中，减少了刻蚀气泡的产生，从而使刻蚀形成的声腔具有较好的平坦度和可靠性，制作得到的硅电容麦克风灵敏度高、一致性好、稳定性高。

附图说明

图1是根据本发明硅电容麦克风的制作方法中形成声腔的结构示意图；

图2是图1中去除牺牲氧化物层后的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本发明而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本发明各权利要求所要求保护的技术方案。

本发明的实施方式涉及一种酸溶液，所述酸溶液由水溶液和缓冲酸混合形成，所述缓冲酸为nh4f和hf的混合物，所述水溶液为去离子水，且所述水溶液与所述缓冲酸的体积比为3:1至10:1。其中，所述缓冲酸中nh4f和hf的体积比为7:1至8:1。

在本发明的优选实施方式中，所述水溶液、nh4f和hf的体积比为25:7:1。

本发明提供的刻蚀溶液与现有技术中的刻蚀液的性能比较如下表所示：

从上表中可以看到，使用本发明实施方式所提供的酸溶液进行湿法刻蚀，可实现刻蚀面的表面张力的减小，减少刻蚀气泡的产生，刻蚀表面的各项性能优于现有技术中的刻蚀液。其中，上表中水溶液、nh4f和hf的体积比为25:7:1的刻蚀溶液3为最优实施方式。

本发明涉及一种硅电容麦克风的制作方法，包括如下步骤：

如图1所示，提供从上至下依次设置的硅振膜层1、背板层2和硅基底3，所述硅振膜层1与所述背板层2相对并间隔设置，所述背板层2的中央处设有声孔20，所述硅基底3对应所述背板层2的中央处设有与所述声孔20连通的背腔30，所述硅振膜层1与所述背板层2之间以及所述声孔20内设有牺牲氧化物层4；

参照图2所示，利用本发明的酸溶液去除所述牺牲氧化物层4，得到硅电容麦克风。在本实施方式中，所述牺牲氧化物层为氧化硅层。

与相关技术相比，本发明提供的硅电容麦克风的制作方法中将水溶液和nh4f、hf混合的缓冲酸混合得到酸溶液，使用该种酸溶液有效地去除作为牺牲层的氧化硅层，而对其他mems构造上的材料(例如：氮化硅，多晶硅等)保留下来。在刻蚀过程中，刻蚀面上表面张力较小，避免气泡效应和氧化物残渣的产生；从而使刻蚀形成的声腔具有较好的平坦度和可靠性，制作得到的硅电容麦克风灵敏度高、一致性好、稳定性高。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

技术特征：

技术总结
本发明涉及硅电容麦克风制造技术领域，公开了一种酸溶液及硅电容麦克风的制作方法。所述酸溶液由水溶液和缓冲酸混合形成，所述缓冲酸为NH4F和HF的混合物，所述水溶液与所述缓冲酸的体积比为3:1至10:1。使用该种酸溶液对牺牲氧化物层进行湿法刻蚀，刻蚀面具有较低的表面张力，刻蚀反应的生成物能够进入刻蚀腔内，有效减少了气泡效应的发生，避免了块蚀刻现象和氧化物残留，且能保证刻蚀层的高度选择性，改善刻蚀表面的均匀性，从而减少刻蚀结构的缺陷。利用本发明所提供的酸液进行牺牲氧化层的刻蚀，制作得到的硅电容麦克风具有较高灵敏度和稳定性。

技术研发人员：许盛玉;吕丽英;吴伟昌;黎家健
受保护的技术使用者：瑞声科技(新加坡)有限公司
技术研发日：2017.08.31
技术公布日：2018.01.26