一种mems麦克风及其制备方法、电子装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体领域，具体地，本发明涉及一种MEMS麦克风及其制备方法、电子装置。
【背景技术】
[0002]在电子消费领域，多功能设备越来越受到消费者的喜爱，相比于功能简单的设备，多功能设备制作过程将更加复杂，比如需要在电路版上集成多个不同功能的芯片，因而出现了 3D 集成电路(integrated circuit, IC)技术。
[0003]其中，微电子机械系统(MEMS)在体积、功耗、重量以及价格方面具有十分明显的优势，至今已经开发出多种不同的传感器，例如压力传感器、加速度传感器、惯性传感器以及其他的传感器。
[0004]在MEMS领域中，电容式MEMS器件的工作原理是由振膜(Membrane)的运动产生电容的变化，利用电容变化量进行运算和工作的，现有常用的MEMS麦克风包括振膜、背板及位于背板下方的背腔组成。通过振膜将声音信号转换成电信号。
[0005]目前在MEMS麦克风的制备过程中，在形成振膜以及背板之后需要去除所述振膜和背板之间的牺牲材料层以及背板另一侧的牺牲材料层，以分别形成空腔和背腔。在该过程中所述背板通常选用SiN，并且选用湿法BOE蚀刻去除背板两侧的牺牲材料层，在该蚀刻过程中会对所述背板SiN造成损坏，由于所述背板SiN具有特定的颜色，当所述背板SiN受到损坏时即发生颜色消除现象(discolor)，造成器件的良率和性能的降低。
[0006]因此，现有技术中MEMS麦克风的制备方法存在上述弊端，不利于批量化生产，需要对目前所述MEMS麦克风及其制备方法作进一步的改进，以便消除该问题。
【发明内容】
[0007]在
【发明内容】
部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在【具体实施方式】部分中进一步详细说明。本发明的
【发明内容】
部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
[0008]本发明为了克服目前存在问题，提供了一种MEMS麦克风的制备方法，包括:
[0009]步骤SI:提供MEMS晶圆，在所述MEMS晶圆上形成有振膜，在所述振膜上形成有牺牲材料层；
[0010]步骤S2:在所述牺牲材料层上依次形成等离子体增强SiN层和低压SiN层，以形成背板。
[0011]可选地，所述方法还进一步包括:
[0012]步骤S3:图案化所述背板，以在所述背板中形成若干开口 ；
[0013]步骤S4:再次沉积牺牲材料层，以覆盖所述背板并填充所述开口 ；
[0014]步骤S5:执行MEMS工艺，然后去除所述背板两侧的所述牺牲材料层，以分别形成麦克风空腔和背腔。
[0015]可选地，在所述步骤S2中，所述低压SiN层的厚度为100-200nm。
[0016]可选地，在所述步骤S2中，所述低压SiN层的沉积温度为700-800°C。
[0017]可选地，在所述步骤S2中，所述低压SiN层的沉积时间为30_90min。
[0018]可选地,在所述步骤S2中，所述低压SiN层的沉积压力小于ltorr。
[0019]可选地，所述牺牲材料层选用等离子体增强氧化物。
[0020]可选地，在所述步骤S5中选用缓冲氧化蚀刻剂进行湿法蚀刻，以去除所述牺牲材料层。
[0021]本发明还提供了一种基于上述方法制备得到的MEMS麦克风。
[0022]本发明还提供了一种电子装置，包括上述的MEMS麦克风。
[0023]本发明为了解决现有技术中存在的问题，在沉积等离子体增强SiN层(PE-SiN)之后在所述等离子体增强SiN层(PE-SiN)上方进一步形成低压SiN层，以形成背板，在后续的湿法BOE蚀刻过程中，所述BOE蚀刻对所述低压SiN层的蚀刻速率远远小于所述等离子体增强SiN层(PE-SiN)，因此不会对所述低压SiN层造成损害，而且在后续的工艺步骤中所述低压SiN层也不用去除，可以作为背板的一部分，使制备得到的背板具有良好的形貌和性能，所述方法不仅工艺简单，而且会增加工艺成本，同时不会发生失去颜色的现象，提高了 MEMS麦克风的性能和良率。
[0024]本发明的优点在于:
[0025](I) SiN层表面不会受到损害，不会失去颜色。
[0026](2)在沉积所述等离子体增强SiN层之后，退火步骤是可选的，不是必须执行的。
[0027](3)工艺成本低。
【附图说明】
[0028]本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施例及其描述，用来解释本发明的装置及原理。在附图中，
[0029]图1a-1b为现有技术中所述MEMS麦克风的制备过程示意图；
[0030]图2为本发明一实施例中所述MEMS麦克风的制备过程示意图；
[0031]图3为本发明一【具体实施方式】中MEMS麦克风的制备工艺流程图。
【具体实施方式】
[0032]在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
[0033]应当理解的是，本发明能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本发明的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中，为了清楚，层和区的尺寸以及相对尺寸可能被夸大。自始至终相同附图标记表示相同的元件。
[0034]应当明白，当元件或层被称为“在...上”、“与...相邻”、“连接至『或“耦合到”其它元件或层时，其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层，或者可以存在居间的元件或层。相反，当元件被称为“直接在...上”、“与...直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时，则不存在居间的元件或层。应当明白，尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分，这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此，在不脱离本发明教导之下，下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。
[0035]空间关系术语例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等，在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，然后，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在...下面”和“在...下”可包括上和下两个取向。器件可以另外地取向(旋转90度或其它取向)并且在此使用的空间描述语相应地被解释。
[0036]在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本发明的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。
[0037]为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的步骤以及详细的结构，以便阐释本发明的技术方案。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。
[0038]现有技术中制备MEMS麦克风的方法如图1a-1b所示，首先提供MEMS晶圆(图中未示出)，然后在所述MEMS上形成振膜101，然后在所述振膜上形成牺牲材料层102，并在所述牺牲材料层102上形成背板103，所述背板103选用等离子体增强SiN(PE-SiN)，然后执行退火工艺。
[0039]接着图案化所述背板103，以在所述背板上形成若干相互间隔的开口，接着继续沉积所述牺牲材料层102，以覆盖所述背板和所述开口，如图1a所示。
[0040]然后执行MEMS工艺，在后续的步骤中通过所述开口去除所述背板两侧的牺牲材料层，以分别形成麦克风空腔和背腔，如图1b所示。在该步骤中，选用湿法BOE蚀刻去除背板两侧的牺牲材料层，在该蚀刻过程中会对所述背板SiN造成损坏，由于所述背板SiN具有特定的颜色，当所述背板SiN受到损坏时即发生颜色消除现象(discolor)，造成器件的良率和性能的降低。
[0041]目前解决上述问题的方法包括以下两种:第一种方法为增加等离子体增强SiN(PE-SiN)的沉积温度，将所述沉积温度增加至480°C，但是所述方法需要在专门的沉积腔室中执行，给器件制备工艺带来很多不便。
[0042]第二种方法为增加所述等离子体增强SiN(PE-SiN)沉积后执行的退火工艺的退火温度和退火时间，例如在650°C下退火3小时，但是所述方法的工艺余裕(Littlemargin)变小,而且退火温度和退火时间的增加使工艺成本提高。
[0043]因此，上述两种方法均存在弊端，需要对目前所述MEMS麦克风的制备方法作进一步的改进，以便消除上述问题。
[0044]实施例1
[0045]为了解决现有技术中存在的问题，提供了一种MEMS麦克风的制备方法，下面结合附图2对所述方法作进一步的说明。
[0046]首先，执行步骤201，提供MEMS晶圆，并在所述MEMS晶圆上形成振膜201。
[0047]具体地，如图2所示，其中，所述MEMS晶圆可以选用S1、多晶硅、SiGe中的一种，并不局限于某一种。
[0048]在所述MEMS晶圆上形成振膜201，其中所述振膜201可以选用Si或多晶硅，以在后续的步骤中通过振膜(Membrane)的运动产生电容的变化，利用电容变化量进行运算和工作，所述MEMS麦克风包括振膜、背板及位于背板下方的背腔组成，通过振膜将声音信号转换成电信号。
[0049]需要说明的是在形成所述振膜之前还可以进一步包含其他常规步骤，在此不再赘述，本领域技术人员可以根据具体需要进行设置。
[0050]执行步骤202，在所述振膜201上沉积牺牲材料层202，以覆盖所述振膜201。
[0051]具体地，如图2所示，在所述振膜上方形成牺牲材料层，以便在后续的步骤中去除所述牺牲材料层202之后形成麦克风空腔。
[0052]可选地，所述牺牲材料层202可以选用氧化物层，例如可以选用等离子体增强氧化物(PE-Ox)。
[0053]进一步，所述等离子体增强氧化物(PE-Ox)的厚度并不局限于某一数值范围，可以根据具体需要进行设置。
[0054]其中，所述等离子体增强氧化物(PE-Ox)的沉积方法可以选用化学气相沉积(CVD)法、物理气相沉积(PVD)法