Mems结构的制作方法
【专利摘要】公开了MEMS结构。所述MEMS结构包括：衬底；可动部件，所述可动部件位于所述衬底上；固定部件，所述固定部件位于所述可动部件上，并且与所述可动部件彼此相对，以形成电容极板；互连部件，包括与所述固定部件相同层面的第一部分和从所述第一部分延伸至所述可动部件的第二部分；以及第一焊盘和第二焊盘，分别位于所述互连部件和所述固定部件上。该MEMS结构利用互连部件在振膜上设置约束点，从而改善振膜的振动特性。
【专利说明】
MEMS结构
技术领域
[0001]本实用新型涉及MEMS(微机电系统)结构的制造方法，更具体地，涉及包含振膜的MEMS结构的制造方法。
【背景技术】
[0002]MEMS器件是在微电子技术基础上发展起来的采用微加工工艺制作的电子机械器件，已经广泛地用作传感器和执行器。例如，MEMS器件可以是硅电容麦克风。硅电容麦克风通常包括衬底、背极板和振膜，其中振膜是硅电容麦克风的核心部件，该振膜灵敏地响应声压信号并将之转化为电信号。在硅电容麦克风中，衬底和背极板是固定部件，振膜是可动部件。振膜的一端固定在衬底上，另一端则可以自由振动。与硅电容麦克风类似，基于电容特性的MEMS传感器以及大部分的MEMS执行器均包括固定部件和可动部件。
[0003]在典型的结构中，MEMS结构包括从可动部件和固定部件分别引出的第一焊盘和第二焊盘。由于可动部件和固定部件位于不同的层面，因此，通常将第一焊盘和第二焊盘设置在与可动部件和固定部件相对应的不同层面上。图1a和Ib示出根据现有技术的MEMS结构的俯视图和截面图。该MEMS结构例如是硅电容麦克风，包括衬底110、位于衬底110上的振膜层130、位于振膜层130的周边区域上的支撑层140、位于支撑层140上的背极板150。该MEMS结构还包括接触振膜层130的第一焊盘111和接触背极板150的第二焊盘112。振膜层130的第一表面与背极板150相对，第二表面暴露于衬底110中形成的声腔中。
[0004]在上述的MEMS结构中，位于不同层面的焊盘导致MEMS结构在使用状态下焊接困难，并且导致体积过大。作为改进的方案，希望将第一焊盘和第二焊盘设置在同一个层面上。为此，第二焊盘位于与第一焊盘相同的层面上，并且采用内部互连结构从可动部件延伸至所需的层面。将第一焊盘和第二焊盘设置在同一个层面，不仅在焊接引线时便利，而且可以减小尺寸。然而，上述的互连结构主要用于实现机械和电连接功能，在振膜的声学特性方面可能产生不利的影响。
[0005]因此，期望进一步改进现有MEMS结构，以获得平面焊盘结构并且改善声学特性。【实用新型内容】
[0006]鉴于上述问题，本实用新型的目的在于提供一种MEMS结构，其中，利用互连部件在振膜上设置约束点，从而改善振膜的振动特性。
[0007]根据本实用新型的一方面，提供一种MEMS结构，包括:衬底;可动部件，所述可动部件位于所述衬底上；固定部件，所述固定部件位于所可动部件上，并且与所述可动部件彼此相对，以形成电容极板;互连部件，包括与所述固定部件相同层面的第一部分和从所述第一部分延伸至所述可动部件的第二部分；以及第一焊盘和第二焊盘，分别位于所述互连部件和所述固定部件上。
[0008]优选地，所述MEMS结构为MEMS麦克风，所述可动部件和固定部件分别为所述MEMS麦克风的振膜层和背极板，所述振膜层与外部连通以接收声音信号，其中，根据所述振膜层的振动特性设置所述互连部件的第二部分与所述振膜层的连接位置。
[0009]优选地，所述振膜层至少部分地悬挂在所述互连部件的第二部分下方。
[0010]优选地，所述MEMS结构还包括:位于所述可动部件和所述固定部件之间的支撑层，其中，所述互连部件的第一部分至少部分地在所述支撑层上横向延伸，使得所述振膜层悬挂在所述互连部件的第二部分下方。
[0011 ]优选地，所述可动部件的周边部分夹在所述衬底和所述支撑层之间。
[0012]优选地，所述互连部件的第二部分包括至少两个侧壁，并且在相邻的侧壁之间夹有所述支撑层的材料，形成夹层结构。
[0013]优选地，所述背极板的周边具有与所述互连部件相对应的开口，所述互连部件在所述开口内接触所述支撑层。
[0014]优选地，所述支撑层具有环状的内侧部分和外侧部分，所述互连部件在所述支撑层的外侧部分接触所述支撑层，所述背极板在所述支撑层的内侧部分接触所述支撑层。
[0015]优选地，所述互连部件的第一部分的所述至少一部分包括弹性结构。
[0016]优选地，所述互连部件的第一部分悬空，并且所述互连部件的第二部分与所述可动部件直接相连。
[0017]优选地，所述弹性结构为凹槽或弯折结构。
[0018]根据本实用新型的另一方面，提供一种制造MEMS结构的方法，包括:在衬底上形成振膜层;在振膜层上形成支撑层;在支撑层中形成第一开口 ；在支撑层上形成第一导体层，第一导体层填充所述第一开口；将第一导体层图案化为互连部件和背极板；以及在所述互连部件和所述背极板上分别形成第一焊盘和第二焊盘，其中，所述互连部件和所述背极板彼此隔开，并且所述互连部件包括在所述支撑层上横向延伸的第一部分和从所述支撑层表面经由所述第一开口延伸至所述振膜层的第二部分。
[0019]根据本实用新型的实施例的MEMS结构，利用互连部件实现第一焊盘与振膜层的电连接的同时，利用互连部件与振膜层的机械连接位置，优化振膜层的振动特性，从而改善MEMS麦克风的声学特性。由于不需要采用单独的约束梁，从而可以减小MEMS麦克风的尺寸。
[0020]在优选的实施例中，背极板的周边具有与互连部件相对应的开口，互连部件在所述开口内接触支撑层，因此，有利于增加电容的极板之间的面积，从而提高MEMS麦克风的灵敏度。
[0021]在优选的实施例中，振膜层至少部分地悬挂在互连部件的第二部分下方，因此，有利于获得更大的振幅，从而提高MEMS麦克风的灵敏度。
[0022]在优选的实施例中，互连部件的第二部分为夹层结构.采用夹层结构，可以利用侧壁之间的支撑层材料的粘性有效地使接触区域相对固定，保证机械连接和电连接的可靠性。
[0023]在优选的实施例中，互连部件的第一部分包括弹性结构。利用弹性结构调整互连部件的弹性和整体振膜层上的振动特性，而不必顾虑在下方振膜层设置凹凸结构影响上方背极板的剖面形貌导致力学特性变化。
【附图说明】
[0024]通过以下参照附图对本实用新型实施例的描述，本实用新型的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中:
[0025]图1a和Ib分别示出根据现有技术的MEMS结构的俯视图和截面图。
[0026]图2a和2b分别示出根据本实用新型第一实施例的MEMS结构的俯视图和截面图。
[0027]图3a和3b分别示出根据本实用新型第二实施例的MEMS结构的俯视图和截面图。
[0028]图4a和4b分别示出根据本实用新型第三实施例的MEMS结构的俯视图和截面图。
[0029]图5a和5b分别示出根据本实用新型第四实施例的MEMS结构的俯视图和截面图。
[0030]图6a至6i分别示出根据本实用新型第五实施例的MEMS结构的制造方法各个阶段的截面图。
【具体实施方式】
[0031]以下将参照附图更详细地描述本实用新型。在各个附图中，相同的元件采用类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。此外，可能未示出某些公知的部分。为了简明起见，可以在一幅图中描述经过数个步骤后获得的半导体结构。
[0032]应当理解，在描述器件的结构时，当将一层、一个区域称为位于另一层、另一个区域“上面”或“上方”时，可以指直接位于另一层、另一个区域上面，或者在其与另一层、另一个区域之间还包含其它的层或区域。并且，如果将器件翻转，该一层、一个区域将位于另一层、另一个区域“下面”或“下方”。
[0033]如果为了描述直接位于另一层、另一个区域上面的情形，本文将采用“A直接在B上面”或“A在B上面并与之邻接”的表述方式。在本申请中，“A直接位于B中”表示A位于B中，并且A与B直接邻接。
[0034]在本申请中，术语“MEMS结构”指在制造MEMS器件的各个步骤中形成的整个MEMS结构的统称，包括已经形成的所有层或区域。
[0035]在下文中描述了本实用新型的许多特定的细节，例如器件的结构、材料、尺寸、处理工艺和技术，以便更清楚地理解本实用新型。但正如本领域的技术人员能够理解的那样，可以不按照这些特定的细节来实现本实用新型。
[0036]在下文中将以硅电容麦克风为例说明MEMS结构的制造方法。可以理解，采用类似的方法能够制造与硅电容麦克风类似结构的各种类型的MEMS传感器和执行器。
[0037]图2a和2b分别示出根据本实用新型第一实施例的MEMS结构的俯视图和截面图，其中图2a中的线AA示出截面图的截取位置。该MEMS结构例如是硅电容麦克风，包括衬底110、位于衬底110上的振膜层130、位于振膜层130的周边区域上的支撑层140、位于支撑层140上的背极板150。
[0038]衬底110包括相对的第一表面和第二表面。衬底110例如为体硅衬底、绝缘体上硅(SOI)衬底等，在一些实施例中，衬底110还包括其他结构层，MEMS麦克风的功能层形成于所述结构层上。
[0039]振膜层130由导电材料(例如掺杂的多晶硅、金属或合金)组成。振膜层130的周边部分固定在衬底110上，中间部分与背极板150组成MEMS麦克风的工作电容。振膜层130的第一表面与背极板150的第二表面相对，第二表面暴露于衬底110中形成的声腔中。
[0040]支撑层140设置在振膜层130和背极板150之间。支撑层140的材料例如为氧化硅或氮化硅。该支撑层140例如设置在背极板150的周边，[0041 ]背极板150由导电材料(例如掺杂的多晶娃、金属或合金)组成。在本实施例中，振膜层130和背极板150均为圆形。背极板150具有相对的第一表面和第二表面。背极板150的第二表面的周边部分固定在支撑层140上，第二表面的中间部分与振膜层130的第一表面的中间部分相对，并且形成空间，用于容纳空气等介质。在硅电容麦克风中，振膜层130的中间部分与背极板150的中间部分一起构成电容的一对极板。
[0042]在工作中，外部的声音信号经由声腔到达振膜层130的第二表面，使得振膜层130随着声音信号振动，从而改变振膜层130与背极板150之间的电容，将声音信号转变为电信号。
[0043]与图1a和Ib所示的现有MEMS结构不同，根据本实用新型第一实施例的MEMS结构还包括互连部件160，该互连部件160包括在支撑层140的表面上横向延伸的第一部分和从支撑层的表面向下延伸至振膜层130的第二部分。
[0044]在互连部件160和背极板150上分别设置第一焊盘111和第二焊盘112。第一焊盘111经由互连部件160电连接至振膜层130，第二焊盘112接触背极板150，从而分别实现电连接。由于互连部件160包括设置在支撑层140的表面上的第一部分，因此，第一焊盘111和第二焊盘112均位于支撑层140上方的层面，从而获得了平面焊盘结构。
[0045]进一步地，互连部件160的第二部分与振膜层130的接触位置根据振膜约束点来设置，从而根据振膜层130的振动特性来实现机械连接。例如，根据振膜130的声学特性模拟结果，如果限制点可能在振膜层接近中间的位置，则在振膜层中设置附加的约束梁可能是不现实的。相反，利用在支撑层上形成的互连部件160，可以精确地限定互连部件160的第二部分接触振膜层的位置，从而可以在所需的振膜位置，利用互连部件160的机械连接位置设置约束点。
[0046]该结构利用互连部件160实现第一焊盘111与振膜层130的电连接的同时，利用互连部件160与振膜层130的机械连接位置，优化振膜层的振动特性，从而改善MEMS麦克风的声学特性。由于不需要采用单独的约束梁，从而可以减小MEMS麦克风的尺寸。在背极板150的厚度、应力及需要的振膜限制点与振膜层能实现的范围差距较大时，该手段辅助作用尤其明显。
[0047]在上述的实施例中，支撑层140包括用于支撑互连部件160的外侧部分，以及用于支撑背极板150的内侧部分。由于振膜层130和背极板140均为圆形，因此，支撑层140的外侧部分和内侧部分为同心的两个环形。在替代的实施例中，如果互连部件160的第一部分为条状，则支撑层140的外侧部分可以相应地为条状。
[0048]此外，在上述的实施例中，声音信号从声腔到达振膜层130的第二表面。在替代的实施例中，背极板150设置有多个孔，声音信号从所述多个孔到达振膜层130的第一表面。
[0049]图3a和3b分别示出根据本实用新型第二实施例的MEMS结构的俯视图和截面图，其中图3a中的线AA示出截面图的截取位置。该MEMS结构例如是硅电容麦克风，包括衬底110、位于衬底110上的振膜层130、位于振膜层131的周边区域上的支撑层140、位于支撑层140上的背极板150。
[0050]以下将描述第二实施例与第一实施例的不同之处，对二者的相同之处不再详述。[0051 ]根据本实用新型第二实施例的MEMS结构还包括互连部件160，该互连部件160包括在支撑层140的表面上横向延伸的第一部分和从支撑层的表面向下延伸至振膜层131的第二部分。
[0052]在互连部件160和背极板150上分别设置第一焊盘111和第二焊盘112。第一焊盘111经由互连部件160电连接至振膜层131，第二焊盘112接触背极板150，从而分别实现电连接。由于互连部件160包括设置在支撑层140的表面上的第一部分，因此，第一焊盘111和第二焊盘112均位于支撑层140上方的层面，从而获得了平面焊盘结构。
[0053]进一步地，互连部件160的第二部分与振膜层131的接触位置根据振膜约束点来设置，从而根据振膜层131的振动特性来实现机械连接。利用在支撑层上形成的互连部件160，可以精确地限定互连部件160的第二部分接触振膜层的位置，从而可以在所需的振膜位置，利用互连部件160的机械连接位置设置约束点。
[0054]支撑层140包括用于支撑互连部件160和背极板150的的外侧部分。由于振膜层131和背极板140均为圆形，因此，支撑层140的外侧部分为单个环形。互连部件160的第一部分为条状，背极板150的周边具有与互连部件160相对应的开口。因而，在环形周边的不同位置，互连部件160和背极板150分别接触支撑层140，其中互连部件160位于背极板150的开口中。
[0055]进一步地，如图3b所示，振膜层131与周边区域132之间部分或全部机械断开。也即，振膜层131可以仅部分固定或者未固定在衬底110上，从而互连部件160至少部分悬挂振膜层131。
[0056]该结构利用互连部件160实现第一焊盘111与振膜层130的电连接的同时，利用互连部件160与振膜层130的机械连接位置，优化振膜层的振动特性，从而改善MEMS麦克风的声学特性。由于不需要采用单独的约束梁，从而可以减小MEMS麦克风的尺寸。在背极板150的厚度、应力及需要的振膜限制点与振膜层能实现的范围差距较大时，该手段辅助作用尤其明显。
[0057]进一步地，该结构通过在支撑层140外侧同时支撑振膜层131和背极板150，可以有利于增加电容的极板之间的面积。由于采用互连部件160悬挂振膜层131，在相同强度的声音信号的作用下，有利于获得更大的振幅，从而提高MEMS麦克风的灵敏度。
[0058]图4a和4b分别示出根据本实用新型第三实施例的MEMS结构的俯视图和截面图，其中图4a中的线AA示出截面图的截取位置。该MEMS结构例如是硅电容麦克风，包括衬底110、位于衬底110上的振膜层130、位于振膜层131的周边区域上的支撑层140、位于支撑层140上的背极板150。
[0059]以下将描述第三实施例与第一实施例的不同之处，对二者的相同之处不再详述。
[0060]根据本实用新型第三实施例的MEMS结构还包括互连部件160，该互连部件160包括在支撑层140的表面上横向延伸的第一部分和从支撑层的表面向下延伸至振膜层131的第二部分。
[0061]在互连部件160和背极板150上分别设置第一焊盘111和第二焊盘112。第一焊盘111经由互连部件160电连接至振膜层131，第二焊盘112接触背极板150，从而分别实现电连接。由于互连部件160包括设置在支撑层140的表面上的第一部分，因此，第一焊盘111和第二焊盘112均位于支撑层140上方的层面，从而获得了平面焊盘结构。
[0062]进一步地，互连部件160的第二部分与振膜层131的接触位置根据振膜约束点来设置，从而根据振膜层131的振动特性来实现机械连接。利用在支撑层上形成的互连部件160，可以精确地限定互连部件160的第二部分接触振膜层的位置，从而可以在所需的振膜位置，利用互连部件160的机械连接位置设置约束点。
[0063]支撑层140包括用于支撑互连部件160和背极板150的的外侧部分。由于振膜层131和背极板140均为圆形，因此，支撑层140的外侧部分为单个环形。互连部件160的第一部分为条状，背极板150的周边具有与互连部件160相对应的开口。因而，在环形周边的不同位置，互连部件160和背极板150分别接触支撑层140，其中互连部件160位于背极板150的开口中。
[0064]进一步地，如图4b所示，振膜层131与周边区域132之间部分或全部机械断开。也即，振膜层131可以仅部分固定或者未固定在衬底110上，从而互连部件160至少部分悬挂振膜层131。
[0065]该结构利用互连部件160实现第一焊盘111与振膜层130的电连接的同时，利用互连部件160与振膜层130的机械连接位置，优化振膜层的振动特性，从而改善MEMS麦克风的声学特性。由于不需要采用单独的约束梁，从而可以减小MEMS麦克风的尺寸。在背极板150的厚度、应力及需要的振膜限制点与振膜层能实现的范围差距较大时，该手段辅助作用尤其明显。
[0066]进一步地，该结构通过在支撑层140外侧同时支撑振膜层131和背极板150，可以有利于增加电容的极板之间的面积。由于采用互连部件160悬挂振膜层131，在相同强度的声音信号的作用下，有利于获得更大的振幅，从而提高MEMS麦克风的灵敏度。
[0067]进一步地，互连部件160的第二部分从支撑结构表面向下延伸至振膜层131。该第二部分包括至少两个侧壁，并且在侧壁之间夹有支撑层140的材料，从而形成夹层结构。该夹层结构有利于改善互连部件160的机械强度。虽然上层的背极板150和下层的振膜层131的材料可能相同，但由于其制备过程的工艺没有连续性，可能由于应力、掺杂浓度不匹配形成相变接触面，存在在后期工作中脱开的风险。采用夹层结构，可以利用侧壁之间的支撑层材料的粘性有效地使接触区域相对固定，保证机械连接和电连接的可靠性。
[0068]图5a和5b分别示出根据本实用新型第四实施例的MEMS结构的俯视图和截面图，其中图5a中的线AA示出截面图的截取位置。该MEMS结构例如是硅电容麦克风，包括衬底110、位于衬底110上的振膜层130、位于振膜层131的周边区域上的支撑层140、位于支撑层140上的背极板150。
[0069]以下将描述第四实施例与第一实施例的不同之处，对二者的相同之处不再详述。
[0070]根据本实用新型第四实施例的MEMS结构还包括互连部件160，该互连部件160包括在支撑层140的表面上横向延伸的第一部分和从支撑层的表面向下延伸至振膜层131的第二部分。
[0071]在互连部件160和背极板150上分别设置第一焊盘111和第二焊盘112。第一焊盘111经由互连部件160电连接至振膜层131，第二焊盘112接触背极板150，从而分别实现电连接。由于互连部件160包括设置在支撑层140的表面上的第一部分，因此，第一焊盘111和第二焊盘112均位于支撑层140上方的层面，从而获得了平面焊盘结构。
[0072]进一步地，互连部件160的第二部分与振膜层131的接触位置根据振膜约束点来设置，从而根据振膜层131的振动特性来实现机械连接。利用在支撑层上形成的互连部件160，可以精确地限定互连部件160的第二部分接触振膜层的位置，从而可以在所需的振膜位置，利用互连部件160的机械连接位置设置约束点。
[0073]支撑层140包括用于支撑互连部件160和背极板150的的外侧部分。由于振膜层131和背极板140均为圆形，因此，支撑层140的外侧部分为单个环形。互连部件160的第一部分为条状，背极板150的周边具有与互连部件160相对应的开口。因而，在环形周边的不同位置，互连部件160和背极板150分别接触支撑层140，其中互连部件160位于背极板150的开口中。
[0074]进一步地，如图5b所示，振膜层131与周边区域132之间部分或全部机械断开。也即，振膜层131可以仅部分固定或者未固定在衬底110上，从而互连部件160至少部分悬挂振膜层131。
[0075]该结构利用互连部件160实现第一焊盘111与振膜层130的电连接的同时，利用互连部件160与振膜层130的机械连接位置，优化振膜层的振动特性，从而改善MEMS麦克风的声学特性。由于不需要采用单独的约束梁，从而可以减小MEMS麦克风的尺寸。在背极板150的厚度、应力及需要的振膜限制点与振膜层能实现的范围差距较大时，该手段辅助作用尤其明显。
[0076]进一步地，该结构通过在支撑层140外侧同时支撑振膜层131和背极板150，可以有利于增加电容的极板之间的面积。由于采用互连部件160悬挂振膜层131，在相同强度的声音信号的作用下，有利于获得更大的振幅，从而提高MEMS麦克风的灵敏度。
[0077]进一步地，互连部件160的第二部分从支撑结构表面向下延伸至振膜层131。该第二部分包括至少两个侧壁，并且在侧壁之间夹有支撑层140的材料，从而形成夹层结构。该夹层结构有利于改善互连部件160的机械强度。虽然上层的背极板150和下层的振膜层131的材料可能相同，但由于其制备过程的工艺没有连续性，可能由于应力、掺杂浓度不匹配形成相变接触面，存在在后期工作中脱开的风险。采用夹层结构，可以侧壁之间的支撑层材料的粘性有效地使接触区域相对固定，保证机械连接和电连接的可靠性。
[0078]进一步地，互连部件160的第一部分不仅在支撑层140上方延伸，而且进一步包括悬空部分，然后，从悬空部分向下延伸至振膜层131。该悬空部分设置有弹性结构，例如，凹槽或弯折结构，从而利用弹性结构调整互连部件160的弹性和整体振膜层131上的振动特性，而不必顾虑在下方振膜层设置凹凸结构影响上方背极板140的剖面形貌导致力学特性变化。
[0079]图6a至6i分别示出根据本实用新型第五实施例的MEMS结构的制造方法各个阶段的截面图，该实施例的方法用于制造根据本实用新型第三实施例的MEMS结构。这些截面图的截取位置如图4a中的线AA所示。
[0080]如图6a所示，在衬底110上沉积导体层130。该衬底110例如为单晶硅衬底，导体层130例如由掺杂多晶硅组成。沉积工艺例如是选自电子束蒸发(EBM)、化学气相沉积(CVD)、原子层沉积(ALD)、溅射中的一种。
[0081]接着，对导体层130进行图案化，以获得振膜层131与周边区域132，如图6b所示。在该实施例中，振膜层131与周边区域132之间由环状开口隔开。
[0082]该图案化例如包括形成光致抗蚀剂掩模以及经由掩模中的开口蚀刻的步骤。在图案化导体层130时，采用蚀刻剂相对于衬底110选择性地去除导体层130的暴露部分，并且使得蚀刻停止在衬底110的表面上。
[0083]接着，在MEMS结构的表面上沉积绝缘层，从而形成支撑层140，如图6c所示。支撑层140的材料例如为氧化硅。
[0084]由于已经形成的振膜层131的图案，支撑层140不仅位于振膜层131和周边区域132上方的部分，而且填充振膜层131和周边区域132之间的开口。
[0085]接着，对支撑层140进行图案化，形成到达振膜层131表面的开口，如图6d所示。该开口将在随后的步骤中用于形成互连部件的第二部分的侧壁。
[0086]在图案化支撑层140时，采用蚀刻剂相对于振膜层131选择性地去除支撑层140的暴露部分，并且使得蚀刻停止在支撑层140的表面上。
[0087]接着，在MEMS结构的表面上沉积导体层152，如图6e所示。导体层152不仅覆盖支撑层140的表面，而且填充支撑层140中的开口，形成从支撑层140的表面向下延伸的侧壁。
[0088]导体层152与振膜层131的材料可以及相同。例如由掺杂多晶硅组成。沉积工艺例如是选自电子束蒸发(EBM)、化学气相沉积(CVD)、原子层沉积(ALD)、溅射中的一种。
[0089]接着，对导体层152进行图案化，以获得背极板150和互连部件160，如图6f所示。在该实施例中，互连部件160的第一部分为条状，第二部分向下延伸，形成两个侧壁，其间夹有支撑层140的材料。
[0090]背极板150的周边具有与互连部件160相对应的开口。因而，在环形周边的不同位置，互连部件160和背极板150分别接触支撑层140，其中互连部件160位于背极板150的开口中。
[0091]该图案化例如包括形成光致抗蚀剂掩模以及经由掩模中的开口蚀刻的步骤。在图案化导体层152时，采用蚀刻剂相对于支撑层140选择性地去除导体层152的暴露部分，并且使得蚀刻停止在支撑层140的表面上。
[0092 ]接着，经由背极板150和互连部件160之间的开口，通过选择性蚀刻去除背极板150和振膜层131之间的支撑层140的材料，如图6g所示。背极板150的第二表面与振膜层131的第一表面彼此相对，二者之间的空间用于容纳空气等介质。
[0093]该蚀刻工艺采用选择性的蚀刻剂，不仅相对于背极板150和振膜层131选择性地去除支撑层140的暴露部分，并且横向蚀刻，去除支撑层位于背极板150下方的部分。
[0094]接着，在衬底110的背表面，采用蚀刻形成声腔，如图6h所示。该声腔从衬底110的背表面向上延伸，形成贯穿衬底110到达振膜层131的第二表面的通道。
[0095]如图6h所示，该蚀刻经由振膜层131和周边区域132之间的环状开口，进一步蚀刻支撑层140的一部分，使得互连部件160的第一部分进一步包括悬空部分，然后，从悬空部分向下延伸至振膜层131。也即，该蚀刻同时释放振膜层131和互连部件160的一部分。
[0096]接着，在互连部件160的表面上形成第一焊盘111，以及在背极板150的表面形成第二焊盘112，用于外部电连接，如图6i所示。
[0097]在上述的实施例中，描述了硅电容麦克风的制造方法。然而，如上所述，该方法可以广泛地用于与硅电容麦克风结构类似的MEMS传感器和致动器。
[0098]此外，在上述的实施例中，描述了所述互连部件的第一部分至少部分地在所述支撑层上横向延伸，使得所述振膜层悬挂在所述互连部件的第二部分下方。例如，所述可动部件的周边部分夹在所述衬底和所述支撑层之间。在替代的实施例中，所述互连部件的第一部分悬空，并且所述互连部件的第二部分与所述可动部件直接相连，从而可以MEMS结构中可以省去衬底。
[0099]应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0100]依照本实用新型的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本实用新型以及在本实用新型基础上的修改使用。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
【主权项】
1.一种MEMS结构，其特征在于，包括: 衬底； 可动部件，所述可动部件位于所述衬底上； 固定部件，所述固定部件位于所述可动部件上，并且与所述可动部件彼此相对，以形成电容极板； 互连部件，包括与所述固定部件相同层面的第一部分和从所述第一部分延伸至所述可动部件的第二部分；以及 第一焊盘和第二焊盘，分别位于所述互连部件和所述固定部件上。2.根据权利要求1所述的MEMS结构，其特征在于，所述MEMS结构为MEMS麦克风，所述可动部件和固定部件分别为所述MEMS麦克风的振膜层和背极板，所述振膜层与外部连通以接收声音信号， 其中，根据所述振膜层的振动特性设置所述互连部件的第二部分与所述振膜层的连接位置。3.根据权利要求2所述的MEMS结构，其特征在于，还包括: 位于所述可动部件和所述固定部件之间的支撑层， 其中，所述互连部件的第一部分至少部分地在所述支撑层上横向延伸，使得所述振膜层悬挂在所述互连部件的第二部分下方。4.根据权利要求3所述的MEM结构，其特征在于，所述可动部件的周边部分夹在所述衬底和所述支撑层之间。5.根据权利要求2所述的MEMS结构，其特征在于，所述互连部件的第二部分包括至少两个侧壁，并且在相邻的侧壁之间夹有所述支撑层的材料，形成夹层结构。6.根据权利要求3所述的MEMS结构，其特征在于，所述背极板的周边具有与所述互连部件相对应的开口，所述互连部件在所述开口内接触所述支撑层。7.根据权利要求3所述的MEMS结构，其特征在于，所述支撑层具有环状的内侧部分和外侧部分，所述互连部件在所述支撑层的外侧部分接触所述支撑层，所述背极板在所述支撑层的内侧部分接触所述支撑层。8.根据权利要求3所述的MEMS结构，其特征在于，所述互连部件的第一部分的所述至少一部分包括弹性结构。9.根据权利要求2所述的MEMS结构，其特征在于，所述互连部件的第一部分悬空，并且所述互连部件的第二部分与所述可动部件直接相连。
【文档编号】H04R19/04GK205545929SQ201620114800
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年2月4日
【发明人】万蔡辛, 谭文平
【申请人】北京卓锐微技术有限公司