不具有背板的双隔膜mems麦克风的制作方法_2

文档序号:8915089阅读:来源:国知局
中的至少一种。
[0036]根据各个实施例,第一隔膜208的厚度Tl可以例如在300nm至5 μ m的范围内,例如在300nm至400nm的范围内,例如在400nm至500nm的范围内,例如在500nm至I μ m的范围内,例如在I μπι至3 μπι的范围内,例如在3 μπι至5 μπι的范围内。
[0037]至少一个间隔结构206可形成在第一隔膜结构208的至少一部分上方。通过实例,在各个实施例中,至少一个间隔结构206可形成在第一隔膜208的可连接或固定至第一衬底200的顶面202a的一部分(例如第一隔膜208的可不在第一空隙210上方悬置的部分)上方。根据各个实施例,可沿着第一隔膜208的周界形成至少一个间隔结构206,使得至少一个间隔结构206可至少部分地环绕和/或包围第一隔膜208的内部208a(其可以是第一隔膜208的可穿过第一空隙210悬置的部分)。根据各个实施例,至少一个间隔结构206可实现为柱状结构,并且可以形成在第一衬底202的顶点和/或边角处(取决于给定实施例中第一衬底202的几何形状)。通过实例,如图2C所示,第一衬底202的形状可以是正方形或基本是正方形,并且至少一个间隔结构206可形成在第一衬底202的顶点和/或边角处。
[0038]根据各个实施例,至少一个间隔结构206可具有高度H1,其在大约Iym至大约10 μ m的范围内,例如在大约2 μ m至大约4 μ m的范围内。根据各个实施例,间隔结构206可具有厚度T2,其在大约10 μm至大约100 μm的范围内,例如在大约10 μπι至大约20 μπι的范围内。
[0039]根据各个实施例,根据给定的应用,至少一个间隔结构206例如可包括各种电介质、金属和聚合物或者可以由各种电介质、金属和聚合物组成。至少一个间隔结构206例如可进一步包括玻璃和/或各种聚合物或者可由玻璃和/或各种聚合物组成。根据给定的应用,至少一个间隔结构206可包括任何材料或者可由任何材料组成,例如半导体材料,诸如锗、硅锗、碳化硅、氮化镓、砷化镓、铟、氮化铟镓、砷化铟镓、氧化铟镓锌或其他基本和/或化合物半导体。
[0040]根据各个实施例,至少一个凸块电极204可形成在衬底202的顶面202a的一部分上,其可以至少部分地环绕和/或包围第一空隙210。通过实例,如图2B所示,根据各个实施例,至少一个凸块电极204可形成在第一衬底202的顶面202a的边缘区域处,例如在第一空隙210的外边缘212 (可以是空隙210的限定第一空隙210的周界的边缘)与第一衬底202的顶面202a的外边缘214(其可以是顶面202a的限定顶面202a的周界的边缘)之间。
[0041]至少一个凸块电极204可以通过图案化和沉积技术形成,诸如通过电镀工艺、光刻工艺以及通过所谓的“球凸块”方法。根据各个实施例,至少一个凸块电极204可由诸如金属的导体材料形成。例如,根据各个实施例,至少一个凸块电极204可以由铜、镍、锡、铅、银、金、铝、和这些金属的各种合金(例如,白铜、镍-铝等)来组成或者可以包括铜、镍、锡、铅、银、金、铝、和这些金属的各种合金(例如,白铜、镍-铝等)。根据各个实施例,至少一个凸块电极204可由焊料凸块组成或者可以包括焊料凸块。此外,根据各个实施例,根据给定的应用,至少一个凸块电极204可包括其他材料或者由其他材料组成。
[0042]根据各个实施例,第一隔膜208可通过各种电导线和过孔(未示出,可形成在第一衬底202中或第一衬底202上)电耦合至至少一个凸块电极204。
[0043]根据各个实施例,如图3所示,双隔膜MEMS麦克风可包括第二 MEMS结构300。MEMS结构300可包括第二衬底302,其具有形成在第二衬底302中的第二空隙308和在第二空隙308上方悬置的第二隔膜306。根据各个实施例,MEMS结构300可进一步包括形成在第二衬底302的顶面302a上的至少一个接触焊盘304。
[0044]第二衬底302可以是半导体衬底,诸如硅衬底。此外,在各个实施例中,根据给定的应用,第二衬底302可包括其他半导体材料或者由其他半导体材料组成,诸如锗、硅锗、碳化硅、氮化镓、铟、氮化铟镓、砷化铟镓、氧化铟镓锌或其他基本和/或化合物半导体(例如,II1-V化合物半导体,诸如砷化镓或磷化铟,或者I1-VI化合物半导体或三元化合物半导体或四元化合物半导体)。
[0045]在第二衬底302中形成第二空隙308之前,第二隔膜306可以形成在第二衬底302的顶面302a的至少一部分上方。换句话说,根据各个实施例,第二衬底302和第二隔膜306可以实现为分层结构。然后,可以从第二衬底302的背侧302b (可以是第二衬底302与顶面302a相对的一侧)蚀刻该分层结构,以形成第二空隙308。根据各个实施例,由于第二衬底302被蚀刻来形成第二空隙308,所以第二隔膜306的至少一部分可以与第二衬底302脱离并穿过第二空隙308悬置。换句话说,根据各个实施例,第二空隙308可通过从背侧302b蚀刻第二衬底302来形成,使得从第二衬底302的背侧302b到顶面302a蚀刻穿过第二衬底302而不蚀刻第二隔膜306。第二空隙308可形成在第二衬底302中,使得第二空隙可以不是第二衬底302的顶面302a中的几何中心。换句话说,根据各个实施例,第二衬底302的可环绕和/或包围第二空隙308的部分可以不是对称的。
[0046]根据各个实施例,第二空隙308的形状可以是正方形或者基本是正方形的。根据各个实施例,第二空隙308的形状可以是矩形或者基本是矩形的。根据各个实施例,第二空隙308的形状可以是圆形或者基本是圆形的。根据各个实施例,第二空隙308的形状可以是椭圆形或者基本是椭圆形的。根据各个实施例,第二空隙308的形状可以是三角形或基本是三角形的。根据各个实施例,第二空隙308的形状可以是十字形或基本是十字形的。根据给定的应用,第二空隙308可以形成为任何形状。
[0047]根据各个实施例,可以通过各种蚀刻技术(例如,各向同性气相蚀刻、蒸气蚀刻、湿蚀刻、各向同性干蚀刻、等离子体蚀刻等)来成型第二空隙308。
[0048]根据各个实施例,第二隔膜306可通过各种制造技术(例如,物理气相沉积、电化学沉积、化学气相沉积和分子束外延)来形成在第二衬底302的顶面302a上方。
[0049]根据各个实施例,第二隔膜306的形状可以是正方形或基本是正方形的。根据各个实施例,第二隔膜306的形状可以是矩形或者基本是矩形的。根据各个实施例,第二隔膜306的形状可以是圆形或者基本是圆形的。根据各个实施例,第二隔膜306的形状可以是椭圆形或者基本是椭圆形的。根据各个实施例,第二隔膜306的形状可以是三角形或基本是三角形的。根据各个实施例,第二隔膜306的形状可以是十字形或基本是十字形的。根据给定的应用,第二隔膜306可以形成为任何形状。
[0050]第二隔膜306可由半导体材料(例如,硅)组成或者可以包括半导体材料。此外,根据给定的应用,第二隔膜306可包括其他半导体材料或者包括其他半导体材料,诸如锗、硅锗、碳化硅、氮化镓、铟、氮化铟镓、砷化铟镓、氧化铟镓锌或其他基本和/或化合物半导体(例如,II1-V化合物半导体,诸如砷化镓或磷化铟,或者I1-VI化合物半导体或三元化合物半导体或四元化合物半导体)。第二隔膜306可以由介电材料、压电材料、压阻材料和铁电材料中的至少一种组成或者可以包括介电材料、压电材料、压阻材料和铁电材料中的至少一种。
[0051 ] 根据各个实施例,第二隔膜306的厚度T3可以例如在300nm至5 μ m的范围内,例如在300nm至400nm的范围内,例如在400nm至500nm的范围内,例如在500nm至I μ m的范围内,例如在I μπι至3 μπι的范围内,例如在3 μπι至5 μπι的范围内。
[0052]根据各个实施例,至少一个接触电极304可形成在第二衬底302的顶面302a的一部分上,其可以至少部分地环绕和/或包围第二空隙308。通过实例,如图3B所示,至少一个接触电极304可形成在第二衬底302的顶面302a的边缘区域处,例如在第二空隙308的外边缘312 (其可以是第二空隙308的限定第二空隙308的周界的边缘)与第二衬底302的顶面302a的外边缘314(其可以是顶面302a的限定顶面302a的周界的边缘)之间。
[0053]至少一个接触电极304可以通过图案化和沉积技术形成,诸如通过电镀工艺、光亥Ij工艺以及通过所谓的“球凸块”方法。根据各个实施例,至少一个接触电极304可由诸如金属的导体材料形成。例如,根据各个实施例,至少一个接触电极304可以由铜、镍、锡、铅、银、金、铝、和这些金属的各种合金(例如,白铜、镍-铝等)来组成或者可以包括铜、镍、锡、铅、银、金、铝、和这些金属的各种合金(例如,白铜、镍-铝等)。此外,根据给定的应用,至少一个接触电极304可包括其他材料或者由其他材料组成。
[0054]根据各个实施例,第二隔膜306可通过各种电导线和过孔(未示出,可形成在第二衬底302中或第二衬底302上)电耦合至至少一个接触电极304。
[0055]根据各个实施例,如图4所示,第一 MEMS结构200和第二 MEMS结构300可配置为形成双MEMS结构400。第一 MEMS结构200和第二 MEMS结构300可以配置为使得第一衬底202的顶面202a和第二衬底302的顶面302a基本相互平行。第一衬底202和第二衬底302可配置为使得它们至少部分重叠。根据各个实施例,第
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