专利名称：电容式硅基微麦克风及其制法的制作方法
技术领域：
本发明是一种电容式硅基微麦克风及其制造方法，其是由一背板晶片与一振动晶片相互接合而成。
背景技术：
近年来，麦克风产品整体的发展趋势除了要求轻薄短小之外，更必须具备更佳的灵敏度、稳定性与输出表现，方能满足客户的需求，也因此使得微麦克风的结构设计日益复杂与多样化。
一般现有的麦克风是属于由单一晶片所构成的单晶片式麦克风，其制程方法是先以薄膜沉积法完成一背板、若干音孔、一基座，以及一位于背板与基座间的牺牲层，再进行该基座的蚀刻，并移除该牺牲层以形成一振膜，因此该麦克风的尺寸设计将受到该牺牲层厚度的限制，一旦欲改变牺牲层厚度，则后续制程也必须一并修改，否则最后结构的残留应力会有所不同，将影响到该振膜的特性，导致设计上的弹性很小，也因而难以达到最佳的灵敏度与输出表现。
此外，另一种现有的麦克风是属于由至少二晶片所构成的晶片接合式麦克风，其是先应用体加工制程完成个别晶片的加工，随后利用晶圆接合技术加以组装接合，用以完成麦克风的制作，不仅制程大幅简化，同时可轻易改变二晶片间的间隙，且不影响该麦克风的材料特性。
然而，一般接合式麦克风多半由三个以上的晶片所组成，制程上仍然存在一定的复杂度，另外，一般晶片接合式麦克风的电极打线区域无法外露，导致后续打线制程的难度增加。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种电容式硅基微麦克风及其制法，其结构简易，制程大幅简化，因而具有较低的制作成本。
本发明的次一目的在于提供一种电容式硅基微麦克风及其制法，其结构的设计弹性高，因而可在小尺寸的要求下，满足各式的设计要求。
因此，本发明是提供一种电容式硅基微麦克风，其包含有一背板晶片，以及一振动晶片，其中该背板晶片是具有相对的一第一面与一第二面，其中该第一面是设有至少一音孔，以及一与该音孔电气连接的第一电极，而该第二面则开设有一连通该音孔的共振槽。
该振动晶片是设有一基座，一覆盖于该基座表面的振动膜，以及一与该振动膜电气连接的第二电极，此外，该基座更开设有一连通该振动膜与外界的音源槽；而该二晶片是以该第一面对应于该振动膜的方式进行接合，并使该第一电极与该第二电极完成电气连接。
而本发明的制法则包含有下列步骤a.制作该背板晶片与该振动晶片；
b.将该振动晶片与该背板晶片进行接合，即完成本发明微麦克风的制作。
此外，本发明的制法更可包含有一切割步骤c，以使该第一电极的打线区域外露，以便于后续的作业进行。
为了详细说明本发明的构造及特点所在，兹举以下的较佳实施例并配合图式说明如后，其中图1是本发明麦克风的剖视图；图2是本发明背板晶片的制作流程图；图3是本发明振动晶片的制作流程图；以及图4是本发明背板晶片与振动晶片接合后的剖视图。
具体实施例方式
首先，请参阅图1所示，本发明所提供一种电容式硅基微麦克风10，其是主要包含有一背板晶片20，以及一位于该背板晶片20下方的振动晶片30，其中该背板晶片20是具有相对的一第一面21与一第二面22，其中该第一面21是设有一磊晶层23，一掺杂P+离子的传导层24，复数个穿透该磊晶层23与该传导层24的音孔25，以及一与该传导层24电气连接的第一电极26，而该第二面22则开设有一连通该等音孔25的共振槽27。再请参阅图2，该背板晶片20的制法是包含有下列步骤
a.提供一表面具有该磊晶层23的晶圆A，再将P+离子植入该磊晶层23的表面以形成该传导层24；b.利用感应耦合电浆(lnductively Coupled Plasma，ICP)蚀刻出该等穿透该传导层24与该磊晶层23的音孔25；c.利用热氧化制程于该背板晶片20的第一面21与第二面22分别形成一第一氧化层281与一第二氧化层282；d.将该第一氧化层28开设一连通该传导层24与外界的接触口283，再于该第一氧化层281的表面形成与该传导层24电气连接的该第一电极26，以及二金属接合点29；e.将该第二氧化层282部分去除，且于对应该等音孔25的位置蚀刻出该共振槽27，随后去除该等音孔25底部的第一氧化层281以及残余的第二氧化层282。
如此即可完成该背板晶片20的制作，其中步骤c的热氧制程是具有三种作用一为可完成电气隔绝，二为利用其加热过程可完成离子植入后的回火，三是可形成蚀刻该共振槽27时的蚀刻停止层，以提高产品的良率。
该振动晶片30是设有一基座31，一覆盖于该基座31表面的振动膜32，以及一与该振动膜32电气连接的第二电极33，此外，该振动膜32是由一氧化硅(SiO)材质的氧化层34，一氮化硅(SiN)材质的介电层35，以及一金属材质的导电层36所叠合而成，而该基座31更开设有一连通该振动膜32与外界的音源槽37。
再请参阅图3所示，该振动晶片30的制法是包含有以下步骤
a.提供一晶圆B，并于该晶圆B的表面依序形成该氧化层34与该介电层35；b.将该晶圆B一侧面的氧化层34与介电层35部分去除，并以氢氧化钾(KOH)溶液蚀刻形成该音源槽37与该振动膜32；c.于该振动膜32的表面形成该金属导电层36，并于该介电层35的表面形成该第二电极33，以及二金属接合点38。
因此，完成该背板晶片20与该振动晶片30的制作后，即可将该二晶片20&30的金属接合点29&38相对应，以表面附着技术(Surhce MountTechnology，SMT)进行接合，并同时完成该第一电极26与该第二电极33的电气连接。
接合组装完成后，如图4所示，该振动晶片30于步骤b中亦可同时蚀刻出一V型槽39，因而可选用适当的刀具进行切割，使该第一电极26的打线区域外露，不仅有利于后续接脚打线的制程进行，更可简化制作程序。
本发明的电容式硅基微麦克风是具有简单的制作流程以降低制作成本，设计上具备弹性，且蚀刻作业均设有蚀刻停止层，以不需沿用过去利用蚀刻牺牲层的作法，而可提高产品制作的良率。另外，利用部分切割使打线区域外露的作法更可有效解决过去线路接点无法外露的问题。
值得一提的是，本发明的背板晶片与振动晶片的接合方式是不以前述实施例所提的金属接合点为限，亦可将其改为金属接合圈，或其等效的晶圆接合方法，均应落入本专利的保护范围内。
权利要求
1.一种电容式硅基微麦克风，其特征在于包含有一背板晶片，是具有相对的一第一面与一第二面，其中该第一面是设有至少一音孔，以及一与该音孔电气连接的第一电极，而该第二面则开设有一连通该音孔的共振槽；以及一振动晶片，是设有一基座，一覆盖子该基座表面的振动膜，以及一与该振动膜电气连接的第二电极，此外，该基座更开设有一连通该振动膜与外界的音源槽；其中该二晶片是以该第一面对应于该振动膜的方式进行接合，并使该第一电极与该第二电极完成电气连接。
2.依据权利要求1所述的电容式硅基微麦克风，其特征在于该背板晶片的第一面是设有一磊晶层，以及一掺杂P+离子的传导层，且该第一电极是与该传导层进行电气连接。
3.依据权利要求1所述的电容式硅基微麦克风，其特征在于该振动膜是为一介电层与一导电层所组成的复合结构。
4.依据权利要求3所述的电容式硅基微麦克风，其特征在于该介电层是为氮化硅(SiN)材料。
5.依据权利要求3所述的电容式硅基微麦克风，其中该导电层是为金属材料。
6.依据权利要求1所述的电容式硅基微麦克风，其特征在于所述该背板晶片的第一面是设有二金属接合点，而该振动晶片的振动膜表面亦设有二金属接合点，因该背板晶片与该振动晶片是可以表面附着技术进行接合。
7.依据权利要求1所述的电容式硅基微麦克风，其特征在于所述该背板晶片的第一面是设有一金属接合圈，而该振动晶片的振动膜表面亦设有一金属接合圈，用以相互接合。
8.依据权利要求1所述的电容式硅基微麦克风，其特征在于该振动晶片的基座是可进行切割，而使该第一电极外露。
9.一种电容式硅基微麦克风的制法，其特征在于包含有下列步骤a.制作一背板晶片与一振动晶片；其中，该背板晶片的制法是包含有以下步骤(a)提供一表面具有一磊晶层的晶圆，再将P+离子植入该磊晶层的表面以形成一传导层；(b)蚀刻或加工形成至少一穿透该传导层与该磊晶层的音孔；(c)利用热氧化制程于该磊晶层表面与该音孔内部形成一第一氧化层，并于相对该磊晶层的另一面形成一第二氧化层；(d)将该第一氧化层开设一连通该传导层与外界的接触口，再于该第一氧化层的表面形成一与该扩散区相接触的金属电极以及二金属接合点；(e)将该第二氧化层对应该音孔的位置蚀刻出一共振槽，随即去除该音孔底部的第一氧化层以及残余的第二氧化层；而该振动晶片的制法则包含有下列步骤(a)提供一晶圆，并于该晶圆的表面依序形成一氧化层与一介电层；(b)将该晶圆一侧面的氧化层与介电层部分去除，蚀刻至该晶圆相对另侧的氧化层而形成一音源槽，同时该音源槽的底端则形成一振动膜；(c)于该振动膜的表面形成一金属导电层，并于该介电层的表面形成一第二电极，以及二金属接合点；b.将该振动晶片的金属接合点对应于该背板晶片的金属接合点进行接合，同时完成该第一电极与该第二电极的电气连接。
10.依据权利要求9所述电容式硅基微麦克风的制法，其特征在于采用干式蚀刻。
11.依据权利要求10所述电容式硅基微麦克风的制法，其特征在于是采用感应耦合电浆蚀刻或活离子蚀刻。
12.依据权利要求9所述电容式硅基微麦克风的制法，其特征在于是采用湿式蚀刻。
13.依据权利要求9所述电容式硅基微麦克风的制法，其特征在于该介电层是为氮化硅。
14.依据权利要求9所述电容式硅基微麦克风的制法，其特征在于更包含有一步骤c将该振动晶片进行部分切割而使该第一电极部分显露在外。
全文摘要
本发明是一种应用微机电制程所制作的电容式硅基微麦克风，其结构是包含有一开设有音孔的背板晶片，以及一具有一振动膜的振动晶片，且该背板晶片与该振动晶片进行晶片接合后即形成该微麦克风，不仅制程容易，且设计上有较大的弹性。
文档编号H04R19/00GK1694575SQ200410042170
公开日2005年11月9日 申请日期2004年5月9日 优先权日2004年5月9日
发明者李志成, 邢泰刚, 魏文杰, 何鸿钧, 邱瑞易 申请人:美律实业股份有限公司