专利名称：一种硅麦克风芯片及其制作方法
技术领域：
本发明涉及一种硅麦克风芯片，发明还涉及该芯片的制作方法。
(二)
背景技术：
现有的电容式硅麦克风芯片结构，其振膜存在较大的残余应力，残余应力 对硅麦克风芯片的性能有较大影响，大的残余应力能大幅度降低麦克风芯片的 灵敏度，压应力还能减小麦克风芯片的耐压能力，严重时能使得麦克风无法正 常工作，现有的去除残余应力的工艺 一是通过附加工艺，入退火的方式，这 种方式对工艺的控制要求极高，重复性不是很好；另外一种是通过结构调整， 如制作自由膜或纹膜结构，但这种结构的制作会导致工艺复杂度的增加，可能 需要添加多步工艺，来控制振膜。
此外现有硅麦克风芯片的背极板的厚度很难控制，其刚性强度不能得到满 足。目前也是有两种方法来解决， 一是制作厚背极，但是通过常规的淀积工艺 很难得到需要的厚背极；还有一种方法是通过结构调整来提高背极板的刚性， 但也是要增加工艺的复杂度。 (三
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种硅麦克风芯片，振膜的残余应力较小， 麦克风芯片的灵敏度高；且其背极板的厚度可控，刚性强度较好，为此，本发 明还提供了该芯片的制作方法。
其技术方案是这样的其包括振膜、背极板、基体，其特征在于所述振 膜包括振膜中心部分、直梁、旋转梁、窄槽，所述振膜的圆弧处外部为所述旋 转梁，所述旋转梁连接外部的直梁，所述旋转梁与所述振膜中心部分的连接处 开有窄槽，所述基体底部对应上部振膜位置有空腔，所述空腔的上部基体部分 为所述背极板。
其进一步特征在于所述振膜形状为一个四周倒角的矩形，所述背极板上 开有内声孔，所述振膜中心部分、旋转梁上开有外声孔，所述内声孔、外声孔 形状为圆形、方形、椭圆等任意形状，所述直梁支承于绝缘支撑结构，所述绝缘支撑结构支承于所述基体，所述振膜与所述背极板间隔开。 所述芯片的制作方法，其特征在于其包括以下步骤，
(1) 、单晶硅基体的双面氧化；
(2) 、对所述基体的背面进行深刻蚀，形成空腔，对应所述空腔上部的基体
为背极板；
(3) 、在所述基体的正面进行掺杂，形成导电层，作为电容的一个基体；
(4) 、对所述背极板进行刻蚀，制备内声孔；
(5) 、在所述背极板上表面淀积绝缘材料，形成支撑层；
(6) 、在所述绝缘材料上形成振膜，振膜为导电材料或导电材料与绝缘材料 的复合层；
(7) 、对所述振膜进行刻蚀，制备窄槽和外声孔;刻蚀所述振膜和绝缘材料 层，形成连通所述背极板的孔槽；
(8) 、在所述振膜整个表面淀积金属材料，再对金属材料进行刻蚀，形成振 膜电极和背极板电极；
(9) 、对所述支撑层进行腐蚀，形成麦克风芯片的绝缘支撑结构。 采用本发明的工艺制作芯片，由于所述振膜的圆弧处为所述旋转梁，所述
旋转梁连接外部的直梁，所述旋转梁与所述振膜中心部分的连接处开有窄槽， 所述基体底部对应上部振膜位置有深度可调的空腔，所述空腔的上部基体部分 即为所述背极板。所述残余应力可通过直梁、旋转梁的旋转变形来释放，所述 旋转梁与所述振膜中心部分的连接处开有窄槽， 一方面是为了制作旋转梁，同 时也是为了增加振膜的柔软度，提高了麦克风的灵敏度。由于所述基体底部对 应上部振膜位置有深度可调的空腔，所述空腔的上部基体部分即为所述背极板， 所述背极板的厚度即为所述基体厚度减去所述空腔的可调深度，故所述背极板 的厚度可调，满足其刚性强度要求。
图l为本发明的流程示意图； 图2为本发明的麦克风芯片结构示意主视图； 图3为图2的俯视图示意图； 图4为图2的仰视图示意图。 具体实施方式
见图2、图3、图4，本发明中的芯片包括振膜l、背极板2、基体3，振膜 l包括振膜中心部分4、直梁5、旋转梁6、窄槽7，振膜l的圆弧处为旋转梁6， 旋转梁6连接外部的直梁5，旋转梁6与振膜中心部分4的连接处开有窄槽7， 基体6底部对应上部振膜1位置有一定深度的空腔8，空腔8的上部基体部分即 为背极板2。振膜l形状为一个四周倒角的矩形，背极板2上均布有内声孔9， 振膜中心部分4、旋转梁6上开有外声孔10，内声孔9、外声孔10形状为圆形、 方形、椭圆等任意形状，直梁5支承于绝缘支撑结构11，绝缘支撑结构ll支承 于基体3，振膜1与背极板2间隔一定距离。13为振膜电极、14为背极板电极。
下面结合附图描述芯片的制作方法，其流程如下单晶硅基体3的双面氧 化；对基体3的背面进行深刻蚀，形成空腔8，对应空腔8上部的基体3为背极 板2;在基体3的正面进行掺杂，形成导电层，作为电容的一个基体；对背极板
3进行刻蚀，制备内声孔9;在背极板2上表面淀积绝缘材料，形成支撑层；在
绝缘材料上形成振膜1，振膜1可为导电材料或导电材料与绝缘材料的复合层； 对振膜1进行刻蚀，制备窄槽7和外声孔IO;刻蚀振膜1和绝缘材料层，形成连 通背极板2的孔槽12;在振膜1整个表面淀积金属材料，再对金属材料进行刻 蚀，形成振膜电极13和背极板电极14;对支撑层进行腐蚀，形成麦克风芯片的 绝缘支撑结构ll。
权利要求
1、一种硅麦克风芯片，其包括振膜、背极板、基体，其特征在于所述振膜包括振膜中心部分、直梁、旋转梁、窄槽，所述振膜的圆弧处外部为所述旋转梁，所述旋转梁连接外部的直梁，所述旋转梁与所述振膜中心部分的连接处开有窄槽，所述基体底部对应上部振膜位置有深度可调的空腔，所述空腔的上部基体部分即为所述背极板。
2、 根据权利要求l所述一种硅麦克风芯片，其特征在于所述振膜形状为 一个四周倒角的矩形，所述背极板上开有内声孔，所述振膜中心部分、旋转梁 上开有外声孔，所述内声孔、外声孔形状为圆形、方形、椭圆等任意形状，所 述直梁支承于绝缘支撑结构，所述绝缘支撑结构支承于所述基体，所述振膜与 所述背极板间隔开。
3、 一种硅麦克风芯片的制作方法，其特征在于其包括以下步骤，(1) 、单晶硅基体的双面氧化；(2) 、对所述基体的背面进行深刻蚀，形成空腔，对应所述空腔上部的基体 为背极板；(3) 、在所述基体的正面进行掺杂，形成导电层，作为电容的一个基体；(4) 、对所述背极板进行刻蚀，制备内声孔；(5) 、在所述背极板上表面淀积绝缘材料，形成支撑层；(6) 、在所述绝缘材料上形成振膜，振膜为导电材料或导电材料与绝缘材料 的复合层；(7) 、对所述振膜进行刻蚀，制备窄槽和外声孔;刻蚀所述振膜和绝缘材料 层，形成连通所述背极板的孔槽；(8) 、在所述振膜整个表面淀积金属材料，再对金属材料进行刻蚀，形成振 膜电极和背极板电极；(9) 、对所述支撑层进行腐蚀，形成麦克风芯片的绝缘支撑结构。
全文摘要
本发明提供了一种硅麦克风芯片，振膜的残余应力较小，麦克风芯片的灵敏度高；且其背极板的厚度可控，刚性强度较好，为此，本发明还提供了该芯片的制作方法。其包括振膜、背极板、基体，其特征在于所述振膜包括振膜中心部分、直梁、旋转梁、窄槽，所述振膜的圆弧处外部为所述旋转梁，所述旋转梁连接外部的直梁，所述旋转梁与所述振膜中心部分的连接处开有窄槽，所述基体底部对应上部振膜位置有空腔，所述空腔的上部基体部分为所述背极板。制作时，单晶硅基体的双面氧化、对所述基体的背面进行深刻蚀、在所述基体的正面进行掺杂、对所述背极板进行刻蚀，制备内声孔、在所述背极板上表面淀积绝缘材料、在所述绝缘材料上形成振膜、对所述振膜进行刻蚀，制备窄槽和外声孔；刻蚀所述振膜和绝缘材料层，形成连通所述背极板的孔槽、在所述振膜整个表面淀积金属材料，再对金属材料进行刻蚀，形成振膜电极和背极板电极、对所述支撑层进行腐蚀。
文档编号H04R19/04GK101534466SQ20091003074
公开日2009年9月16日 申请日期2009年4月15日 优先权日2009年4月15日
发明者刘同庆 申请人:无锡市纳微电子有限公司