MEMS麦克风及其制造方法与流程

mems麦克风及其制造方法
技术领域
1.本技术涉及半导体制造技术领域，具体而言涉及一种mems麦克风及其制造方法。


背景技术：

2.mems(micro electro mechanical system，微机电系统)麦克风主要包括振膜与背极板，且振膜与背极板之间具有间隙。声音作用于振膜时会导致振膜振动、变形，振膜与背极板之间的间隙将会改变，使得振膜与电极板之间的电容值发生改变，从而电容值的变化可以转换为电信号输出。
3.mems麦克风的灵敏度与振膜的厚度负相关，也即，在其它条件不变的情况下，振膜的厚度越薄，mems麦克风的灵敏度就越高。目前，mems麦克风的振膜通常是设置在具有空腔的支撑层上的一个厚度均匀的层，为实现较高的灵敏度，通常会将振膜的厚度设置得很小，这使得振膜的机械性能(例如机械强度等)降低，在振动较大、声压较大等情况下振膜易破裂，造成麦克风失效。
4.因此需要进行改进，以至少部分地解决上述问题。


技术实现要素：

5.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。
6.为了至少部分地解决上述问题，根据本技术的第一方面，提供了一种mems麦克风，包括：
7.衬底，所述衬底中部具有第一空腔；
8.第一支撑层，位于所述衬底上，所述第一支撑层中部具有第二空腔；
9.振膜层，位于所述支撑层上，所述振膜层包括可动部，所述可动部的中间部分的厚度小于所述可动部的边缘部分的厚度；
10.第二支撑层，位于所述振膜层上，第二支撑层中部具有第三空腔，其中，所述可动部的中间部分位于所述第二空腔和所述第三空腔之间；
11.背极板层，所述背极板层位于所述第二支撑层上。
12.示例性地，所述可动部的中间部分具有凹槽，所述凹槽位于所述可动部朝向所述衬底一侧和/或位于所述可动部朝向所述背极板层的一侧。
13.示例性地，所述振膜层还包括支撑部；
14.所述支撑部呈环形，自所述可动部的边缘部分向所述衬底延伸且位于所述第二空腔中，且所述支撑部的外侧壁面与所述第一支撑层的内侧壁面贴合。
15.示例性地，所述支撑部朝向所述衬底的一侧与所述衬底贴合。
16.示例性地，所述衬底的材质包括硅；
17.所述第一支撑层的材质包括氧化硅；
18.所述振膜层的材质包括单晶硅或多晶硅；
19.所述第二支撑层的材质包括氧化硅；
20.所述背极板层的材质包括多晶硅。
21.根据本技术的第二方面，提供了一种mems麦克风的制造方法，其包括：
22.提供衬底；
23.在所述衬底上形成第一支撑层；
24.形成振膜层，其中，所述振膜层包括可动部，所述可动部的中间部分的厚度小于所述可动部的边缘部分的厚度；
25.在所述振膜层上形成第二支撑层，在所述第二支撑层上形成背极板层；
26.在所述衬底中部形成第一空腔，在所述第一支撑层中部形成第二空腔，在所述第二支撑层中部形成第三空腔，其中，所述振膜层的中间部分位于所述第二空腔和所述第三空腔之间。
27.示例性地，所述振膜层还包括支撑部；
28.所述支撑部呈环形，自所述可动部的边缘部分向所述衬底延伸且位于所述第二空腔中，且所述可动部的外侧壁面与所述第一支撑层的内侧壁面贴合。
29.示例性地，所述形成振膜层，包括：
30.在所述第一支撑层上靠近边缘的位置形成环形沟槽；
31.在所述第一支撑层上沉积第一振膜层，所述第一振膜层覆盖所述第一支撑层的上表面且填充所述环形沟槽；
32.刻蚀所述第一振膜层的中间部分形成第一凹槽；
33.在所述第一振膜层上和所述第一凹槽中沉积相同厚度的第二振膜层，其中，所述第一振膜层和第二振膜层材质相同，位于所述第一支撑层上的所述第一振膜层和所述第二振膜层共同形成所述可动部，所述可动部的中间部分的上侧具有第二凹槽，位于所述环形沟槽中的所述第一振膜层为所述支撑部。
34.示例性地，所述在所述第二支撑层中形成第三空腔，包括：
35.刻蚀所述背极板层，形成多个贯穿所述背极板层的贯穿孔；
36.通过所述贯穿孔刻蚀所述第二支撑层，以在所述第二支撑层的中部形成所述第三空腔且露出所述第二凹槽。
37.示例性地，所述形成振膜层，包括：
38.在所述第一支撑层上靠近边缘的位置形成环形沟槽；
39.在所述第一支撑层上沉积第三振膜层，所述第三振膜层填充所述环形沟槽且覆盖所述第一支撑层的上表面；
40.刻蚀所述第三振膜层的中间部分形成第三凹槽并露出所述第一支撑层；
41.在所述第三凹槽中沉积第一支撑层以填充所述第三凹槽；
42.在所述第三振膜层和位于所述第三凹槽中的第一支撑层上沉积第四振膜层，其中，所述第三振膜层和第四振膜层材质相同，位于所述第一支撑层上的所述第三振膜层和所述第四振膜层共同形成所述可动部，所述可动部的中间部分的下侧具有第四凹槽，位于所述环形沟槽中的所述第三振膜层为所述支撑部。
43.示例性地，所述环形沟槽贯穿所述第一支撑层；
44.所述在所述第一支撑层中部形成第二空腔，包括：
45.刻蚀位于所述环形沟槽内侧的所述第一支撑层，形成所述第二空腔，以及，刻蚀位于所述第三凹槽中的所述第一支撑层，以露出所述第四凹槽。
46.示例性地，所述衬底的材质包括硅；
47.所述第一支撑层的材质包括氧化硅；
48.所述振膜层的材质包括单晶硅或多晶硅；
49.所述第二支撑层的材质包括氧化硅；
50.所述背极板层的材质包括多晶硅。
51.根据本技术的mems麦克风及其制造方法，mems麦克风的振膜层的可动部的中间部分的厚度配置为小于边缘部分的厚度，中间部分厚度较薄可以使mems麦克风具有较高的灵敏度，边缘部分的厚度较厚可以保障振膜层的机械性能(诸如机械强度等)，使得振膜层在振动较大、声压较大等情况下不易破裂。
附图说明
52.本技术的下列附图在此作为本技术的一部分用于理解本技术。附图中示出了本技术的实施例及其描述，用来解释本技术的装置及原理。在附图中，
53.图1为常规的mems麦克风的结构示意图；
54.图2为根据本技术一实施例的mems麦克风的结构示意图；
55.图3a-3k为图2中的mems麦克风的制造方法的相关步骤形成的结构的剖视示意图；
56.图4为根据本技术另一实施例的mems麦克风的结构示意图；
57.图5为根据本技术另一实施例的mems麦克风的结构示意图；
58.图6a-6l为图5中的mems麦克风的制造方法的相关步骤形成的结构的剖视示意图；
59.图7为根据本技术另一实施例的mems麦克风的结构示意图。
60.附图标记说明：
61.10-衬底，11-支撑层，12-振膜层，13-支撑层，14-背极板层，15-空腔，16-空腔，17-空腔；
62.100-衬底，110-第一空腔，200-第一支撑层，201-环形沟槽，210-第二空腔，300-振膜层，300
’‑
振膜层，300a-振膜层，300b-振膜层，301-第一振膜层，302-凹槽，303-第二振膜层，304-第三振膜层，305-凹槽，306-第四振膜层，310-可动部，310
’‑
可动部，320-支撑部，330-凹槽，340-凹槽，350-连接部，400-第二支撑层，410-第三空腔，500-背极板层，510-贯穿孔。
具体实施方式
63.在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本技术更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本技术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，为了避免与本技术发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
64.应当理解的是，本技术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，并且将本技术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。
65.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，在不脱离本技术教导之下，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。
66.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。
67.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技术的限制。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。
68.这里参考作为本技术的理想实施例(和中间结构)的示意图的横截面图来描述发明的实施例。这样，可以预期由于例如制造技术和/或容差导致的所示形状的变化。因此，本技术的实施例不应当局限于在此所示的特定形状，而是包括由于例如制造导致的形状偏差。因此，图中显示的实质上是示意性的，它们的形状并不意图显示器件的实际形状且并不意图限定本技术的范围。
69.参照附图1对常规的mems麦克风进行示例性说明。
70.该mems麦克风包括衬底10、设置于衬底上支撑层11、设置于支撑层11上的振膜层12、设置于振膜层12上的支撑层13和设置于支撑层13上的背极板层14。衬底10中设置有空腔15，支撑层11中设置有空腔16，支撑层13中设置有空腔17。
71.分别对该背极板层14和振膜层12施加电压，可使其电性相异并带有电荷，形成一电容结构。根据平行电极板的电容公式:c＝εa/d(其中ε为介电系数、a为两电极板重合面积、d为两电容板之间距)，可知两电容板间的间距变化将改变电容值。因此，当音波作用于振膜层12而造成振膜层12振动、形变时，振膜层12与背极板层14之间的间距将会改变，使得电容值变化，电容值的变化可转换成电信号输出。
72.对于本领域技术人员可知的是，mems麦克风的灵敏度与振膜层12的厚度负相关，也即，在其它条件不变的情况下，振膜层12的厚度越薄，mems麦克风的灵敏度就越高。振膜层12是设置在具有空腔16的支撑层11上的一个厚度均匀的层，为实现较高的灵敏度，通常会将振膜层12的厚度设置得很小，这使得振膜层12的机械性能(例如机械强度等)降低，在振动较大、声压较大等情况下振膜层12易破裂，造成麦克风失效。
73.针对常规mems麦克风存在的不足，本技术提供了一种mems麦克风，其包括衬底、第一支撑层、振膜层、第二支撑层和背极板层。其中，衬底中部具有第一空腔。第一支撑层位于衬底上且第一支撑层的中部具有第二空腔。振膜层位于支撑层上，振膜层包括可动部(可动部即振膜层上可以弹性振动的部分)，可动部的中间部分的厚度小于可动部的边缘部分的
厚度。第二支撑层位于振膜层上，第二支撑层中部具有第三空腔，可动部的中间部分位于第二空腔和第三空腔之间。背极板层位于第二支撑层上。
74.根据本技术的mems麦克风，振膜层的中间部分的厚度配置为小于边缘部分的厚度，中间部分厚度较薄可以使mems麦克风具有较高的灵敏度。边缘部分的厚度较厚可以保障振膜层的机械性能(诸如机械强度等)，使得振膜层在振动较大、声压较大等情况下不易破裂。
75.参照附图2、附图3a-3k对根据本技术一实施例的mems麦克风及其制造方法进行示例性说明。该mems麦克风包括衬底100、第一支撑层200、振膜层300、第二支撑层400和背极板层500。
76.在本技术实施例中，衬底100为硅衬底，其材质为硅。在其它一些实施例中，衬底100的材质也可以为锗、锗化硅、碳化硅、氮化硅或其它合适的衬底材质中的一种或多种。衬底100中部设置有第一空腔110，第一空腔110可以被配置为截面积自远离第一支撑层200的一侧向朝向第一支撑层200的一侧逐渐增大。在其它一些实施例中，第一空腔110可以被配置为截面积自远离第一支撑层200的一侧向朝向第一支撑层200的一侧始终保持不变。本领域技术人员可以根据需要进行设置。
77.在本技术实施例中，第一支撑层200的材质包括但不限于氧化硅。第一支撑层200位于衬底100上，且位于衬底100上的边缘处，第一支撑层200包括外侧侧壁和内侧侧壁，其中，内侧侧壁为第一支撑层200朝向其中心轴线的一侧的侧壁，外侧侧壁为第一支撑层200远离其中心轴线的一侧的侧壁。第一支撑层200中部具有第二空腔210，也即，由第一支撑层200的内侧侧壁包围形成的区域为该第二空腔210。在俯视视角下(即图2中从上至下的视角下)，第二空腔210的面积可以大于第一空腔110朝向第一支撑层200的一侧的面积。
78.在本技术实施例中，振膜层300的材质包括但不限于单晶硅或多晶硅。振膜层300包括的可动部310、支撑部320和连接部350。可动部310和连接部350位于所述第一支撑层200和第二支撑层400之间，可动部310是振膜层300上可以弹性振动的部分，连接部350在周向上环绕可动部310且与第一支撑层200和第二支撑层400连接(与第一支撑层200和第二支撑层400中的一者连接，或同时与两者连接)。可动部310的中间部分的上侧(也即朝向背极板层500的一侧)具有凹槽330，凹槽330的设置使得可动部310的中间部分的厚度小于其边缘部分的厚度。需要说明的是，这里的中间部分可以指可动部310正中央的部分，也即，凹槽330的中心轴线与可动部310的中心轴线重合。在一些实施例中，这里的中间部分可以指可动部310上临近正中央而非正中央的部分，也即，凹槽330的中心轴线与可动部310的中心轴线可以接近而不重合。支撑部320呈环形，自可动部310的边缘部分向衬底100延伸且位于第二空腔210中，且支撑部320的外侧壁面与所述第一支撑层200的内侧壁面贴合。需要说明的是，这里的环形是支撑部320在俯视视角下的形状，其可以指圆环形，也可以指其由封闭的多边形形成的环形。在本技术实施例中，支撑部320远离可动部310的一端与衬底100贴合。在其它一些实施例中，支撑部320远离可动部310的一端与衬底100之间可以具有第一支撑层200而不与衬底100贴合。该支撑部320可以起到加强筋的作用，能够有效提高振膜层300的机械性能(诸如机械强度等)，使得振膜层300在振动较大、声压较大等情况下不易破裂。
79.在本技术实施例中，第二支撑层400的材质包括但不限于氧化硅，第二支撑层400用于支撑背极板层500且用于使振膜层300和背极板层500相互绝缘。第二支撑层400位于振
膜层300上，第二支撑层400中部具有第三空腔410。可动部310位于第二空腔210和第三空腔410之间，其在弹性振动时可以朝向第二空腔210或第三空腔410形变。可动部310的中间部分、第二空腔210和第三空腔410的中心轴线可以在一条直线上。
80.在本技术实施例中，背极板层500的材质包括但不限于多晶硅。在一些实施例中，背极板层500的材质可以包括氮化硅和多晶硅，也即，背极板可以设置有至少两层，其中一层为氮化硅层，另一层位多晶硅层。背极板层500上设置有多个贯穿背极板层500的贯穿孔510，该贯穿孔510用于刻蚀第二支撑层400以在第二支撑层400上形成第三空腔410。
81.参照附图3a-3k对图2中的mems麦克风的制造方法进行示例性说明，该制造方法包括如下步骤：
82.s100：提供一衬底100。
83.具体地，参见附图3a，该衬底100例如可以为硅衬底。
84.s110：在衬底100上形成第一支撑层200。
85.具体地，参见附图3b，在衬底100上沉积厚度均匀的第一支撑层200，第一支撑层200例如可以为氧化硅层。需要说明是，本技术中提到的沉积的具体方式可以为化学气相沉积(cvd)、物理气相沉积(pvd)或其它本领域技术人员已知的合适的沉积方式，本领域技术人员可以根据沉积的材料选择相应的沉积方式。
86.s120：形成振膜层300。其中，振膜层300包括位于第一支撑层200上的可动部310和连接部350，以及自第一支撑层200向衬底100延伸的支撑部320，可动部310的中间部分的上侧具有凹槽302，使得可动部310的中间部分的厚度小于可动部310的边缘部分的厚度。
87.具体地，参见附图3c-3f，步骤s120具体包括：
88.s121：在第一支撑层200上靠近边缘的位置形成环形沟槽201。
89.具体地，可以通过刻蚀的方式在第一支撑层200上靠近边缘的位置形成环形沟槽201。本技术中提到的刻蚀的具体方式可以为干法刻蚀或湿法刻蚀，本领域技术人员可以根据待刻蚀的材料选择相应的刻蚀方式。在本技术实施例中，环形沟槽201贯穿第一支撑层200，露出衬底100。
90.s122：在第一支撑层200上沉积第一振膜层301，第一振膜层301覆盖第一支撑层200的上表面且填充环形沟槽201。其中，沉积后的第一振膜层301的上表面为平面。需要说明是，在一些实施例中，在沉积第一振膜层301后，可以对第一振膜层301的上表面进行平坦化，使第一振膜层301的上表面成为平面(例如在环形沟槽201的深度较深时，通常要对第一振膜层301的上表面进行平坦化)。平坦化的具体方式可以为化学机械平坦化(chemical-mechanical planarization,cmp)或其它合适的平坦化工艺，本领域技术人员可以根据需要进行选择。
91.s123：刻蚀第一振膜层301的中间部分形成凹槽302。其中，凹槽302完全地位于环形沟槽201内侧的第一支撑层200的上侧。在本技术实施例中，凹槽302的深度与第一支撑层200上的第一振膜层301的厚度一致。在一些实施例中，凹槽302的深度可以小于第一支撑层200上的第一振膜层301的厚度。
92.s124：在第一振膜层301上和凹槽302中沉积相同厚度的第二振膜层303。其中，所述第一振膜层301和第二振膜层303材质相同，例如可以均为单晶硅或多晶硅。位于第一支撑层200上的第一振膜层301(也即第一振膜层301位于第一支撑层200上方的部分)和第二
振膜层303共同形成可动部310和连接部350。可动部310的中间部分的上侧具有凹槽330，因此其中间部分的厚度小于其边缘部分的厚度。位于环形沟槽201中的第一振膜层301(也即第一振膜层301位于环形沟槽201中的部分)为支撑部320。
93.s130：在振膜层300上形成第二支撑层400，在第二支撑层400上形成背极板层500。
94.具体地，参见附图3g，步骤s130包括：
95.s131：在振膜层300上沉积第二支撑层400。其中，第二支撑层400的材质可以为氧化硅，其填充振膜层300上的凹槽330，且其上表面为平面。需要说明是，在一些实施例中，在沉积第二支撑层400后，可以对第二支撑层400的上表面进行平坦化，使第二支撑层400的上表面成为平面(例如凹槽330的深度较深时)。平坦化的具体方式可以为化学机械平坦化或其它合适的平坦化工艺，本领域技术人员可以根据需要进行选择。需要说明的是，此时的第二支撑层400中部还不具有第三空腔410。
96.s132：在第二支撑层400上沉积背极板层500。其中，背极板层500的材质可以为多晶硅。
97.s140：在衬底100中部形成第一空腔110，在第一支撑层200中部形成第二空腔210，在第二支撑层400中部形成第三空腔410，其中，振膜层300的中间部分位于第二空腔210和第三空腔410之间。需要说明的是，形成第一空腔110、第二空腔210和第三空腔410的具体顺序可以由本领域技术人员灵活选择，通常只需要满足第二空腔210在第一空腔110之后形成即可。
98.参见附图3h-3k，步骤s140包括：
99.s141：在第二支撑层400中部形成第三空腔410。
100.具体地，参见附图3h、3i，首先刻蚀背极板层500，形成多个贯穿背极板层500的贯穿孔510。贯穿孔510的设置使得第二支撑层400露出，从而可以通过贯穿孔510对第二支撑层400进行刻蚀。然后，通过贯穿孔510刻蚀第二支撑层400，以在第二支撑层400的中部形成第三空腔410且露出所述凹槽330。具体地，可以通过该贯穿孔510注入刻蚀液，以去除第二支撑层400的中间部分，形成第三空腔410。以及，去除凹槽330中的第二支撑层400，露出凹槽330。
101.s142：在衬底100中部形成第一空腔110。
102.具体地，参见附图3j，可以使用深反应离子刻蚀工艺(deep reactive ion etching，简称drie，属于干法蚀刻工艺的一种)对衬底100中部进行刻蚀，以形成第一空腔110。
103.s143：在第一支撑层200中部形成第二空腔210。
104.具体地，参见附图3i，可以通过第一空腔110注入刻蚀液，以刻蚀第一支撑层200的中间部分形成第二空腔210。在本技术实施例中，由于环形沟槽201贯穿所述第一支撑层200，因此，刻蚀液会去除位于环形沟槽201内侧的第一支撑层200，形成第二空腔210。需要说明的是，这里的第二空腔210包括环形沟槽201和环形沟槽201内侧的空间。环形沟槽201内侧的第一支撑层200去除后，第二空腔210才完全形成。可动部310位于第二空腔210和第三空腔410之间。
105.在本技术实施例中，是先形成第三空腔410，再形成第一空腔110，最后形成第二空腔210。在其它一些实施例中，可以先进行步骤s142，形成第一空腔110，然后刻蚀背极板层
500，形成多个贯穿背极板层500的贯穿孔510，最后，同时刻蚀第一支撑层200和第二支撑层400，形成第二空腔210和第三空腔410，在刻蚀第二支撑层400时去除凹槽330中的第二支撑层400，露出凹槽330。也即，可以先形成第一空腔110，再同时形成第二空腔210和第三空腔410。需要说明的是，形成第一空腔110、第二空腔210和第三空腔410的具体顺序不限于上述实施例，本领域技术人员可以根据需要灵活选择，通常只需要满足第二空腔210在第一空腔110之后形成即可。
106.参照附图4对根据本技术另一实施例的mems麦克风进行示例性说明。该mems麦克风包括衬底100、第一支撑层200、振膜层300a、第二支撑层400和背极板层500。
107.附图4中示出的mems麦克风中的衬底100、第一支撑层200、第二支撑层400和背极板层500的结构与附图2中示出的mems麦克风基本相同，这里不再赘述。附图4中示出的mems麦克风与附图2中示出的mems麦克风的区别在于振膜层300a，附图4中的振膜层300a仅包括附图3中的振膜层300中的可动部310和连接部350，也即，其不具有支撑部320。
108.附图4中示出的mems麦克风的制造方法包括如下步骤：
109.s100’：提供一衬底100。
110.s110’：在衬底100上形成第一支撑层200。
111.s120’：形成振膜层300a，其中，振膜层300a包括可动部310，可动部310的中间部分的厚度小于其边缘部分的厚度。
112.s130’：在振膜层300a上形成第二支撑层400，在第二支撑层400上形成背极板层500。
113.s140’：在衬底100中部形成第一空腔110，在第一支撑层200中部形成第二空腔210，在第二支撑层400中部形成第三空腔410，其中，可动部310位于第二空腔210和第三空腔410之间。
114.步骤s100’、s110’、s130’和s140’与上述实施例中的步骤s100、s110、s130和s140基本相同，这里不再赘述。
115.对于步骤s120’，其具体包括：
116.s121’：在第一支撑层200上沉积厚度均匀的第一振膜层301，第一振膜层301覆盖第一支撑层200的上表面。
117.s122’：刻蚀第一振膜层301的中间部分形成凹槽302。其中，凹槽302的深度与第一支撑层200上的第一振膜层301的厚度一致。在一些实施例中，该凹槽302的深度可以小于第一支撑层200上的第一振膜层301的厚度。
118.s123：在第一振膜层301上和凹槽302中沉积相同厚度的第二振膜层303。其中，其中，第一振膜层301和第二振膜层303材质相同，例如可以均为单晶硅或多晶硅。第一振膜层301和第二振膜层303共同形成可动部310和连接部350(也即振膜层300a)。可动部310的中间部分的上侧具有凹槽330，因此其中间部分的厚度小于其边缘部分的厚度。
119.参照附图5、附图6a-6l对根据本技术另一实施例的mems麦克风及其制造方法进行示例性说明。该mems麦克风包括衬底100、第一支撑层200、振膜层300’、第二支撑层400和背极板层500。
120.附图5中示出的mems麦克风中的衬底100、第一支撑层200、第二支撑层400和背极板层500的结构与附图2中示出的mems麦克风基本相同，这里不再赘述。附图4中示出的mems
麦克风中的振膜层300’与附图2中示出的mems麦克风的振膜层300的区别在于，图4中示出的mems麦克风中的振膜层300’中的可动部310’的中间部分的上侧(也即朝向背极板层500的一侧)为平面，可动部310’的中间部分的下侧(也即朝向衬底100的一侧)具有凹槽340，因此，凹槽340的设置使得可动部310’的中间部分的厚度小于其边缘部分的厚度。
121.参照附图6a-6l对图5中的mems麦克风的制造方法进行示例性说明，该制造方法包括如下步骤：
122.s200：提供衬底100。
123.具体地，参见附图6a，该衬底100例如可以为硅衬底。
124.s210：在衬底100上形成第一支撑层200。
125.具体地，参见附图6b，在衬底100上沉积厚度均匀的第一支撑层200，第一支撑层200例如可以为氧化硅层。
126.s220：形成振膜层300’。其中，振膜层300’包括位于第一支撑层200上的可动部310’和连接部350，以及自第一支撑层200向衬底100延伸的支撑部320，可动部310’的中间部分的下侧具有凹槽340，使得可动部310’的中间部分的厚度小于可动部310’的边缘部分的厚度。
127.具体地，参见附图6c-6g，步骤s220具体包括：
128.s221：在第一支撑层200上靠近边缘的位置形成环形沟槽201。
129.具体地，可以通过刻蚀的方式在第一支撑层200上靠近边缘的位置形成环形沟槽201。在本技术实施例中，环形沟槽201贯穿第一支撑层200，露出衬底100。
130.s222：在第一支撑层200上沉积第三振膜层304，第三振膜层304覆盖第一支撑层200的上表面且填充环形沟槽201。其中，沉积后的第三振膜层304的上表面为平面。需要说明是，在一些实施例中，在沉积第三振膜层304后，可以对第三振膜层304的上表面进行平坦化，使第三振膜层304的上表面成为平面(例如在环形沟槽201的深度较深时，通常需要对第三振膜层304的上表面进行平坦化)。平坦化的具体方式可以为化学机械平坦化或其它合适的平坦化工艺，本领域技术人员可以根据需要进行选择。
131.s223：刻蚀第三振膜层304的中间部分形成凹槽305并露出第一支撑层200。其中，凹槽305完全地位于环形沟槽201内侧的第一支撑层200的上侧。在本技术实施例中，凹槽305的深度与第一支撑层200上的第三振膜层304的厚度一致。
132.s224：在凹槽305中沉积第一支撑层201以填充凹槽305。需要说明的是，这里所说的沉积第一支撑层201是指沉积与第一支撑层200相同的材料(例如氧化硅)形成第一支撑层201。在本技术实施例中，凹槽305中沉积的第一支撑层201完全填充凹槽305，第一支撑层201的上表面与第三振膜层304的上表面平齐。在其它一些实施例中，第一支撑层201可以部分填充凹槽305，也即，凹槽305中沉积的第一支撑层201的上表面与第三振膜层304的上表面之间可以存在一定距离。
133.s225：在第三振膜层304和位于凹槽305中的第一支撑层201上沉积第四振膜层306。其中，第三振膜层304和第四振膜层306材质相同，例如可以均为单晶硅或多晶硅。位于第一支撑层200上的第三振膜层304和第四振膜层306共同构成可动部310’和连接部350，可动部310’的中间部分的下侧具有凹槽340(凹槽340被第一支撑层201填充)。位于所述环形沟槽201中的第三振膜层304为支撑部320。在本技术实施例中，沉积第四振膜层306的上表
面为平面。在一些实施例中，在沉积第四振膜层306后，可以对第四振膜层306的上表面进行平坦化，使第四振膜层306的上表面成为平面。在一些实施例中，第一支撑层201部分填充凹槽305时，可以在第三振膜层304和位于凹槽305中的第一支撑层201上沉积相同厚度的第四振膜层306，这样可以使形成的可动部310’的中间部分的上侧和下两侧均具有凹槽。
134.s230：在振膜层300’上形成第二支撑层400，在第二支撑层400上形成背极板层500。
135.具体地，参见附图6h，步骤s230包括：
136.s231：在振膜层300’上沉积第二支撑层400。其中，第二支撑层400的材质可以为氧化硅，且其上表面为平面。在一些实施例中，当可动部310’的中间部分的上侧具有凹槽时，第二支撑层400填充该凹槽，且其上表面为平面。具体地，在沉积第二支撑层400后，可以对第二支撑层400的上表面进行平坦化，使第二支撑层400的上表面成为平面。
137.s232：在第二支撑层400上沉积背极板层500。其中，背极板层500的材质可以为多晶硅。
138.s240：在衬底100中部形成第一空腔110，在第一支撑层200中部形成第二空腔210，在第二支撑层400中部形成第三空腔410，其中，可动部310’位于第二空腔210和第三空腔410之间。需要说明的是，形成第一空腔110、第二空腔210和第三空腔410的具体顺序可以由本领域技术人员灵活选择，通常只需要满足第二空腔210在第一空腔110之后形成即可。
139.参见附图6i-6l，步骤s240包括：
140.s241：在第二支撑层400中部形成第三空腔410。
141.具体地，参见附图6i、6j，首先刻蚀背极板层500，形成多个贯穿背极板层500的贯穿孔510。贯穿孔510的设置使得第二支撑层400露出，从而可以对其进行刻蚀。然后，通过贯穿孔510刻蚀第二支撑层400，以在第二支撑层400的中部形成第三空腔410。具体地，可以通过该贯穿孔510注入刻蚀液，以去除第二支撑层400的中间部分，形成第三空腔410。在一些实施例中，当可动部310’的中间部分的上侧具有凹槽时，去除该凹槽中的第二支撑层400，露出该凹槽。
142.s242：在衬底100中部形成第一空腔110。
143.具体地，参见附图6k，可以使用深反应离子刻蚀工艺(deep reactive ion etching，简称drie，属于干法蚀刻工艺的一种)对衬底100中部进行刻蚀，以形成第一空腔110。
144.s243：在第一支撑层200中部形成第二空腔210。
145.具体地，参见附图6l，可以通过第一空腔110注入刻蚀液，以刻蚀第一支撑层200的中间部分形成第二空腔210，以及，刻蚀位于凹槽340中的第一支撑层201，以露出凹槽340。在本技术实施例中，由于环形沟槽201贯穿第一支撑层200，因此，刻蚀液会去除位于环形沟槽201内侧的第一支撑层200，形成第二空腔210。需要说明的是，这里的第二空腔210包括环形沟槽201和环形沟槽201内侧的空间。环形沟槽201内侧的第一支撑层200去除后，第二空腔210才完全形成。振膜层300’的中间部分位于第二空腔210和第三空腔410之间。
146.在本技术实施例中，是先形成第三空腔410，再形成第一空腔110，最后形成第二空腔210。在其它一些实施例中，可以先进行步骤s242，形成第一空腔110，然后刻蚀背极板层500，形成多个贯穿背极板层500的贯穿孔510，最后，同时刻蚀第一支撑层200和第二支撑层
400，形成第二空腔210和第三空腔410，在刻蚀第一支撑层200时去除凹槽340中的第一支撑层201，露出凹槽340。也即，可以先形成第一空腔110，再同时形成第二空腔210和第三空腔410。需要说明的是，形成第一空腔110、第二空腔210和第三空腔410的具体顺序不限于上述实施例，本领域技术人员可以根据需要灵活选择，通常只需要满足第二空腔210在第一空腔110之后形成即可。
147.参照附图7对根据本技术另一实施例的mems麦克风进行示例性说明。该mems麦克风包括衬底100、第一支撑层200、振膜层300b、第二支撑层400和背极板层500。
148.附图7中示出的mems麦克风中的衬底100、第一支撑层200、第二支撑层400和背极板层500的结构与附图5中示出的mems麦克风基本相同，这里不再赘述。附图7中示出的mems麦克风与附图5中示出的mems麦克风的区别在于振膜层300b，附图7中的振膜层300b仅包括附图5中的振膜层300’中的可动部310’和连接部350，也即，其不具有支撑部320。
149.附图7中示出的mems麦克风的制造方法包括如下步骤：
150.s200’：提供一衬底100。
151.s210’：在衬底100上形成第一支撑层200。
152.s220’：形成振膜层300b，其中，振膜层300b包括可动部310’，可动部310’的中间部分的厚度小于其边缘部分的厚度。
153.s230’：在振膜层300b上形成第二支撑层400，在第二支撑层400上形成背极板层500。
154.s240’：在衬底100中部形成第一空腔110，在第一支撑层200中部形成第二空腔210，在第二支撑层400中部形成第三空腔410，其中，可动部310’位于第二空腔210和第三空腔410之间。
155.步骤s200’、s210’、s230’和s240’与上述实施例中的步骤s200、s210、s230和s240基本相同，这里不再赘述。
156.对于步骤s220’，其具体包括：
157.s221’：在第一支撑层200上沉积厚度均匀的第三振膜层304，第三振膜层304覆盖第一支撑层200的上表面。
158.s222’：刻蚀第三振膜层304的中间部分形成凹槽305并露出第一支撑层200。在本技术实施例中，该凹槽305的深度与第一支撑层200上的第三振膜层304的厚度一致。
159.s223：在该凹槽305中沉积第一支撑层201以填充该凹槽305。需要说明的是，这里所说的沉积第一支撑层201是指沉积与第一支撑层200相同的材料(例如氧化硅)形成第一支撑层201。在本技术实施例中，凹槽305中沉积的第一支撑层201完全填充该凹槽305，第一支撑层201的上表面与第三振膜层304的上表面平齐。在其它一些实施例中，第一支撑层201可以部分填充该凹槽305，也即，凹槽305中沉积的第一支撑层201的上表面与第三振膜层304的上表面之间可以存在一定距离。
160.s224’：在第三振膜层304和位于凹槽305中的第一支撑层201上沉积第四振膜层306。其中，第三振膜层304和第四振膜层306材质相同，例如可以均为单晶硅或多晶硅。位于第一支撑层200上的第三振膜层304和第四振膜层306共同形成可动部310’和连接部350(也即振膜层300b)，可动部310’的中间部分的下侧具有凹槽340。在本技术实施例中，沉积的第四振膜层306的上表面为平面。在一些实施例中，在沉积第四振膜层306后，可以对第四振膜
层306的上表面进行平坦化，使第四振膜层306的上表面成为平面。在一些实施例中，第一支撑层201部分填充凹槽305时，可以在第三振膜层304和位于凹槽305中的第一支撑层201上沉积相同厚度的第四振膜层306，这样可以使形成的可动部310’的中间部分的上侧和下两侧均具有凹槽。
161.尽管这里已经参考附图描述了示例实施例，应理解上述示例实施例仅仅是示例性的，并且不意图将本技术的范围限制于此。本领域普通技术人员可以在其中进行各种改变和修改，而不偏离本技术的范围和精神。所有这些改变和修改意在被包括在所附权利要求所要求的本技术的范围之内。
162.在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个设备，或一些特征可以忽略，或不执行。
163.在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本技术的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
164.类似地，应当理解，为了精简本技术并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在对本技术的示例性实施例的描述中，本技术的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该本技术的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本技术要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如相应的权利要求书所反映的那样，其发明点在于可以用少于某个公开的单个实施例的所有特征的特征来解决相应的技术问题。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本技术的单独实施例。
165.本领域的技术人员可以理解，除了特征之间相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的替代特征来代替。
166.此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本技术的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
167.应该注意的是上述实施例对本技术进行说明而不是对本技术进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。