微机电麦克风装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种微机电麦克风，特别是一种确保坚固性及具有对声音变化的高灵敏性的微机电麦克风装置。
【背景技术】
[0002]随着微机电(Micro Electro Mechanical System, MEMS)工艺技术的突破与感测电路的微小化，使得微机电麦克风符合现今消费性电子产品轻薄短小的设计需求，而逐渐取代传统驻极体麦克风成为消费性电子产品中必备的构件。
[0003]一般来说，为了使得微机电麦克风薄膜可达到对声音具有高灵敏的特性，目前微机电麦克风大多采改变支撑梁(Spring)或微机电麦克风薄膜的结构。以改变支撑梁的结构来说，例如可以是直接控制支撑梁的弹性系数，进而控制微机电麦克风的位移量，以达到对声音具有高灵敏的特性。而改变微机电麦克风薄膜的结构来说，则是直接在微机电麦克风薄膜上制作若干微结构，使微机电麦克风薄膜对声音具有高灵敏的特性。
[0004]虽然，上述的方式都可使微机电麦克风达到对声音具有高灵敏的特性，但设计上仍较为复杂，因此，微机电麦克风的设计上仍有改善的空间。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是提供一种微机电麦克风装置，以控制微机电麦克风薄膜的弹性系数，并确保微机电麦克风薄膜的坚固性，以及具有对声音变化的高灵敏性。
[0006]为了实现上述目的，本发明提供了一种微机电麦克风装置，包括基板、微机电麦克风薄膜与氧化层。基板具有第一凹陷部。微机电麦克风薄膜位于基板上方且覆盖第一凹陷部并定义出第一空腔，微机电麦克风薄膜包括弹性部与结合部。弹性部位于微机电麦克风薄膜的中央位置，且被多个第一沟槽包围，所述多个第一沟槽彼此分离地沿弹性部的边缘排列并贯穿弹性部的相对两面。结合部位于微机电麦克风薄膜的边缘位置，连接弹性部。氧化层具有第二凹陷部，连接微机电麦克风薄膜的结合部，第二凹陷部暴露出微机电麦克风薄膜。
[0007]在一实施例中，基板上具有至少一第三凹陷部，第三凹陷部环绕第一凹陷部。此夕卜，微机电麦克风装置还包含背板层配置于该氧化层上，背板层具有多个缝隙，透过缝隙与第二凹陷部暴露出部分的微机电麦克风薄膜。另外，微机电麦克风装置还包含至少一阻挡块，配置于微机电麦克风薄膜与背板层之间，而阻挡块与氧化层连接，且位于第二凹陷部内。以及，微机电麦克风装置还包含钝化层，钝化层配置于氧化层上，且钝化层暴露出部分的背板层。
[0008]本发明的技术效果在于:
[0009]本发明的微机电麦克风装置，通过在微机电麦克风薄膜的弹性部上设置多个第一沟槽，且这些第一沟槽沿弹性部的周围依序排列。另外，还可进一步于弹性部上设置多个第二沟槽，第一沟槽将第二沟槽围绕于内，各第二沟槽分别相邻于各第一沟槽。如此一来，有效控制微机电麦克风薄膜的弹性系数，并确保微机电麦克风薄膜的坚固性，也可获得对声音变化的高灵敏性。
[0010]以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
【附图说明】
[0011]图1为本发明的微机电麦克风装置的剖面示意图；
[0012]图2A为本发明的微机电麦克风薄膜的立体示意图；
[0013]图2B为本发明的微机电麦克风薄膜的另一立体示意图；
[0014]图2C为本发明的微机电麦克风薄膜的又一立体示意图；
[0015]图2D为本发明的微机电麦克风薄膜的再一立体示意图；
[0016]图3为本发明的微机电麦克风装置的另一剖面示意图；
[0017]图4为本发明的微机电麦克风装置示范元件间的距离关系的剖面示意图；
[0018]图5为本发明的微机电麦克风装置的操作时的剖面示意图。
[0019]其中，附图标记
[0020]I 微机电麦克风装置
[0021]10 基板
[0022]102第一凹陷部
[0023]104第三凹陷部
[0024]12、12a?12d 微机电麦克风薄膜
[0025]122a ?122d 弹性部
[0026]1222a ?1222d 第一沟槽
[0027]1224c ?1224d 第二沟槽
[0028]124a ?124d 结合部
[0029]14氧化层
[0030]142第二凹陷部
[0031]16背板层
[0032]160缝隙
[0033]18阻挡块
[0034]20钝化层
【具体实施方式】
[0035]下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述:
[0036]以下所列举的各实施例中，将以相同的标号代表相同或相似的元件。
[0037]请一并参考图1与图2A，图1为本发明的微机电麦克风装置的剖面示意图，图2A为本发明的微机电麦克风薄膜的立体示意图。如图所示，微机电麦克风装置I包括基板10、微机电麦克风薄膜12(图2A中的12a)、氧化层14、背板层16、阻挡块18以及钝化层20。于实务上，微机电麦克风装置可使用标准化半导体工艺(CMOS process)制造出来，但本发明并不以此为限。
[0038]基板10具有第一凹陷部102。在本实施例中，第一凹陷部102可以经由半导体工艺处理而形成，而此半导体工艺处理例如为湿式蚀刻。并且，在形成第一凹陷部102后，于剖面图上看，第一凹陷部102可将基板10区分成左右两个部分，亦即第一凹陷部102大致上应位于基板的中央位置。在此，本实施例并不限制第一凹陷部102的形状，于俯视角度看，第一凹陷部102可以是圆形、矩形、多边形或其他可能的几何形状。此外，本实施例也不限制第一凹陷部102是否实际将基板10切分开来，从而形成两个以上的子基板。举例来说，于俯视角度看，当第一凹陷部102将基板10切分开来时，微机电麦克风装置I中位于基板10上层的元件可以设置在多个子基板之上。
[0039]以图2的例子来说，微机电麦克风薄膜12配置于基板10上方，设置在氧化层14中，且覆盖第一凹陷部102。进一步来说，微机电麦克风薄膜12可包括有氧化层(Oxidelayer)、多晶娃层(Poly-silicon layer)、接触层(Contact layer)及保护层(Passivat1nlayer)堆叠而成。于一个微机电麦克风薄膜12的例子中，先在基板10的表面上，形成微机电麦克风薄膜12的氧化层，接着在所述氧化层上，形成微机电麦克风薄膜12的多晶硅层，接着在所述多晶硅层上，形成微机电麦克风薄膜12的接触层，最后在所述接触层上，形成微机电麦克风薄膜12的保护层。
[0040]以图2A的例子来说，微机电麦克风薄膜12a包括弹性部122a与结合部124a。于实际操作上，弹性部122a受到声压时，会向上或向下振动一定程度的位移量。在此，本发明并不限制微机电麦克风薄膜12于氧化层14中的位置，举例来说，微机电麦克风薄膜la2也可以置于基板10与氧化层14的边界上，并同时接触基板10与氧化层14。
[0041]请继续参考图2A，弹性部122a具有多个第一沟槽1222a，且所述多个第一沟槽1222a彼此分离地沿弹性部122a的边缘排列。在此，图2A中的微机电麦克风薄膜12a以矩形为例，每一个第一沟槽1222a都接近微机电麦克风薄膜12a的侧边，但是仍在微机电麦克风薄膜12a内侧。在一个例子中，第一沟槽1222a贯穿弹性部122a的相对两面(即上表面与下表面)。相较于弹性部122a，结合部124a更接近微机电麦克风薄膜12a的边缘，大致来说，结合部124a可定义在微机电麦克风薄膜12a的边缘至弹性部122a之间。所述结合部124a虽在微机电麦克风薄膜12a的边缘，但其材料与微机电麦克风薄膜12a的中央位置的材料相同。第一沟槽1222a的宽度与微机电麦克风薄膜12a的宽度比至少小于1:200。
[0042]此外，结合部124a于功能上用以固定微机电麦克风薄膜12a于氧化层14上，故结合部124a至少会接触氧化层14。当然，随着微机电麦克风薄膜12a设置位置的改变，例如微机电麦克风薄膜12a置于基板10与氧化层14的边界时，结合部124a