一種麥克風器件及其制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及半導體器件制造領域，涉及一種麥克風器件及其制作方法，特別是一 種具有凹形背板的麥克風器件及其制作方法。
【背景技術】
[0002] 在隨著移動通信技術的快速發展，消費者越來越多地使用通信設備，如智能手機、 筆記本電腦、平板電腦等；并且送些電子產品體積不斷縮小、性能越來越高，相應的要求配 套的電子元件的體積不斷減小、且性能和一致性提高。目前，MEMS麥克風由于其小型化和輕 薄化的特點，成為取代使用有機膜的駐極體電容麥克風的最佳候選者。MEMS麥克風通過與 集成電路制造兼容的表面加工工藝制造而成，可W很好地應用于手機、筆記本、藍牙耳機、 攝像頭等便攜式電子產品中。
[0003] 如圖1所示為現有技術中MEMS麥克風器件結構，所述麥克風器件至少包括：襯底 1A，所述襯底IA具有上下貫穿的背腔IOlA ;平面背板5A，架設在所述背腔IOlA的上方，所 述背板5A上設置有多個開口；振動薄膜7A，W空氣間隙為間隔形成于所述背板5A的上方。 其中，背板5A和振動薄膜7A構成一個平行板電容器，背板5A作為下極板，通常由固定的極 板形成，振動薄膜7A作為上極板，振動薄膜受到外界聲音信號影響發生振動，使得上下極 板之間的間距發生變化，進而改變平行板電容器的電容值，產生電壓信號，實現聲電轉換功 能。但是，隨著麥克風器件的小型化，振動薄膜的形變量受到限制其靈敏度降低。
[0004] 因此，提供一種新型的麥克風器件及其制作方法是本領域技術人員需要解決的額 課題。
【發明內容】
[0005] 鑒于W上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種麥克風器件及其制作 方法，用于解決現有技術中麥克風器件靈敏度低的問題。
[0006] 為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種麥克風器件的制作方法，所述 麥克風器件的制作方法至少包括：
[0007] 1)提供一襯底，在所述襯底表面形成具有凹面的第一犧牲層；
[0008] 2)在所述第一犧牲層表面沉積形成凹形背板，刻蝕背板形成暴露所述第一犧牲層 的開口；
[0009] 3)在所述背板表面W及開口中沉積第二犧牲層，并平坦化；
[0010] 4)在所述第二犧牲層表面沉積振動薄膜；
[0011] 5)刻蝕所述襯底，形成暴露所述第一犧牲層的背腔；
[0012] 6)通過所述開口，去除除邊緣外的所述第一犧牲層和第二犧牲層，使所述背板和 振動薄膜懸空。
[0013] 作為本發明麥克風器件的制作方法的一種優化的方案，在所述步驟1)之前還包 括步驟；在設定的初始條件下模擬麥克風中振動薄膜的形變狀態，獲得振動薄膜中必的最 大形變量。
[0014] 作為本發明麥克風器件的制作方法的一種優化的方案，所述步驟1)中形成具有 凹面的第一犧牲層的步驟為：
[0015] 1-1)在所述襯底表面依次沉積第一犧牲層材料和硬掩膜層，并在所述硬掩膜層的 涂敷光刻膠，曝光顯影，刻蝕未被光刻膠保護的硬掩膜層，形成第一槽口；
[0016] 1-2)繼續涂敷光刻膠并曝光顯影，使光刻膠延伸至步驟1)中的部分槽口中，刻蝕 未被光刻膠保護的第一槽口底部，形成第二槽口；
[0017] 1-3)繼續涂敷光刻膠并曝光顯影，使光刻膠延伸至步驟2)中的部分槽口中，刻蝕 未被光刻膠保護的第二槽口底部，形成第H槽口；
[0018] 1-4)重復W上步驟，直至所述硬掩膜層形成兩側厚中間薄的階梯狀表面；
[0019] 1-5)刻蝕去除硬掩膜層及部分第一犧牲層，形成具有凹面的第一犧牲層。
[0020] 作為本發明麥克風器件的制作方法的一種優化的方案，所述硬掩膜層為SiN。
[0021] 作為本發明麥克風器件的制作方法的一種優化的方案，所述步驟1)中形成具有 凹面的第一犧牲層的方法為各向同性的濕法刻蝕。
[0022] 作為本發明麥克風器件的制作方法的一種優化的方案，所述步驟2)中凹形背板 的厚度處處相等，厚度范圍為10~100 U m。
[0023] 作為本發明麥克風器件的制作方法的一種優化的方案，所述步驟3)中采用化學 機械拋光工藝平坦化所述第二犧牲層，所述第二犧牲層的中必厚度大于所述最大形變量。
[0024] 作為本發明麥克風器件的制作方法的一種優化的方案，所述步驟4)中形成振動 薄膜的過程為：在所述第二犧牲層表面沉積一層振動薄膜材料，然后刻蝕所述振動薄膜材 料W及第二犧牲層W暴露出所述背板一側的邊緣，便于后續制作引出電極。
[0025] 作為本發明麥克風器件的制作方法的一種優化的方案，在所述步驟4)和步驟5) 之間還包括步驟：在所述振動薄膜W及背板表面沉積純化層，然后將整個麥克風器件的底 部朝上，再將所述純化層與一支撐片鍵合。
[0026] 作為本發明麥克風器件的制作方法的一種優化的方案，所述步驟6)完成后將整 個麥克風器件的正面朝上，并去除所述支撐片，然后刻蝕所述純化層，制作所述振動薄膜和 后板的引出電極，去除純化層。
[0027] 作為本發明麥克風器件的制作方法的一種優化的方案，所述麥克風器件為MEMS 麥克風器件。
[0028] 本發明還提供一種麥克風器件，所述麥克風器件至少包括：
[0029] 襯底，所述襯底具有上下貫穿的背腔；
[0030] 凹形背板，架設在所述背腔的上方，所述背板上設置有多個開口；
[0031] 振動薄膜，W空氣間隙為間隔形成于所述背板的上方。
[0032] 作為本發明麥克風器件的一種優化的方案，在所述背板及振動薄膜表面分別設置 有引出電極，所述引出電極的材料為W、Al或化。
[0033] 作為本發明麥克風器件的一種優化的方案，所述背板的厚度處處相等，厚度范圍 為 10 ~IOOy m。
[0034] 作為本發明麥克風器件的一種優化的方案，所述空氣間隙的中必最大厚度大于所 述振動薄膜受聲壓時的最大形變量。
[0035] 作為本發明麥克風器件的一種優化的方案，所述麥克風器件為MEMS麥克風器件。
[0036] 如上所述，本發明的麥克風器件及其制作方法，包括步驟；1)提供一襯底，在所述 襯底表面形成具有凹面的第一犧牲層；2)在所述第一犧牲層表面沉積形成凹形背板，刻蝕 背板形成暴露所述第一犧牲層的開口；3)在所述背板表面W及開口中沉積第二犧牲層，并 平坦化；4)在所述第二犧牲層表面沉積振動薄膜；5)刻蝕所述襯底，形成暴露所述第一犧 牲層的背腔；6)通過所述開口，去除除邊緣外的所述第一犧牲層和第二犧牲層，使所述背 板和振動薄膜懸空。本發明通過將背板設置成凹形背板，當振動薄膜受到聲壓發生形變時， 其形變靈敏度提高，從而進一步提高麥克風的聲電轉換性能。
【附圖說明】
[0037] 圖1為現有技術的麥克風器件的結構示意圖。
[003引圖2為本發明麥克風器件的制作方法流程示意圖。
[0039] 圖3為振動薄膜發生形變的示意圖。
[0040] 圖4和圖5f為本發明麥克風器件制作方法步驟1)中呈現的結構示意圖。
[0041] 圖5a~圖5f為本發明步驟1)形成凹面第一犧牲層的結構流程圖。
[0042] 圖6為本發明麥克風器件制作方法步驟2)中呈現的結構示意圖。
[0043] 圖7為本發明麥克風器件制作方法步驟3)中呈現的結構示意圖。
[0044] 圖8為本發明麥克風器件制作方法步驟4)中呈現的結構示意圖。
[0045] 圖9為本發明制作純化層的示意圖。
[0046] 圖10為本發明制作支撐片的示意圖。
[0047] 圖11為本發明麥克風器件制作方法步驟5)中呈現的結構示意圖。
[0048] 圖12為本發明麥克風器件制作方法步驟6)中呈現的結構示意圖。
[0049] 圖13為本發去除支撐片的示意圖。
[0050] 圖14~15為本發明制作引出電極W及去除純化層的示意圖。
[0051] 圖16為本發明麥克風器件的振動