[发明专利]用传声器换能器形成的集成电路

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路领域。更具体地，本发明涉及集成电路中的传声器换能器。

背景技术

将包括背侧腔的传声器换能器集成到集成电路中已成问题。

发明内容

一种集成到集成电路中的电容性传声器换能器包括固定板以及形成在该集成电路的互连区域之中或之上的膜。一种形成该电容性传声器换能器的工艺包括：穿过固定板蚀刻接入槽；形成背腔；形成牺牲材料的牺牲填充区域；以及从集成电路的背侧去除一部分牺牲材料。

附图说明

参考附图描述示例性实施例，其中：

图1A-1G是示出根据示例性实施例包括电容性传声器换能器的集成电路的连续加工阶段的横截面图。

图2是示出根据示例性实施例包括电容性传声器换能器的集成电路的横截面图。

图3A-3D是示出根据示例性实施例包括电容性传声器换能器的集成电路的连续加工阶段的横截面图。

图4A-4B是示出根据示例性实施例包括电容性传声器换能器的集成电路的连续加工阶段的横截面图。

具体实施方式

在集成电路中形成的电容性传声器换能器包括：传声器换能器电容器的固定板；传声器换能器电容器的膜板（本文称为膜）；以及背腔。该膜通过相对于固定板向上和向下移动而响应集成电路上方的周围环境中的声波。背腔是位于固定板和膜之下的开放区域，其延伸穿过集成电路的衬底。

可以通过形成集成电路的互联元件的固定板和膜而将电容性传声器换能器集成到集成电路中。可以进一步通过以下方式将电容性传声器换能器集成到集成电路中，即形成穿过固定板的接入槽；形成背腔；形成牺牲材料的牺牲填充区域；以及从集成电路背侧去除一部分牺牲材料。

图1A-1G示出根据示例性实施例包括电容性传声器换能器的集成电路的加工阶段。该集成电路可以包括如互补金属氧化物半导体（CMOS）电路等数字电路、模拟电路或者数字电路和模拟电路的组合。该集成电路可以包括以下元件，诸如电感器、电容器、例如用于向电容性传声器换能器供电的电荷泵、如基于结型场效应晶体管（JFET）的放大器等放大器或其他元件。

参考图1A，集成电路1000在衬底1002之中和之上形成，衬底1002可以是单晶硅晶片，或者可以是绝缘体上硅（SOI）晶片，或者适于加工集成电路1000的其他材料。集成电路1000包括一个或更多个互连水平层的第一互连区域1004和在衬底1002上方形成的介电层。在当前实施例的一种实现方式中，为电容性传声器换能器限定的传声器换能器范围1006中的第一互连区域1004的顶表面基本无金属互连元件，诸如触点、金属互联线或通孔。在当前实施例的一种实现方式中，传声器换能器范围1006可为100微米至2毫米宽。电容性传声器换能器的固定板1008被形成在第一互连区域1004的顶表面上。在当前实施例的一个实现方式中，固定板1008可以与集成电路1000中的水平互连元件（图1A中未示出）同时形成。在进一步实施例中，固定板1008可以包括铜。在可替换的实施例中，固定板1008可以包括铝或具有铜的铝。腔接入开口1010被形成在固定板1008中，以容纳在后续加工步骤中形成的腔接入槽。膜终端1012可以形成在第一互连区域1004上方。

图1B和1C示出形成集成电路1000中的接入槽的可替换的工艺。

参考图1B，在集成电路1000的现有顶表面上形成接入槽光刻胶图案1014，从而限定接入槽1016的范围。在图1B中所示的当前实施例的实现方式中，接入槽光刻胶图案1014与固定板1018的边缘交叠。在当前实施例的一种实现方式中，接入槽1016可为500纳米至10微米宽，并且为1微米至100微米深。接入槽1016是通过接入槽蚀刻工艺1018形成的例如使用含氟等离子体的反应离子蚀刻（RIE）工艺形成的。可以用于形成接入槽1016的其他工艺诸如激光熔蚀也在当前实施例的范围内。在当前实施例的一种实现方式中，在完成接入槽1016的形成之后，可以通过例如将集成电路1000暴露于含氧等离子体且然后进行湿式清理的方式去除接入槽光刻胶图案1014。

参考图1C，在集成电路1000的现有顶表面上形成可替换的接入槽光刻胶图案1020，以限定接入槽1016的范围。在图1C中所示的当前实施例的实现方式中，可替换的接入槽光刻胶图案1020不与固定板1008的边缘交叠。如参考图1B所述的方式形成接入槽1016。