[发明专利]MEMS麦克风及其形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及微电子机械系统工艺，特别涉及一种MEMS麦克风及其形成方法。

背景技术

采用微电子机械系统工艺的MEMS麦克风由于其小型化和轻薄化的特点，成为取代使用有机膜的驻极体电容麦克风(Electret Condenser Microphone，ECM)的最佳候选者之一。

MEMS麦克风是通过微电子机械系统工艺在半导体上蚀刻压力感测膜片而制成的微型麦克风，普遍应用在手机、耳机、笔记本电脑、摄像机和汽车上。在申请号为US238965的美国专利文件中，公开了一种MEMS麦克风的结构，请参考图1，包括：基板100，所述基板100内形成有声信号传输孔；位于基板表面的介质层140；所述介质层140内形成有与声信号传输孔贯通的空腔110；位于空腔110内且位于基板100上的振动膜120；位于振动膜120表面的连接电极121；位于空腔内、连接电极121上且与连接电极121电隔离的固定电极130；所述固定电极内形成有通孔131；进一步的，请参考图2，图2为图1沿AA方向的横向截面图，连接电极121具有与连接电极121同一平面且一体的固定极122，且所述固定极122与形成在介质层140内的电极电连接；当声信号通过声信号传输孔传输至振动膜120，振动膜120会根据声信号而振动，改变具有位于振动膜120表面的连接电极121和固定电极130的平板电容器的静电电容，并通过连接电极121输出与声信号对应的电信号。

随着MEMS麦克风的进一步微型化，现有的MEMS麦克风结构对应力非常敏感，振动膜120与连接电极121之间的应力、与MEMS麦克风的连接电极121一体的固定极122的设计带来的应力、以及连接电极121与固定连接电极121的介质层140应力使得MEMS麦克风难以进一步微型化。

发明内容

本发明的实施例解决的问题是提供一种尺寸小且应力影响小的MEMS麦克风。

为解决上述问题，本发明的实施例提供一种MEMS麦克风，包括：

敏感薄膜和与所述敏感薄膜相对的固定电极；

位于所述敏感薄膜的与所述固定电极相对的表面的至少一个的敏感薄膜支撑；

连接所述敏感薄膜支撑的敏感薄膜支撑桥臂。

可选的，当所述敏感薄膜支撑数量为1时，所述敏感薄膜支撑位于所述敏感薄膜的与所述固定电极相对的表面中心位置。

可选的，当所述敏感薄膜支撑数量大于1时，多个敏感薄膜支撑形成的图案的中心与所述敏感薄膜的与所述固定电极相对的表面中心重合。

可选的，所述固定电极、所述敏感薄膜支撑和所述敏感薄膜支撑桥臂的材料一致。

可选的，所述固定电极、所述敏感薄膜支撑和所述敏感薄膜支撑桥臂的材料为低应力多晶硅。

可选的，所述敏感薄膜支撑的材料为介质材料。

可选的，所述敏感薄膜支撑的材料为氧化硅。

可选的，所述敏感薄膜支撑和所述敏感薄膜的材料一致。

可选的，所述敏感薄膜支撑和所述敏感薄膜的材料为低应力多晶硅。

可选的，与所述敏感薄膜对应、用于避免所述敏感薄膜与固定电极接触的挡板。

可选的，所述挡板为导电材料。

本发明的实施例还提供一种MEMS麦克风的形成方法，包括：

形成敏感薄膜；

形成固定电极；

形成至少一个的敏感薄膜支撑；

形成敏感薄膜支撑桥臂；

其中，所述固定电极与所述敏感薄膜相对，

所述敏感薄膜支撑位于所述敏感薄膜的与所述固定电极相对的表面，

所述敏感薄膜支撑桥臂连接所述敏感薄膜支撑。

可选的，MEMS麦克风的形成方法包括：

在基底表面形成第一电极；

形成覆盖所述第一电极的介质层，在所述介质层内形成至少一个敏感薄膜支撑；

形成与所述第一电极相对的第二电极，所述第一电极为敏感薄膜，所述第二电极为固定电极；或者所述第一电极为固定电极，所述第二电极为敏感薄膜；

形成敏感薄膜支撑桥臂，所述敏感薄膜支撑连接所述敏感薄膜支撑桥臂和所述敏感薄膜的与所述固定电极相对的表面。

可选的，MEMS麦克风的形成方法包括：

在所述基底表面形成敏感薄膜；

形成覆盖所述敏感薄膜的介质层，在所述介质层内形成暴露所述敏感薄膜表面的通孔；

在所述通孔内填入低应力导电材料，在通孔位置形成所述敏感薄膜支撑，且在所述介质层表面形成低应力导电层；

刻蚀所述低应力导电层，在所述介质层表面形成连接所述敏感薄膜支撑的敏感薄膜支撑桥臂及与所述敏感薄膜相对的固定电极。