[发明专利]CMOS兼容的硅差分电容器麦克风及其制造方法

权利要求书

1.一种CMOS兼容的硅差分电容器麦克风，包括：

硅基底，其中，CMOS电路容纳在该硅基底上；

形成在所述硅基底上的第一刚性导电穿孔背板，其中，该第一背板的周沿支撑在所述硅基底上，并在它们之间插有绝缘层；

形成在所述第一背板上方的第二刚性穿孔背板，包括CMOS钝化层以及夹在所述CMOS钝化层之间作为该第二背板的电极板的金属层；

由CMOS兼容层形成并设置在所述第一背板和所述第二背板之间的顺应性振膜；

互联柱，该互联柱设置在所述振膜和所述第二背板之间，用于在力学上对所述振膜进行悬置以及在电学上对所述振膜向外引线；其中，所述互联柱包括由CMOS钝化层作侧墙的CMOS电介质氧化物支柱、以及穿过该支柱并与所述振膜和所述形成在第二背板中的金属层电连接的通孔金属，以及，所述振膜在中心处与所述互联柱相连，并通过该振膜的边缘处的狭缝与所述麦克风的其余部分分开；

从与所述振膜相对的所述第二背板的下表面伸出的多个尖头突出件；

将所述第一背板与所述振膜隔开的第一空气间隙以及将所述振膜与所述第二背板隔开的第二空气间隙，其中，所述两个空气间隙均由设置在所述第一背板和所述第二背板之间的隔离件作为边界，所述隔离件在其内侧和外侧具有隔离墙，所述隔离墙由CMOS电介质钝化层形成；

形成在所述第一背板下方的所述硅基底中以允许声音通过的背孔，

其中，所述振膜和所述第一背板构成第一可变电容器，所述振膜和所述第二背板构成第二可变电容器，以及所述第一可变电容器和所述第二可变电容器构成差分电容器；其中，所述第一背板为所述差分电容器的一个电极板，第二背板的电极板为差分电容器的另一个电极板；其中，

所述CMOS电路包括：

产生施加在所述振膜上的偏置电压的电荷泵电路；

与所述第一背板电连接的第一源随前置放大器；

与所述第二背板电连接的第二源随前置放大器；

其中，当所述振膜响应输入的声压信号振动时，所述第一和第二源随前置放大器的输出构成差分电压输出。

2.根据权利要求1所述的CMOS兼容的硅差分电容器麦克风，其中，所述振膜的周沿通过环绕所述振膜和所述第二背板之间的第二空气间隙的侧墙悬置到所述第二背板上，其中，所述侧墙由所述CMOS钝化层形成。

3.根据权利要求1所述的CMOS兼容的硅差分电容器麦克风，其中，所述振膜由硅锗(SiGe)层或其它CMOS兼容层形成，以及所述第一刚性导电穿孔背板由第一多晶硅层、氧化物和/或氮化物层以及第二多晶硅层的复合层形成。

4.根据权利要求1所述的CMOS兼容的硅差分电容器麦克风，其中，所述隔离件由CMOS电介质氧化物形成并由CMOS钝化层形成的隔离墙保护，所述绝缘层包括氧化硅和/或氮化硅，所述CMOS电介质氧化物包括LPCVD或PECVD氧化硅、或PSG或BPSG氧化物或它们的组合，以及所述CMOS钝化层包括PECVD氮化硅。

5.根据权利要求1-4中的任一权利要求所述的CMOS兼容的硅差分电容器麦克风，其中，所述第一背板的与所述振膜相对的部分和所述第二背板的与所述振膜相对的部分具有相等的面积和相同的穿孔，以及所述第一空气间隙和所述第二空气间隙具有相等的厚度。

6.根据权利要求1-4中的任一权利要求所述的CMOS兼容的硅差分电容器麦克风，其中，所述振膜具有圆形、或方形、或长方形、或多边形形状。

7.根据权利要求6所述的CMOS兼容的硅差分电容器麦克风，其中，所述CMOS电路还包括差分放大器，其中，所述第一和所述第二源随前置放大器的输出端进一步分别与该差分放大器的第一输入端和第二输入端电连接。