[发明专利]保护微机电系统麦克风声音端口及其在晶片级形成的方法

说明书

技术领域

本发明涉及微机电系统(microelectromechanical system，MEMS)麦克风。更精确地，本发明涉及一种具有保护膜的MEMS麦克风，该保护膜可隔绝水、粉尘……等。

背景技术

MEMS芯片，如MEMS麦克风，具有感测隔膜，以感测如由声音信号造成的空气压力振动。该感测隔膜形成如感测电容的一部分，因此声音信号能够被转换成电信号。

图1是一个描绘传统MEMS芯片的截面图。概括来说，图1绘示MEMS芯片，如MEMS麦克风，且MEMS芯片具有隔膜58。所述MEMS芯片具有半导体基材40及位于硅基材40上的电介质结构层50。半导体基材40具有空腔44，及位于作用区46的多个排气通孔48，作用区46也提供MEMS电容的固定电极。空腔44通过多个排气通孔48与隔膜58及基材40间的腔室连接，使膈膜能够随着声音信号振动，其中声音信号通常由空腔44所接收。电介质结构层50容纳隔膜58。隔膜58感测所述声音信号。其它的电路部件54也在电介质结构层50中形成。在多制造步骤的制作工艺中，电介质结构层50包括电介质层52以及蚀刻停止层56，以形成隔膜58和电路部件54。所属技术领域中具有通常知识者，能通过多步骤的制造过程理解MEMS结构是如何形成的。

一般而言，MEMS芯片分为背板与隔膜两部分。参照图1，背板的基本结构包括基材40，而膈膜在电介质结构层50中形成。在下文中，所述MEMS芯片以背板及隔膜两特征结构概示，而表示出详细的结构。

图2是一个描绘传统MEMS麦克风的截面图。在图2中，MEMS芯片100包括背板102及隔膜104。背板102在一侧具有空腔106，以接收声音信号。隔膜104设置在背板102的上方，与空腔相反的一侧。背板具有排气通孔层108，排气通孔层有多个排气通孔。排气通孔层108与隔膜104间形成腔室，其中腔室的空间与空腔106的空间通过多个排气通孔连接。MEMS芯片100能够进一步应用帽结构110，如MEMS麦克风，其中帽结构110能够通过如黏胶层的黏着层112在隔膜104的上方形成。帽结构110也有辅助腔室110a，以帮助隔膜104的振动，其中振动对应到从空腔106接受到的声音信号。

图3是一个描绘传统MEMS麦克风的截面图。在图3中，另一种类型的不同结构的传统MEMS麦克风，能够包括封装基板120。MEMS芯片100以及专用集成电路(Application-specific Integrated Circuit，ASIC)122设置在封装基板120上，且两者使用如接合引线或所属技术领域所知的其它接合技术来电连接。然后在封装基板120上有帽结构114，且覆盖在MEMS芯片100及ASIC 122的上方。为接收声音信号，帽结构114具有声音端口116以接收声音信号。帽结构114中的辅助腔室118能够让隔膜更容易随着所述声音信号而振动。

图4是一个描绘传统MEMS麦克风的截面图。在图4中，另一种类型的不同结构的传统MEMS麦克风，能够包括封装基板120。封装基板120具有声音端口116。MEMS芯片100以及ASIC 122设置在封装基板120上，且两者使用如接合引线来电连接。然而，MEMS芯片100的空腔与封装基板120的声音端口116相匹配，因此空腔能够接收声音信号。封装基板120上的帽结构114覆盖在MEMS芯片100及ASIC 122的上方。在此种情形下，帽结构114能够不需要有所述声音端口。帽结构114中的辅助腔室118能够让隔膜更容易随着所述声音信号而振动。

传统的MEMS芯片能用不同的方法设计，且不限于上述的型态。请注意，所述隔膜的振动幅度会决定灵敏度。然而，传统MEMS芯片在后续的制造过程中，如封装电路板的过程，可能在隔膜与排气通孔层间接收到侵入物质，进而减少隔膜的性能。

发明内容

本发明的目的在于提供具有保护膜的MEMS麦克风。保护膜能够接收声音信号而阻绝至少一侵入物质。隔膜的性能能够维持，而降低侵入物质所造成的影响。

在一具体实施例中，提供一种保护微机电系统(Microelectromechanical System，MEMS)麦克风的声音端口的方法。此方法包括：提供该MEMS麦克风；以及形成保护膜在该MEMS麦克风的声音端口上。该保护膜在该声音端口的上方具有多孔区域，以接收声音信号而阻绝至少一侵入物质。该保护膜至少能够承受焊料流的制作工艺温度。