[发明专利]MEMS麦克风及其制造方法

说明书

公开了一种MEMS麦克风及其制造方法。所述MEMS麦克风包括：衬底；位于所述衬底第一表面上的膜片和背极板结构，所述膜片与所述背极板结构之间彼此间隔，所述膜片的第一表面与所述背极板结构的第一表面彼此相对；以及贯穿所述衬底到达所述膜片的第二表面的声腔，其中，所述膜片的第一表面设置有与所述背极板结构连接的第一连接部。本申请将膜片通过表面的第一连接部悬挂于背极板结构，极大的释放了膜片的应力，提高了膜片机械响应的灵敏度。

技术领域

本发明属于微麦克风的技术领域，更具体地，涉及MEMS麦克风及其制造方法。

背景技术

MEMS麦克风是采用微加工工艺制造的MEMS(Micro-Electro-Mechanical System，微电子机械系统)器件。由于具有体积小、灵敏度高、与现有半导体技术兼容性好的优点，MEMS麦克风在手机等移动终端上的应用越来越广泛。MEMS麦克风的结构包括彼此相对的膜片和背极板电极，二者分别经由引线连接至相应的电极。在膜片和背极板电极之间形成有空腔以提供膜片所需的振动空间。

随着微加工工艺的发展，MEMS麦克风中膜片和背极板电极之间的间距例如可以小于1.5微米，但同时在MEMS麦克风的制造和应用过程中的工艺要求也越来越高。工艺偏差引入的结构缺陷不仅影响麦克风的成品率，而且导致MEMS麦克风在应用环境中的性能急剧恶化。期待进一步改进MEMS麦克风的结构以抑制工艺偏差对器件性能的不利影响，进而提高成品率和器件可靠性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种MEMS麦克风及其制造方法，其中，采用将膜片悬挂固定在背极板结构上，进而释放了膜片的应力以提高器件的工作灵敏度。

根据本申请的一方面，提供一种MEMS麦克风，包括：衬底；位于所述衬底第一表面上的膜片和背极板结构，所述膜片与所述背极板结构之间彼此间隔，所述膜片的第一表面与所述背极板结构的第一表面彼此相对；以及贯穿所述衬底到达所述膜片的第二表面的声腔，其中，所述膜片的第一表面设置有与所述背极板结构连接的第一连接部。

优选地，所述膜片包括：中间部分；以及围绕所述中间部分的周边部分。

优选地，所述第一连接部位于所述膜片的中间部分。

优选地，所述第一连接部为所述膜片的第一表面上的凸起，所述凸起与所述背极板结构的第二连接部嵌套连接，所述第二连接部为所述第二保护层贯穿所述背极板结构的第一表面所形成。

优选地，所述第二连接部覆盖所述第一连接部的侧面和部分上表面。

优选地，所述背极板结构包括：背极板电极，所述背极板电极的第一表面与所述膜片的第一表面相对；第一保护层，位于所述背极板电极与所述膜片之间；以及第二保护层，位于所述背极板电极的第二表面上方。

优选地，所述背极板结构还包括：多个限位柱，所述多个限位柱位于所述背极板结构的第一表面，所述限位柱与所述膜片之间存在间隔。

优选地，所述限位柱为所述第二保护层贯穿所述背极板结构并沿所述背极板结构第一表面向下延伸的部分。

优选地，所述多个限位柱位于所述膜片周边部分的上方。

优选地，所述背极板电极位于所述膜片的可动区域上方，并且所述背极板电极的面积小于等于所述膜片的可动区域的面积。

优选地，所述背极板电极的面积小于等于所述声腔的最小横截面积。

优选地，所述膜片还包括：弹簧结构，用于连接所述膜片的中间部分和周边部分，所述弹簧结构为同心环形的褶皱部分或者螺旋状的褶皱部分。

优选地，所述膜片的周边部分的部分区域为不连续区域。