[实用新型]MEMS麦克风

说明书

公开了一种MEMS麦克风。包括：在衬底上依次形成的第一隔离层、膜片和第二隔离层；在第二隔离层上依次形成的第一保护层、第二保护层、背极板电极、第三保护层和第四保护层；贯穿衬底和第一隔离层的声腔，背极板电极形成在膜片的可动区域上方，并且背极板电极的面积小于等于膜片的可动区域的面积。本实用新型采用第一保护层至第四保护层保护背极板电极，使得背极板电极不被腐蚀。并且背极板电极位于膜片的可动区域上方且背极板电极的面积小于等于膜片的可动区域的面积。从而可以减小对MEMS麦克风的灵敏度无任何贡献的寄生电容的影响。即使存在着工艺波动，由于背极板电极仅需要对准膜片的可动区域，也可以容易地将二者对准。

技术领域

本实用新型属于微麦克风的技术领域，更具体地，涉及MEMS麦克风。

背景技术

MEMS麦克风是采用半导体技术制造的电容式麦克风。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，二者分别经由导电通道连接至相应的电极。在膜片和背极板电极之间还包括隔离层。该隔离层用于隔开膜片和背极板电极，并且其中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(Micro-Electro-Mechanical System，微电子机械系统)麦克风越来越小型化，其中，膜片和背极板电极现之间的间距例如小于1.5微米，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。例如，在MEMS麦克风的制造工艺中，采用蚀刻形成膜片和背极板电极之间的空腔。该蚀刻步骤的工艺偏差影响MEMS麦克风的有效面积，导致MEMS麦克风的性能出现波动。

作为进一步改进的方法，采用HF酸气相熏蒸的方法以去除隔离层的一部分以形成空腔。然而，HF气相熏蒸会对背极板电极造成腐蚀，导致器件失效，使得成品率降低。

期待进一步改进MEMS麦克风以提高器件的灵敏度和可靠性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种MEMS麦克风，其中，采用第一保护层至第四保护层保护背极板电极，使得背极板电极不被腐蚀，并且采用背极板电极的图案限定有效电容面积，以提高器件的灵敏度和可靠性。

根据本实用新型提供的一种MEMS麦克风，包括：在衬底上依次形成的第一隔离层、膜片和第二隔离层；在所述第二隔离层上依次形成的第一保护层、第二保护层、背极板电极、第三保护层和第四保护层；以及贯穿所述衬底和所述第一隔离层的声腔，其中，所述背极板电极形成在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，所述背极板电极的面积为所述可动区域的70％～100％。

优选地，所述膜片包括中间部分和周边部分、以及连接二者的弹簧结构，所述膜片的可动区域包括所述中间部分的区域和所述弹簧结构的区域。

优选地，所述声腔最小横截面的半径为385微米～415微米。

优选地，所述第一隔离层和所述第二隔离层夹持所述膜片的周边部分的至少部分区域。

优选地，还包括：贯穿所述第一保护层、所述第二保护层、所述背极板电极、所述第三保护层和所述第四保护层的释放孔；以及贯穿所述第二隔离层的空腔，所述空腔与所述释放孔连通，在所述膜片的振动期间，所述声腔和所述释放孔作为气流通道。

优选地，还包括：至少覆盖在所述膜片的暴露表面上的单分子层有机膜。

优选地，还包括：位于所述单分子层有机膜的表面的金属氧化物膜、氧化硅膜中的至少一层附加膜，所述附加膜与所述单分子层有机膜形成叠层结构。