[实用新型]MEMS麦克风

说明书

公开了一种MEMS麦克风。所述方法包括：在衬底上依次形成第一隔离层、膜片和第二隔离层；在所述第二隔离层上依次形成第一保护层、第二保护层、背极板、第三保护层和第四保护层；形成贯穿所述衬底的声腔；形成贯穿所述第一保护层、所述第二保护层、所述背极板、所述第三保护层和所述第四保护层的释放孔；经由所述声腔和所述释放孔释放所述膜片。本实用新型在释放膜片的蚀刻步骤中采用第一保护层至第四保护层保护背极板，在释放结构中的膜片时背极板不被腐蚀。

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((Micro-Electro-Mechanical System，微电子机械系统))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，二者分别经由导电通道连接至相应的电极。在膜片和背极板之间还包括隔离层。该隔离层用于隔开膜片和背极板，并且其中形成有空腔以提供膜片所需的振动空间。

在现有的MEMS麦克风中，采用氮化硅作为背极板的材料。氮化硅层的刚性较好，可以获得良好的声学性能。然而，在膜片和背极板的设计间距较小的情形下，在湿法蚀刻隔离层以形成空腔的步骤中以及在MEMS麦克风的应用期间，膜片与背极板之间容易形成粘连，导致器件失效，使得成品率降低。MEMS麦克风中微结构的粘连已成为MEMS麦克风的微机械加工和应用过程中产生成品报废的主要原因，严重制约了MEMS麦克风发展和产业化应用。

作为进一步改进，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麦克风以提高成品率和器件性能可靠性。

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，在背极板彼此相对的表面形成保护层，从而在释放膜片的蚀刻步骤中保护背极板，以及在释放膜片之后，至少在所述膜片的暴露表面形成单分子层有机膜，从而可以提高成品率和器件性能可靠性。

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、第三保护层和第四保护层；贯穿所述第一保护层、所述第二保护层、所述背极板、所述第三保护层和所述第四保护层的释放孔；贯穿所述第二隔离层的空腔，所述空腔与所述释放孔连通；以及贯穿所述衬底和所述第一隔离层的声腔，其中，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。

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，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。

优选地，所述单分子层有机膜覆盖所述MEMS麦克风的外部表面以及与外部环境连通的内部表面。

优选地，所述单分子层有机膜覆盖所述第一保护层在所述空腔中的暴露表面。

优选地，所述膜片和所述背极板分别由掺杂的多晶硅组成。

优选地，所述第一保护层至所述第四保护层中的每一个由选自氮化硅层、氮化硼层、碳化硅层中的任一种组成。

优选地，所述第一保护层与所述第二保护层的组成材料不同。

优选地，所述第三保护层和所述第四保护层的组成材料不同。

优选地，所述第一隔离层的表面上包括环形凹槽。