[实用新型]微机电结构与晶圆、麦克风和终端

说明书

本申请公开了一种微机电结构与晶圆、麦克风和终端，该微机电结构包括：堆叠衬底、第一支撑部、第一功能层、第二支撑部、第二功能层、第三支撑部以及第三功能层，其中，第一功能层与第三功能层为振膜和背板中的一种，第二功能层为振膜和背板中的另一种，第一功能层具有主下沉部，沿第一支撑部的内侧壁延伸至衬底上，第二功能层具有主下沉部，沿第二支撑部的内侧壁延伸至第一功能层上，第三功能层具有主下沉部，沿第三支撑部的内侧壁延伸至第二功能层上。该微机电结构为双背板或者双振膜结构，通过在各功能层中设置主下沉部，不仅从结构上限制了背板与振膜的有效尺寸，而且还能增加背板与振膜边缘处的强度，从而提高了产品的性能。

技术领域

本申请涉及半导体器件制造领域，更具体地，涉及微机电结构与晶圆、麦克风和终端。

背景技术

基于微机电系统(Micro Electro Mechanical Systems，MEMS)制造的麦克风被称为MEMS麦克风，主要包括振膜与背板，并且振膜与背板之间具有间隙。气压的改变会导致振膜变形，振膜与电极板之间的电容值发生改变，从而转换为电信号输出。

双背板麦克风的灵敏度高，可靠性好，在现阶段得到广泛的应用。双背板麦克风通常由衬底、第一牺牲层、下背板、第二牺牲层、振膜、第三牺牲层和上背板依次堆叠构成。双背板麦克风在工作中，声音信号通过衬底的背腔进入下背板的声孔，然后作用到振膜上，使得振膜发生变形，控制芯片通过监控下背板和振膜的电容值变化以及振膜和上背板间的电容值变化，实现将声音信号转换成电信号的功能。在常见的双背板麦克风中，各+1个牺牲层先通过淀积氧化硅，最后通过释放溶液，沿着一定的路径流动，最终形成具有一定图形的支撑部。

然而，对于下背板和衬底之间的第一支撑部形状和边界，是由从背腔进入的释放液、背腔的形状以及释放时间共同决定的。由于背腔刻蚀工艺本身的缺陷，导致背腔靠近第一牺牲层底部的形状不规则，使得释放液的流动被阻碍，导致形成的第一支撑部的形状不规则。下背板和振膜间的第二支撑部的形状和边界主要是由从下背板声孔流入的释放液腐蚀得到的。由于下背板边界的声孔排布，导致释放后，两个声孔之间存在小尖角，进而导致形成的第二支撑部的边界不是一个光滑的边界，而是由无数的小三角的边界拼接的锯齿边界，当振膜变形时，会使得振膜与支撑部接触的表面产生应力集中的现象，导致振膜破裂，使得器件失效。同理，第三支撑部的边界存为锯齿边界，当振膜朝上背板发生变形时，也会发生应力集中，导致振膜破裂。此外，由于各个支撑部的边界形状不规则，导致各个功能层的有效尺寸难以控制，并且各个功能层在支撑部交界处容易发生应力集中的现象，导致振膜或者背板在声压较大的情况下破裂，进而导致产品失效。

因此，希望提供一种改进的微机电结构，以提高产品的性能。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种改进的微机电结构与晶圆、麦克风和终端，通过在第一、第二以及第三功能层中设置主下沉部，利用主下沉部的边界代替现有的支撑部的边界，不仅从结构上限制了双背板或双振膜结构中第一、第二以及第三功能层的有效尺寸，而且还能增加第一、第二以及第三功能层边缘处的强度，从而提高了产品的性能。

根据本实用新型实施例的第一方面，提供了一种微机电结构，包括：衬底，具有腔体；第一支撑部，位于所述衬底上；第一功能层，位于所述第一支撑部上；第二支撑部，位于所述第一功能层上；第二功能层，位于所述第二支撑部上；第三支撑部，位于所述第二功能层上；以及第三功能层，位于所述第三支撑部上，其中，所述第一支撑部、所述第二支撑部与所述第三支撑部均具有靠近所述腔体的中轴线的内侧壁，所述腔体的中轴线垂直于所述第一功能层，所述第一功能层与所述第三功能层为振膜和背板中的一种，所述第二功能层为所述振膜和所述背板中的另一种，所述第一功能层具有主下沉部，所述第一功能层的主下沉部沿所述第一支撑部的内侧壁延伸至所述衬底上，所述第二功能层具有主下沉部，所述第二功能层的主下沉部沿所述第二支撑部的内侧壁延伸至所述第一功能层上，所述第三功能层具有主下沉部，所述第三功能层的主下沉部沿所述第三支撑部的内侧壁延伸至所述第二功能层上。