[发明专利]CMOS兼容的硅差分电容器麦克风及其制造方法

摘要

本发明提供一种CMOS兼容的硅差分电容器麦克风及其制造方法。所述麦克风（1000）包括硅基底（100），其中，CMOS电路容纳在该硅基底上；支撑在硅基底上的第一刚性导电穿孔背板（200），其中在两者之间插有绝缘层（120）；形成在第一背板上方的第二刚性穿孔背板（400），包括CMOS钝化层（400a、400c）以及夹在所述CMOS钝化层之间作为第二背板的电极板的金属层(400b)，其中在第一背板和第二背板的相对的穿孔区域之间设有空气间隙，并且隔离件构成了其边界；设置在第一背板和第二背板之间的顺应性振膜（300），其中，在第一背板下方的硅基底中形成背孔（150）以允许声音通过，以及振膜和第一背板构成第一可变电容器，振膜和第二背板构成第二可变电容器，第一可变电容器和第二可变电容器构成差分电容器。

主权项

一种CMOS兼容的硅差分电容器麦克风，包括：硅基底，其中，CMOS电路容纳在该硅基底上；形成在所述硅基底上的第一刚性导电穿孔背板，其中，该第一背板的周沿支撑在所述硅基底上，并在它们之间插有绝缘层；形成在所述第一背板上方的第二刚性穿孔背板，包括CMOS钝化层以及夹在所述CMOS钝化层之间作为该第二背板的电极板的金属层；由CMOS兼容层形成并设置在所述第一背板和所述第二背板之间的顺应性振膜；互联柱，该互联柱设置在所述振膜和所述第二背板之间，用于在力学上对所述振膜进行悬置以及在电学上对所述振膜向外引线；其中，所述互联柱包括由CMOS钝化层作侧墙的CMOS电介质氧化物支柱、以及穿过该支柱并与所述振膜和所述形成在第二背板中的金属层电连接的通孔金属，以及，所述振膜在中心处与所述互联柱相连，并通过该振膜的边缘处的狭缝与所述麦克风的其余部分分开；从与所述振膜相对的所述第二背板的下表面伸出的多个尖头突出件；将所述第一背板与所述振膜隔开的第一空气间隙以及将所述振膜与所述第二背板隔开的第二空气间隙，其中，所述两个空气间隙均由设置在所述第一背板和所述第二背板之间的隔离件作为边界，所述隔离件在其内侧和外侧具有隔离墙，所述隔离墙由CMOS电介质钝化层形成；形成在所述第一背板下方的所述硅基底中以允许声音通过的背孔，其中，所述振膜和所述第一背板构成第一可变电容器，所述振膜和所述第二背板构成第二可变电容器，以及所述第一可变电容器和所述第二可变电容器构成差分电容器；其中，所述第一背板为所述差分电容器的一个电极板，第二背板的电极板为差分电容器的另一个电极板；其中，所述CMOS电路包括：产生施加在所述振膜上的偏置电压的电荷泵电路；与所述第一背板电连接的第一源随前置放大器；与所述第二背板电连接的第二源随前置放大器；其中，当所述振膜响应输入的声压信号振动时，所述第一和第二源随前置放大器的输出构成差分电压输出。