說(shuō)明。
[0047]圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例提供的MEMS麥克風(fēng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2至圖11是該MEMS麥克風(fēng)在制作過(guò)程中的結(jié)構(gòu)示意圖。以下結(jié)合圖1至圖11介紹MEMS麥克風(fēng)的一種結(jié)構(gòu)及其形成方法。
[0048]參照?qǐng)D1所示，該MEMS麥克風(fēng)包括:
[0049]空腔30 ；
[0050]形成在所述空腔30內(nèi)的固定電極18’與可動(dòng)敏感薄膜；
[0051]其中，所述可動(dòng)敏感薄膜為一端固定，另一端懸空的單臂梁14’，所述單臂梁的自由端靠近端頭區(qū)域具有被絕緣層13覆蓋的第一凸起141，以隔絕所述空腔30內(nèi)壁的靜電荷傳輸至所述單臂梁。
[0052]可以理解的是，上述第一凸起141可以減小該單臂梁14’與空腔30內(nèi)其它部件接觸的幾率，因而可以降低噪聲產(chǎn)生的幾率，此外，上述第一凸起141上還覆蓋有絕緣層13，使得即使該第一凸起141與其它部件由于靜電吸附接觸后，靜電荷不會(huì)通過(guò)可動(dòng)敏感薄膜(單臂梁14’ )釋放，因而避免了 MEMS麥克風(fēng)中噪聲的產(chǎn)生。
[0053]以下分別介紹。參照?qǐng)D1所示，本實(shí)施例中的空腔30包括前腔301與后腔302。其中，空腔30的頂壁、部分側(cè)壁以及單臂梁14’圍合成所述前腔301，半導(dǎo)體襯底10、部分空腔側(cè)壁以及單臂梁14’圍合成所述后腔302，所述空腔的頂壁形成有若干聲音傳輸通道開(kāi)孔22，固定電極18’位于所述空腔30的頂壁，襯底10上形成有聲音傳輸通道開(kāi)口 25，單臂梁14’上的第一凸起141與襯底10的表面相對(duì)。
[0054]仍參照?qǐng)D1所示，單臂梁14’的自由端端頭與第一凸起141之間的區(qū)域也覆蓋有絕緣層13。上述方案可以防止單臂梁14’的自由端端頭先于第一凸起141接觸空腔30內(nèi)其它部件，例如襯底10時(shí)產(chǎn)生的噪聲。
[0055]仍參照?qǐng)D1所示，在具體實(shí)施過(guò)程中，襯底10上還具有第二凸起111，所述第二凸起111與所述單臂梁14’的自由端的端頭相對(duì)。上述方案可以在單臂梁14’的自由端端頭先于第一凸起141與襯底10接觸時(shí)，接觸的是襯底10表面的第二凸起111，通過(guò)減小接觸面積，避免襯底10大面積表面大量靜電荷釋放至單臂梁14’。
[0056]為減少噪聲，本實(shí)施例還提供了襯底10表面電荷的釋放途徑，例如上述MEMS麥克風(fēng)還包括將襯底10接地的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。
[0057]具體地，該導(dǎo)電結(jié)構(gòu)為導(dǎo)電插塞26，此外，該導(dǎo)電插塞26也充當(dāng)了空腔30的側(cè)壁。
[0058]在具體實(shí)施時(shí)，可動(dòng)敏感薄膜(單臂梁14’)與固定電極18’的電信號(hào)引出方式有多種，例如通過(guò)襯底的晶體管引出，本實(shí)施例中，通過(guò)空腔30頂部的電連接結(jié)構(gòu)23引出。
[0059]基于上述MEMS麥克風(fēng)，本實(shí)施例還提供一種該MEMS麥克風(fēng)的形成方法。
[0060]首先參照?qǐng)D2所示，提供半導(dǎo)體襯底10，在表面形成第一材料層11，該第一材料層11包括第一部分111與第二部分112。
[0061]其中，第一部分111所在的區(qū)域與預(yù)定形成的可動(dòng)敏感薄膜的自由端端頭相對(duì)。第二部分112所在的區(qū)域與襯底10上預(yù)定形成的聲音傳輸通道開(kāi)口對(duì)應(yīng)。
[0062]第一部分111與第二部分112之間物理上不相連，兩者之間形成一溝槽(未標(biāo)示)。
[0063]第一部分111、第二部分112以及兩者之間的溝槽可以通過(guò)在襯底10表面沉積一層第一材料層11后，光刻、刻蝕形成。
[0064]半導(dǎo)體襯底10可以為現(xiàn)有的半導(dǎo)體襯底，材質(zhì)例如為硅、鍺、絕緣體上硅(SOI)等。襯底10上其它區(qū)域也可以形成有其它半導(dǎo)體器件，例如晶體管等。
[0065]第一材料層11的材質(zhì)例如為多晶硅。為了提高多晶硅第一材料層11與襯底10的粘附性，在形成第一材料層11前，在半導(dǎo)體襯底10表面先形成一層氧化娃層(未圖不)。上述氧化硅層也可以刻蝕部分區(qū)域，以調(diào)整后續(xù)間接形成在其上的可動(dòng)敏感薄膜的形狀。
[0066]參照?qǐng)D3所示，在第一材料層11 (參見(jiàn)圖2所示)以及半導(dǎo)體襯底10表面形成第一犧牲材料層12，所述第一犧牲材料層12表面具有第一凹槽120。
[0067]第一犧牲材料層12的材質(zhì)例如為氧化硅，形成方法例如為物理氣相沉積或化學(xué)氣相沉積，在沉積完后，優(yōu)選進(jìn)行高溫退火以增加其致密性，并釋放應(yīng)力。第一犧牲材料層12表面的第一凹槽120通過(guò)光刻、刻蝕第一犧牲材料層12形成。第一凹槽120的位置對(duì)應(yīng)預(yù)定形成的可動(dòng)敏感薄膜的自由端靠近端頭區(qū)域。
[0068]參照?qǐng)D4所示，在所述第一凹槽120的底壁及側(cè)壁形成絕緣層13。
[0069]上述絕緣層13的材質(zhì)與第一犧牲材料層12的材質(zhì)不同，例如為氮化硅。絕緣層13的形成方法例如為物理氣相沉積或化學(xué)氣相沉積，在沉積完后，光刻、刻蝕至少保留第一凹槽120的底壁及側(cè)壁的絕緣層13。本實(shí)施例中，還保留第二凹槽120開(kāi)口處的第一犧牲材料層12上的絕緣層13。
[0070]參照?qǐng)D5所示，在絕緣層13及部分區(qū)域的第一犧牲材料層12上形成第一導(dǎo)電材料層14，所述第一導(dǎo)電材料層14用于形成可動(dòng)敏感薄膜，所述可動(dòng)敏感薄膜在對(duì)應(yīng)第一凹槽處120形成第一凸起141。
[0071]本步驟可以通過(guò)在絕緣層13及第一犧牲材料層12上沉積形成第一導(dǎo)電材料層，后光刻、刻蝕去除預(yù)定形成可動(dòng)敏感薄膜區(qū)域外的第一導(dǎo)電層。上述刻蝕去除過(guò)程中，可動(dòng)敏感薄膜的自由端端頭，即第一導(dǎo)電材料層14的一端與絕緣層13對(duì)齊。
[0072]本實(shí)施例中，第一導(dǎo)電材料層14的材質(zhì)為多晶娃,其它實(shí)施例中,還可以為金屬，例如銅、鋁等。
[0073]參照?qǐng)D6所示，在第一犧牲材料層12以及第一導(dǎo)電材料層14上形成第二犧牲材料層15，所述第二犧牲層15至少在預(yù)定形成聲音傳輸通道開(kāi)孔的區(qū)域具有若干第二凹槽150。
[0074]本實(shí)施例中，上述若干個(gè)第二凹槽150中，一部分形成在預(yù)定形成聲音通道開(kāi)孔區(qū)域。此外，預(yù)定形成暴露襯底10的通孔區(qū)域也具有第二凹槽150，該第二凹槽150的底部暴露第一犧牲材料層12。上述兩區(qū)域的第二凹槽150可以在一步刻蝕中同時(shí)形成，也可以分別形成。考慮到節(jié)約成本，本實(shí)施例優(yōu)選同時(shí)形成，此時(shí)，在預(yù)定形成聲音通道開(kāi)孔區(qū)域所形成的第二凹槽150的底部暴露第一導(dǎo)電材料層14。
[0075]所述第二犧牲材料層15的材質(zhì)與絕緣層13的材質(zhì)不同，與所述第一犧牲材料層12的材質(zhì)可以相同，本實(shí)施例中也為氧化硅，其它實(shí)施例中，兩者材質(zhì)也可以不同。
[0076]本步驟完成后，還刻蝕去除部分區(qū)域的第二犧牲材料層15以及第一犧牲材料層12以暴露出襯底10，上述暴露出的襯底10后續(xù)用于形成作為MEMS麥克風(fēng)空腔側(cè)壁的鈍化層。
[0077]參照?qǐng)D7所示，在所述第二犧牲材料層15上以及第二凹槽150 (參照?qǐng)D6所示)內(nèi)形成第三犧牲材料層16，所述第三犧牲材料層16表面具有對(duì)應(yīng)所述第二凹槽150的第三凹槽160,刻蝕所述第二犧牲材料層15與第三犧牲材料層16形成暴露所述第一導(dǎo)電材料層14 一端的第一通孔17。
[0078]第三犧牲材料層16的材質(zhì)與絕緣層13的材質(zhì)不同，與第一犧牲材料層12、第二犧牲材料層15的材質(zhì)可以不同，本實(shí)施例中為氮氧化硅，其它實(shí)施例中，三者材質(zhì)也可以相同。
[0079]本步驟中刻蝕形成第一通孔17同時(shí)，還刻蝕第三犧牲材料層16、第二犧牲材料層15與第一犧牲材料層12，形成暴露所述襯底10的第四通孔24?？梢岳斫獾氖?，相對(duì)于第二犧牲材料層15上預(yù)定形成暴露襯底10的通孔區(qū)域沒(méi)有第二凹槽150，需兩步分別刻蝕第三犧牲材料層16與第一犧牲材料層12 (對(duì)應(yīng)形成第一通孔17)、以及第三犧牲材料層16、第二犧牲材料層15與第一犧牲材料層12 (對(duì)應(yīng)形成第四通孔24)的情況，一步刻蝕形成兩通孔的方案工藝簡(jiǎn)單、成本較低。
[0080]參照?qǐng)D8所示，在所述第三凹槽160外的第三犧牲材料層16上形成第二導(dǎo)電材料層18，在預(yù)定形成聲音傳輸通道開(kāi)孔的區(qū)域去除所述第二導(dǎo)電材料層18，所述第二導(dǎo)電材料層18用于形成固定電極18’(參見(jiàn)圖1所示)。
[0081]為提高第三犧牲材料層16與形成在其上的第二導(dǎo)電材料層18的黏附性，在形成第二導(dǎo)電材料層18前，還在第一通孔17與第四通孔24的底壁、側(cè)壁及第三犧牲層17上形成黏附材料層(未圖示)，并去除第四通孔24底壁的黏附材料層。上述黏附材料層的材質(zhì)例如為氧化