[发明专利]双单晶背板麦克风系统及其制造方法

说明书

优先权

本专利申请要求在2009年8月28日提交的、名称为“Dual Single-crystal Backplate Microphone System and Method of Fabricating Same”的、发明人为Kuang L.Yang和Li Chen的临时美国专利申请No.61/238,014的优先权，其公开通过引用被整体包含在此。

技术领域

本发明涉及微加工的麦克风，并且更具体地涉及微加工的麦克风的制造方法。

背景技术

麦克风通常具有与固态背板平行地布置的可移动膜片。膜片和背板形成可变电容器。膜片响应于入射的声能而移动，以改变可变电容，并且由此产生用于表示入射声能的电信号。

多晶硅可以被微加工来制造膜片和/或背板。然而，多晶硅的微加工的结构可以从它们的制造保持应力并且当被冷却时可能变形、弯曲或甚至断裂。多晶硅微机电系统(“MEMS”)结构也可能具有通常不平坦的表面(即，它们可能不规则地起伏)，这可能潜在不利地影响它们作为可变电容器的板的质量。

发明内容

在第一实施例中，双背板微加工的麦克风具有在两个单晶背板之间可移动地夹着的膜片，以形成两个可变电容器，每一个可变电容器具有一个背板。诸如氧化层的两个绝缘层将背板与膜片电隔离。

一些实施例在背板层之一或两者中具有各种触头，以利到膜片和一个或两个背板的电连接。说明性实施例包括与背板层之一相邻的背侧空腔，以提供对于麦克风的物理支撑，并且提供声能达到膜片的路径。在一些实施例中，背板之一或两者是绝缘体上硅的晶片的一部分，而膜片可以是多晶硅。在一些实施例中，两个背板层之一或两者或者膜片层包括间隔物(standoffs)，用于调节在背板和膜片之间的间隙。

可以通过下述方式来制造双背板麦克风：提供具有第一导电单晶背板和导电膜片的第一晶片和具有第二导电单晶背板的第二晶片，并且将第二背板粘合到第一晶片，使得在第一背板和第二背板夹着膜片，但是膜片与第一背板和第二背板电隔离。膜片因此可以形成耦合的电容器，一个是连同第一背板形成，并且另一个是连同第二背板形成。

背板之一或两者可以在绝缘体上硅晶片的层中。在一些实施例中，背板之一或两者或膜片层可以包括间隔物。一些实施例包括在背板之一或两者上的可移动层，用于在制造期间接触和固定膜片。在一些实施例中，可移动层最终被去除以释放膜片。

该装配处理可以包含：将第二背板从第二晶片向第一晶片转移。在一些实施例中，第二晶片也包括牺牲(或粘结)层和施主基板，并且该处理包括：在粘合晶片后去除施主基板和牺牲层。

附图说明

结合附图通过参考下面的详细描述，将更容易明白本发明的前述特征，在附图中：

图1示意地示出可以使用根据本发明的说明性实施例配置的MEMS麦克风的移动电话。

图2示意地示出可以根据本发明的说明性实施例配置的MEMS麦克风。

图3示意地示出通过线202的在图2中所示的麦克风的截面图。

图4示意地示出根据一个实施例的具有双单晶背板的MEMS麦克风系统。

图5示出根据本发明的说明性实施例的形成双背板麦克风的处理。

图6A-6C示意地图示根据各个实施例的麦克风的组件部分。

图7A-7E示意地图示在说明性实施例中的根据制造的不同阶段的麦克风的组件部分。

具体实施方式

在说明性实施例中，MEMS麦克风被配置成具有对于高最大声压、宽带宽的检测能力并且降低了毁坏的风险。为此，双背板麦克风具有在两个单晶背板之间夹着的可移动膜片。

图1示意地示出可以使用根据说明性实施例配置的麦克风的移动电话10。简言之，电话10具有：接收器12，用于接收音频信号(例如，人的语音)；扬声器部分14，用于生成音频信号；以及应答器16，用于发射和接收编码音频信号的电磁信号。在使用期间，人可以向接收器12内说话，接收器12具有MEMS麦克风(图2，如下所述)，MEMS麦克风将人的语音转换为电信号。内部逻辑(未示出)和应答器16向诸如卫星塔的远程源调制这个信号，并且最终向在另一个电话10上的另一个人调制这个信号。