[发明专利]具有带锥形表面的薄膜支撑的微机械声换能器

权利要求书

1.一种用于制造微机械声换能器的方法，所述方法包括：

在衬底装置的第一主表面上沉积第一薄膜支撑材料层，第一薄膜支撑材料对于特定蚀刻剂具有第一蚀刻率；

在所述第一薄膜支撑材料层的主表面上沉积第二薄膜支撑材料层，第二薄膜支撑材料对于所述特定蚀刻剂具有低于所述第一蚀刻率的第二蚀刻率；

在所述第二薄膜支撑材料层的主表面上沉积薄膜材料层；

从所述衬底装置的与所述第一薄膜支撑材料层相对的一侧形成所述衬底装置中的凹腔，至少直到所述凹腔延伸至所述第一薄膜支撑材料层；

借助于通过所述凹腔施加所述特定蚀刻剂而蚀刻所述第一薄膜支撑材料层和所述第二薄膜支撑材料层，所述蚀刻发生在至少一个第一区中，所述至少一个第一区沿着基本垂直于所述衬底装置的第一主表面的方向位于所述凹腔的延伸部分中，所述蚀刻还发生在环绕所述第一区的第二区中，其中，所述蚀刻在所述第二区中形成所述第二薄膜支撑材料层上的锥形表面；以及

继续所述蚀刻，直到去除所述第一区中的所述第二薄膜支撑材料层，以露出所述薄膜材料层。

2.根据权利要求1所述的方法，在沉积所述第二薄膜支撑材料层和沉积所述薄膜材料层之间，进一步包括以下操作：

在所述第二薄膜支撑材料层的主表面上沉积第三薄膜支撑材料层，第三薄膜支撑材料对于所述特定蚀刻剂具有第三蚀刻率；

在所述第三薄膜支撑材料层的第一主表面上沉积辅助材料层，辅助材料对于所述特定蚀刻剂具有高于所述第三蚀刻率的第四蚀刻率；

部分地掩盖所述辅助材料层的主表面，以便露出所述至少一个第一区中的辅助材料层，并且掩盖所述至少一个第一区外部的辅助材料层；

通过施加所述特定蚀刻剂，蚀刻所述至少一个第一区中以及所述第二区中的所述辅助材料层和所述第三薄膜支撑材料层，其中所述蚀刻在所述第二区中形成所述第三薄膜支撑材料层的锥形表面；

继续所述蚀刻，至少直到从所述至少一个第一区中去除所述第三薄膜支撑材料层，以露出所述至少一个第一区中的第二薄膜支撑材料层；以及

去除所述辅助材料和掩盖所述辅助材料层的主表面期间所形成的掩模，

其中，还在所述第三薄膜支撑材料层上的所述第三薄膜支撑材料层覆盖所述第二薄膜支撑材料层的位置处沉积所述薄膜材料。

3.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

在所述薄膜材料层的与所述衬底装置相对的主表面上形成电极支撑和电极，其中，利用牺牲材料在所述第一区中限定所述薄膜材料与所述电极之间的将来的间隙，通过在所述电极中或与所述电极相邻的进入孔，从与所述凹腔相对的一侧蚀刻所述牺牲材料。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，蚀刻所述第一薄膜支撑材料层和所述第二薄膜支撑材料层包括执行各向同性蚀刻工艺。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述锥形表面限定用于所述第一和第二薄膜支撑材料与所述薄膜材料之间的机械连接的加强轴环，所述加强轴环使得机械应力广泛空间地分布在所述机械连接附近。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一薄膜支撑材料包含氧化硅或原硅酸四乙酯中的至少一种，并且其中，所述第二薄膜支撑材料包含氮氧化物。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一薄膜支撑材料层具有的厚度在400nm至800nm之间。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二薄膜支撑材料层具有的厚度在100nm至200nm之间。

9.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

在所述第二薄膜支撑材料层的主表面上沉积第五薄膜支撑材料层，第五薄膜支撑材料层对于所述特定蚀刻剂具有低于所述第二蚀刻率的第五蚀刻率；

其中，在蚀刻所述第一薄膜支撑材料层和所述第二薄膜支撑材料层的同时，蚀刻所述第五薄膜支撑材料层，其中，所述蚀刻在所述第二区中形成所述第五薄膜支撑材料层上的第二锥形表面，所述第二锥形表面具有的角度不同于所述第二薄膜支撑材料层上的锥形表面的角度。