[发明专利]电容式硅麦克风的制备方法

说明书

本发明涉及一种电容式硅麦克风的制备方法，包括：提供一衬底，其上设有一电路区域，电路区域至少包括垂直分布的一钝化层、一器件组和一介质层，钝化层为电路区域表面层，介质层设置于钝化层下方，器件组埋设于钝化层底部，其包括第一器件和第二器件；在电路区域沉积一牺牲层；对牺牲层图案化以定义出空气隙区域；在电路区域之上沉积一金属层，并使金属层与第二器件相连；以图案化方法形成至少一释放孔，释放孔贯通金属层；以金属层为掩膜，刻蚀牺牲层、钝化层与介质层形成与释放孔位置一一对应的通气孔；对电路区域进行刻蚀，去除牺牲层以形成空气隙，并继续刻蚀至衬底中以形成气腔。其工艺流程简单，生产成本低。

技术领域

本发明涉及半导体加工制造领域，更具体地说，涉及一种电容式硅麦克风的制备方法。

背景技术

驻极体麦克风的工作原理是以人声通过空气引起驻极体震动膜震动而产生位移，从而使得背电极和驻极体上的金属层这两个电极间的距离产生变化，随之电容也改变，由于驻极体上的电荷数始终保持恒定，由Q=CU可得出当C变化时将引起电容器两端的电压U发生变化，从而输出电信号，实现声信号到电信号的变换。

声电转换的关键元件是驻极体振动膜。而传统的驻极体电容式麦克风在体积缩小上已经接近了极限，其技术和结构上限制体积的进一步缩小，市场急需新的麦克风结构和技术，来满足市场对成本、性能、易用性及设计自由度上的需求。

目前，MEMS麦克风已广泛应用于麦克风制造领域，它是通过与集成电路制造兼容的表面（如硅衬底）加工或体硅加工工艺制造的麦克风，由于可以利用持续微缩的CMOS工艺技术，MEMS麦克风可以做得很小，从而可以广泛地应用到手机、笔记本电脑、摄像机等便携设备中。MEMS麦克风的工作原理与传统的驻极体电容式麦克风（ECM）类似，通过振动膜和基板之间的距离变化引起电容器两端电压的变化，从而实现声电转换过程。

现有技术提供的电容式硅麦克风的制备方法，包括了多个工艺步骤，其中包括：气相沉积、平坦化、光刻和湿法刻蚀等，这些步骤组合、重复并交替进行，工艺复杂，其中多次进行的光刻步骤，使整个工艺实现成本较高。

本发明提出另一种相对简化的电容式硅麦克风的制备方法，其工艺实现简单、有利于降低生产成本，可在半导体加工制造领域推广应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电容式硅麦克风的制备方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种电容式硅麦克风的制备方法，电容式硅麦克风至少包括一空气隙和一气腔，该方法包括如下步骤：a)、提供一衬底，衬底上设有一电路区域，用于制作硅麦克风电路，电路区域至少包括垂直分布的一钝化层、一器件组和一介质层，钝化层为电路区域表面层，介质层设置于钝化层下方，器件组埋设于钝化层底部，其包括第一器件和第二器件；b)、在电路区域沉积一牺牲层；c)、对牺牲层图案化以定义出空气隙区域；d)、在电路区域之上沉积一金属层，并使金属层与第二器件相连；e)、以图案化方法形成至少一释放孔，释放孔贯通金属层；f)、以金属层为掩膜，刻蚀牺牲层、钝化层与介质层形成与释放孔位置一一对应的通气孔，用于连通空气隙与气腔；g)、对电路区域进行刻蚀，去除牺牲层以形成空气隙，并继续刻蚀至衬底中以形成气腔；其中，第一器件为硅麦克风的电容第一极，金属层为硅麦克风的电容第二极。

优选地，在步骤a)之后、步骤b)之前，还包括步骤：对钝化层进行CMP工艺，以使电路区域表面平坦化。

优选地，在步骤c)之后、步骤d)之前，还包括步骤：在电路区域生长一层SiN薄膜；以及以图案化方法在薄膜上形成至少一开口。

优选地，步骤e)具体包括：刻蚀金属层，至SiN薄膜时停止，形成释放孔；步骤f)具体包括：刻蚀SiN薄膜，至牺牲层时停止；刻蚀牺牲层至钝化层时停止；以及刻蚀钝化层、介质层至衬底时停止，以形成通气孔。