[发明专利]麦克风及其制造方法

说明书

本发明公开了一种麦克风及其制造方法，涉及半导体技术领域。该麦克风包括：衬底，该衬底形成有贯穿该衬底的开孔；在该衬底之上且覆盖在开孔上方的背极板结构；在该背极板结构的部分上的间隙绝缘物层；在该间隙绝缘物层上的振动膜层，其中，振动膜层、间隙绝缘物层和背极板结构形成第一间隙；以及在该衬底之上包围背极板结构、间隙绝缘物层和振动膜层的保护层；其中，该保护层包括：在该背极板结构、该间隙绝缘物层和该振动膜层周围的包围部和在该包围部上且横跨在该振动膜层上方的悬臂梁部，该悬臂梁部和该振动膜层形成第二间隙。本发明解决了现有技术中振动膜层容易损坏的问题，使得麦克风能够经受比较强的气流压力测试。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种麦克风及其制造方法。

背景技术

目前，MEMS(Micro-Electro-Mechanical System，微机电系统)麦克风的基本结构包括:一个振动膜极板和一个背极板，在振动膜极板和背极板之间形成有间隙。该振动膜极板、背极板和它们之间的间隙形成电容，其中，振动膜极板和背极板作为该电容的两个电极板。通过振动膜极板的振动来改变电容的大小，从而得到电信号。

图1是示意性地示出现有技术中的麦克风的横截面图。如图1所示，该麦克风包括：衬底11，该衬底11形成有开孔111；在衬底11之上的背极板12；在该背极板12上的间隙绝缘物层13；以及在该间隙绝缘物层上的振动膜极板14。该振动膜极板和该背极板之间形成间隙15。该麦克风还包括：包围背极板12和振动膜极板14的氮化硅层16；以及连接背极板12的第一接触件171和连接振动膜极板14的第二接触件172。

如图1所示，在该麦克风中，振动膜极板14处在背极板12的上方，也即背极板12处在振动膜极板14和开孔111之间，这样的设计结构对于气流压力测试是一个挑战。这是由于振动膜极板14处在上边，氮化硅层16对振动膜极板14的包裹有限，因而对振动膜极板施加的保护力有限。在对这样的麦克风进行气流压力测试(例如气流从下向上流动，振动膜极板将向上鼓起)的过程中，该振动膜极板的边缘容易损坏，因此不能满足气流压力测试的要求。

发明内容

本发明需要解决的一个技术问题是：提供一种麦克风，使得该麦克风的振动膜在气流压力测试中不容易损坏。

根据本发明的第一方面，提供了一种麦克风，包括：衬底，所述衬底形成有贯穿所述衬底的开孔；在所述衬底之上且覆盖在所述开孔上方的背极板结构；在所述背极板结构的部分上的间隙绝缘物层；在所述间隙绝缘物层上的振动膜层，其中，所述振动膜层、所述间隙绝缘物层和所述背极板结构形成第一间隙；以及在所述衬底之上包围所述背极板结构、所述间隙绝缘物层和所述振动膜层的保护层；其中，所述保护层包括：在所述背极板结构、所述间隙绝缘物层和所述振动膜层周围的包围部和在所述包围部上且横跨在所述振动膜层上方的悬臂梁部，所述悬臂梁部和所述振动膜层形成第二间隙。

在一个实施例中，所述悬臂梁部包括：在所述包围部上且横跨在所述振动膜层上方的主体部。

在一个实施例中，所述悬臂梁部还包括：在所述主体部上且朝向所述振动膜层凸出的凸起部。

在一个实施例中，所述保护层包括：互相交叉设置的至少两个悬臂梁部，或者互相平行设置的至少两个悬臂梁部。

在一个实施例中，所述第二间隙的高度与所述第一间隙的高度基本相等。

在一个实施例中，所述第二间隙的高度范围为1.8μm至2.8μm；所述凸起部的高度范围为0.4μm至0.6μm。

在一个实施例中，所述背极板结构包括：在所述衬底之上的第一绝缘物层、在所述第一绝缘物层上的电极板层和在所述电极板层上的第二绝缘物层。

在一个实施例中，所述麦克风还包括：在所述衬底和所述背极板结构之间的隔离层。