[发明专利]互补式金氧半微机电麦克风及其制作方法

说明书

本发明公开了一种互补式金氧半微机电麦克风及其制作方法，首先，提供一互补式金氧半装置，其包含依序由下而上设置的一半导体基板、一第一氧化绝缘层、一有掺杂多晶硅层、一第二氧化绝缘层、一图案化多晶硅层与一金属布线层，金属布线层设于第二氧化绝缘层上，图案化多晶硅层包含未掺杂多晶硅。接着，移除部分的金属布线层，以形成一金属电极，并于半导体基板开设贯穿自身的一空腔，以露出第一氧化绝缘层，进而形成一微机电麦克风。本发明利用图案化多晶硅层的未掺杂多晶硅避免有掺杂多晶硅层与金属电极发生短路。

技术领域

本发明涉及一种麦克风的制作技术，且特别涉及一种互补式金氧半微机电麦克风及其制作方法。

背景技术

在过去的三十年中，互补金属氧化物半导体(CMOS)已广泛用于集成电路(IC)的制造。由于大量的研究人力和投入，集成电路的发展和创新取得了突飞猛进的发展，显著提高了其可靠性和产量，同时，生产成本大幅降低。目前，此技术已达到成熟稳定的水平，对于半导体的持续发展，除了紧跟当前技术发展趋势外，必须实现突破，提供特殊的生产工艺，增强系统整合度。

在这方面，微机电系统(MEMS)是一种完全不同于传统技术的新型加工技术。它主要利用半导体技术生产MEMS结构；同时它能够制造具有电子和机械功能的产品。因此，它具有批量处理，小型化和高性能的优点，并且非常适用于需要以降低的成本进行大规模生产的生产工业。因此，对于这种稳定且不断发展的CMOS技术，MEMS和电路的集成可以是实现系统集成的更好方法。在传统技术中，如第1图所示，微机电麦克风通常有一背板10、一隔膜12与一半导体基板14。背板10与隔膜12中间有空隙，半导体基板14开设有一空腔16，空腔16位于隔膜12下方。当声压透过空气振动传递到隔膜12时，隔膜12会振动。若制程有误差时，背板10与隔膜12施加的电压会造成背板10与隔膜12发生短路。举例来说，欧洲专利EP2536168A2与美国专利US9758370都有揭露麦克风的结构，其背板与振动膜之间并无任何阻隔物，故振动膜振动时，背板与振动膜容易发生短路。此外，美国专利US7666698虽有利用蚀刻阻挡(etch stop)层在MEMS装置的上方形成空腔(cavity)，但此蚀刻阻挡层的材质为氮化硅(SiN)，并非为标准制程所使用的多晶硅(polysilicon)。美国专利20070218661A1则是对纯多晶硅层进行图案化与蚀刻，以形成有掺杂离子的闸极，与麦克风结构无关。

因此，本发明针对上述的困扰，提出一种互补式金氧半微机电麦克风及其制作方法，以解决现有技术中所存在的问题。

发明内容

本发明的主要目的，在于提供一种互补式金氧半微机电麦克风及其制作方法，其是利用图案化多晶硅层的未掺杂多晶硅隔离有掺杂多晶硅层与金属电极，以避免有掺杂多晶硅层与金属电极发生短路，同时避免有掺杂多晶硅层被蚀刻。

本发明的次要目的，在于提供一种互补式金氧半微机电麦克风及其制作方法，其是使部分的图案化未掺杂多晶硅层位於部分的金属电极与部分的图案化有掺杂多晶硅层之间，以利用部分的图案化未掺杂多晶硅层隔离部分的金属电极与部分的图案化有掺杂多晶硅层，且部分的金属电极与部分的图案化有掺杂多晶硅层的水平位置不同，以避免金属电极与图案化有掺杂多晶硅层之间有垂直的静电力，使金属电极与图案化有掺杂多晶硅层相吸导致短路，而影响麦克风的效能。

为达上述目的，本发明提供一种互补式金氧半微机电麦克风的制作方法，首先，提供一互补式金氧半装置，其包含依序由下而上设置的一半导体基板、一第一氧化绝缘层、一有掺杂多晶硅层、一第二氧化绝缘层、一图案化多晶硅层与一金属布线层，金属布线层设于第二氧化绝缘层上，图案化多晶硅层包含未掺杂多晶硅。接着，移除部分的金属布线层，以形成位于未掺杂多晶硅的上方的一金属电极，以利用未掺杂多晶硅隔离金属电极与有掺杂多晶硅层，并于半导体基板开设贯穿自身的一空腔(Chamber)，以露出第一氧化绝缘层，并以有掺杂多晶硅层作为震动隔膜(Diaphragm)，进而形成一微机电麦克风。

在本发明的一实施例中，是先移除部分的金属布线层，以形成金属电极，再于半导体基板开设空腔，以露出第一氧化绝缘层。