[发明专利]一种MEMS麦克风的加工方法和MEMS麦克风

说明书

本发明公开了一种MEMS麦克风的加工方法和MEMS麦克风。包括：在衬底之上沉积多晶硅基准层；从多晶硅基准层一侧，对多晶硅基准层进行干法刻蚀，在多晶硅基准层上形成基准孔；在多晶硅基准层上沉积第一牺牲层；在第一牺牲层上沉积多晶硅振膜层，多晶硅振膜层具有悬空部；在多晶硅振膜层上沉积第二牺牲层，第二牺牲层在悬空部的外围与第一牺牲层连接；在第二牺牲层上沉积氮化硅层；从衬底一侧，对衬底和二氧化硅保护层进行刻蚀形成第一空腔，第一空腔暴露基准孔；在第一空腔一侧，从基准孔对位于悬空部周围的第一牺牲层和第二牺牲层进行湿法刻蚀，在多晶硅基准层与氮化硅层之间形成第二空腔；多晶硅振膜层的悬空部悬于第二空腔中。

技术领域

本发明属于微机电加工技术领域，具体地，涉及一种MEMS麦克风的加工方法和MEMS麦克风。

背景技术

现有主流的传感器，例如麦克风、压力传感器、位移传感器等，均采用通过平板电容器的原理进行检测。例如在麦克风的结构中，通常包括衬底以及形成在衬底上的背极板、振膜，其中，背极板与振膜之间具有间隙，使得背极板、振膜共同构成了平板式的电容器感测结构。

在这种微机电传感器的加工过程中，通常先在衬底上形成所需结构的材料层，之后通过刻蚀工艺将材料层的不同区域刻蚀掉，最后留下的结构即为微机电传感器。但是，刻蚀工艺中各向异性的刻蚀特点以及半导体材料对刻蚀工艺的选择性影响，距离刻蚀工艺起始位置较远的区域的刻蚀程度难以把控。例如，所采用的刻蚀工艺在一种材料中能够表现出良好的各向异性刻蚀特点，而在刻蚀到另一种材料后则无法表现这种刻蚀特点，从而造成进一步刻蚀形成的空腔的尺寸难以达到设计要求。进而造成微机电传感器的性能受到影响。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种加工MEMS麦克风的新技术方案。

根据本发明的第一方面，提供了一种MEMS麦克风的加工方法，包括：

在衬底之上沉积多晶硅基准层；

从多晶硅基准层一侧，对多晶硅基准层进行干法刻蚀，在多晶硅基准层上形成基准孔；

在多晶硅基准层上沉积第一牺牲层；

在第一牺牲层上沉积多晶硅振膜层，所述多晶硅振膜层具有悬空部；

在多晶硅振膜层上沉积第二牺牲层，所述第二牺牲层在所述悬空部的外围与所述第一牺牲层连接；

在所述第二牺牲层上沉积氮化硅层；

从衬底一侧，对衬底和二氧化硅保护层进行湿法刻蚀形成第一空腔，所述第一空腔暴露所述基准孔；

在所述第一空腔一侧，从所述基准孔对位于所述悬空部周围的所述第一牺牲层和第二牺牲层进行湿法刻蚀，在所述多晶硅基准层与氮化硅层之间形成第二空腔；

所述多晶硅振膜层的悬空部悬于所述第二空腔中。

可选地，所述第二牺牲层包括第二磷硅玻璃层和第三磷硅玻璃层；

在所述多晶硅振膜层上沉积形成所述第二磷硅玻璃层；

对所述第二磷硅玻璃层进行湿法刻蚀，形成与所述多晶硅振膜层连通的凹槽，所述凹槽的位置与所述悬空部的位置对应，在所述凹槽上沉积形成多晶硅支撑柱；

在所述第二磷硅玻璃层上沉积形成所述第三磷硅玻璃层；

所述氮化硅层形成在所述第三磷硅玻璃层上。

可选地，对所述第三磷硅玻璃层进行干法刻蚀，形成与所述多晶硅支撑柱位置对应的凹槽；

形成在所述第三磷硅玻璃层上的氮化硅层嵌入所述第三磷硅玻璃层的凹槽中。

可选地，所述第三磷硅玻璃层的厚度为2微米。