本发明涉及半导体器件,特别是涉及一种mems麦克风,还涉及一种mems麦克风的制造方法。
背景技术:
1、微机电系统(micro-electro-mechanical system,mems)器件通常是采用集成电路制造技术来生产的。硅基麦克风在助听器和移动通讯设备等领域有广阔的应用前景。mems麦克风芯片的研究已经有20多年了,在此期间有很多类型的麦克风芯片研发出来,其中有压阻式、压电式和电容式等,其中电容式的mems麦克风应用最为广泛。
2、在mems产品生产制造过程中,有时会只在半导体基板的一面进行工艺(如:膜层淀积、腐蚀等),而另一面不会进行工艺。以形成mems麦克风的背板和振膜之间的空腔为例,示例性的形成空腔的方法是:在振膜或背板上形成一层很厚的氧化硅作为牺牲层,通常厚度有3~5um,然后在氧化硅上形成背板或振膜,最后将牺牲层氧化硅膜层腐蚀掉。这种很厚的氧化硅膜层就会使mems产品的半导体基板发生变形(翘曲),甚至是严重变形(严重翘曲),如图1所示(图1中未画出膜层下方的衬底),需要注意图1中的翘曲只是示意,不代表实际结构的翘曲幅度达到图中的程度。半导体基板发生翘曲,将会影响mems产品的器件性能。此外,由于半导体制造过程中(例如光刻工艺)对半导体基板的形变量有严格的要求,如果半导体基板发生较严重的变形,就无法进行后续的工艺过程,导致无法继续生产。
技术实现思路
1、基于此,有必要提供一种能够改善晶圆翘曲的mems麦克风及其制造方法。
2、一种mems麦克风的制造方法,包括:获取晶圆,所述晶圆包括基板、位于所述基板的第一主面的振膜、以及所述振膜上的牺牲层;在所述牺牲层上形成背板层;在所述背板层上形成具有背板图案的刻蚀阻挡层,并刻蚀形成背板;继续向下刻蚀,使所述牺牲层被部分去除,所述牺牲层被刻蚀的深度达到预设深度;对所述基板的第二主面进行图案化,形成背腔;所述第二主面为所述基板的与所述第一主面相对的一面;释放所述牺牲层,残留的牺牲层结构作为所述振膜和背板之间的支撑层。
3、上述mems麦克风的制造方法,在背板刻蚀完成后继续向下刻蚀牺牲层,使牺牲层在背板声孔的位置被部分去除,从而减小了牺牲层作用在晶圆上的应力,能够改善晶圆翘曲。
4、在本申请的一个实施例中,所述继续向下刻蚀所述牺牲层的步骤中牺牲层被刻蚀的深度不小于所述牺牲层的厚度的30%。
5、在本申请的一个实施例中,所述继续向下刻蚀所述牺牲层的步骤,是利用所述刻蚀阻挡层继续向下刻蚀。
6、在本申请的一个实施例中,所述继续向下刻蚀是采用与所述刻蚀形成背板的步骤相同的刻蚀剂和刻蚀设备进行刻蚀。
7、在本申请的一个实施例中,所述继续向下刻蚀的步骤之后、所述对所述基板的第二主面进行图案化的步骤之前,还包括形成与所述振膜电性连接的第一焊盘和与所述背板电性连接的第二焊盘的步骤。
8、在本申请的一个实施例中,所述振膜和背板层均包括导电材料;所述牺牲层形成有通孔,从而使得所述背板层通过所述通孔与所述振膜电性连接;所述刻蚀形成背板的步骤包括将所述背板层刻蚀成所述背板和与所述背板分离的引出部,所述引出部通过所述通孔与所述振膜电性连接;所述形成与所述振膜电性连接的第一焊盘和与所述背板电性连接的第二焊盘的步骤包括:在所述引出部上形成与所述引出部电性连接的所述第一焊盘,并在所述背板上形成与所述背板电性连接的第二焊盘。
9、在本申请的一个实施例中,所述振膜和背板层均包括多晶硅。
10、在本申请的一个实施例中,所述刻蚀形成背板的步骤之后、所述继续向下刻蚀的步骤之前,还包括:形成覆盖所述背板的氧化层;对形成有所述氧化层的所述晶圆进行退火处理;在所述退火后去除所述氧化层。
11、在本申请的一个实施例中,所述形成覆盖所述背板的氧化层的步骤包括:通过低压化学气相淀积工艺形成所述氧化层,淀积工艺的物质源包括四乙氧基硅烷。
12、在本申请的一个实施例中,所述形成背腔的步骤之前,还包括对所述基板的第二主面进行基板减薄处理的步骤。
13、在本申请的一个实施例中,所述刻蚀形成背板的步骤和所述继续向下刻蚀的步骤,均包括采用干法刻蚀工艺进行刻蚀。
14、在本申请的一个实施例中,所述刻蚀阻挡层为光刻胶层,所述刻蚀阻挡层的厚度为4至5微米。
15、在本申请的一个实施例中,所述牺牲层的厚度为2至5微米。
16、在本申请的一个实施例中,所述继续向下刻蚀,使所述牺牲层被部分去除的步骤中,所述牺牲层被刻蚀的深度不小于所述牺牲层的厚度的一半。
17、在本申请的一个实施例中,所述继续向下刻蚀,使所述牺牲层被部分去除的步骤中,所述牺牲层被刻蚀的深度约为所述牺牲层的厚度的90%。
18、一种mems麦克风,通过前述任一项所述的方法制造形成。
1.一种mems麦克风的制造方法,包括:
2.根据权利要求1所述的mems麦克风的制造方法,其特征在于,所述继续向下刻蚀所述牺牲层的步骤,是利用所述刻蚀阻挡层继续向下刻蚀。
3.根据权利要求1所述的mems麦克风的制造方法,其特征在于,所述继续向下刻蚀的步骤之后、所述对所述基板的第二主面进行图案化的步骤之前,还包括形成与所述振膜电性连接的第一焊盘和与所述背板电性连接的第二焊盘的步骤。
4.根据权利要求3所述的mems麦克风的制造方法,其特征在于,所述振膜和背板层均包括导电材料;所述牺牲层形成有通孔,从而使得所述背板层通过所述通孔与所述振膜电性连接;
5.根据权利要求1所述的mems麦克风的制造方法,其特征在于,所述刻蚀形成背板的步骤之后、所述继续向下刻蚀的步骤之前,还包括:
6.根据权利要求5所述的mems麦克风的制造方法,其特征在于,所述形成覆盖所述背板的氧化层的步骤包括:通过低压化学气相淀积工艺形成所述氧化层,淀积工艺的物质源包括四乙氧基硅烷。
7.根据权利要求1所述的mems麦克风的制造方法,其特征在于,所述形成背腔的步骤之前,还包括对所述基板的第二主面进行基板减薄处理的步骤。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的mems麦克风的制造方法,其特征在于,所述刻蚀形成背板的步骤和所述继续向下刻蚀的步骤,均包括采用干法刻蚀工艺进行刻蚀。
9.根据权利要求8所述的mems麦克风的制造方法,其特征在于,所述刻蚀阻挡层为光刻胶层,所述刻蚀阻挡层的厚度为4至5微米。
10.一种mems麦克风,其特征在于,通过如权利要求1-9中任一项所述的方法制造形成。
