[发明专利]电容式硅麦克风芯片及其制备方法

说明书

本发明涉及一种电容式硅麦克风芯片及其制备方法，该芯片包括：硅衬底；形成于衬底上表面的一下沉式凹槽；形成于凹槽中的下极板和振动膜，振动膜以一空气隙为间隔、以一支撑体为支撑、设置于下极板上方，振动膜上设有多个释放孔，释放孔连通芯片外部与空气隙；以及背腔，形成于衬底背部，并延伸至下极板底部；其中，振动膜上表面的高度低于衬底上表面。在利用水刀划片方法对晶圆进行划片时，该芯片可有效避免对芯片造成损伤或污染，从而提高了芯片产能、降低了生产成本。

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芯片及其制备方法。

背景技术

MEMS（Micro-Electro-Mechanical-System）麦克风的工作原理与传统的驻极体电容式麦克风类似，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。

近年来，随着智能手机、笔记本电脑等电子产品体积不断缩小、性能越来越高，相应地要求配套的电子零部件体积缩小、性能和一致性提高。目前，利用MEMS工艺制成的MEMS硅电容麦克风被批量地应用到手机、笔记本、蓝牙耳机等电子产品中。

MEMS麦克风的核心器件是MEMS麦克风芯片，此芯片可以完成声电转换功能。图1示出一种现有的硅麦克风芯片结构，其形成于硅衬底10上，衬底10背部形成有一背腔101，其内部气压表征了硅麦克风的内部气压，衬底10正面上方设置一个由固定极板102、振动膜103构成的一个平行板电容器，极板102与振动膜103之间具有一空气隙104，作为该平行板电容器的绝缘介质，空气隙104通过极板102上的导气孔（附图未示出）与背腔101导通，振动膜103的周边设有支撑体105，上表面设有多个释放孔106，用于在制备工艺中挥发填充在空气隙104中的材料。当硅麦克风外部有声音信号产生时，外部气压与内部气压的差异将带动振动膜103发生振动，使得平行板电容器的电容值发生变化，在平行板电容器的两极产生电压信号，从而实现声电转换功能。

硅麦克风芯片在硅晶圆上加工制作，而一片硅晶圆有上千颗芯片，需要通过划片来分割成独立MEMS麦克风芯片。图2示出一片硅晶圆，其包括多枚加工完的MEMS麦克风芯片，在划片时先贴上蓝膜对芯片进行保护，再沿虚线划片从而使得各芯片分离开来。现有技术提供的水刀划片方法成本低、易实现，被利用在大部分芯片划片上，但是该方法需要用大压力的水进行冲洗，而对于MEMS麦克风芯片而言，其振动膜极其脆弱、易被损坏、易被污染，鉴于水刀划片方法的精度并不足够高，其会不可避免地会损伤部分芯片，而降低产能，增加生产成本。

因此，提供一种电容式硅麦克风芯片，以便在利用水刀划片方法对晶圆进行划片时，避免对芯片造成损伤或污染，是本发明需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种电容式硅麦克风芯片，其能在晶圆划片时避免对芯片的损伤或污染。

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芯片，包括：硅衬底；形成于衬底上表面的一下沉式凹槽；形成于凹槽中的下极板和振动膜，振动膜以一空气隙为间隔、以一支撑体为支撑、设置于下极板上方，振动膜上设有多个释放孔，释放孔连通芯片外部与空气隙；以及背腔，形成于衬底背部，并延伸至下极板底部；其中，振动膜上表面的高度低于衬底上表面。

优选地，衬底上表面与振动膜上表面的高度差为50-100um。

本发明又一目的在于提供一种电容式硅麦克风芯片的制备方法，其制备出的芯片在晶圆划片时，不易受损伤或污染。

为实现上述目的，本发明又一技术方案如下：