[发明专利]MEMS麦克风及其制备方法与电子设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种高信噪比和高声压的MEMS(Micro-Electro-Mechanic System，MEMS)麦克风，以及所述MEMS麦克风的制备方法及应用所述MEMS麦克风的电子设备。

背景技术

一种与本发明相关的麦克风，包括振膜和设置在振膜一侧的背板，振膜上设置有多个声学通孔。由于振膜只有在其一侧设置有背板，因此麦克风的整体灵敏度有限，不能满足高灵敏度要求。还有，由于振膜上设置有声学通孔，使得麦克风不能满足高声压特性。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是麦克风不能满足高灵敏度和高升压要求。

为了解决上述技术问题，本发明实施例公开了一种MEMS麦克风，所述MEMS麦克风包括MEMS芯片和ASIC芯片，所述MEMS芯片和ASIC芯片电连接，所述MEMS芯片包括振膜、第一背板和第二背板，所述振膜设置在所述第一背板和所述第二背板之间，所述第一背板和所述第二背板分别包括多个声学通孔，所述振膜为不包括声学通孔的麦克风振膜，所述振膜与所述第一背板形成第一电容结构，所述振膜与所述第二背板形成第二电容结构，所述第一电容结构和所述第二电容结构以差分形式与ASIC芯片电性连接。

在本发明的一较佳实施例中，所述第一背板包括第一电极，所述第二背板包括第二电极，所述振膜包括第三电极，所述ASIC芯片包括差分电路模块，所述第一电极、所述第二电极和所述第三电极分别与所述ASIC芯片的差分电路模块的输入端电性连接。

在本发明的一较佳实施例中，所述第一背板和所述振膜之间设置有第一结构层，所述第二背板和所述振膜之间设置有第二结构层。

在本发明的一较佳实施例中，还包括基座，所述基座位于所述第一背板下方，并与所述第一背板形成所述MEMS麦克风的背腔，所述基座与所述第一背板之间设置有第三结构层。

在本发明的一较佳实施例中，所述第一结构层、所述第二结构层和所述第三结构层为半导体绝缘材料，所述第一背板、所述第二背板和所述振膜为多晶硅掺杂导电材料或单晶硅掺杂导电材料，所述基座为硅材料。

在本发明的一较佳实施例中，还包括位于所述第一背板与所述振膜之间的防粘层。

本发明还实施例公开了一种电子设备，所述电子设备包括MEMS麦克风，所述MEMS麦克风包括MEMS芯片和ASIC芯片，所述MEMS芯片和ASIC芯片电连接，所述MEMS芯片包括振膜、第一背板和第二背板，所述振膜设置在所述第一背板和所述第二背板之间，所述第一背板和所述第二背板分别包括多个声学通孔，所述振膜为不包括声学通孔的麦克风振膜，所述振膜与所述第一背板形成第一电容结构，所述振膜与所述第二背板形成第二电容结构，所述第一电容结构和所述第二电容结构以差分形式与ASIC芯片电性连接。

本发明还实施例公开了一种MEMS麦克风的制备方法，所述制备方法包括步骤：

步骤S1，制作第一背板结构，包括：

步骤S11，提供第一基座，其包括第一半导体衬底、第一绝缘层和第一背板层，所述第一绝缘层和所述第一背板层依序设置在所述第一半导体衬底表面，从而形成具有SOI结构的第一基座；

步骤S12，在所述第一背板层表面制作背板绝缘层，并在所述第一半导体衬底底面制作绝缘保护层；

步骤S13，在所述背板绝缘层边缘处刻蚀出第一电极凹槽，在所述背板绝缘层和所述第一背板层的中间主体区域刻蚀出多个声学通孔，所述第一背板层的中间主体区域作为第一背板，所述背板绝缘层在所述中间主体区域由于所述多个声学通孔的分割作用形成多个防粘突起作为防粘层；

步骤S2，制作第二背板结构，包括：

步骤S21，提供第二基座，其包括第二半导体衬底、第二绝缘层和第二背板层，所述第二绝缘层和所述第二背板层依序设置在所述第二半导体衬底表面，从而形成具有SOI结构的第二基座；

步骤S22，在所述第二背板层表面沉积牺牲氧化层；

步骤S23，在所述牺牲氧化层表面通过LPCVD沉积多晶硅振膜层；

步骤S24，在所述多晶硅振膜层表面再沉积氧化硅层；

步骤S25，将所述氧化硅层刻蚀形成振膜窗口，并将靠近边缘处的氧化硅层和多晶硅振膜层刻蚀形成第二电极凹槽；

步骤S3，将所述第一背板结构和所述第二背板结构进行健合，形成第一声腔，且所述声学通孔和所述第一声腔相连通；

步骤S4，对所述第二背板结构进行晶圆减薄直至露出第二绝缘层；

步骤S5，对所述第一背板结构晶圆进行刻蚀，形成背腔；