[发明专利]MEMS麦克风的制造方法

说明书

本发明提供了一种MEMS麦克风的制造方法，通过在贯穿半导体层的开口的侧壁上覆盖钝化层和第二介质层，且使得所述钝化层暴露出所述开口底壁上的第一介质层，并暴露出所述开口的底角处与所述第一介质层相接的部分半导体层，以及使得所述第二介质层覆盖在所述开口底角处暴露出的半导体层的侧壁上，且膜厚自上而下逐渐降低，由此，可以在所述钝化层的保护下，能够通过同一道各向同性刻蚀工艺刻蚀去除所述第二介质层并将所述开口的底角刻蚀为圆角，从而在振膜向着半导体层运动且接触该圆角时能形成面接触，避免振膜因接触开口尖锐的底角而破裂的问题，提升器件的可靠性。

技术领域

本发明涉及MEMS麦克风的制造技术领域，特别涉及一种MEMS麦克风的制造方法。

背景技术

目前，微电子机械系统(Micro-electromechanical Systems，MEMS)器件一般采用类似于集成电路批处理的微制造技术，以简化工艺，提高产品的本身性能和可靠性，并尽可能地缩小传感器的尺寸。

深硅刻蚀是MEMS器件加工过程中的一项重要工艺，其形成硅通孔(ThroughSilicon Vias，TSV)结构会影响器件的性能。例如在MEMS麦克风中需要形成振膜时，请参考图1，通常需要从硅片100的背面进行深硅刻蚀，以形成硅通孔100a，并通过硅通孔100a释放硅片100和振膜102之间的牺牲材料（可以是介质层101的一部分，其材料可以是二氧化硅），形成振膜102可动的背腔（未图示）。

现有技术中的深硅刻蚀工艺通常是BOSCH（博世）工艺，该工艺是一种周期性“刻蚀-钝化-刻蚀”的加工工艺，具体地，首先采用氟基活性基团进行硅刻蚀，然后进行侧壁钝化、刻蚀去除底壁上的钝化层并对硅再次刻蚀，由此通过交替转换刻蚀气体与钝化气体实现刻蚀与侧壁钝化，并使得刻蚀不断地向着深度方向进行。其中刻蚀气体为SF₆，钝化气体为C₄F₈。C₄F₈在等离子体中能够形成氟化碳类高分子聚合物，在C₄F₈的钝化作用下，因等离子聚合作用在刻蚀开口的底面和侧壁产生了一层由聚合物形成的钝化保护膜，在SF₆的离子束轰击作用下，刻蚀开口的底面上的钝化保护膜会被刻掉露出硅，进而SF₆继续对硅进行刻蚀，钝化保护膜在硅表面能够阻止氟离子与硅的反应。且刻蚀开口侧壁上的钝化保护膜消失殆尽之时在下一周期中又会重新堆积一层钝化保护膜，如此交替钝化与刻蚀过程，直至刻蚀停止在介质层101的表面上，就可以达到高深宽比刻蚀的效果。

然而，目前的深硅刻蚀形成的硅通孔100a的底角（即靠近振膜102的角）100b，通常是尖角（可以称为锐角），在极端工况下，振膜102可能会触碰到该尖角并形成点接触，极易导致振膜102破裂，造成产品失效。

发明内容

本发明的目的在于提供一种MEMS麦克风的制造方法，以解决振膜因接触开口尖锐的底角而破裂的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种MEMS麦克风的制造方法，其包括：

提供一衬底，所述衬底包括自下而上依次层叠的振膜、第一介质层和半导体层；

在所述衬底中形成开口，所述开口贯穿所述半导体层且侧壁上覆盖有钝化层和第二介质层，所述第二介质层覆盖在所述开口底角处的半导体层的侧壁上，所述钝化层覆盖在所述第二介质层上方的所述半导体层的侧壁上，且所述第二介质层的膜厚自上而下逐渐降低；

在所述钝化层的保护下，采用各向同性刻蚀工艺刻蚀去除所述第二介质层并将所述开口的底角刻蚀为圆角，且所述开口底角的弧面的圆心位于所述半导体层中；

去除所述钝化层，并通过所述开口去除所述开口底壁暴露出的所述第一介质层，以暴露出所述振膜的相应表面。

可选地，在所述衬底中形成所述开口以及覆盖在所述开口侧壁上的所述钝化层和所述第二介质层的步骤包括：

刻蚀所述衬底至暴露出所述第一介质层的表面，以形成所述开口；