CN102740203A - 结合式微机电麦克风及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种结合式微机电麦克风，其包括有一第一基板、一第二基板、一振膜、一背板及一容置槽。第一基板具有一第一腔室，振膜设置第一腔室上，第二基板具有一第二腔室，背板一侧设置于第二腔室上，另一侧设置于振膜，以使第二基板结合于第一基板上，且背板具有数个音孔，容置槽设置于第一基板与该第二基板之间，用以使振膜与背板之间形成一空间。本发明提供的技术方案能够使振膜的中央部份容置于基板预先成型的容置槽，使得振膜在槽内受到保护，据以提升整体结构强度，非常适于实用。

Description

结合式微机电麦克风及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种微机电麦克风，特别是涉及一种结合式微机电麦克风及其制造方法。

背景技术

微机电麦克风是目前电声产业极力发展的一项产品，其可广泛地被运用于各项可携式电子装置上，借以符合微型化并兼具收音的效果。

如图1所示，为现有习知微机电麦克风示意图，其包括有一第一芯片1与设置于其上的一第二芯片2，且第一芯片1上设置一振膜3，第二芯片2设置一背板4与振膜3相对应，以及第一芯片1与第二芯片2之间设有一支撑结构5，用以接纳振膜3，以维持振膜3在支撑结构5所圈设的区域内，而不会受应力所影响，其中支撑结构5主要设置于背板4的凹槽6内。

然而，支撑结构5的高度必须与凹槽6的深度精准配合，否则第一芯片1与第二芯片2在结合后，支撑结构5极容易因结合时的作用压力，而产生变形或损坏，如此结构在制造上控制良率相当困难；再者，由于支撑结构5与第二芯片2直接结合的作法，其必须要考量支撑结构5的材料能与第二芯片2的硅(Si)层发生共晶反应才行，因此在材料的选择上非常有限，此外，该现有习知微机电麦克风的振膜3是为一浮动结构，其通常在工艺中需要采用牺牲层的作法，如此在工艺的实施上显得并非容易。

有鉴于上述现有的微机电麦克风存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的结合式微机电麦克风及其制造方法，能够改进一般现有的微机电麦克，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经过反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。

发明内容

有鉴于上述课题，本发明的目的在于，克服现有的微机电麦克风存在的缺陷，而提供一种结合式微机电麦克风及其制造方法，所要解决的技术问题是，振膜的中央部份容置于基板预先成型的容置槽，使得振膜在槽内受到保护，据以提升整体结构强度，非常适于实用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下的技术方案来实现的。依据本发明提供一种结合式微机电麦克风，其包括有一第一基板、一第二基板、一振膜、一背板及一容置槽。第一基板具有一第一腔室，振膜设置第一腔室上，第二基板具有一第二腔室，背板一侧设置于第二腔室上，另一侧设置于振膜，以使第二基板结合于第一基板上，且背板具有数个音孔，容置槽设置于第一基板与该第二基板之间，用以使振膜与背板之间形成一空间。

本发明的目的以及解决其技术问题还可以采用以下的技术措施来进一步实现。

较佳的，前述的结合式微机电麦克风，其中该容置槽设置于该第一基板，且与该第一腔室连通，以使该振膜的中央部份容设置于内。

较佳的，前述的结合式微机电麦克风，其中该容置槽设置于该第二基板，且与该第二腔室连通，以使该背板的中央部份容设置于内。

较佳的，前述的结合式微机电麦克风，其中其中该振膜上设有一导电层，该导电层设于该背板与该振膜之间，且该导电层两侧做为打线区域。

较佳的，前述的结合式微机电麦克风，其中该振膜与该第一基板之间设有一选用二氧化硅材料的第一绝缘层，该振膜上设有一第二绝缘层，该背板与该第二基板之间设有一选用二氧化硅材料的第三绝缘层。

较佳的，前述的结合式微机电麦克风，其中该振膜是选用氮化硅材料。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下的技术方案来实现的。依据本发明提供一种结合式微机电麦克风的制造方法，包括提供一第一基板，在其上制作一容置槽，且第一基板上制作一振膜，振膜的中央容置于容置槽，提供一第二基板，其上制作一带有数个音孔的背板，将第一基板与第二基板结合，使振膜与背板之间形成一空间，将第二基板的两侧移除，以使第一基板露出，分别在第一基板与第二基板制作出一第一腔室与一第二腔室，利用机械方式将第一基板的两侧移除，以制作出结合式微机电麦克风。

较佳的，前述的结合式微机电麦克风的制造方法，其中该第一基板侧边或该第二基板的侧边可制作一凹槽结构。

较佳的，前述的结合式微机电麦克风的制造方法，其中该凹槽结构是利用蚀刻方式成型。

较佳的，前述的结合式微机电麦克风的制造方法，其中该容置槽是利用蚀刻方式成型。

较佳的，前述的结合式微机电麦克风的制造方法，其中移除该第二基板的两侧可为机械方式。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下的技术方案来实现的。依据本发明提供的一种结合式微机电麦克风的制造方法，包括下列步骤：提供一第一基板，该第一基板上制作一振膜；提供一第二基板，在其上制作一容置槽，且该第二基板上制作一带有数个音孔的背板，该背板中央容置于该容置槽；将该第一基板与该第二基板结合，使该振膜与该背板之间形成一空间；将该第二基板的两侧移除，以使该第一基板露出；分别在该第一基板与该第二基板制作出一第一腔室与一第二腔室；以及利用机械方式将该第一基板的两侧切割，以制作出该结合式微机电麦克风。

较佳的，前述的结合式微机电麦克风的制造方法，其中该第一基板侧边或该第二基板的侧边可制作一凹槽结构。

较佳的，前述的结合式微机电麦克风的制造方法，其中该凹槽结构是利用蚀刻方式成型。

较佳的，前述的结合式微机电麦克风的制造方法，其中该容置槽是利用蚀刻方式成型。

较佳的，前述的结合式微机电麦克风的制造方法，其中移除该第二基板的两侧可为机械方式。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下的技术方案来实现的。依据本发明提供的一种结合式微机电麦克风的制造方法，包括下列步骤：提供一第一基板，在其上蚀刻出一容置槽，且该第一基板上制作一振膜，该振膜的中央容置于该容置槽；提供一第二基板，在其上制作一具有数个音孔的背板；将该第一基板与该第二基板结合，使该振膜与该背板之间形成一空间；在该第一基板制作出一第一腔室，以及同时在第二基板制作一第二腔室和将第二基板的两侧移除；以及利用机械方式将该第一基板的两侧切割，以制作出该结合式微机电麦克风。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下的技术方案来实现的。依据本发明提供的一种结合式微机电麦克风的制造方法，包括下列步骤：提供一第一基板，该第一基板上制作一振膜；提供一第二基板，在其上蚀刻一容置槽；制作一具有数个音孔的背板在该第二基板，使该背板中央容置于该容置槽内；将该第一基板与该第二基板结合，使该振膜与该背板之间形成一空间；在该第一基板制作出一第一腔室，以及同时在第二基板制作一第二腔室和将第二基板的两侧移除；以及利用机械方式将该第一基板的两侧切割，以制作出该结合式微机电麦克风。

本发明的有益效果及优点至少包括：

①当容置槽设置于第一基板时，振膜的中央部份得以容置于容置槽，可使得振膜在槽内受到保护，提升整体结构强度，同时借由容置槽的设计，亦能达到整体高度的降低，有利于实现微型化的目的。

②本发明的容置槽可设置于第二基板，用以容置背板之中央部份，以保护背板之结构。

③本发明的第一基板或第二基板的侧边可制作凹槽结构，借以机械方式切割的工艺时，将凹槽结构作为切割停止区，以使得切割深度不必超过如习知结构那样深厚，如此可节省工艺时间，以提升产品的良率。

④本发明制作背板在第二基板上，亦可利用化学方式同时将背板制作出数个音孔及在第二基板成型第二腔室时将其两侧移除，借以简化工艺。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1为现有习知微机电麦克风的示意图。

图2为本发明第一实施例中振膜成型于第一基板的示意图。

图3为本发明第一实施例中背板成型于第二基板的示意图。

图4为本发明第一实施例中两基板结合的示意图。

图5为本发明第一实施例中切割第二基板的示意图。

图6为本发明第一实施例中另一种工艺步骤的示意图。

图7为本发明第一实施例中腔室结构成型的示意图。

图8为本发明第一实施例中切割第一基板的示意图。

图9为本发明第二实施例的示意图。

【主要元件符号说明】

1     第一芯片        2     第二芯片

3     振膜            4     背板

5     支撑结构        6     凹槽

10    第一基板        11    容置槽

12    第一绝缘层      13    第一腔室

20    振膜            21    导电层

22    第二绝缘层      30    第二基板

31    凹槽结构        32    第三绝缘层

33    第二腔室        34    容置槽

40    背板            41    音孔

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的结合式微机电麦克风及其制造方法其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

参阅图2所示，为本发明第一实施例中振膜成型于第一基板的示意图。首先提供Si材料的一第一基板10，并在上表面蚀刻有一矩形状的容置槽11。而第一基板10上表面沉积有一第一绝缘层12，其沉积于第一基板10上表面以及容置槽11，其中第一绝缘层12选用二氧化硅(SiO2)材料。接着在第一绝缘层12上沉积一振膜20，其可选用氮化硅(SiNx)材料或是金属材料。其中振膜20中央区域恰潜沉于容置槽11内。此外，在振膜20上另沉积有一导电层21，以及位于中央部份的一第二绝缘层22，其可选用二氧化硅(SiO2)材料或其他绝缘材料。

参阅图3所示，为本发明第一实施例中背板成型于第二基板的示意图。在此是提供一第二基板30，其选用硅(Si)材料，并在第二基板30的下表面两侧分别蚀刻出一凹槽结构31，其中凹槽结构31可以是例如矩形、梯形或圆形等几何形状。而在第二基板30的下表面沉积一第三绝缘层32，其选用二氧化硅(SiO2)材料，且沉积于凹槽结构31与第二基板30的下表面。接着在平坦的中心区域制作一带有音孔41的背板40。

参阅图4所示，为本发明第一实施例中两基板结合的示意图。第二基板30是利用背板40结合于第一基板10的导电层21上，使得振膜20与背板40之间形成一适当的空间，其中第一基板10与第二基板30的结合，可采用结合式结合、融溶结合、阳极结合、胶黏合或是热超音波结合等方式，或是采用其他相类似结合方式。而上述适当空间是取决于凹槽11深度来定义，且因第一基板10的容置槽11设计，本发明第一基板10与第二基板30在结合后的高度能较现有习知微机电麦克风小，有利于产品的微型化。接着如图5所示，是利用机械式切割方式分别下刀至第二基板30的凹槽结构31的区域内，以使凹槽结构31为切割停止区，如此可将第二基板30自晶圆片切离，而制作出预定尺寸，并使得第一基板10的导电层21露出以供打线。由于本发明的凹槽结构31为预先成型之故，可使第二基板30的切割深度不必超过整体厚度，如此可有效减低工艺时间，以及提供产品的良率。同理可证，本发明的凹槽结构31亦能依制作需要而将其实施于第一基板10上，同样具有相同的功效。另外值得一提的是，若采用前述的化学方式将第二基板30自晶圆片移除的工艺，则可以直接将第二基板30结合于第一基板10上，如此可以免除切割第二基板30的步骤，以利于简化工艺。

参阅图6所示，为本发明第一实施例中另一种工艺步骤的示意图。是提供未设置如同前述的凹槽结构的第二基板30，并将其结合于第一基板10上。

参阅图7所示，为本发明第一实施例中腔室结构成型的示意图。在第一基板10与第二基板30的背部分别成型一第一腔室13及一第二腔室33，并连通于振膜20与背板40之间的空间，以将振膜20成型一悬浮结构。若采用图6的工艺步骤，则在制作第二腔室33的同时，蚀刻第二基板30的两侧，以使第二基板30自晶圆片移除，如此不同于前述的制作凹槽结构31的步骤。

参阅图8所示，为本发明第一实施例中切割第一基板的示意图。在工艺的最后，是利用机械方式切割第一基板10的两侧，以将其自晶圆片切离，而由于第二基板30已预先实施第一次切割工艺，使得本发明微机电麦克风整体成型的切割分为两次下刀，而非一次切割成型，如此使得本发明微机电麦克风不会受一次切割的工艺，而降低产品的良率，且制作上较为简易而不易受切割工具的限制。而若是采用化学方式将第二基板30自晶圆片移除的工艺，则只要直接切割第一基板10的两侧即可，可免除工艺当中不必要的影响。此外在第二基板30的上表面可依电子产品的需求，以予设置电子元件在其上，而电子元件可包括电容、电阻、电感、整合芯片等等。

参阅图9所示，为本发明第二实施例的示意图。本实施例与前述不同之处在于，容置槽34改设置于第二基板30，以使背板40中央部份沉潜于容置槽34内，同样具有前述工艺的功效。

本发明的结合式微机电麦克风及其制造方法，是主要在第一基板蚀刻出容置槽，以提供振膜的中央部份可容置于内，使得振膜在容置槽内受到保护，如此整体结构强度较佳，且容置槽的深度是决定第二基板的背板与振膜之间的距离，据此，本发明可使结合式的第一基板与第二基板的高度较现有习知结构为低，以实现微型化的目的。此外，本发明的容置槽亦可改设置于第二基板，用以容置背板的中央部份，同样具有保护背板的功效。

而本发明的结合式微机电麦克风制造方法，可在第二基板两侧蚀刻出凹槽结构，使得本发明在切割第二基板时，凹槽结构为切割停止区，以使切割深度不必超过第二基板的厚度，如此可节省整体工艺时间，并不易受切割工具的参数所影响，而能提升产品的良率。此外，本发明的凹槽结构亦可设置于该第一基板的两侧，同样具有前述的功效。

另外，本发明的结合式微机电麦克风制造方法，可在第二基板结合于第一基板后，在第二基板制作第二腔室时，同时将两侧自晶圆片蚀移，亦具有简化后续工艺的功效。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属本发明技术方案的范围内。

Claims (18)

1.一种结合式微机电麦克风，其特征在于包括：

一第一基板，是具有一第一腔室；

一振膜，是设置该第一腔室上；

一第二基板，是具有一第二腔室；

一背板，是一侧设置于该第二腔室上，另一侧设置于该振膜，以使该第二基板结合于该第一基板上，且该背板具有数个音孔；

以及

一容置槽，是设置于该第一基板与该第二基板之间，用以使该振膜与该背板之间形成一空间。

2.如权利要求1所述的结合式微机电麦克风，其特征在于其中该容置槽设置于该第一基板，且与该第一腔室连通，以使该振膜的中央部份容设置于内。

3.如权利要求1所述的结合式微机电麦克风，其特征在于其中该容置槽设置于该第二基板，且与该第二腔室连通，以使该背板的中央部份容设置于内。

4.如权利要求1所述的结合式微机电麦克风，其特征在于其中该振膜上设有一导电层，该导电层设于该背板与该振膜之间，且该导电层两侧做为打线区域。

5.如权利要求4所述的结合式微机电麦克风，其特征在于其中该振膜与该第一基板之间设有一选用二氧化硅材料的第一绝缘层，该振膜上设有一第二绝缘层，该背板与该第二基板之间设有一选用二氧化硅材料的第三绝缘层。

6.如权利要求1所述的结合式微机电麦克风，其特征在于其中该振膜是选用氮化硅材料。

7.一种结合式微机电麦克风的制造方法，其特征在于包括下列步骤：

提供一第一基板，在其上制作一容置槽，且该第一基板上制作一振膜，该振膜的中央容置于该容置槽；

提供一第二基板，其上制作一带有数个音孔的背板；

将该第一基板与该第二基板结合，使该振膜与该背板之间形成一空间；

将该第二基板的两侧移除，以使该第一基板露出；

分别在该第一基板与该第二基板制作出一第一腔室与一第二腔室；以及

利用机械方式将该第一基板的两侧移除，以制作出该结合式微机电麦克风。

8.如权利要求7所述的结合式微机电麦克风的制造方法，其特征在于其中该第一基板侧边或该第二基板的侧边可制作一凹槽结构。

9.如权利要求8所述的结合式微机电麦克风的制造方法，其特征在于其中该凹槽结构是利用蚀刻方式成型。

10.如权利要求8所述的结合式微机电麦克风的制造方法，其特征在于其中该容置槽是利用蚀刻方式成型。

11.如权利要求8所述的结合式微机电麦克风的制造方法，其特征在于其中移除该第二基板的两侧可为机械方式。

12.一种结合式微机电麦克风的制造方法，其特征在于包括下列步骤：

提供一第一基板，该第一基板上制作一振膜；

提供一第二基板，在其上制作一容置槽，且该第二基板上制作一带有数个音孔的背板，该背板中央容置于该容置槽；

将该第一基板与该第二基板结合，使该振膜与该背板之间形成一空间；

将该第二基板的两侧移除，以使该第一基板露出；

分别在该第一基板与该第二基板制作出一第一腔室与一第二腔室；以及

利用机械方式将该第一基板的两侧切割，以制作出该结合式微机电麦克风。

13.如权利要求12所述的结合式微机电麦克风的制造方法，其特征在于其中该第一基板侧边或该第二基板的侧边可制作一凹槽结构。

14.如权利要求13所述的结合式微机电麦克风的制造方法，其特征在于其中该凹槽结构是利用蚀刻方式成型。

15.如权利要求13所述的结合式微机电麦克风的制造方法，其特征在于其中该容置槽是利用蚀刻方式成型。

16.如权利要求13所述的结合式微机电麦克风的制造方法，其特征在于其中移除该第二基板的两侧可为机械方式。

17.一种结合式微机电麦克风的制造方法，其特征在于包括下列步骤：

提供一第一基板，在其上蚀刻出一容置槽，且该第一基板上制作一振膜，该振膜的中央容置于该容置槽；

提供一第二基板，在其上制作一具有数个音孔的背板；

将该第一基板与该第二基板结合，使该振膜与该背板之间形成一空间；

在该第一基板制作出一第一腔室，以及同时在第二基板制作一第二腔室和将第二基板的两侧移除；以及

利用机械方式将该第一基板的两侧切割，以制作出该结合式微机电麦克风。

18.一种结合式微机电麦克风的制造方法，其特征在于包括下列步骤：

提供一第一基板，该第一基板上制作一振膜；

提供一第二基板，在其上蚀刻一容置槽；

制作一具有数个音孔的背板在该第二基板，使该背板中央容置于该容置槽内；

将该第一基板与该第二基板结合，使该振膜与该背板之间形成一空间；

在该第一基板制作出一第一腔室，以及同时在第二基板制作一第二腔室和将第二基板的两侧移除；以及

利用机械方式将该第一基板的两侧切割，以制作出该结合式微机电麦克风。

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