專利名稱：微機(jī)電傳感器及其形成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微機(jī)電領(lǐng)域，尤其涉及微機(jī)電傳感器及其形成方法。
背景技術(shù)：
微機(jī)電系統(tǒng)(Microelectro Mechanical Systems，簡(jiǎn)稱MEMS)是在微電子技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的多學(xué)科交叉的前沿研究領(lǐng)域，是一種采用半導(dǎo)體工藝制造微型機(jī)電器件的技術(shù)。與傳統(tǒng)機(jī)電器件相比，MEMS器件在耐高溫、小體積、低功耗方面具有十分明顯的優(yōu)勢(shì)。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，已成為世界矚目的重大科技領(lǐng)域之一，它涉及電子、機(jī)械、材料、物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)等多種學(xué)科與技術(shù)，具有廣闊的應(yīng)用前景。MEMS技術(shù)其中一個(gè)重要應(yīng)用是MEMS傳感器，MEMS傳感器包括MEMS麥克風(fēng)、MEMS 壓力傳感器等。麥克風(fēng)是一種將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)的換能器。根據(jù)工作原理的不同分為壓電式、壓阻式以及電容式三類。其中電容式微型麥克風(fēng)因具有較高的靈敏度、較低的噪聲、失真以及功耗等優(yōu)點(diǎn)，而成為微機(jī)電麥克風(fēng)發(fā)展的主流。壓力傳感器是一種將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的換能器。根據(jù)工作原理的不同分為壓阻式傳感器和電容式傳感器。圖1為現(xiàn)有的一種微機(jī)電麥克風(fēng)的立體示意圖，圖2為圖1所示的現(xiàn)有技術(shù)的一種微機(jī)電麥克風(fēng)沿a-a方向的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，結(jié)合參考圖1和圖2，現(xiàn)有的一種微機(jī)電麥克風(fēng)包括具有導(dǎo)氣孔的電極板11，位于半導(dǎo)體基板10表面上；振膜12，與電極板11相對(duì)設(shè)置，所述振膜12與電極板11之間為空腔13 ；還具有背腔14，背腔14與空腔13分別位于振膜12的兩側(cè)，且均與外界空氣連通，使振膜12兩側(cè)的氣壓相同?，F(xiàn)有的微機(jī)電麥克風(fēng)工作原理是振膜12兩側(cè)的背腔14和空腔13均與外界空氣連通，因此振膜12兩側(cè)的壓強(qiáng)相等，當(dāng)有聲音經(jīng)過電極板11的導(dǎo)氣孔傳至振膜12時(shí)，聲波會(huì)使振膜12振動(dòng)，隨著振膜12的振動(dòng)，振膜12與電極板11之間的電容會(huì)隨之變化，將振膜12與電極板11之間的電容變化轉(zhuǎn)化成電信號(hào)并輸出，即完成將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)的過程。現(xiàn)有的微機(jī)電麥克風(fēng)存在如下問題首先，振膜12與電極板11之間的距離比較大，對(duì)電容的變化不是非常敏感，因此信噪比較大。其次，由于形成背腔14需要對(duì)半導(dǎo)體基板10的背面進(jìn)行蝕刻，也就是說形成微機(jī)電麥克風(fēng)時(shí)需要在基板的正面和背面均進(jìn)行刻蝕，即需要給背腔14的形成預(yù)留一定的厚度，這樣會(huì)導(dǎo)致半導(dǎo)體基板10的厚度增加；再者，由于半導(dǎo)體基板10的厚度限制，背腔14的開口尺寸難以縮小，因此器件按比例微縮 (device scaling-down)困難，進(jìn)而導(dǎo)致微機(jī)電麥克風(fēng)難以集成在半導(dǎo)體芯片中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的問題是現(xiàn)有技術(shù)的微機(jī)電傳感器(包括微機(jī)電麥克風(fēng)和微機(jī)電壓力傳感器)，信噪比大、半導(dǎo)體基板厚度大以及背腔的開口尺寸難以縮小無法與半導(dǎo)體芯片集成。為解決上述問題，本發(fā)明提供一種微機(jī)電傳感器，包括
第一電極板，振膜，所述第一電極板和所述振膜相對(duì)設(shè)置，兩者之間為空腔，所述振膜的一側(cè)暴露于外界空氣；其特征在于，還包括第二電極板，設(shè)置于所述第一電極板和所述振膜之間，所述振膜與所述第二電極板固定電連接。本發(fā)明還提供一種形成微機(jī)電傳感器的方法，包括提供基板，在所述基板上依次形成第一電極板、第一犧牲層、第二電極板、第二犧牲層，所述第一犧牲層覆蓋所述第一電極板且覆蓋部分所述基板，所述第二犧牲層完全覆蓋所述第二電極板、覆蓋部分所述第一犧牲層；在所述第二犧牲層中形成插栓，在所述第二犧牲層上形成振膜，所述插栓的兩端分別與所述第二電極板、振膜電連接，在所述第二犧牲層的外側(cè)形成第一介質(zhì)層，第一介質(zhì)層的表面與第二犧牲層的表面相平；形成第二介質(zhì)層，覆蓋所述振膜和所述第一介質(zhì)層，并在所述第一介質(zhì)層和第二介質(zhì)層中形成開口，所述開口暴露出所述第一犧牲層；通過所述開口去除所述第一犧牲層和第二犧牲層，在振膜和第一電極板之間形成空腔，在所述第一介質(zhì)層和基板之間形成通氣通道；形成第三介質(zhì)層，填充所述開口且覆蓋所述第二介質(zhì)層；在所述第二介質(zhì)層、第三介質(zhì)層中形成凹槽，所述凹槽暴露出所述振膜，在所述第一介質(zhì)層、第二介質(zhì)層和所述第三介質(zhì)層中形成通氣孔，所述通氣孔與所述通氣通道連通。本發(fā)明還提供另一種形成微機(jī)電傳感器的方法，包括提供基板，在所述基板上形成第一凹槽、與第一凹槽連通的第二凹槽；在所述第一凹槽、第二凹槽內(nèi)形成第一犧牲層；在所述第一犧牲層上依次形成具有開口的第一電極板、第二犧牲層、第二電極板、 第三犧牲層，所述第二犧牲層覆蓋部分所述第一犧牲層，在形成第二電極板之前在第二犧牲層的外側(cè)形成第一介質(zhì)層，所述第一介質(zhì)層的表面和第二犧牲層的表面相平，所述第三犧牲層完全覆蓋第二電極板；在所述第三犧牲層中形成插栓，在所述第三犧牲層的外側(cè)形成第二介質(zhì)層，在所述第三犧牲層、第二介質(zhì)層與插栓形成的表面上形成振膜，所述插栓的兩端分別與所述第二電極板、振膜電連接，所述振膜的周邊覆蓋在所述第二介質(zhì)層上；形成第三介質(zhì)層，覆蓋所述振膜、第三犧牲層、第二電極板，并在所述第一介質(zhì)層、 第二介質(zhì)層和第三介質(zhì)層中形成開口，所述開口暴露出所述第一犧牲層或第二犧牲層；通過所述開口去除所述第一犧牲層、第二犧牲層和第三犧牲層，在振膜和第一電極板之間形成空腔，在第一電極板和基板之間形成連通空腔，在所述第一介質(zhì)層和基板之間形成通氣通道，所述第一凹槽對(duì)應(yīng)連通空腔，所述第二凹槽對(duì)應(yīng)通氣通道；形成第四介質(zhì)層，填充所述開口且覆蓋所述第三介質(zhì)層；在所第三介質(zhì)層和所述第四介質(zhì)層中形成第三凹槽，所述第三凹槽暴露出所述振膜，在所述第一介質(zhì)層、第二介質(zhì)層、所述第三介質(zhì)層和第四介質(zhì)層中形成通氣孔，所述通氣孔與所述通氣通道連通。本發(fā)明還提供一種形成微機(jī)電傳感器的方法，包括提供基板，在所述基板上依次形成第一電極板、第一犧牲層、第二電極板、第二犧牲層，所述第一犧牲層覆蓋所述第一電極板，所述第二犧牲層完全覆蓋所述第二電極板、覆蓋部分所述第一犧牲層；在所述第二犧牲層中形成插栓，在所述第二犧牲層上形成振膜，所述插栓的兩端分別與所述第二電極板、振膜電連接，在所述第二犧牲層的外側(cè)形成第一介質(zhì)層，第一介質(zhì)層的表面與第二犧牲層的表面相平；形成第二介質(zhì)層，覆蓋所述振膜和所述第一介質(zhì)層，并在所述第一介質(zhì)層和第二介質(zhì)層中形成開口，所述開口暴露出所述第一犧牲層；通過所述開口去除所述第一犧牲層和第二犧牲層，在振膜和第一電極板之間形成
空腔；形成第三介質(zhì)層，填充所述開口且覆蓋所述第二介質(zhì)層；在所述第二介質(zhì)層、第三介質(zhì)層中形成凹槽，所述凹槽暴露出所述振膜。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)本技術(shù)方案的微機(jī)電傳感器，在振膜和第一電極板之間增加了第二電極板，振膜和第二電極板固定電連接，將振膜和第一電極板之間的電容變化轉(zhuǎn)化為第二電極板和第一電極之間的電容變化，由于第一電極板和第二電極板之間的距離相對(duì)較近，對(duì)電容的變化也就相對(duì)敏感，因此可以提高信噪比，也就是說，對(duì)于微機(jī)電麥克風(fēng)可以提高聲音信號(hào)的信噪比，對(duì)應(yīng)微機(jī)電壓力傳感器可以提高壓力信號(hào)的信噪比。


圖1為現(xiàn)有的一種微機(jī)電麥克風(fēng)的立體示意圖；圖2為圖1所示的現(xiàn)有技術(shù)的一種微機(jī)電麥克風(fēng)沿a-a方向的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明第一具體實(shí)施例的微機(jī)電麥克風(fēng)的平面結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為圖3所示的微機(jī)電麥克風(fēng)沿b_b方向的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明第一具體實(shí)施例的微機(jī)電麥克風(fēng)形成方法的流程圖；圖6a、6b 圖19a、19b為第一具體實(shí)施例的微機(jī)電麥克風(fēng)形成方法的結(jié)構(gòu)示意圖；圖20為本發(fā)明第二具體實(shí)施例的微機(jī)電麥克風(fēng)的平面結(jié)構(gòu)示意圖；圖21為圖20所示的微機(jī)電麥克風(fēng)沿c-c方向的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖22為本發(fā)明第二具體實(shí)施例的形成微機(jī)電麥克風(fēng)方法的流程圖；圖23a、圖2 圖33a、圖3 為第二具體實(shí)施例的形成微機(jī)電麥克風(fēng)方法的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖34為本發(fā)明具體實(shí)施例的微機(jī)電壓力傳感器的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以更好的理解本發(fā)明，下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的具體實(shí)施例的微機(jī)電麥克風(fēng)和微機(jī)電壓力傳感器。圖3為本發(fā)明第一具體實(shí)施例的微機(jī)電麥克風(fēng)的平面結(jié)構(gòu)示意圖，圖4為圖3所示的微機(jī)電麥克風(fēng)沿b-b方向的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。結(jié)合參考圖3和圖4，第一具體實(shí)施例的微機(jī)電麥克風(fēng)包括第一電極板41，振膜44，所述第一電極板41和所述振膜44相對(duì)設(shè)置， 兩者之間為空腔461 ；還包括第二電極板42，設(shè)置于所述第一電極板41和所述振膜44之間，所述振膜44與所述第二電極板42固定電連接。在該具體實(shí)施例中，振膜44通過插栓 43與第二電極板42固定電連接。當(dāng)振膜44振動(dòng)時(shí)，可以將其振動(dòng)轉(zhuǎn)移給第二電極板42，因此振膜44與第一電極板41之間的電容變化轉(zhuǎn)化為第二電極板42和第一電極板41之間的電容變化，由于第一電極板41和第二電極板42之間的距離相對(duì)較近，對(duì)電容的變化也就相對(duì)敏感，因此可以提高信噪比，也就是說，對(duì)于微機(jī)電麥克風(fēng)可以提高聲音信號(hào)的信噪比。在本發(fā)明第一具體實(shí)施例中，振膜44和第二電極板42在振膜的中心位置固定電連接。由于對(duì)于整個(gè)振膜44來說，振膜44中間位置的振動(dòng)最劇烈，也就是對(duì)聲音信號(hào)最敏感。將振膜44和第二電極板42在振膜的中間位置固定電連接，可以將振膜44最強(qiáng)的振動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)移給第二電極板42，這樣就可以更好的提高聲音信號(hào)的信噪比。在該第一具體實(shí)施例中，所述第一電極板41位于基板30上，所述振膜44相對(duì)設(shè)于第一電極板41遠(yuǎn)離所述基板30的一側(cè)。也就是說，從基板30開始，第一電極板41位于基板30上，第二電極板42位于第一電極板41上方，兩者之間通過空腔461隔開，振膜44 在第二電極板42上方，兩者通過插栓43電連接。在該具體實(shí)施例中，基板30的材料可以為硅襯底或絕緣體上硅，其內(nèi)可以形成有金屬互連或其他半導(dǎo)體器件(圖中未示出)，以便于本發(fā)明的微機(jī)電麥克風(fēng)可以與采用CMOS工藝的制成的半導(dǎo)體芯片集成。該第一具體實(shí)施例的微機(jī)電麥克風(fēng)還包括隔離結(jié)構(gòu)48，位于所述基板30上，包圍所述第一電極板41、第二電極板42和所述振膜44，與所述振膜44固定連接，支撐固定所述振膜44 ；所述隔離結(jié)構(gòu)48、基板30、第一電極板41和振膜44圍成了空腔461和通氣通道 462 ；隔離結(jié)構(gòu)48高出所述振膜44，在所述隔離結(jié)構(gòu)48遠(yuǎn)離基板30的一側(cè)具有凹槽45，所述凹槽45暴露出所述振膜44，使所述振膜44暴露于外界空氣中；所述隔離結(jié)構(gòu)48具有通氣孔47，所述通氣孔47與所述空腔461連通，使所述空腔461與所述外界空氣連通。也就是說，通氣孔47的一端與外界空氣連通，另一端與空腔461連通。在該具體實(shí)施例中，由于隔離結(jié)構(gòu)48與所述基板30之間具有通氣通道462，所述通氣孔47、所述通氣通道462、所述空腔461三者連通，即空腔461通過通氣通道462與通氣孔47連通，從而與外界空氣連通。該第一具體實(shí)施例的微機(jī)電麥克風(fēng)的工作原理為由于振膜44通過凹槽45暴露于外界空氣中，在其相對(duì)面的空腔461也與外界空氣連通，因此振膜44兩側(cè)的氣壓相等。當(dāng)有聲音傳至振膜44上時(shí)，振膜44振動(dòng)并將該振動(dòng)轉(zhuǎn)移給第二電極板42，第二電極板42和第一電極板41之間的電容隨著第二電極板42的振動(dòng)而發(fā)生變化，將該電容變化通過周邊的其他電路結(jié)構(gòu)(此為本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知技術(shù)，在此僅引用)，將電容變化轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出。在該第一具體實(shí)施例中，由于凹槽45與空腔461均形成在基板30的同一側(cè)，因此可以減小基板的厚度，而且，不會(huì)出現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中背腔的開口尺寸無法按比例縮小的問題， 也就可以將微機(jī)電麥克風(fēng)集成在半導(dǎo)體芯片中。需要說明的是，在該第一具體實(shí)施例中，通氣孔47僅設(shè)在空腔461 —側(cè)，在其他實(shí)施例中，通氣孔也可以根據(jù)實(shí)際需要而設(shè)在空腔461的多側(cè)或者設(shè)在其周圍。在該第一具體實(shí)施例中，振膜44的厚度范圍為0. 05 μ m 4 μ m。振膜44的材料為選自鋁、鈦、鋅、銀、金、銅、鎢、鈷、鎳、鉭、鉬這些金屬其中之一或者他們的任意組合；或者，選自多晶硅、非晶硅、多晶鍺硅，非晶鍺硅這些導(dǎo)電非金屬或者他們的任意組合；或者， 選自所述金屬、導(dǎo)電非金屬其中之一以及他們的任意組合與絕緣層的組合；所述絕緣層選自氧化硅、氮氧化硅、氮化硅、碳硅化合物以及氧化鋁其中之一或者他們的任意組合。在該第一具體實(shí)施例中，第一電極板41和第二電極板42的厚度范圍為0. 1 μ m 4μπι。第一電極板41和第二電極板42的材料選自鋁、鈦、鋅、銀、金、銅、鎢、鈷、鎳、鉭、鉬其中之一或者他們的任意組合。圖5為本發(fā)明第一具體實(shí)施例的微機(jī)電麥克風(fēng)形成方法的流程圖。圖6a、6b 圖19a、19b為第一具體實(shí)施例的微機(jī)電麥克風(fēng)形成方法的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，其中各幅a圖為b圖沿b-b方向的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員可以更好的理解第一具體實(shí)施例的微機(jī)電麥克風(fēng)形成方法，結(jié)合參考圖5和圖6a、6b 圖19a、19b 詳細(xì)說明第一具體實(shí)施例的微機(jī)電麥克風(fēng)形成方法。結(jié)合參考圖5和圖9a、圖％，執(zhí)行步驟Sl 1，提供基板30，在所述基板30上依次形成第一電極板41、第一犧牲層31、第二電極板42、第二犧牲層33，所述第一犧牲層31覆蓋所述第一電極板41且覆蓋部分所述基板30，所述第二犧牲層33完全覆蓋所述第二電極板 42、覆蓋部分所述第一犧牲層31。下面參考圖6a、圖6b 圖9a、圖9b詳述步驟Sl 1。參考圖6a和圖6b，提供基板30，在所述基板30上形成第一電極板41。形成第一電極板41的方法為利用氣相沉積法在基板30上形成導(dǎo)電層；接著，對(duì)導(dǎo)電層進(jìn)行平坦化工藝；然后，利用光刻、刻蝕工藝圖形化導(dǎo)電層形成第一電極板41 ；最后灰化去除光刻膠。參考圖7a和圖7b，形成第一犧牲層31，該第一犧牲層31完全覆蓋第一電極板41 且覆蓋部分基板30。參考圖7b，第一犧牲層31包括兩部分，分別為犧牲層311和犧牲層 312。其中犧牲層311為了在之后的工藝中形成第一電極板41和振膜44之間的空腔，犧牲層312為了在之后的工藝中形成通氣通道。在該具體實(shí)施例中，第一犧牲層31的材料為非晶碳，其形成方法為CMOS工藝中的普通的化學(xué)氣相沉積工藝。在基板30和第一電極板41 組成的表面上形成一層犧牲層后，利用光刻、刻蝕工藝圖形化犧牲層形成第一犧牲層31。需要說明的是，第一犧牲層31的材料不限于非晶碳，也可以為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的其他材料，但是其需要滿足在去除第一犧牲層的過程中，不損害周圍的其他結(jié)構(gòu)。本發(fā)明具體實(shí)施例中，形成第一犧牲層31后，形成介質(zhì)層32，覆蓋基板30上沒有被第一犧牲層31覆蓋的其他部位。介質(zhì)層32的材料可以為氧化硅等本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的介質(zhì)層材料。其形成方法為化學(xué)氣相沉積，利用化學(xué)氣相沉積形成介質(zhì)層32后，對(duì)其進(jìn)行平坦化工藝，使介質(zhì)層32的表面和第一犧牲層31的表面相平。參考圖fe和圖8b，在第一犧牲層41上形成第二電極板42。形成第二電極板42的方法為利用氣相沉積法在基板30、第一犧牲層41和介質(zhì)層32組成的表面上形成導(dǎo)電層； 接著，對(duì)導(dǎo)電層進(jìn)行平坦化工藝；然后，利用光刻、刻蝕工藝圖形化導(dǎo)電層形成第二電極板 42 ；最后灰化去除光刻膠。參考圖9a和圖％，形成第二犧牲層33，完全覆蓋第二電極板42，且覆蓋部分第一犧牲層31，可以完全覆蓋第一犧牲層31的犧牲層311，也可以部分覆蓋第一犧牲層31的犧牲層311，沒有覆蓋第一犧牲層31的犧牲層312。在圖示中，顯示部分覆蓋第一犧牲層31 的犧牲層311。在該具體實(shí)施例中，第二犧牲層33的材料為非晶碳，其形成方法為CMOS工藝中的普通的化學(xué)氣相沉積工藝。在介質(zhì)層32、第一犧牲層31和第二電極板42組成的表面上形成一層犧牲層后，利用光刻、刻蝕工藝圖形化犧牲層形成第二犧牲層33。需要說明的是，第二犧牲層33的材料不限于非晶碳，也可以為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的其他材料，但是其需要滿足在去除第二犧牲層的過程中，不損害周圍的其他結(jié)構(gòu)。結(jié)合參考圖5和圖13a和圖13b，執(zhí)行步驟S12，在所述第二犧牲層33中形成插栓 43，在所述第二犧牲層33上形成振膜44，所述插栓44的兩端分別與所述第二電極板42、振膜44電連接，在所述第二犧牲層33的外側(cè)形成第一介質(zhì)層35，第一介質(zhì)層35的表面與第二犧牲層33的表面相平。下面結(jié)合參考圖10a、圖IOb 圖13a、圖1 對(duì)一具體實(shí)施例中的步驟S12進(jìn)行詳細(xì)說明。參考圖IOa和圖10b、圖Ila和圖lib以及圖12a和圖12b，在所述第二犧牲層33 中形成插栓包括參考圖IOa和圖10b，在所述第二犧牲層33中形成通孔34;參考圖1 和圖12b，在所述通孔的側(cè)壁依次形成介質(zhì)層(圖中未標(biāo)號(hào))、擴(kuò)散阻擋層(圖中未標(biāo)號(hào))； 填充導(dǎo)電材料于所述通孔內(nèi)，覆蓋所述擴(kuò)散阻擋層，形成插栓43。具體為參考圖IOa和圖 10b，利用光刻、刻蝕工藝在第二犧牲層33中形成通孔34。接著，參考圖Ila和圖11b，形成第一介質(zhì)層35，填充通孔，并且覆蓋基板30上形成的其他結(jié)構(gòu)，第一介質(zhì)層35的表面和第二犧牲層33的表面相平；第一介質(zhì)層35的材料可以為氧化硅、氮氧化硅、碳氧化硅等本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的介質(zhì)層材料，利用化學(xué)氣相沉積方法沉積形成第一介質(zhì)層35，然后利用平坦化工藝平坦化第一介質(zhì)層35，使第一介質(zhì)層35的表面和第二犧牲層33的表面相平。 之后，參考圖1 和圖12b，利用光刻、刻蝕工藝去除通孔內(nèi)的部分第一介質(zhì)層35，在通孔的側(cè)壁預(yù)留一定厚度的第一介質(zhì)層，該預(yù)留的第一通孔內(nèi)的第一介質(zhì)層即為通孔側(cè)壁的介質(zhì)層，然后利用化學(xué)氣相沉積在通孔的側(cè)壁沉積擴(kuò)散阻擋層，擴(kuò)散阻擋層的材料為氮化硅等本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的可以起到擴(kuò)散阻擋作用的材料；最后用導(dǎo)電材料填滿通孔，形成插栓43，通孔內(nèi)的介質(zhì)層、擴(kuò)散阻擋層以及導(dǎo)電材料共同組成了插栓43，導(dǎo)電材料為銅或鎢， 其填充方法為物理氣相沉積。參考圖13a和圖13b，在所述第二犧牲層33上形成振膜44，振膜44的周邊也覆蓋在第一介質(zhì)層35上，該第一介質(zhì)層35起到支撐振膜44的作用。形成振膜44的方法為氣相沉積，在第二犧牲層33和第一介質(zhì)層35組成的表面上形成振膜層，對(duì)該振膜材料進(jìn)行平坦化工藝，然后利用光刻、刻蝕工藝圖形化振膜層，形成振膜44。結(jié)合參考圖5和圖14、圖15，執(zhí)行步驟S13，形成第二介質(zhì)層36，覆蓋所述振膜44 和所述第一介質(zhì)層35 (參考圖14)，并在所述第一介質(zhì)層35和第二介質(zhì)層36中形成開口， 所述開口 37暴露出所述第一犧牲層31 (參考圖15)。首先，參考圖14，形成第二介質(zhì)層36， 覆蓋所述振膜44和所述第一介質(zhì)層35，第二介質(zhì)層36的材料為氧化硅、氮氧化硅、碳氧化硅等本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的材料。其形成方法為，利用化學(xué)氣相沉積形成第二介質(zhì)層36，然后對(duì)第二介質(zhì)層36進(jìn)行平坦化工藝。然后，參考圖15，在所述第一介質(zhì)層35和第二介質(zhì)層36中形成開口 37，所述開口 37暴露出所述第一犧牲層31 形成開口 37的方法為光刻、 刻蝕工藝，形成開口 37后，灰化去除光刻膠。結(jié)合參考圖5和圖16，執(zhí)行步驟S14，通過所述開口 37去除所述第一犧牲層和第二犧牲層，在振膜44和第一電極板41之間形成空腔461，在所述第一介質(zhì)層35和基板之間形成通氣通道462。第一犧牲層和第二犧牲層的材料為非晶碳。通過所述開口 37去除第一犧牲層和第二犧牲層包括等離化氧氣形成氧等離子體；將所述氧等離子體通入所述開口，在溫度范圍為150°C 450°C的條件下灰化所述非晶碳。
結(jié)合參考圖5和圖17，執(zhí)行步驟S15，形成第三介質(zhì)層38，填充所述開口 37且覆蓋所述第二介質(zhì)層36。填充開口起到密封的作用。第三介質(zhì)層38的材料為氧化硅、氮氧化硅、碳氧化硅等本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的材料。其形成方法為，利用化學(xué)氣相沉積形成第三介質(zhì)層38，然后對(duì)第三介質(zhì)層38進(jìn)行平坦化工藝。結(jié)合參考圖5和圖18a、圖18b、圖19a、圖19b，執(zhí)行步驟S16，在所述第二介質(zhì)層 36、第三介質(zhì)層38中形成凹槽45，所述凹槽45暴露出所述振膜44，在所第一介質(zhì)層35、第二介質(zhì)層36和所述第三介質(zhì)層38中形成通氣孔47，所述通氣孔47與所述通氣通道462連通。利用光刻、刻蝕工藝在所第一介質(zhì)層35和所述第二介質(zhì)層36中形成凹槽45，利用光刻、刻蝕工藝在所第一介質(zhì)層35、所述第二介質(zhì)層36和第三介質(zhì)層38中形成通氣孔47。需要說明的是，在該第一具體實(shí)施例中，先形成凹槽45，然后形成通氣孔47。在其他實(shí)施例中，也可以先形成通氣孔47，再形成凹槽45。而且，在該具體實(shí)施例中，通氣孔47 僅位于空腔461的一側(cè)，在其他實(shí)施例中，通氣孔也可以形成在空腔45的多側(cè)。結(jié)合參考圖4和圖19a，以及形成微機(jī)電麥克風(fēng)的方法，可以得知，隔離結(jié)構(gòu)48由介質(zhì)層32、第一介質(zhì)層35、第二介質(zhì)層36和第三介質(zhì)層38組成。以上所述為本發(fā)明第一具體實(shí)施例的微機(jī)電麥克風(fēng)。下面說明本發(fā)明第二具體實(shí)施例的微機(jī)電麥克風(fēng)。圖20為本發(fā)明第二具體實(shí)施例的微機(jī)電麥克風(fēng)的平面結(jié)構(gòu)示意圖，圖21為圖20 所示的第二具體實(shí)施例的微機(jī)電麥克風(fēng)沿c-c方向的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。結(jié)合參考圖20和圖21，第二具體實(shí)施例的微機(jī)電麥克風(fēng)包括第一電極板61，振膜64，所述第一電極板61 和所述振膜64相對(duì)設(shè)置，兩者之間為空腔651 ；還包括第二電極板62，設(shè)置于所述第一電極板61和所述振膜64之間，所述振膜64與所述第二電極板62固定電連接。在該具體實(shí)施例中，振膜64通過插栓63與第二電極板62固定電連接。在本發(fā)明第二具體實(shí)施例中， 振膜64和第二電極板62在振膜的中心位置固定電連接。在該第二具體實(shí)施例中，還包括隔離結(jié)構(gòu)69，位于基板50上，分別與所述振膜64 與第一電極板61固定連接，支撐固定所述振膜64與第一電極板61 ；所述第一電極板61位于所述振膜64與所述基板50之間，所述第一電極板61與所述基板50之間為連通空腔652， 所述第一電極板61具有開口(圖中未標(biāo)號(hào))，所述空腔651與所述連通空腔652之間通過所述開口連通；所述隔離結(jié)構(gòu)69高出所述振膜64，在所述隔離結(jié)構(gòu)69遠(yuǎn)離基板50的一側(cè)具有凹槽67，所述凹槽67暴露出所述振膜64，使所述振膜64暴露于外界空氣中；所述隔離結(jié)構(gòu)69具有通氣孔68，通氣孔68的一端與外界空氣連通，另一端與通氣通道66連通，所述通氣孔68與所述通氣通道66連通，使所述空腔651、連通空腔652與所述外界空氣連通。 在該具體實(shí)施例中，由于隔離結(jié)構(gòu)69與所述基板50之間具有通氣通道66，所述通氣孔68、 通氣通道66、所述空腔651以及連通空腔652相互連通，即空腔651通過連通空腔652、通氣通道66與通氣孔68連通，從而與外界空氣連通。第一電極板61、第二電極板62、振膜64的材料以及厚度均與第一具體實(shí)施例相同，在此不做贅述。圖22為本發(fā)明第二具體實(shí)施例的微機(jī)電麥克風(fēng)形成方法的流程圖，圖23a、圖 23b 圖33a、圖3 為第二具體實(shí)施例的微機(jī)電麥克風(fēng)形成方法的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，其中各幅a圖為對(duì)應(yīng)的b圖沿c-c方向的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員可以更好的理解第二具體實(shí)施例的微機(jī)電麥克風(fēng)形成方法，結(jié)合參考圖22和圖23a、圖2 圖33a、 圖3 詳細(xì)說明第二具體實(shí)施例的微機(jī)電麥克風(fēng)形成方法。結(jié)合參考圖22和圖23a、圖23b，執(zhí)行步驟S21，提供基板50，在所述基板50上形成第一凹槽51、與第一凹槽連通51的第二凹槽52。在所述基板50上形成第一凹槽51、與第一凹槽51連通的第二凹槽52的方法為光刻、刻蝕工藝。其中，第一凹槽51在之后的工藝中，對(duì)應(yīng)形成連通空腔，第二凹槽52在之后的工藝中對(duì)應(yīng)形成通氣通道。結(jié)合參考圖22和圖Ma、圖Mb，執(zhí)行步驟S22，在所述第一凹槽51、第二凹槽52 內(nèi)形成第一犧牲層53。結(jié)合參考圖22和圖^a、圖^b，執(zhí)行步驟S23，在所述第一犧牲層53上依次形成具有開口的第一電極板61、第二犧牲層M、第二電極板62、第三犧牲層56，所述第二犧牲層 54覆蓋部分所述第一犧牲層53，在形成第二電極板62之前在第二犧牲層M的外側(cè)形成第一介質(zhì)層55，所述第一介質(zhì)層55的表面和第二犧牲層M的表面相平，所述第三犧牲層56 完全覆蓋第二電極板62。下面參考圖25a、圖2 圖^a、圖28b詳細(xì)說明步驟S23。參考圖25a、圖25b，在所述第一犧牲層53上形成具有開口(圖中未標(biāo)號(hào))的第一電極板61。形成第一電極板61的方法為利用氣相沉積法在基板50、第一犧牲層53組成的表面上形成導(dǎo)電層；接著，對(duì)導(dǎo)電層進(jìn)行平坦化工藝；然后，利用光刻、刻蝕工藝圖形化導(dǎo)電層形成第一電極板61 ；最后灰化去除光刻膠。其中，第一電極板61的周邊可以位于基板50上，也可以只有兩相對(duì)邊位于基板50上，只要起到基板50可以支撐第一電極板61的作用即可。在該具體實(shí)施例中，第一電極板61與c-c切線垂直的兩相對(duì)邊位于基板50上。參考圖^a、圖^b，形成第二犧牲層M，覆蓋所述第一電極板61，且覆蓋部分第一犧牲層53。其中，第二犧牲層M完全覆蓋第一電極板61，這樣可以避免在之后的工藝中， 在第二犧牲層M上形成第二電極板時(shí)，第二電極板與第一電極板61電連接，造成短路現(xiàn)象。第二犧牲層M覆蓋第一凹槽51內(nèi)的部分犧牲層，也可以覆蓋第一凹槽51內(nèi)的全部犧牲層。第二犧牲層M的材料為非晶碳，其形成方法為CMOS工藝中的普通化學(xué)氣相沉積。第二犧牲層M的材料也可以為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的其他材料，只要滿足在去除第二犧牲層M時(shí)，不損壞周圍的其他結(jié)構(gòu)即可。在形成第二犧牲層M后，在第二犧牲層M的外側(cè)形成第一介質(zhì)層55，該第一介質(zhì)層55的表面與第二犧牲層M的表面相平，并且覆蓋基板50上的其他結(jié)構(gòu)。第一介質(zhì)層 55的材料為氧化硅、氮氧化硅、碳氧化硅等本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的介質(zhì)材料。形成第一介質(zhì)層陽(yáng)的方法為利用化學(xué)氣相沉積形成介質(zhì)層，覆蓋基板上的結(jié)構(gòu)，然后利用平坦化工藝去除高出第二犧牲層M的介質(zhì)層形成第一介質(zhì)層陽(yáng)。參考圖27a、圖27b，在第二犧牲層M上形成第二電極板62，第二電極板62沒有完全覆蓋第二犧牲層M，在第二電極板62的周邊暴露出第二犧牲層M，確保之后去除第二犧牲層M后，第二電極板62可以懸空。形成第二電極板62的方法為利用氣相沉積法在第一介質(zhì)層55、第二犧牲層M組成的表面上形成導(dǎo)電層；接著，對(duì)導(dǎo)電層進(jìn)行平坦化工藝 ’然后，利用光刻、刻蝕工藝圖形化導(dǎo)電層形成第二電極板62 ；最后灰化去除光刻膠。參考圖^a、圖^b，形成第三犧牲層56，該第三犧牲層56要完全覆蓋第二電極板 62，即不僅要覆蓋第二電極板62的上表面，而且要覆蓋第二電極62的側(cè)邊。第三犧牲層56 的材料為非晶碳，其形成方法為CMOS工藝中的普通化學(xué)氣相沉積。第三犧牲層56的材料也可以為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的其他材料，只要滿足在去除第三犧牲層56時(shí)，不損壞周圍的其他結(jié)構(gòu)即可。結(jié)合參考圖22和圖30a、圖30b，執(zhí)行步驟S24，在所述第三犧牲層56中形成插栓 63，在所述第三犧牲層56的外側(cè)形成第二介質(zhì)層57，在所述第三犧牲層56、第二介質(zhì)層57 與插栓63形成的表面上形成振膜64，所述插栓63的兩端分別與所述第二電極板62、振膜 64電連接，所述振膜64的周邊覆蓋在所述第二介質(zhì)層57上。參考圖29a和圖29b，在所述第三犧牲層56中形成插栓63，在所述第三犧牲層56 的外側(cè)形成第二介質(zhì)層57。關(guān)于該步驟的詳細(xì)描述可以參見第一實(shí)施例中，在第二犧牲層中形成插栓的以及在第二犧牲層外側(cè)形成介質(zhì)層的步驟，此不做詳述，其形成方法相同。參考圖30a和圖30b，在所述第三犧牲層56、第二介質(zhì)層57與插栓63形成的表面上形成振膜64，所述振膜64的周邊覆蓋在所述第二介質(zhì)層57上。其中振膜64的周邊可以全部覆蓋在第二介質(zhì)層57上，也可以只有相對(duì)的周邊覆蓋在第二介質(zhì)層57上，只要保證第二介質(zhì)層57可以支撐振膜64即可。在本發(fā)明的具體實(shí)施例中，振膜64的周邊全部覆蓋在第二介質(zhì)層57上。本發(fā)明具體實(shí)施例中，振膜64的厚度范圍為0.05μπι 4μπι。形成振膜64的方法為氣相沉積，在第三犧牲層56、第二介質(zhì)層57和插栓63組成的表面上形成振膜層，對(duì)該振膜層進(jìn)行平坦化工藝，然后利用光刻、刻蝕工藝圖形化振膜層，形成振膜64。結(jié)合參考圖22和圖31，執(zhí)行步驟S25，形成第三介質(zhì)層58，覆蓋所述振膜64、第三犧牲層56、第二電極板62，并在所述第一介質(zhì)層55、第二介質(zhì)層57和第三介質(zhì)層58中形成開口 581，所述開口 581暴露出所述第一犧牲層53或第二犧牲層Μ。在該具體實(shí)施例中， 為暴露出第一犧牲層53。當(dāng)然，在其他實(shí)施例中，可以根據(jù)實(shí)際形成的結(jié)構(gòu)，也可以暴露出第二犧牲層Μ。第三介質(zhì)層58的材料為氧化硅、氮氧化硅、碳氧化硅等本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的材料。其形成方法為利用化學(xué)氣相沉積形成第三介質(zhì)層58，然后對(duì)第三介質(zhì)層58進(jìn)行平坦化工藝。然后，利用光刻、刻蝕工藝在所述第一介質(zhì)層55、第二介質(zhì)層57和第三介質(zhì)層58中形成開口 581，所述開口 581暴露出所述第一犧牲層53。結(jié)合參考圖22和圖32，執(zhí)行步驟S26，通過所述開口 581去除所述第一犧牲層、第二犧牲層和第三犧牲層，在振膜64和第一電極板61之間形成空腔651，在第一電極板61和基板50之間形成連通空腔652，在所述第一介質(zhì)層55和基板50之間形成通氣通道66，所述第一凹槽對(duì)應(yīng)連通空腔652，所述第二凹槽對(duì)應(yīng)通氣通道66。結(jié)合參考圖22和圖33a、圖33b，執(zhí)行步驟S27，形成第四介質(zhì)層59，填充所述開口且覆蓋所述第三介質(zhì)層58 ；在所第三介質(zhì)層58和所述第四介質(zhì)層59中形成第三凹槽67和通氣孔68，所述第三凹槽67暴露出所述振膜64，所述通氣孔67與所述通氣通道66連通。形成第四介質(zhì)層59后，在所述第三介質(zhì)層58、第四介質(zhì)層59中形成第三凹槽67， 所述第三凹槽67暴露出所述振膜64，在所述第一介質(zhì)層55、第二介質(zhì)層57、所述第三介質(zhì)層58和第四介質(zhì)層59中形成通氣孔68，所述通氣孔68與所述通氣通道66連通。利用光刻、刻蝕工藝在所述第三介質(zhì)層58、第四介質(zhì)層59中形成第三凹槽67，利用光刻、刻蝕工藝在所述第一介質(zhì)層陽(yáng)、第二介質(zhì)層57、所述第三介質(zhì)層58和第四介質(zhì)層59中形成通氣孔 68。需要說明的是，在該第二具體實(shí)施例中，先形成第三凹槽67，然后形成通氣孔68。 在其他實(shí)施例中，也可以先形成通氣孔68，再形成第三凹槽67。而且，在該具體實(shí)施例中，通氣孔68僅位于空腔651的一側(cè)，在其他實(shí)施例中，通氣孔68也可以形成在空腔651的多側(cè)。結(jié)合參考圖8和圖33a，以及形成微機(jī)電麥克風(fēng)的方法，可以得知，隔離結(jié)構(gòu)69由第一介質(zhì)層55、第二介質(zhì)層57、第三介質(zhì)層58和第四介質(zhì)層59組成。以上所述僅列舉了有限的兩個(gè)微機(jī)電麥克風(fēng)的具體實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)其常識(shí)，可以根據(jù)本發(fā)明的啟示提出若干個(gè)變形的實(shí)施例，但均不脫離本發(fā)明的保護(hù)范圍。以上所述為對(duì)微機(jī)電傳感器中微機(jī)電麥克風(fēng)的詳細(xì)描述，下面說明本發(fā)明的微機(jī)電傳感器中的微機(jī)電壓力傳感器。圖34為本發(fā)明具體實(shí)施例的微機(jī)電壓力傳感器的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，本發(fā)明具體實(shí)施例的微機(jī)電壓力傳感器與第一具體實(shí)施例的微機(jī)電麥克風(fēng)的結(jié)構(gòu)基本相同，只是少了通氣孔以及通氣通道，也就是說空腔86不需要與外界空氣連通。參考圖34，本發(fā)明具體實(shí)施例的微機(jī)電壓力傳感器包括第一電極板81，振膜84，所述第一電極板81和所述振膜84 相對(duì)設(shè)置，兩者之間為空腔86 ；還包括第二電極板82，設(shè)置于所述第一電極板81和所述振膜84之間，所述振膜84與所述第二電極板82固定電連接。在該具體實(shí)施例中，振膜84 通過插栓83與第二電極板82固定電連接。由于第一電極板81和第二電極板82之間的距離相對(duì)較近，對(duì)電容的變化也就相對(duì)敏感，因此可以提高信噪比，也就是說，對(duì)于微機(jī)電壓力傳感器可以提高壓力信號(hào)的信噪比。在本發(fā)明第一具體實(shí)施例中，振膜84和第二電極板82在振膜的中心位置固定電連接，可以更好的提高壓力信號(hào)的信噪比。在該第一具體實(shí)施例中，所述第一電極板81位于基板70上，所述振膜84相對(duì)設(shè)于第一電極板81遠(yuǎn)離所述基板70的一側(cè)。該具體實(shí)施例的微機(jī)電壓力傳感器還包括隔離結(jié)構(gòu)87，位于所述基板70上，包圍所述第一電極板81、第二電極板82和所述振膜83，與所述振膜固定84連接，支撐固定所述振膜84;所述隔離結(jié)構(gòu)48、基板30、第一電極板81和振膜84圍成了空腔86 ；隔離結(jié)構(gòu) 87高出所述振膜84，在所述隔離結(jié)構(gòu)87遠(yuǎn)離基板70的一側(cè)具有凹槽85，所述凹槽85暴露出所述振膜84，使所述振膜84暴露于外界空氣中。該具體實(shí)施例的微機(jī)電壓力傳感器的工作原理為由于振膜84通過凹槽85暴露于外界空氣中，當(dāng)有壓力傳至振膜84上時(shí)，振膜84振動(dòng)并將該振動(dòng)轉(zhuǎn)移給第二電極板82， 第二電極板82和第一電極板81之間的電容隨著第二電極板82的振動(dòng)而發(fā)生變化，將該電容變化通過周邊的其他電路結(jié)構(gòu)(此為本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知技術(shù)，在此僅引用)，將電容變化轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出。本發(fā)明具體實(shí)施例的形成微機(jī)電壓力傳感器方法包括步驟S31，提供基板，在所述基板上依次形成第一電極板、第一犧牲層、第二電極板、第二犧牲層，所述第一犧牲層覆蓋所述第一電極板，所述第二犧牲層完全覆蓋所述第二電極板、覆蓋部分所述第一犧牲層；步驟S32，在所述第二犧牲層中形成插栓，在所述第二犧牲層上形成振膜，所述插栓的兩端分別與所述第二電極板、振膜電連接，在所述第二犧牲層的外側(cè)形成第一介質(zhì)層， 第一介質(zhì)層的表面與第二犧牲層的表面相平；步驟S33，形成第二介質(zhì)層，覆蓋所述振膜和所述第一介質(zhì)層，并在所述第一介質(zhì)層和第二介質(zhì)層中形成開口，所述開口暴露出所述第一犧牲層；步驟S34，通過所述開口去除所述第一犧牲層和第二犧牲層，在振膜和第一電極板之間形成空腔；步驟S35，形成第三介質(zhì)層，填充所述開口且覆蓋所述第二介質(zhì)層；步驟S36，在所述第二介質(zhì)層、第三介質(zhì)層中形成凹槽，所述凹槽暴露出所述振膜。本發(fā)明具體實(shí)施例的形成微機(jī)電壓力傳感器方法與第一具體實(shí)施例的形成微機(jī)電麥克風(fēng)的方法基本相同，在此不做詳述。需要說明的是，由于微機(jī)電壓力傳感器與微機(jī)電麥克風(fēng)相比，微機(jī)電壓力傳感器沒有通氣通道與通氣孔，因此形成微機(jī)電壓力傳感器的方法不需要形成通氣通道和通氣孔，因此形成的第一犧牲層只需要根據(jù)空腔的形狀來形成， 不需要考慮通氣通道。本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)第一具體實(shí)施例的形成微機(jī)電麥克風(fēng)的方法，以及微機(jī)電壓力傳感器的結(jié)構(gòu)與第一具體實(shí)施例的微機(jī)電麥克風(fēng)的結(jié)構(gòu)的異同，可以毫無疑問的推知形成微機(jī)電壓力傳感器的詳細(xì)方法，因此，在此不做詳述。
權(quán)利要求
1.一種微機(jī)電傳感器，包括第一電極板，振膜，所述第一電極板和所述振膜相對(duì)設(shè)置，兩者之間為空腔，所述振膜的一側(cè)暴露于外界空氣；其特征在于，還包括第二電極板，設(shè)置于所述第一電極板和所述振膜之間，所述振膜與所述第二電極板固定電連接。
2.如權(quán)利要求1所述的微機(jī)電傳感器，其特征在于，所述振膜的中心位置和所述第二電極板電連接。
3.如權(quán)利要求2所述的微機(jī)電傳感器，其特征在于，所述微機(jī)電傳感器為微機(jī)電麥克風(fēng)；所述第一電極板位于基板上，所述振膜設(shè)于所述第一電極板遠(yuǎn)離所述基板的一側(cè)；還包括，隔離結(jié)構(gòu)，位于所述基板上，包圍所述第二電極板和所述振膜，與所述振膜固定連接，支撐固定所述振膜；所述隔離結(jié)構(gòu)、基板、第一電極板和振膜圍成了所述空腔；所述隔離結(jié)構(gòu)高出所述振膜，在所述隔離結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)離基板的一側(cè)具有凹槽，所述凹槽暴露出所述振膜，使所述振膜暴露于外界空氣中；所述隔離結(jié)構(gòu)具有通氣孔，所述通氣孔與所述空腔連通，使所述空腔與所述外界空氣連通。
4.如權(quán)利要求2所述的微機(jī)電傳感器，其特征在于，所述微機(jī)電傳感器為微機(jī)電麥克風(fēng)；還包括隔離結(jié)構(gòu)，位于基板上，分別與所述振膜、第一電極板固定連接，支撐固定所述振膜與第一電極板；所述第一電極板位于所述振膜與所述基板之間，所述第一電極板與所述基板之間為連通空腔，所述第一電極板具有開口，所述空腔與所述連通空腔之間通過所述開口連通；所述隔離結(jié)構(gòu)高出所述振膜，在所述隔離結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)離基板的一側(cè)具有凹槽，所述凹槽暴露出所述振膜，使所述振膜暴露于外界空氣中；所述隔離結(jié)構(gòu)具有通氣孔，所述通氣孔與所述連通空腔連通，使所述空腔、連通空腔與所述外界空氣連通。
5.如權(quán)利要求3或4所述的微機(jī)電傳感器，其特征在于，所述隔離結(jié)構(gòu)與所述基板之間具有通氣通道，所述通氣孔、通氣通道、所述空腔、連通空腔連通。
6.如權(quán)利要求2所述的微機(jī)電傳感器，其特征在于，所述微機(jī)電傳感器為微機(jī)電壓力傳感器；所述第一電極板位于基板上，所述振膜設(shè)于所述第一電極板遠(yuǎn)離所述基板的一側(cè)；還包括，隔離結(jié)構(gòu)，位于所述基板上，包圍所述第二電極板和所述振膜，與所述振膜固定連接，支撐固定所述振膜；所述隔離結(jié)構(gòu)、基板、第一電極板和振膜圍成了所述空腔；所述隔離結(jié)構(gòu)高出所述振膜，在所述隔離結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)離基板的一側(cè)具有凹槽，所述凹槽暴露出所述振膜，使所述振膜暴露于外界空氣中。
7.如權(quán)利要求1所述的微機(jī)電傳感器，其特征在于，所述振膜通過插栓與所述第二電極板固定電連接。
8.如權(quán)利要求1所述的微機(jī)電傳感器，其特征在于，所述振膜的材料為選自鋁、鈦、 鋅、銀、金、銅、鎢、鈷、鎳、鉭、鉬這些金屬其中之一或者他們的任意組合；或者，選自多晶硅、非晶硅、多晶鍺硅、非晶鍺硅這些導(dǎo)電非金屬或者他們的任意組合；或者，選自所述金屬、導(dǎo)電非金屬其中之一以及他們的任意組合與絕緣層的組合； 所述絕緣層的材料選自氧化硅、氮氧化硅、氮化硅、碳硅化合物以及氧化鋁其中之一或者他們的任意組合；所述振膜的厚度范圍為0. 05 μ m 4 μ m。
9.如權(quán)利要求1所述的微機(jī)電傳感器，其特征在于，所述第一電極板和第二電極板的材料選自鋁、鈦、鋅、銀、金、銅、鎢、鈷、鎳、鉭、鉬其中之一或者他們的任意組合；所述第一電極板和第二電極板的厚度范圍為0. 1 μ m 4 μ m。
10.一種形成權(quán)利要求3所述的微機(jī)電傳感器的方法，其特征在于，包括提供基板，在所述基板上依次形成第一電極板、第一犧牲層、第二電極板、第二犧牲層， 所述第一犧牲層覆蓋所述第一電極板且覆蓋部分所述基板，所述第二犧牲層完全覆蓋所述第二電極板、覆蓋部分所述第一犧牲層；在所述第二犧牲層中形成插栓，在所述第二犧牲層上形成振膜，所述插栓的兩端分別與所述第二電極板、振膜電連接，在所述第二犧牲層的外側(cè)形成第一介質(zhì)層，第一介質(zhì)層的表面與第二犧牲層的表面相平；形成第二介質(zhì)層，覆蓋所述振膜和所述第一介質(zhì)層，并在所述第一介質(zhì)層和第二介質(zhì)層中形成開口，所述開口暴露出所述第一犧牲層；通過所述開口去除所述第一犧牲層和第二犧牲層，在振膜和第一電極板之間形成空腔，在所述第一介質(zhì)層和基板之間形成通氣通道；形成第三介質(zhì)層，填充所述開口且覆蓋所述第二介質(zhì)層；在所述第二介質(zhì)層、第三介質(zhì)層中形成凹槽，所述凹槽暴露出所述振膜，在所述第一介質(zhì)層、第二介質(zhì)層和所述第三介質(zhì)層中形成通氣孔，所述通氣孔與所述通氣通道連通。
11.如權(quán)利要求10所述的形成微機(jī)電傳感器的方法，其特征在于，利用光刻、刻蝕工藝在所述第一介質(zhì)層和所述第二介質(zhì)層中形成凹槽，在所述第一介質(zhì)層、第二介質(zhì)層和所述第三介質(zhì)層中形成通氣孔。
12.—種形成權(quán)利要求4所述的微機(jī)電傳感器的方法，其特征在于，包括 提供基板，在所述基板上形成第一凹槽、與第一凹槽連通的第二凹槽； 在所述第一凹槽、第二凹槽內(nèi)形成第一犧牲層；在所述第一犧牲層上依次形成具有開口的第一電極板、第二犧牲層、第二電極板、第三犧牲層，所述第二犧牲層覆蓋部分所述第一犧牲層，在形成第二電極板之前在第二犧牲層的外側(cè)形成第一介質(zhì)層，所述第一介質(zhì)層的表面和第二犧牲層的表面相平，所述第三犧牲層完全覆蓋第二電極板；在所述第三犧牲層中形成插栓，在所述第三犧牲層的外側(cè)形成第二介質(zhì)層，在所述第三犧牲層、第二介質(zhì)層與插栓形成的表面上形成振膜，所述插栓的兩端分別與所述第二電極板、振膜電連接，所述振膜的周邊覆蓋在所述第二介質(zhì)層上；形成第三介質(zhì)層，覆蓋所述振膜、第三犧牲層、第二電極板，并在所述第一介質(zhì)層、第二介質(zhì)層和第三介質(zhì)層中形成開口，所述開口暴露出所述第一犧牲層或第二犧牲層；通過所述開口去除所述第一犧牲層、第二犧牲層和第三犧牲層，在振膜和第一電極板之間形成空腔，在第一電極板和基板之間形成連通空腔，在所述第一介質(zhì)層和基板之間形成通氣通道，所述第一凹槽對(duì)應(yīng)連通空腔，所述第二凹槽對(duì)應(yīng)通氣通道；形成第四介質(zhì)層，填充所述開口且覆蓋所述第三介質(zhì)層；在所第三介質(zhì)層和所述第四介質(zhì)層中形成第三凹槽，所述第三凹槽暴露出所述振膜，在所述第一介質(zhì)層、第二介質(zhì)層、 所述第三介質(zhì)層和第四介質(zhì)層中形成通氣孔，所述通氣孔與所述通氣通道連通。
13.一種形成權(quán)利要求6所述的微機(jī)電傳感器的方法，其特征在于，包括提供基板，在所述基板上依次形成第一電極板、第一犧牲層、第二電極板、第二犧牲層， 所述第一犧牲層覆蓋所述第一電極板，所述第二犧牲層完全覆蓋所述第二電極板、覆蓋部分所述第一犧牲層；在所述第二犧牲層中形成插栓，在所述第二犧牲層上形成振膜，所述插栓的兩端分別與所述第二電極板、振膜電連接，在所述第二犧牲層的外側(cè)形成第一介質(zhì)層，第一介質(zhì)層的表面與第二犧牲層的表面相平；形成第二介質(zhì)層，覆蓋所述振膜和所述第一介質(zhì)層，并在所述第一介質(zhì)層和第二介質(zhì)層中形成開口，所述開口暴露出所述第一犧牲層；通過所述開口去除所述第一犧牲層和第二犧牲層，在振膜和第一電極板之間形成空腔；形成第三介質(zhì)層，填充所述開口且覆蓋所述第二介質(zhì)層；在所述第二介質(zhì)層、第三介質(zhì)層中形成凹槽，所述凹槽暴露出所述振膜。
14.如權(quán)利要求10或12或13所述的形成微機(jī)電傳感器的方法，其特征在于，所述形成插栓包括形成通孔；在所述通孔的側(cè)壁依次形成介質(zhì)層、擴(kuò)散阻擋層；填充導(dǎo)電材料于所述通孔內(nèi)，覆蓋所述擴(kuò)散阻擋層，形成插栓。
15.如權(quán)利要求10或12或13所述的形成微機(jī)電傳感器的方法，其特征在于，所述第一犧牲層、第二犧牲層和第三犧牲層的材料為非晶碳。
16.如權(quán)利要求15所述的形成微機(jī)電傳感器的方法，其特征在于，通過所述開口去除所述第一犧牲層、第二犧牲層和第三犧牲層或者去除第一犧牲層、第二犧牲層包括等離化氧氣形成氧等離子體；將所述氧等離子體通入所述開口，在溫度范圍為150°C 450°C的條件下灰化所述非晶碳。
17.如權(quán)利要求10或12或13所述的形成微機(jī)電傳感器的方法，其特征在于，所述振膜的材料為選自鋁、鈦、鋅、銀、金、銅、鎢、鈷、鎳、鉭、鉬這些金屬其中之一或者他們的任意組合；或者，選自多晶硅、非晶硅、多晶鍺硅、非晶鍺硅這些導(dǎo)電非金屬或者他們的任意組合；或者，選自所述金屬、導(dǎo)電非金屬其中之一以及他們的任意組合與絕緣層的組合； 所述絕緣層選自氧化硅、氮氧化硅、氮化硅、碳硅化合物以及氧化鋁其中之一或者他們的任意組合；所述振膜的厚度范圍為0. 05 μ m 4 μ m。
18.如權(quán)利要求10或12或13所述的微機(jī)電傳感器，其特征在于，所述第一電極板和第二電極板的材料選自鋁、鈦、鋅、銀、金、銅、鎢、鈷、鎳、鉭、鉬其中之一或者他們的任意組合；所述第一電極板和第二電極板的厚度范圍為0. 1 μ m 4 μ m。
全文摘要
一種微機(jī)電傳感器及其形成方法，所述微機(jī)電傳感器包括第一電極板，振膜，所述第一電極板和所述振膜相對(duì)設(shè)置，兩者之間為空腔，所述振膜的一側(cè)暴露于外界空氣；還包括第二電極板，設(shè)置于所述第一電極板和所述振膜之間，所述振膜與所述第二電極板固定電連接。由于第一電極板和第二電極板之間的距離相對(duì)較近，對(duì)電容的變化也就相對(duì)敏感，因此可以提高信噪比，也就是說，對(duì)于微機(jī)電麥克風(fēng)可以提高聲音信號(hào)的信噪比，對(duì)應(yīng)微機(jī)電壓力傳感器可以提高壓力信號(hào)的信噪比。
文檔編號(hào)H04R19/04GK102249177SQ20111012999
公開日2011年11月23日 申請(qǐng)日期2011年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月18日
發(fā)明者唐德明, 毛劍宏 申請(qǐng)人:上海麗恒光微電子科技有限公司