发明名称 电容式微型麦克风之麦克风晶片及其制造方法
摘要 本发明主要是提供一种电容式微型麦克风之麦克风晶片及其制造方法,是先在基板上依序定义形成脱离层、第一电极层、振膜层与牺牲层后,利用蒸镀、电镀方式继续定义出第二电极层及强固层,再利用第二电极层与强固层对应形成之音孔图像将牺牲层蚀刻掏空形成出气室后即制成麦克风晶片,最后,应用脱离技术蚀刻移除脱离层使得麦克风晶片与基板脱离而取得麦克风晶片,同时亦可将基板回收再利用,由于本方法采电镀技术,以及无须进行切割制程即可制得麦克风晶片,因此可以提高麦克风晶片整体制程的良率。
申请公布号 TWI279154 申请公布日期 2007.04.11
申请号 TW094133003 申请日期 2005.09.23
申请人 国立中兴大学 发明人 洪瑞华;张昭智;蔡圳益;胡辜昱;蒋宇宁
分类号 H04R1/00(2006.01) 主分类号 H04R1/00(2006.01)
代理机构 代理人 恽轶群 台北市松山区南京东路3段248号7楼;陈文郎 台北市松山区南京东路3段248号7楼
主权项 1.一种电容式微型麦克风之麦克风晶片的制造方 法,包含: (a)在一基板上依序定义形成一脱离层、一第一电 极层,及一振膜层; (b)在该振膜层上形成一牺牲层,使该牺牲层遮覆该 振膜层之一振膜区域,且使该振膜层之一环围该振 膜区域之一种晶区域裸露; (c)在该牺牲层与该振膜层之种晶区域上对应该牺 牲层与该种晶区域之态样依序定义一第二电极层, 及一强固层,且该第二电极层与该强固层对应该振 膜区域形成一音孔图像,而使该牺牲层对应该音孔 图像之区域以对应该音孔图像的态样裸露; (d)自该牺牲层对应该音孔图像之区域的裸露处蚀 刻移除该牺牲层,使该第一电极层、振膜层、第二 电极层与该强固层共同形成一麦克风晶片;及 (e)以对应该脱离层之形成材料的蚀刻液蚀刻移除 该脱离层,使该麦克风晶片与该基板相分离,取得 该麦克风晶片。 2.依据申请专利范围第1项所述电容式微型麦克风 之麦克风晶片的制造方法,其中,该脱离层之构成 材料的选择原则为当蚀刻移除该牺牲层时,所对应 使用之蚀刻液不会伤害麦克风其他结构。 3.依据申请专利范围第2项所述电容式微型麦克风 之麦克风晶片的制造方法,其中,该脱离层是选自 下列所构成的群组为材料定义形成:铝、氧化物、 高分子材料,及此等之组合。 4.依据申请专利范围第1项所述电容式微型麦克风 之麦克风晶片的制造方法,其中,该第一、二电极 层是分别选自下列所构成之群组为材料定义形成: 铬、金、钽、铂、铝、钯、钨、铜、镍,及此等之 组合。 5.依据申请专利范围第1项所述电容式微型麦克风 之麦克风晶片的制造方法,其中,该振膜层是选自 下列所构成的群组为材料定义形成:聚亚醯胺、氮 化矽、氧化矽、金属,及此等之组合。 6.依据申请专利范围第1项所述电容式微型麦克风 之麦克风晶片的制造方法,其中,该牺牲层是选自 下列所构成的群组为材料定义形成:二氧化矽、铝 、高分子材料,及此等之组合。 7.依据申请专利范围第1或6项所述电容式微型麦克 风之麦克风晶片的制造方法,其中,该步骤(b)是以 电浆辅助化学气相沉积出该牺牲层。 8.依据申请专利范围第1项所述电容式微型麦克风 之麦克风晶片的制造方法,其中,该强固层是选自 下列所构成的群组为材料形成:镍、铜、钴、铁、 压克力、聚亚醯胺,及此等之组合。 9.依据申请专利范围第1或8项所述电容式微型麦克 风之麦克风晶片的制造方法,其中,该步骤(c)是以 第二电极层作为晶种,以电镀方式在该第二电极层 上形成该强固层。 10.依据申请专利范围第1项所述电容式微型麦克风 之麦克风晶片的制造方法,其中,该步骤(e)在该麦 克风晶片与该基板相分离以取得该麦克风晶片后, 并回收该基板以重复利用。 11.一种电容式微型麦克风的麦克风晶片,封装于一 壳座中而成该电容式微型麦克风,该麦克风晶片包 含: 一振膜,与该壳座之一封装壁相间隔地连结,而与 该封装壁共同界定出一供该振膜形变用之振动空 间,该振膜具有一以导体材料构成的第一电极层, 及一以绝缘材料构成的振膜层,该振膜层并包括一 振膜区域,及一环围该振膜区域的种晶区域,该振 膜区域可因外界的声能作用而产生对应形变;及 一气室单元,具有一以导体材料构成的第二电极层 ,及一定义形成于该第二电极层上的强固层,该第 二电极层与该强固层并共同形成一自该种晶区域 向相反于该第一电极层方向延伸的气室壁,及一具 有一音孔图像之背板,该背板、气室壁与该振膜层 之振膜区域共同界定一以该音孔图像与外界相通 以供气流流动之气室。 12.依据申请专利范围第11项所述电容式微型麦克 风的麦克风晶片,是以申请专利第1项所述电容式 微型麦克风之麦克风晶片的制造方法所制造。 13.依据申请专利范围第11项所述电容式微型麦克 风的麦克风晶片,其中,该第一、二电极层分别是 选自下列所构成之群组为材料定义形成:铬、金、 钽、铂、铝、钯、钨、铜、镍,及此等之组合。 14.依据申请专利范围第11项所述电容式微型麦克 风的麦克风晶片,其中,该振膜层是选自下列所构 成之群组为材料定义形成:聚亚醯胺、氮化矽、氧 化矽、金属,及此等之组合。 15.依据申请专利范围第11项所述电容式微型麦克 风的麦克风晶片,其中,该强固层是选自下列所构 成之群组为材料定义形成:镍、铜、钴、铁、压克 力、聚亚醯胺,及此等之组合。 16.依据申请专利范围第11或15项所述电容式微型麦 克风的麦克风晶片,其中,该强固层是以电镀方式 形成于该第二电极层上。 17.依据申请专利范围第11项所述电容式微型麦克 风的麦克风晶片,其中,该振膜层写入电荷以定义 出一电容。 18.依据申请专利范围第11项所述电容式微型麦克 风的麦克风晶片,其中,该振膜层之振膜区域的截 面成平板态样。 19.依据申请专利范围第11项所述电容式微型麦克 风的麦克风晶片,其中,该振膜层之振膜区域的截 面成凹凸皱折态样。 20.一种电容式微型麦克风的制造方法,包含: (a)在一基板上依序定义形成一脱离层、一第一电 极层,及一振膜层; (b)在该振膜层上形成一牺牲层,使该牺牲层遮覆该 振膜层之一振膜区域,且使该振膜层之一环围该振 膜区域之一种晶区域裸露; (c)在该牺牲层与该振膜层之种晶区域上对应该牺 牲层与该种晶区域之态样依序定义一第二电极层, 及一强固层,且该第二电极层与该强固层对应该振 膜区域形成一音孔图像,而使该牺牲层对应该音孔 图像之区域以对应该音孔图像的态样裸露; (d)自该牺牲层对应该音孔图像之区域的裸露处蚀 刻移除该牺牲层,使该第一电极层、振膜层、第二 电极层与该强固层共同形成一麦克风晶片; (e)以对应该脱离层之形成材料的蚀刻液蚀刻移除 该脱离层,使该麦克风晶片与该基板相分离,取得 该麦克风晶片;及 (f)将该麦克风晶片封装于一可供声能穿透之壳座 中,制得该电容式微型麦克风。 21.依据申请专利范围第20项所述电容式微型麦克 风的制造方法,其中,铝、氧化物、高分子材料,及 此等之组合。 22.依据申请专利范围第20项所述电容式微型麦克 风的制造方法,其中,该第一、二电极层是分别选 自下列所构成之群组为材料定义形成:铬、金、钽 、铂、铝、钯、钨、铜、镍,及此等之组合。 23.依据申请专利范围第20项所述电容式微型麦克 风的制造方法,其中,该振膜层是选自下列所构成 的群组为材料定义形成:聚亚醯胺、氮化矽、氧化 矽、金属,及此等之组合。 24.依据申请专利范围第20项所述电容式微型麦克 风的制造方法,其中,该牺牲层是选自下列所构成 的群组为材料定义形成:二氧化矽、铝、高分子材 料,及此等之组合。 25.依据申请专利范围第20或24项所述电容式微型麦 克风的制造方法,其中,该步骤(b)是以电浆辅助化 学气相沉积出该牺牲层。 26.依据申请专利范围第20项所述电容式微型麦克 风的制造方法,其中,该强固层是选自下列所构成 的群组为材料形成:镍、铜、钴、铁、压克力、聚 亚醯胺,及此等之组合。 27.依据申请专利范围第20或26项所述电容式微型麦 克风的制造方法,其中,该步骤(c)是以第二电极层 作为晶种,以电镀方式在该第二电极层上形成该强 固层。 28.依据申请专利范围第20项所述电容式微型麦克 风的制造方法,其中,该步骤(e)在该麦克风晶片与 该基板相分离以取得该麦克风晶片后,并回收该基 板以重复利用。 29.依据申请专利范围第20项所述电容式微型麦克 风的制造方法,其中,该步骤(f)更将一可将电容变 化转换成电压变化之场效电晶体与该麦克风晶片 彼此电连接地封装于该壳座中。 30.一种电容式微型麦克风,包含: 一壳座,具有一可供声能穿透并界定出一封装空间 的壳体;及 一封装于该封装空间的麦克风晶片,具有一振膜及 一气室单元,该振膜包括一以导体材料构成的第一 电极层,及一以绝缘材料形成在该第一电极层上的 振膜层,该第一电极层与该壳体相间隔地连结,而 与该壳体共同界定出一供该振膜形变所需的振动 空间,该振膜层包括一可因外界的声能作用而产生 对应形变的振膜区域,及一环围该振膜区域的种晶 区域,该气室单元具有一以导体材料构成的第二电 极层,及一形成于该第二电极层上的强固层,该第 二电极层与该强固层并共同形成一自该种晶区域 向相反于该第一电极层方向延伸的气室壁,及一具 有一音孔图像之背板,该背板、气室壁与该振膜层 之振膜区域共同界定一以该音孔图像与该封装空 间相通以供气流流动之气室。 31.依据申请专利范围第30项所述电容式微型麦克 风,是以申请专利第20项所述电容式微型麦克风的 制造方法所制造。 32.依据申请专利范围第30项所述电容式微型麦克 风,其中,该第一、二电极层分别是选自下列所构 成之群组为材料定义形成:铬、金、钽、铂、铝、 钯、钨、铜、镍,及此等之组合。 33.依据申请专利范围第30项所述电容式微型麦克 风,其中,该振膜层是选自下列所构成之群组为材 料定义形成:聚亚醯胺、氮化矽、氧化矽、金属, 及此等之组合。 34.依据申请专利范围第30项所述电容式微型麦克 风,其中,该强固层是选自下列所构成之群组为材 料定义形成:镍、铜、钴、铁、压克力、聚亚醯胺 ,及此等之组合。 35.依据申请专利范围第30或34项所述电容式微型麦 克风,其中,该强固层是以电镀方式形成于该第二 电极层上。 36.依据申请专利范围第30项所述电容式微型麦克 风,其中,该振膜层并写入电荷以定义成电容。 37.依据申请专利范围第30项所述电容式微型麦克 风,其中,该振膜层之振膜区域的截面成平板态样 。 38.依据申请专利范围第30项所述电容式微型麦克 风,其中,该振膜层之振膜区域的截面成凹凸皱折 态样。 39.依据申请专利范围第30项所述电容式微型麦克 风,更包含一封装于该封装空间中并与该麦克风晶 片对应电连接之场效电晶体,可将该麦克风晶片之 电容变化转换成电压变化。 图式简单说明: 图1是一流程图,说明本发明电容式微型麦克风之 麦克风晶片的制造方法之第一较佳实施例; 图2是一剖视示意图,说明以图1之本发明电容式微 型麦克风之麦克风晶片的制造方法所制成的麦克 风晶片; 图3是一流程图,说明本发明电容式微型麦克风之 麦克风晶片的制造方法之第二较佳实施例; 图4是一剖视示意图,说明以图3之本发明电容式微 型麦克风之麦克风晶片的制造方法所制成的麦克 风晶片; 图5是一剖视示意图,说明以图2所示之麦克风晶片 封装成一电容式微型麦克风;及 图6是一剖视示意图,说明以图2所示之麦克风晶片 封装成另一态样之电容式微型麦克风。
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