发明名称 矽微麦克风之振膜晶片及其制造方法
摘要 本发明主要提供制造背驻极电容式矽微麦克风中感应声能变化之振膜晶片的方法,首先在基板上以可溶于预定蚀刻液之被溶蚀材料定义出脱离层后,分别依序向上定义出分隔块层及振膜层,接着再在振膜层上以导体材料蒸镀出作为晶种的种晶膜后,以高分子材料定义出对应地遮覆振膜层之感应形变区域部分,并使种晶膜对应环壁区域部分裸露的牺牲层,然后自环壁区域向上电镀增厚而形成环围牺牲层的撑固层而形成环壁后,蚀刻掉牺牲层即制得振膜晶片,最后再以蚀刻液溶蚀脱离层,即可以无切割之制程取得振膜晶片,从而提升整体晶片制造的良率。
申请公布号 TWI268115 申请公布日期 2006.12.01
申请号 TW094125238 申请日期 2005.07.26
申请人 佳乐电子股份有限公司 发明人 洪瑞华;张昭智;蔡圳益;赖崇琪;陈季良
分类号 H04R1/08(2006.01) 主分类号 H04R1/08(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 1.一种矽微麦克风之振膜晶片的制造方法,包含:(a)以可溶于一蚀刻液之被溶蚀材料在一基板上定义一脱离层;(b)在该脱离层上以绝缘材料定义一分隔块层,及以绝缘且可对应声能作用而产生形变之材料定义一振膜层;(c)在该振膜层上以导体材料定义一种晶膜,及以高分子材料定义一牺牲层,该牺牲层对应地遮覆该振膜层之一感应形变区域的部分,并使该种晶膜对应环围该振膜层之感应形变区域的一环围环壁区域的部分裸露;(d)以导体材料自该种晶膜对应该环壁区域所裸露的区域向上增厚成一环围该牺牲层的撑固层,该种晶膜与该撑固层共同定义成作为电极之环壁;(e)移除该牺牲层,该环壁、振膜层与该分隔块层共同形成一振膜晶片;及(f)以蚀刻液溶蚀该脱离层而使该振膜晶片与该基板相分离,制得该振膜晶片。2.依据申请专利范围第1项所述矽微麦克风之振膜晶片的制造方法,其中,该步骤(a)具有以下次步骤:(a1)在该基板表面定义出一分隔块图像;及(a2)在该基板表面定义该脱离层。3.依据申请专利范围第2项所述矽微麦克风之振膜晶片的制造方法,其中,该步骤(a)更具有一实施在次步骤(a2)之前的次步骤(a3),在该基板表面对应被该分隔块图像所环围的区域定义出一皱折图像。4.依据申请专利范围第2项所述矽微麦克风之振膜晶片的制造方法,其中,该步骤(a)更具有一实施在次步骤(a2)之后的次步骤(a4),以可被溶蚀该脱离层之材料的蚀刻液所同步溶蚀之材料,在该脱离层上对应被该分隔块图像所环围的区域定义一皱折图像。5.依据申请专利范围第1或2项所述矽微麦克风之振膜晶片的制造方法,其中,该脱离层是以铝为材料定义形成,且该溶蚀液是可对应溶蚀铝材的流体。6.依据申请专利范围第1或2项所述矽微麦克风之振膜晶片的制造方法,其中,该脱离层是以二氧化矽为材料定义形成,且该溶蚀液是氧化矽蚀刻液。7.依据申请专利范围第1项所述矽微麦克风之振膜晶片的制造方法,其中,该步骤(b)具有以下次步骤:(b1)在该脱离层上对应于该分隔块图像的区域定义该分隔块层;及(b2)自该脱离层向上定义形成该振膜层,且该振膜层对应被该分隔块图像所环围的区域对应该皱折图像形成预定皱折态样。8.依据申请专利范围第1项所述矽微麦克风之振膜晶片的制造方法,其中,该步骤(c)是旋转涂布光阻后,以黄光微影技术定义出该牺牲层。9.依据申请专利范围第1项所述矽微麦克风之振膜晶片的制造方法,其中,该步骤(c)是以蒸镀法定义该种晶膜。10.依据申请专利范围第1项所述矽微麦克风之振膜晶片的制造方法,其中,该步骤(d)是以电镀方式形成该撑固层。11.依据申请专利范围第8项所述矽微麦克风之振膜晶片的制造方法,其中,该步骤(e)是以光阻拨除剂蚀刻移除该牺牲层。12.依据申请专利范围第6项所述矽微麦克风之振膜晶片的制造方法,其中,该步骤(f),在分离该振膜晶片与该基板后,同步蚀刻移除该皱折图像。13.一种矽微麦克风的振膜晶片,该矽微麦克风具有一界定出一封装空间的壳座、一可将电容变化转换成电压变化的场效电晶体,及一封装于封装空间中的背板,该背板具有一由导体材料形成的导体层、一由驻极体材料形成在该导体层上并带电荷之驻极体层,及一穿通该导体层与该驻极体层的音孔图像,该导体层与该壳座相间隔地连结而共同定义出一供气流流动的气室,该振膜晶片包含:一以绝缘材料形成之分隔块层,与该背板相连结;一以绝缘材料形成之振膜层,与该分隔块层相连结,使该振膜层、分隔块层与该背板共同界定出一藉由该音孔图像与该气室相通之振动空间;及一与该振膜层相连结并作为电极的环壁,具有一以导体材料形成在该振膜层上的种晶膜,及一以导体材料自该种晶膜增厚形成的撑固层,该环壁与该驻极体层共同构成对应该振膜层被该撑固层圈界成之一振膜,因声能作用产生对应形变而变化的电容。14.依据申请专利范围第13项所述矽微麦克风的振膜晶片,是以申请专利第1项中所述矽微麦克风之振膜晶片的制造方法所制造。15.依据申请专利范围第13项所述矽微麦克风的振膜晶片,其中,该振膜层被该撑固层所圈界成的振膜,其截面成预定之凹凸皱折态样。16.依据申请专利范围第13项所述矽微麦克风的振膜晶片,其中,该撑固层以该种晶膜作为晶种电镀增厚形成。17.依据申请专利范围第13项所述矽微麦克风的振膜晶片,其中,该环壁与该壳座连结以接地。18.一种矽微麦克风的制造方法,包含:(a)制备一具有一封装基板与一罩壳的壳座,该封装基板包括一表面、一相反于该表面的底面、一设置于该表面与该底面之间的电路布局,及一形成在该表面的凹槽,该罩壳包括一供声波穿通之顶壁,及一自该顶壁向下延伸的周壁,该顶壁与该周壁共同界定出一具有一封装口的封装空间,该封装基板可与该周壁相连结以封闭该封装口;(b)制备一背板,该背板具有一以导电材料形成的导体层、一由驻极体材料形成于该导体层上并写入电荷的驻极体层,及一穿通该导体层与该驻极体层的音孔图像;(c)以申请专利第1项中所述矽微麦克风之振膜晶片的制造方法制备一振膜晶片;(d)将一场效电晶体对应地连结在该封装基板的凹槽中,并与该电路布局形成电连接;(e)将该振膜晶片以该环壁顶连该罩壳之顶壁内壁面地封置入该封装空间中;(f)将该背板以该驻极体层朝向该振膜晶片地封置入该封装空间中,而使该背板与该振膜晶片的分隔块层相连结,使该振膜晶片之振膜层、分隔块层与该背板共同界定出一振动空间,供该振膜层对应被该撑固层圈界成之振膜因声能作用而产生对应形变并同时使该环壁与该驻极体层构成之电容产生变化用;及(g)将该封装基板以该封置有该场效电晶体之凹槽朝向该背板,且使该封装基板之表面顶连于该背板地与该周壁连结以封闭该封装口,并使该凹槽容置该场效电晶体之剩余空间形成一藉该背板之音孔图像与该振动空间相通的气室,制得该矽微麦克风。19.依据申请专利范围第18项所述矽微麦克风的制造方法,其中,该步骤(b)更具有以下次步骤:(b1)将一驻极体材料制成的薄膜连结在一以导体材料制成的薄片上,制成一具有该驻极体层及该导体层的背板基材;(b2)以微机电技术在该背板基材上形成穿通该背板基材的音孔图像;及(b3)写入电荷于该驻极体层,制得该背板。20.一种矽微麦克风,包含:一壳座,具有一封装基板及一罩壳,该封装基板包括一表面、一相反于该表面的底面、一设置于该表面与该底面之间的电路布局,及一形成在该表面的凹槽,该罩壳包括一供声波穿通之顶壁,及一自该顶壁向下延伸之周壁,该顶壁与该周壁共同界定出一具有一封装口的封装空间,该封装基板可与该周壁相连结以封闭该封装口;一可将电容变化转换成电压变化的场效电晶体,封装于该封装基板之凹槽中,并与该电路布局电连接;一背板,包括一以导体材料形成的导体层、一以驻极体材料形成在该导体层上的驻极体层,及一穿通该导体层与该驻极体层的音孔图像,该导体层与该封装基板相连结,并与该凹槽容置该场效电晶体后之剩余空间界定出一供气流流动的气室;及一振膜晶片,具有一以绝缘材料形成之分隔块层、一以绝缘材料自该分隔块层向上形成的振膜层,及一以导体材料自该振膜层更向上形成的环壁,该环壁包括一与该振膜层相连结的种晶膜,及一自该种晶膜电镀增厚形成的撑固层,该分隔块层与该背板相连结,使该振膜层、分隔块层与该背板共同界定出一藉由该音孔图像与该气室相通之振动空间,供该振膜层对应被该环壁之撑固层所圈界出之一振膜因声能作用而产生对应形变用,该环壁作为电极而与该驻极体层共同构成对应该振膜因声能作用产生对应形变而变化的电容。21.依据申请专利范围第20项所述矽微麦克风,其中,该振膜晶片是以申请专利第1项所述矽微麦克风之振膜晶片的制造方法所制造。22.依据申请专利范围第20项所述矽微麦克风,其中,该环壁与该壳座连结以接地。图式简单说明:图1是一流程图,说明本发明矽微麦克风之振膜晶片的制造方法的一较佳实施例;图2是一结构示意图,说明以图1本发明矽微麦克风之振膜晶片的制造方法所制得的振膜晶片;图3是一流程图,说明配合图1本发明矽微麦克风之振膜晶片的制造方法所制得的振膜晶片,封装制备成一矽微麦克风;图4是一结构示意图,说明以图3的制造过程所制得的矽微麦克风;及图5是一结构示意图,说明先将基板定义出凹凸图像以制备皱折式的振膜。
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