具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。如在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

为了方便描述，此处可能使用诸如“之下”、“下方”、“低于”、“下面”、“上方”、“上”等的空间关系词语来描述附图中所示的一个元件或特征与其他元件或特征的关系。将理解到，这些空间关系词语意图包含使用中或操作中的器件的、除了附图中描绘的方向之外的其他方向。此外，当一层被称为在两层“之间”时，它可以是所述两层之间仅有的层，或者也可以存在一个或多个介于其间的层。

在本申请的上下文中，所描述的第一特征在第二特征“之上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。

需要说明的是,本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。为使图示尽量简洁，各附图中并未对所有的结构全部标示。

为提高MEMS麦克风的检测精度，振膜上通常会设置通孔或褶皱结构，以提高振膜对外界激励的响应，但这可能导致振膜因局部振幅过大而发生损伤或和背极吸合的情况。同时，在制备过程中，可能导致MEMS麦克风局部应力过于集中而影响器件性能。为此，发明人经长期研究，提出了一种改善方案，在保留振膜褶皱结构的同时有助于提高麦克风的机械强度。

具体地，本发明提供一种MEMS麦克风的制备方法，包括步骤：

提供基底11，于所述基底11上形成第一牺牲层12；所述基底11优选半导体材质的基底11，包括但不限于硅，锗硅，碳化硅，SOI或蓝宝石等材质，所述第一牺牲层12优选但不限于氧化硅层，形成方法包括但不限于氧化法和气相沉积法，该步骤后得到的结构如图2所示；

对所述第一牺牲层12进行图形化处理以形成对应振膜12的第一凹槽121；该步骤具体可以包括，先采用光刻刻蚀工艺形成对应振膜12的褶皱结构的第一凹槽121a，且该步骤中可以同步形成对应振膜阻挡块的第一凹槽121b，即阻挡块和褶皱结构对应的第一凹槽121a和121b可以为相同的深度，得到的结构如图3所示，接着继续采用光刻刻蚀对第一牺牲层12刻蚀，以得到对应支架132的，贯穿第一牺牲层12的第一凹槽121c，得到的结构如图4所示；

于所述第一牺牲层12上形成振膜材料层12a，所述振膜材料层12a填充所述第一凹槽121以形成振膜12，振膜12包括褶皱结构131和位于褶皱结构131外侧(远离中心的一侧定义为外侧)的支架132；所述振膜材料层12a优选多晶硅层，形成方法优选采用原子层沉积等保形沉积工艺，即使得沉积后的多晶硅层上完全填充第一凹槽121而形成包括褶皱结构131、阻挡块和支架132的振膜12；该步骤后得到的结构如图5所示；

采用包括但不限于刻蚀工艺于所述振膜12中形成泄气孔133，所述泄气孔133显露出所述第一牺牲层12；该步骤中可同步或者于该步骤之后于振膜12的外围刻蚀出切割道19，切割道19显露出基底11表面；本步骤后得到的结构如图6所示；

采用保形沉积工艺形成第二牺牲层14，所述第二牺牲层14覆盖所述振膜12及泄气孔133；具体地，所示第二牺牲层14优选二氧化硅层，优选采用原子层沉积等保形沉积工艺形成，使得第二牺牲层14的上表面形成有对应振膜12的褶皱结构131的凹凸结构142，得到的结构如图7所示，第二牺牲层14优选大于第一牺牲层12的厚度，以确保后续形成的背极17和振膜12之间形成具有一定体积的空腔；在第二牺牲层14上对应形成有凹凸结构142的情况下，之后进行研磨处理，比如可采用化学机械研磨工艺对第二牺牲层14进行平坦化处理，以去掉所述凹凸结构142而使得第二牺牲层14的上表面为水平面，通过化学机械研磨，可以有效释放第二牺牲层14的应力，同时使得其上表面为水平面，避免局部应力过大导致第二牺牲层14产生裂缝而对后续工艺产生不良影响，比如导致后续的背极材料层17a局部应力过大导致背极产生裂纹等不良；经研磨后得到的结构如图8所示；

采用包括但不限于刻蚀工艺于所述第二牺牲层14中刻蚀形成对应背极阻挡块16第二凹槽141，且该步骤中，可同步形成对应支撑柱15的第二凹槽，其中，对应支撑柱15的第二凹槽141b贯穿所述第二牺牲层14直至显露出振膜12，对应背极阻挡块16的第二凹槽141a的深度小于所述第二牺牲层14的高度，比如可以为第二牺牲层14厚度的1/4-3/4，优选在1/2以内；该步骤后得到的结构如图9所示；该步骤后可继续刻蚀以显露出所述切割道19，得到的结构如图10所述；

于第二牺牲层14的表面形成背极材料层17a，所述背极材料层17a覆盖所述第二牺牲层14并填充所述第二凹槽141；所述背极材料层17a优选但不限于多晶硅层，形成方法包括但不限于气相沉积法，该步骤后得到的结构如图11所示；

对所述背极材料层17a进行刻蚀以形成背极17，所述背极17中形成有若干个声孔171，所述背极17中显露出对应背极阻挡块16和支撑柱15的所述第二凹槽141(即第二凹槽中的背极材料层17a被去除)，所述若干个声孔171显露出所述第二牺牲层14，且可以同时去除位于切割道19上的背极材料；该步骤后得到的结构如图12所示；

形成背板材料层18，所述背板材料层18覆盖所述背极材料层17a，并填充声孔171和第二凹槽141；所述背板材料层18优选氮化硅层，形成方法优选气相沉积方法，其可以延伸到基底11表面，但与振膜12具有间距；该步骤后得到的结构如图13所示；

去除对应位于所述声孔171中的背板材料层18，直至于所述声孔171中显露出所述第二牺牲层14(也可以描述为于背板材料层18中形成多个开孔，所述多个开孔一一对应显露出所示声孔171，或者说两者上下连通，也可以认为背板材料层18中的开孔也是声孔171的一部分)，若之前形成有对应支撑柱的第二凹槽，则该步骤中，填充于对应支撑柱15的第二凹槽内的背板材料构成所述支撑柱15(即支撑柱15和背板材料层18是一体连接的，或者说支撑柱15是从背板材料层18向下延伸到背极17下方，支撑柱15可与背极17相接触)，填充于对应背极阻挡块16的第二凹槽内的背板材料构成所述背极阻挡块16，所述背极阻挡块16和支撑柱15穿过所述背极17并向下延伸，且所述支撑柱15与所述振膜12相连接；所述背极阻挡块16优选为多个(但褶皱结构上方优选不设置该背极阻挡块16，以避免对应褶皱结构的部分因振幅过大而与背极阻挡块16发生碰撞)，均匀分布于所述支撑柱15的相对两侧，所述褶皱结构为环形结构，绕设于所述支撑柱15的外围，所述支撑柱15可以圆形柱，也可以为多边形柱(如四边形、五边形、六边形等，从工艺等方面考虑，优选圆形)，且刻蚀过程中可同步刻蚀掉位于切割道19位置的背板材料层18；该步骤后得到的结构如图14所示；

于所述基底11中形成贯穿所述基底11的空腔，之前形成的所述支撑柱15位于所述空腔上方；具体地，可以先对基底11进行背面研磨减薄，之后采用干刻工艺于减薄的基底11中形成所述空腔，得到的结构如图15所示；

优选采用湿刻法刻蚀所述第一牺牲层12和第二牺牲层14以释放出所述振膜12和背极17，得到的结构如图16所示，可以看到，所述振膜12通过支架132架设于基底11上，褶皱结构131位于空腔上方，振膜12与背板材料层18具有间隔，振膜12下表面具有若干阻挡块(未标示)，可以避免振膜12和基底11粘连。

作为示例，所述泄气孔133和支架132均为多个，多个泄气孔133位于所述褶皱结构131和支架132之间。

本发明还提供一种MEMS麦克风，其可以基于前述任一方法制备而成，故前述内容可全文引用至此。具体地，如图16所示，所述MEMS麦克风包括：

基底11，所述基底11中形成有贯穿所述基底11的空腔；

振膜12，所述振膜12通过支架132架设于所述基底11上，所述振膜12中形成有褶皱结构131及贯穿所述振膜12的泄气孔133，且所述褶皱结构131优选对应位于空腔上方；

背极17，位于所述振膜12上方，且与所述振膜12具有间距，所述背极17中形成有多个声孔171；

背板材料层18，位于所述背极17上，且向外延伸至所述基底11的表面，所述背板材料层18中形成有多个开孔、若干背极阻挡块16和支撑柱15，所述开孔一一对应显露出所述声孔171，所述支撑柱15和背极阻挡块16穿过所述背极17并向下延伸，所述支撑柱15与所述振膜12相连接。所述背板材料层上还可以形成若干辅助支撑柱(未示出)，与所述支撑柱间隔设置，所述辅助支撑柱同样向下穿过所述背极并向下延伸，只是所述辅助支撑柱的高度小于所述支撑柱的高度而未与所述振膜相连接。设置辅助支撑柱有助于进一步提高MEMS麦克风的机械强度。

作为示例，所述支撑柱15包括圆形柱和多边形柱中的任意一种。

作为示例，所述背极阻挡块16的高度为所述背极17与振膜12间距的1/4-3/4，优选在1/2以内，且优选地，所述褶皱结构131的上方未设置所述背极阻挡块16。

作为示例，所述褶皱结构131为环形结构，绕设于所述支撑柱15的外围。

作为示例，所述振膜12和背极17均优选多晶硅层，所述背板材料层18优选多晶硅层。

作为示例，所述MEMS麦克风还包括切割道19，位于振膜12的外围。

所述基底可为硅基底、锗基底、SOI基底、锗硅基底、碳化硅基底等半导体基底中的任意一种。

对所述MEMS麦克风的更多介绍还请参考前述内容，出于简洁的目的不再赘述。

综上所述，本发明提供一种MEMS麦克风及其制备方法。所述MEMS麦克风包括基底、背极和背板材料层，所述基底中形成有贯穿所述基底的空腔；所述振膜通过支架架设于所述基底上，所述振膜中形成有褶皱结构及贯穿所述振膜的泄气孔；背极位于所述振膜上方，且与所述振膜具有间距，所述背极中形成有多个声孔；背板材料层位于所述背极上，且向外延伸至所述基底的表面，所述背板材料层中形成有多个开孔、若干背极阻挡块和支撑柱，所述开孔一一对应显露出所述声孔，所述支撑柱和背极阻挡块穿过所述背极并向下延伸，所述支撑柱与所述振膜相连接。本发明在通过保形沉积形成第二牺牲层，之后对第二牺牲层进行研磨处理，可以有效释放第二牺牲层的应力，同时使得其上表面为水平面，避免局部应力过大导致第二牺牲层产生裂缝而对后续工艺产生不良影响，比如导致后续的背极材料层局部应力过大导致背极产生裂纹等不良。通过在振膜上设置褶皱结构的同时设置位于背极和振膜之间的支撑柱，可以确保MEMS麦克风在具有很高的检测灵敏度的同时避免振膜局部振幅过大，避免振膜破损以及和背极之间发生粘连，有助于提高MEMS麦克风的机械强度和性能。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。