JP2002033241A

JP2002033241A - シリコン酸化膜エレクトレット及びエレクトレットコンデンサマイクロホン

Info

Publication number: JP2002033241A
Application number: JP2001138536A
Authority: JP
Inventors: Uchitsugu Minami; 内嗣南; Yoshiaki Obayashi; 義昭大林; Mamoru Yasuda; 護安田; Fumihiko Jiyoube; 文彦条邊
Original assignee: Hosiden Corp
Current assignee: Hosiden Corp
Priority date: 2000-05-12
Filing date: 2001-05-09
Publication date: 2002-01-31

Abstract

(57)【要約】【課題】耐湿特性に優れ、且つ、リフロー用素子とし
ての使用に耐えうるシリコン酸化膜エレクトレット及び
エレクトレットコンデンサマイクロホンを提供する。【解決手段】基材１表面にシリコン酸化膜を成膜し、
成膜雰囲気から大気開放すること無く乾燥空気、純酸素
ガス、または、酸素含有Ａｒガス雰囲気の下、２００℃
〜４００℃で熱処理し、その後に帯電処理してなるシリ
コン酸化膜エレクトレット。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シリコン酸化膜エ
レクトレット及び当該シリコン酸化膜エレクトレットを
用いたエレクトレットコンデンサマイクロホンに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、コンデンサマイクロホンなどの素
子に応用される永久的電気分極を有する誘電体であるエ
レクトレット素子として、ＦＥＰ材などの有機系の高分
子重合体が使用されていたが、耐熱性に劣る為、基板実
装する場合のリフロー用素子としての使用が困難である
という問題があった。

【０００３】近年、微細加工技術を利用したエレクトレ
ットの薄膜化、小型化を達成するため、有機系の高分子
重合体に代えて酸化シリコンを用いたエレクトレットが
提案されている（特開平９−２８３３７３号公報）。即
ち、基材上にプラズマＣＶＤ装置などを用いてシリコン
酸化膜を成膜した後に、熱処理装置により熱処理を施
し、熱処理後のシリコン酸化膜を帯電処理して製造され
るものである。

【０００４】また、シリコン酸化膜エレクトレットの欠
点である寿命増大のため、シリコン酸化膜を成膜し、洗
浄工程を経て所定時間放置した後に、２００℃までの温
度でアニールし、その後帯電処理してエレクトレットを
製造する技術も提案されている（the 7 ^th internati
onal symposium on electrets(1991)663,668）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の従来の
シリコン酸化膜エレクトレットでは、耐湿特性が大きく
低下して、実用に耐えないという問題があった。

【０００６】本願発明の目的は、上述した従来の欠点を
解消し、耐湿特性に優れ、且つ、リフロー用素子として
の使用に耐えうるシリコン酸化膜エレクトレット及びエ
レクトレットコンデンサマイクロホンを提供する点にあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】その理由は成膜直後のＳ
ｉＯ₂膜は膜表面、及び、膜内部に未結合な不対電子や
格子欠陥が多数存在する不安定な状態にある。従って、
大気開放して空気中の水分が吸着すると、膜の導電性を
高めることや、膜中での電荷移動を可能とするため、膜
の帯電を減衰させていたのである。そこで、成膜直後、
すなわち水分に接触する前に、膜表面及び膜内部に未結
合な不対電子や格子欠陥に酸素が吸着させておくと、水
分吸着による膜の導電性や膜中での電荷移動による帯電
の減衰を抑制できることが考えられ、本発明は、この点
に着目して為されたものである。この目的を達成するた
め本発明によるシリコン酸化膜エレクトレットの特徴構
成は、特許請求の範囲の欄の請求項１に記載した通り、
基材表面にシリコン酸化膜を成膜し、成膜雰囲気から大
気開放すること無く水分を含まない酸素を含有するガス
雰囲気の下、２００℃〜４００℃で熱処理し、その後に
帯電処理してなる点にある。更に、特許請求の範囲の欄
の請求項２に記載した通り、前記熱処理は、使用基材や
熱処理装置の関係から２５０℃〜３５０℃であることが
好ましい。

【０００８】例えば、高周波マグネトロンスパッタ法を
用いて、以下に示す条件１の下でシリコン酸化膜を成膜
し、成膜後の真空状態を破らずに条件２の下で熱処理を
行い、その後に帯電処理して製造したサンプル（ａ）
と、前記条件で成膜後大気中に放置していた膜を条件２
の下で熱処理を行った後に帯電処理して製造したサンプ
ル（ｂ）に対して耐湿試験、耐熱試験を行った結果を図
３から図５に示す。図は、各サンプルに対して約１ｍｍ
の距離を隔てて表面電位計で表面電位を計測した結果を
示す。条件１；成膜時の基板温度：３５０℃ スパッタガス：Ａｒ＋１％〜５０％Ｏ₂ ガス圧：０．１〜２．０Ｐａ条件２；熱処理温度：２５０℃〜３５０℃ 雰囲気中の酸素ガス濃度と処理時間：酸素ガス濃度が高ければ処理時間は短くても良い。ガス組成：Ａｒ＋１％〜１００％Ｏ₂ ガス圧：成膜時のガス圧もしくはそれ以上

【０００９】７０℃、９０％ＲＨ条件下における耐湿試
験結果を示す図３、及び、６０℃、９０％ＲＨ条件下に
おける耐湿試験結果を示す図４を参照すれば、高湿時に
おいて明らかに本発明によるシリコン酸化膜エレクトレ
ットサンプル（ａ）の帯電特性が、成膜後大気開放され
た後に熱処理されたシリコン酸化膜エレクトレットサン
プル（ｂ）よりも優れていることが確認されるのであ
る。

【００１０】また、本発明によるシリコン酸化膜エレク
トレットを大気中１５０℃、２１０℃、２３０℃の各温
度で安定性試験を行った結果、図５に示すように、１５
０℃では問題となる程度の劣化を来すことはなかった。

【００１１】尚、上述した例では、条件２で、３５０℃
で熱処理したものを説明したが、熱処理温度は２００℃
〜４００℃の範囲であれば改善効果が見られ、特に、使
用基材や熱処理装置の関係から熱処理温度は２５０℃〜
３５０℃が好ましい。

【００１２】上述した例では、条件２で、Ａｒ＋１％〜
１００％Ｏ₂のガス組成で熱処理したものを説明した
が、酸素濃度範囲は、特に限定されるものでは無く、酸
素を含有していれば有効であり全圧力の１００％まで有
効であった。また、熱処理時のガス組成としては、これ
以外に、乾燥空気、Ｏ₂，Ｏ₂＋Ｏ₃，Ｏ₃，Ｎ₂＋Ｏ
₂，不活性ガス＋Ｏ₂、など水分を含まない酸素を含有
するガスを用いることが出来る。熱処理時のガス圧は、
特に制限されるものでは無く、減圧下から加圧状態まで
有効であった。

【００１３】上述の例では、高周波マグネトロンスパッ
タ法を用いてシリコン酸化膜を成膜した例を説明した
が、基材表面にシリコン酸化膜を成膜する方法は、その
他のスパッタ法、ＥＣＲプラズマＣＶＤ法等のＣＶＤ
法、その他の蒸着法によっても可能で、同様の効果が得
られるものであり、ここに例示した成膜技術に限定する
ものでは無い。例えば、ＥＣＲプラズマＣＶＤ法（ＴＥ
ＯＳ使用）を用いて成膜した場合の耐湿試験の結果、図
６に示すように、同様に耐湿安定性のあることが判明し
ている。

【００１４】本発明によるエレクトレットコンデンサマ
イクロホンの第一の特徴構成は、特許請求の範囲の欄の
請求項３に記載した通り、天面に音響導入孔が形成され
た有底筒状部材の内部に、振動膜電極と背極とをリング
状絶縁スペーサを介して対向配置してなるコンデンサを
備えたエレクトレットコンデンサマイクロホンであっ
て、前記振動膜電極表面であって、前記背極の対向面に
請求項１または２記載のシリコン酸化膜エレクトレット
を形成した点にある。

【００１５】同第二の特徴構成は、特許請求の範囲の欄
の請求項４に記載した通り、天面に音響導入孔が形成さ
れた有底筒状部材の内部に、振動膜電極と背極とをリン
グ状絶縁スペーサを介して対向配置してなるコンデンサ
を備えたエレクトレットコンデンサマイクロホンであっ
て、前記背極表面であって、前記振動膜電極の対向面に
請求項１または２記載のシリコン酸化膜エレクトレット
を形成した点にある。

【００１６】同第三の特徴構成は、特許請求の範囲の欄
の請求項５に記載した通り、天面に音響導入孔が形成さ
れた金属製の有底筒状部材の前記天面と振動膜電極とを
リング状絶縁スペーサを介して対向配置してなるコンデ
ンサを備えたエレクトレットコンデンサマイクロホンで
あって、前記天面内側面であって、前記振動膜電極の対
向面に請求項１または２記載のシリコン酸化膜エレクト
レットを形成した点にある。

【００１７】同第四の特徴構成は、特許請求の範囲の欄
の請求項６に記載した通り、少なくともインピーダンス
変換素子が形成された半導体チップの所定領域に金属薄
膜を形成するとともに、前記金属薄膜上に請求項１また
は２記載のシリコン酸化膜エレクトレットを形成して、
前記金属薄膜と振動膜電極とをスペーサを介して対向配
置してなるコンデンサを備えた点にある。

【００１８】同第五の特徴構成は、特許請求の範囲の欄
の請求項７に記載した通り、少なくともインピーダンス
変換素子が形成された半導体チップの所定領域に固定電
極となる金属薄膜を形成し、前記金属薄膜と振動膜電極
とをスペーサを介して対向配置してなるコンデンサを備
えたエレクトレットコンデンサマイクロホンであって、
前記振動膜上であって、前記金属薄膜の対向面に請求項
１または２記載のシリコン酸化膜エレクトレットを形成
した点にある。

【００１９】本発明によるシリコン酸化膜エレクトレッ
トの成膜熱処理装置の第一の特徴構成は、特許請求の範
囲の欄の請求項８に記載した通り、基板載置用の搬送パ
レットと、前記搬送パレットを循環搬送する循環搬送装
置と、前記循環搬送装置の一部に設けられた真空チャン
バーとからなり、前記真空チャンバーは、搬入された基
板を真空状態で予備加熱する真空前チャンバー、基板上
にシリコン酸化膜を成膜し、且つ、その後大気開放する
ことなく熱処理するメインチャンバー、または、成膜チ
ャンバーでシリコン酸化膜を成膜し、その後、分離した
熱処理チャンバーで熱処理した後、処理後の基板を大気
開放する真空後チャンバーとを開閉自在な隔壁で区画し
て各別に真空状態を制御可能な真空装置を設けて構成し
てある点にあり、または、成膜チャンバーでシリコン酸
化膜を成膜し、その後、分離した熱処理チャンバーで熱
処理した後、基板の搬送方向に沿って真空チャンバーを
開閉自在な隔壁で区画してあるので、メインチャンバー
内の真空状態を維持したままで、連続的に成膜処理及び
熱処理が可能となる。

【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、耐湿特性に優れ、且つ、リフロー用素子としての使
用に耐えうるシリコン酸化膜エレクトレット及びエレク
トレットコンデンサマイクロホンを提供することが可能
になった。

【００２０】

【発明の実施の形態】［第一の実施形態］以下に本発明
によるエレクトレットを振動膜片面に備えたホイルエレ
クトレットタイプのコンデンサマイクロホンに適用する
第一の実施の形態を示す。図１（ａ），（ｂ）に示すよ
うに、基材であるニッケル薄膜振動膜１（他に、チタン
材、アルミ材、その他の金属材が使用可能である）の一
側面周囲にステンレス材（他に、真鍮材などが使用可能
である）でなる導電性リング状部材２を熱硬化性エポキ
シ剤で接着、または、圧着、溶接、半田付けし、他側面
にシリコン酸化膜エレクトレット３を形成する。

【００２１】シリコン酸化膜（ＳｉＯ₂）は高周波マグ
ネトロンスパッタ法で成膜され、図２に示すように、上
述した振動膜１の他側面を成膜対象面として、チャンバ
ーａ内に設置された下部電極ｂ上に５００個〜１０００
個載置し、下部電極ｂに設けられた加熱部材（図示せ
ず）により振動膜１を加熱し、シリコン酸化材（ＳｉＯ
₂）を備えた上部電極ｃとの間で高周波を印加すること
により、１．０〜５．０μｍ厚のシリコン酸化膜が形成
される。成膜条件は、以下の通りである。

【００２２】上記条件によるシリコン酸化膜の成膜後、
スパッタリングを停止し、続けて以下の条件でガスホー
ルドを行い熱処理する。熱処理条件；振動膜温度：３５０℃ ガス組成：Ａｒ＋２０％Ｏ₂ ガス圧：成膜後、排気を停止して流量２０ｃｃｍのＡｒ＋２０％Ｏ₂ガスをチャンバ内に導入ホールド時間：６０分（上記ガス流量に切替後の時間）

【００２３】熱処理終了後、導電性ワイヤからコロナ放
電させて発生した電荷をシリコン酸化膜に導入するコロ
ナ分極法や、シリコン酸化膜に電子ビームを照射して帯
電させる電子ビーム分極法、その他の分極法を用いて帯
電させてシリコン酸化膜エレクトレットが製造される。

【００２４】以下に、上述した振動膜に形成されたシリ
コン酸化膜エレクトレットを用いたホイルエレクトレッ
トタイプのコンデンサマイクロホンを、図９に基づいて
説明する。

【００２５】防塵クロス４が貼られた天面中央に音響導
入孔５ａが形成されたアルミの有底筒状部材５の内部
に、前記振動膜１を前記導電性リング状部材２を介して
前記音響導入孔５ａに対向させて配置するとともに、リ
ング状絶縁スペーサ６を介して背極７をエレクトレット
面３に対向配置してある。

【００２６】前記背極７は、有底筒状の樹脂ホルダー８
の開口部端縁に形成された内側切欠段部８ａに嵌入支持
され、さらに、前記樹脂ホルダー８の底部に前記有底筒
状部材５の開口端部を内側に折り曲げ支持されたプリン
ト基板９を配置してある。前記樹脂ホルダー８の中空内
部には、前記背極７と前記振動膜１との間で形成される
コンデンサに生じる音響に起因する電気信号を低インピ
ーダンス信号に変換するインピーダンス変換素子１０と
してのＦＥＴを設けてあり、ＦＥＴのゲート電極（入力
電極）１０ｇが前記背極７に電気的に接続され、ドレイ
ン電極１０ｄとソース電極１０ｓが前記プリント基板９
に半田接続されている。一方、前記振動膜１は、前記導
電性リング状部材２、前記有底筒状部材５を介して前記
プリント基板９にアース接続されている。

【００２７】［第二の実施形態］以下に本発明によるエ
レクトレットを背極に備えたバックエレクトレットタイ
プのコンデンサマイクロホンに適用する第二の実施の形
態を示す。図７（ａ），（ｂ）に示すように、基材であ
るステンレス製の背極７（他に、真鍮、洋白、その他の
金属材が使用可能である）の一側面にシリコン酸化膜エ
レクトレット３を形成する。

【００２８】シリコン酸化膜は高周波マグネトロンスパ
ッタ法で成膜され、詳細プロセスは、第一の実施形態で
説明したと同様である。尚、前記背極７は、厚さ０．２
〜０．４ｍｍの板状体を直径２．０から６．０ｍｍの円
盤状で中央部に直径１．０ｍｍ前後の複数の圧力調整用
の通気孔７ａを形成するようにプレス加工される。熱処
理終了後、第一の実施形態で説明したと同様、帯電処理
してシリコン酸化膜エレクトレットが製造される。

【００２９】以下に、上述した背極に形成されたシリコ
ン酸化膜エレクトレットを用いたバックエレクトレット
タイプのコンデンサマイクロホンを、図１０に基づいて
説明する。防塵クロス４が貼られた天面中央に音響導入
孔５ａが形成されたアルミの有底筒状部材５の内部に、
振動膜１を導電性リング状部材２を介して前記音響導入
孔５ａに対向させて配置するとともに、リング状絶縁ス
ペーサ６を介して前記背極７をエレクトレット面３が前
記振動膜１に対向するように配置してある。

【００３０】前記背極７は、有底筒状の樹脂ホルダー８
の開口部端縁に形成された内側切欠段部８ａに嵌入支持
され、さらに、前記樹脂ホルダー８の底部に前記有底筒
状部材５の開口端部を内側に折り曲げ支持されたプリン
ト基板９を配置してある。

【００３１】前記樹脂ホルダー８の中空内部には、前記
背極７と前記振動膜１との間で形成されるコンデンサに
生じる音響に起因する電気信号を低インピーダンス信号
に変換するインピーダンス変換素子１０としてのＦＥＴ
を設けてあり、ＦＥＴのゲート電極（入力電極）１０ｇ
が前記背極７に電気的に接続され、ドレイン電極１０ｄ
とソース電極１０ｓが前記プリント基板９に半田接続さ
れている。一方、前記振動膜１は、前記導電性リング状
部材２、前記有底筒状部材５を介して前記プリント基板
９にアース接続されている。

【００３２】［第三の実施形態］以下に本発明によるエ
レクトレットを、天面中央に音響導入孔５ａが形成され
た有底筒状部材５の前記天面内側部に備えたフロントエ
レクトレットタイプのコンデンサマイクロホンに適用す
る第三の実施の形態を示す。

【００３３】図８（ａ），（ｂ）に示すように、絞り加
工で形成された基材である厚さ０．３ｍｍのアルミ製有
底筒状部材５（洋白などの他の金属材が使用可能であ
る）の天面内側面にシリコン酸化膜エレクトレット３を
形成する。シリコン酸化膜は高周波マグネトロンスパッ
タ法で成膜され、詳細プロセスは、第一の実施形態で説
明したと同様である。

【００３４】熱処理終了後、第一の実施形態で説明した
と同様、帯電処理してシリコン酸化膜エレクトレット３
が製造される。

【００３５】以下に、上述した天面中央に音響導入孔５
ａが形成された有底筒状部材５の前記天面内側部に形成
されたシリコン酸化膜エレクトレットを用いたフロント
エレクトレットタイプのコンデンサマイクロホンを、図
１１に基づいて説明する。

【００３６】防塵クロス４が貼られた天面中央に音響導
入孔５ａが形成されたアルミの有底筒状部材５の内部
に、金属製振動膜１をリング状絶縁スペーサ６ａを介し
て前記音響導入孔５ａに対向配置するとともに、導電性
リング状スペーサ２を介して、前記有底筒状部材１２と
接触しないように離間配置された金属製筒状部材１２上
に配置し、前記金属製筒状部材１２の底部に前記有底筒
状部材５の開口端部を内側に折り曲げ支持されたプリン
ト基板９を配置してある。

【００３７】前記金属製筒状部材１２の中空内部には、
前記有底筒状部材５の天面と前記振動膜１との間で形成
されるコンデンサに生じる音響に起因する電気信号を低
インピーダンス信号に変換するインピーダンス変換素子
１０としてのＦＥＴを設けてあり、ＦＥＴのゲート電極
１が前記プリント基板９の配線パターン、前記金属製筒
状部材１２、前記導電性リング状スペーサ６ａを介して
振動膜１に電気的に接続され、ドレイン電極１０ｄとソ
ース電極１０ｓが前記プリント基板９に電気的に接続さ
れている。一方、前記前記有底筒状部材５の天面は、前
記有底筒状部材５の周壁を介して前記プリント基板９に
アース接続されている。

【００３８】上述したように、本発明によるシリコン酸
化膜エレクトレットは、従来のＦＥＰ材などの有機系の
高分子重合体でなるエレクトレットを用いたコンデンサ
マイクロホンに置き換え可能であり、リフロー用素子と
して使用可能である。

【００３９】［第四の実施形態］以下に本発明によるエ
レクトレットを用いた半導体エレクトレットコンデンサ
マイクロホンの実施形態について説明する。

【００４０】図１２（ａ）から（ｃ）に示すように、５
〜６インチのシリコンウェハ２０の２ｍｍ角のチップサ
イズに区画し、各区画２０ａ毎に、周囲に公知のリソグ
ラフィー技術等を用いて集積回路部２１を製造し、中央
部に絶縁膜２４を介して直径１．４ｍｍ程度の円形の固
定電極２２をアルミ蒸着法等により形成するとともに、
アース電極パット２３ａ、前記固定電極２２と接続され
る固定電極パット２３ｂ、電源電極パット２３ｃ、出力
電極パット２３ｄを形成する。ここに、前記集積回路部
２２は、後述の振動膜と固定電極との間で構成されるコ
ンデンサに誘起される電気信号を低インピーダンス信号
に変換するＦＥＴや、必要に応じてカスタマイズ設計さ
れる信号処理回路で構成され、アース電極パット２３ａ
と電源電極パット２３ｃを介して電源が供給され、出力
電極パット２３ｄから信号が出力される。

【００４１】次に、基材であるアルミ薄膜でなる固定電
極２２上に、１．０μｍ〜５．０μｍの膜厚のシリコン
酸化膜２５を形成する。シリコン酸化膜２５は高周波マ
グネトロンスパッタ法その他のスパッタ法で成膜され、
詳細プロセスは、第一の実施形態で説明したと同様であ
る。さらに、第一の実施形態で説明したと同様の条件で
熱処理終了後、帯電処理してシリコン酸化膜エレクトレ
ットが製造される。

【００４２】最後に、図１３（ａ）から（ｂ）に示すよ
うに、各区画２０ａの絶縁膜２４上の対角部位４個所に
１０μｍ〜１５μｍ厚さのポリイミド材でなるスペーサ
２６を形成する。

【００４３】上述した各チップは、図１４に示すよう
に、有底筒状のセラミックパッケージ３０の底部に接着
剤３５で固定され、上面にタングステン／ニッケル膜３
４が蒸着された振動膜３３を前記スペーサ２６上に配置
し、導電性リング状部材３６を介して、音響導入孔３１
ａが形成された金属キャップ３１に圧接されており、前
記振動膜３３は、前記導電性リング状部材３６、前記金
属キャップ３１の表面に配された導電パターン（図示せ
ず）、前記セラミックパッケージ３０の内周及び端部縁
部に配された導電パターン（図示せず）、ボンディング
ワイヤ３７を介して、前記アース電極パット２３ａに接
続され、以って、バックエレクトレットタイプのコンデ
ンサマイクロホンが構成される。

【００４４】［第五の実施形態］さらに、図１５には、
ホイルエレクトレットタイプのコンデンサマイクロホン
を示してある。図１４と異なるのは、前記固定電極２２
上にシリコン酸化膜エレクトレットを形成するのではな
く、振動膜３３上に本発明によるエレクトレット３８を
構成した点にある。

【００４５】［その他の実施形態］上述したシリコン酸
化膜エレクトレットの製造に際して、３５０℃で熱処理
したものを説明したが、熱処理温度は２００℃〜４００
℃の範囲であれば改善効果が見られ、特に、使用基材や
熱処理装置の関係から、熱処理温度は２５０℃〜３５０
℃であることが好ましい。

【００４６】上述した例では、Ａｒ＋２０％Ｏ₂のガス
組成で熱処理したものを説明したが、酸素濃度範囲は、
特に限定されるものでは無く、酸素を含有していれば有
効であり全圧力の１００％まで有効であった。また、熱
処理時のガス組成としては、これ以外に、乾燥空気、Ｏ
₂，Ｏ₂＋Ｏ₃，Ｏ₃，Ｎ₂＋Ｏ₂，不活性ガス＋
Ｏ₂、など水分を含まない酸素を含有するガスを用いる
ことが出来る。熱処理時のガス圧は、特に制限されるも
のでは無く、減圧から加圧状態まで有効であった。

【００４７】上述の実施形態では、高周波マグネトロン
スパッタ法を用いてシリコン酸化膜を成膜した例を説明
したが、基材表面にシリコン酸化膜を成膜する方法は、
その他のスパッタ法、プラズマＣＶＤ法等のＣＶＤ法、
その他の蒸着法によっても可能で、同様の効果が得られ
るものであり、ここに、例示した成膜技術に限定するも
のでは無い、例えば、シリコン酸化膜の成膜処理後にそ
の真空状態を破ることなくそのまま熱処理工程に入るこ
とが重要となる。

【００４８】次に、上述したシリコン酸化膜エレクトレ
ットを製造するための成膜熱処理装置について説明す
る。図１６から図１８に示すように、当該製造装置は、
基板載置用の搬送パレット４０と、前記搬送パレット４
０を循環搬送する循環搬送装置４１と、前記循環搬送装
置４１の一部に設けられた真空チャンバー４２とからな
り、前記真空チャンバー４２は、搬入された基板を真空
状態で予備加熱する真空前チャンバーである搬入チャン
バー４３、基板上にシリコン酸化膜を成膜し、且つ、そ
の後大気開放することなく熱処理するメインチャンバー
４４、または、成膜チャンバーでシリコン酸化膜を成膜
し、その後、分離した熱処理チャンバーで熱処理した
後、処理後の基板を大気開放する真空後チャンバーであ
る搬出チャンバー４５とからなる。各チャンバーは、循
環搬送方向に前記搬送パレット４０を搬送するための開
閉自在な隔壁で区画され、それぞれ所定の真空状態に制
御可能なポンプシステム４３ａ，４４ａ，４５ａを設け
てある。

【００４９】さらに、前記搬入チャンバー４３、メイン
チャンバー４４、または、成膜チャンバーと熱処理チャ
ンバーを分離した熱処理チャンバー、搬出チャンバー４
５には、基板を所定温度に加熱する加熱装置としてのヒ
ータ４３ｂ，４４ｂ，４５ｂを設けてあり、メインチャ
ンバー４４にはプラズマ発生装置４６ａを備えた高周波
マグネトロンスパッタ装置４６を設けてある。前記循環
搬送装置４１は、図示していないが、前記搬送パレット
４０の搬送方向に回転する複数本のローラと前記ローラ
を回転駆動する駆動装置とで構成してあり、以って、そ
の上に載置された搬送パレット４０がローラの回転に沿
って搬送されるように構成してある。

【００５０】基板が載置された搬送パレット４０は、先
ず、挿入口側隔壁が開放されて前記搬入チャンバー４３
に搬送され、当該隔壁が閉塞された後に所定の真空状態
に維持され、さらにメインチャンバー４４の入口隔壁が
開放されてメインチャンバー４４に搬送される。メイン
チャンバー４４内で前記高周波マグネトロンスパッタ装
置４６により上述した成膜工程と熱処理工程を経た後、
同じく真空状態に維持された搬出チャンバー４５に搬送
され、搬出チャンバー４５の入口隔壁が閉塞された後に
大気開放されて真空チャンバー４２から搬出される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明によるシリコン酸化膜エレクトレット
の製造工程図

【図２】高周波マグネトロンスパッタ装置の説明図

【図３】耐湿試験の特性図

【図４】耐湿試験の特性図

【図５】耐温試験の特性図

【図６】耐湿試験の特性図

【図７】別実施形態を示すシリコン酸化膜エレクトレッ
トの製造工程図

【図８】別実施形態を示すシリコン酸化膜エレクトレッ
トの製造工程図

【図９】本願発明によるシリコン酸化膜エレクトレット
を用いたホイルエレクトレットコンデンサマイクロホン
の断面図

【図１０】本願発明によるシリコン酸化膜エレクトレッ
トを用いたバックエレクトレットコンデンサマイクロホ
ンの断面図

【図１１】本願発明によるシリコン酸化膜エレクトレッ
トを用いたフロントエレクトレットコンデンサマイクロ
ホンの断面図

【図１２】本願発明による半導体シリコン酸化膜エレク
トレットの製造工程説明図

【図１３】本願発明による半導体シリコン酸化膜エレク
トレットの製造工程説明図

【図１４】本願発明による半導体シリコン酸化膜エレク
トレットを用いた半導体バックエレクトレットコンデン
サマイクロホンの断面図

【図１５】本願発明による半導体シリコン酸化膜エレク
トレットを用いた半導体ホイルエレクトレットコンデン
サマイクロホンの断面図

【図１６】本願発明によるシリコン酸化膜エレクトレッ
トの成膜熱処理装置の平面図

【図１７】同正面図

【図１８】同側面図

【符号の説明】

１振動膜２導電性リング状部材３エレクトレット４防塵クロス５有底筒状部材５ａ音響導入孔６リング状絶縁部材７背極８樹脂製筒状部材９プリント基板１０インピーダンス変換素子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者安田護大阪府八尾市北久宝寺１丁目４番33号ホシデン株式会社内 (72)発明者条邊文彦大阪府八尾市北久宝寺１丁目４番33号ホシデン株式会社内Ｆターム(参考） 5D021 CC08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基材表面にシリコン酸化膜を成膜し、成
膜雰囲気から大気開放すること無く水分を含まない酸素
を含有するガス雰囲気の下、２００℃〜４００℃で熱処
理し、その後に帯電処理してなるシリコン酸化膜エレク
トレット。
【請求項２】前記熱処理は、２５０℃〜３５０℃であ
る請求項１記載のシリコン酸化膜エレクトレット。
【請求項３】天面に音響導入孔が形成された有底筒状
部材の内部に、振動膜電極と背極とをリング状絶縁スペ
ーサを介して対向配置してなるコンデンサを備えたエレ
クトレットコンデンサマイクロホンであって、前記振動
膜電極表面であって、前記背極の対向面に請求項１また
は２記載のシリコン酸化膜エレクトレットを形成したエ
レクトレットコンデンサマイクロホン。
【請求項４】天面に音響導入孔が形成された有底筒状
部材の内部に、振動膜電極と背極とをリング状絶縁スペ
ーサを介して対向配置してなるコンデンサを備えたエレ
クトレットコンデンサマイクロホンであって、前記背極
表面であって、前記振動膜電極の対向面に請求項１また
は２記載のシリコン酸化膜エレクトレットを形成したエ
レクトレットコンデンサマイクロホン。
【請求項５】天面に音響導入孔が形成された金属製の
有底筒状部材の前記天面と振動膜電極とをリング状絶縁
スペーサを介して対向配置してなるコンデンサを備えた
エレクトレットコンデンサマイクロホンであって、前記
天面内側面であって、前記振動膜電極の対向面に請求項
１または２記載のシリコン酸化膜エレクトレットを形成
したエレクトレットコンデンサマイクロホン。
【請求項６】少なくともインピーダンス変換素子が形
成された半導体チップの所定領域に金属薄膜を形成する
とともに、前記金属薄膜上に請求項１または２記載のシ
リコン酸化膜エレクトレットを形成して、前記金属薄膜
電極と振動膜とをスペーサを介して対向配置してなるコ
ンデンサを備えたエレクトレットコンデンサマイクロホ
ン。
【請求項７】少なくともインピーダンス変換素子が形
成された半導体チップの所定領域に固定電極となる金属
薄膜を形成し、前記金属薄膜と振動膜電極とをスペーサ
を介して対向配置してなるコンデンサを備えたエレクト
レットコンデンサマイクロホンであって、前記振動膜上
であって、前記金属薄膜の対向面に請求項１または２記
載のシリコン酸化膜エレクトレットを形成したエレクト
レットコンデンサマイクロホン。
【請求項８】基板載置用の搬送パレットと、前記搬送
パレットを循環搬送する循環搬送装置と、前記循環搬送
装置の一部に設けられた真空チャンバーとからなり、前
記真空チャンバーは、搬入された基板を真空状態で予備
加熱する真空前チャンバー、基板上にシリコン酸化膜を
成膜し、且つ、その後大気開放することなく熱処理する
メインチャンバー、または、成膜チャンバーでシリコン
酸化膜を成膜し、その後、分離した熱処理チャンバーで
熱処理した後、処理後の基板を大気開放する真空後チャ
ンバーとを開閉自在な隔壁で区画して各別に真空状態を
制御可能な真空装置を設けて構成してある成膜熱処理装
置。