CN1924533A

CN1924533A - 传感器装置

Info

Publication number: CN1924533A
Application number: CN 200610125743
Authority: CN
Inventors: 松原直辉; 成濑阳子
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2005-08-31
Filing date: 2006-08-29
Publication date: 2007-03-07
Also published as: JP2007067893A

Abstract

本发明提供一种能够通过抑制电极板的振动来增大输出的电信号的传感器装置。该传感器装置包括：振动膜，其设置为可振动；电极板，其设置为与振动膜相隔规定的距离而对置，并具有孔部；和支承体，其由具有比构成电极板的材料的弹性模量更高的弹性模量的材料构成，支承电极板。而且支承体形成为至少覆盖电极板的上面、下面及孔部的侧面的任意两个面。

Description

传感器装置

技术领域

本发明涉及传感器装置，尤其涉及具有支承电极板的支承体的传感器装置。

背景技术

以往，已知有：根据因声音而振动的振动膜(diaphragm)与电极板之间的静电电容的变化，将声音变换成电信号的音响传感器等传感器装置。这种传感器装置例如在特表2004-506394号公报中公开。

在上述特表2004-506394号公报中，公开有具备可振动的振动膜、电极板、和支承电极板的支承体的音响传感器。若声音进入到该音响传感器中，则振动膜振动，施加有恒定的电压的振动膜与电极板之间的静电电容变化。根据该静电电容的变化，电荷从振动膜及电极板移动，因此该电荷的变化作为相对于声音的电信号输出。在该特表2004-506394号公报的音响传感器中，仅电极板的上面由支承体支承。

但是，在上述特表2004-506394号公报的音响传感器中，如上所述，由于仅电极板的上面由支承体支承，因此存在电极板容易振动的缺点。因而，在电极板与振动膜一起向相同方向振动的情况下，电极板与振动膜之间的距离的变化量减少，因此电极板与振动膜的静电电容的变化减小。在该情况下，由于从电极板及振动膜移动的电荷减少，因此存在输出的电信号减小的问题。

发明内容

本发明为解决如上述的课题而实现，本发明的一个目的在于提供能够通过抑制电极板的振动而增大输出的电信号的传感器装置。

本发明的第一方案的传感器装置包括：振动膜，其设置为可振动；电极板，其设置为与振动膜相隔规定的距离而对置，并具有孔部；和支承体，其由具有比构成电极板的材料的弹性模量更高的弹性模量的材料构成，支承电极板，其中支承体形成为至少覆盖电极板的上面、下面及孔部的侧面的任意两个面。另外，电极板的下面是指靠近振动膜一侧的面，电极板的上面是指远离振动膜的一侧的面。

在本发明的第一方案的传感器装置中，通过以至少覆盖电极板的上面、下面及孔部的侧面的任意两个面的方式形成具有高弹性模量的支承体，从而与设置了以仅覆盖电极板的上面或下面的方式形成的支承体的情况相比，能够由支承体提高电极板的支承强度，因此能够抑制电极板的振动。由此，在声音等进入到传感器装置中时，能够仅使振动膜较大地振动，因此能够增大振动膜与电极板之间的距离的变化量。其结果，能够增大振动膜与电极板之间的静电电容的变化，因此能够增大输出的电信号。而且，例如，在电极板及支承体振动时，若通过最大地拉伸或收缩，而由弹性模量高的支承体支承最大拉伸应力及压缩应力作用的上面及下面两面，则即使在上面及下面形成的支承体的合计膜厚、与仅在上面或下面的一方形成支承体时的支承体的厚度相同的情况下，也能由支承体提高电极板的支承强度。由此，与由支承体仅支承电极板的上面或下面的一方的情况不同，能够不增加支承体的厚度而提高电极板的支承强度，因此能够抑制由增加支承体的厚度引起的支承体发生裂缝。

在上述第一方案的传感器装置中，优选支承体形成为覆盖电极板的上面及下面。这样，在电极板及支承体振动时，通过最大地拉伸或收缩，由弹性模量高的支承体支承最大拉伸应力及压缩应力作用的上面及下面两面，从而能够有效地抑制电极板的振动。

在由支承体覆盖上述电极板的上面及下面的传感器装置中，优选支承体的纵截面积，相对于由支承体将电极板的上面及下面覆盖的部分中的电极板与支承体的纵截面积的合计的比率，在10％以上。若这样构成则更能够抑制电极板的振动。

在上述第一方案的传感器装置中，优选支承体形成为覆盖电极板的上面及下面的任一面、和孔部的侧面。这样，在电极板及支承体振动时，由弹性模量高的支承体支承最大拉伸应力或压缩应力作用的上面(下面)，并由设置在孔部的侧面的支承体的下端部(上端部)支承最大拉伸应力或压缩应力作用的下面(上面)的一部分，从而能够抑制电极板的振动。

在该情况下，优选支承体的纵截面积，相对于由支承体将电极板的上面及下面的任一面和孔部的侧面覆盖的部分中的电极板及支承体的纵截面积的合计的比率，在26％以上。若这样构成则更能够抑制电极板的振动。

在上述第一方案的传感器装置中，优选支承体形成为覆盖电极板的上面及下面、和孔部的侧面。这样，在电极板及支承体振动时，通过由弹性模量高的支承体支承最大拉伸应力及压缩应力作用的上面及下面，从而能够抑制电极板的振动。

在该情况下，优选所述支承体的纵截面积，相对于由支承体将电极板的上面及下面和孔部的侧面覆盖的部分中的电极板及支承体的纵截面积的合计的比率，在17％以上。若这样构成则更能够抑制电极板的振动。

在上述第一方案的传感器装置中，优选电极板由硅构成，支承体由SiN构成。若这样构成则能够容易地使支承体的弹性模量比电极板的弹性模量更高。

在上述第一方案的传感器装置中，优选支承体包括上部支承体层，其覆盖电极板的上面，上部支承体层包括第一开口部分，其设置在电极板的接触区域，用于使电极板的上面的规定部分露出。若这样构成，则即使在电极板上设置上部支承体层，也能经由第一开口部分电连接电极板与外部布线。

在该情况下，优选该传感器装置还具备第一焊盘电极，其形成为经由上部支承体层的第一开口部分与电极板接触。若这样构成，则能够经由设置在第一开口部分的第一焊盘电极电连接电极板与外部布线。

在上述第一方案的传感器装置中，优选支承体包括：上部支承体层，其覆盖电极板的上面；和下部支承体层，其覆盖电极板的下面或上部支承体层的下面，上部支承体层及下部支承体层包括第二开口部分，其设置在振动膜的接触区域，用于使振动膜的上面的规定部分露出。若这样构成，则即使在振动膜上设置下部支承体层及上部支承体层，也能经由第二开口部分电连接振动膜与外部布线。

在该情况下，优选该传感器装置还具备第二焊盘电极，其形成为经由上部支承体层及下部支承体层的第二开口部分与振动膜接触。若这样构成，则能够经由设置在第二开口部分的第二焊盘电极电连接电极板与外部布线。

在上述第一方案的传感器装置中，优选支承体由绝缘膜构成。若这样构成，则能够容易地使振动膜与电极板电绝缘。

在上述支承体由绝缘膜构成的传感器装置中，优选支承体由通过离子注入导入杂质后的绝缘膜构成。此处，在利用了离子注入的改性法中，在注入杂质过程中，绝缘膜实际上达到800℃左右而被高温化，绝缘膜变化成致密化后的状态。此时，绝缘膜通过杂质注入而绝缘膜中的结合被切断并被致密化，因此作为绝缘膜的应力处于被缓和后的状态。并且，杂质注入后，在从800℃左右恢复到室温的平衡状态时，产生绝缘膜要膨胀的力，因此作为绝缘膜的应力而产生压缩应力(作用在相对基底膨胀方向的应力)。这样，由于在绝缘膜中通过离子注入而产生压缩应力(作用在相对基底膨胀方向的应力)，因此电极板在被向外侧方向(相对基底膨胀的方向)拉伸的状态下固定。因此，在对电极板施加压力的情况下，可抑制电极板的振动(位移)。其结果，与使用未离子注入的绝缘膜的情况相比，施加到压力信号中的噪声减少，因此能够提供可测定正确的电容变化的低噪声的传感器装置。

在上述支承体由绝缘膜构成的传感器装置中，优选由通过离子注入导入杂质后的绝缘膜构成的支承体含有Si、O和C。若这样构成，则由于对含有Si、O、C的绝缘膜导入杂质，因此与以往的氧化硅膜或氮化硅膜等绝缘膜相比，能够获得具有低介电常数的绝缘膜。由此，能够降低由固定电极板的绝缘膜引起的寄生电容(寄生电容≈材料的相对介电常数×面积/厚度)，因此能够提高传感器装置的灵敏度(灵敏度≈偏置电压×由振动引起的静电电容变化/静电电容)。而且，由于对含有Si、O、C的绝缘膜导入杂质，因此通过离子注入而绝缘膜被致密化，并且之后的绝缘膜的膨胀也更为增大，所以会引起比以往的绝缘膜更高的压缩应力(作用在相对基底膨胀方向的应力)。因此电极板在被绝缘膜向外侧方向(相对于基底膨胀的方向)拉伸的状态下固定，所以在对电极板施加压力的情况下，可进一步抑制电极板的振动(位移)。其结果，与使用以往的绝缘膜的情况相比，施加到压力信号中的噪声减少，因此能够提供可测定更正确的电容变化的低噪声的传感器装置。

在上述支承体由绝缘膜构成的传感器装置中，优选绝缘膜包括：导入杂质后的第一区域；和未导入杂质的第二区域。若这样构成，则由于固定电极板的绝缘膜包含导入杂质后的第一区域，从而电极板能够在向外侧方向拉伸的状态下固定，因此能够抑制由声波等的传播引起的电极板的振动(位移)。而且，导入了杂质后的绝缘膜由于通过离子注入而被致密化，因此与离子注入前的绝缘膜相比，相对介电常数增高，因此绝缘膜通过包含未导入杂质的第二区域，从而能够使绝缘膜的相对介电常数与仅由第一区域构成绝缘膜的情况相比更低。其结果，能够降低振动膜和电极板之间的静电电容上附加的寄生电容、即由固定电极板的绝缘膜引起的寄生电容，因此能够提高传感器装置的灵敏度。

在上述支承体由绝缘膜构成的传感器装置中，优选杂质经由绝缘膜导入到电极板中。若这样构成，则通过在电极板与绝缘膜的界面的混合作用而电极板与绝缘膜的的密接性提高，因此电极板在由绝缘膜拉伸的状态下更牢固地被固定。因此，能够进一步提高于压力信号的耐噪声性。

在上述支承体由通过离子注入而导入杂质的绝缘膜构成的传感器装置中，优选由绝缘膜构成的支承体具有将电极板向外侧拉伸的方向的应力。若这样构成，则电极板在被绝缘膜向外侧方向(相对于基底膨胀的方向)拉伸的状态下固定，所以在对电极板施加压力的情况下，可抑制电极板的振动(位移)。其结果，与使用以往的绝缘膜的情况相比，施加到压力信号中的噪声减少，因此能够提供可测定正确的电容变化的低噪声的传感器装置。

在上述第一方案中，传感器装置还可包括音响传感器。

本发明的第二方案的传感器装置具备：第一电极，其设置在半导体基板之上；第二电极，其配置成相对于第一电极相隔规定的间隔而对置，以与第一电极构成电容器；和绝缘膜，其至少设置在第二电极的上面上，用于将第二电极固定于半导体基板。并且，对绝缘膜通过离子注入而导入杂质。此处，在利用离子注入的改性法中，在注入杂质过程中，绝缘膜实际上达到800℃左右而被高温化，绝缘膜变化成致密化后的状态。此时，绝缘膜通过杂质注入而绝缘膜中的结合被切断并被致密化，因此作为绝缘膜的应力处于被缓和后的状态。并且，杂质注入后，在从800℃左右恢复到室温的平衡状态时，产生绝缘膜要膨胀的力，因此作为绝缘膜的应力而产生压缩应力(作用在相对基底膨胀方向的应力)。这样，由于在绝缘膜中通过离子注入而产生压缩应力(作用在相对基底膨胀方向的应力)，因此第二电极在被向外侧方向(相对于基底膨胀的方向)拉伸的状态下固定。因此，在对第二电极施加压力的情况下，可抑制第二电极的振动(位移)。其结果，与使用未离子注入的绝缘膜的情况相比，施加到压力信号中的噪声减少，因此能够提供可测定正确的电容变化的低噪声的传感器装置。

附图说明

图1是沿表示本发明的第一实施方式的麦克风的构造的图3的100-100线的剖面图；

图2是沿表示本发明的第一实施方式的麦克风的构造的图3的150-150线的剖面图；

图3是图1所示的本发明的第一实施方式的麦克风的俯视图；

图4是图1所示的本发明的第一实施方式的麦克风的俯视图；

图5是用于说明图1所示的第一实施方式的麦克风的动作的剖面图；

图6是在模拟中使用的、支承一端的平板的模型的示意图；

图7是图6所示的进行模拟的平板的模型的200-200线的剖面图；

图8是图6所示的进行模拟的平板的模型的200-200线的剖面图；

图9是图6所示的进行模拟的平板的模型的200-200线的剖面图；

图10是图6所示的进行模拟的平板的模型的200-200线的剖面图；

图11是图6所示的进行模拟的平板的模型的200-200线的剖面图；

图12是图6所示的进行模拟的平板的模型的200-200线的剖面图；

图13是图6所示的进行模拟的平板的模型的200-200线的剖面图；

图14是表示支承体的纵截面积相对于电极板的纵截面积和支承体的纵截面积的和(6μm²)的比率(％)、与位移y(nm)的关系的曲线图；

图15是表示支承体的厚度(μm)、和位移y(nm)的关系的曲线图；

图16～30是用于说明本发明的第一实施方式的麦克风的制造过程的剖面图；

图31是表示本发明的第二实施方式的麦克风的构造的剖面图。

图32～36是用于说明本发明的第二实施方式的麦克风的制造过程的剖面图；

图37是表示本发明的第三实施方式的音响传感器的构成的俯视图；

图38是沿图37的400-400线的剖面图；

图39是沿图37的450-450线的剖面图；

图40～图51是用于说明本发明的第三实施方式的音响传感器的制造过程的剖面图；

图52是表示本发明的第四实施方式的音响传感器的剖面图；

图53是表示本发明的第一变形例的麦克风的构造的剖面图；

图54是表示本发明的第二变形例的麦克风的构造的剖面图。

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。另外，在以下的说明中，对将本发明适用于作为传感器装置的一种的麦克风(音响传感器)的例子进行说明。

(第一实施方式)

首先，参照图1～图4，对本发明的第一实施方式的麦克风的构造进行说明。

在第一实施方式的麦克风30中，如图1及图2所示，在硅基板1的表面形成有由SiN构成的蚀刻阻止层2。该蚀刻阻止层2具有约0.05μm～约0.2μm的厚度。并且，在形成后述的振动膜部4a的区域，以贯通硅基板1和蚀刻阻止层2的方式形成有部分四角锥状(截头四角锥状)(参照图1及图3)的开口部分3。该开口部分3在声音进入的时候发挥空气的通道的功能。

在蚀刻阻止层2及开口部分3的上面形成有具有约0.1μm～约2.0μm的厚度的多晶硅层4。该多晶硅层4通过注入n型杂质(磷(P))而具有导电性。该多晶硅层4如图3及图4所示，在俯视的情况下，包括：圆板状的振动膜部4a，其在与开口部分3的中心相同的位置配置中心；和连接布线部4b，其从振动膜部4a向图3的A方向突出延伸并包含接触区域4c。另外，振动膜部4a是本发明的“振动膜”的一例。

此处，在第一实施方式中，在蚀刻阻止层2及多晶硅层4的上面形成下部支承体层5。下部支承体层5由具有比多晶硅的弹性模量更高的弹性模量的SiN构成，具有约0.01μm～约2μm的厚度。另外，下部支承体层5是本发明的“支承体”的一例。在振动膜部4a与下部支承体层5之间形成有具有约1μm～约5μm的高度的气隙6。

在下部支承体层5的上面形成具有约0.1μm～约2μm的厚度的多晶硅层7。该多晶硅层7通过注入n型杂质(磷(P))而具有导电性。多晶硅层7如图3所示，俯视观察包括：圆板状的电极板部7a，其在与振动膜部4a的中心相同的位置配置中心；和连接布线部7b，其形成为从电极板部7a向图3的B方向突出延伸并包含接触区域7c。另外，电极板部7a是本发明的“电极板”的一例。

而且，在第一实施方式中，在下部支承体层5及多晶硅层7的上面形成上部支承体层8。上部支承体层8由具有比多晶硅的弹性模量更高的弹性模量的SiN构成，具有约0.01μm～约2μm的厚度。换而言之，在第一实施方式中，在由多晶硅层7构成的电极板部7a的下面及上面，分别形成有由具有比多晶硅更高的弹性模量的SiN构成的下部支承体层5及上部支承体层8。

在多晶硅层7的电极板部7a、下部支承体层5及上部支承体层8中，形成有多个从外部向气隙6连通的圆状的音响孔9。

如图1所示，在下部支承体层5及上部支承体层8中，分别在多晶硅层4的连接布线部4b的接触区域4c所对应的部分形成有接触孔5a及接触孔8a。而且，如图2所示，在多晶硅层7的连接布线部7b的接触区域7c所对应的上部支承体的部分形成有接触孔8b。

并且，如图1所示，在多晶硅层4的连接布线部4b的接触区域4c上，经由上部支承体层8的接触孔8a及下部支承体层5的接触孔5a，形成有由具有约500nm的厚度的金(Au)及具有约100nm的厚度的铬(Cr)构成的焊盘(pad)电极11。而且，如图2所示，在多晶硅层7的连接布线部7b的接触区域7c上，经由上部支承体层8的接触孔8b，形成有由具有约500nm的厚度的金(Au)及具有约100nm的厚度的铬(Cr)构成的焊盘电极12。另外，焊盘电极11及焊盘电极12分别为本发明的“第二焊盘电极”及“第一焊盘电极”。

下面，参照图1及图5，说明第一实施方式的麦克风的动作。另外，在振动膜部4a与电极板部7a之间，经由焊盘电极11及12施加恒定的电压。

首先，在麦克风30中未进入声音的状态下，如图1所示，振动膜部4a不振动。因此，由于振动膜部4a与电极板部7a之间的静电电容不变化，所以从振动膜部4a及电极板部7a电荷不移动。

另一方面，若声音进入到麦克风30中，则如图5所示，振动膜部4a振动。因此，振动膜部4a、与由下部支承体层5及上部支承体8固定的电极板部7a之间的静电电容变化，所以从振动膜部4a及电极板部7a电荷移动。该电荷的移动作为进入的声音所对应的电信号而输出。

在第一实施方式中，如上所述，在电极板部7a、下部支承体层5及上部支承体层8振动时，在最大的拉伸应力及压缩应力作用的电极板部7a的下面及上面，分别形成由具有比由多晶硅构成的电极板部7a的弹性模量更高的弹性模量的SiN构成的下部支承体层5及上部支承体层8，从而与以仅覆盖电极板的上面或下面的方式设置支承体的情况相比，能够由下部支承体层5及上部支承体层8提高电极板部7a的支承强度，因此能够抑制电极板部7a的振动。由此，在声音进入到麦克风30中时，能够仅使振动膜部4a较大地振动，因此能够增大振动膜部4a与电极板部7a之间的距离的变化量。其结果，能够增大振动膜部4a与电极板部7a之间的静电电容的变化，因此能够增大输出的电信号。

而且，在电极板部7a、下部支承体层5及上部支承体层8振动时，由于最大地拉伸或收缩，由弹性模量高的SiN构成的下部支承体层5及上部支承体层8支承最大拉伸应力及压缩应力作用的下面及上面两面，因此即使在下面及上面形成的下部支承体层5及上部支承体层8的合计膜厚、与仅在上面或下面形成支承体时的支承体的厚度相同的情况下，也能由下部支承体层5及上部支承体层8提高电极板部7a的支承强度。由此，与由支承体仅支承电极板的上面或下面的一方的情况不同，能够不增加下部支承体层5及上部支承体层8的厚度而提高电极板部7a的支承强度，因此能够抑制由增加下部支承体层5及上部支承体层8的厚度引起的下部支承体层5及上部支承体层8的裂纹(crack)的发生。

下面，对为了确认上述的第一实施方式的效果而进行的两个模拟进行说明。另外，以下的模拟在图6所示的平板31a～31g的上面向下作用10Pa的压力并计算向平板31a～31g的另一端部的下方的位移y(nm)。

首先，参照图7～图13，对各平板31a～31g的纵截面构造进行说明。图7所示的平板31a是仅在电极板32a的上面形成支承体33a的比较例1的模型。图8所示的平板31b是仅在电极板32b的下面形成支承体33b的比较例2的模型。图9所示的平板31c是仅在电极板32c的侧面形成支承体33c的比较例3的模型。图10所示的平板31d是在电极板32d的上面及下面形成支承体33d的第一实施方式所对应的实施例1的模型。图11所示的平板31e是在电极板32e的上下面及侧面形成支承体33e的后述的第二实施方式所对应的实施例2的模型。图12所示的平板31f是在电极板32f的上面及侧面形成支承体33f的第一变形例所对应的实施例3的模型。图13所示的平板31g是在电极板32g的下面及侧面形成支承体33g的后述的第二变形例所对应的实施例4的模型。另外，在所有的平板31a～31g的模型中，假设电极板32a～32g具有170GPa的弹性模量，支承体33a～33g具有300GPa的弹性模量。

图14是表示支承体的纵截面积相对于电极板的纵截面积及支承体的纵截面积的和(6μm²)的比率(％)、与位移y(nm)的关系的曲线图。在该模拟中，使用具有100μm的长度L(参照图6)、5μm的宽度W及1.2μm的高度H的比较例1～3的平板31a～31c及实施例1～4的平板31d～31g的模型，在使电极板32a～32g的纵截面积及支承体33a～33g的纵截面积的合计(6μm²)为恒定的状态下进行模拟。

然后，参照图14，首先对比较例1的平板31a(参照图7)、比较例2的平板31b(参照图8)及实施例1(对应于第一实施方式)的平板31d(参照图10)中的位移y的差异进行说明。如图14所示，在电极板32d的上面及下面形成支承体33d的实施例1的平板31d(参照图10)，与仅在电极板32a的上面形成支承体33a的比较例1的平板31a(参照图7)及仅在电极板32b的下面形成支承体33b的比较例2的平板31b(参照图8)比较，可知位移y小。尤其是，将支承体33a、33b及33d的纵截面积相对于电极板32a、32b及32d的纵截面积与支承体33a、33b及33d的纵截面积的合计的比率，设定为约10％以上的情况下，在电极板32d的上面及下面形成支承体33d的实施例1的平板31d(参照图10)，与仅在电极板32a的上面形成支承体33a的比较例1的平板31a(参照图7)及仅在电极板32b的下面形成支承体33b的比较例2的平板31b(参照图8)比较，可知位移y更小。

下面，参照图14，对比较例1的平板31a(参照图7)、比较例2的平板31b(参照图8)及实施例2(对应于第二实施方式)的平板31e(参照图11)中的位移y的差异进行说明。另外，图14所示的实施例2的平板31e按以下的表1所示的支承体(下层)33e、电极板32e及支承体(上层)33e的各厚度进行。

[表1]

支承体的比率(％)	膜厚(μm)
	膜厚(μm)			支承体(下层)	电极板	支承体(上层)
	30	0.15	0.9	支承体(下层)	电极板	支承体(上层)	0.15
56	30	0.15	0.9	0.20	0.6	0.20	0.15
56	80	0.45	0.3	0.20	0.6	0.20	0.45

如图14所示，设定支承体33a、33b及33e的纵截面积相对于电极板32a、32b及32e的纵截面积与支承体33a、3b及33e的纵截面积的合计的比率为约17％以上的情况下，在电极板32e的上面、下面及侧面形成支承体33e的实施例2的平板31e(参照图11)，与仅在电极板32a的上面形成支承体33a的比较例1的平板31a(参照图7)及仅在电极板32b的下面形成支承体33b的比较例2的平板31b(参照图8)比较，可知位移y更小。

然后，参照图14，对比较例1的平板31a(参照图7)、比较例2的平板31b(参照图8)及实施例3(对应于第一变形例)的平板31f(参照图12)及实施例4(对应于第二变形例)的平板31g(参照图13)中的位移y的差异进行说明。如图14所示，设定支承体33a、33b及33f及33g的纵截面积相对于电极板32a、32b及32f及32g的纵截面积、与支承体33a、3b及33f及33g的纵截面积的合计的比率为约26％以上的情况下，在电极板32f的上面及侧面(包含下面侧的侧面的整个侧面)形成支承体33f的第一变形例的平板31f(参照图12)、及在电极板32g的下面及侧面(包含上面侧的侧面的整个侧面)形成支承体33g的第二变形例的平板31g(参照图13)，与仅在电极板32a的上面形成支承体33a的比较例1的平板31a(参照图7)及仅在电极板32b的下面形成支承体33b的比较例2的平板31b(参照图8)比较，可知位移y小。

此处，在电极板及支承体的另一端部向上下方向位移的情况下，由于截面的上面部和下面部最向长度L方向拉伸或收缩，因此最大的拉伸应力及压缩应力作用于截面的上面部及下面部。另一方面，即使在电极板及支承体的另一端部向上下方向位移的情况下，截面的中央部的几乎L方向的长度不变化，因此拉伸应力及压缩应力几乎不作用于截面的中央部。并且，如图10所示的第一实施方式所对应的实施例1的平板31d及图11所示的后述的第二实施方式所对应的实施例2的平板31e那样，在电极板32d(32e)的上面及下面形成支承体33d(33e)，或者，如图12所示的后述的第一变形例的平板31f及图13所示的后述的第二变形例的平板31g那样，在电极板32f(32g)的上面(下面)及下面侧(上面侧)的侧面形成支承体33f(33g)，由此电极板32d、32e、32f、32g及支承体33d、33e、33f、33g的另一端向上下方向位移的情况下，由弹性模量高的支承体33d、33e、33f、33g接受最大的拉伸应力及压缩应力，从而可认为能够减小位移y。另一方面，仅在图7(图8)所示的电极板32a(32b)的上面(下面)形成支承体33a(33b)的比较例1(2)的情况下，能够由支承体33a(33b)接受作用于上面(下面)的最大的拉伸应力或压缩应力，但是作用于下面(上面)的最大的拉伸应力或压缩应力必须由弹性模量低的电极板32a(32b)接受。因此，可认为位移y增大。

图15是表示支承体的厚度(μm)、和位移y(nm)的关系的曲线图。在该模拟中，使用具有100μm的长度L及5μm的宽度W的比较例1a的平板31a(参照图7)、比较例2a的平板31b(参照图8)及实施例1a(对应于第一实施方式)的平板31d(参照图10)的模型，在使各平板31a、31b及31d的电极板32a、32b及32d的厚度(0.6μm)恒定的状态下，使支承体33a、33b及33d的各合计厚度变化为0.3μm、0.6μm及0.9μm。另外，在图10所示的第一实施方式所对应的实施例1a的平板31d的模型中，设定为上面及下面的支承体33d的两方为相等的厚度(即为支承体的合计膜厚的1/2)。例如，在支承体33d的合计膜厚为0.3μm时，上面的支承体33d的厚度及下面的支承体33d的厚度分别设定为具有0.15μm的厚度。

下面，参照图15，对比较例1a的平板31a(参照图7)、比较例2的平板31b(参照图8)及第一实施方式所对应的实施例1a的平板31d(参照图10)的位移y的差异进行说明。如图15所示，在电极板32d的上面及下面两方形成支承体33d的第一实施方式所对应的实施例1a的平板31d(参照图10)，与仅在电极板32a的上面形成支承体33a的比较例1a的平板31a(参照图7)及仅在电极板32b的下面形成支承体33b的比较例2a的平板31b(参照图8)比较，支承体的合计膜厚在0.3μm～0.9μm的范围内，可知位移y小。这意味着，若支承体的合计膜厚相同，则在图10所示的电极32d的上面及下面两方形成支承体33d的实施例1a的平板31d，与仅在电极板32a(32b)的上面(下面)形成支承体33a(33b)的比较例1a(2a)的平板31a(31b)(参照图7及图8)相比，更能够抑制电极板的振动。

尤其是，支承体33a、33b及33d的合计膜厚小的情况(0.3μm)与支承体33a、33b及33d的合计膜厚大的情况(0.6μm、0.9μm)相比，可知图7及图8所示的比较例1a及2a的平板31a及31b的模型的位移y、与图10所示的实施例1a的平板31d的模型的位移y的差增大。即，在小型化麦克风30的情况等，在较薄地形成支承体33a、33b及33d的情况下，与图7及图8所示的比较例1a及2a的平板31a及31b的模型的位移y相比，可知图10所示的第一实施方式所对应的实施例1a的平板31d的模型的位移y更小。

下面，参照图1及图16～图29，对本发明的第一实施方式的麦克风的制造过程进行说明。

首先，如图16所示，利用由二氯硅烷气体及氨气、或甲硅烷气体及氨气进行的LP-CVD(Low Pressure Chemical Vapor Deposition：减压CVD)法，在硅基板1的表面及背面分别形成由SiN构成的具有约0.05μm～约0.2μm的厚度的蚀刻阻止层2及掩模层20。然后，利用由甲硅烷气体或乙硅烷气体进行的LP-CVD法，在蚀刻阻止层2的上面的整个面上形成具有约0.1μm～约2μm的厚度的多晶硅层4。接着，为了使该多晶硅层4成为高浓度的n+型，利用磷酰氯(POCl₃)在约875℃的条件下进行固相磷扩散。并且，根据光刻技术，在多晶硅层4上的规定区域形成抗蚀膜21。

然后，如图17所示，以抗蚀膜21为掩模，利用由氯系的气体进行的干蚀刻技术，对多晶硅层4进行图案形成，从而形成振动膜部4a及连接布线部4b。接着，除去抗蚀膜21。

而后，如图18所示，通过等离子体CVD法或常压CVD法以覆盖整个面的方式形成由具有约2μm～约5μm的厚度的PSG(添加磷的SiO₂)构成的牺牲层22。然后，利用光刻技术，在牺牲层22上的规定区域形成抗蚀膜23。

接着，如图19所示，以抗蚀膜23为掩模，利用由氟系的气体进行的干蚀刻技术，对用于形成气隙6(参照图1)的牺牲层22进行图案形成。而后，除去抗蚀膜23。

然后，如图20所示，利用由甲硅烷及氨、或二氯硅烷及氨构成的混合气体而进行的LP-CVD法，在蚀刻阻止层2、多晶硅层4及牺牲层22的上面形成由具有约0.01μm～约2μm的厚度的SiN构成的下部支承体层5。

接着，如图21所示，利用由甲硅烷或乙硅烷进行的LP-CVD法，在下部支承体层5的上面的整个面上形成具有约0.1μm～约2μm的厚度的多晶硅层7。而后，为了使该多晶硅层7成为高浓度的n⁺型，利用磷酰氯(POCl₃)在约875℃的条件下进行固相磷扩散。然后，利用光刻技术，在多晶硅层7上的规定区域形成抗蚀膜24。

而后，如图22所示，以抗蚀膜24为掩模，利用由氯系的气体进行的蚀刻技术，对多晶硅层7进行图案形成，从而形成电极板部7a、连接布线部7b及形成焊盘电极11的部分的多晶硅层7d。接着，除去抗蚀膜24。

然后，如图23所示，利用由甲硅烷及氨、或二氯硅烷及氨构成的混合气体的LP-CVD法、或利用等离子体CVD法，在下部支承体层5、电极板部7a及连接布线部7b的上面形成具有约0.01μm～约2μm的厚度的由SiN构成的上部支承体层8。

接着，如图24所示，利用光刻技术，在上部支承体层8上的规定区域形成抗蚀膜25。

而后，如图25所示，以抗蚀膜25为掩模，利用由氩、氧及CF₄构成的混合气体进行的蚀刻技术，对上部支承体层8进行图案形成。然后，以相同的保护膜25为掩模，利用由氯及氧构成的混合气体进行的蚀刻技术，对多晶硅层7进行图案形成。另外，同时通过蚀刻除去多晶硅层7d。接着，以相同的保护膜25为掩模，利用由氩、氧及CF₄构成的混合气体进行的蚀刻技术，对下部支承体层5进行图案形成。由此，如图25所示，形成接触孔5a及8a、和音响孔9。然后，除去保护膜25。并且，利用光刻技术，在形成覆盖形成接触孔8b(参照图2)的区域以外的区域的抗蚀膜(未图示)之后，以该抗蚀膜为掩模，利用由氩、氧及CF4构成的混合气体进行的蚀刻技术，对上部支承体层8进行图案形成，由此形成接触孔8b。

然后，如图26所示，利用光刻技术，以覆盖焊盘电极11及12的形成区域以外的区域的方式形成抗蚀膜26之后，在整个面上利用蒸镀法，形成由具有约500nm的厚度的金(Au)及具有约100nm的厚度的铬(Cr)构成的电极层27。并且，利用剥离法，除去抗蚀膜26，由此通过除去在抗蚀膜26的上面及侧面形成的电极层27，从而如图27所示，形成焊盘电极11及12(参照图1～图3)。

接着，如图28所示，利用光刻技术，在掩模层20的表面上的规定区域形成抗蚀膜26。而后，以抗蚀膜26为掩模，利用由氟系的气体进行的干蚀刻技术，对掩模层20进行图案形成。而后，除去抗蚀膜26。

然后，如图29所示，以掩模层20为掩模，利用由四甲基氢氧化铵(TMAH)水溶液、或氢氧化钾水溶液而进行的各向异性湿蚀刻技术，在硅基板1上形成开口部分3。

而后，如图30所示，利用由氟系的气体进行的干蚀刻技术除去掩模层20，并且蚀刻从开口部分3露出的部分的蚀刻阻止层2。接着，使氟酸从音响孔9流入，除去牺牲层22，由此形成气隙6，从而完成如图1所示的第一实施方式的麦克风30。

(第二实施方式)

在该第二实施方式中，与上述第一实施方式不同，参照图31，对不仅在电极板部47a的上下面，还在电极板部47a的音响孔49所对应的孔部47b的内侧面形成支承体的例子进行说明。

即，在该第二实施方式的麦克风30a中，如图31所示，在多晶硅层47的电极板部47a中，比音响孔49更大的孔部47b形成在音响孔49所对应的位置。而且，上部支承体层48不仅在多晶硅层47的电极板部47a的上面部，还形成为覆盖电极板部47a的孔部47b的侧面。并且，下部支承体层45形成为覆盖位于多晶硅层47的孔部47b的内侧面的下端的部分。即，音响孔49的侧面由上部支承体层48和下部支承体层45形成。

另外，第二实施方式的下部支承体层45、多晶硅层47及上部支承体层48以外的构造具有与上述第一实施方式相同的构造。

在第二实施方式中，如上所述，在电极板部47a、下部支承体层45及上部支承体层48振动时，在最大的拉伸应力及压缩应力作用的电极板部47a的下面及上面、和电极板部47a的音响孔49所对应的孔部47b的侧面，形成由具有比由多晶硅构成的电极板部47a的弹性模量更高的弹性模量的SiN构成的下部支承体层45及上部支承体层48，从而与以仅覆盖电极板的上面或下面的方式设置支承体的情况相比，能够由下部支承体层45及上部支承体层48提高电极板部47a的支承强度，因此能够抑制电极板部47a的振动。另外，这一点在图14所示的模拟中已确认完毕。

下面，参照图31及图32～图36，对本发明的第二实施方式的麦克风的制造过程进行说明。

首先，经过与第一实施方式的图16～图20所示的工序同样的制造过程形成图21所示的形状之后，如图32所示，利用由甲硅烷气体或乙硅烷气体进行的CVD法，在下部支承体层45上形成具有约0.1μm～约2μm的厚度的多晶硅层47。然后，在多晶硅层47上的规定区域，利用光刻技术形成抗蚀膜51。

然后，如图33所示，以抗蚀膜51为掩模，利用由氯及氧的混合气体进行的蚀刻技术，对多晶硅层47进行图案形成，从而形成包含具有比音响孔49的直径更大的直径的孔部47b的电极板部47a、及连接布线部(未图示)。接着，除去抗蚀膜51。

而后，如图34所示，利用由甲硅烷气体及氨气、或二氯硅烷气体及氨气构成的混合气体进行的LP-CVD法、或利用等离子体CVD法，形成具有约0.01μm～约2μm的厚度的由SiN构成的上部支承体层48。

接着，如图35所示，利用光刻技术，在上部支承体层48上的规定区域形成抗蚀膜52。

然后，以抗蚀膜52为掩模，利用由氩、氧及CF₄构成的混合气体进行的蚀刻技术，对上部支承体层48及下部支承体层45进行图案形成。由此，获得包含音响孔49、接触孔45a及48a的图36所示的形状。而后，除去保护膜52。

接着，经过与图26～图30所示的第一实施方式的制造过程同样的制造过程，完成图31所示的第二实施方式的麦克风30。

(第三实施方式)

下面，参照图37～图39，对第三实施方式的音响传感器300进行说明。在该第三实施方式中，与上述第一及第二实施方式不同，对作为支承电极板(固定电极)的支承体使用通过离子注入而改性后的改性SiOC层的例子进行说明。

该第三实施方式的音响传感器300，如图37～图39所示，具备：振动电极304，其构成硅基板301上形成的振动膜；和固定电极306，其与振动电极304对置并相隔规定的间隔而配置。而且，由振动电极304和固定电极306构成电容器。

音响传感器300包括：硅基板301、蚀刻阻止层302、振动电极304、牺牲层305、固定电极306、音响孔307a、改性SiOC层308a、振动电极用焊盘电极309a、固定电极用焊盘电极309b、基板开口部310a、及气隙311。

另外，硅基板301是本发明的“半导体基板”的一例，振动电极304是本发明的“第一电极”及“振动膜”的一例。而且，固定电极306是本发明的“第二电极”及“电极板”的一例，改性SiOC层308a是本发明的“绝缘膜”、“导入杂质后的包含Si、O、C的绝缘膜”及“支承体”的一例。

硅基板301成为音响传感器300的基板。在硅基板301中，如图38及图39所示，从硅基板301的上侧到下侧设置有音孔(开口部分)310。而且，如图37所示，俯视地观察，硅基板301的上侧的表面中的音孔310的基板开口部分310a具有四角形的形状。并且，在硅基板301的上侧的表面形成有蚀刻阻止层302a。

振动电极304，如图38及图39所示，形成为覆盖硅基板301的音孔310。构成为从音孔310的下侧传递声压，作为振动膜的振动电极304根据声压振动。具体地说，振动电极304，其覆盖音孔310的区域形成为浮动状态，并且音孔310的外周区域固定于硅基板301(蚀刻阻止层302a)上。

固定电极306，如图38及图39所示，设置在振动电极304上方，与振动电极304一起形成电容器。若振动电极304根据声压而振动，则该电容器具有静电电容的值变化的特性。而且，固定电极306以占据基板开口部分310a(音孔310)的至少一部分的大小而形成。

改性SiOC层308a，如图38及图39所示，形成为覆盖固定电极306，并且为了将固定电极306固定在硅基板301上而设置在固定电极306的外周部。此处，改性SiOC层308a是利用离子注入法对作为低介电常数绝缘膜之一的SiOC层[组成：SiO_x(CH₃)_y]导入硼(B)等杂质的膜。

牺牲层305，如图38及图39所示，形成为使振动电极304与固定电极306绝缘。此处，将改性SiOC层308a及固定电极306在振动电极304之间形成的空间称为气隙311。而且，改性SiOC层308a及固定电极306形成多个音响孔307a。

振动电极用焊盘电极309a及固定电极用焊盘电极309b分别形成为连接于振动电极304及固定电极306。振动电极用焊盘电极309a及固定电极用焊盘电极309b分别为了对振动电极304及固定电极306施加规定的电压而设置。而且，若因振动电极304和固定电极306而使得电容器的静电电容变化，则振动电极用焊盘电极309a和固定电极用焊盘电极309b之间的电位差也变化，因此该变化的电位差作为声音信号而输出。即，振动电极用焊盘电极309a和固定电极用焊盘电极309b将静电电容的变化作为电位差间接地进行检测。输出的声音信号例如由扬声器输出、或变换成数字信号而存储。

在以下的表2中表示改性SiOC层308a的膜特性(残余应力、BHF蚀刻速度、相对介电常数)。另外，在残余应力(内部应力)中存在作用于相对基底膜收缩方向的应力(拉伸应力)、和作用于膨胀方向的应力(压缩应力)，在表2中正的值表示压缩应力，负的值表示拉伸应力。

[表2]

膜种类	残余应力(MPa)		BHF蚀刻速度(nm/min)	相对介电常数
膜种类	残余应力(MPa)		BHF蚀刻速度(nm/min)	相对介电常数	SiN	100～200	压缩应力	8.7	7
SiO₂	100～200	压缩应力	82	4.2	SiN	100～200	压缩应力	8.7	7
SiO₂	100～200	压缩应力	82	4.2	SiOC	-50	拉伸应力	0.1	3.0
改性SiOC	400	压缩应力	0.1	3.7	SiOC	-50	拉伸应力	0.1	3.0

对固定电极306进行固定的绝缘膜具有压缩应力，由此绝缘膜作用为将固定电极306向外周方向(相对于基底膨胀的方向)拉伸。因此，具有越大的压缩应力的绝缘膜，越能够在牢固地拉伸固定电极306的状态下对其进行固定。

如从表2可以明确，改性SiOC层具有与未改性的SiOC层的拉伸应力相反的压缩应力，进而，即使与氮化硅膜(SiN)或氧化硅膜(SiO₂)相比也具有近两倍大的压缩应力。这是由于：改性SiOC层(通过离子注入导入杂质后的SiOC层)通过因离子注入而产生的膜的致密化及之后的膨胀，与离子注入前的SiOC层相比产生压缩应力(作用在相对基底膨胀的方向的应力)。

在第一实施方式中，由于具有高压缩应力的改性SiOC层308a对固定电极306进行固定，因此固定电极306在被向外侧方向(相对基底膨胀的方向)拉伸的状态下固定。因此，在对固定电极306施加声压的情况下，可抑制固定电极306的振动(位移)。其结果，与使用未导入杂质的SiOC层的情况相比，施加到音响信号中的噪声减少，因此能够提供可测定正确的电容变化的低噪声的音响传感器300。

下面，利用图40～图51，对本发明的第三实施方式的音响传感器300的制造方法进行说明。另外，图40～图51与图38同样对应于图37的400-400线的剖面。

首先，如图40所示，在研磨了两面后的硅基板301上，利用减压CVD法，以约200nm的厚度形成蚀刻阻止层302a及302b。蚀刻阻止层302b成为从背面蚀刻硅基板301时的掩模，蚀刻阻止层302a成为之后从背面蚀刻硅基板301时的阻止层。对蚀刻阻止层302a、302b一般使用氮化硅膜(SiN膜)。形成氮化硅膜(SiN膜)时使用的气体为甲硅烷和氨、乙硅烷和氨等，成膜温度为300℃～600℃。

然后，如图41所示，在蚀刻阻止层302a的整个面上，利用等离子体CVD法或常压CVD法，形成具有约500nm的厚度的牺牲层303。对牺牲层303一般使用包含磷(P)的氧化硅膜，但只要可溶于氟酸(HF)则使用哪种膜均可。该牺牲层303之后以由HF进行的蚀刻法除去，因而是不会残留到最终的构造体上的膜。接着，对牺牲层303利用通常的光刻技术和蚀刻技术除去不要的部分。

而后，如图42所示，在蚀刻阻止层302及牺牲层303的整个面上以约1μm的厚度形成振动电极304。对振动电极304一般使用多晶硅，但也可使用其它具有导电性的材料。并且，对振动电极304利用通常的光刻技术和蚀刻技术除去不要的部分。

接着，如图43所示，在振动电极304上形成具有3μm左右的厚度的牺牲层305。对牺牲层305与牺牲层303同样一般使用包含磷(P)的氧化硅膜，但只要可溶于氟酸(HF)则使用哪种膜均可。在后面的工序中，成为气隙311(参照图38)的部分的牺牲层305之后以由HF进行的蚀刻法除去，因而不会残留于最终的构造体。另外，对于残留于最终的构造体上的部分的牺牲层305，作为使振动电极304和固定电极306绝缘的绝缘层而发挥作用。并且，对牺牲层305利用通常的光刻技术和蚀刻技术除去周边部分，形成具有开口部分的牺牲层305。此处，牺牲层305的厚度成为最终的电极间的气隙距离，从而由电容(C＝e×S/t，e：介电常数，S：电极面积，t：气隙距离)反映，还由灵敏度反映。而且，牺牲层305的厚度也会对音响传感器300结构的牢固性产生大的影响。例如，若气隙311过窄，则导致振动电极304与固定电极306接触而变得无法感测。

然后，如图44所示，在牺牲层305之上形成导电膜，该导电膜形成固定电极306。从机械强度的观点出发，作为该导电膜希望是多晶硅膜。并且，利用通常的光刻技术和蚀刻技术除去导电膜的不要的部分。进行该蚀刻时，同时预先形成用于使气隙内的空气根据振动电极304的位移而移动的音响孔307。

而后，如图45所示，在固定电极306及牺牲层305至少，利用等离子体CVD法，以约2μm的厚度形成包含Si、O、C的绝缘膜即SiOC层308。该SiOC层308的形成利用三甲基硅烷及氧构成的混合气体，在约350℃的成膜温度、约4.0Torr的成膜压力及约600W的高频功率的条件下进行。由此，形成组成由SiO_x(CH₃)_y构成的低介电常数SiOC层308。

接着，如图46所示，为了改性SiOC层308而进行离子注入。该离子注入将硼离子(B+)在约140keV的注入能量及约2×10¹⁵cm^-2的注入量的条件下进行。由此，形成在膜中导入了硼后的改性SiOC层308a。

在利用离子注入的改性法中，在注入杂质过程中，膜实际上达到800℃左右而被高温化，膜变化成致密化后的状态。此时，膜通过杂质注入而膜中的结合被切断并被致密化，因此作为膜应力处于被缓和了的状态。并且，杂质注入后，在从800℃左右恢复到室温的平衡状态时，产生膜要膨胀的力，作为膜应力而产生压缩应力(作用在相对基底膨胀方向的应力)。其结果，获得具有高压缩应力的改性SiOC层308a。

而且，利用离子注入法对SiOC层308导入硼离子，从而通过在固定电极306与改性SiOC层308a的界面的混合作用，固定电极306与改性SiOC层308a的密接性提高，固定电极306在由改性SiOC层308a拉伸的状态下被更牢固地固定。因此，对音响信号的耐噪声性进一步提高。

然后，如图47所示，对改性SiOC层308a利用通常的光刻技术和蚀刻技术除去不要的部分。此处的不要部分不仅是指周边部分，还包括焊盘部分320和音响孔307a。对该改性SiOC层308a进行图案形成时，在将位置调整到预先进行了加工的音响孔307的状态下，同时形成比音响孔307直径更小的音响孔307a。由此，由于在固定电极306的侧壁也设置改性SiOC层308a，因此改性SiOC层308a与固定电极306被更牢固地固定。

而后，如图48所示，在焊盘部分320形成振动电极用焊盘电极309a及固定电极用焊盘电极309b(参照图37)。作为振动电极用焊盘电极309a及固定电极用焊盘电极309b，铝、铜、金等低电阻金属膜尤其适合。作为振动电极用焊盘电极309a及固定电极用焊盘电极309b的形成方法，也存在通常的光刻技术和蚀刻技术，但还可适用所谓的镀层抗蚀法或抗蚀蚀刻去除(resist etch off)法等技术。

接着，如图49所示，对于硅基板301的背面侧的蚀刻阻止层302b，利用通常的光刻技术和蚀刻技术除去不要的部分。

然后，如图50所示，将进行了图案形成的蚀刻阻止层302b用作掩模，由氢氧化钾水溶液(KOH)或四甲基氢氧化铵水溶液(TMAH)等碱蚀刻液进行各向同性蚀刻。该各向同性蚀刻由在图40所示的过程中形成的蚀刻阻止层302a自动地进行蚀刻阻止。由此，在硅基板301中形成开口部分(音孔)310。

而后，如图51所示，由蚀刻液(例如，磷酸)或干蚀刻从硅基板301的背面侧除去该开口的部分的蚀刻阻止层302a。然后，利用HF从硅基板301的背面侧除去牺牲层303，并且从音响孔307a侧选择性地蚀刻除去牺牲层305，最终形成气隙311。

(第四实施方式)

在该第四实施方式中，与上述第三实施方式不同，参照图52，对将固定电极306固定的绝缘膜由SiOC层308c与改性SiOC层308b的层叠膜构成的情况进行说明。第四实施方式的上述以外的方面与第三实施方式相同。

该第四实施方式的层叠膜的形成，通过在图46所示的第三实施方式的过程中减小向SiOC层308的注入能量，从而控制成改性深度变浅，由此能够容易地实现。在第四实施方式中，例如，设注入能量为100keV。

另外，改性SiOC层308b是本发明的“第一区域”的一例，SiOC层308c是本发明的“第二区域”的一例。

如表2所示，在未改性的SiOC层的残余应力是拉伸应力，拉伸固定电极306的状态下未能固定，而SiOC层的相对介电常数为3.0，与氧化硅膜(相对介电常数为4.2)或氮化硅膜(相对介电常数为7)相比为低介电常数。在第四实施方式中，对固定电极306进行固定的绝缘膜通过包含导入了杂质后的改性SiOC层308b，从而能够将固定电极306固定为向外侧方向拉伸的状态，因此能够抑制因声波等的传播而带来的固定电极306的振动(位移)。而且，改性SiOC层308b由于通过离子注入法而被致密化，因此与离子注入前的SiOC层相比，相对介电常数增高，所以对固定电极306进行固定的绝缘膜通过包含未导入杂质的SiOC层308c，从而能够使对固定电极306进行固定的绝缘膜的相对介电常数、与仅由改性SiOC层308a构成的第一实施方式相比更低。其结果，能够降低振动电极304和固定电极306之间的静电电容上附加的寄生电容，具体地说，能够降低由对固定电极306进行固定的绝缘膜(改性SiOC层308b、SiOC层308c)引起的寄生电容(寄生电容≈材料的相对介电常数×面积/厚度)，因此能够提高音响传感器300a的灵敏度(灵敏度≈偏置电压×由振动引起的静电电容变化/静电电容)。

进而，如表2所示，SiOC层308c及改性SiOC层308b与氧化硅膜或氮化硅膜相比，任一个BHF(缓冲氢氟酸)的蚀刻速度都小。因此，能够抑制由除去牺牲层303及牺牲层305时的HF处理带来的膜损耗，所以对固定电极306进行固定的绝缘膜实际上能够获得与进行了厚膜化的膜同样的效果。其结果，能够对固定电极306在更牢固地拉伸的状态下进行固定。进而，由于BHF的蚀刻速度小，因此牺牲层的除去工序(参照图51)中的处理余量扩大，能够实现高性能且高成品率的音响传感器。

另外，应该认为本次公开的实施方式在所有方面仅是例示而并非限制。本发明的范围不是上述的实施方式的说明而是由技术方案的范围表示，还包括与技术方案的范围均等的意义及范围内的所有的变更。

例如，在上述的第一实施方式中，表示了以覆盖电极板部7a的上下两面的方式形成由SiN构成的下部支承体层5及上部支承体层8的例子，在上述第二实施方式中，表示了以覆盖电极板部47a的上下两面及侧面的方式形成由SiN构成的下部支承体层45及上部支承体层48的例子，但本发明并非限定于此，还可如图53所示的第一变形例的麦克风30b那样，以覆盖由多晶硅构成的电极板部67a的上面、和电极板部67a的音响孔69所对应的孔部67b的整个侧面的方式形成由SiN构成的上部支承体层68。在第一变形例中，如上所述，在电极板部67a及上部支承体层68振动时，在最大的拉伸应力及压缩应力作用的电极板部67a的上面及下面的侧部(包括孔部67b的下面侧的侧面的整个侧面)，分别形成具有比由多晶硅构成的电极板部67a的弹性模量更高的弹性模量的由SiN构成的上部支承体层68，从而与以仅覆盖电极板部的上面或下面的方式设置支承体层的情况相比，能够由上部支承体层68提高电极板部67a的支承强度，因此能够抑制电极板部67a的振动。这一点也已在图14所示的模拟中确认完毕。

而且，还可如图54所示的第二变形例的麦克风30c那样，以覆盖由多晶硅构成的电极板部77a的下面、和电极板部77a的音响孔79所对应的孔部77b的侧面的方式形成由SiN构成的下部支承体层75和侧部支承体层78。在第二变形例中，如上所述，在电极板部77a、下部支承体层75及侧部支承体层78振动时，在最大的拉伸应力及压缩应力作用的电极板部77a的上面的侧部(包括孔部77b的上面侧的侧面的整个侧面)及下面，分别形成具有比由多晶硅构成的电极板部77a的弹性模量更高的弹性模量的由SiN构成的下部支承体层75及侧部支承体层78，从而与以仅覆盖电极板部的上面或下面的方式设置支承体层的情况相比，能够由下部支承体层75及侧部支承体层78提高电极板部77a的支承强度，因此能够抑制电极板部77a的振动。这一点也已在图14所示的模拟中确认完毕。

并且，在上述的第一及第二实施方式和第一及第二变形例中，表示了将本发明适用于麦克风30及30a～30c的例子，但本发明并非限定于此，还可适用于其它音响传感器、压力传感器、或加速度传感器等梳齿型静电电容检测传感器中。

还有，在上述的第一及第二实施方式和第一及第二变形例中，表示了由多晶硅构成电极板部7a、47a、67a及77a并且由SiN构成下部支承体层5、45、65及75、和上部支承体层8、48、68及78的例子，但本发明并非限定于此，只要构成支承体的材料的弹性模量比构成电极板的材料的弹性模量更高，则可适当变更其各自的构成材料。例如，作为构成电极板的材料也可使用金、铝、铜等金属材料，作为构成支承体的材料还可使用SiC或SiOC、SiON、SiCN等。

在上述第三及第四实施方式中，表示了作为由支承固定电极(电极板)的绝缘膜构成的支承体使用通过离子注入而导入杂质后的改性SiOC层的例子，但本发明并非限定于此，只要是通过离子注入导入杂质而产生大的压缩应力的膜，则还可使用由SiOC以外的材料构成的绝缘膜。

再有，在上述第三及第四实施方式中，表示了作为由支承固定电极(电极板)的绝缘膜构成的支承体使用通过离子注入了硼的改性SiOC层的例子，但本发明并非限定于此，只要是可通过离子注入而使SiOC层产生大的压缩应力的杂质，则还可离子注入硼以外的杂质。

Claims

1.一种传感器装置，其中包括：

振动膜，其设置为可振动；

电极板，其设置为与所述振动膜相隔规定的距离而对置，并具有孔部；和

支承体，其由具有比构成所述电极板的材料的弹性模量更高的弹性模量的材料构成，支承所述电极板，

所述支承体形成为至少覆盖所述电极板的上面、下面及所述孔部的侧面的任意两个面。

2.根据权利要求1所述的传感器装置，其中，

所述支承体形成为覆盖所述电极板的上面及下面。

3.根据权利要求2所述的传感器装置，其中，

所述支承体的纵截面积，相对于由所述支承体将所述电极板的上面及下面覆盖的部分中的所述电极板与所述支承体的纵截面积的合计的比率，在10％以上。

4.根据权利要求1所述的传感器装置，其中，

所述支承体形成为覆盖所述电极板的上面及下面的任一面、和所述孔部的侧面。

5.根据权利要求4所述的传感器装置，其中，

所述支承体的纵截面积，相对于由所述支承体将所述电极板的上面及下面的任一面和所述孔部的侧面覆盖的部分中的所述电极板及所述支承体的纵截面积的合计的比率，在26％以上。

6.根据权利要求1所述的传感器装置，其中，

所述支承体形成为覆盖所述电极板的上面及下面、和所述孔部的侧面。

7.根据权利要求6所述的传感器装置，其中，

所述支承体的纵截面积，相对于由所述支承体将所述电极板的上面及下面和所述孔部的侧面覆盖的部分中的所述电极板及所述支承体的纵截面积的合计的比率，在17％以上。

8.根据权利要求1所述的传感器装置，其中，

所述电极板由硅构成，

所述支承体由SiN构成。

9.根据权利要求1所述的传感器装置，其中，

所述支承体包括上部支承体层，其覆盖所述电极板的上面，

所述上部支承体层包括第一开口部分，其设置在所述电极板的接触区域，用于使所述电极板的上面的规定部分露出。

10.根据权利要求9所述的传感器装置，其中，

还具备第一焊盘电极，其形成为经由所述上部支承体层的第一开口部分与所述电极板接触。

11.根据权利要求1所述的传感器装置，其中，

所述支承体包括：上部支承体层，其覆盖所述电极板的上面；和下部支承体层，其覆盖所述电极板的下面或所述上部支承体层的下面，

所述上部支承体层及下部支承体层包括第二开口部分，其设置在所述振动膜的接触区域，用于使所述振动膜的上面的规定部分露出。

12.根据权利要求11所述的传感器装置，其中，

还具备第二焊盘电极，其形成为经由所述上部支承体层及下部支承体层的第二开口部分与所述振动膜接触。

13.根据权利要求1所述的传感器装置，其中，

所述支承体由绝缘膜构成。

14.根据权利要求13所述的传感器装置，其中，

所述支承体由通过离子注入导入杂质后的绝缘膜构成。

15.根据权利要求14所述的传感器装置，其中，

由通过所述离子注入导入杂质后的绝缘膜构成的支承体含有Si、O和C。

16.根据权利要求14所述的传感器装置，其中，

所述绝缘膜包括：导入所述杂质后的第一区域；和未导入所述杂质的第二区域。

17.根据权利要求14所述的传感器装置，其中，

所述杂质经由所述绝缘膜导入到所述电极板。

18.根据权利要求14所述的传感器装置，其中，

由所述绝缘膜构成的支承体具有将所述电极板向外侧拉伸的方向的应力。

19.根据权利要求1所述的传感器装置，其中，

所述传感器装置包括音响传感器。

20.一种传感器装置，其中具备：

第一电极，其设置在半导体基板之上；

第二电极，其配置成相对于所述第一电极相隔规定的间隔而对置，以与所述第一电极构成电容器；和

绝缘膜，其至少设置在所述第二电极的上面上，用于将所述第二电极固定于所述半导体基板，

对所述绝缘膜通过离子注入而导入杂质。