DE102014225010B4 - Mikrofon und Verfahren zur Herstellung desselben - Google Patents

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  • Electrostatic, Electromagnetic, Magneto- Strictive, And Variable-Resistance Transducers (AREA)
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Abstract

Mikrofon, aufweisend:
ein Substrat (100), das eine Durchdringungsöffnung (110) aufweist;
eine Vibrationsfolie (120), die an dem Substrat (100) angeordnet ist, um die Durchdringungsöffnung (110) abzudecken;
eine erste Elektrode (130), die an der Vibrationsfolie (120) angeordnet ist, aufweisend:
einen ersten Abschnitt(131); und
einen zweiten Abschnitt (132), der von dem ersten Abschnitt (131) getrennt ist;
eine piezoelektrische Schicht (140), die an dem zweiten Abschnitt (132) der ersten Elektrode (130) angeordnet ist und aus einem piezoelektrischen Material hergestellt ist;
eine zweite Elektrode (150), die an der piezoelektrischen Schicht (140) angeordnet ist; und
eine befestigte Elektrode (170), die von der ersten Elektrode (130) und zweiten Elektrode (150) getrennt ist, die über der ersten Elektrode (130) und der zweiten Elektrode (150) angeordnet ist und eine Vielzahl an Lufteinlässen (171) umfasst,
wobei der erste Abschnitt (131) der ersten Elektrode (130) an im Wesentlichen einem zentralen Abschnitt der Vibrationsfolie (120) angeordnet ist und der zweite Abschnitt (132) der ersten Elektrode (130) an einem Randabschnitt der Vibrationsfolie (120) angeordnet ist.

Description

  • Hintergrund
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Mikrofon und ein Herstellverfahren für dasselbige.
  • Stand der Technik
  • Mikrofone, die eine Schallwelle in ein elektrisches Signal umwandeln, werden derzeit in einer verringerten Größe verwendend mikroelektromechanische Systemtechnologien (Micro Electro Mechanical System; MEMS) hergestellt. Das MEMS-Mikrofon ist beständiger gegenüber Feuchtigkeit und Wärme als ein Elektret-Kondensator-Mikrofon (Electret Condenser Microphone; ECM), welches die Integration in einen Signalverarbeitungsschaltkreis gestattet.
  • Im Allgemeinen wird das MEMS-Mikrofon in ein Mikrofon vom kapazitiven Typ und ein Mikrofon vom piezoelektrischen Typ unterteilt. Das MEMS-Mikrofon vom kapazitiven Typ umfasst eine befestigte Elektrode und eine Vibrationsfolie, so dass, wenn Schalldruck von außen an der Vibrationsfolie anliegt, ein Kapazitätswert sich verändert, während ein Abstand zwischen der befestigten Elektrode und der Vibrationsfolie sich ebenfalls verändert. Der Schalldruck wird unter Verwendung eines erzeugten elektrischen Signals gemessen. Das MEMS-Mikrofon vom piezoelektrischen Typ umfasst eine Vibrationsfolie. Zusätzlich, wenn die Vibrationsfolie sich aufgrund von Schalldruck von außen verändert, wird ein elektrisches Signal durch einen piezoelektrischen Effekt erzeugt, um den Schalldruck zu messen.
  • Die JP 2002-94091 A offenbart ein Mikrofon, das piezoelektrisch und kapazitiv arbeiten kann. Die JP 2002-95092 A offenbart ebenfalls ein kapazitives und piezoelektrisches Mikrofon, bei dem eine auf einem Substrat vorgesehene Elektrode in zwei Abschnitte unterteilt ist. Die US 2007 / 0 001 551 A1 offenbart ebenfalls ein Mikrofon, das einen kapazitiven Effekt und einen piezoelektrischen Effekt nutzt.
  • Die oben in diesem Abschnitt offenbarte Information dient nur der Verbesserung des Verständnisses des Hintergrunds der Erfindung und kann daher Informationen beinhalten, die nicht zum Stand der Technik gehören, der in diesem Land bereits einem Fachmann bekannt ist.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung stellt ein Mikrofon und ein Verfahren zur Herstellung desselbigen zur Verfügung. Gemäß der Erfindung kann die Empfindlichkeit eines Mikrofons verbessert werden. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein Mikrofon aufweisen: ein Substrat, das eine Durchdringungsöffnung (engl: penetration aperture) aufweisen kann; eine an dem Substrat angeordnete Vibrationsfolie, die die Durchdringungsöffnung abdeckt; eine erste Elektrode, die an der Vibrationsfolie angeordnet ist, die einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt aufweist, die voneinander getrennt sind; eine piezoelektrische Schicht, die an dem zweiten Abschnitt der ersten Elektrode angeordnet ist und aus einem piezoelektrischen Material hergestellt ist; eine zweite Elektrode, die an der piezoelektrischen Schicht angeordnet ist; und eine befestigte Elektrode, die von der ersten und der zweiten Elektrode getrennt ist, die über der ersten und zweiten Elektrode angeordnet ist, und eine Vielzahl an Lufteinlässen umfasst, wobei der erste Abschnitt der ersten Elektrode an im Wesentlichen einem zentralen Abschnitt der Vibrationsfolie angeordnet ist und der zweite Abschnitt der ersten Elektrode an einem Randabschnitt der Vibrationsfolie angeordnet ist.
  • Die piezoelektrische Schicht kann den zweiten Abschnitt der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode kontaktieren bzw. an diesem anliegen. Der zweite Abschnitt der ersten Elektrode kann den ersten Abschnitt der ersten Elektrode umschließen. Das Substrat kann aus Silizium sein und die Vibrationsfolie kann aus Polysilizium oder einem Siliziumnitrid sein. Das Mikrofon gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ferner eine Abstützschicht aufweisen, die an der Vibrationsfolie und der ersten Elektrode angeordnet ist und ausgebildet ist, um die befestigte Elektrode abzustützen.
  • Ein Herstellverfahren eines Mikrofons gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann aufweisen: Ausbilden einer Vibrationsfolie auf/an einem Substrat; Ausbilden einer ersten Elektrode, die einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt aufweist, die voneinander getrennt sind, an der Vibrationsfolie; Ausbilden einer piezoelektrischen Schicht auf/an dem zweiten Abschnitt der ersten Elektrode; Ausbilden einer zweiten Elektrode auf/an der piezoelektrischen Schicht; und Ausbilden einer befestigen Elektrode, die von der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode getrennt ist, die über der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode angeordnet ist und die eine Vielzahl an Lufteinlässen aufweist, wobei der erste Abschnitt der ersten Elektrode an im Wesentlichen einem zentralen Abschnitt der Vibrationsfolie angeordnet sein kann und der zweite Abschnitt der ersten Elektrode an einem Randabschnitt der Vibrationsfolie angeordnet sein kann.
  • Das Ausbilden der befestigten Elektrode kann umfassen: Ausbilden einer Opferschicht (engl: sacrificial layer) an der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode; das Ausbilden und Gestalten (bzw. mit einem Muster versehen) einer Metallschicht auf der Opferschicht; und das Entfernen eines Abschnittes bzw. Teils der Opferschicht. Das Herstellverfahren des Mikrofons gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ferner das Ätzen einer Rückseite des Substrats aufweisen, um eine Durchdringungsöffnung auszubilden, die die Vibrationsfolie exponiert.
  • Wie oben beschrieben wurde kann, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, durch Anordnen der piezoelektrischen Schicht an dem Rand der Vibrationsfolie, das Geräusch auch unter Verwendung der piezoelektrischen Schicht an dem Rand der Vibrationsfolie, der eine minimale Vibrationsbreite (auch als Schwingungsbreite bezeichnet) aufweist, erfasst werden, welches die Sensitivität/Empfindlichkeit des Mikrofons verbessern kann.
  • Figurenliste
  • Die obigen und anderen Merkmale der vorliegenden Erfindung werden nun im Detail unter Bezugnahme auf bestimmte beispielhafte Ausführungsformen beschrieben, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind, welche im Folgenden nur zum Zwecke der Darstellung präsentiert werden und entsprechend die vorliegende Erfindung nicht einschränken, wobei:
    • 1 eine beispielhafte Querschnittsansicht eines Mikrofons gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
    • 2 eine beispielhafte Draufsicht auf eine Vibrationsfolie, eine ersten Elektrode, und eine piezoelektrische Schicht gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist; und
    • 3 bis 7 beispielhafte Ansichten sind, die ein Herstellverfahren eines Mikrofons gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen.
  • Detaillierte Beschreibung der Ausführungsformen
  • Es sei verstanden, dass der Begriff „Fahrzeug“ oder ähnliche Begriffe, wie sie im Folgenden verwendet werden, motorisierte Fahrzeuge im Allgemeinen umfasst, wie beispielsweise Passagierfahrzeuge umfassend; Geländefahrzeuge (SUV), Busse, Pritschenfahrzeuge, Trucks, verschiedene kommerziell genutzte Fahrzeuge, Wasserfahrzeuge umfassend eine Vielzahl an Booten und Schiffen, Flugzeuge und dergleichen. Ferner schließt der Begriff auch Hybridfahrzeuge, elektrische Fahrzeuge, Verbrennungsfahrzeuge, Plug-in-Hybridfahrzeuge, wasserstoffgetriebene Fahrzeuge und andere Fahrzeuge, die mit alternativen Kraftstoffen betrieben werden (beispielsweise Kraftstoffe, die aus anderen Quellen als Petroleum gewonnen werden) mit ein.
  • Die im Folgenden verwendete Terminologie dient nur dem Zwecke der Beschreibung einzelner Ausführungsformen und ist nicht dazu gedacht, um die Erfindung einzuschränken. In der Art wie sie hier verwendet werden, sind Begriffe im Singular wie beispielweise „eine“ und „der/die/das“ dazu gedacht die Pluralformen auch abzudecken, außer der Zusammenhang zeigt dies klar anders auf. Es muss ferner verstanden werden, dass die Begriffe „umfassen“ und/oder „umfassend“, wenn sie in dieser Beschreibung verwendet werden, das Vorhandensein der genannten Merkmale, Einheiten, Schritte, Betriebe, Elemente, und/oder Komponenten spezifiziert, jedoch nicht das Vorhandensein oder das Hinzufügen von einem oder mehreren Merkmalen, Einheiten, Schritten, Betrieben, Elementen, Komponenten und/oder Gruppierungen davon ausschließt. So wie er hier verwendet wird, umfasst der Begriff „und/oder“ jede oder alle Kombinationen von einem oder mehreren der assoziierten, aufgezählten Gegenstände.
  • Im Folgenden werden beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Detail unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
  • In den Zeichnungen sind die Dicken von Schichten, Folien, Panelen, Bereichen, etc. zum Zwecke der Klarheit übertrieben darstellt. Ferner muss verstanden werden, dass, wenn eine Schicht als „auf“ einer weiteren Schicht oder einem weiteren Substrat bezeichnet wird, dieses bedeuten kann, dass die Schicht direkt auf der anderen Schicht oder dem Substrat ist oder dazwischen eine weitere vorhanden sein kann.
  • Ein Mikrofon gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im Detail unter Bezugnahme auf 1 und 2 beschrieben. 1 ist eine beispielhafte Querschnittsansicht eines Mikrofons gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 2 ist eine beispielhafte Draufsicht auf eine Vibrationsfolie, eine erste Elektrode und eine piezoelektrische Schicht gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bezugnehmend auf 1 und 2 kann das Mikrofon gemäß der vorliegenden, beispielhaften Ausführungsform ein Substrat 100, eine Vibrationsfolie 120, eine erste Elektrode 130 und eine befestige Elektrode 170 (engl. fixed electrode) umfassen.
  • Das Substrat 100 kann aus Silizium ausgebildet sein und kann mit einer Durchdringungsöffnung 110 versehen sein. Die Vibrationsfolie 120 kann an dem Substrat 100 angeordnet sein und kann die Durchdringungsöffnung 110 abdecken. Die Vibrationsfolie 120 kann eine einschichtige Struktur sein, die aus Polysilizium oder einem Siliziumnitrid (SiNx) hergestellt ist. Auch die Vibrationsfolie ist nicht darauf beschränkt, sondern die Vibrationsfolie 120 kann eine Multischichtstruktur sein, in der eine Polysiliziumschicht und eine Siliziumnitridschicht abwechselnd angeordnet sind. Ein Abschnitt der Vibrationsfolie 120 kann durch die Durchdringungsöffnung 110, die in dem Substrat 100 ausgebildet ist, exponiert sein und der exponierte Abschnitt kann ausgebildet sein, um basierend auf einem Geräusch, das von außen übertragen wird, zu vibrieren.
  • Die erste Elektrode 130 kann an der Vibrationsfolie 120 angeordnet sein. Ferner kann die erste Elektrode 130 einen ersten Abschnitt 131 und einen zweiten Abschnitt 132, der von dem ersten Abschnitt 131 getrennt ist und ausgebildet ist, um den ersten Abschnitt 131 zu umschließen, aufweisen. In anderen Worten kann der erste Abschnitt 131 der ersten Elektrode 130 an im Wesentlichen einem zentralen Abschnitt der Vibrationsfolie 120 angeordnet sein und der zweite Abschnitt 132 der erste Elektrode 130 kann an dem Randabschnitt der Vibrationsfolie 120 angeordnet sein.
  • Die befestigte Elektrode 170 kann an der ersten Elektrode 130 angeordnet sein. Insbesondere kann die befestigte Elektrode 170 an einer Abstützschicht 162 befestigt sein. Die Abstützschicht 162 kann an der Vibrationsfolie 120 und dem zweiten Abschnitt 132 der ersten Elektrode 130 angeordnet sein und kann ausgebildet sein, um die befestigte Elektrode 170 abzustützen. Eine Luftschicht 161 kann zwischen der befestigten Elektrode 170 und der ersten Elektrode 130 ausgebildet sein, um die befestigte Elektrode 170 und die erste Elektrode 130 um einen vorgegeben Abstand voneinander zu trennen. Zusätzlich kann die befestigte Elektrode 170 eine Vielzahl an Lufteinlässen 171 umfassen.
  • Ein Geräusch von außen kann über den Lufteinlass 171 einströmen und die Vibrationsfolie 120 anregen, um zu erwirken, dass die Vibrationsfolie 120 vibriert/schwingt.
  • Demgemäß kann die erste Elektrode 130, die an der Vibrationsfolie 120 angeordnet ist, auch ausgebildet sein, um gemeinsam mit der Vibrationsfolie 120 zu vibrieren/schwingen. Insbesondere kann der Abstand zwischen der ersten Elektrode 130 und der befestigen Elektrode 170 variieren, und demgemäß kann die Kapazität zwischen der ersten Elektrode 130 und der befestigten Elektrode 170 auch variieren.
  • Alternativ kann die Vibrationsfolie 120 ausgebildet sein, um an der Durchdringungsöffnung 110 und der Luftschicht 161 zu vibrieren und ein Veränderungsgrad (engl.: change degree) der Vibrationsfolie 120 kann graduell ausgehend von im Wesentlichen dem zentralen Abschnitt hin zu dem Rand abnehmen. In anderen Worten kann die Schwingungsbreite an dem zentralen Abschnitt der Vibrationsfolie 120 substanziell sein und die Schwingungsbreite kann an dem Randabschnitt der Vibrationsfolie 120 abnehmen. Demgemäß, da die Abstandsveränderung zwischen dem ersten Abschnitt 131 der ersten Elektrode 130 und der befestigten Elektrode 170 zunehmen kann, kann ein Erfassen einer Veränderung der Kapazität dazwischen einfacher sein. Wie oben beschrieben wurde, kann die geänderte Kapazität in ein elektrisches Signal innerhalb eines Signalverarbeitungsschaltkreises (nicht gezeigt) über ein Pad (nicht gezeigt), das entsprechend mit dem ersten Abschnitt 131 der ersten Elektrode 130 verbunden ist, gewandelt werden, wodurch ein Geräusch von außen ermittelt werden kann.
  • Das Mikrofon gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ferner eine piezoelektrische Schicht 140 und eine zweite Elektrode 150, die zwischen der ersten Elektrode 130 und der befestigten Elektrode 170 angeordnet ist, aufweisen. Die piezoelektrische Schicht 140 kann an dem zweiten Abschnitt 132 der ersten Elektrode 130 angeordnet sein und die zweite Elektrode 150 kann an der piezoelektrischen Schicht 140 angeordnet sein. Die piezoelektrische Schicht 140 kann den zweiten Abschnitt 132 der ersten Elektrode 130 und die zweite Elektrode 150 kontaktieren bzw. daran anliegen. Die zweite Elektrode 150 und die befestigte Elektrode 170 können angeordnet sein, um um einen vorgegebenen Abstand voneinander getrennt zu sein.
  • Die piezoelektrische Schicht 140 kann aus einem piezoelektrischen Material, wie beispielweise Blei-Zirkonat-Titanat (PZT), Bariumtitanat (BaTiO3), und Rochellesalz ausgebildet sein. Wenn Schalldruck mittels eines Geräusches angelegt wird, kann die piezoelektrische Schicht 140 ausgebildet sein, um ein piezoelektrisches Signal zu erzeugen. Das piezoelektrische Signal kann in das elektrisches Signal innerhalb des Signalverarbeitungsschaltkreises (nicht gezeigt) über das Pad (nicht gezeigt), das entsprechend mit dem zweiten Abschnitt 132 der ersten Elektrode 130 und der zweiten Elektrode 150 verbunden ist, gewandelt werden, wodurch ein Geräusch von außen ermittelt werden kann.
  • Die Abstandsveränderung zwischen dem zweiten Abschnitt 132 der ersten Elektrode 130 und der befestigen Elektrode 170 muss nicht wesentlich sein, so dass die Kapazitätsveränderung schwierig zu erfassen sein kann. In anderen Worten kann der Randabschnitt der Vibrationsfolie im Wesentlichen eine geringe Schwingungsbreite aufweisen, wodurch ein Geräusch von außen schwierig zu ermitteln sein kann. Jedoch kann die piezoelektrische Schicht 140 an dem Rand der Vibrationsfolie 120 angeordnet sein, d.h., dem zweiten Abschnitt 132 der ersten Elektrode 130 und dadurch kann das Geräusch von außen verwendend die piezoelektrische Schicht 140 an dem Randabschnitt der Vibrationsfolie 120 erfasst werden.
  • Wie oben beschrieben wurde, kann, da das Geräusch von außen verwendend die piezoelektrische Schicht 140 an dem Randabschnitt der Vibrationsfolie 120 ermittelt werden kann, die Empfindlichkeit des Mikrofons zunehmen. Zusätzlich kann an dem Randabschnitt der Vibrationsfolie 120 das Geräusch von außen erfasst werden, indem die Kapazitätsveränderung basierend auf der Abstandsveränderung zwischen der zweiten Elektrode 150 und der befestigen Elektrode 170 ermittelt wird.
  • Ein Herstellverfahren eines Mikrofons gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf 3 bis 7 beschrieben. 3 bis 7 stellen beispielhafte Ansichten dar, die ein Herstellverfahren eines Mikrofons gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen. Bezugnehmend auf 3 kann nach dem zur Verfügung stellen eines Substrats 100, eine Vibrationsfolie 120 an/auf dem Substrat 100 ausgebildet werden. Insbesondere kann das Substrat 100 aus Silizium hergestellt werden und die Vibrationsfolie 120 kann eine einschichtige Struktur sein verwendend Polysilizium oder ein Siliziumnitrid (SiNx). Ferner ist die Vibrationsfolie nicht darauf beschränkt, und die Vibrationsfolie 120 kann eine Multischichtstruktur sein, in der eine Polysiliziumschicht und eine Siliziumnitridschicht abwechselnd angeordnet sind.
  • Bezugnehmen auf 4 kann, nach dem Ausbilden einer ersten Elektrode 130, die einen ersten Abschnitt 131 und einen zweiten Abschnitt 132, die voneinander getrennt sind, an der Vibrationsfolie 120 umfasst, eine piezoelektrische Schicht 140 an dem zweiten Abschnitt 132 der ersten Elektrode 130 ausgebildet werden und anschließend kann eine zweite Elektrode 150 an der piezoelektrischen Schicht 140 ausgebildet werden. Der zweite Abschnitt 132 der ersten Elektrode 130 kann ausgebildet sein, um den ersten Abschnitt 131 zu umschließen. In anderen Worten kann der erste Abschnitt 131 der ersten Elektrode 130 an im Wesentlichen einem zentralen Abschnitt der Vibrationsfolie 120 angeordnet sein und der zweite Abschnitt 132 der ersten Elektrode 130 kann an einem Randabschnitt der Vibrationsfolie 120 angeordnet sein. Die piezoelektrische Schicht 140 kann aus einem piezoelektrischen Material, wie beispielweise Blei-Zirkonat-Titanat (PZT), Bariumtitanat (BaTiO3), und Rochellesalz hergestellt sein. Die piezoelektrische Schicht 140 kann den zweiten Abschnitt 132 der ersten Elektrode 130 sowie die zweite Elektrode 150 kontaktieren.
  • Bezugnehmend auf 5 kann eine Opferschicht 160 (engl: sacrificial layer) an der Vibrationsfolie 120, der ersten Elektrode 130 und der zweiten Elektrode 150 ausgebildet sein. Die Opferschicht 160 kann aus einem photosensitiven Material ausgebildet sein. Das photosensitive Material kann mittels eines Prozesses hergestellt werden, eine stabile thermische und mechanische Struktur aufweisen und kann einfach entfernt werden. Durch Ausbilden der Opferschicht 160 kann eine Form der Opferschicht 160 variiert werden. Ferner ist die Opferschicht 160 nicht darauf beschränkt und die Opferschicht 160 kann aus einem Siliziumoxid oder einem Siliziumnitrid ausgebildet sein.
  • Bezugnehmen auf 6 kann eine befestige Elektrode 170, die eine Vielzahl an Lufteinlässen 171 aufweist, an der Opferschicht 160 ausgebildet sein. Die befestigte Elektrode 170 kann durch Ausbilden einer Metallschicht nach dem Ausbilden der Metallschicht auf der Opferschicht 160 bzw. durch Versehen der Metallschicht mit einem Muster hergestellt werden. Insbesondere kann das Versehen der Metallschicht mit dem Muster durch Ätzen der Metallschicht verwendend ein photosensitives Schichtmuster als einer Schablone nach dem Ausbilden einer photosensitiven Schicht auf der Metallschicht und durch Exponieren und Entwickeln der photosensitiven Schicht, um das Muster auszubilden, durchgeführt werden.
  • Bezugnehmend auf 7 kann eine Durchdringungsöffnung 110 an dem Substrat 100 ausgebildet werden. Die Durchdringungsöffnung 110 kann der Vibrationsfolie 120 entsprechen. Die Durchdringungsöffnung 110 kann durch Trockenätzen oder Nassätzen an einer hinteren Oberfläche des Substrats 100 ausgebildet werden. Das Ätzen der hinteren Oberfläche des Substrats 100 kann durchgeführt werden bis die Vibrationsfolie 120 exponiert ist.
  • Bezugnehmend auf 1 kann ein Abschnitt der Opferschicht 160 entfernt werden, um eine Luftschicht 161 und eine Abstützschicht 162 auszubilden. Die Opferschicht 160 kann mittels des Lufteinlasses 171 durch Nassätzen verwendend ein Ätzmittel entfernt werden. Auch kann die Opferschicht 160 durch Trockenätzen, wie beispielsweise O2-Plasmaveraschen, durch den Lufteinlass 171 entfernt werden. Die Luftschicht 161 zwischen der ersten Elektrode 130 und der befestigten Elektrode 170 kann durch Entfernen des Abschnittes der Opferschicht 160 verwendend Nassätzen oder Trockenätzen ausgebildet werden und die Opferschicht 160, die nicht entfernt wird, kann die Abstützschicht 162 ausbilden, die ausgebildet ist, um die befestigte Elektrode 170 abzustützen.
  • Während diese Erfindung in Verbindung mit denjenigen Ausführungsformen, die derzeit als beispielhafte Ausführungsformen angedacht sind, beschrieben wurde, muss verstanden werden, dass die Erfindung nicht auf die offenbarten beispielhaften Ausführungsformen beschränkt ist, sondern, dass die Erfindung im Gegenteil dazu gedacht ist, um verschiedene Modifikationen und äquivalente Anordnungen abzudecken, die in dem Schutzumfang der angehängten Ansprüche umfasst sind.
  • Bezugszeichenliste
    • 100
    Substrat
    110
    Durchdringungsöffnung
    120
    Vibrationsfolie
    130
    erste Elektrode
    131
    erster Abschnitt
    132
    zweiter Abschnitt
    140
    piezoelektrischen Schicht
    150
    zweite Elektrode
    160
    Opferschicht
    161
    Luftschicht
    162
    Abstützschicht
    170
    befestigte Elektrode
    171
    Lufteinlass

Claims (12)

  1. Mikrofon, aufweisend: ein Substrat (100), das eine Durchdringungsöffnung (110) aufweist; eine Vibrationsfolie (120), die an dem Substrat (100) angeordnet ist, um die Durchdringungsöffnung (110) abzudecken; eine erste Elektrode (130), die an der Vibrationsfolie (120) angeordnet ist, aufweisend: einen ersten Abschnitt(131); und einen zweiten Abschnitt (132), der von dem ersten Abschnitt (131) getrennt ist; eine piezoelektrische Schicht (140), die an dem zweiten Abschnitt (132) der ersten Elektrode (130) angeordnet ist und aus einem piezoelektrischen Material hergestellt ist; eine zweite Elektrode (150), die an der piezoelektrischen Schicht (140) angeordnet ist; und eine befestigte Elektrode (170), die von der ersten Elektrode (130) und zweiten Elektrode (150) getrennt ist, die über der ersten Elektrode (130) und der zweiten Elektrode (150) angeordnet ist und eine Vielzahl an Lufteinlässen (171) umfasst, wobei der erste Abschnitt (131) der ersten Elektrode (130) an im Wesentlichen einem zentralen Abschnitt der Vibrationsfolie (120) angeordnet ist und der zweite Abschnitt (132) der ersten Elektrode (130) an einem Randabschnitt der Vibrationsfolie (120) angeordnet ist.
  2. Mikrofon nach Anspruch 1, bei dem die piezoelektrische Schicht (140) den zweiten Abschnitt (132) der ersten Elektrode (130) und die zweite Elektrode (150) kontaktiert.
  3. Mikrofon nach Anspruch 2, bei dem der zweite Abschnitt (132) der ersten Elektrode (130) den ersten Abschnitt (131) der ersten Elektrode (130) umschließt.
  4. Mikrofon nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem das Substrat (100) aus Silizium ausgebildet ist.
  5. Mikrofon nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die Vibrationsfolie (120) aus Polysilizium oder einem Siliziumnitrid ausgebildet ist.
  6. Mikrofon nach einem der vorgehenden Ansprüche, ferner aufweisend: eine Abstützschicht (162), die an der Vibrationsfolie (120) und der ersten Elektrode (130) angeordnet ist und die ausgebildet ist, um die befestigte Elektrode (170) abzustützen.
  7. Verfahren zur Herstellung eines Mikrofons, aufweisend: Ausbilden einer Vibrationsfolie (120) an einem Substrat (100) ; Ausbilden einer ersten Elektrode (130), die einen ersten Abschnitt (131) und einen zweiten Abschnitt (132), die voneinander getrennt sind, an der Vibrationsfolie (120) umfasst; Ausbilden einer piezoelektrischen Schicht (140) an dem zweiten Abschnitt (132) der ersten Elektrode (130); Ausbilden einer zweiten Elektrode (150) an der piezoelektrischen Schicht (140); und Ausbilden einer befestigen Elektrode (170), die von der ersten Elektrode (130) und der zweiten Elektrode (150) getrennt ist, die über der ersten Elektrode (130) und der zweiten Elektrode (150) angeordnet ist und die eine Vielzahl an Lufteinlässen (171) aufweist, wobei der erste Abschnitt (131) der ersten Elektrode (130) an im Wesentlichen einem zentralen Abschnitt der Vibrationsfolie (120) angeordnet ist und der zweite Abschnitt (132) der ersten Elektrode (130) an einem Randabschnitt der Vibrationsfolie (120) angeordnet ist.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem das Ausbilden der befestigten Elektrode umfasst: Ausbilden einer Opferschicht (160) an der ersten Elektrode (130) und der zweiten Elektrode (150); Ablagern einer Metallschicht auf der Opferschicht (160) und Versehen der Metallschicht mit einem Muster; und Entfernen eines Abschnittes der Opferschicht (160).
  9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, ferner aufweisend: das Ätzen einer Rückseite des Substrats (100), um eine Durchdringungsöffnung (110) auszubilden, die die Vibrationsfolie (120) exponiert.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, bei dem das Substrat (100) aus Silizium ausgebildet ist.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, bei dem die Vibrationsfolie (120) aus Polysilizium oder einem Siliziumnitrid ausgebildet ist.
  12. Fahrzeug, umfassend das Mikrofon nach einem der Ansprüche 1 bis 6.
DE102014225010.2A 2014-09-23 2014-12-05 Mikrofon und Verfahren zur Herstellung desselben Active DE102014225010B4 (de)

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KR10-2014-0126786 2014-09-23
KR1020140126786A KR101550633B1 (ko) 2014-09-23 2014-09-23 마이크로폰 및 그 제조 방법

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