JP2000013894A - Acoustic sensor, its manufacture and semiconductor electret capacitor microphone employing the acoustic sensor - Google Patents

Acoustic sensor, its manufacture and semiconductor electret capacitor microphone employing the acoustic sensor

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JP2000013894A
JP2000013894A JP10194994A JP19499498A JP2000013894A JP 2000013894 A JP2000013894 A JP 2000013894A JP 10194994 A JP10194994 A JP 10194994A JP 19499498 A JP19499498 A JP 19499498A JP 2000013894 A JP2000013894 A JP 2000013894A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor electret capacitor microphone that can be made small. SOLUTION: The capacitor microphone is provided with the acoustic sensor and a case containing the acoustic sensor. The acoustic sensor has a semiconductor chip 110 in which a required electronic circuit is formed and a throughhole 112 is open while avoiding the electronic circuit, an electrode layer formed on the surface of the semiconductor chip 110 while avoiding the throughhole 112, an electret material 130 that is laminated on the chip 110 while avoiding part of the electrode layer and the throughhole 112, and a diaphragm film to the electret material 130 at a prescribed interval, and the electrode layer exposed from the electret material 130 connects to an electrode of the electronic circuit via the case.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、音響センサと、こ
の音響センサの製造方法と、前記音響センサを用いた半
導体エレクトレットコンデンサーマイクロホンとに関す
る。
The present invention relates to an acoustic sensor, a method for manufacturing the acoustic sensor, and a semiconductor electret condenser microphone using the acoustic sensor.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のエレクトレットコンデンサーマイ
クロホンとしては、図8に示すようなものがある。この
エレクトレットコンデンサーマイクロホンは、ケース1
と、このケース1の内部に設けられた振動膜7と、この
振動膜7と対向して設けられたエレクトレット材5(ケ
ース1の内面に形成されている。)と、前記振動膜7と
エレクトレット材5とで構成されたコンデンサーの静電
容量の変化に起因する電圧の変化を増幅する増幅素子9
とを有している。そして、前記増幅素子9はケース1に
内蔵されるようになっている。
2. Description of the Related Art FIG. 8 shows a conventional electret condenser microphone. This electret condenser microphone is
And a vibrating film 7 provided inside the case 1, an electret material 5 (formed on the inner surface of the case 1) provided facing the vibrating film 7, and the vibrating film 7 and the electret. Amplifying element 9 for amplifying a change in voltage caused by a change in capacitance of a capacitor composed of material 5
And The amplifying element 9 is built in the case 1.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のエレクトレットコンデンサーマイクロホンは、
増幅素子とコンデンサーを構成する部分とはまったくの
別体であり、小型化には一定の限度があった。
However, the above-mentioned conventional electret condenser microphone is
The part constituting the amplifying element and the capacitor is completely separate, and there is a certain limit to miniaturization.

【0004】本発明は上記事情に鑑みて創案されたもの
で、半導体エレクトレットコンデンサーマイクロホンを
大幅に小型化することが可能な音響センサと、この音響
センサの製造方法と、この前記音響センサを用いた半導
体エレクトレットコンデンサーマイクロホンとを提供す
ることを目的としている。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides an acoustic sensor capable of significantly reducing the size of a semiconductor electret condenser microphone, a method of manufacturing the acoustic sensor, and the use of the acoustic sensor. It is an object to provide a semiconductor electret condenser microphone.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明に係る音響センサ
は、必要な電子回路が形成されるとともに、前記電子回
路を避けて貫通孔が開口された半導体チップと、この半
導体チップの表面に前記貫通孔を避けて形成された電極
層と、この電極層の一部と前記貫通孔とを避けて積層さ
れたエレクトレット材と、このエレクトレット材との間
に所定の間隔を有して設けられた振動膜とを有してい
る。
According to the present invention, there is provided an acoustic sensor in which a required electronic circuit is formed, a semiconductor chip having a through-hole opened so as to avoid the electronic circuit, and the surface of the semiconductor chip is provided with the above-described electronic sensor. An electrode layer formed so as to avoid the through hole, an electret material laminated so as to avoid part of the electrode layer and the through hole, and a predetermined distance between the electret material and the electret material were provided. And a vibrating membrane.

【0006】また、本発明に係る音響センサの製造方法
は、ウエハに必要な電子回路を形成するとともに、前記
電子回路を避けた貫通孔を開設する工程と、ウエハの表
面に電極層を形成する工程と、前記電極層の一部と貫通
孔とを避けてエレクトレット材を積層する工程と、前記
エレクトレット材の上にスペーサを積層する工程と、前
記スペーサの上に前記エレクトレット材との間に所定の
間隔を有して振動膜を取り付ける工程と、個々の音響セ
ンサとして分割する工程とを有している。
Further, according to a method of manufacturing an acoustic sensor according to the present invention, a necessary electronic circuit is formed on a wafer, a through hole is formed to avoid the electronic circuit, and an electrode layer is formed on a surface of the wafer. A step of laminating an electret material avoiding a part of the electrode layer and the through-hole, a step of laminating a spacer on the electret material, and a step of laminating the electret material on the spacer. And a step of dividing the individual acoustic sensors into individual acoustic sensors.

【0007】なお、前記貫通孔を開設する工程は、エレ
クトレット材の上にスペーサを積層する工程の後に行っ
てもよい。
The step of forming the through hole may be performed after the step of laminating the spacer on the electret material.

【0008】さらに、本発明に係る半導体エレクトレッ
トコンデンサーマイクロホンは、前記音響センサと、こ
の音響センサを収納するケースとを備えており、前記エ
レクトレット材から露出された電極層は、ケースを介し
て前記電子回路の電極に接続されている。
Further, a semiconductor electret condenser microphone according to the present invention includes the acoustic sensor and a case for accommodating the acoustic sensor. The electrode layer exposed from the electret material is connected to the electronic layer via the case. It is connected to the electrodes of the circuit.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】図1は本発明の実施の形態に係る
音響センサの概略的断面図、図2は本発明の実施の形態
に係る音響センサの製造方法の各工程を示す概略的断面
図、図3は本発明の実施の形態に係る音響センサの製造
途中の図面であって、同図(A)は概略的平面図、同図
(B)は概略的底面図、図4は本発明の他の実施の形態
に係る音響センサの製造方法の各工程を示す概略的断面
図、図5は本発明の実施の形態に係る音響センサのその
他の製造方法を示す概略的説明図、図6は本発明の実施
の形態に係る半導体エレクトレットコンデンサーマイク
ロホンの概略的断面図、図7は本発明の実施の形態に係
る半導体エレクトレットコンデンサーマイクロホンに用
いられるケースのケース本体の図面であって、同図
(A)は正面側からの概略的斜視図、同図(B)は底面
側からの概略的斜視図である。
FIG. 1 is a schematic sectional view of an acoustic sensor according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic sectional view showing each step of a method of manufacturing the acoustic sensor according to the embodiment of the present invention. FIGS. 3 and 3 are drawings of the acoustic sensor according to the embodiment of the present invention in the process of being manufactured. FIG. 4A is a schematic plan view, FIG. 3B is a schematic bottom view, and FIG. FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing each step of a method for manufacturing an acoustic sensor according to another embodiment of the present invention. FIG. 5 is a schematic explanatory view showing another method for manufacturing an acoustic sensor according to an embodiment of the present invention. 6 is a schematic sectional view of a semiconductor electret condenser microphone according to an embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a drawing of a case body of a case used in the semiconductor electret condenser microphone according to the embodiment of the present invention. (A) from the front side Approximately perspective view and FIG (B) is a schematic perspective view from the bottom side.

【0010】本発明の実施の形態に係る音響センサ10
0は、必要な電子回路としてのFET回路111A、応
答ゲインコントロール回路111B、増幅回路111C
等が形成されるとともに、前記FET回路111A等を
避けて貫通孔112が開口された半導体チップ110
と、この半導体チップ110に形成されたFET回路1
11Aのゲート電極111aと前記貫通孔112とを避
けて積層されたエレクトレット材130と、このエレク
トレット材130との間に所定の間隔を有して設けられ
た振動膜140とを有している。
[0010] An acoustic sensor 10 according to an embodiment of the present invention.
0 denotes an FET circuit 111A as a necessary electronic circuit, a response gain control circuit 111B, and an amplification circuit 111C.
And the like, and a semiconductor chip 110 in which a through hole 112 is opened to avoid the FET circuit 111A and the like.
And the FET circuit 1 formed on the semiconductor chip 110
It has an electret material 130 laminated so as to avoid the gate electrode 111a of 11A and the through-hole 112, and a vibrating film 140 provided at a predetermined interval between the electret material 130.

【0011】かかる音響センサ100の構成をその製造
方法に沿って説明する。この音響センサ100は、1枚
のウエハ500に同時に多数個形成されるものである。
ウエハ500に、複数個の貫通孔112を開設する(図
2(A)参照)。この貫通孔112は、1つの音響セン
サ100の中央となる部分に超音波加工やレーザ加工で
開設される。なお、この貫通孔112は、望ましくは
0.5mm以下の径とする。また、個々の音響センサ1
00は、図5(G)に示すように、幅寸法2mm、奥行
き寸法2mm、厚さ寸法0.3mm程度の大きさに設定
されている。
The configuration of the acoustic sensor 100 will be described along with its manufacturing method. Many acoustic sensors 100 are formed on one wafer 500 at the same time.
A plurality of through holes 112 are formed in the wafer 500 (see FIG. 2A). The through-hole 112 is formed in a central portion of one acoustic sensor 100 by ultrasonic processing or laser processing. The diameter of the through hole 112 is desirably 0.5 mm or less. In addition, each acoustic sensor 1
00 is set to a size of about 2 mm in width, about 2 mm in depth, and about 0.3 mm in thickness, as shown in FIG.

【0012】次に、複数個の貫通孔112が開設された
ウエハ500に裏面側から周知のフォトリソグラフィ手
法でもって必要な電子回路としてのFET回路111
A、応答ゲインコントロール回路111B、増幅回路1
11C等を形成する(図2(A)参照)。この各回路1
11A〜111Cや、各回路111A〜111C間を接
続する配線 (図示省略) は、前記貫通孔112を避ける
ようにして形成されることは勿論である。
Next, an FET circuit 111 as an electronic circuit required by a well-known photolithography method is formed on the wafer 500 having a plurality of through holes 112 from the back side.
A, response gain control circuit 111B, amplifier circuit 1
11C and the like are formed (see FIG. 2A). This circuit 1
Of course, wiring (not shown) for connecting the circuits 11A to 111C and the circuits 111A to 111C is formed so as to avoid the through hole 112.

【0013】また、図3(B)に示すように、各回路1
11A〜111Cの電極である電源電極Vcc、出力電
極OUT、アース電極GND及びゲート電極111a
は、1つの音響センサ100の裏面側の4隅に1つずつ
形成するのが望ましい。
Further, as shown in FIG.
Power supply electrode Vcc, output electrode OUT, ground electrode GND, and gate electrode 111a, which are electrodes 11A to 111C
Are preferably formed one by one at four corners on the back side of one acoustic sensor 100.

【0014】次に、ウエハ500の表面に、前記貫通孔
112を避けてアルミニウムによる電極層120を形成
する(図2(B)参照)。この電極層120は、後述す
る半導体エレクトレットコンデンサーマイクロホン60
0におけるケース200を介して前記ゲート電極111
aと接続される部分である。また、この電極層120
は、前記貫通孔112を塞がないように、貫通孔112
を避けて形成される。
Next, an electrode layer 120 made of aluminum is formed on the surface of the wafer 500 avoiding the through holes 112 (see FIG. 2B). The electrode layer 120 is formed of a semiconductor electret condenser microphone 60 described later.
0 through the case 200 at the gate electrode 111
It is a part connected to a. Also, this electrode layer 120
Is inserted into the through hole 112 so as not to block the through hole 112.
Formed to avoid.

【0015】前記電極層120の上にエレクトレット材
130を積層する(図2(C)参照)。従って、このエ
レクトレット材130は、電極層120と電気的に接続
されていることになる。このエレクトレット材130
は、厚さ2〜3μmのSiO2をプラズマCVDや高周
波マグネトロンスパッタ等で形成したものや、FEP溶
剤をスピンオンコート法で塗布して得た厚さが10μm
以下の薄膜等が用いられる。
An electret material 130 is laminated on the electrode layer 120 (see FIG. 2C). Therefore, the electret material 130 is electrically connected to the electrode layer 120. This electret material 130
Is formed by forming SiO 2 having a thickness of 2 to 3 μm by plasma CVD or high-frequency magnetron sputtering, or by applying an FEP solvent by a spin-on coating method to a thickness of 10 μm.
The following thin films and the like are used.

【0016】また、このエレクトレット材130は、貫
通孔112を塞がないように、貫通孔112を避けて形
成される。さらに、このエレクトレット材130は、裏
面に形成された前記ゲート電極111aの真上に相当す
る隅部とを避けて形成される。従って、電極層120
は、ゲート電極111aの真上の隅部では、エレクトレ
ット材130から露出していることになる。
The electret material 130 is formed avoiding the through hole 112 so as not to block the through hole 112. Further, the electret material 130 is formed so as to avoid a corner portion directly above the gate electrode 111a formed on the back surface. Therefore, the electrode layer 120
Is exposed from the electret material 130 at the corner directly above the gate electrode 111a.

【0017】前記エレクトレット材130の上に、スペ
ーサ150を形成する。このスペーサ150は、エレク
トレット材130と後述する振動膜140との間に所定
の間隔160を形成するものであって、ホトレジストに
よって形成される。かかるスペーサ150は、図3
(A)に示すように、貫通孔112を中心とした径1.
5mmの円の内側と、裏面に形成された前記ゲート電極
111aの真上に相当する隅部とを避けて形成される。
従って、電極層120は、図3(A)に示すように、ゲ
ート電極111aの真上の隅部では、エレクトレット材
130のみならず、スペーサ150からも露出している
ことになる。
A spacer 150 is formed on the electret material 130. The spacer 150 forms a predetermined space 160 between the electret material 130 and a vibration film 140 described later, and is formed of a photoresist. Such a spacer 150 is shown in FIG.
As shown in FIG.
It is formed so as to avoid the inside of the 5 mm circle and the corner corresponding to directly above the gate electrode 111a formed on the back surface.
Therefore, as shown in FIG. 3A, the electrode layer 120 is exposed not only from the electret material 130 but also from the spacer 150 at the corner directly above the gate electrode 111a.

【0018】このようにして形成されたスペーサ150
の上には、振動膜140が設けられる。この振動膜14
0は、一面側にNi蒸着による電極141が形成された
PPSフィルムである。そして、かかる振動膜140
は、電極141が表面になるようにスペーサ150に取
り付けられる。従って、振動膜140とエレクトレット
材130との間には、スペーサ150の厚さ寸法に相当
する間隔160が形成されることになる。
The thus formed spacer 150
On this, a vibration film 140 is provided. This vibrating membrane 14
Numeral 0 is a PPS film having an electrode 141 formed on one surface by Ni vapor deposition. Then, the vibrating membrane 140
Is attached to the spacer 150 such that the electrode 141 is on the surface. Therefore, a space 160 corresponding to the thickness dimension of the spacer 150 is formed between the vibration film 140 and the electret material 130.

【0019】さらに、ウエハ500がダイシングされて
個々の音響センサ100となる。
Further, the wafer 500 is diced into individual acoustic sensors 100.

【0020】ところで、上述した実施の形態に係る製造
方法では、各回路111A〜111Cを形成するのと同
時期に貫通孔112を開設しているが、貫通孔112を
開設する工程は、エレクトレット材130の上にスペー
サ150を積層する工程の次であってもよい。このよう
にした製造方法を図4を参照しつつ次に説明する。
In the manufacturing method according to the above-described embodiment, the through-hole 112 is opened at the same time as the formation of the circuits 111A to 111C. The step may be subsequent to the step of laminating the spacer 150 on 130. Next, the manufacturing method will be described with reference to FIG.

【0021】すなわち、まず、ウエハ500の裏面側か
ら各回路111A〜111Cを形成する(図4(A)参
照)。
That is, first, the respective circuits 111A to 111C are formed from the back side of the wafer 500 (see FIG. 4A).

【0022】次に、ウエハ500の表面の全面に、アル
ミニウムによる電極層120を形成する(図4(B)参
照)。この電極層120の上にエレクトレット材130
を積層する(図4(C)参照)。
Next, an electrode layer 120 of aluminum is formed on the entire surface of the wafer 500 (see FIG. 4B). The electret material 130 is provided on the electrode layer 120.
(See FIG. 4C).

【0023】前記エレクトレット材130の上に、スペ
ーサ150を形成する。かかるスペーサ150は、この
後の工程において開設する貫通孔112を中心とした径
1.5mmの円の内側と、裏面に形成された前記ゲート
電極111aの真上に相当する隅部とを避けて形成され
る。
A spacer 150 is formed on the electret material 130. The spacer 150 avoids the inside of a circle having a diameter of 1.5 mm centering on the through hole 112 to be opened in a subsequent step and a corner corresponding to a position directly above the gate electrode 111a formed on the back surface. It is formed.

【0024】スペーサ150を形成した後に、1つの音
響センサ100の中央となる部分に超音波加工やレーザ
加工で貫通孔112が開設される。
After the spacer 150 is formed, a through hole 112 is formed in the center portion of one acoustic sensor 100 by ultrasonic processing or laser processing.

【0025】この後の工程、すなわちスペーサ150の
上への振動膜140の取り付けや、ウエハ500がダイ
シング等は上述した製造方法と同様である。
The subsequent steps, that is, mounting of the vibrating film 140 on the spacer 150 and dicing of the wafer 500 are the same as the above-described manufacturing method.

【0026】なお、上述した2種類の実施の形態では、
振動膜140は、一面側にNi蒸着による電極141が
形成されたPPSフィルムをウエハ500に張り付ける
とした説明を行った。しかしながら、図5に示すように
して振動膜140を形成することも可能である。
In the two embodiments described above,
The description has been made on the assumption that the PPS film having the electrode 141 formed by Ni vapor deposition on one surface side of the vibration film 140 is attached to the wafer 500. However, it is also possible to form the vibration film 140 as shown in FIG.

【0027】この方法では、振動膜140を張り付ける
前に、個々の半導体チップ190に分割する点が上述し
たものと相違する。まず、この方法では、振動膜140
を張り付ける前、すなわちスペーサ150を形成した時
点で、ダイシングを行って個々の半導体チップ190に
分割する(図5(C)参照)。そして、ダイシングによ
って発生した微細なダイシング屑等を洗浄工程にて洗い
落とす。
This method is different from the above-described method in that the vibrating film 140 is divided into individual semiconductor chips 190 before being attached. First, in this method, the vibrating membrane 140
Before bonding, that is, at the time when the spacers 150 are formed, dicing is performed to divide the semiconductor chips into individual semiconductor chips 190 (see FIG. 5C). Then, fine dicing debris and the like generated by dicing are washed away in a cleaning step.

【0028】次に、個々の半導体チップ190をスペー
サ150を上向きにして粘着フィルム300に張り付
け、マスク310を介して接着剤をスキージ320でス
ペーサ150に塗布する(図5(D)参照)。さらに、
リング状の治具330に取り付けられた膜、すなわち表
面にNi蒸着による電極が形成されたPPSフィルム3
40を個々の半導体チップ190に張り付ける(図5
(E)参照)。その後、カッター350によって前記P
PSフィルム340をカットして(図5(F)参照)、
個々の半導体チップ190に張り付けられた振動膜14
0とする(図5(G)参照)。
Next, the individual semiconductor chips 190 are attached to the adhesive film 300 with the spacer 150 facing upward, and an adhesive is applied to the spacer 150 with a squeegee 320 via a mask 310 (see FIG. 5D). further,
A film attached to a ring-shaped jig 330, that is, a PPS film 3 having an electrode formed on the surface by Ni vapor deposition.
40 is attached to each semiconductor chip 190 (FIG. 5
(E)). Then, the P
After cutting the PS film 340 (see FIG. 5F),
Vibration film 14 attached to individual semiconductor chip 190
0 (see FIG. 5 (G)).

【0029】また、このように振動膜140を張り付け
る前に、個々の半導体チップ190に分割する製造方法
であっても、スペーサ150を形成した後に貫通孔11
2を超音波加工やレーザ加工で開設することも可能であ
る。
In addition, even in the manufacturing method in which the vibration film 140 is divided into individual semiconductor chips 190 before attaching the vibration film 140, the through holes 11 are formed after the spacers 150 are formed.
2 can be opened by ultrasonic processing or laser processing.

【0030】次に、このように構成された音響センサ1
00を用いた半導体エレクトレットコンデンサーマイク
ロホン600について説明する。この半導体エレクトレ
ットコンデンサーマイクロホン600は、前記音響セン
サ100と、この音響センサ100を収納するケース2
00とを備えており、前記エレクトレット材130から
露出された電極層120は、ケース200を介して前記
FET回路111Aのゲート電極111aに接続されて
おり、前記貫通孔112は、ケース200に形成された
背室230に連通している。
Next, the acoustic sensor 1 thus configured
The semiconductor electret condenser microphone 600 using 00 will be described. The semiconductor electret condenser microphone 600 includes the acoustic sensor 100 and a case 2 that accommodates the acoustic sensor 100.
The electrode layer 120 exposed from the electret material 130 is connected to the gate electrode 111a of the FET circuit 111A via the case 200, and the through hole 112 is formed in the case 200. It communicates with the back room 230.

【0031】前記ケース200は、ケース本体210
と、このケース本体210に取り付けられる蓋体220
とを有している。
The case 200 includes a case body 210.
And a lid 220 attached to the case body 210
And

【0032】前記ケース本体210は、平面視四角形の
薄皿状のアルミナパッケージであって、内側の4隅には
突出したアース端子211、出力端子212、電源端子
213及びゲート端子214が形成されている。アース
端子211は音響センサ100のアース電極GNDに、
出力端子212は音響センサ100の出力電極OUT
に、電源端子213は音響センサ100の電源電極Vc
cに、ゲート端子214は音響センサ100のゲート電
極111aにそれぞれ接続される部分である。
The case body 210 is a thin plate-shaped alumina package having a rectangular shape in a plan view, and has a ground terminal 211, an output terminal 212, a power supply terminal 213, and a gate terminal 214 formed at four inner corners. I have. The ground terminal 211 is connected to the ground electrode GND of the acoustic sensor 100.
The output terminal 212 is an output electrode OUT of the acoustic sensor 100.
The power supply terminal 213 is connected to the power supply electrode Vc of the acoustic sensor 100.
c, the gate terminals 214 are portions connected to the gate electrodes 111a of the acoustic sensor 100, respectively.

【0033】そして、このケース本体210に音響セン
サ100を収納すると、音響センサ100は上述したよ
うに各電極111a、Vcc、OUT、GNDを各端子
211、212、213、214の上に載せた状態にな
る。従って、音響センサ100の底面とケース本体21
0の底面との間には、背室230となる空間が形成され
る。
When the acoustic sensor 100 is housed in the case body 210, the acoustic sensor 100 has the electrodes 111a, Vcc, OUT, and GND mounted on the terminals 211, 212, 213, and 214 as described above. become. Therefore, the bottom surface of the acoustic sensor 100 and the case body 21
A space to be the back room 230 is formed between the bottom surface of the vehicle and the bottom surface of the vehicle.

【0034】さらに、このケース本体210の内側に
は、導電層215が形成されている。この導電層215
は、音響センサ100の電極層120と前記ゲート電極
111aとを接続する部分であり、ゲート端子214に
接続されている。そして、前記導電層215は、ボンデ
ィングワイヤ216によって電極層120と接続され
る。
Further, a conductive layer 215 is formed inside the case body 210. This conductive layer 215
Is a portion connecting the electrode layer 120 of the acoustic sensor 100 and the gate electrode 111a, and is connected to the gate terminal 214. The conductive layer 215 is connected to the electrode layer 120 by a bonding wire 216.

【0035】一方、蓋体220の裏面側には、音響セン
サ100の振動膜140の縁部に接触する突脈221が
形成されている。従って、音響センサ100が収納され
たケース本体210にこの蓋体220を取り付けると、
振動膜140と蓋体220との間に空間できる。また、
この蓋体220の中央には、音孔222が開設されてい
る。音波は、この音孔222を介して振動膜140に伝
わるのである。
On the other hand, on the back side of the lid 220, a protruding pulse 221 is formed which comes into contact with the edge of the diaphragm 140 of the acoustic sensor 100. Therefore, when this lid 220 is attached to the case main body 210 in which the acoustic sensor 100 is stored,
A space can be formed between the diaphragm 140 and the lid 220. Also,
At the center of the lid 220, a sound hole 222 is opened. The sound waves are transmitted to the diaphragm 140 through the sound holes 222.

【0036】振動膜140の振動によって、エレクトレ
ット材130と振動膜140との間の間隔160の容積
が変化する。この容積の変化は、エレクトレット材13
0と振動膜140の電極141とで構成されたコンデン
サーの静電容量の変化となり、結果として電圧の変化で
出力される。
The volume of the space 160 between the electret material 130 and the vibration film 140 changes due to the vibration of the vibration film 140. This change in volume is caused by the electret material 13
This results in a change in the capacitance of a capacitor constituted by 0 and the electrode 141 of the vibrating membrane 140, and as a result, a change in voltage is output.

【0037】出力された電圧はボンディングワイヤ21
6、導電層215及びゲート端子2214を介して音響
センサ100のゲート電極111aに入力され、前記F
ET回路111A等を経て出力電極OUTから出力され
る。
The output voltage is applied to the bonding wire 21
6, input to the gate electrode 111a of the acoustic sensor 100 via the conductive layer 215 and the gate terminal 2214;
The signal is output from the output electrode OUT via the ET circuit 111A and the like.

【0038】なお、上述した音響センサ100は、半導
体エレクトレットコンデンサーマイクロホン600に使
用するものとして説明したが、圧力センサや加速度セン
サとしても応用することができるのは勿論である。
Although the above-described acoustic sensor 100 has been described as being used for the semiconductor electret condenser microphone 600, it is needless to say that the acoustic sensor 100 can also be applied as a pressure sensor or an acceleration sensor.

【0039】[0039]

【発明の効果】本発明に係る音響センサは、必要な電子
回路が形成された半導体チップと、この半導体チップの
表面に形成された電極層と、この電極層の一部を避けて
積層されたエレクトレット材と、このエレクトレット材
との間に所定の間隔を有して設けられた振動膜とを有し
ている。
The acoustic sensor according to the present invention is formed by laminating a semiconductor chip on which necessary electronic circuits are formed, an electrode layer formed on the surface of the semiconductor chip, and avoiding a part of the electrode layer. It has an electret material and a vibrating membrane provided at a predetermined interval between the electret materials.

【0040】かかる音響センサは、増幅等に必要な電子
回路がエレクトレット材等と一体に形成されたものであ
るので、これを利用すると従来より小型かつ多機能化さ
れた半導体エレクトレットコンデンサーマイクロホンを
得ることができる。
In such an acoustic sensor, an electronic circuit necessary for amplification and the like is formed integrally with an electret material or the like. If this acoustic sensor is used, a compact and multifunctional semiconductor electret condenser microphone can be obtained. Can be.

【0041】また、本発明に係る音響センサの製造方法
は、ウエハに必要な電子回路を形成する工程と、ウエハ
の表面に電極層を形成する工程と、前記電極層の一部を
避けてエレクトレット材を積層する工程と、前記エレク
トレット材の上にスペーサを積層する工程と、前記スペ
ーサの上に前記エレクトレット材との間に所定の間隔を
有して振動膜を取り付ける工程と、個々の音響センサと
して分割する工程とを有している。
Further, the method for manufacturing an acoustic sensor according to the present invention includes a step of forming an electronic circuit necessary for a wafer, a step of forming an electrode layer on the surface of the wafer, and an electret avoiding a part of the electrode layer. A step of laminating a material, a step of laminating a spacer on the electret material, a step of mounting a diaphragm on the spacer with a predetermined interval between the electret material, and an individual acoustic sensor And a dividing step.

【0042】この製造方法によると、上述したような音
響センサを得ることができる。
According to this manufacturing method, the acoustic sensor as described above can be obtained.

【0043】また、本発明に係る他の音響センサの製造
方法は、ウエハに必要な電子回路を形成する工程と、ウ
エハの表面に電極層を形成する工程と、前記電極層の一
部を避けてエレクトレット材を積層する工程と、前記エ
レクトレット材の上にスペーサを積層する工程と、ウエ
ハをダイシングして個々の半導体チップとする工程と、
個々の半導体チップを洗浄する工程と、洗浄した個々の
半導体チップをスペーサを上側にして配列する工程と、
配列された個々の半導体チップのスペーサに接着剤を塗
布する工程と、前記接着剤を用いて振動膜となる1枚の
膜を個々の半導体チップのスペーサに張り付ける工程
と、前記膜をカットして振動膜とする工程とを有してい
る。
Further, another method of manufacturing an acoustic sensor according to the present invention includes a step of forming an electronic circuit necessary for a wafer, a step of forming an electrode layer on a surface of the wafer, and a step of avoiding a part of the electrode layer. Stacking an electret material, stacking a spacer on the electret material, dicing the wafer into individual semiconductor chips,
Washing the individual semiconductor chips, and arranging the washed individual semiconductor chips with the spacers on top,
A step of applying an adhesive to the spacers of the arranged individual semiconductor chips, a step of attaching one film to be a vibrating film to the spacers of the individual semiconductor chips using the adhesive, and cutting the film. And forming a vibrating membrane.

【0044】この製造方法による場合には、ダイシング
後の純水による洗浄に起因する振動膜の破損やエレクト
レット材の減衰等が生じることがなく、より良好な音響
センサを製造することが可能となる。
According to this manufacturing method, it is possible to manufacture a better acoustic sensor without damaging the vibrating membrane or attenuating the electret material due to washing with pure water after dicing. .

【0045】また、スペーサを形成した後に貫通孔を開
設する製造方法では、電極層、エレクトレット材を形成
する際に貫通孔を避ける必要がなく、全面に形成するこ
とができるので、より製造工程的には簡素化されるとい
う効果がある。
Further, in the manufacturing method in which the through holes are formed after the spacers are formed, it is not necessary to avoid the through holes when forming the electrode layer and the electret material, and the through holes can be formed on the entire surface. Has the effect of being simplified.

【0046】さらに、本発明に係る半導体エレクトレッ
トコンデンサーマイクロホンは、前記音響センサと、こ
の音響センサを収納するケースとを備えており、前記エ
レクトレット材から露出された電極層は、ケースを介し
て前記電子回路の電極に接続されている。
Further, a semiconductor electret condenser microphone according to the present invention includes the acoustic sensor and a case for housing the acoustic sensor, and the electrode layer exposed from the electret material is connected to the electronic layer via the case. It is connected to the electrodes of the circuit.

【0047】従って、この半導体エレクトレットコンデ
ンサーマイクロホンは、前記音響センサを使用すること
により、従来より小型かつ多機能化することができる。
Therefore, this semiconductor electret condenser microphone can be made smaller and more multifunctional than before by using the acoustic sensor.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態に係る音響センサの概略的
断面図である。
FIG. 1 is a schematic sectional view of an acoustic sensor according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施の形態に係る音響センサの製造方
法の各工程を示す概略的断面図である。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing each step of a method for manufacturing an acoustic sensor according to an embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施の形態に係る音響センサの製造途
中の図面であって、同図(A)は概略的平面図、同図
(B)は概略的底面図である。
3A and 3B are drawings of the acoustic sensor according to the embodiment of the present invention in the process of being manufactured, wherein FIG. 3A is a schematic plan view and FIG. 3B is a schematic bottom view.

【図4】本発明の他の実施の形態に係る音響センサの製
造方法の各工程を示す概略的断面図である。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing each step of a method for manufacturing an acoustic sensor according to another embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施の形態に係る音響センサのその他
の製造方法を示す概略的説明図である。
FIG. 5 is a schematic explanatory view showing another method for manufacturing the acoustic sensor according to the embodiment of the present invention.

【図6】本発明の実施の形態に係る半導体エレクトレッ
トコンデンサーマイクロホンの概略的断面図である。
FIG. 6 is a schematic sectional view of a semiconductor electret condenser microphone according to an embodiment of the present invention.

【図7】本発明の実施の形態に係る半導体エレクトレッ
トコンデンサーマイクロホンに用いられるケースのケー
ス本体の図面であって、同図(A)は正面側からの概略
的斜視図、同図(B)は底面側からの概略的斜視図であ
る。である。
FIG. 7 is a drawing of a case main body of a case used for a semiconductor electret condenser microphone according to an embodiment of the present invention, wherein FIG. 7A is a schematic perspective view from the front side, and FIG. It is a schematic perspective view from the bottom surface side. It is.

【図8】従来のエレクトレットコンデンサーマイクロホ
ンの概略的断面図である。
FIG. 8 is a schematic sectional view of a conventional electret condenser microphone.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100 音響センサ 110 半導体チップ 112 貫通孔 120 電極層 130 エレクトレット材 140 振動膜 160 間隔 Reference Signs List 100 acoustic sensor 110 semiconductor chip 112 through hole 120 electrode layer 130 electret material 140 vibrating film 160 interval

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 必要な電子回路が形成されるとともに、
前記電子回路を避けて貫通孔が開設された半導体チップ
と、この半導体チップの表面に前記貫通孔を避けて形成
された電極層と、この電極層の一部と前記貫通孔とを避
けて積層されたエレクトレット材と、このエレクトレッ
ト材との間に所定の間隔を有して設けられた振動膜とを
具備したことを特徴とする音響センサ。
Claims 1. A required electronic circuit is formed,
A semiconductor chip in which a through-hole is opened to avoid the electronic circuit, an electrode layer formed on the surface of the semiconductor chip so as to avoid the through-hole, and a part of the electrode layer and the through-hole to avoid the through-hole; An acoustic sensor comprising: an electret material provided; and a vibrating membrane provided at a predetermined interval between the electret material.
【請求項2】 ウエハに必要な電子回路を形成するとと
もに、前記電子回路を避けた貫通孔を開設する工程と、
ウエハの表面に前記貫通孔を避けて電極層を形成する工
程と、前記電極層の一部と前記貫通孔とを避けてエレク
トレット材を積層する工程と、前記エレクトレット材の
上にスペーサを積層する工程と、前記スペーサの上に前
記エレクトレット材との間に所定の間隔を有して振動膜
を取り付ける工程と、個々の音響センサとして分割する
工程とを具備したことを特徴とする音響センサの製造方
法。
2. forming a necessary electronic circuit on the wafer and opening a through hole avoiding the electronic circuit;
Forming an electrode layer on the surface of the wafer avoiding the through hole, laminating an electret material avoiding a part of the electrode layer and the through hole, and laminating a spacer on the electret material Manufacturing an acoustic sensor, comprising the steps of: attaching a vibrating membrane with a predetermined interval between the electret material on the spacer; and dividing the diaphragm as individual acoustic sensors. Method.
【請求項3】 ウエハに必要な電子回路を形成する工程
と、ウエハの表面に電極層を形成する工程と、前記電極
層の一部を避けてエレクトレット材を積層する工程と、
前記エレクトレット材の上にスペーサを積層する工程
と、前記電子回路を避けてウエハ、電極層及びエレクト
レット材を貫通する貫通孔を開設する工程と、前記スペ
ーサの上に前記エレクトレット材との間に所定の間隔を
有して振動膜を取り付ける工程と、個々の音響センサと
して分割する工程とを具備したことを特徴とする音響セ
ンサの製造方法。
3. A step of forming an electronic circuit necessary for the wafer, a step of forming an electrode layer on a surface of the wafer, and a step of stacking an electret material avoiding a part of the electrode layer.
A step of laminating a spacer on the electret material, a step of forming a through-hole penetrating the wafer, the electrode layer and the electret material while avoiding the electronic circuit, and a predetermined process between the electret material on the spacer. A method of manufacturing an acoustic sensor, comprising the steps of: attaching a vibrating membrane at intervals of; and dividing the individual acoustic sensors.
【請求項4】 ウエハに必要な電子回路を形成するとと
もに、前記電子回路を避けた貫通孔を開設する工程と、
ウエハの表面に前記貫通孔を避けて電極層を形成する工
程と、前記電極層の一部と前記貫通孔とを避けてエレク
トレット材を積層する工程と、前記エレクトレット材の
上にスペーサを積層する工程と、ウエハをダイシングし
て個々の半導体チップとする工程と、個々の半導体チッ
プを洗浄する工程と、洗浄した個々の半導体チップをス
ペーサを上側にして配列する工程と、配列された個々の
半導体チップのスペーサに接着剤を塗布する工程と、前
記接着剤を用いて振動膜となる1枚の膜を個々の半導体
チップのスペーサに張り付ける工程と、前記膜をカット
して振動膜とする工程とを具備したことを特徴とする音
響センサの製造方法。
4. A step of forming necessary electronic circuits on the wafer and opening through holes avoiding the electronic circuits.
Forming an electrode layer on the surface of the wafer avoiding the through hole, laminating an electret material avoiding a part of the electrode layer and the through hole, and laminating a spacer on the electret material A step of dicing the wafer into individual semiconductor chips, a step of cleaning the individual semiconductor chips, a step of arranging the washed individual semiconductor chips with the spacers on top, and a step of arranging the individual semiconductor chips. A step of applying an adhesive to the spacer of the chip, a step of attaching one film to be a vibrating film to the spacer of each semiconductor chip using the adhesive, and a step of cutting the film to form a vibrating film A method for manufacturing an acoustic sensor, comprising:
【請求項5】 ウエハに必要な電子回路を形成する工程
と、ウエハの表面に電極層を形成する工程と、前記電極
層の一部を避けてエレクトレット材を積層する工程と、
前記エレクトレット材の上にスペーサを積層する工程
と、前記電子回路を避けてウエハ、電極層及びエレクト
レット材を貫通する貫通孔を開設する工程と、ウエハを
ダイシングして個々の半導体チップとする工程と、個々
の半導体チップを洗浄する工程と、洗浄した個々の半導
体チップをスペーサを上側にして配列する工程と、配列
された個々の半導体チップのスペーサに接着剤を塗布す
る工程と、前記接着剤を用いて振動膜となる1枚の膜を
個々の半導体チップのスペーサに張り付ける工程と、前
記膜をカットして振動膜とする工程とを具備したことを
特徴とする音響センサの製造方法。
5. A step of forming an electronic circuit necessary for a wafer, a step of forming an electrode layer on a surface of the wafer, and a step of stacking an electret material avoiding a part of the electrode layer.
Laminating a spacer on the electret material, forming a through-hole through the wafer, electrode layer and electret material avoiding the electronic circuit, and dicing the wafer into individual semiconductor chips. Washing the individual semiconductor chips, arranging the washed individual semiconductor chips with the spacers facing upward, applying an adhesive to the spacers of the arranged individual semiconductor chips, and applying the adhesive A method for manufacturing an acoustic sensor, comprising: a step of attaching one film to be used as a vibrating film to spacers of individual semiconductor chips; and a step of cutting the film to form a vibrating film.
【請求項6】 請求項1記載の音響センサと、この音響
センサを収納するケースとを具備しており、前記エレク
トレット材から露出された電極層は、ケースを介して前
記電子回路の電極に接続されていることを特徴とする半
導体エレクトレットコンデンサーマイクロホン。
6. An acoustic sensor according to claim 1, and a case accommodating the acoustic sensor, wherein the electrode layer exposed from the electret material is connected to an electrode of the electronic circuit via the case. A semiconductor electret condenser microphone characterized by being made.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003125495A (en) * 2001-10-09 2003-04-25 Citizen Electronics Co Ltd Electret capacitor microphone
JP2004222091A (en) * 2003-01-16 2004-08-05 Citizen Electronics Co Ltd Electret condenser microphone
KR100758510B1 (en) 2005-07-07 2007-09-13 주식회사 비에스이 Semi-Conductor Base, Condenser Microphpne having Semi-Conductor Base and Assembly Methode thereof
WO2008001824A1 (en) * 2006-06-29 2008-01-03 Panasonic Corporation Chip for capacitor microphone, capacitor microphone, and method for manufacturing the same
WO2009125773A1 (en) * 2008-04-07 2009-10-15 国立大学法人埼玉大学 Electromechanical transducer, electromechanical transducer device, and fabrication method for same

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003125495A (en) * 2001-10-09 2003-04-25 Citizen Electronics Co Ltd Electret capacitor microphone
JP2004222091A (en) * 2003-01-16 2004-08-05 Citizen Electronics Co Ltd Electret condenser microphone
KR100758510B1 (en) 2005-07-07 2007-09-13 주식회사 비에스이 Semi-Conductor Base, Condenser Microphpne having Semi-Conductor Base and Assembly Methode thereof
WO2008001824A1 (en) * 2006-06-29 2008-01-03 Panasonic Corporation Chip for capacitor microphone, capacitor microphone, and method for manufacturing the same
WO2009125773A1 (en) * 2008-04-07 2009-10-15 国立大学法人埼玉大学 Electromechanical transducer, electromechanical transducer device, and fabrication method for same
US8542852B2 (en) 2008-04-07 2013-09-24 National University Corporation Saitama University Electro-mechanical transducer, an electro-mechanical converter, and manufacturing methods of the same

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