JP2000165999A

JP2000165999A - 半導体エレクトレットコンデンサーマイクロホン

Info

Publication number: JP2000165999A
Application number: JP10340584A
Authority: JP
Inventors: Takao Kawamura; 孝夫河村; Yoshiaki Obayashi; 義昭大林; Mamoru Yasuda; 護安田
Original assignee: Hosiden Corp
Current assignee: Hosiden Corp
Priority date: 1998-11-30
Filing date: 1998-11-30
Publication date: 2000-06-16
Anticipated expiration: 2018-11-30
Also published as: JP3472493B2

Abstract

(57)【要約】【目的】部品点数を減少させ、かつより小型化を達成
し、しかもマイクロホン自体としての性能も向上させ
る。【構成】必要な電子回路１１０が形成された半導体チ
ップ１００と、この半導体チップ１００の表面に絶縁層
１３０を介して積層された電極層１４０と、この電極層
１４０の上に形成された絶縁膜１５０と、絶縁性のリン
グ２３０に貼着された振動膜２００と、前記リング２３
０と前記絶縁膜１５０との間に介在して、振動膜２００
と絶縁膜１５０との間に所定の空間１８０を設けるスペ
ーサ層１７０とを備えており、前記振動膜２００は、片
面に電極層２２０を形成した高分子ＦＥＰフィルムをエ
レクトレット化したものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体エレクトレ
ットコンデンサーマイクロホンのうち、振動膜をリング
に貼着したホイルエレクトレットタイプのものに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来のホイルエレクトレットタイプのエ
レクトレットコンデンサーマイクロホンを図１４を参照
しつつ説明する。この種のエレクトレットコンデンサー
マイクロホンは、携帯電話等のマイクロホンとして使用
されることが多い。従来のホイルエレクトレットタイプ
のエレクトレットコンデンサーマイクロホンは、リング
１に貼着されたエレクトレット化された高分子ＦＥＰフ
ィルムからなる振動膜２と、この振動膜２と対向する背
極３と、この背極３と前記リング１との間に介在され
て、振動膜２と背極３との間に所定の空間を形成するス
ペーサ４と、前記背極３を保持する背極ホルダ５と、前
記背極３と接続され、前記背極ホルダ５に収納されたイ
ンピーダンス変換素子用ＩＣ６と、背極ホルダ５の全体
をカバーするケース７とを有している。なお、ケース７
の前面の裏面側には、前記振動膜２が貼着された側を背
極３側に向けた状態でリング１が接している。なお、図
面中、８はプリント基板、９は前面クロスである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のホイルエレクトレットタイプのエレクトレット
コンデンサーマイクロホンには、以下のような問題点が
ある。すなわち、部品点数が多いのである。図１４に示
したものでも、９つの部品が必要である。このため、小
型化には一定の限度がある。例えば、直径が６ｍｍ、厚
さが１．６ｍｍのものが現時点では最小である。その
上、マイクロホン自体としても感度が低くなり、Ｓ／Ｎ
が低下する等の点で問題がある。

【０００４】本発明は上記事情に鑑みて創案されたもの
で、部品点数を減少させ、かつより小型化を達成するこ
とができ、しかもマイクロホン自体としての性能も向上
させた半導体エレクトレットコンデンサーマイクロホン
を提供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】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、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上
面側に積層された電極層と、この電極層の上層側に形成
されたスペーサ層と、リングに取り付けられた振動膜と
を備えており、前記スペーサ層は、振動膜と電極層との
間に所定の空間を形成するものであり、前記振動膜は、
片面に電極膜を形成した高分子フィルムをエレクトレッ
ト化して構成する。

【０００６】

【発明の実施の形態】図１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２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振動
膜の概略的拡大断面図、図３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
いられる半導体チップの製造工程を示す説明図、図４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概略的分解斜
視部図、図５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
の図面であって、同図（Ａ）は概略的断面図、同図
（Ｂ）は概略的底面図である。

【０００７】また、図６は本発明の他の実施の形態に係
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は本発明の他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おけるス
ペーサ層の概略的平面図、図８は本発明のその他の実施
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
ロホンにおける半導体チップの図面であって、同図
（Ａ）は概略的平面図、同図（Ｂ）は概略的側面図、同
図（Ｃ）は同図（Ｂ）の概略的拡大図、図９は本発明の
さらにその他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１０及び
図１１は本発明のさらにその他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
る半導体チップの図面であって、同図（Ａ）は概略的平
面図、同図（Ｂ）は概略的断面図、さらに図１２及び図
１３はさらにその他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。

【０００８】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は、必要な電子回路１
１０が形成された半導体チップ１００と、この半導体チ
ップ１００の表面に絶縁層１３０を介して積層された電
極層１４０と、この電極層１４０の上に形成された絶縁
膜１５０と、リング２３０に取り付けられた振動膜２０
０と、前記リング２３０と前記絶縁膜１５０との間に介
在して、振動膜２００と絶縁膜１５０との間に所定の空
間１８０を設けるスペーサ層１７０とを備えており、前
記振動膜２００は、片面に電極膜２２０を形成した高分
子フィルムとしての高分子ＦＥＰフィルム２１０をエレ
クトレット化したものである。

【０００９】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、半導体チップ１００や振動膜２００等
は、ケース３００の内部に収納されている。

【００１０】このケース３００は、次のように構成され
ている。まず、ケース３００は、図１等に示すように、
半導体チップ１００が嵌まり込む凹部３３０が形成され
たケース本体３１０と、このケース本体３１０を閉塞す
る蓋体３２０とを有している。

【００１１】まず、ケース本体３１０について説明す
る。このケース本体３１０は、図４に示すように、セラ
ミックスシートからなる４つの略額縁状部材、すなわち
第１層３１１、第２層３１２、第３層３１３及び第４層
３１４を積層して構成されたものである。この第１層３
１１、第２層３１２、第３層３１３及び第４層３１４
は、外形寸法が等しく設定されている。従って、これら
を積層すると、１つの略直方体が形成されることにな
る。

【００１２】まず、最下層２第４層３１４の表面側に
は、ほぼ全面にグランドに接続される導電層３１４Ｂが
ニッケルメッキ或いはアルミニウムメッキ等で形成され
ている。第４層３１４の側面に形成された２つの凹部３
１４Ｃ、３１４Ｄとその表面側及び裏面側とには、Ｏｕ
ｔ端子に接続されるＯｕｔ端子導電層３１４Ｅと、Ｖｃ
ｃ端子に接続されるＶｃｃ端子導電層３１４Ｆとがそれ
ぞれ形成されている。

【００１３】なお、この第４層３１４の中央部には、背
室３５０となる凹部３１４Ｚが形成されている。なお、
この凹部３１４Ｚは、半導体チップ１００が入り込まな
いように、半導体チップ１００より小さく設定される。

【００１４】この第４層３１４の上に積層される第３層
３１３は、中央に開口３１３Ａが開設されている。従っ
て、第３層３１３を第４層３１４の上に積層すると、第
３層３１３の開口３１３Ａからは、第４層３１４の導電
層３１４Ａが覗けることになる。そして、この第３層３
１３の表面側には、前記開口３１３Ａを除いたほぼ全面
にグランドに接続される導電層３１３Ｂがニッケルメッ
キ或いはアルミニウムメッキ等で形成されている。な
お、第３層３１３の側面に形成された２つの凹部３１３
Ｃ、３１３Ｄとその表面側及び裏面側とには、Ｏｕｔ端
子に接続されるＯｕｔ端子導電層３１３Ｅと、Ｖｃｃ端
子に接続されるＶｃｃ端子導電層３１３Ｆとがそれぞれ
形成されている。これらは、第４層３１４のＯｕｔ端子
導電層３１４ＤとＶｃｃ端子導電層３１４Ｆとに接続さ
れるものである。

【００１５】また、第３層３１３の上に積層される第２
層３１２は、中央に第３層３１３に形成された開口３１
３Ａより大きな開口３１２Ａが開設されている。従っ
て、第２層３１２を第３層３１３の上に積層すると、第
２層３１２の開口３１２Ａからは、第３層３１３の導電
層３１３Ｂが覗けることになる。そして、この第２層３
１２の表面には、前記半導体チップ１００の電極１９１
と前記ボンディングワイヤ１９０で接続される３つのパ
ッドが形成されている。このパッドは、前記導電層３１
３Ｂ、３１４Ｂと接続されるグランド用パッド３１２Ｇ
と、Ｏｕｔ端子導電層３１３Ｅ、３１４Ｅと接続される
Ｏｕｔ用パッド３１２Ｅと、Ｖｃｃ端子伝導層３１３
Ｆ、３１４Ｆに接続されるＶｃｃ用パッド３１２Ｆとが
形成されている。このグランド用パッド３１２Ｇは角の
凹部３１２Ｋに、Ｏｕｔ用パッド３１２ＥとＶｃｃ用パ
ッド３１２Ｄとは側面の２つの凹部３１２Ｃ、３１２Ｄ
とその表面側及び裏面側とにそれぞれ形成されている。

【００１６】また、この第２層３１２の上に積層される
第１層３１１は、中央に前記第２層３１２の開口３１２
Ａより大きな開口３１１Ａが開設されている。この第１
層３１１には、全面にニッケルメッキ或いは金メッキが
施されている。この場合、ニッケルメッキであれば厚さ
５．０μｍ前後、金メッキであれば厚さ０．３μｍ前後
を確保することが望ましい。

【００１７】このように構成された第１層３１１、第２
層３１２、第３層３１３及び第４層３１４からなるケー
ス本体３１０は、図１及び図５（Ａ）のように積層され
る。すなわち、図５（Ａ）における左側を一致させた状
態で積層する。すると、ケース本体３１０に凹部３３０
が形成される。そして、この凹部３３０の一側面は、第
１層３１１の開口３１１Ａ、第２層３１２の開口３１２
Ａ及び第３層３１３の開口３１３Ａの寸法関係から側面
が段々状になる。

【００１８】なお、第３層３１３の開口３１３Ａは、半
導体チップ１００が嵌まり込むように、半導体チップ１
００より若干大きいサイズに設定されている。

【００１９】このケース本体３１０は、前記第１層３１
１、第２層３１２、第３層３１３及び第４層３１４を積
層した状態で焼成することで形成する。なお、このよう
に４層構造でなはく、第２層３１２と第３層３１３とを
一体化して全体として３層構造とすることも可能であ
る。

【００２０】また、図１等に示すように、半導体チップ
１００の真下に背室３５０を形成したケース３００の場
合には、前記スペーサ層１７０Ａは、図７（Ａ）に示す
ように、略１／４円弧状の４つのスペーサ片１７１Ａか
ら構成することで、各スペーサ片１７１Ａの間を切れ目
１７２Ａとする。この切れ目１７２Ａ等と背室３５０Ａ
とを連通させる連通路３６０をケース本体３１０Ａに形
成するのである。すると、前記空間１８０は、切れ目１
７２Ａ等及び連通路３６０を介して背室３５０Ａと連通
するのである。

【００２１】一方、このように構成されたケース本体３
１０を閉塞する蓋体３２０の裏面側には、振動膜２００
が取り付けられたリング２３０を押さえ込むリング状凸
脈３２１が形成されている。また、この蓋体３２０の中
央部近辺には、音孔３２２が開設されている。従って、
この音孔３２２は、蓋体３２０でケース本体３１０を閉
塞すると、振動膜２００に対して垂直に形成されている
ことになる。

【００２２】一方、このように構成されたケース３００
に収納される半導体チップ１００は、インピーダンス変
換用のＦＥＴやアンプ回路やノイズキャンセル回路等の
必要な電子回路１１０が常法により形成されている。ま
た、前記絶縁層１３０の上には、アルミニウム等からな
るゲート電極用の電極層１４０が積層されている。さら
に、前記電極層１４０の上にはＴｉＮからなる絶縁膜１
５０が積層されている。

【００２３】なお、前記絶縁膜１５０は、電極層１４０
がアルミニウム等の耐腐食性の低いものである場合に必
要となるが、電極層１４０が金等の耐腐食性の高いもの
である場合には、図１３に示すように、前記絶縁膜１５
０に相当するものを特に設ける必要はない。

【００２４】また、前記絶縁膜１５０には、略リング状
のスペーサ層１７０が形成されている。このスペーサ層
１７０は、ポリイミド樹脂に後述するような工程を加え
て形成されたものである。

【００２５】このスペーサ層１７０は、上述したよう
に、切れ目１７２Ａが形成されたものである。従って、
前記切れ目１７２Ａと連通路３６０とを介して前記空間
１８０と背室３５０とが連通する。

【００２６】なお、前記絶縁層１３０、電極層１４０及
び絶縁膜１５０は、半導体チップ１００の表面の全面に
形成されているのではなく、一部の表面を露出させて形
成されている。この露出された部分は、ボンディングワ
イヤ１９０で後述する３つのパッドと接続される電極部
１９１として形成されているのである。

【００２７】このように構成される半導体チップ１００
は、図３に示すようにして形成される。まず、４〜５イ
ンチのシリコンウエハ９００に常法を用いて必要な電子
回路１１０を形成する（図３（Ａ）参照）。例えば、こ
の半導体チップ１００は、２ｍｍ角の大きさに形成され
る。さらに、常法によって、絶縁層１３０、電極層１４
０、絶縁膜１５０及びスペーサ層１７０を形成する。

【００２８】このようにしてスペーサ層１７０まで形成
された半導体チップ１００をシート７１０に貼着した状
態でカッター７２０等でダイシングする（図３（Ｂ）及
び（Ｃ）参照）。そして、前記シート７１０を外側方向
に引っ張ることによって個々の半導体チップ１００に分
割する。その後、シート７１０から個々の半導体チップ
１００を剥がして洗浄する。このようにして構成された
半導体チップ１００は、例えば図３（Ｄ）に示すよう
に、厚さが０．３ｍｍの２ｍｍ角のものとなる。

【００２９】次に、このようにして構成された半導体チ
ップ１００と対向する振動膜２００について説明する。
振動膜２００は、片面に電極膜２２０を形成した高分子
ＦＥＰフィルム２１０をエレクトレット化したものであ
る。具体的には、図２に示すように、厚さが５μｍ〜１
２．５μｍの高分子ＦＥＰフィルム２１０の表面側にニ
ッケルを厚さ４００Å程度に蒸着して電極膜２２０とし
たものである。そして、電極膜２２０が形成されていな
い側、すなわち、裏面側にコロナ照射、ＥＢ照射等のそ
の他の分極処理を施すことにより、高分子ＦＥＰフィル
ム２１０に半永久的に電荷をチャージしてエレクトレッ
ト化する。

【００３０】なお、電極膜２２０として、アルミニウム
を厚さ４００Å程度に蒸着するとともに、ポリイミド等
の絶縁コートを積層することで対環境的に強化すること
も可能である。また、アルミニウムとニッケルとを蒸着
してもよい。

【００３１】このように形成された振動膜２００は、振
動膜２００の電極膜２２０との導電性を考慮して導電性
のリング２３０に取り付けられている。このリング２３
０としては、真鍮やステンレス等が適している。なお、
リング２３０に絶縁性の素材を用いた場合には、他の手
段、例えばボンディングワイヤ等によって電極膜２２０
と導電性を確保する。

【００３２】このようなケース本体３１０と蓋体３２０
とから構成されたケース３００に半導体チップ１００等
を組み込む手順について説明する。まず、導電性の接着
剤を用いて半導体チップ１００をケース本体３１０の底
部、すなわち第４層３１４に取り付ける。すると、半導
体チップ１００に開設された貫通孔１６０は、第４層３
１４に形成された凹部３１４Ｚ（背室３５０）に臨む。
また、半導体チップ１００の裏面側は、第４層３１４の
導電層３１４Ｂと電気的に接続される。

【００３３】また、半導体チップ１００に形成された電
極１９１と、前記３つのパッド、すなわち、前記グラン
ド用パッド３１２Ｇ、Ｏｕｔ用パッド３１２Ｅ及びＶｃ
ｃ用パッド３１２Ｆとをボンディングワイヤ１９０で接
続する。これで、半導体チップ１００とケース本体３１
０との間の電気的接続が完了する。

【００３４】次に、振動膜２００が取り付けられたリン
グ２３０をスペーサ層１７０の上に載置する。この場
合、上述したように、振動膜２００がより絶縁膜１５０
に近くなるように振動膜２００を下向きにした状態で載
置する。すなわち、振動膜２００の表面に形成された電
極膜２２０が絶縁膜１５０と対向するようにするのであ
る。そして、振動膜２００と絶縁膜１５０との間には、
スペーサ層１７０があるので、振動膜２００と絶縁膜１
５０との間には、スペーサ層１７０の厚さに相当する所
定の空間１８０が形成されることになる。

【００３５】この状態で、ケース本体３１０を蓋体３２
０で閉塞することにより、半導体エレクトレットコンデ
ンサーマイクロホンが完成する。

【００３６】上述した説明では、前記スペーサ層１７０
Ａは、図７（Ａ）に示すように、略１／４円弧状の４つ
のスペーサ片１７１Ａから構成することで、各スペーサ
片１７１Ａの間を切れ目１７２Ａとしていた。

【００３７】しかしながら、スペーサ層は、図７（Ｂ）
〜図７（Ｆ）に示すように構成してもよい。例えば、図
７（Ｂ）に示すように、より多くのスペーサ片１７１Ｂ
からスペーサ層１７１Ｂを形成し、切れ目１７２Ｂの数
を多くするのである。すると、全体としての開口面積が
増大するので、音響抵抗が小さくなるという効果が生じ
る。

【００３８】また、図７（Ｃ）に示すように、略１／４
円弧状のスペーサ片１７１Ｃの両端部を補足して細長い
三日月状にし、各スペーサ片１７１Ｃの一部を重ね合わ
せるようにしてスペーサ層１７０Ｃを形成することも可
能である。すなわち、スペーサ層１７０Ｃをあたかも渦
巻きのように形成するのである。すると、音響抵抗が図
７（Ｂ）に示すものより若干増すという効果がある。

【００３９】さらに、図７（Ｄ）に示すように、４つの
略１／４円弧状のスペーサ片１７１Ｄの一部を重ね合わ
せるようにしてスペーサ層１７０Ｄを形成することも可
能である。この場合は、図７（Ｃ）の場合とは違って各
スペーサ片１７１Ｄの両端部は補足形成されておらず、
斜めに形成されている。

【００４０】一方、図７（Ｅ）に示すように、図７
（Ａ）に示すタイプのスペーサ層１７０Ｅ１、１７０Ｅ
２のように二重にしてもよい。この場合には、内側のス
ペーサ層１７０Ｅ１のスペーサ片１７１Ｅ１の切れ目１
７２Ｅ１と、外側のスペーサ層１７０Ｅ２のスペーサ片
１７１Ｅ２の切れ目１７２Ｅ２とが重ならないようにす
る。

【００４１】一方、図７（１）に示すように、図７
（Ｄ）に示すタイプのスペーサ層１７０Ｆ１、１７０Ｆ
２のように二重にしてもよい。この場合にも、内側のス
ペーサ層１７０Ｆ１のスペーサ片１７１Ｆ１の切れ目１
７２Ｆ１と、外側のスペーサ層１７０Ｆ２のスペーサ片
１７１Ｆ２の切れ目１７２Ｆ２とが重ならないようにす
る。

【００４２】特に、図７（Ｅ）及び（Ｆ）に示されるよ
うに、二重になったスペーサ片１７１Ｅ１、１７１Ｅ
２、１７１Ｆ１、１７１Ｆ２や、図７（Ｃ）及び（Ｄ）
に示されるように、切れ目１７２Ｃ、１７２Ｄが斜めに
形成されたスペーサ層１７０Ｃ、１７０Ｄでは、振動膜
２００に加えられる力の不均衡に起因するしわの発生を
抑制するという効果がある。

【００４３】なお、上述した実施の形態では、スペーサ
層１７０Ａ〜１７０Ｆは、半導体チップ１００に積層し
た絶縁性樹脂であるポリイミド樹脂にエッチングを施し
て形成するとしたが、ポリイミド樹脂等からなる絶縁樹
脂膜を予め略リング状に形成してスペーサ層とし、この
スペーサ層を半導体チップ１００に積層するようにして
もよい。また、スペーサ層１７０Ａ〜１７０Ｆは、印刷
によって形成してもよいことはもちろんである。

【００４４】これらの場合には、ポリイミド樹脂の積層
及びエッチングという工程を削減することができるとい
う効果がある。ただし、上述のように、スペーサ層１７
０Ａ〜１７０Ｆのように、切れ目１７２Ａ〜１７２Ｆを
形成する場合には、積層する工程が困難になるという問
題点も有している。

【００４５】また、スペーサ層１７０に上述した切れ目
１７２Ａ〜１７２Ｆを形成することなく、図８に示すよ
うに、半導体チップ１００の表面に断面略Ｖ字形状の連
通溝１１１を形成してもよい。すなわち、連通溝１１１
を形成することによって、半導体チップ１００とスペー
サ層１７０との間で空間１８０と前記連通路３６０とを
連通させるのである。

【００４６】なお、背室３５０は半導体チップ１００の
裏面側に形成されていたが、図６（Ｂ）に示すように、
ケース本体３１０Ｂの横側、すなわち半導体チップ１０
０の側方に設けてもよい。この場合には、ケース本体３
１０Ｂを薄く形成することができるので、半導体エレク
トレットコンデンサーマイクロホンの全体を薄型化でき
るという効果がある。

【００４７】さらに、背室３５０（３５０Ｂ）と空間１
８０とを連通する手段としてはスペーサ層に形成された
切れ目等を挙げたが、次のような手段もある。すなわ
ち、図６（Ａ）に示すように、半導体チップ１００に貫
通孔１６０を開設するのである。この貫通孔１６０は、
前記半導体チップ１００と、それらに積層された絶縁層
１３０と電極層１４０と絶縁膜１５０とに、半導体チッ
プ１００に形成された電子回路１１０を避けた直径０．
５ｍｍ程度の貫通孔１６０を開設される。そして、この
貫通孔１６０を介して背室３５０Ａと空間１８０とを連
通させるのである。

【００４８】この場合には、電子回路１１０は、次に形
成される貫通孔１６０にかからない位置に形成されるこ
とが必要である。この貫通孔１６０は、超音波加工やレ
ーザ加工によって開設される。また、この貫通孔１６０
は、略リング状のスペーサ層１７０の中に開口している
ことはもちろんである。

【００４９】また、上述した実施の形態では、蓋体３２
０に設けられた音孔３２２は、振動膜２００に対して垂
直に形成されていたが、図９に示すように、音孔３２２
を振動膜２００に対して平行に設けてもよい。すなわ
ち、蓋体３２０の横側に略円筒形状の音孔３２２を形成
する。

【００５０】この場合には、振動膜２００が貼着される
リング２３０は、ケース本体３１０と蓋体３２０との間
に挟み込まれるような形状に形成される。

【００５１】このように、音孔３２２を振動膜２００に
対して平行に設けると、外部からの光が電子回路１１０
に入射しにくくなる。このため、電子回路１１０に光が
入射することに起因する光ノイズの発生を抑制すること
が可能となる。

【００５２】また、図１０のようにしてもよい。このよ
うに電子回路１１０を形成すると、蓋体３２０の音孔３
２２を介して光が入射しても、電極層１４０によって遮
られるので、電子回路１１０に光が入射しない。このた
め、電子回路１１０に光が入射した場合に発生する光ノ
イズを抑制することができるのである。

【００５３】さらに、電子回路１１０を電極層１４０の
真下に形成できない場合には、図１１に示すように、電
子回路１１０の真上に遮光性を有する金属層１４１を形
成してよい。これによって、光ノイズの発生を抑制する
のである。

【００５４】ところで、上述した説明では、振動膜２０
０は蓋体３２０とは別体のリング２３０に取り付けられ
るとしたが、図１２に示すように、蓋体３２０の裏面側
に形成された凸脈をリング３２５とし、このリング３５
２に振動膜２００を取り付けるようにしてもよい。

【００５５】また、振動膜２００は高分子ＦＥＰフィル
ム２１０の片面に電極膜２２０をＦし、前記高分子ＦＥ
Ｐフィルム２１０をエレクトレット化したものであると
説明したが、逆に金属箔の片面にエレクトレット化可能
な絶縁層を形成し、前記絶縁膜をエレクトレット化する
ことによって形成してもよい。

【００５６】

【発明の効果】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、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上面側に積層され
た電極層と、この電極層の上層側に形成されたスペーサ
層と、リングに取り付けられた振動膜とを備えており、
前記スペーサ層は、振動膜と電極層との間に所定の空間
を形成するものであり、前記振動膜は、片面に電極膜を
形成した高分子フィルムをエレクトレット化したもので
ある。

【００５７】この場合には、振動膜自体がエレクトレッ
ト化されているとともに、片面に電極層が形成されてい
るので、従来のエレクトレットコンデンサーマイクロホ
ンにおける背極に相当するものが不要になり、全体とし
て部品点数を減少させ、小型化を図ることが可能とな
る。特に部品点数は従来の９つから、半導体チップ、振
動膜、リング、ケースのケース本体及び蓋体の５つに減
少させることができた。

【００５８】また、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、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上面側に積層
された電極層と、この電極層の上層側に形成されたスペ
ーサ層と、リングに取り付けられた振動膜とを備えてお
り、前記スペーサ層は、振動膜と電極層との間に所定の
空間を形成するものであり、前記振動膜は、片面にエレ
クトレット化可能な絶縁層を形成した金属箔である。

【００５９】このように構成しても、上述したものと同
様に、背極に相当するものが不要となるので、全体とし
て部品点数を減少させ、小型化を図ることが可能とな
る。

【００６０】また、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では、前記電極層とスペーサ
層との間に絶縁膜が形成されている。

【００６１】電極層がアルミニウム等の耐腐食性の低い
ものである場合には、このような絶縁膜を形成すること
によって電極層の腐食を防止することが可能となる。従
って、電極層が金等の耐腐食性の高いものである場合に
は、絶縁膜に相当するものを特に設ける必要はない。

【００６２】また、前記半導体チップと絶縁層と電極層
と絶縁膜とには、半導体チップに形成された電子回路を
避けた貫通孔が開設されている。

【００６３】この貫通孔により前記空間と背室とを連通
させるので、音響特性の補正が容易になるという効果が
ある。

【００６４】さらに、前記スペーサ層は、電極層又は絶
縁膜の上に塗布された絶縁性樹脂をエッチングして形成
されたものである。このため、半導体チップの製造工程
においてスペーサ層を同時に形成することができるとい
う効果がある。

【００６５】一方、スペーサ層は、リング状の絶縁性樹
脂を前記電極層又は絶縁膜の上に積層したものであって
もよい。このようにすると、半導体チップの製造工程に
おいてスペーサ層を同時に形成することはできないが、
絶縁性樹脂の積層及びエッチングという工程を減らすこ
とができる。

【００６６】また、前記半導体チップは、半導体チップ
が嵌まり込む凹部が形成されたケース本体と、このケー
ス本体を閉塞する蓋体とを有するケースに収納されるよ
うになっている。

【００６７】一方、前記ケースのケース本体には、振動
膜と電極層との間の空間と連通する背室が形成されてい
る。このため、音響特性の補正が容易になるという効果
がある。

【００６８】また、前記背室と空間とは、半導体チップ
に開設された貫通孔を介して連通されるものである。す
ると、ケース等に連通路を形成する必要がないので、ケ
ースの小型化、すなわち全体の小型化を図ることができ
る。

【００６９】また、前記背室と空間とは、ケース本体の
本体側連通部と、この本体側連通部と連通する蓋体側連
通部とを介して連通するようにすれば、半導体チップに
貫通孔を形成する必要がないので、必要な電子回路の配
置が容易になるとともに、半導体チップの製造工程がよ
り単純化される。

【００７０】さらに、前記ケースの蓋体は、振動膜に対
して垂直な音孔を有している。このようにすると、音孔
を通過した音が短い距離で振動膜に到達することができ
る。

【００７１】一方、前記ケースの蓋体は、振動膜に対し
て平行な音孔を有している。すると、光が侵入しにくい
ので、電子回路に光が入射することに起因する光ノイズ
の発生を低減させることができる。

【００７２】さらに、前記ケースのケース本体は、複数
の板材を積層して形成したものである。このようにする
ことによって、ケースの製造が容易になる。

【００７３】また、前記背室と空間とが、半導体チップ
の必要な回路を避けて形成された貫通孔を介して連通し
ているように構成するならば、ケース側に連通路を形成
する必要がないので、ケースの構成をより単純化するこ
とが可能となる。

【００７４】一方、前記必要な電子回路は、半導体チッ
プの表面に絶縁層を介して積層された電極層の真下に形
成されていることにすると、音孔を振動膜に対して垂直
に形成したとしても、音孔から入射した光は電極層に遮
られるので、光ノイズの発生を低減させることができ
る。

【００７５】また、前記必要な電子回路の真上には、遮
光性を有する金属層が形成されているようにすると、電
子回路の配置をより自由にすることができるとともに、
音孔から入射した光は金属層に遮られるので、光ノイズ
の発生を低減させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】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。

【図２】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振動膜の概略
的拡大断面図である。

【図３】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半導体チップ
の製造工程を示す説明図である。

【図４】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概略
的分解斜視部図である。

【図５】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図面
であって、同図（Ａ）は概略的断面図、同図（Ｂ）は概
略的底面図である。

【図６】本発明の他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。

【図７】本発明の他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おけるスペーサ層の
概略的平面図である。

【図８】本発明のその他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おける半導体チ
ップの図面であって、同図（Ａ）は概略的平面図、同図
（Ｂ）は概略的側面図、同図（Ｃ）は同図（Ｂ）の概略
的拡大図である。

【図９】本発明のさらにその他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。

【図１０】本発明のさらにその他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
れる半導体チップの図面であって、同図（Ａ）は概略的
平面図、同図（Ｂ）は概略的断面図である。

【図１１】本発明のさらにその他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
れる半導体チップの図面であって、同図（Ａ）は概略的
平面図、同図（Ｂ）は概略的断面図である。

【図１２】さらにその他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。

【図１３】さらにその他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。

【図１４】従来のこの種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。

【符号の説明】

１００半導体チップ１１０電子回路１３０絶縁層１４０電極層１５０絶縁膜１６０貫通孔１７０スペーサ層２００振動膜２３０リング３００ケース

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】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上面側に積層された電極層
と、この電極層の上層側に形成されたスペーサ層と、リ
ングに取り付けられた振動膜とを具備しており、前記ス
ペーサ層は、振動膜と電極層との間に所定の空間を形成
するものであり、前記振動膜は、片面に電極膜を形成し
た高分子フィルムをエレクトレット化したものであるこ
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。
【請求項２】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上面側に積層された電極層
と、この電極層の上層側に形成されたスペーサ層と、リ
ングに取り付けられた振動膜とを具備しており、前記ス
ペーサ層は、振動膜と電極層との間に所定の空間を形成
するものであり、前記振動膜は、片面にエレクトレット
化可能な絶縁層を形成した金属箔であることを特徴とす
る半導体エレクトレットコンデンサーマイクロホン。
【請求項３】前記電極層とスペーサ層との間に絶縁膜
が形成されたことを特徴とする請求項１又は２記載の半
導体エレクトレットコンデンサーマイクロホン。
【請求項４】前記スペーサ層は、前記電極層又は絶縁
膜の上に塗布された絶縁性樹脂をエッチングして形成さ
れたものであることを特徴とする請求項１、２又は３記
載の半導体エレクトレットコンデンサーマイクロホン。
【請求項５】前記スペーサ層は、リング状の絶縁性樹
脂を前記電極層又は絶縁膜の上に積層したものであるこ
とを特徴とする請求項１、２又は３記載の半導体エレク
トレットコンデンサーマイクロホン。
【請求項６】前記半導体チップは、半導体チップが嵌
まり込む凹部が形成されたケース本体と、このケース本
体を閉塞する蓋体とを有するケースに収納されることを
特徴とする請求項１、２、３、４又は５記載の半導体エ
レクトレットコンデンサーマイクロホン。
【請求項７】前記リングは、前記蓋体の裏面側に一体
的に形成されていることを特徴とする請求項１、２、
３、４、５又は６記載の半導体エレクトレットコンデン
サーマイクロホン。
【請求項８】前記ケースのケース本体には、スペーサ
層で形成された空間と連通する背室が形成されているこ
とを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６又は７記
載の半導体エレクトレットコンデンサーマイクロホン。
【請求項９】前記背室と空間とは、ケース本体の本体
側連通部と、この本体側連通部と連通する蓋体側連通部
とを介して連通していることを特徴とする請求項８記載
の半導体エレクトレットコンデンサーマイクロホン。
【請求項１０】前記背室と空間とは、半導体チップの
必要な回路を避けて形成された貫通孔を介して連通して
いることを特徴とする請求項８記載の半導体エレクトレ
ットコンデンサーマイクロホン。
【請求項１１】前記ケースの蓋体は、振動膜に対して
垂直な音孔を有していることを特徴とする請求項６、
７、８、９又は１０記載の半導体エレクトレットコンデ
ンサーマイクロホン。
【請求項１２】前記ケースの蓋体は、振動膜に対して
平行な音孔を有していることを特徴とする請求項６、
７、８、９又は１０記載の半導体エレクトレットコンデ
ンサーマイクロホン。
【請求項１３】前記ケースのケース本体は、複数の板
材を積層して形成したものであることを特徴とする請求
項６、７、８、９、１０、１１又は１２記載の半導体エ
レクトレットコンデンサーマイクロホン。
【請求項１４】前記必要な電子回路は、半導体チップ
の上面側に形成された電極層の真下に形成されているこ
とを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７、
８、９、１０、１１又は１２記載の半導体エレクトレッ
トコンデンサーマイクロホン。
【請求項１５】前記必要な電子回路は、半導体チップ
の上面側に形成された電極層の外側に形成されているこ
とを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７、
８、９、１０、１１又は１２記載の半導体エレクトレッ
トコンデンサーマイクロホン。
【請求項１６】前記必要な電子回路の真上には、遮光
性を有する遮光層が形成されていることを特徴とする請
求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１
又は１２記載の半導体エレクトレットコンデンサーマイ
クロホン。