JP2008054307A - Silicon microphone - Google Patents

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JP2008054307A
JP2008054307A JP2007195783A JP2007195783A JP2008054307A JP 2008054307 A JP2008054307 A JP 2008054307A JP 2007195783 A JP2007195783 A JP 2007195783A JP 2007195783 A JP2007195783 A JP 2007195783A JP 2008054307 A JP2008054307 A JP 2008054307A
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Yukitoshi Suzuki
幸俊 鈴木
Seiji Hiraide
誠治 平出
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a silicon microphone having a high sensitivity and regular performance by reducing distortion of a conductive layer and irregular vibration occurring in the peripheral portion of the conductive layer. <P>SOLUTION: A conductive layer 20 forming a diaphragm 21 is formed with a corrugation 23 between a center portion forming the diaphragm 21 and an outside periphery 22. The corrugation 23 lies across an imaginary line Li connecting a plurality of spacers 43 disposed in a circumferential direction. Since the corrugation 23 is formed across the imaginary line Li, it is possible to increase the rigidity of the conductive layer 20 forming the diaphragm 21. Since the rigidity of the first conductive layer 20 is improved, distortion hardly occurs in the conductive layer 20 due to variation in stress in the center portion and the periphery 22. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、シリコンマイクロホンに関する。 The present invention relates to a silicon microphone.

従来、半導体デバイスの製造プロセスを応用して製造可能なシリコンマイクロホンが知られている。シリコンマイクロホンは、音波によって振動するダイアフラムを備えている。このようなシリコンマイクロホンには、ダイアフラムを形成する導電層部を複数の支持部で支持するものがある。支持部は、ダイアフラムを形成する導電層部の周方向へ等間隔または不等間隔で複数の個所に設けられている(特許文献1、2参照)。   Conventionally, a silicon microphone that can be manufactured by applying a manufacturing process of a semiconductor device is known. The silicon microphone includes a diaphragm that vibrates by sound waves. Some silicon microphones support a conductive layer portion forming a diaphragm with a plurality of support portions. The support portions are provided at a plurality of locations at equal intervals or unequal intervals in the circumferential direction of the conductive layer portion forming the diaphragm (see Patent Documents 1 and 2).

しかしながら、ダイアフラムを形成する導電層部を周方向の複数の個所で支持する場合、音響入力の過程で導電層部の内部の応力が変化する。導電層部の応力に変化が生じると、導電層部および導電層部が形成するダイアフラムの変形や導電層部の内部における応力分布に偏りが生じ、導電層部に歪みが生じる。そのため、導電層部のうちダイアフラムを形成する中心部に比較して、中心部の外周側に位置する周辺部では、変則的な振動が生じやすくなる。その結果、振動の大きな部分では対向する電極との接触を招いたり、振動の小さな部分では静電容量の変化の減少にともなう感度の低下を招くという問題がある。また、周辺部では、中心部に比較して変則的な振動が生じるため、シリコンマイクロホンの性能の予測が困難になるという問題がある。   However, when the conductive layer portion forming the diaphragm is supported at a plurality of locations in the circumferential direction, the stress inside the conductive layer portion changes in the process of acoustic input. When a change occurs in the stress of the conductive layer portion, the deformation of the diaphragm formed by the conductive layer portion and the conductive layer portion and the stress distribution in the conductive layer portion are biased, and the conductive layer portion is distorted. Therefore, irregular vibration is likely to occur in the peripheral portion located on the outer peripheral side of the central portion as compared with the central portion forming the diaphragm in the conductive layer portion. As a result, there is a problem that in a portion where the vibration is large, contact with the opposite electrode is caused, and in a portion where the vibration is small, the sensitivity is lowered due to a decrease in capacitance change. In addition, since irregular vibration occurs in the peripheral portion as compared with the central portion, there is a problem that it is difficult to predict the performance of the silicon microphone.

特表2005−535152公報JP 2005-535152 gazette 米国特許第5,452,268号明細書US Pat. No. 5,452,268

そこで、本発明の目的は、導電層部の歪みおよび導電層部の周辺部における変則的な振動を低減し、感度が高く、性能の均一化が図られるシリコンマイクロホンを提供することにある。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a silicon microphone that reduces distortion of a conductive layer portion and irregular vibrations in the peripheral portion of the conductive layer portion, has high sensitivity, and achieves uniform performance.

(1)上記目的を達成するために本発明のシリコンマイクロホンは、中心部にダイアフラムを形成する導電層部と、前記導電層部の周方向において複数の個所に設けられ、前記導電層部を支持する支持部と、前記導電層部に設けられ、複数の前記支持部を結ぶ仮想直線を跨いで配置されている剛性部と、を備える。
複数の支持部を結ぶ仮想直線を跨いで剛性部を配置、すなわち剛性部を仮想直線と交差させて配置することにより、ダイアフラムを形成する導電層部の剛性は向上する。導電層部の剛性が向上すると、導電層部は応力の変化にともなう歪みが生じにくくなる。そのため、導電層部の局部的な過大な振動または過小な振動が低減される。したがって、ダイアフラムを形成する中心部に比較して外周に位置する周辺部における変則的な振動を低減することができ、感度を高めることができる。また、導電層部の変則的な振動が低減されるため、ダイアフラムの振動は安定する。したがって、性能および特性の均一化を図ることができる。
(1) In order to achieve the above object, the silicon microphone of the present invention is provided at a plurality of locations in the circumferential direction of the conductive layer portion and the conductive layer portion forming a diaphragm in the center portion, and supports the conductive layer portion. And a rigid portion that is provided on the conductive layer portion and arranged across a virtual straight line connecting the plurality of support portions.
By disposing the rigid portion across the virtual straight line connecting the plurality of support portions, that is, disposing the rigid portion so as to intersect the virtual straight line, the rigidity of the conductive layer portion forming the diaphragm is improved. When the rigidity of the conductive layer portion is improved, the conductive layer portion is less likely to be distorted due to a change in stress. Therefore, local excessive vibration or excessive vibration of the conductive layer portion is reduced. Therefore, it is possible to reduce irregular vibrations in the peripheral portion located on the outer periphery as compared with the central portion forming the diaphragm, and to increase sensitivity. Further, since the irregular vibration of the conductive layer portion is reduced, the diaphragm vibration is stabilized. Accordingly, the performance and characteristics can be made uniform.

(2)また、上記目的を達成するために本発明のシリコンマイクロホンは、中心部にダイアフラムを形成する導電層部と、前記導電層部の周方向において複数の個所に設けられ、前記導電層部を支持する支持部と、前記導電層部に設けられ、複数の前記支持部の間を結んで配置されている剛性部と、を備える。
複数の支持部を結んで剛性部を配置、すなわち剛性部を複数の支持部を結ぶ仮想線上に配置することにより、ダイアフラムを形成する導電層部の剛性は向上する。導電層部の剛性が向上すると、導電層部は応力の変化にともなう歪みが生じにくくなる。そのため、導電層部の局部的な過大な振動または過小な振動が低減される。したがって、ダイアフラムを形成する中心部に比較して外周に位置する周辺部における変則的な振動を低減することができ、感度を高めることができる。また、導電層部の変則的な振動が低減されるため、ダイアフラムの振動は安定する。したがって、性能および特性の均一化を図ることができる。
(2) Further, in order to achieve the above object, the silicon microphone of the present invention is provided at a plurality of locations in the circumferential direction of the conductive layer portion, the conductive layer portion forming a diaphragm in the center portion, and the conductive layer portion. And a rigid portion provided on the conductive layer portion and arranged between the plurality of support portions.
The rigidity of the conductive layer part forming the diaphragm is improved by connecting the plurality of support parts and arranging the rigid part, that is, by arranging the rigid part on an imaginary line connecting the plurality of support parts. When the rigidity of the conductive layer portion is improved, the conductive layer portion is less likely to be distorted due to a change in stress. Therefore, local excessive vibration or excessive vibration of the conductive layer portion is reduced. Therefore, it is possible to reduce irregular vibrations in the peripheral portion located on the outer periphery as compared with the central portion forming the diaphragm, and to increase sensitivity. Further, since the irregular vibration of the conductive layer portion is reduced, the diaphragm vibration is stabilized. Accordingly, the performance and characteristics can be made uniform.

(3)さらに、上記目的を達成するために本発明のシリコンマイクロホンは、中心部にダイアフラムを形成する導電層部と、前記導電層部の周方向において複数の個所に設けられ、前記導電層部を支持する支持部と、前記導電層部に設けられ、前記導電層部において前記支持部の外周側に配置されている剛性部と、を備える。
複数の支持部の外周側に剛性部を配置することにより、ダイアフラムを形成する導電層部の剛性は向上する。特に、導電層部は支持部の外周側における剛性が向上する。支持部の外周側において導電層部の剛性が向上すると、ダイアフラムを形成する中心部に対しその外周側の周辺部における変則的な振動が低減される。また、導電層部は、剛性の向上によって、応力の変化にともなう歪みが生じにくくなる。そのため、導電層部の局部的な過大な振動または過小な振動が低減される。したがって、ダイアフラムを形成する中心部に比較して外周に位置する周辺部における変則的な振動を低減することができ、感度を高めることができる。また、導電層部の変則的な振動が低減されるため、ダイアフラムの振動は安定する。したがって、性能および特性の均一化を図ることができる。
(3) Furthermore, in order to achieve the above object, the silicon microphone of the present invention is provided at a plurality of locations in the circumferential direction of the conductive layer portion, and a conductive layer portion that forms a diaphragm in the center, and the conductive layer portion And a rigid portion provided on the conductive layer portion and disposed on the outer peripheral side of the support portion in the conductive layer portion.
By disposing the rigid portion on the outer peripheral side of the plurality of support portions, the rigidity of the conductive layer portion forming the diaphragm is improved. In particular, the conductive layer portion has improved rigidity on the outer peripheral side of the support portion. When the rigidity of the conductive layer portion is improved on the outer peripheral side of the support portion, irregular vibrations in the peripheral portion on the outer peripheral side with respect to the central portion forming the diaphragm are reduced. In addition, the conductive layer portion is less likely to be distorted due to a change in stress due to the improvement in rigidity. Therefore, local excessive vibration or excessive vibration of the conductive layer portion is reduced. Therefore, it is possible to reduce irregular vibrations in the peripheral portion located on the outer periphery as compared with the central portion forming the diaphragm, and to increase sensitivity. Further, since the irregular vibration of the conductive layer portion is reduced, the diaphragm vibration is stabilized. Accordingly, the performance and characteristics can be made uniform.

(4)本発明のシリコンマイクロホンでは、前記剛性部は、前記導電層部と同心円上の円周状に形成されている。
これにより、導電層部の周方向の全周において剛性が向上する。これにより、導電層部は全体の剛性が向上する。したがって、周辺部における変則的な振動を低減することができ、感度を高めることができるとともに、性能および特性の均一化を図ることができる。
(4) In the silicon microphone of the present invention, the rigid portion is formed in a circumferential shape concentrically with the conductive layer portion.
Thereby, rigidity improves in the perimeter of the circumferential direction of a conductive layer part. Thereby, the overall rigidity of the conductive layer portion is improved. Therefore, irregular vibrations in the peripheral portion can be reduced, sensitivity can be increased, and performance and characteristics can be made uniform.

(5)本発明のシリコンマイクロホンでは、前記剛性部は、前記導電層部と同心円上の円弧状に形成されている。
導電層部を複数の支持部で支持することにより、各支持部間における導電層部の剛性は支持部で支持されている部分に比較して小さくなる。そこで、例えば、支持部の間に円弧状に剛性部を配置することにより、比較的剛性の低い支持部間の剛性が向上する。これにより、導電層部は全体の剛性が向上する。したがって、周辺部における変則的な振動を低減することができ、感度を高めることができるとともに、性能および特性の均一化を図ることができる。
(5) In the silicon microphone of the present invention, the rigid portion is formed in an arc shape concentric with the conductive layer portion.
By supporting the conductive layer portion with a plurality of support portions, the rigidity of the conductive layer portion between the support portions becomes smaller than the portion supported by the support portion. Therefore, for example, by arranging the rigid portions in an arc shape between the support portions, the rigidity between the support portions having relatively low rigidity is improved. Thereby, the overall rigidity of the conductive layer portion is improved. Therefore, irregular vibrations in the peripheral portion can be reduced, sensitivity can be increased, and performance and characteristics can be made uniform.

(6)本発明のシリコンマイクロホンでは、前記剛性部は、前記導電層部の径方向へ放射状に形成されている。
導電層部を複数の支持部で支持することにより、各支持部間における導電層部の剛性は支持部で支持されている部分に比較して小さくなる。そこで、例えば、支持部の間において放射状に剛性部を配置することにより、比較的剛性の低い支持部間の剛性が向上する。これにより、導電層部は全体の剛性が向上する。したがって、周辺部における変則的な振動を低減することができ、感度を高めることができるとともに、性能および特性の均一化を図ることができる。
(6) In the silicon microphone of the present invention, the rigid portion is formed radially in the radial direction of the conductive layer portion.
By supporting the conductive layer portion with a plurality of support portions, the rigidity of the conductive layer portion between the support portions becomes smaller than the portion supported by the support portion. Therefore, for example, by arranging the rigid portions radially between the support portions, the rigidity between the support portions having relatively low rigidity is improved. Thereby, the overall rigidity of the conductive layer portion is improved. Therefore, irregular vibrations in the peripheral portion can be reduced, sensitivity can be increased, and performance and characteristics can be made uniform.

(7)本発明のシリコンマイクロホンでは、前記剛性部は、前記導電層部の板厚方向に段差を形成するコルゲーションである。
コルゲーションは、板厚方向に段差を形成する。そのため、導電層部には、コルゲーションによる複数の角部が形成される。板厚方向の段差によって角部を形成することにより、導電層部の剛性は向上する。したがって、周辺部における変則的な振動を低減することができ、感度を高めることができるとともに、性能および特性の均一化を図ることができる。
(7) In the silicon microphone of the present invention, the rigid portion is a corrugation that forms a step in the thickness direction of the conductive layer portion.
Corrugation forms a step in the plate thickness direction. Therefore, a plurality of corner portions by corrugation are formed in the conductive layer portion. By forming the corner portion by the step in the thickness direction, the rigidity of the conductive layer portion is improved. Therefore, irregular vibrations in the peripheral portion can be reduced, sensitivity can be increased, and performance and characteristics can be made uniform.

(8)本発明のシリコンマイクロホンでは、前記剛性部は、前記導電層部の肉厚が大きな肉厚部である。
肉厚部は、導電層部の肉厚を大きくすることにより、導電層部の剛性は向上する。したがって、周辺部における変則的な振動を低減することができ、感度を高めることができるとともに、性能および特性の均一化を図ることができる。
(8) In the silicon microphone according to the present invention, the rigid portion is a thick portion where the conductive layer portion is thick.
The rigidity of the conductive layer portion is improved by increasing the thickness of the conductive layer portion. Therefore, irregular vibrations in the peripheral portion can be reduced, sensitivity can be increased, and performance and characteristics can be made uniform.

以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。各実施形態において実質的に同一の構成要素には同一の符号を付している。
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態によるシリコンマイクロホンを図1に示す。図1に示すシリコンマイクロホン10は、半導体製造プロセスを適用して製造される。
Hereinafter, a plurality of embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In each embodiment, substantially the same components are denoted by the same reference numerals.
(First embodiment)
A silicon microphone according to a first embodiment of the present invention is shown in FIG. The silicon microphone 10 shown in FIG. 1 is manufactured by applying a semiconductor manufacturing process.

シリコンマイクロホン10は、シリコン基板11、第一導電層部20、第二導電層部30および絶縁層部40を備えている。シリコン基板11は、例えば単結晶シリコンによって形成されている。シリコン基板11は、開口部としてのキャビティ12を有している。キャビティ12は、シリコン基板11を板厚方向に貫いている。   The silicon microphone 10 includes a silicon substrate 11, a first conductive layer part 20, a second conductive layer part 30, and an insulating layer part 40. The silicon substrate 11 is made of, for example, single crystal silicon. The silicon substrate 11 has a cavity 12 as an opening. The cavity 12 penetrates the silicon substrate 11 in the thickness direction.

絶縁層部40は、シリコン基板11の端面13側に積層されている。絶縁層部40は、例えば二酸化ケイ素などで形成される酸化物の層である。絶縁層部40は、内周側に開口部41を有している。絶縁層部40のうち開口部41の外周側は、第二導電層部30を支持する支持部42を形成している。
第二導電層部30は、絶縁層部40のシリコン基板11とは反対側に積層されている。第二導電層部30は、例えばリンが不純物としてドーピングされたポリシリコンなどで形成される導電性の層である。第二導電層部30の外周側は、絶縁層部40が形成する支持部42に支持されている。第二導電層部30は、支持部42から内周側へ突出している部分に梁31を形成している。梁31は、第二導電層部30の周方向へ複数設置されている。梁31には、スペーサ43が接続している。スペーサ43は、梁31とは反対側の端部に第一導電層部20を支持している。この梁31から伸びるスペーサ43は、第一導電層部20を支持する支持部を構成している。すなわち、スペーサ43は、特許請求の範囲の支持部である。したがって、スペーサ43は、第一導電層部20の周方向の複数の位置において第一導電層部20を支持している。
The insulating layer portion 40 is stacked on the end surface 13 side of the silicon substrate 11. The insulating layer portion 40 is an oxide layer formed of, for example, silicon dioxide. The insulating layer portion 40 has an opening 41 on the inner peripheral side. A support portion 42 that supports the second conductive layer portion 30 is formed on the outer peripheral side of the opening 41 in the insulating layer portion 40.
The second conductive layer portion 30 is stacked on the opposite side of the insulating layer portion 40 from the silicon substrate 11. The second conductive layer portion 30 is a conductive layer formed of, for example, polysilicon doped with phosphorus as an impurity. The outer peripheral side of the second conductive layer part 30 is supported by a support part 42 formed by the insulating layer part 40. The second conductive layer portion 30 forms a beam 31 at a portion protruding from the support portion 42 toward the inner peripheral side. A plurality of beams 31 are provided in the circumferential direction of the second conductive layer portion 30. A spacer 43 is connected to the beam 31. The spacer 43 supports the first conductive layer portion 20 at the end opposite to the beam 31. The spacer 43 extending from the beam 31 constitutes a support portion that supports the first conductive layer portion 20. That is, the spacer 43 is a support part in claims. Accordingly, the spacer 43 supports the first conductive layer portion 20 at a plurality of positions in the circumferential direction of the first conductive layer portion 20.

第一導電層部20は、周方向の複数の個所において梁31から伸びるスペーサ43に支持されている。これにより、第一導電層部20は、スペーサ43によって第二導電層部30が形成する梁31に吊り下げられている。第一導電層部20は、第二導電層部30と同様に例えばリンなどの不純物がドーピングされたポリシリコンで形成される導電性の層である。第一導電層部20は、スペーサ43によって支持されている部分の内周側にダイアフラム21を形成する中心部を有している。ダイアフラム21は、音波によって振動する。また、第一導電層部20のダイアフラム21の外周側は、周辺部22を形成する。   The first conductive layer portion 20 is supported by spacers 43 extending from the beam 31 at a plurality of locations in the circumferential direction. Accordingly, the first conductive layer portion 20 is suspended from the beam 31 formed by the second conductive layer portion 30 by the spacer 43. The first conductive layer portion 20 is a conductive layer formed of polysilicon doped with an impurity such as phosphorus, for example, like the second conductive layer portion 30. The first conductive layer portion 20 has a central portion that forms the diaphragm 21 on the inner peripheral side of the portion supported by the spacer 43. The diaphragm 21 is vibrated by sound waves. A peripheral portion 22 is formed on the outer peripheral side of the diaphragm 21 of the first conductive layer portion 20.

第二導電層部30のうち、梁31の内周側は、ダイアフラム21に対向する背面板としてのプレート33を形成する。プレート33は、複数の通孔34を有している。通孔34は、プレート33を形成する第二導電層部30を板厚方向に貫いている。第二導電層部30とシリコン基板11との間は、絶縁体である絶縁層部40によって電気的に絶縁されている。また、第一導電層部20を第二導電層部30に支持するスペーサ43は、絶縁層部40と同様に絶縁体で形成されている。これにより、第一導電層部20と第二導電層部30との間は、スペーサ43によって絶縁されている。なお、図1(A)では、第二導電層部30が形成するプレート33の記載は省略している。   In the second conductive layer portion 30, the inner peripheral side of the beam 31 forms a plate 33 as a back plate facing the diaphragm 21. The plate 33 has a plurality of through holes 34. The through hole 34 penetrates the second conductive layer portion 30 forming the plate 33 in the plate thickness direction. The second conductive layer portion 30 and the silicon substrate 11 are electrically insulated by an insulating layer portion 40 that is an insulator. In addition, the spacer 43 that supports the first conductive layer portion 20 on the second conductive layer portion 30 is formed of an insulator in the same manner as the insulating layer portion 40. Thereby, the first conductive layer portion 20 and the second conductive layer portion 30 are insulated by the spacer 43. In FIG. 1A, the description of the plate 33 formed by the second conductive layer portion 30 is omitted.

ダイアフラム21およびシリコン基板11は、図1(B)に示すようにバイアス電源50に接続している。シリコン基板11および第一導電層部20はいずれも導電性である。そのため、ダイアフラム21とシリコン基板11とは、実質的に同一の電位となる。一方、プレート33は、オペアンプ51の入力端子に接続している。オペアンプ51は、入力インピーダンスが高く設定されている。   The diaphragm 21 and the silicon substrate 11 are connected to a bias power source 50 as shown in FIG. Both the silicon substrate 11 and the first conductive layer portion 20 are conductive. Therefore, the diaphragm 21 and the silicon substrate 11 have substantially the same potential. On the other hand, the plate 33 is connected to the input terminal of the operational amplifier 51. The operational amplifier 51 is set to have a high input impedance.

音波がプレート33の通孔34を経由してダイアフラム21に伝搬すると、音波によってダイアフラム21が振動する。ダイアフラム21の振動によって、ダイアフラム21とプレート33との間の距離は変化する。ダイアフラム21とプレート33との間に挟まれる空間は、絶縁体である空気で満たされている。そのため、ダイアフラム21とプレート33との間の距離が変化することによって、ダイアフラム21とプレート33との間の静電容量は変化する。   When the sound wave propagates to the diaphragm 21 via the through hole 34 of the plate 33, the diaphragm 21 is vibrated by the sound wave. The distance between the diaphragm 21 and the plate 33 is changed by the vibration of the diaphragm 21. A space sandwiched between the diaphragm 21 and the plate 33 is filled with air as an insulator. Therefore, when the distance between the diaphragm 21 and the plate 33 changes, the capacitance between the diaphragm 21 and the plate 33 changes.

プレート33は、入力インピーダンスの高いオペアンプ51に接続している。そのため、ダイアフラム21およびプレート33の静電容量が変化しても、プレート33に存在する電荷のオペアンプ51への移動量はわずかである。その結果、ダイアフラム21およびプレート33に存在する電荷の変化は、ほとんど無いとみなすことができる。これにより、ダイアフラム21とプレート33との間の静電容量の変化は、プレート33の電位の変化として検出される。したがって、シリコンマイクロホン10は、静電容量の変化にともなうプレート33の電位のわずかな変化を電気信号として出力する。すなわち、シリコンマイクロホン10は、ダイアフラム21に加わる音圧の変化を静電容量の変化に変換するとともに、変換した静電容量の変化を電圧の変化へ変換することにより、音圧に相関する電気信号を出力する。   The plate 33 is connected to the operational amplifier 51 having a high input impedance. For this reason, even if the electrostatic capacitances of the diaphragm 21 and the plate 33 change, the amount of charge existing on the plate 33 moves to the operational amplifier 51 is small. As a result, it can be considered that there is almost no change in charge existing in the diaphragm 21 and the plate 33. As a result, a change in capacitance between the diaphragm 21 and the plate 33 is detected as a change in the potential of the plate 33. Therefore, the silicon microphone 10 outputs a slight change in the potential of the plate 33 accompanying the change in capacitance as an electrical signal. That is, the silicon microphone 10 converts a change in sound pressure applied to the diaphragm 21 into a change in capacitance, and converts the converted change in capacitance into a change in voltage, thereby correlating an electric signal correlated with the sound pressure. Is output.

シリコンマイクロホン10は、第一導電層部20に剛性部としてのコルゲーション23を備えている。コルゲーション23は、第一導電層部20のダイアフラム21を形成する中心部とその外周側の周辺部22との間に設けられている。コルゲーション23は、第一導電層部20のダイアフラム21を形成する中心部と周辺部22との間に溝状に形成されている。コルゲーション23は、第一導電層部20から第二導電層部30とは反対側へ窪んで形成されている。第1実施形態の場合、コルゲーション23は、ダイアフラム21を形成する第一導電層部20と同心円上に周方向へ連続して形成されている。また、第1実施形態では、コルゲーション23は、複数のスペーサ43を結ぶ仮想直線Lを跨いでいる。仮想直線Lは、シリコンマイクロホン10の周方向へ複数設けられているスペーサ43を直線的に結んだ仮想的な直線である。 The silicon microphone 10 includes a corrugation 23 as a rigid portion in the first conductive layer portion 20. The corrugation 23 is provided between the central portion of the first conductive layer portion 20 that forms the diaphragm 21 and the peripheral portion 22 on the outer peripheral side thereof. The corrugation 23 is formed in a groove shape between the central portion and the peripheral portion 22 that form the diaphragm 21 of the first conductive layer portion 20. The corrugation 23 is formed to be recessed from the first conductive layer portion 20 to the side opposite to the second conductive layer portion 30. In the case of the first embodiment, the corrugation 23 is formed continuously in the circumferential direction on a concentric circle with the first conductive layer portion 20 that forms the diaphragm 21. In the first embodiment, the corrugation 23 across the imaginary straight line L i connecting a plurality of spacers 43. The virtual straight line Li is a virtual straight line obtained by linearly connecting a plurality of spacers 43 provided in the circumferential direction of the silicon microphone 10.

コルゲーション23を形成することにより、第一導電層部20には板厚方向へ段差が形成される。この段差により、第一導電層部20には角部24が形成される。すなわち、第一導電層部20には中心側から周縁側へかけて複数の角部24が形成される。第一導電層部20のコルゲーション23によって複数の角部24を形成することにより、第一導電層部20はコルゲーション23が設けられた部分において周方向および径方向への剛性が向上する。仮想直線Lを跨いでコルゲーション23を配置することにより、ダイアフラム21を形成する中心部と、周辺部22とからなる第一導電層部20の剛性は全体的に向上する。すなわち、第一導電層部20は、コルゲーション23を形成することにより、全体の剛性が向上する。第一導電層部20の剛性が向上すると、第一導電層部20は応力の変化にともなう歪みが生じにくくなる。そのため、第一導電層部20は、局部的な過大な振動または過小な振動の発生が低減される。その結果、第一導電層部20は、ダイアフラム21を形成する中心部の外周側に位置する周辺部22で発生する変則的な振動が低減される。したがって、第一導電層部20の振動が安定し、周辺部22の変則的かつ過大な振動による第一導電層部20と第二導電層部30との接触や、ダイアフラム21を形成する中心部の過小な振動による感度の低下を低減することができる。 By forming the corrugation 23, a step is formed in the first conductive layer portion 20 in the thickness direction. Due to this step, a corner 24 is formed in the first conductive layer portion 20. That is, the first conductive layer portion 20 is formed with a plurality of corner portions 24 from the center side to the peripheral side. By forming the plurality of corner portions 24 by the corrugation 23 of the first conductive layer portion 20, the rigidity of the first conductive layer portion 20 in the circumferential direction and the radial direction is improved in the portion where the corrugation 23 is provided. By arranging the corrugations 23 across the virtual line L i, the central portion forming a diaphragm 21, rigidity of the first conductive layer portion 20 made of the peripheral portion 22. The overall improvement. That is, the overall rigidity of the first conductive layer portion 20 is improved by forming the corrugation 23. When the rigidity of the first conductive layer portion 20 is improved, the first conductive layer portion 20 is less likely to be distorted due to a change in stress. For this reason, the first conductive layer portion 20 is reduced from occurrence of local excessive vibration or excessive vibration. As a result, in the first conductive layer portion 20, irregular vibrations generated in the peripheral portion 22 located on the outer peripheral side of the central portion forming the diaphragm 21 are reduced. Therefore, the vibration of the first conductive layer portion 20 is stabilized, the contact between the first conductive layer portion 20 and the second conductive layer portion 30 due to the irregular and excessive vibration of the peripheral portion 22, and the central portion forming the diaphragm 21. It is possible to reduce a decrease in sensitivity due to an excessive vibration of.

また、周辺部22の変則的かつ過大な振動を低減することにより、振動にともなう第一導電層部20と第二導電層部30との接触が低減される。そのため、第一導電層部20と第二導電層部30との間に設定する距離を低減することができる。その結果、ダイアフラム21とプレート33との間の距離を低減することができ、シリコンマイクロホン10の感度を高めることができる。さらに、第一導電層部20の振動が安定するため、シリコンマイクロホン10の性能および特性の均一化を図ることができる。   Further, by reducing irregular and excessive vibration of the peripheral portion 22, contact between the first conductive layer portion 20 and the second conductive layer portion 30 due to vibration is reduced. Therefore, the distance set between the first conductive layer part 20 and the second conductive layer part 30 can be reduced. As a result, the distance between the diaphragm 21 and the plate 33 can be reduced, and the sensitivity of the silicon microphone 10 can be increased. Furthermore, since the vibration of the first conductive layer portion 20 is stabilized, the performance and characteristics of the silicon microphone 10 can be made uniform.

次に、上記第1実施形態によるシリコンマイクロホン10の製造方法について図2および図3に基づいて説明する。
図2(A1)に示すように、シリコン基板60の一方の端面61に酸化物層62が形成される。酸化物層62は、シリコン基板60の一方の端面61に二酸化ケイ素を成長させることにより形成される。形成された酸化物層62は図1に示す絶縁層部40となる。形成された酸化物層62には、図2(A2)に示すように一部に凹部63が形成される。凹部63は、例えばレジストでマスクを形成した後、フッ化水素で酸化物層62をエッチングすることにより形成される。酸化物層62の厚さは、図1に示す第一導電層部20のコルゲーション23の深さに対応する。酸化物層62は、凹部63からシリコン基板60の端面61が露出するまでエッチングされる。
Next, a method for manufacturing the silicon microphone 10 according to the first embodiment will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 2 (A1), an oxide layer 62 is formed on one end surface 61 of the silicon substrate 60. The oxide layer 62 is formed by growing silicon dioxide on one end face 61 of the silicon substrate 60. The formed oxide layer 62 becomes the insulating layer portion 40 shown in FIG. In the formed oxide layer 62, a recess 63 is formed in part as shown in FIG. The recess 63 is formed by, for example, forming a mask with a resist and then etching the oxide layer 62 with hydrogen fluoride. The thickness of the oxide layer 62 corresponds to the depth of the corrugation 23 of the first conductive layer portion 20 shown in FIG. The oxide layer 62 is etched until the end surface 61 of the silicon substrate 60 is exposed from the recess 63.

酸化物層62をエッチングし凹部63が形成されると、図2(A3)に示すように酸化物層62および酸化物層62から露出するシリコン基板60の端面61に第一導電層部64が積層される。第一導電層部64は、ポリシリコンを堆積することにより形成される。形成された第一導電層部64の外周側は、図2(A4)に示すようにパターニングにより除去される。   When the recess 63 is formed by etching the oxide layer 62, the first conductive layer portion 64 is formed on the oxide layer 62 and the end surface 61 of the silicon substrate 60 exposed from the oxide layer 62 as shown in FIG. Laminated. The first conductive layer portion 64 is formed by depositing polysilicon. The outer peripheral side of the formed first conductive layer portion 64 is removed by patterning as shown in FIG. 2 (A4).

第一導電層部64のパターニングが完了すると、図2(A5)に示すようにさらに酸化物層62が形成される。そして、酸化物層62のシリコン基板60とは反対側の端面65には、第二導電層部66がさらに積層される。酸化物層62は、第一導電層部64のシリコン基板60とは反対側に形成される。これにより、第一導電層部64は、酸化物層62の内部に埋没する。酸化物層62を十分に成長させた後、シリコン基板60の反対側の端面に第二導電層部66が積層される。第二導電層部66は、第一導電層部64と同様にポリシリコンを堆積することにより形成される。   When the patterning of the first conductive layer portion 64 is completed, an oxide layer 62 is further formed as shown in FIG. 2 (A5). A second conductive layer portion 66 is further laminated on the end surface 65 of the oxide layer 62 opposite to the silicon substrate 60. The oxide layer 62 is formed on the opposite side of the first conductive layer portion 64 from the silicon substrate 60. As a result, the first conductive layer portion 64 is buried inside the oxide layer 62. After the oxide layer 62 is sufficiently grown, the second conductive layer portion 66 is laminated on the opposite end surface of the silicon substrate 60. The second conductive layer portion 66 is formed by depositing polysilicon similarly to the first conductive layer portion 64.

酸化物層62および第二導電層部66の形成が完了すると、図3(A6)に示すように第二導電層部66はパターニングされる。第二導電層部66をパターニングすることにより、第二導電層部30の通孔34に対応する凹部67が形成される。
第二導電層部66のパターニングが完了すると、図3(A7)に示すようにシリコン基板60がパターニングされる。シリコン基板60のパターニングは、シリコン基板60の端面68にレジストによってマスク69を形成した後、異方性または等方性のエッチング液によって行う。これにより、シリコン基板60には、キャビティ12となる開口71が形成される。
When the formation of the oxide layer 62 and the second conductive layer portion 66 is completed, the second conductive layer portion 66 is patterned as shown in FIG. By patterning the second conductive layer portion 66, a recess 67 corresponding to the through hole 34 of the second conductive layer portion 30 is formed.
When the patterning of the second conductive layer portion 66 is completed, the silicon substrate 60 is patterned as shown in FIG. Patterning of the silicon substrate 60 is performed using an anisotropic or isotropic etching solution after a mask 69 is formed on the end surface 68 of the silicon substrate 60 with a resist. Thereby, an opening 71 to be the cavity 12 is formed in the silicon substrate 60.

また、第二導電層部66側には、図3(A7)に示すように第二導電層部66から露出する酸化物層62を覆うマスク72が形成される。そして、凹部67および開口71を通して、フッ化水素により酸化物層62のエッチングが行われる。酸化物層62は、第二導電層部66の外周側がマスク72に覆われている。そのため、第一導電層部64の外周側においては、酸化物層62は支持部42に対応する部分がエッチングされずに残存する。また、図4に示すように、凹部67が形成する通孔34間に残存する第二導電層部66の残存部73の幅を適切に設定することにより、残存部73のシリコン基板60側には酸化物層62によって形成されるスペーサ74がエッチングされずに残存する。これにより、第一導電層部64は、第二導電層部66との間に残存する酸化物層62からなるスペーサ74に支持される。   Further, a mask 72 that covers the oxide layer 62 exposed from the second conductive layer portion 66 is formed on the second conductive layer portion 66 side as shown in FIG. 3 (A7). Then, the oxide layer 62 is etched by hydrogen fluoride through the recess 67 and the opening 71. The oxide layer 62 is covered with a mask 72 on the outer peripheral side of the second conductive layer portion 66. Therefore, on the outer peripheral side of the first conductive layer portion 64, the oxide layer 62 remains without etching the portion corresponding to the support portion 42. Further, as shown in FIG. 4, by appropriately setting the width of the remaining portion 73 of the second conductive layer portion 66 remaining between the through holes 34 formed by the recessed portion 67, the remaining portion 73 is made closer to the silicon substrate 60 side. The spacer 74 formed by the oxide layer 62 remains without being etched. Thereby, the first conductive layer portion 64 is supported by the spacer 74 made of the oxide layer 62 remaining between the second conductive layer portion 66.

酸化物層62をエッチングすることにより、図3(A8)および図4に示すように支持部42およびスペーサ43となる部分を残して酸化物層62が除去される。また、第一導電層部64には、コルゲーション23となる凹部75が形成される。酸化物層62のエッチングが行われた後、図3(A9)に示すようにマスク72が除去される。
上記の工程の後、ダイシングおよびパッケージングなどの工程を経てシリコンマイクロホン10が完成する。
By etching the oxide layer 62, the oxide layer 62 is removed except for the portions to be the support portions 42 and the spacers 43 as shown in FIG. 3 (A8) and FIG. Further, the first conductive layer portion 64 is formed with a recess 75 that becomes the corrugation 23. After the oxide layer 62 is etched, the mask 72 is removed as shown in FIG.
After the above steps, the silicon microphone 10 is completed through steps such as dicing and packaging.

第1実施形態によるシリコンマイクロホン10では、ダイアフラム21を形成する第一導電層部20は、ダイアフラム21を形成する中心部とその外側の周辺部22との間にコルゲーション23を備えている。コルゲーション23は、周方向へ複数配置されているスペーサ43を結ぶ仮想直線Lを跨いで配置されている。仮想直線Lを跨いでコルゲーション23を配置することにより、ダイアフラム21を形成する第一導電層部20の剛性は全体的に向上する。第一導電層部20の剛性が向上することにより、第一導電層部20は応力の変化にともなう歪みが生じにくくなる。そのため、第一導電層部20は、局部的な過大な振動または過小な振動が低減され、ダイアフラム21を形成する中心部の外周側に位置する周辺部22で発生する変則的な振動が低減される。したがって、第一導電層部20の振動が安定し、感度を高めることができるとともに、シリコンマイクロホン10の性能および特性の均一化を図ることができる。 In the silicon microphone 10 according to the first embodiment, the first conductive layer portion 20 that forms the diaphragm 21 includes a corrugation 23 between the central portion that forms the diaphragm 21 and the peripheral portion 22 outside thereof. Corrugation 23 is arranged across the virtual line L i connecting the spacer 43 which is more disposed circumferentially. By arranging the corrugations 23 across the virtual line L i, the rigidity of the first conductive layer 20 forming the diaphragm 21 is improved overall. As the rigidity of the first conductive layer portion 20 is improved, the first conductive layer portion 20 is less likely to be distorted due to a change in stress. Therefore, in the first conductive layer portion 20, local excessive vibration or excessive vibration is reduced, and irregular vibration generated in the peripheral portion 22 located on the outer peripheral side of the central portion forming the diaphragm 21 is reduced. The Therefore, the vibration of the first conductive layer portion 20 is stabilized, the sensitivity can be increased, and the performance and characteristics of the silicon microphone 10 can be made uniform.

(第2、第3実施形態)
本発明の第2、第3実施形態によるシリコンマイクロホンを図5または図6に示す。
第2実施形態では、図5に示すように第一導電層部20のコルゲーション23は第二導電層部30側へ突出している。第一導電層部20の剛性は、突出方向に関わらずコルゲーション23を設けることによって向上する。したがって、コルゲーション23は、第2実施形態のように第二導電層部30側へ突出して形成してもよい。
(Second and third embodiments)
A silicon microphone according to the second and third embodiments of the present invention is shown in FIG. 5 or FIG.
In the second embodiment, as shown in FIG. 5, the corrugation 23 of the first conductive layer portion 20 protrudes toward the second conductive layer portion 30. The rigidity of the first conductive layer portion 20 is improved by providing the corrugation 23 regardless of the protruding direction. Therefore, the corrugation 23 may be formed so as to protrude toward the second conductive layer portion 30 as in the second embodiment.

第3実施形態では、図6に示すように第一導電層部20は剛性部として肉厚部25を有している。肉厚部25は、第一導電層部20の一部の肉厚を大きくすることにより形成される。肉厚部25は、第1実施形態のコルゲーション23と同様に第一導電層部20の剛性を向上させる。すなわち、第一導電層部20の剛性が高めるためには、コルゲーション23に限らず肉厚部25を形成してもよい。   In 3rd Embodiment, as shown in FIG. 6, the 1st conductive layer part 20 has the thick part 25 as a rigid part. The thick part 25 is formed by increasing the thickness of a part of the first conductive layer part 20. The thick part 25 improves the rigidity of the first conductive layer part 20 similarly to the corrugation 23 of the first embodiment. That is, in order to increase the rigidity of the first conductive layer portion 20, not only the corrugation 23 but also the thick portion 25 may be formed.

(コルゲーションの配置の変形例)
上述の第1実施形態では、図1に示すようにスペーサ43を結ぶ仮想直線Lを跨いでコルゲーション23を配置する例について説明した。また、コルゲーション23は、第一導電層部20の周方向へ連続して形成する例について説明した。しかし、コルゲーション23は、次のいずれかの条件を満たす位置に配置すればよい。
(Modification of corrugation arrangement)
In the first embodiment described above has described an example of placing corrugations 23 across the imaginary straight line L i connecting the spacer 43 as shown in FIG. Moreover, the corrugation 23 demonstrated the example formed continuously in the circumferential direction of the 1st conductive layer part 20. As shown in FIG. However, the corrugation 23 may be disposed at a position that satisfies any of the following conditions.

(1)複数のスペーサ43を結ぶ仮想直線Lを跨いで形成する(第1実施形態)
(2)複数のスペーサ43の間に配置する
(3)複数のスペーサ43の外周側に配置する
以上の条件を満たす例について具体的に下記に説明する。
(1) connecting a plurality of spacers 43 to form across a virtual line L i (First Embodiment)
(2) Arranged between the plurality of spacers 43 (3) Arranged on the outer peripheral side of the plurality of spacers 43 An example that satisfies the above conditions will be specifically described below.

(第4、第5実施形態)
本発明の第4実施形態を図7に示す。
図7に示す第4実施形態によるシリコンマイクロホン10は、上記の条件(2)を満たしている。すなわち、第4実施形態では、コルゲーション23は、第一導電層部20の周方向へ複数設置されている各スペーサ43の間に配置されている。第4実施形態の場合、コルゲーション23は、複数のスペーサ43を直線状に結んでいる。
(Fourth and fifth embodiments)
A fourth embodiment of the present invention is shown in FIG.
The silicon microphone 10 according to the fourth embodiment shown in FIG. 7 satisfies the above condition (2). That is, in the fourth embodiment, the corrugation 23 is disposed between the spacers 43 that are installed in the circumferential direction of the first conductive layer portion 20. In the case of the fourth embodiment, the corrugation 23 connects a plurality of spacers 43 linearly.

本発明の第5実施形態を図8に示す。
図8に示す第5実施形態によるシリコンマイクロホン10は、上記の条件(2)を満たしている。すなわち、第5実施形態では、コルゲーション23は、第一導電層部20の周方向へ複数設置されている各スペーサ43の間に配置されている。第5実施形態の場合、コルゲーション23は、複数のスペーサ43を第一導電層部20と同心円上に円弧状に結んでいる。
A fifth embodiment of the present invention is shown in FIG.
The silicon microphone 10 according to the fifth embodiment shown in FIG. 8 satisfies the above condition (2). That is, in the fifth embodiment, the corrugation 23 is disposed between the spacers 43 that are installed in the circumferential direction of the first conductive layer portion 20. In the case of the fifth embodiment, the corrugation 23 has a plurality of spacers 43 concentrically connected with the first conductive layer portion 20 in an arc shape.

第4実施形態または第5実施形態のように、第一導電層部20に複数のスペーサ43を結ぶコルゲーション23を形成することにより、ダイアフラム21を形成する第一導電層部20の剛性は全体的に向上する。第一導電層部20の剛性が向上することにより、第一導電層部20は応力の変化にともなう歪みが生じにくくなる。そのため、第一導電層部20は、局部的な過大な振動または過小な振動の発生が低減され、ダイアフラム21を形成する中心部の外周側に位置する周辺部22で発生する変則的な振動が低減される。したがって、第一導電層部20の振動が安定し、感度を高めることができるとともに、シリコンマイクロホン10の性能および特性の均一化を図ることができる。   As in the fourth embodiment or the fifth embodiment, by forming the corrugation 23 that connects the plurality of spacers 43 to the first conductive layer portion 20, the rigidity of the first conductive layer portion 20 that forms the diaphragm 21 is as a whole. To improve. As the rigidity of the first conductive layer portion 20 is improved, the first conductive layer portion 20 is less likely to be distorted due to a change in stress. Therefore, the first conductive layer portion 20 is reduced in the occurrence of local excessive vibration or excessive vibration, and irregular vibration generated in the peripheral portion 22 located on the outer peripheral side of the central portion forming the diaphragm 21 is reduced. Reduced. Therefore, the vibration of the first conductive layer portion 20 is stabilized, the sensitivity can be increased, and the performance and characteristics of the silicon microphone 10 can be made uniform.

なお、第4実施形態および第五実施形態におけるコルゲーション23をさらに詳細に説明すれば、複数のスペーサ43の間を結ぶコルゲーション23は、スペーサ43を結ぶ仮想線上に配置されていればよいことになる。たとえば、図9および図10に示すように、スペーサ43を結ぶ仮想線Lii上にコルゲーション23が配置されていればよい。図9に示す例では隣り合うスペーサ43を結ぶ直線が仮想線Liiであり、図10に示す例では隣り合うスペーサ43を結ぶ円弧状の曲線が仮想線Liiである。この仮想線Liiに沿ってコルゲーション23が配置されることで、応力の変化に伴う歪みが第一導電層部20に生じにくくなる。 In addition, if the corrugation 23 in 4th Embodiment and 5th Embodiment is demonstrated still in detail, the corrugation 23 which connects between the some spacers 43 should just be arrange | positioned on the virtual line which connects the spacer 43. FIG. . For example, as shown in FIGS. 9 and 10, the corrugation 23 may be disposed on the virtual line L ii connecting the spacers 43. In the example shown in FIG. 9, a straight line connecting adjacent spacers 43 is a virtual line L ii , and in the example shown in FIG. 10, an arcuate curve connecting adjacent spacers 43 is a virtual line L ii . By arranging the corrugation 23 along the virtual line L ii , it is difficult for the first conductive layer portion 20 to be distorted due to the change in stress.

(第6実施形態)
本発明の第6実施形態によるシリコンマイクロホンを図11に示す。
図11に示すシリコンマイクロホン10は、上記の条件(1)を満たしている。すなわち、第6実施形態では、コルゲーション23は、第一導電層部20の周方向へ複数設置されている各スペーサ43を結ぶ仮想直線Lを跨いで配置されている。第6実施形態の場合、コルゲーション23は、複数のスペーサ43の間に仮想直線Lを跨いで放射状に形成されている。
(Sixth embodiment)
A silicon microphone according to a sixth embodiment of the present invention is shown in FIG.
The silicon microphone 10 shown in FIG. 11 satisfies the above condition (1). That is, in the sixth embodiment, the corrugation 23 is arranged across the virtual line L i connecting the spacer 43 which is more disposed in the circumferential direction of the first conductive layer 20. The sixth embodiment, the corrugation 23 is formed radially across the virtual line L i between the plurality of spacers 43.

第6実施形態のように、第一導電層部20に仮想直線Lを跨ぐコルゲーション23を形成することにより、ダイアフラム21を形成する第一導電層部20の剛性は全体的に向上する。したがって、第1実施形態と同様に第一導電層部20の振動が安定し、感度を高めることができるとともに、シリコンマイクロホン10の性能および特性の均一化を図ることができる。
なお、第6実施形態によるシリコンマイクロホン10では、コルゲーション23を放射状に各スペーサ43の間に三本ずつ配置する例を示している。しかし、コルゲーション23の本数または角度などは、シリコンマイクロホン10の特性に応じて任意に決定することができる。
As in the sixth embodiment, by forming the corrugations 23 which cross the imaginary straight line L i to the first conductive layer portion 20, the rigidity of the first conductive layer 20 forming the diaphragm 21 is improved overall. Accordingly, as in the first embodiment, the vibration of the first conductive layer portion 20 is stabilized, the sensitivity can be increased, and the performance and characteristics of the silicon microphone 10 can be made uniform.
In the silicon microphone 10 according to the sixth embodiment, an example is shown in which three corrugations 23 are arranged radially between the spacers 43. However, the number or angle of the corrugations 23 can be arbitrarily determined according to the characteristics of the silicon microphone 10.

(第7実施形態)
本発明の第7実施形態によるシリコンマイクロホンを図12に示す。
図12に示すシリコンマイクロホンは、上記の条件(3)を満たしている。すなわち、第7実施形態では、コルゲーション23は、第一導電層部20の周方向へ複数設置されている各スペーサ43の外周側に配置されている。第7実施形態の場合、コルゲーション23は、複数のスペーサ43の外周側において第一導電層部20と同心円上に設けられている。これにより、コルゲーション23は、スペーサ43の外周側において、円周上に連続して形成されている。
(Seventh embodiment)
A silicon microphone according to a seventh embodiment of the present invention is shown in FIG.
The silicon microphone shown in FIG. 12 satisfies the above condition (3). That is, in the seventh embodiment, the corrugation 23 is disposed on the outer peripheral side of each spacer 43 that is installed in the circumferential direction of the first conductive layer portion 20. In the case of the seventh embodiment, the corrugation 23 is provided concentrically with the first conductive layer portion 20 on the outer peripheral side of the plurality of spacers 43. Accordingly, the corrugation 23 is continuously formed on the circumference on the outer peripheral side of the spacer 43.

第7実施形態のように、第一導電層部20のスペーサ43の外周側にコルゲーション23を形成することにより、ダイアフラム21を形成する第一導電層部20の剛性は全体的に向上する。第一導電層部20の剛性が向上することにより、第一導電層部20は応力の変化にともなう歪みが生じにくくなる。そのため、第一導電層部20は、局部的な過大な振動または過小な振動の発生が低減され、ダイアフラム21を形成する中心部の外周側に位置する周辺部22で発生する変則的な振動が低減される。したがって、第一導電層部20の振動が安定し、感度を高めることができるとともに、シリコンマイクロホン10の性能および特性の均一化を図ることができる。   By forming the corrugation 23 on the outer peripheral side of the spacer 43 of the first conductive layer portion 20 as in the seventh embodiment, the rigidity of the first conductive layer portion 20 forming the diaphragm 21 is improved as a whole. As the rigidity of the first conductive layer portion 20 is improved, the first conductive layer portion 20 is less likely to be distorted due to a change in stress. Therefore, the first conductive layer portion 20 is reduced in the occurrence of local excessive vibration or excessive vibration, and irregular vibration generated in the peripheral portion 22 located on the outer peripheral side of the central portion forming the diaphragm 21 is reduced. Reduced. Therefore, the vibration of the first conductive layer portion 20 is stabilized, the sensitivity can be increased, and the performance and characteristics of the silicon microphone 10 can be made uniform.

(その他の実施形態)
以上説明した複数の実施形態では、ダイアフラム21を形成する第一導電層部20を第二導電層部30から伸びるスペーサ43によって支持する例について説明した。しかし、本発明は、第一導電層部20をスペーサ43によって支持する例に限らず適用することができる。
(Other embodiments)
In the plurality of embodiments described above, the example in which the first conductive layer portion 20 forming the diaphragm 21 is supported by the spacer 43 extending from the second conductive layer portion 30 has been described. However, the present invention is not limited to the example in which the first conductive layer portion 20 is supported by the spacer 43, and can be applied.

図13に示すように、ダイアフラム21を形成する第一導電層部20は、シリコン基板11が支持する構成としてもよい。この場合、キャビティ12を形成するシリコン基板11は、第一導電層部20を支持する支持部を形成する。
また、図14に示すように、ダイアフラム21を形成する第一導電層部20は、シリコン基板11から伸びる支持部14によって支持する構成としてもよい。
As shown in FIG. 13, the first conductive layer portion 20 forming the diaphragm 21 may be configured to be supported by the silicon substrate 11. In this case, the silicon substrate 11 that forms the cavity 12 forms a support portion that supports the first conductive layer portion 20.
As shown in FIG. 14, the first conductive layer portion 20 forming the diaphragm 21 may be supported by a support portion 14 extending from the silicon substrate 11.

さらに、図15に示すように、ダイアフラム21を形成する第一導電層部20が第二導電層部30側へ移動する構成としてもよい。図15に示すシリコンマイクロホン10の場合、第一導電層部20および第二導電層部30に通電すると、第一導電層部20と第二導電層部30との間の静電引力により、第一導電層部20は第二導電層部30側へ吸引される。そして、第一導電層部20は、第二導電層部30から伸びるスペーサ44と接することにより移動が制限される。このように、ダイアフラム21を形成する第一導電層部20は、通電されると第二導電層部30側へ移動する。このとき、スペーサ44は第一導電層部20を支持する支持部を構成する。   Further, as shown in FIG. 15, the first conductive layer portion 20 forming the diaphragm 21 may be moved to the second conductive layer portion 30 side. In the case of the silicon microphone 10 shown in FIG. 15, when the first conductive layer portion 20 and the second conductive layer portion 30 are energized, the electrostatic attraction between the first conductive layer portion 20 and the second conductive layer portion 30 causes the first The one conductive layer part 20 is attracted to the second conductive layer part 30 side. The movement of the first conductive layer portion 20 is restricted by contacting the spacer 44 extending from the second conductive layer portion 30. Thus, the first conductive layer portion 20 forming the diaphragm 21 moves to the second conductive layer portion 30 side when energized. At this time, the spacer 44 constitutes a support portion that supports the first conductive layer portion 20.

以上説明した複数の実施形態では、支持部となるスペーサ43を第一導電層部20および第二導電層部30の周方向の四個所に配置する例について説明した。しかし、支持部となるスペーサ43は、二個所以上であれば四個所に限らず配置することができる。スペーサ43が二個所の場合は、スペーサ間を結ぶ円弧状の仮想線上に剛性部を配置すればよい。
また、複数の実施形態では、ダイアフラム21を形成する第一導電層部20およびプレート33を形成する第二導電層部30などを円形状に形成する例について説明した。しかし、第一導電層部20および第二導電層部30は、円形に限らず、楕円形状、矩形状あるいは多角形状に形成してもよい。
さらに、上記の複数の実施形態では、各実施形態を個別に適用したコンデンサマイクロホン10について説明したが、複数の実施形態を組み合わせてコンデンサマイクロホン10に適用してもよい。
In the plurality of embodiments described above, the example in which the spacers 43 serving as the support portions are arranged at four locations in the circumferential direction of the first conductive layer portion 20 and the second conductive layer portion 30 has been described. However, the spacers 43 serving as the support portions can be arranged not limited to four places as long as there are two or more places. When there are two spacers 43, the rigid portion may be arranged on an arcuate imaginary line connecting the spacers.
Moreover, in several embodiment, the 1st conductive layer part 20 which forms the diaphragm 21, the 2nd conductive layer part 30 which forms the plate 33, etc. were demonstrated in the circular shape. However, the first conductive layer portion 20 and the second conductive layer portion 30 are not limited to a circular shape, and may be formed in an elliptical shape, a rectangular shape, or a polygonal shape.
Furthermore, in the above-described plurality of embodiments, the condenser microphone 10 to which each embodiment is individually applied has been described. However, a plurality of embodiments may be combined and applied to the capacitor microphone 10.

本発明の第1実施形態によるシリコンマイクロホンの概略を示す図であって、(A)は第一導電層部を第二導電層部側から見た平面図、(B)は(A)のB−B線における断面図、(C)は(A)のC−C線における断面図。It is a figure which shows the outline of the silicon microphone by 1st Embodiment of this invention, Comprising: (A) is the top view which looked at the 1st conductive layer part from the 2nd conductive layer part side, (B) is B of (A). Sectional drawing in the -B line, (C) is sectional drawing in the CC line of (A). 本発明の第1実施形態によるシリコンマイクロホンの製造工程を示す断面図。Sectional drawing which shows the manufacturing process of the silicon microphone by 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態によるシリコンマイクロホンの製造工程を示す断面図。Sectional drawing which shows the manufacturing process of the silicon microphone by 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態によるシリコンマイクロホンの製造工程を示す断面図であって、スペーサの近傍を拡大した図。It is sectional drawing which shows the manufacturing process of the silicon microphone by 1st Embodiment of this invention, Comprising: The figure which expanded the vicinity of the spacer. 本発明の第2実施形態によるシリコンマイクロホンの概略を示す断面図。Sectional drawing which shows the outline of the silicon microphone by 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態によるシリコンマイクロホンの概略を示す断面図。Sectional drawing which shows the outline of the silicon microphone by 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4実施形態によるシリコンマイクロホンの概略を示す図であって、第一導電層部を第二導電層部側から見た平面図。It is a figure which shows the outline of the silicon microphone by 4th Embodiment of this invention, Comprising: The top view which looked at the 1st conductive layer part from the 2nd conductive layer part side. 本発明の第5実施形態によるシリコンマイクロホンの概略を示す図であって、第一導電層部を第二導電層部側から見た平面図。It is a figure which shows the outline of the silicon microphone by 5th Embodiment of this invention, Comprising: The top view which looked at the 1st conductive layer part from the 2nd conductive layer part side. 本発明の第4実施形態によるシリコンマイクロホンの概略を示す図であって、第一導電層部を第二導電層部側から見た平面図。It is a figure which shows the outline of the silicon microphone by 4th Embodiment of this invention, Comprising: The top view which looked at the 1st conductive layer part from the 2nd conductive layer part side. 本発明の第5実施形態によるシリコンマイクロホンの概略を示す図であって、第一導電層部を第二導電層部側から見た平面図。It is a figure which shows the outline of the silicon microphone by 5th Embodiment of this invention, Comprising: The top view which looked at the 1st conductive layer part from the 2nd conductive layer part side. 本発明の第6実施形態によるシリコンマイクロホンの概略を示す図であって、第一導電層部を第二導電層部側から見た平面図。It is a figure which shows the outline of the silicon microphone by 6th Embodiment of this invention, Comprising: The top view which looked at the 1st conductive layer part from the 2nd conductive layer part side. 本発明の第7実施形態によるシリコンマイクロホンの概略を示す図であって、第一導電層部を第二導電層部側から見た平面図。It is a figure which shows the outline of the silicon microphone by 7th Embodiment of this invention, Comprising: The top view which looked at the 1st conductive layer part from the 2nd conductive layer part side. 本発明の他の実施形態によるシリコンマイクロホンの概略を示す断面図。Sectional drawing which shows the outline of the silicon microphone by other embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態によるシリコンマイクロホンの概略を示す断面図。Sectional drawing which shows the outline of the silicon microphone by other embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態によるシリコンマイクロホンの概略を示す断面図。Sectional drawing which shows the outline of the silicon microphone by other embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10:シリコンマイクロホン、11:シリコン基板、20:第一導電層部、21:ダイアフラム、23:コルゲーション(剛性部)、25:肉厚部、30:第二導電層部、33:プレート、40:絶縁層部、43:スペーサ(支持部) 10: Silicon microphone, 11: Silicon substrate, 20: First conductive layer part, 21: Diaphragm, 23: Corrugation (rigid part), 25: Thick part, 30: Second conductive layer part, 33: Plate, 40: Insulating layer part 43: Spacer (supporting part)

Claims (8)

中心部にダイアフラムを形成する導電層部と、
前記導電層部の周方向において複数の個所に設けられ、前記導電層部を支持する支持部と、
前記導電層部に設けられ、複数の前記支持部を結ぶ仮想直線を跨いで配置されている剛性部と、
を備えるシリコンマイクロホン。
A conductive layer that forms a diaphragm in the center; and
Provided in a plurality of locations in the circumferential direction of the conductive layer portion, and a support portion for supporting the conductive layer portion;
A rigid portion provided in the conductive layer portion and disposed across an imaginary straight line connecting the plurality of support portions;
Silicon microphone equipped with.
中心部にダイアフラムを形成する導電層部と、
前記導電層部の周方向において複数の個所に設けられ、前記導電層部を支持する支持部と、
前記導電層部に設けられ、複数の前記支持部の間に配置されている剛性部と、
を備えるシリコンマイクロホン。
A conductive layer that forms a diaphragm in the center; and
Provided in a plurality of locations in the circumferential direction of the conductive layer portion, and a support portion for supporting the conductive layer portion;
A rigid portion provided on the conductive layer portion and disposed between the plurality of support portions;
Silicon microphone equipped with.
中心部にダイアフラムを形成する導電層部と、
前記導電層部の周方向において複数の個所に設けられ、前記導電層部を支持する支持部と、
前記導電層部に設けられ、前記導電層部において前記支持部の外周側に配置されている剛性部と、
を備えるシリコンマイクロホン。
A conductive layer that forms a diaphragm in the center; and
Provided in a plurality of locations in the circumferential direction of the conductive layer portion, and a support portion for supporting the conductive layer portion;
A rigid portion that is provided on the conductive layer portion and disposed on the outer peripheral side of the support portion in the conductive layer portion;
Silicon microphone equipped with.
前記剛性部は、前記導電層部と同心円上の円周状に形成されている請求項1または3記載のシリコンマイクロホン。   4. The silicon microphone according to claim 1, wherein the rigid portion is formed in a circumferential shape concentrically with the conductive layer portion. 前記剛性部は、前記導電層部と同心円上の円弧状に形成されている請求項1または3記載のシリコンマイクロホン。   The silicon microphone according to claim 1, wherein the rigid portion is formed in an arc shape concentrically with the conductive layer portion. 前記剛性部は、前記導電層部の径方向へ放射状に形成されている請求項1記載のシリコンマイクロホン。   The silicon microphone according to claim 1, wherein the rigid portion is formed radially in a radial direction of the conductive layer portion. 前記剛性部は、前記導電層部の板厚方向に段差を形成するコルゲーションである請求項1から6のいずれか一項記載のシリコンマイクロホン。   The silicon microphone according to claim 1, wherein the rigid portion is a corrugation that forms a step in a plate thickness direction of the conductive layer portion. 前記剛性部は、前記導電層部の肉厚が大きな肉厚部である請求項1から6のいずれか一項記載のシリコンマイクロホン。   The silicon microphone according to claim 1, wherein the rigid portion is a thick portion where a thickness of the conductive layer portion is large.
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