JP2008539666A5 - - Google Patents

Claims (64)

1. 少なくとも第１のシリコン層を有するウェハからマイクロ機械加工されたマイクロフォンを製造する方法であって、該方法は、
   該第１のシリコン層の表側に少なくとも１つの酸化物層を形成することと、
   少なくとも１つの該酸化物層に、ダイヤフラムを含む複数のポリシリコンマイクロフォン構造を形成することと、
   該第１のシリコン層を介して形成された複数のトレンチを介して、該第１のシリコン層の裏側から、複数のポリシリコンのマイクロフォン構造の下にある少なくとも１つの酸化物層のうちの一部分を除去することと
   を包含する、方法。
2. 前記第１のシリコン層の前記表側に少なくとも１つの酸化物層を形成することは、
   該第１のシリコン層を介して前記トレンチを形成することと、
   該第１のシリコン層の表側を覆い、該トレンチをライニングする少なくとも１つの酸化物層を堆積させることと、
   該第１の酸化物層に複数の犠牲のポリシリコンのマイクロフォン構造を形成することと、
   該第１の酸化物層および該犠牲のポリシリコンのマイクロフォン構造の上に第２の酸化物層を堆積させることと、
   該犠牲のポリシリコンマイクロフォン構造を除去することと
   を包含する、請求項１に記載の方法。
3. 前記第１の酸化物層に前記複数の犠牲のポリシリコン構造を形成することは、
   該第１の酸化物層を覆い前記ライニングされたトレンチを充填するポリシリコン層を堆積させることと、
   該ポリシリコン層をパターニングすることによって複数の犠牲のポリシリコンのマイクロフォン構造を形成することと
   を包含する、請求項２に記載の方法。
4. 前記複数のポリシリコン構造の下にある前記少なくとも１つの酸化物層の前記一部分を除去する前に、
   該少なくとも１つの酸化物層および前記複数のポリシリコン構造の上に追加の酸化物層を形成することと、
   該追加の酸化物層をパターニングすることによってポリシリコン構造の一部および前記第１のシリコン層の一部を露出させることと、
   該ポリシリコン構造の該露出した部分および該第１のシリコン層の該露出した部分に金属電極を形成することと
   を包含する、請求項１に記載の方法。
5. 前記複数のポリシリコン構造の下にある前記少なくとも１つの酸化物層の前記一部分を除去する前に、
   前記ウェハをパターニングさせることによって、前記ダイヤフラムの少なくとも一部分を露出させることと、
   該ダイヤフラムの該露出した一部分の上に、該ダイヤフラムの少なくとも１つの穴の上から第１のフォトレジスト層を堆積させることと、
   前記フォトレジスト材料をパターニングさせることによって、該ダイヤフラムの該一部分を再び露出させることと、
   該ダイヤフラムにおける該少なくとも１つの穴の下の酸化物の一部分を除去することと、
   該ダイヤフラムにおける該少なくとも１つの穴の下にペデスタルを形成する第２のフォトレジスト層を堆積させることであって、該ペデスタルは、該複数のポリシリコン構造の下にある該少なくとも１つの酸化物層の該一部分の除去の間に、該ダイヤフラムを支持することと、
   該複数のポリシリコン構造の下にある該少なくとも１つの酸化物層の該一部分を除去した後に、該ペデスタルを除去することと
   を包含する、請求項１に記載の方法。
6. 前記ポリシリコンのマイクロフォン構造の形成の間に、複数の慣性センサ構造を形成することをさらに包含する、請求項１に記載の方法。
7. 前記複数の犠牲のポリシリコンのマイクロフォン構造の形成の間に、前記第１の酸化物層上に複数の犠牲のポリシリコンの慣性センサ構造を形成することと、
   該犠牲のポリシリコンの慣性センサ構造の上に前記第２の酸化物層を堆積させることと、
   該犠牲のポリシリコンの慣性センサ構造を除去することと
   をさらに包含する、請求項２に記載の方法。
8. 前記犠牲のポリシリコンのマイクロフォン構造の形成の間に、前記ポリシリコン層をパターニングさせることによって前記複数の犠牲のポリシリコンの慣性センサ構造を形成することをさらに包含する、請求項３に記載の方法。
9. 前記ウェハは、第２のシリコン層と、前記第１のシリコン層および該第２のシリコン層の間の中間酸化物層とをさらに含み、
   該第１のシリコン層の前記裏側から前記複数のポリシリコンのマイクロフォン構造の下にある前記少なくとも１つの酸化物層の前記一部分を除去することは、
   該第２のシリコン層および該中間酸化物層の下にある部分を除去することによって裏側の空洞を形成することと、
   該裏側の空洞を介して該複数のポリシリコンのマイクロフォン構造の下にある該少なくとも１つの酸化物層の該一部分を除去することと
   を包含する、請求項１に記載の方法。
10. 前記ウェハは、第２のシリコン層と、前記第１のシリコン層および該第２のシリコン層の間の中間酸化物層とをさらに含み、
    該第１のシリコン層の前記裏側から前記複数のポリシリコンのマイクロフォン構造の下にある前記少なくとも１つの酸化物層の前記一部分を除去することは、
    該第２のシリコン層および該少なくとも１つの中間酸化物層の下にある部分を除去することによって前記マイクロフォンおよび前記慣性センサのための裏側の空洞を形成することと、
    該裏側の空洞を介して該マイクロフォン構造および該慣性センサの構造の下にある少なくとも１つの中間材料の部分を除去することと
    を包含する、請求項６に記載の方法。
11. 前記第２のシリコン層の裏側にガラス層を形成することであって、該ガラス層は、前記慣性センサを覆い、密封しているが、前記マイクロフォンの前記裏側の空洞は覆っていない、請求項１０に記載の方法。
12. 前記複数のトレンチは、音波が、前記第１のシリコン層の前記裏側から前記ダイヤフラムに到達することを可能にする、請求項１に記載の方法。
13. 前記第１のシリコン層は、ＳＯＩウェハのデバイス層である、請求項１に記載の方法。
14. 少なくとも第１のシリコン層を有するウェハであって、該ウェハは、該第１のシリコン層を介して形成された複数のトレンチを含む、ウェハと、
    複数のポリシリコンのマイクロフォン構造であって、ダイヤフラムを含み、該第１のシリコン層の表側の上に形成され、該複数のポリシリコンのマイクロフォン構造は、該第１のシリコン層の該表側上に少なくとも１つの酸化物層を堆積させることによって形成され、該少なくとも１つの酸化物層上に該ポリシリコンのマイクロフォン構造を形成し、該複数のトレンチを介して該第１のシリコン層の裏側から該複数のポリシリコンのマイクロフォン構造の下にある該少なくとも１つの酸化物層の一部分を実質的に除去する、複数のポリシリコンのマイクロフォン構造と
    を備え、該複数のトレンチの設計は、該マイクロフォンの音響パフォーマンスに影響を及ぼす、装置。
15. 第１のシリコンウェハの表側の上に形成された複数のポリシリコンの慣性センサ構造をさらに備え、
    前記複数のポリシリコンのマイクロフォン構造および該複数のポリシリコンの慣性センサ構造は、実質的に同一の工程を用いて、実質的に同時に形成される、請求項１４に記載の装置。
16. 前記ウェハは、第２のシリコン層と、前記第１のシリコン層および該第２のシリコン層の間の中間酸化物層とをさらに含み、
    該第２のシリコン層と該中間酸化物層との下にある部分は、前記トレンチを露出させる裏側の空洞を形成するように除去される、請求項１４に記載の装置。
17. 前記トレンチは、前記裏側の空洞を介する前記第１のシリコン層を介して形成される、請求項１６に記載の装置。
18. 前記複数のトレンチは、音波が、前記第１のシリコン層の前記裏側から前記ダイヤフラムに到達することを可能にする、請求項１４に記載の装置。
19. 前記ダイヤフラムは、パターニングされたばね上で支持されている、請求項１４に記載の装置。
20. 同一のダイ上にマイクロ機械加工されたマイクロフォンおよびマイクロ機械加工された慣性センサを備えている、装置。
21. 前記マイクロフォンおよび前記慣性センサは、前記ダイの上面シリコン層の表側の上に形成されたポリシリコン構造を含み、該上面シリコン層は、製造の間に該上面シリコン層の裏側から前記ポリシリコン構造の下にある酸化物の除去を可能にする複数のトレンチを含む、請求項２０に記載の装置。
22. 前記マイクロ機械加工された慣性センサは、密閉式に密封されている、請求項２０に記載の装置。
23. 前記ダイは、空洞と少なくとも１つのポートとを有するパッケージにおいて組み立てられる、請求項２０に記載の装置。
24. 前記ポートは、フィルタによって広げられている、請求項２３に記載の装置。
25. 前記フィルタは、機械的な支持部によって強化される、請求項２４に記載の装置。
26. 少なくとも第１のシリコン層を有し、マイクロ機械加工されたマイクロフォンを備えている装置であって、
    該第１のシリコン層を介して形成された複数のトレンチと、
    複数のポリシリコンのマイクロフォン構造と
    を有し、
    該複数のポリシリコンのマイクロフォン構造は、ダイヤフラムを含み、該第１のシリコン層の表側の上に形成され、
    空洞と少なくとも１つのポートとを有するパッケージにおいて組み立てられる、装置。
27. 複数の表面において前記少なくとも１つのポートをさらに備えている、請求項２６に記載の装置。
28. 底部の表面においてポートを有するパッケージをさらに備えている、請求項２６に記載の装置。
29. 前記ポートに音パスを提供する前記底面の表面において、複数の通路を有するパッケージをさらに備えている、請求項２６に記載の装置。
30. 少なくとも第１のシリコン層を有し、マイクロ機械加工されたマイクロフォンを備えている装置であって、
    該第１のシリコン層を介して形成された複数のトレンチと、
    複数のポリシリコンのマイクロフォン構造と
    を有し、
    該複数のポリシリコンのマイクロフォン構造は、ダイヤフラムを含み、該第１のシリコン層の表側の上に形成され、
    ＳＯＩウェハ上に製造される、装置。
31. シリコンウェハ上に製造されたマイクロ機械加工されたマイクロフォンを備え、
    該ウェハが単独になる前に薄くされる、装置。
32. ＳＯＩウェハの使用をさらに含む、請求項３１に記載の装置。
33. 同一のパッケージの中に慣性センサをさらに備えている、請求項３１に記載の装置。
34. 同一のダイ上に慣性センサをさらに備えている、請求項３１に記載の装置。
35. マイクロフォンを形成する方法であって、該方法は、
    少なくとも１つのトレンチを基板にエッチングすることと、少なくとも１つのトレンチを少なくとも１つの犠牲材料で少なくとも部分的に充填することとによって、バックプレートを形成することと、
    液体エッチ除去可能層の少なくとも一部の上に可撓性のダイヤフラムを形成することと、
    フォトレジストの層を追加することであって、該フォトレジストの一部分は、該ダイヤフラムを支持するために、該ダイヤフラムと該バックプレートとの間にペダスタルを形成する、ことと、
    該フォトレジストを除去する前に、該少なくとも１つのトレンチを介して、該基板の裏側から、該液体エッチ除去可能材料を除去することと、
    該液体エッチ除去可能材料の少なくとも一部を除去した後、該ペダスタルを除去することと
    を包含する、方法。
36. 前記ダイヤフラムを放出することをさらに包含し、放出することは、前記液体エッチ除去可能材料を除去することと、前記ペダスタルを除去することとを包含する、請求項３５に記載の方法。
37. 前記ダイヤフラムを通る穴をパターニングすることと、
    前記液体エッチ除去可能材料を介して、ペダスタル区域を形成することと、
    該液体エッチ除去可能材料が除去されている間に、前記フォトレジストが該ダイヤフラムを実質的に支持することと
    をさらに包含する、請求項３５に記載の方法。
38. 前記バックプレートは、シリコンオンインシュレーターウェハの一部である、請求項３５に記載の方法。
39. 前記犠牲材料はポリシリコンまたは酸化物である、請求項３５に記載の方法。
40. 前記ダイヤフラムを通る第１の穴をパターニングすることと、
    前記液体エッチ除去可能材料、該ダイヤフラムおよび前記バックプレートを介してペダスタル区域を形成し、前記フォトレジストが該ダイヤフラムを支持することと
    をさらに包含する、請求項３５に記載の方法。
41. ＭＥＭＳマイクロフォンを形成する方法であって、該方法は、
    上面層を有するＳＯＩウェハを提供することと、
    該ＳＯＩウェハの該上面層上に液体エッチ除去可能材料を形成することと、
    該液体エッチ除去可能材料上にダイヤフラムを形成することと、
    該ダイヤフラムを通る穴をパターニングすることと、
    該液体エッチ除去可能材料を介してペダスタル区域を形成することと、
    該ペダスタル区域にペダスタルを形成するために、フォトレジストを追加することと、
    該フォトレジストを除去する前に、裏側の空洞を介して、該液体エッチ除去可能材料の少なくとも一部を除去することと
    を包含する、方法。
42. 前記ダイヤフラムを放出することをさらに包含する、請求項４１に記載の方法。
43. 前記液体エッチ除去可能材料の少なくとも一部を除去した後、前記フォトレジストを除去することをさらに包含する、請求項４１に記載の方法。
44. 前記ＳＯＩウェハはまた、底面層と、前記上面層と該底面層との間の中間層とを有し、前記方法は、裏側の空洞を形成するために、該底面層と該中間層との一部分を除去することをさらに包含する、請求項４１に記載の方法。
45. 前記ＳＯＩウェハの前記上面層を介して、バックプレートとレンチを形成することをさらに包含する、請求項４４に記載の方法。
46. ＭＥＭＳマイクロフォンを形成する方法であって、該方法は、
    酸化物層の上にダイヤフラム層を提供することであって、該酸化物層は該ダイヤフラム層と基板との間に存在する、ことと、
    該基板と該ダイヤフラムとの間に、フォトレジスト材料を形成することと、
    裏側の空洞を形成することと、
    該酸化物層の少なくとも一部を除去するために、該裏側の空洞を介して、該酸化物層に液体エッチ材料を適用することであって、該フォトレジスト材料の少なくとも一部は、該液体エッチ材料が適用された後、該ダイヤフラム層を支持する、ことと、
    該ダイヤフラム層を放出するために、該酸化物層の少なくとも一部を除去した後、該フォトレジスト材料の実質的に全てを除去することと
    を包含する、方法。
47. 提供することは、前記ダイヤフラムから、犠牲層上に材料を堆積することを包含する、請求項４６に記載の方法。
48. バックプレートを形成することは、犠牲酸化物を含む犠牲材料で少なくとも１つのトレンチを充填することを包含する、請求項３５に記載の方法。
49. バックプレートを形成することは、犠牲ポリシリコンを含む犠牲材料で少なくとも１つのトレンチを充填することを包含する、請求項３５に記載の方法。
50. バックプレートを形成することは、酸化物をふくむ材料および犠牲ポリシリコンを含む犠牲材料で少なくとも１つのトレンチを充填することを包含する、請求項３５に記載の方法。
51. ウェハの裏側の空洞への開口を有する伝導性のバックプレートを含むウェハと、
    該バックプレートによって支持される複数の伝導性のダイヤフラム特徴であって、該複数の伝導性のダイヤフラム特徴は、サラウンドと、ダイヤフラムと、該ダイヤフラムを該サラウンドに連結する少なくとも１つのばねとを含み、該ダイヤフラムは該サラウンドから離間されている、複数の伝導性のダイヤフラム特徴と、
    該ダイヤフラムと該バックプレートとを電気的に絶縁するように、該バックプレートと該サラウンドとの間の少なくとも１つの酸化物層であって、該バックプレートと該ダイヤフラムとは、該ダイヤフラムの振動を感知するために容量性結合される、少なくとも１つの酸化物層と
    を備えている、マイクロフォン。
52. 前記バックプレートと前記ダイヤフラムとはコンデンサの固定板と可動板とを形成する、請求項５１に記載のマイクロフォン。
53. 前記サラウンドは、酸化物層に連結され、そのような酸化物層は前記バックプレートに連結される、請求項５１に記載のマイクロフォン。
54. 前記ダイヤフラムは、穿孔される、請求項５１に記載のマイクロフォン。
55. 前記ダイヤフラムは、波形加工される、請求項５１に記載のマイクロフォン。
56. 前記ダイヤフラムのアセンブリは、ポリシリコンを含む、請求項５１に記載のマイクロフォン。
57. 前記バックプレートは、シリコンオンインシュレーターウェハのシリコン層から形成される、請求項５１に記載のマイクロフォン。
58. 前記バックプレートは、多くのトレンチを含む、請求項５１に記載のマイクロフォン。
59. 前記トレンチは、音波が、基板の裏側から前記ダイヤフラムに到達することを可能にする、請求項５８に記載のマイクロフォン。
60. ダイヤフラムの信号に応答して生成される信号を処理する集積回路をさらに備えている、請求項５１に記載のマイクロフォン。
61. 電荷を受容することが可能であり、裏側の空洞への開口を有するバックプレートと、
    伝導性のダイヤフラムと、
    該ダイヤフラムを該バックプレートに可動に連結するマイクロフォンサスペンション手段であって、該マイクロフォンサスペンション手段は、該ダイヤフラムをサラウンドに連結する少なくとも１つのばねを含み、該ダイヤフラムは該サラウンドから離間されている、マイクロフォンサスペンション手段と、
    該ダイヤフラムと該バックプレートとを電気的に絶縁する酸化物と
    を備えている、マイクロフォン。
62. コンデンサの固定板と振動板とを形成するために、前記バックプレートと前記ダイヤフラムとを容量性連結する手段をさらに備えている、請求項６１に記載のマイクロフォン。
63. 音波が前記基板の裏側から前記ダイヤフラムに到達することを可能にする手段をさらに備えている、請求項６１に記載のマイクロフォン。
64. ダイヤフラムの振動に応答して信号を生成する手段をさらに備えている、請求項６１に記載のマイクロフォン。
    

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