JP2008546240A - シリコンマイクロフォン - Google Patents

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    • B81B2201/02Sensors
    • B81B2201/0257Microphones or microspeakers

Abstract

剛性を有する穴領域と、周囲領域とを備える、導電性または半導電性材料からなるバックプレートと、導電性または半導電性材料からなる振動板であって、前記穴領域を覆って延在する可撓性部材と、前記バックプレートの前記周囲領域に少なくとも部分的に接続され且つ前記バックプレートの前記周囲領域から絶縁されている周囲領域とを備えており、前記バックプレートの前記穴領域および前記振動板の可撓性部材が、空洞部により互いに離間している、コンデンサの2枚の平行板を形成している、振動板と、前記振動板の前記周囲領域に形成されたボンドパッドと、前記バックプレートの前記周囲領域に形成されたボンドパッドと、前記バックプレートの前記周囲領域に形成された前記ボンドパッドを取り囲む、前記振動板に形成されたチャネルであって、少なくとも1つの空気チャネルが前記振動板の前記周囲領域に形成され且つ前記可撓性部材と前記バックプレートの前記穴領域の間の前記空洞部内に開口している、チャネルと、各空気チャネルに接続された、前記振動板の前記周囲領域を貫通する少なくとも1つの通気口と、を備えるシリコンマイクロフォン。
【選択図】図9

Description

本発明は、シリコンマイクロフォン、特にバックプレートチップを有するシリコンマイクロフォンに関する。
静電容量マイクロフォンは、一般的に可撓性部材に取り付けられた電極を含む振動板と、他の電極に取り付けられた、可撓性部材に平行なバックプレートとを備える。バックプレートは、比較的剛性があり、通常、バックプレートと可撓性部材の間で空気を移動可能とする複数の穴を含む。バックプレートと可撓性部材は、コンデンサの平行板を形成する。可撓性部材の音響圧力が、コンデンサの容量を変化させる部材のたわみを引き起こす。容量の変化は電子回路によって処理され、変化に応じた電気信号を与える。
小型マイクロフォンを含めて、微小電子機械システム(MEMS)は、集積回路の製造に一般的に用いられる技法で製造される。MEMSマイクロフォンの潜在的用途は補聴器や携帯電話用マイクロフォンおよび車両用圧力センサを含む。
シリコンマイクロフォンは製造された後、デバイス上に実装されなければならない。この実装工程の間に、シリコンマイクロフォンのバックプレートがずれたり、または変形する可能性がある。実装の間のバックプレートのいかなる移動もマイクロフォンの感度を低下させたり、またはマイクロフォンの動作を妨げる可能性がある。
シリコンマイクロフォンの性能を制限する要因には、コンデンサの2枚の平行板の間のリーク電流、マイクロフォン内の寄生容量、振動板とバックプレートの間のスティクション(付着障害)を含む。
マイクロフォンコンデンサの2枚のプレートが互いに完全には絶縁されない場合にリーク電流が生じる。ウェーハのダイシングの間にマイクロフォンに対してボンドパッドを設ける際に絶縁不良(compromised isolation)が生じる可能性がある。リーク電流は、シリコンマイクロフォンのインピーダンスを減少させる。理想的には、インピーダンスは無限大であるが、マイクロフォン加工および設計により常にいくらかリークがあることになる。システムの中には、リーク電流の問題を前置増幅器にチャージポンプを用いることによって解決しているものもある。前置増幅器およびチャージポンプを用いることで所望の動作電圧より高い電圧でマイクロフォンを動作させることが可能になり、リーク電流に対する感度がより小さくなる。
寄生容量は、ダイシング後ウェーハの端部上にある破片が原因となることがある。寄生容量は、誘電体層などの好ましくない影響により生じる漂遊容量である。これらの容量もまた、シリコンマイクロフォンの性能に影響する。
スティクションは小さな静電容量デバイスに共通の問題である。スティクションが起こる可能性のある領域は、マイクロフォンのダイシング中である。通常、マイクロフォンウェーハは、薄い振動板を保護するために上部側に粘着テープを配置することによって保護される。同時に、ウェーハは、やはりダイシングの間に水がウェーハの後部側に入ることにならないように別の一片の粘着テープ上に置かれる。これら2つの保護テープは、上部振動板と底部ウェーハの間に密閉された空気柱を形成する。振動板は薄い膜なので、任意の温度変化が、密閉された空気柱を膨張させ、それによって振動板を押し付けたり、加圧することがある。この圧力が、振動板を数ミクロンしか離れていないバックプレートに接触させることがある。バックプレートと振動板の間の僅かな接触時間の後に接合が形成され、そのためスティクションが生じている。
本発明の目的は、スティクション、リーク電流および寄生容量を減少させたシリコンマイクロフォンを提供し、また、少なくとも一般の人々に有用な選択の幅を提供することである。
広い意味で、一態様において本発明は、剛性を有する穴領域と、周囲領域とを備える、導電性または半導電性材料からなるバックプレートと、導電性または半導電性材料からなる振動板であって、前記穴領域を覆って延在する可撓性部材と、前記バックプレートの前記周囲領域に少なくとも部分的に接続され且つ前記バックプレートの前記周囲領域から絶縁されている周囲領域とを備えており、前記バックプレートの前記穴領域および前記振動板の可撓性部材が、空洞部により互いに離間している、コンデンサの2枚の平行板を形成している、振動板と、前記振動板の前記周囲領域に形成されたボンドパッドと、前記バックプレートの前記周囲領域に形成されたボンドパッドと、前記バックプレートの前記周囲領域に形成された前記ボンドパッドを取り囲む、前記振動板に形成されたチャネルであって、少なくとも1つの空気チャネルが前記振動板の前記周囲領域に形成され且つ前記可撓性部材と前記バックプレートの前記穴領域の間の前記空洞部内に開口している、チャネルと、各空気チャネルに接続された、前記振動板の前記周囲領域を貫通する少なくとも1つの通気口と、を備えるシリコンマイクロフォンを備えている。
好ましくは、ボンドパッドを取り囲むチャネルは幅が40〜50ミクロンの間である。
好ましくは、2つの空気チャネルが提供される。
好ましくは、各空気チャネルは、幅が約20ミクロンである。
好ましくは、各空気チャネルは迂回路を有する。
好ましくは、シリコンマイクロフォンは空気チャネル当たり1つの空気通気口を備える。
シリコンマイクロフォンおよびシリコンマイクロフォンの製造方法が、単に例示として、また添付の図面を参照して限定を意図せずにさらに説明されることになる。
シリコンマイクロフォンおよびシリコンマイクロフォンの形成方法が、シリコンマイクロフォンの特定の一実施形態を参照して説明される。これは、本発明を限定するものではない。リーク電流、寄生容量、スティクション(付着障害)を減少させる製造工程はいかなるシリコンマイクロフォンにも適用可能である。
図1Aは、シリコンマイクロフォン用の振動板製造に使用できる第1ウェーハの側面図である。このウェーハは、高濃度ドープシリコンからなる第1層1、酸化膜からなる中間層2およびシリコン基板からなる第3層3から形成されている。一実施形態では、第1層はp++ドープシリコン、第3層はn型基板である。代替的実施形態では、第1層がn++ドープシリコン、第3層がp型基板でよい。通常、第1層1は、厚さ4ミクロン程度であり、第2層は、厚さ2ミクロン程度である。シリコンマイクロフォンに使用されるこれらの層の厚さは、マイクロフォンの必要とされる特性によって決まる。基板層は他の2層より厚く、例えば厚さ約400〜600ミクロン程度であってよい。
図示された側面図は、原寸にしたがって描かれておらず、ただ図示を目的として提供されていることに留意されたい。
別の実施形態では、任意の適切なウェーハが使用されてよい。
図1Bは、シリコンマイクロフォン用のバックプレート製造に使用できる第2ウェーハの側面図である。このウェーハはシリコンウェーハ4を備える。ウェーハは高濃度ドープシリコンであり、p型シリコンでもn型シリコンでもよい。好ましい実施形態ではウェーハは<100>シリコンである。他の実施形態では、異なるシリコン表面または構造が使用可能である。
別の実施形態では、任意の適切なウェーハが使用されてよい。
図1Cは、シリコンマイクロフォンにバックプレート支持体を提供するのに使用される第3ウェーハの側面図である。このウェーハは、好ましくはパイレックス(Pyrex)(登録商標)またはホウケイ酸ガラスであるが、代替的に任意の適切な材料から作れられることができ、その材料は絶縁体でも非絶縁体でもよい。
図1A、1Bおよび1Cは、これら3枚のウェーハの側面図であるが、ウェーハは2つの主面を有する三次元体である。第1ウェーハの2つの主面は上面と底面である(図1Aには図示されていない)。第1主面、即ち上面は高濃度ドープシリコンを含む。第2主面、即ち底面はシリコン基板を含む。
図1Bにおいて、主面はウェーハの上部および底部にあるが、共に高濃度シリコンウェーハを含む。
図1Cにおいて、主面はウェーハの上部および底部にある。
シリコンマイクロフォン製造では、これら3枚のウェーハが、まず別個に処理され、その後一緒に接合させられ、さらに加工される。
図2Aおよび2Bは、ウェーハの主面上に酸化膜5が形成された後の第1および第2ウェーハを示す。酸化膜は通常、熱成長または堆積工程により両ウェーハの両主面上に形成される。各ウェーハの両主面上に酸化膜を形成することは、各ウェーハの片側だけに酸化膜が形成された場合に生じることになるウェーハの歪みのおそれを減少させる。代替的実施形態では、各ウェーハの一主面上だけに酸化膜が形成される。図2Aおよび2Bで分かるように酸化膜層5の厚さはシリコンウェーハの厚さより薄い。
例えば、窒化ケイ素など任意の他の適切な誘電体または絶縁体材料が酸化膜層の代わりに使用されてよいことを理解されたい。
第3ウェーハは、製造が完了したときにマイクロフォンが正常に動作するように、中心開口を含まなければならない。第3ウェーハが中心開口を備えていない場合、中心開口をウェーハ内に形成することができる。図2Cは、中心開口を形成するようにパターン形成後、エッチング前の第3ウェーハを示す。ウェーハ上のマスク層はクロム層であってよい。次いで開口が、ホウケイ酸ガラスをエッチングするように濃フッ酸を用いて形成されてよい。中心開口はウェットまたはドライエッチングによって形成できる。ドライエッチングが使用される場合、それはプラズマエッチングでよい。代替的実施形態では、中心開口は超音波ドリルなどの機械的手段によって形成できる。
図2Dは、ウェーハ中に開口を形成した後の第3ウェーハの側面図である。開口は、ウェーハを完全に貫いて延在する必要はなく、完成したシリコンマイクロフォン用に適切なバックボリューム(back volume)を提供しなければならない。バックボリュームの典型的な厚さは、1mm直径の穴に対して約300ミクロンでよい。第3ウェーハは作成された後、洗浄される。
図3は、第1ウェーハの第1主面内に空洞部6がパターン化され、エッチングされている一実施形態を示す。この工程では、高濃度ドープシリコン層の一部分がエッチングで除かれ高濃度ドープ部分1の薄肉部を生成する。シリコンのウェットまたはドライエッチングが使用できる。この薄肉部は最終的にマイクロフォンの振動板を形成することになるので、薄肉部の厚さがシリコンマイクロフォンの特性を決める。一実施形態では、空洞部を形成するのに反応性イオンエッチング(RIE)が使用される。このエッチングは、高濃度ドープ部分の薄肉部の最終的厚さがエッチング時間によって決まるような時間エッチングである。
空洞部の所望の形状が、シリコンマイクロフォンの必要とされる特性から決定される。
空洞部がエッチングされるときに同時に、第1ウェーハの高濃度ドープ部分1内に少なくとも1つの空気チャネルがエッチングされてよい。この空気チャネルまたは複数の空気チャネルは、迂回路を形成し、完成するとシリコンマイクロフォンのバックプレートまたは空洞部領域の開口に接続される。一実施形態では、空気チャネルの迂回路はジグザグ経路である。他の実施形態では、任意の迂回路が使用されてよい。空気チャネルに迂回路を使用する利点は、これがマイクロフォンの前部と後部の間の圧力をバランスさせる方法を与え、マイクロフォンの音響感度を低下させずにスティクションを防ぎあるいは減少させることである。
好ましい実施形態では、2つの空気チャネルが形成される。空気チャネルは第1ウェーハのドープ部分、第1と第2ウェーハの間の絶縁層または第2ウェーハのいずれにも形成できる。空気チャネルは、完成したシリコンマイクロフォンの振動板面内の通気口(vent)に接続される。空気チャネルは、シリコンマイクロフォンのバックプレート領域と振動板面の間に通路を形成することになる。この通路が、バックプレート領域と振動板の間の圧力を均一化させることを可能にし、完成したシリコンマイクロフォンの振動板とバックプレートの間にスティクションが生じるのを防ぎ、あるいは少なくとも減少させることになる。好ましい実施形態において、空気チャネルは第1ウェーハ上に絶縁層を形成する前にエッチングされてよい。
空気チャネルが第1ウェーハ内に形成される場合、空気チャネルをウェーハの他方の側に接続する通気口が、第1ウェーハ内にやはり形成されてよい。空気チャネルが第1ウェーハ内に設けられない場合でも、この時の第1ウェーハ内に通気口が形成されてよい。代替的実施形態では、通気口はボンドパッド領域がエッチングされるときに同時に第1ウェーハ内に形成される。好ましい実施形態では、各空気チャネルは、1つの通気口を備える。
一実施形態では、ウェーハの一部分が、後の加工段階でドープ部分1に電極を形成可能とするよう基板3からドープ部分1aの方にエッチングされてよい。
ウェーハの空洞部がパターン化され、エッチングされるとき同時に、分離トレンチ(isolation trench)14が図3Aに図示したように第1ウェーハの第1主面に対しパターン化され、エッチングされる。追加される後続のボンドパッドのためにエッチングされる領域15の周りに、分離トレンチがやはり提供されてよい。ダイシング後マイクロフォンの端部上にある任意の破片がマイクロフォンの性能に電気的な影響を与えることがないように、分離トレンチが、振動板層をシリコンマイクロフォンの端部から分離することによって寄生容量を減少させる。分離トレンチは通常幅が40〜50ミクロンである。
図4に示したように第1および第2ウェーハが一緒に接合される。一緒に接合された主面は第1ウェーハの第1主面1と第2ウェーハ4の主面の1つである。好ましい実施形態では、2つのウェーハは溶融接合を用いて一緒に接合される。図4に示したように、一緒に接合されるのは第2ウェーハ4の酸化膜層5と第1ウェーハのパターン化された酸化膜層5である。
図5は、酸化膜層が、これらのウェーハの露出された主面から剥離された後の第1および第2ウェーハを示す。酸化膜剥離は周知であり、任意の適切な技法が露出された表面から酸化膜を剥離するのに用いられてよい。
図6は、ボンドパッドを取り付けることができる領域を提供するように第1ウェーハを選択的にエッチングした後の、第1および第2ウェーハを示す。
図6に示したように、音響穴が第2ウェーハ中にパターン化され、エッチングされる。音響穴は任意の適切な方法を用いて第2ウェーハ中にエッチングされてよい。音響穴をパターン化し、エッチングする一実施形態では、第1工程は第2ウェーハ4の外側の主面上に酸化膜層7を形成することである。次いで酸化膜はレジスト層で覆われ、次にレジストがパターン化される。エッチングが行われ、酸化膜7およびシリコン4を貫通する音響穴がエッチングされる。このエッチングは、音響穴の底部の酸化膜層5もエッチングし、音響穴と第1ウェーハの高濃度ドープシリコン層1内に形成された空洞部の間のアクセスを提供できる。
金属は、クロムおよび金または任意の他の適切な金属または金属の組み合わせ、例えばチタン、アルミニウムの組合せでよい。一実施形態において、金属7は、マイクロフォンを下にあるキャリアに取り付けるためのコーナーアンカーパッドを含むようにパターン化され、エッチングされる。
図6で分かるように、領域14は、ボンドパッドがシリコンマイクロフォンの振動板およびバックプレート表面上に形成可能であるようにエッチングされている。第1ウェーハ内に空気チャネルに対する通気口がまだエッチングされていない場合、これらは、この工程の間にエッチングできる。
シリコンウェーハ内の音響穴または開口は円形であり、シリコンウェーハの矩形内部に配置される。ウェーハは、その中心がシリコンウェーハスタックの中心にあり、長さ及び幅はウェーハスタックのものより短い。開口の形状と配置はマイクロフォンから適切な音響性能を得るように選択される。
音響穴のエッチングの間に、シリコンマイクロフォンの周囲に沿って小さな領域またはギャップがやはりエッチングされてよい(図示せず)。好ましい実施形態では、このエッチングは、反応性イオンエッチング遅れ(RIE−lag)によって実施できる。反応性イオンエッチング遅れは、この場合、レジストマスク中の、寸法の小さい周囲のギャップが、寸法の大きな音響穴より小さい深さにエッチングされる現象である。反応性イオンエッチング遅れのために、シリコンマイクロフォンの周囲近くのギャップは、完全には、シリコン層4を貫通してエッチングしない。この不十分にエッチングされた周囲は、接合ウェーハが応力を加えられたとき、即ちローラによる圧力を受けたときに破断する、弱化線を提供する。この不完全なエッチ部の形成は、研磨剤やウェット工程を使用しないことで脆い振動板の破損の可能性を少なくし、ウェーハを個々のマイクロフォンチップにダイシングすることを可能にする。部分的なエッチ部は、ダイシング時にウェーハの破断を容易にするために十分深くなければならないが、ダイシング前に破断せずにウェーハの取り扱いを容易にするに足りるだけ浅くなければならない。
図6Aは、第2ウェーハの第2主面に第3ウェーハを接合し、第1ウェーハの一部から絶縁層をエッチングで取り去った後の図6のシリコンマイクロフォンを示す。好ましい実施形態では、第3ウェーハは第2ウェーハに陽極接合される。第3ウェーハは、振動板がエッチングされる前または後に第2ウェーハに接合できる。第3ウェーハが非絶縁体材料である場合、絶縁層が第2ウェーハに接合され、第3ウェーハがその絶縁層に接合される。
図6Bは、図6のシリコンマイクロフォンの上面図である。ウェーハ3はマイクロフォンの上面図の主要部分を形成する。振動板1は、ウェーハ3内の開口を通して見ることができる。側部で分かるように、開口が形成されており、その開口内でマイクロフォンのバックプレートに対するボンドパッドが形成される。リーク電流を減らすために、ボンドパッドが形成される領域の周囲にバリアおよびチャネルが形成される。バリアは絶縁層と第1ウェーハの層のうちのいくつかに形成される。チャネルは中間のパッドをウェーハ3から分離する。チャネルは振動板と一緒にエッチングされる。チャネルの典型的な寸法は約30〜50ミクロンの間である。ボンドパッド形成の間にバリア上にスパッタリングされた任意の金属はチャネルによって振動板から絶縁され、したがって中心部のボンドパッドとウェーハ3の間にリークは起こらない。
バリアは、任意の金属がそれを越えてウェーハ3に達することを防ぐ犠牲壁として機能する。バリアのさらなる利点は、ダイシングの間に任意の金属がそれを越えて振動板およびウェーハ3にまで散らばるのを防ぐことである。ダイシングは物理的プロセスであるため、中心パッドからの金属の一部が、ダイシングブレードに付着して、それによってボンドパッド領域に近いウェーハ3の上に堆積することがある。この堆積した金属はウェーハ3の短絡を引き起こすことがある。
バリアおよびチャネルは、図6、6A、7および7Aに示したように層3がエッチングされるときに、シリコンマイクロフォン内に形成されてもよい。
図7Bは、シリコンマイクロフォン上にボンドパッドが形成された後のシリコンマイクロフォンの上面図を示す。
マイクロフォンの上面図における振動板の開口の形状ならびにボンドパッドの形状および位置が限定的なものでないことを留意されたい。これらは、単に例として示されている。
図7Aは、第2ウェーハの第2主面に第3ウェーハを接合した後の図7のシリコンマイクロフォンを示す。好ましい実施形態では、第3ウェーハは第2ウェーハに陽極接合される。第3ウェーハは、電極が第1ウェーハ上に形成される前または後に第2ウェーハに接合されてよい。第3ウェーハが非絶縁体材料である場合、絶縁層が第2ウェーハに接合され、第3ウェーハがその絶縁層に接合される。
別の代替的実施形態では、図4に示したようにウェーハを一緒に接合する前に、基板3が、酸化物層2または高濃度ドープシリコン層1にまで薄くされる。
さらに別の代替的実施形態では、ウェーハを一緒に接合する前か後のいずれかで基板3が所定の厚さまで薄くされる。次いで、基板3は選択的にパターン化されエッチングされる。
さらに別の代替的実施形態では、ウェーハを処理する前にウェーハの一方または両方が、最終ウェーハ厚さであってよい。
これらの実施形態のいずれにおいても、音響穴がバックプレート内に形成された後の任意の段階で、第3ウェーハは第2ウェーハに接合できる。
図8は、本発明のシリコンマイクロフォンの代替的実施形態を示す。この実施形態では、シリコンマイクロフォンの振動板は、振動板内に一連の波形を形成するためにオーバエッチングされる。波形の利点は、それがシリコンマイクロフォンの強度を改善することである。図8のシリコンマイクロフォンは完成しておらず、いかなる電極も図示してないことを留意されたい。振動板内に波形を形成する工程は、本発明のシリコンマイクロフォンの任意の他の実施形態と組み合わされてよい。例えば、波形は図7または10のマイクロフォンと組み合わされてよい。
図8Aは、第2ウェーハの第2主面に第3ウェーハを接合した後の図8のシリコンマイクロフォンを示す。好ましい実施形態では、第3ウェーハは第2ウェーハに陽極接合される。第3ウェーハは、波形が振動板内に形成される前または後に、第2ウェーハに接合されてよい。第3ウェーハが非絶縁体材料である場合、絶縁層が第2ウェーハに接合され、第3ウェーハがその絶縁層に接合される。
図9は、スティクションの発生を減少させるように振動板の空洞部とマイクロフォンの後部の間で圧力を均一化させるための改良点を含む、シリコンマイクロフォンの上面図である。前述したように、ウェットプロセスが使用され、または振動板の空洞部とマイクロフォンのバックプレート周囲のエア空間の間に圧力差がある場合、スティクションが生じる。スティクションは、マイクロフォンをダイシングするとき、各側面が保護のために粘着テープによって覆われるため発生することがある。スティクションはマイクロフォンを実装するときに発生することもある。マイクロフォンは、硬化させなければならないダイ取付け材料を用いて基板に取り付けられる。硬化の間にダイ取付け材料は、振動板とバックプレートの間でスティクションを引き起こす可能性がある副産物としてのガスや水分を放出することになる。
スティクションの発生を減少させるために、バックプレート領域に開口するチャネルが層1に形成される。これらのチャネル16はシリコンマイクロフォンの上面に開放している空気通気口に接続され、マイクロフォンのバックプレートと前部の間の圧力を均一化させる。好ましい実施形態では、チャネル16はジグザグ状に形成される。通気口およびチャネルによって引き起こされる感度の損失を減少させるために、チャネルは高い空気抵抗を有していなければならない。チャネルの空気抵抗の結果が大きければ大きいほど感度損失は小さいものになる。好ましい実施形態では、チャネルは、厚さ20ミクロン程度である。
図10は、穿孔されたシリコン層とバックプレート支持体13を示す。シリコンマイクロフォン上にバックプレート支持体を設ける利点は、シリコンマイクロフォンが実装されるとき、バックプレート支持体がバックプレートの動きを減少させまたは防いで、より頑丈なシリコンマイクロフォンを提供するということである。バックプレート支持体は、バックプレートに強度をもたらす。絶縁体材料のバッププレート支持体を用いる利点は、バックプレート4と振動板が分離される設計を可能とすることを含み、それが寄生容量を減少させる。バックプレート支持体13は、第2ウェーハ内の穴によって形成されたシリコンマイクロフォンのバックボリュームをやはり増加させる。図10は、音響穴を形成するシリコン4の外形を示す。図10で分かるように、この実施形態では、チャネルが、音響穴を含むシリコンの部分が一角でシリコンマイクロフォンに固着されるように、シリコン4に形成される。シリコンマイクロフォン内でシリコン層4の不要な動きを防ぐために、音響穴を含むシリコン層4の安定化が必要である。この安定化は、バックプレート支持体13によってもたらされる。
上記では、その好ましい形状を含む本発明を説明している。当業者には明らかであることになる変更および修正は、添付の特許請求の範囲によって定義される本発明の範囲に組み込まれるものとする。
図1Aは製造前の第1ウェーハの側面図である。 図1Bは製造前の第2ウェーハの側面図である。 図1Cは製造前の第3ウェーハの側面図である。 図2Aは酸化膜堆積または成長後の第1ウェーハの側面図である。 図2Bは酸化膜堆積または成長後の第2ウェーハの側面図である。 図2Cはマスク形成後の第3ウェーハの側面図である。 図2Dは穴開けまたはエッチング後の第3ウェーハの側面図である。 図3は空洞部が、パターン化され、エッチングされた後の第1ウェーハの側面図である。 図3Aは分離トレンチがエッチングされた後の第1ウェーハの上面図である。 一緒に接合させた2枚のウェーハの側面図である。 酸化膜層が剥離された後の2枚のウェーハの側面図である。 図6は電極の無いシリコンマイクロフォンの第2実施形態の側面図である。 図6Aは第3ウェーハを付加した後の図6のデバイスの側面図である。 図6Bは図6のデバイスの上面図である。 図7は電極付きの図6のマイクロフォンの側面図である。 図7Aは第3ウェーハを付加した図7のマイクロフォンの側面図である。 図7Bは図7のマイクロフォンの上面図である。 図8は振動板内に波形を付けたシリコンマイクロフォンの側面図である。 図8Aは第3ウェーハを付加した図8のシリコンマイクロフォンの側面図である。 マイクロフォン内の圧力の均一化と、リーク電流の低減を付加したマイクロフォンの上面図である。 完成したシリコンマイクロフォンの底面図である。

Claims (6)

  1. 剛性を有する穴領域と、周囲領域とを備える、導電性または半導電性材料からなるバックプレートと、
    導電性または半導電性材料からなる振動板であって、前記穴領域を覆って延在する可撓性部材と、前記バックプレートの前記周囲領域に少なくとも部分的に接続され且つ前記バックプレートの前記周囲領域から絶縁されている周囲領域とを備えており、前記バックプレートの前記穴領域および前記振動板の可撓性部材が、空洞部により互いに離間している、コンデンサの2枚の平行板を形成している、振動板と、
    前記振動板の前記周囲領域に形成されたボンドパッドと、
    前記バックプレートの前記周囲領域に形成されたボンドパッドと、
    前記バックプレートの前記周囲領域に形成された前記ボンドパッドを取り囲む、前記振動板に形成されたチャネルであって、少なくとも1つの空気チャネルが前記振動板の前記周囲領域に形成され且つ前記可撓性部材と前記バックプレートの前記穴領域の間の前記空洞部内に開口している、チャネルと、
    各空気チャネルに接続された、前記振動板の前記周囲領域を貫通する少なくとも1つの通気口と、を備えるシリコンマイクロフォン。
  2. 前記ボンドパッドを取り囲む前記チャネルが、40〜50ミクロンの幅を有している、請求項1に記載のシリコンマイクロフォン。
  3. 2つの空気チャネルが提供される、請求項1または2に記載のシリコンマイクロフォン。
  4. 各空気チャネルが約20ミクロンの幅を有している、請求項1乃至3のいずれか一項に記載のシリコンマイクロフォン。
  5. 各空気チャネルが迂回路を有している、請求項1乃至4のいずれか一項に記載のシリコンマイクロフォン。
  6. 前記シリコンマイクロフォンが空気チャネルごとに1つの空気通気口を備える、請求項1乃至5のいずれか一項に記載のシリコンマイクロフォン。
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