JP2008546240A - シリコンマイクロフォン - Google Patents
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Abstract
【選択図】図9
Description
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、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。
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1Cにおいて、主面はウェーハの上部および底部にある。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
Claims (6)
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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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