JP2009017578A - コンデンサマイクロホン - Google Patents

Abstract

【課題】 感度が高いコンデンサマイクロホンを提供する。
【解決手段】 固定電極を有するプレート３０と、中央部１２ａが近端部１２ｂよりプレート側に位置し、中央部１２ａに可動電極２０を有し、音波によって振動するダイヤフラム１０と、プレート３０とダイヤフラム１０とを絶縁しながら、プレート３０の近端部とダイヤフラム１０の近端部１２ｂとを保持しているスペーサ４０と、を備える。
【選択図】 図１

Description

本発明はコンデンサマイクロホンに関し、特に半導体膜を用いたコンデンサマイクロホンに関する。

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コンデンサマイクロホンが知られている。コンデンサマイクロホンは、プレートと音波によって振動するダイヤフラムのそれぞれに電極を有し、プレートとダイヤフラムとは絶縁性のスペーサによって互いに離間した状態で支持されている。コンデンサマイクロホンは、ダイヤフラムの変位による静電容量の変化を電気信号に変換して出力する。コンデンサマイクロホンの感度は、電極間距離に対するダイヤフラムの変位の割合を増大させ、スペーサのリーク電流を低減し、寄生容量を低減することによって向上する。
特許文献１には、音波を通過させるプレートと音波によって振動するダイヤフラムのそれぞれを導電性の薄膜で構成したコンデンサマイクロホンが開示されている。しかし、ダイヤフラムに音波が伝搬してもスペーサに固定されている外周に近い近端部（近端部とは端に近い部分である。）は殆ど変位しないため、導電性の薄膜で構成されているダイヤフラムとプレートの、スペーサに固定されている外周に近いそれぞれの近端部は、コンデンサマイクロホンの感度を低下させている。
特開２００２−２２３４９９号公報

本発明は、感度が高いコンデンサマイクロホンを提供することを目的とする。

（１）前記課題を解決するためのコンデンサマイクロホンは、固定電極を有するプレートと、中央部が近端部より前記プレート側に位置し、前記中央部に可動電極を有し、音波によって振動するダイヤフラムと、前記プレートと前記ダイヤフラムとを絶縁しながら、前記プレートの近端部と前記ダイヤフラムの前記近端部とを保持しているスペーサと、を備える。
ダイヤフラムの中央部は、ダイヤフラムの近端部よりプレート側に位置している。そしてダイヤフラムの中央部は、ダイヤフラムのスペーサに保持されている近端部よりも、音波により大きな変位で振動する。この結果、ダイヤフラムの中央部に形成されている可動電極は、ダイヤフラムの近端部よりも固定電極に近い位置で、近端部よりも大きな変位で振動する。このようにダイヤフラムの近端部よりも固定電極に近い位置で、近端部よりも大きな変位で、可動電極を振動させることにより、ダイヤフラムとプレートとにより形成されるコンデンサ（以下、マイクコンデンサという。）の可変容量を増大させることができる。ここで、マイクコンデンサの可変容量とは、マイクコンデンサの静電容量のうち、音波により変化する容量成分のことである。このようにマイクコンデンサの可変容量を増大させることより、コンデンサマイクロホンの感度を高めることができる。

（２）前記ダイヤフラムは、前記近端部を含む基部と、前記基部の中央部の前記プレート側に接続されている中継部と、前記中継部の前記基部と反対側に接続され、前記中継部と前記基部の接続面積より電極面積が広い前記可動電極と、を有してもよい。
可動電極は中継部を介して基部の中央部に接続されている。この結果、可動電極は基部の中央部とともにプレートに対して大きな振幅で振動する。また可動電極の電極面積は、中継部と基部の接続面積より広い。すなわち、基部の中央部より広い可動電極が基部の中央部の大きな変位に対応する大きな振幅で振動するため、可動電極とプレートにより形成されるコンデンサの可変容量は大きい。このように可変容量の大きいコンデンサを可動電極とプレートで形成することにより、マイクコンデンサの可変容量を増大させることができるため、コンデンサマイクロホンの感度を高めることができる。

（３）前記ダイヤフラムの少なくとも前記可動電極を除く部分は絶縁材料で形成されてもよい。
ダイヤフラムの少なくとも可動電極を除く部分を絶縁材料で形成することにより、ダイヤフラムの少なくとも可動電極を除く部分とプレートにより形成される寄生容量を除去することができる。

（４）前記ダイヤフラムは導電材料で形成されてもよい。

（５）前記導電材料はポリシリコンでもよい。

（６）前記課題を解決するためのコンデンサマイクロホンの製造方法は、前記可動電極形成後に、前記可動電極上に犠牲層を形成し、エッチングにより前記可動電極の一部を露出させる開口部を前記犠牲層に形成し、前記犠牲層上に前記開口部を埋没させる導体層を形成し、前記導体層形成後に前記犠牲層を除去する。
可動電極上に形成した犠牲層に内部に前記可動電極の一部を露出させる開口部をエッチングにより形成し、犠牲層上に開口部を埋没させる導体層を形成する。この結果、可動電極の一部は、導体層の犠牲層の開口部内に形成された部分と接続され、導体層の犠牲層上に形成された部分は、犠牲層を介して可動電極と対向する。この犠牲層を除去することにより、導体層の犠牲層の開口部内に形成されていた部分を介して、可動電極が導体層の犠牲層の開口部外に形成されていた部分に接続されているコンデンサマイクロホンを製造することができる。すなわち、導体層の犠牲層の開口部内に形成されていた部分が前記基部に対応し、導体層の犠牲層の開口部外に形成されていた部分が前記中継部に対応するコンデンサマイクロホンを製造することができる。

尚、本明細書において、「・・・上に形成する」とは、技術上の阻害要因がない限りにおいて、「・・・上に直に形成する」ことと、「・・・上に中間物を介して形成する」ことの両方を含む意味とする。

以下、本発明の実施の形態を、コンデンサマイクロホン、その製造方法の順に複数の実施例に基づいて説明する。各実施例において同一の符号が付された構成要素は、その符号が付された他の実施例の構成要素と対応する。

（コンデンサマイクロホンの第一実施例）
１．コンデンサマイクロホンの構成
図２と図３は、本発明の第一実施例によるコンデンサマイクロホンの構成を説明するための模式図である。図２の（Ａ）は上面図、（Ｂ）は下面図である。図３は、図２（Ａ）のIII−III線による断面図である。

図３に示すように、コンデンサマイクロホン１は、ダイヤフラム１０、バックプレート３０、スペーサ４０、ベース５０等から構成されている。コンデンサマイクロホン１は、半導体製造プロセスを用いて製造される所謂シリコンマイクロホンである。
ダイヤフラム１０は、基部１２、中継部１６、可動電極２０等から構成されている。ダイヤフラム１０は、導電材料、例えば多結晶シリコン（以下、ポリシリコンという。）等の半導体で形成されている。板状の基部１２は、コンデンサマイクロホン１に伝搬する音波により振動する。中継部１６の一端部は、基部１２の中央部１２ａと接続されている。一方、中継部１６の他端部は可動電極２０と接続されている。すなわち、中継部１６は、基部１２の中央部１２ａで可動電極２０をバックプレート３０側に支持しつつ、基部１２と可動電極２０を電気的に接続している。この結果、可動電極２０は、基部１２よりバックプレート３０側で、基部１２の中央部１２ａの振幅で振動する。また中継部１６が基部１２と可動電極２０の間に空隙を形成することにより、音波により振動する基部１２が可動電極２０と接触することを防止することができる。可動電極２０には、複数の通孔２２が形成されている（図２（Ａ）参照）。この結果、可動電極２０の振動時に可動電極２０に加わる空気抵抗を低減できる。

尚、ダイヤフラム１０の少なくとも可動電極２０を除く部分は、絶縁材料で形成してもよい。その場合は、例えば可動電極２０と電極６０とを電気的に接続する導線を形成してもよい。ダイヤフラム１０の少なくとも可動電極２０を除く部分を絶縁材料で形成することにより、ダイヤフラム１０の少なくとも可動電極２０を除く部分とバックプレート３０とにより形成される寄生容量を除去することができる。また、可動電極２０は、導電層と絶縁層の複数層で構成してもよい。また、ダイヤフラム１０の基部１２と可動電極２０の形状は、図２（Ａ）に示すように円盤状でもよいし、円盤状以外の形状でもよい。また、可動電極２０の通孔２２の形状は特に限定されず、通孔２２は図１（ｂ）に示す円形でもよいし、他の形状でもよい。

スペーサ４０は、絶縁材料、例えばＳｉＯ₂で形成されている。スペーサ４０は、ダイヤフラム１０とバックプレート３０を互いに離間して保持することにより、ダイヤフラム１０とバックプレート３０を絶縁しながら、ダイヤフラム１０とバックプレート３０との間に空隙を形成している。尚、スペーサ４０は、少なくともダイヤフラム１０とバックプレート３０とに接続する層が絶縁材料で形成された、導電層と絶縁層の複数層で構成してもよい。

プレートとしてのバックプレート３０は、導電材料、例えばポリシリコン等の半導体で構成されている。バックプレート３０には、複数の通孔３２が形成されている（図２（Ｂ）参照）。通孔３２の形状は特に限定されず、通孔３２は図１（Ｃ）に示す円形でもよいし、他の形状でもよい。導電性のバックプレート３０は、その全体が請求項に記載の「固定電極」に相当する。尚、バックプレート３０は、絶縁材料で形成された基部、基部上に導電材料で形成された固定電極等で構成してもよい。

ベース５０は、バックプレート３０のダイヤフラム１０と反対側に形成され、バックプレート３０の少なくとも通孔３２の形成領域を露出させる開口部５２を有している。このような開口部５２をベース５０に形成することにより、上述したダイヤフラム１０とバックプレート３０との間の空隙に連通する新たな空隙を形成することができる。この空隙の容積を大きくすることにより、ダイヤフラム１０振動時における、コンデンサマイクロホン１の内圧上昇を抑制することができる。

コンデンサマイクロホン１は抵抗器３００に直列接続され、コンデンサマイクロホン１と抵抗器３００からなる直列回路はバイアス電源回路３０２に接続されている。具体的には、ダイヤフラム１０の電極６０には、例えば抵抗器３００の一端に接続される導線３０４が接続されている。そしてバックプレート３０の電極６２には、例えばコンデンサマイクロホン１が実装されている基板のグランドに接続される、導線３０６が接続されている。抵抗器３００の他端は、バイアス電源回路３０２の出力端に接続されている。抵抗器３００としては電気抵抗が比較的大きなものを使用する。具体的には、抵抗器３００はＧΩオーダーの電気抵抗を有するものが望ましい。
プリアンプ３０８は、コンデンサ３１０を介してコンデンサマイクロホン１と抵抗器３００の接点に接続されている。

２．コンデンサマイクロホンの作用
図１は、コンデンサマイクロホン１の作用を説明するための模式図である。
音波によりダイヤフラム１０が振動していない状態（以下、静的状態という。）では、ダイヤフラム１０とバックプレート３０とにより形成されるコンデンサ（以下、マイクコンデンサという。）に、その静電容量に応じた電荷が蓄積される。

音波がダイヤフラム１０に伝搬すると、ダイヤフラム１０は音波により振動する。ダイヤフラム１０が振動すると、その振動によりダイヤフラム１０とバックプレート３０との間の距離が変化するため、マイクコンデンサの静電容量が変化する。以下、音波によりダイヤフラム１０が振動している状態を動的状態という。また、マイクコンデンサの静電容量のうち、音波により変化する容量成分を可変容量という。
一方、ダイヤフラム１０は電極６０を介して電気抵抗が大きい抵抗器３００に接続されているため、上述したようにマイクコンデンサの静電容量が変化したとしても、静的状態において蓄積した電荷が抵抗器３００を流れることは殆どない。すなわち、マイクコンデンサに蓄積されている電荷は、動的状態においても変化しないものとみなすことができる。この結果、音波によるマイクコンデンサの静電容量の変化を、ダイヤフラム１０とバックプレート３０との間の電圧の変化として取り出すことができる。具体的には、ダイヤフラム１０のグランドに対する電圧の変化をプリアンプ３０８に増幅させることにより、マイクコンデンサの音波による静電容量の変化を電気信号として取り出す。したがって、マイクコンデンサの可変容量を増大させれば、コンデンサマイクロホン１の感度を高めることができる。

ダイヤフラム１０の基部１２は、スペーサ４０に保持されている近端部１２ｂを固定端として振動する。したがって、基部１２の近端部１２ｂから最も離れている中央部１２ａは、基部１２の振動により最も大きく変位する（図１に示す矢印４００、矢印４０２参照）。ダイヤフラム１０の可動電極２０は上述したように中継部１６を介して基部１２の中央部１２ａに固定されているため、可動電極２０は基部１２の最大変位で振動する（図１に示す矢印４０４参照）。また、ダイヤフラム１０の可動電極２０の電極面積は、中継部１６と基部１２の接続面積（図２（Ａ）に斜線で示す領域の面積参照）より広い。つまりコンデンサマイクロホン１では、基部１２の中央部１２ａより広い可動電極２０が基部１２の中央部１２ａの変位、すなわち基部１２の最大変位で振動する。さらにコンデンサマイクロホン１では、可動電極２０の全体が、ダイヤフラム１０の基部１２よりもバックプレート３０に近い位置で振動する。この結果、ダイヤフラム１０の可動電極２０とバックプレート３０により形成されるコンデンサの静電容量は、音波により大きく変化する。このように可変容量の大きいコンデンサを可動電極２０とバックプレート３０で形成することにより、マイクコンデンサの可変容量を増大させることができるため、コンデンサマイクロホン１ではその感度を高めることができる。

（コンデンサマイクロホンの製造方法の第一実施例）
図４から図７は、コンデンサマイクロホン１の製造方法の第一実施例を説明するための模式図である。
はじめに、図４（Ａ１）に示すように、基板１００に複数の凹部１０２を形成する。基板１００は、例えば単結晶シリコン基板等の半導体基板である。凹部１０２は、例えば直径２．０μｍ〜４．０μｍ、深さ２．０μｍ〜４．０μｍの円柱状である。具体的には凹部１０２は、例えば以下のように形成する。まず、図４（Ａ１）に示すように、基板１００の凹部１０２を形成する部位を露出させるレジスト層１０４を基板１００上に形成する。より具体的には、基板１００上にレジストを塗布してレジスト膜を形成する。そして所定形状のマスクを配置してレジスト膜に対して露光現像処理を施し、不要なレジスト膜を除去する。レジスト膜の除去には、ＮＭＰ（Ｎ−メチル−２−ピロリドン）等のレジスト剥離液を用いる。次にレジスト層１０４から露出する基板１００をＲＩＥ（Reactive Ion Etching）でエッチングすることにより、基板１００に凹部１０２を形成する。

次に、凹部１０２内に第一絶縁層１０６を形成する（図４（Ａ３）参照）。具体的には第一絶縁層１０６は、例えば以下のように形成する。まず、図４（Ａ２）に示すように、レジスト層１０４を除去して、凹部１０２を埋没させるＳｉＯ₂層１０５を基板１００上にプラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）等で形成する。そして図４（Ａ３）に示すように、ＳｉＯ₂層１０５と基板１００をＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）等で研磨して平坦化することにより、凹部１０２内のみにＳｉＯ₂の第一絶縁層１０６を残存させる。

次に、図４（Ａ４）に示すように、基板１００と第一絶縁層１０６の表面上に、例えば厚さ２．０μｍ〜４．０μｍの第二絶縁層１０８をプラズマＣＶＤ等で形成する。第二絶縁層１０８と後述する第三絶縁層１１６と第四絶縁層１１８は、第一絶縁層１０６と同一の材料で形成することが望ましい。第二絶縁層１０８から第四絶縁層１１８を第一絶縁層１０６と同一の材料で形成することにより、後述する絶縁層を除去する工程において第二絶縁層１０８から第四絶縁層１１８を第一絶縁層１０６とともに除去することができる。

次に、通孔１１０ａを有する第一導電層１１０を第二絶縁層１０８上に形成する（図５（Ａ５）参照）。第一導電層１１０は、例えば厚さ０．５μｍ〜１．５μｍの厚さに形成する。具体的には第一導電層１１０は、例えば以下のように形成する。まず、図４（Ａ４）に示すように、第二絶縁層１０８上にＰ⁺ポリシリコン層１１２を形成する。ここでＰ⁺ポリシリコンとは、アクセプタとなる不純物を含むポリシリコンのことである。より具体的には、第二絶縁層１０８上にポリシリコン層をプラズマＣＶＤ等により形成し、ポリシリコン層に不純物としてのＢ（ボロン）等をイオン注入する。そしてイオン注入後のポリシリコン層をアーニリングすることにより、Ｐ⁺ポリシリコン層１１２を形成する。次に、Ｐ⁺ポリシリコン層１１２の通孔１１０ａを形成する部位等の不要部位を露出させるレジスト層１１４をＰ⁺ポリシリコン層１１２上に形成する。次に、図５（Ａ５）に示すように、レジスト層１１４から露出するＰ⁺ポリシリコン層１１２をＲＩＥ等によりエッチングすることにより、第二絶縁層１０８上にＰ⁺ポリシリコンの第一導電層１１０を形成する。第一導電層１１０が可動電極２０に相当する。また通孔１１０ａが可動電極２０の通孔２２に相当する。

次に、第二絶縁層１０８上に第一導電層１１０と平坦な第三絶縁層１１６を形成する（図５（Ａ７）参照）。具体的には第三絶縁層１１６は、例えば以下のように形成する。まず、図５（Ａ６）に示すように、レジスト層１１４を除去し、第一導電層１１０より厚いＳｉＯ₂層１１５を第二絶縁層１０８上にプラズマＣＶＤ等で形成する。これにより第一導電層１１０はＳｉＯ₂層１１５に埋没する。そして、図５（Ａ７）に示すように、ＳｉＯ₂層１１５と第一導電層１１０をＣＭＰ等で研磨して平坦化する。
次に、基板１００と第三絶縁層１１６の表面上に、例えば０．３μｍ〜２．０μｍの第四絶縁層１１８をプラズマＣＶＤ等で形成する（図５（Ａ８）参照）。

次に、第一導電層１１０に接続する第二導電層１２０を第四絶縁層１１８上に形成する（図６（Ａ１０）参照）。第二導電層１２０は、例えば０．５μｍ〜１．５μｍの厚さに形成する。具体的には第二導電層１２０は、例えば以下のように形成する。まず、第四絶縁層１１８に第一導電層１１０を露出させる通孔１２２を形成する（図５（Ａ９）参照）。より具体的には、図５（Ａ８）に示すように、第四絶縁層１１８の通孔１２２を形成する部位を露出させるレジスト層１２４を第四絶縁層１１８上にレジスト層１１４と同様の工程で形成する。そして、図６（Ａ９）に示すように、第一導電層１１０が露出するまで第四絶縁層１１８のレジスト層１２４から露出する部分をフッ酸等でエッチングすることにより、第四絶縁層１１８に通孔１２２を形成する。次に、図６（Ａ１０）に示すように、通孔１２２から露出する第一導電層１１０と第四絶縁層１１８の表面上に、例えばＰ⁺ポリシリコンの第二導電層１２０を第一導電層１１０と同様の工程で形成する。第二導電層１２０の第四絶縁層１１８の通孔１２２内に形成された部分がダイヤフラム１０の中継部１６に相当する。第二導電層１２０の第四絶縁層１１８の通孔１２２外に形成された部分であって、第四絶縁層１１８の後述する絶縁層を除去する工程において除去される部分上に形成されている部分がダイヤフラム１０の基部１２に相当する。

次に、基板１００上と第二導電層１２０上にそれぞれ電極１２６と電極１２８を形成する（図７（Ａ１３）参照）。電極１２６と電極１２８は、例えば０．３μｍ〜１．０μｍの厚さに形成する。具体的には電極１２６と電極１２８は、例えば以下のように形成する。まず、図６（Ａ１１）に示すように、基板１００の一部を露出させる。より具体的には、第二導電層１２０の残存させる部位をマスクするレジスト層１３０を第二導電層１２０上にレジスト層１１４と同様の工程で形成する。そしてレジスト層１３０から露出する第二導電層１２０、第四絶縁層１１８、第三絶縁層１１４、第二絶縁層１０８をＲＩＥでエッチングすることにより、基板１００を露出させる。次に、図６（Ａ１２）に示すように、レジスト層１３０を除去し、基板１００の電極１２６を形成する部位を露出させる通孔１３２ａと、第二導電層１２０の電極１２８を形成する部位とを露出させる通孔１３２ｂとを有するレジスト層１３２を、レジスト層１１４と同様の工程で形成する。次に、図７（Ａ１３）に示すように、例えばレジスト層１３２をマスクとするＡｌのスパッタ等により、通孔１３２ａと通孔１３２ｂ内にそれぞれＡｌの電極１２６とＡｌの電極１２８を形成する。そしてレジスト層１３２を除去する。

次に、基板１００の裏面側から基板１００に形成した凹部１０２の底が除去されるまで基板１００の一部を除去することにより、底面に第一絶縁層１０６を露出させる凹部１３４を基板１００に形成する（図７（Ａ１５）参照）。基板１００の裏面とは、基板１００の凹部１０２が形成されている面と反対側の面のことである。凹部１３４は、例えば直径７００μｍの円柱状に形成する。具体的には凹部１３４は、例えば以下のように形成する。まず、図７（Ａ１４）に示すように、凹部１３４を形成する部位のみを露出させるレジスト層１３６を基板１００の両面側にレジスト層１１４と同様の工程で形成する。次に、図７（Ａ１５）に示すように、基板１００のレジスト層１３６から露出する部位をＤｅｅｐＲＩＥ等で除去することにより、基板１００に凹部１３４を形成する。凹部１３４の底から基板１００の表面までの部分がバックプレート３０に相当する。

次に、図７（Ａ１６）に示すように、第一絶縁層１０６から第四絶縁層１１８（以下、絶縁層という。）を、第二導電層１２０の近端部と基板１００との間に形成されている一部を除いて除去する。具体的には絶縁層は、例えばウェットエッチングにより除去する。例えばＳｉＯ₂の絶縁層は、フッ酸等のエッチング液で除去する。エッチング液は、凹部１３４の底面に露出する第一絶縁層１０６、第二絶縁層１０８、第三絶縁層１１４、第四絶縁層１１８の順に絶縁層を溶解させる。絶縁層の除去した部分が請求項に記載の犠牲層に相当する。また絶縁層の残存させた部分がスペーサ４０に相当する。

第二導電層１２０の近端部と基板１００との間に形成されている絶縁層を残存させるためには、例えば第二絶縁層１０８から第四絶縁層１１８をそれぞれ厚さ４．０μｍ、厚さ２．０μｍ、厚さ１．５μｍで形成する場合、第二絶縁層１０８から第四絶縁層１１８の外壁から基板１００の最も外側に形成した凹部１０２までの距離が１７．５μｍになるように、第二絶縁層１０８から第四絶縁層１１８を形成する。この場合、周方向の幅が１０．０μｍ（＝１７．５μｍ−（４．０μｍ＋２．０μｍ＋１．５μｍ））のスペーサ４０を形成することができる。

（コンデンサマイクロホンの製造方法の第二実施例）
図８から図１１は、コンデンサマイクロホン１の製造方法の第二実施例を説明するための模式図である。
はじめに、図８（Ａ１）に示すように、基板１００上に第一絶縁層２００を形成する。具体的には例えば、プラズマＣＶＤ等で基板１００上にＳｉＯ₂を成長させることにより、第一絶縁層２００を形成する。尚、本工程はＳＯＩ基板を用いることにより省略することができる。

次に、通孔２０２ａを有する第一導電層２０２を第一絶縁層２００上に形成する。具体的には第一導電層２０２は、例えば以下のように形成する。まず、第一絶縁層２００上にＰ⁺ポリシリコン層を、製造方法の第一実施例に係る第一導電層１１０と同様の工程で形成する。次に、Ｐ⁺ポリシリコン層の通孔２０２ａを形成する部位を露出させるレジスト層をＰ⁺ポリシリコン層上に形成する。次に、レジスト層から露出するＰ⁺ポリシリコン層をＲＩＥ等によりエッチングすることにより、第一絶縁層２００上にＰ⁺ポリシリコンの第一導電層２０２を形成する。第一導電層２０２がバックプレート３０に相当する。

次に、図８（Ａ２）に示すように、第一導電層２０２と平坦な第二絶縁層２０４を第一絶縁層２００上に形成する。具体的には例えば、第二絶縁層２０４は、製造方法の第一実施例に係る第三絶縁層１１６と同様の工程で形成する。第二絶縁層２０４と後述する第三絶縁層２０６から第五絶縁層２１１は、第一絶縁層２００と同一の材料で形成することが望ましい。第二絶縁層２０４から第五絶縁層２１１を第一絶縁層２００と同一の材料で形成することにより、後述する絶縁層を除去する工程において第二絶縁層２０４から第五絶縁層２１１を第一絶縁層２００とともに除去することができる。
次に、第一導電層２０２と第二絶縁層２０４の表面上に第三絶縁層２０６を形成する。

次に、図８（Ａ３）に示すように、通孔２０８ａを有する第二導電層２０８を第三絶縁層２０６上に形成する。具体的には例えば、第二導電層２０８は、製造方法の第一実施例に係る第一導電層１１０と同様の工程で形成する。第二導電層２０８は可動電極２０に相当する。
次に、図８（Ａ４）に示すように、第二導電層２０８と平坦な第四絶縁層２１０を第三絶縁層２０６上に形成する。具体的には例えば、第四絶縁層２１０は、製造方法の第一実施例に係る第三絶縁層１１６と同様の工程で形成する。

次に、図８（Ａ５）に示すように、第二導電層２０８と第四絶縁層２１０の表面上に第五絶縁層２１１を形成する。具体的には例えば、第二導電層２０８と第四絶縁層２１０の表面上にＳｉＯ₂をプラズマＣＶＤ等で成長させることにより、ＳｉＯ₂の第五絶縁層２１１を形成する。
次に、図８（Ａ６）に示すように、第二導電層２０８に接続する第三導電層２１２を第五絶縁層２１１上に形成する。具体的には例えば、製造方法の第一実施例に係る第二導電層１２０と同様の工程により、Ｐ⁺ポリシリコンの第三導電層２１２を形成する。
次に、図８（Ａ７）に示すように、第一導電層２０２を露出させる。具体的には例えば、第三導電層２１２の残存させる部位をマスクするレジスト層２１４を第三導電層２１２上に形成する。そしてレジスト層２１４から露出する第三導電層２１２、第五絶縁層２１１、第四絶縁層２１０、第三絶縁層２０６をＲＩＥ等でエッチングすることにより第一導電層２０２を露出させる。

次に、図８（Ａ８）に示すように、基板１００に積層された構造物（以下、積層物という。）の表面を覆う第六絶縁層２１６を形成する。具体的には例えば、基板１００の表面側に形成された構造物の表面上にＳｉＮを減圧ＣＶＤ等で成長させることにより第六絶縁層２１６を形成する。このとき積層物の第一導電層２０２を露出させた側では、第一導電層２０２と第三導電層２１２がそれぞれ第六絶縁層２１６に固定される。この結果、後述する工程において第六絶縁層２１６近傍の第一絶縁層２００から第五絶縁層２１１を除去したとしても、第一導電層２０２と第三導電層２１２は第六絶縁層２１６により保持される。尚、第一導電層２０２と第三導電層２１２を第六絶縁層２１６に複数箇所で固定してもよい。また、第二導電層２０８の形成領域を内部に含む円柱状に積層物を残存させることにより、第一導電層２０２と第三導電層２１２をその全周で第六絶縁層２１６に固定してもよい。

次に、第一導電層２０２上と第三導電層２１２上にそれぞれ電極２１８と電極２２０を形成する（図１０（Ａ１０）参照）。具体的には電極２１８と電極２２０は、例えば以下のように形成する。まず、図１０（Ａ９）に示すように、第六絶縁層２１６の第一導電層２０２上の一部と第六絶縁層２１６の第三導電層２１２上の一部とを露出させるレジスト層２２２を形成する。次に、第六絶縁層２１６のレジスト層２２２から露出する部位を第一導電層２０２と第三導電層２１２とに達するまでＲＩＥ等でエッチングすることにより、それぞれ通孔２１６ａと通孔２１６ｂとを第六絶縁層２１６に形成する。次に、図１０（Ａ１０）に示すように、レジスト層２２２をマスクとするＡｌのスパッタ等により、通孔２１６ａと通孔２１６ｂ内にそれぞれＡｌの電極２１８と電極２２０を形成する。そして、レジスト層２２２を除去する。

次に、第一絶縁層２００を露出させる開口２２４を基板１００に形成する（図１１（Ａ１２）参照）。具体的には開口部２２４は、例えば以下のように形成する。まず、図１１（Ａ１１）に示すように、基板１００の裏面の一部のみを露出させるレジスト層２２６を基板１００の両面側に形成する。次に、図１１（Ａ１１）に示すように、基板１００のレジスト層２２６から露出する部位を第一絶縁層２００に達するまでＤｅｅｐＲＩＥ等で除去することにより、基板１００に開口部２２４を形成する。

次に、第一絶縁層２００から第五絶縁層２１１（以下、絶縁層という。）を、第一導電層２０２と第三導電層２１２との間に形成されている一部を除いて除去する（図１１（Ａ１３）参照）。絶縁層はウェットエッチングにより除去する。エッチング液には例えばフッ酸を用いる。エッチング液は、開口部２２４に露出する第一絶縁層２００、第二絶縁層２０４、第三絶縁層２０６、第四絶縁層２１０、第五絶縁層２１１の順に絶縁層を溶解させる。

このとき積層物の第六絶縁層２１６が形成されている部位では、第六絶縁層２１６をストッパ層とするウェットエッチングにより絶縁層を除去することができる。上述したように、絶縁層を第六絶縁層２１６に達するまで除去したとしても、第一導電層２０２と第三導電層２１２は第六絶縁層２１６により保持される。この場合、第六絶縁層２１６はスペーサ４０に相当する。

本発明によるコンデンサマイクロホンを説明するための模式図。 本発明によるコンデンサマイクロホンの平面図。 図２（Ａ）のIII−III線による断面図。 製造方法の第一実施例による製造方法を説明するための模式図。 製造方法の第一実施例による製造方法を説明するための模式図。 製造方法の第一実施例による製造方法を説明するための模式図。 製造方法の第一実施例による製造方法を説明するための模式図。 製造方法の第二実施例による製造方法を説明するための模式図。 製造方法の第一実施例による製造方法を説明するための模式図。 製造方法の第一実施例による製造方法を説明するための模式図。 製造方法の第一実施例による製造方法を説明するための模式図。

符号の説明

１ コンデンサマイクロホン、１０ ダイヤフラム、１２ａ 中央部（ダイヤフラムの中央部、基部の中央部）、１２ 基部、１２ｂ 近端部（基部の近端部）、１６ 中継部、２０ 可動電極、３０ バックプレート（プレート）、４０ スペーサ

Claims (5)

1. 固定電極を有するプレートと、
   前記プレートに対向して設けられ、音波によって振動するダイヤフラムと、
   一端を前記プレートの前記ダイヤフラム側の面に接合し、他端を前記ダイヤフラムの前記プレート側の面に接合し、前記プレートと前記ダイヤフラムとを絶縁するスペーサと、
   を備え、
   前記スペーサは、
   前記プレートの近端部と前記ダイヤフラムの近端部とを保持することで、前記プレートと前記ダイヤフラムとの間に空隙を形成し、
   前記ダイヤフラムは、
   前記スペーサによって保持されている前記近端部を含む基部と、
   前記基部の中央部の前記プレート側に接続されている中継部と、
   前記中継部の前記基部と反対側に接続され、前記中継部と前記基部の接続面積より電極面積が広い平板状の可動電極と、を有するコンデンサマイクロホン。
2. 前記基部と前記中継部とが同一材料でできている請求項１に記載のコンデンサマイクロホン。
3. 前記ダイヤフラムの少なくとも前記可動電極を除く部分は絶縁材料で形成されている請求項１又は２に記載のコンデンサマイクロホン。
4. 前記ダイヤフラムは導電材料で形成されている請求項１又は２に記載のコンデンサマイクロホン。
5. 前記導電材料はポリシリコンである請求項４に記載のコンデンサマイクロホン。

Images