JP2013081185A - 静電容量トランスデューサの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】一連の可動フィンガおよび一連の固定フィンガのうちの一方の位置を画定するために、基体上の層に第1エッチングマスクを適用する。一連の可動フィンガ、一連の固定フィンガ、本体及びばねを画定するために、第2エッチングマスクを適用する。本体は一連の可動フィンガ及びばねに接続され、一連の可動フィンガは一連の固定フィンガと相互に入り込む。第2エッチングマスクを使用して、層および第1エッチングマスクをエッチングする。第1エッチングマスクを使用して、一連の可動フィンガと一連の固定フィンガとのうちの一方が、一連の可動フィンガと一連の固定フィンガのもう一方より短くなるように、エッチングされた層をエッチングする。力が本体に加わったときに、本体が基体に対して平行に動くように、本体、ばね及び一連の可動フィンガをエッチングを用いて分離する。
【選択図】図1
Description
第七に、可撓性ダイヤフラムと剛性の固定されたバックプレート間の寄生容量はマイクロホンの性能を劣化させる。ダイヤフラムとバックプレート間の静電容量は2つの部分を有する。第1部分は音響信号によって変動し、マイクロホンにとって好ましい。第2部分は、音響信号によって変化しない寄生容量である。寄生容量は性能を劣化させるので、最小化する必要がある。しかし、寄生容量は先行技術における平行平板型シリコンマイクロホンの構成に関係している。
図1、図11および図12は、例えばマイクロホンまたは加速度計として有用である、検知のために用いられるデバイス構造、設計の適切な例を示している。この実施形態では、デバイスはSOI(Silicon on Inslator:絶縁物の上のシリコン)基体を使用して形成される。静電容量トランスデューサは、基体上に付着された導電性バルクシリコンから作られ、これはまた、以下においてはキャリアウェハ12と称される。ダイヤフラム32は、長方形ダイヤフラム32のコーナー部に接続される、4つのヒンジ29a、29b、29cおよび29dにより支持される。ダイヤフラム32は力が加わると運動する物体であり、蛇行形状のシリコンヒンジ29a、29b、29cおよび29dのそれぞれによって、基体上に取り付けられる固定アンカー37a、37b、37cおよび37dに接続される。アンカー37a、37b、37cおよび37dは、酸化物などの、誘電材料層11上に位置している。検知素子は、第1の一連の固定櫛形フィンガ35および下側の第2の一連の可動櫛形フィンガ36を含む、垂直櫛形駆動構造で構成されている。
図14、図15および図16には、例えばマイクロスピーカに対して、作動モードで使用されるように設計されているデバイスを示す。上記に説明された実施形態と同じ参照符号が使用されている。シリコン製の静電容量トランスデューサ(マイクロスピーカ)は4つのヒンジ29a、29b、29cおよび29dにより支持されるダイヤフラム32を備える。ダイヤフラム32は、蛇行形状のシリコンヒンジ29a、29b、29cおよび29dにより固定アンカーに接続される、バルク導電性シリコンから作られる。4つのヒンジは、誘電材料11上に位置する、アンカー37a、37b、37cおよび37dに接続される。作動素子は、垂直櫛形駆動構造であり、複数の可動櫛形フィンガ36および複数の固定櫛形フィンガ35を含む。可動櫛形フィンガ36は、ダイヤフラム32の外側縁上に形成される。固定櫛形フィンガ35はダイヤフラム32周りに形成され、アンカー38a、38b、38cおよび38dにより誘電材料11上に固定される。
図2から図11は検知または作動デバイスのどちらかを製造するために使用される、主プロセスの工程を示している。
フォトレジストは第1シリコンDRIEエッチング後に除去される。図9bは、図9aに示される櫛形フィンガ28および30ならびにヒンジ29aの部分Eの拡大斜視図である。ヒンジ29aおよび固定櫛形フィンガ28は上面に酸化物を有していないが、可動フィンガ30およびダイヤフラム32は上面に、後続の第2シリコンDRIEエッチングのための酸化物を有する。第2シリコンDRIEエッチングにより、下側の固定櫛形フィンガ、弾力性のあるヒンジ29a、29b、29cおよび29dならびに穴20が形成される。図10bは、図10aに示した櫛形フィンガ28および30、ならびにヒンジ29aの部分Fの拡大斜視図を示している。
29a、29b、29c、29d ヒンジ
32 ダイヤフラム
35 固定櫛形フィンガ
36 可動櫛形フィンガ
40 空洞
Claims (5)
- 一連の可動フィンガおよび一連の固定フィンガのうちの一方の位置を画定するために、層上に第1エッチングマスクを適用する工程であって、前記層は基体上に設けられる工程と、
前記一連の可動フィンガ、前記一連の固定フィンガ、本体およびばねを画定するために、第2エッチングマスクを適用する工程であって、前記本体は前記一連の可動フィンガおよび前記ばねに接続され、前記一連の可動フィンガは前記一連の固定フィンガと相互に入り込む、工程と、
前記第2エッチングマスクを使用して前記層および前記第1エッチングマスクをエッチングする工程と、
前記第2エッチングマスクを除去する工程と、
前記一連の可動フィンガと前記一連の固定フィンガとのうちの一方が、前記一連の可動フィンガと前記一連の固定フィンガのもう一方より短くなるように、前記エッチングされた第1エッチングマスクを使用して前記層をエッチングする工程と、
力が前記本体に加わったときに、前記本体が前記基体に対して平行に動くように、前記本体、前記ばねおよび前記一連の可動フィンガをエッチングを用いて分離する工程と、
を備える静電容量トランスデューサの製造方法。 - エッチングは深い反応性イオンエッチング(DRIE)を含む、請求項1に記載の静電容量トランスデューサの製造方法。
- 前記層はシリコンウェハであって、前記シリコンウェハは、融着、陽極接合およびエポキシ樹脂接着のうちの1つを使用して前記基体に接合される、請求項1又は2に記載の静電容量トランスデューサの製造方法。
- 前記層は、p型材料の層であって、前記基体はn型材料からなり、前記層はドーピング、注入および堆積のうちの1つによって前記基体に設けられる、請求項1〜3のいずれかに記載の静電容量トランスデューサの製造方法。
- 前記本体および前記ばねの前記位置は前記第1エッチングマスクにより画定される、請求項1〜4のいずれかに記載の静電容量トランスデューサの製造方法。
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