JP2020022040A - Ｍｅｍｓマイクロフォン - Google Patents

Abstract

【課題】マイク感度の向上が図られたＭＥＭＳマイクロフォンを提供する。【解決手段】 ＭＥＭＳマイクロフォン１０においては、基板２０の貫通孔２１では、内側面２１ａが、断面視において基板２０側に窪むように湾曲している。この場合、貫通孔２１の容積が増大し、貫通孔２１内の空気圧によるメンブレン３０の振動抵抗が低減して、その結果、マイク感度が向上する。【選択図】図６

Description

本発明は、ＭＥＭＳマイクロフォンに関する。

近年、ＭＥＭＳマイクロフォンを含む超小型のマイクロフォンモジュールの需要が高まっている。たとえば下記特許文献１〜３には、シリコン基板上に、エアギャップを介してメンブレンとバックプレートとが対向配置された構成のＭＥＭＳマイクロフォンが開示されている。このようなＭＥＭＳマイクロフォンでは、メンブレンとバックプレートとでキャパシタ構造が形成されており、音圧を受けてメンブレンが振動するとキャパシタ構造における容量が変化する。その容量変化が、ＡＳＩＣチップにおいて電気信号に変換されるとともに増幅処理される。

特開２０１１−０５５０８７号公報 特開２０１５−５０２６９３号公報 特開２００７−２９５４８７号公報

発明者らは、ＭＥＭＳマクロフォンのマイク感度に関する研究を進め、マイク感度をさらに高めることができる技術を新たに見出した。

本発明は、マイク感度の向上が図られたＭＥＭＳマイクロフォンを提供することを目的とする。

本発明の一態様に係るＭＥＭＳマイクロフォンは、貫通孔を有する基板と、基板の一方面側において貫通孔を覆うメンブレンと、基板の一方面側において貫通孔を覆い、かつ、メンブレンとエアギャップを介して対面するバックプレートと、メンブレンおよびバックプレートに設けられた一対の端子部とを備え、貫通孔の内側面が、断面視において、基板側に窪むように湾曲している。

上記ＭＥＭＳマイクロフォンにおいては、基板の貫通孔が断面視において基板側に窪むように湾曲しており、それにより貫通孔の容積が増大している。このように貫通孔の容積が増大すると、貫通孔内の空気圧によるメンブレンの振動抵抗が低減して、その結果、マイク感度が向上する。

他の態様に係るＭＥＭＳマイクロフォンは、貫通孔は、断面視において、基板の一方面側における幅が他方面側における幅より狭い。

他の態様に係るＭＥＭＳマイクロフォンは、貫通孔が、基板の一方面側および他方面側において円形の開口を有し、基板の一方面側における直径が他方面側における直径より小さい。

他の態様に係るＭＥＭＳマイクロフォンは、貫通孔が、断面視において、基板の一方面側における幅より幅広であり、かつ、他方面側における幅より幅広である部分を有する。

他の態様に係るＭＥＭＳマイクロフォンは、貫通孔の内側面が多焦点球面である。この場合、マイク感度の向上と、貫通孔内部における反響の低減とを両立することができる。

本発明によれば、マイク感度の向上が図られたＭＥＭＳマイクロフォンが提供される。

図１は、一実施形態に係るマイクロフォンモジュールを示した概略断面図である。 図２は、図１に示したＭＥＭＳマイクロフォンの断面図である。 図３は、図２に示したＭＥＭＳマイクロフォンの平面図である。 図４の（ａ）〜（ｃ）は、図２に示したＭＥＭＳマイクロフォンを製造する際の各工程を示した図である。 図５の（ａ）〜（ｃ）は、図２に示したＭＥＭＳマイクロフォンを製造する際の各工程を示した図である。 図６は、基板の貫通孔を示した断面図である。 図２とは異なる態様のＭＥＭＳマイクロフォンを示した断面図である。 図８の（ａ）〜（ｃ）は、図７に示したＭＥＭＳマイクロフォンを製造する際の各工程を示した図である。 図９の（ａ）〜（ｃ）は、図７に示したＭＥＭＳマイクロフォンを製造する際の各工程を示した図である。

以下、本発明を実施するための形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、同一又は同等の要素については同一の符号を付し、説明が重複する場合にはその説明を省略する。

図１に示すように、実施形態に係るマイクロフォンモジュール１は、少なくともモジュール基板２と、制御回路チップ３（ＡＳＩＣ）と、キャップ６と、ＭＥＭＳマイクロフォン１０とを備えて構成されている。

モジュール基板２は、平板状の外形形状を有し、たとえばセラミック材料で構成されている。モジュール基板２は、単層構造であってもよく、内部配線を含む複数層構造であってもよい。モジュール基板２の一方面２ａおよび他方面２ｂにはそれぞれ端子電極４、５が設けられており、端子電極４、５同士は図示しない貫通導体や内部配線を介して互いに接続されている。

ＭＥＭＳマイクロフォン１０は、モジュール基板２の一方面２ａ上に搭載されている。ＭＥＭＳマイクロフォン１０は、音圧を受けるとその一部が振動する構成を有しており、具体的には図２および図３に示す構造を有する。すなわち、ＭＥＭＳマイクロフォン１０は、少なくとも基板２０と、メンブレン３０と、バックプレート４０と、一対の端子部５０Ａ、５０Ｂとを備えて構成されている。

基板２０は、矩形平板状の外形形状を有し、たとえばＳｉや石英ガラス（ＳｉＯ_２）で構成されている。基板２０の厚さは、一例として５００μｍである。基板２０は、図３に示すように、平面視において略正方形状（一例として、１５００μｍ×１５００μｍ）を有することができる。基板２０は、基板２０の厚さ方向において貫通する貫通孔２１を有する。貫通孔２１は、平面視において、たとえば真円形状を有し、基板２０の中央領域に設けられている。貫通孔２１の断面形状については後述する。

メンブレン３０は、ダイヤフラムとも呼ばれ、音圧によって振動する膜である。メンブレン３０は、基板２０の一方面側である上面２０ａ側に位置しており、上面２０ａに直接重ねられている。メンブレン３０は、基板２０の貫通孔２１全体を覆うように設けられている。メンブレン３０は、複数層構造を有しており、本実施形態では２層構造を有する。

下側に位置するメンブレン３０の第１層３１は、絶縁体材料（本実施形態ではＳｉＮ）で構成されている。第１層３１の厚さは、一例として２００ｎｍである。第１層３１は、貫通孔２１を含む基板２０の上面２０ａの全面に亘って設けられている。上側に位置するメンブレン３０の第２層３２は、導電体材料（本実施形態ではＣｒ）で構成されている。第２層３２の厚さは、一例として１００ｎｍである。第２層３２は、基板２０の貫通孔２１に対応する領域、および、貫通孔２１の縁領域であって一対の端子部５０Ａ、５０Ｂの一方（本実施形態では端子部５０Ａ）の形成領域に、一体的に設けられている。

基板２０の貫通孔２１をメンブレン３０によって完全に塞ぐと、メンブレン３０の上側と下側とで気圧差が生じ得る。このような気圧差を低減するため、本実施形態では、メンブレン３０に小さな貫通孔３３を設けている。メンブレン３０に複数の貫通孔３３を設けることもできる。

バックプレート４０は、基板２０の上面２０ａ側に位置しており、かつ、メンブレン３０の上側に位置している。バックプレート４０は、メンブレン３０同様、基板２０の貫通孔２１全体を覆うように設けられている。バックプレート４０は、エアギャップＧを介してメンブレン３０と対面している。より詳しくは、バックプレート４０の対向面４０ａ（図２における下面）が、基板２０の貫通孔２１が形成された領域において、メンブレン３０の対向面３０ａ（図２における上面）と対面している。バックプレート４０は、メンブレン３０同様、複数層構造を有しており、本実施形態では２層構造を有する。

下側に位置するバックプレート４０の第１層４１は、導電体材料（本実施形態ではＣｒ）で構成されている。第１層４１の厚さは、一例として３００ｎｍである。上側に位置するバックプレート４０の第２層４２は、絶縁体材料（本実施形態ではＳｉＮ）で構成されている。第２層４２の厚さは、一例として５０ｎｍである。バックプレート４０の第１層４１および第２層４２は、基板２０の貫通孔２１に対応する領域、および、貫通孔２１の縁領域であって一対の端子部５０Ａ、５０Ｂの他方（本実施形態では端子部５０Ｂ）の形成領域に、一体的に設けられている。バックプレート４０の第２層４２は、一対の端子部５０Ａ、５０Ｂの形成領域には設けられておらず、一対の端子部５０Ａ、５０Ｂの形成領域においてメンブレン３０の第２層３２およびバックプレート４０の第１層４１が露出している。バックプレート４０は、複数の孔４３を有する。複数の孔４３は、図３に示すように、いずれもたとえば真円状の開口形状を有し、規則的に配置（本実施形態では千鳥配置）されていることが好ましい。

一対の端子部５０Ａ、５０Ｂは、導電体材料で構成されており、本実施形態ではＣｕで構成されている。一対の端子部５０Ａ、５０Ｂのうち、一方の端子部５０Ａは、貫通孔２１の縁領域に設けられたメンブレン３０の第２層３２上に形成され、他方の端子部５０Ｂは、貫通孔２１の縁領域に設けられたバックプレート４０の第１層４１上に形成されている。

ＭＥＭＳマイクロフォン１０は、上述したとおり、メンブレン３０が導電層として第２層３２を有し、かつ、バックプレート４０が導電層として第１層４１を有する。そのため、ＭＥＭＳマイクロフォン１０では、メンブレン３０とバックプレート４０とで平行平板型のキャパシタ構造が形成されている。そして、メンブレン３０が音圧により振動すると、メンブレン３０とバックプレート４０との間のエアギャップＧの幅が変化し、キャパシタ構造における容量が変化する。ＭＥＭＳマイクロフォン１０は、その容量変化を一対の端子部５０Ａ、５０Ｂから出力する静電容量型のマイクロフォンである。

制御回路チップ３は、ＭＥＭＳマイクロフォン１０に近接するようにして、モジュール基板２の一方面２ａ上に搭載されている。制御回路チップ３には、ＭＥＭＳマイクロフォン１０の一対の端子部５０Ａ、５０Ｂから上述した容量変化が入力される。本実施形態では、制御回路チップ３とＭＥＭＳマイクロフォン１０とはワイヤボンディングによって接続されている。制御回路チップ３は、ＭＥＭＳマイクロフォン１０のキャパシタ構造の容量変化を、アナログまたはデジタルの電気信号に変換する機能および増幅機能を有する。制御回路チップ３は、モジュール基板２の一方面２ａに設けられた端子電極４に接続されており、制御回路チップ３の信号は端子電極４、５を介して外部に出力される。

キャップ６は、基板２０の上面２０ａ側に中空構造を形成している。具体的には、キャップ６は、基板２０との間に空洞Ｈを画成しており、その空洞Ｈの内部にＭＥＭＳマイクロフォン１０や制御回路チップ３が収容されている。本実施形態では、キャップ６は、金属材料で構成されたメタルキャップである。キャップ６には、外部と空洞Ｈとをつなぐサウンドホール６ａが設けられている。

次に、上述したＭＥＭＳマイクロフォン１０を製造する手順について、図４および図５を参照しつつ説明する。

ＭＥＭＳマイクロフォン１０を製造する際には、まず、図４（ａ）に示すように、貫通孔２１が形成されていない平板状の基板２０の上面２０ａ上に、メンブレン３０の第１層３１および第２層３２を順次成膜する。第１層３１は、絶縁体材料（本実施形態ではＳｉＮ）のＣＶＤにより形成される。第２層３２は、導電体材料（本実施形態ではＣｒ）のスパッタリングにより形成される。第１層３１および第２層３２は、図示しないフォトレジストおよびＲＩＥによりパターニングされ得る。

次に、図４（ｂ）に示すように、メンブレン３０に貫通孔３３を設ける。貫通孔３３は、たとえば貫通孔３３の領域に開口が設けられたフォトレジストを用いたＲＩＥにより形成することができる。ＲＩＥに用いるガス種は、メンブレン３０を構成する層の材料に応じて適宜選択される。

さらに、図４（ｃ）に示すように、上述したエアギャップＧとなるべき領域に犠牲層６０を形成する。犠牲層６０は、たとえばＳｉＯ_２のＣＶＤにより形成される。犠牲層６０の厚さは、一例として２μｍである。犠牲層６０は、図示しないフォトレジストおよびＲＩＥによりパターニングされ得る。

続いて、図５（ａ）に示すように、バックプレート４０の第１層４１および第２層４２を順次成膜する。第１層４１は、導電体材料（本実施形態ではＣｒ）のスパッタリングにより形成される。第２層４２は、絶縁体材料（本実施形態ではＳｉＮ）のＣＶＤにより形成される。第１層４１および第２層４２は、図示しないフォトレジストおよびＲＩＥによりパターニングされ得る。

また、図５（ｂ）に示すように、一対の端子部５０Ａ、５０Ｂを形成する。具体的には、メンブレン３０の第２層３２上に端子部５０Ａを形成するとともに、バックプレート４０の第１層４１上に端子部５０Ｂを形成する。端子部５０Ａ、５０Ｂは、導電体材料（本実施形態ではＣｕ）のスパッタリングにより形成される。端子部５０Ａ、５０Ｂは、図示しないフォトレジストおよびＲＩＥによりパターニングされ得る。

さらに、図５（ｃ）に示すように、基板２０に貫通孔２１をエッチングにより形成する。貫通孔２１は、バッファードフッ酸（ＢＨＦ）を用いたウェットエッチングにより形成される。貫通孔２１は、フッ化水素（ＨＦ）の蒸気を用いたドライエッチングにより形成することもできる。エッチングの際、基板２０の上面２０ａ全体がフォトレジスト等により被覆されるとともに、貫通孔２１が形成される領域以外の下面２０ｂがエッチング用マスクＭによって被覆される。

このとき、基板２０に貫通孔２１をエッチングにより形成する際、図６に示すように断面視において貫通孔２１の内側面２１ａが基板２０側に窪んだ形状、より具体的には上面２０ａ側における貫通孔２１の円形開口の直径Ｄ１が下面２０ｂ側における貫通孔２１の円形開口の直径Ｄ２より小さくなるように内側面２１ａが湾曲した形状となるエッチング条件およびエッチャントが選択される。本実施形態において、上面２０ａ側における貫通孔２１の円形開口の直径Ｄ１は８００μｍであり、下面２０ｂ側における貫通孔２１の円形開口の直径Ｄ２は１２００μｍである。

エッチング条件の一つとして、下面２０ｂ側に設けられるマスクＭの密着性が挙げられる。たとえばマスクＭの密着性が高い場合には、エッチャントが基板２０の下面２０ｂとマスクＭとの間に浸入する事態が抑制され、下面２０ｂ側における円形開口の縁の位置（図６の符号Ｐの位置）が拡がらず、その結果、下面２０ｂ側において窄まった形状の貫通孔２１が得られる。また、エッチング条件の他の一つとして、上面２０ａ側における基板２０とメンブレン３０との密着性が挙げられる。たとえばメンブレン３０の密着性が高い場合には、エッチャントが基板２０の上面２０ａとメンブレン３０との間に浸入する事態が抑制され、上面２０ａ側における円形開口の縁の位置（図６の符号Ｑの位置）が拡がらず、その結果、上面２０ａ側において窄まった形状の貫通孔２１が得られる。基板２０に対するマスクＭやメンブレン３０の密着性は、基板２０の各面に対するクリーニング処理（プラズマ処理やプリベイク処理等）により高めることができる。

また、エッチングのストッパ膜として、５０ｎｍ厚さ程度のＳｉＮ層を、基板２０の上面２０ａ（メンブレン３０の下側）に形成してもよい。このＳｉＮ層は、貫通孔２１を形成した後、貫通孔２１から露出した部分がエッチング除去され得る。そして、犠牲層６０をエッチングにより除去する。犠牲層６０は、バッファードフッ酸（ＢＨＦ）を用いたウェットエッチングにより除去される。犠牲層６０は、フッ化水素（ＨＦ）の蒸気を用いたドライエッチングにより除去することもできる。エッチングの際、犠牲層６０が形成された領域以外の基板２０の上面２０ａおよび下面２０ｂ全体は、フォトレジスト等によって被覆される。

以上で説明した手順により、上述したＭＥＭＳマイクロフォン１０が製造される。

発明者らは、ＭＥＭＳマイクロフォン１０の基板２０の貫通孔２１が基板２０側に窪むように湾曲することで貫通孔２１の容積が増大し、貫通孔２１内の空気圧によるメンブレン３０の振動抵抗が低減して、その結果、マイク感度が向上することを新たに見出した。また、発明者らは、基板２０の貫通孔２１の内側面２１ａの湾曲が多焦点球面となっている場合には、焦点が散在し、貫通孔２１の内部における反響が生じにくくなることで、マイク感度の向上と貫通孔２１の内部における反響の低減とを両立できることを新たに見出した。貫通孔２１がエッチング形成される際、エッチング用マスクＭの開口部と最終的な貫通孔２１の内側面２１ａとの各点との間に様々な距離があり、エッチング用マスクＭ側の基板２０とメンブレン３０側の基板２０とでエッチング速度が異なるために、貫通孔２１の内側面２１ａが多焦点球面となり得る。

基板２０の貫通孔２１では、図６に示すように、内側面２１ａが、断面視において基板２０側に窪むように円弧状に湾曲している。より詳しくは、貫通孔２１は、上面２０ａ側における円形開口の直径Ｄ１が下面２０ｂ側における円形開口の直径Ｄ２より小さくなっている。さらに詳しくは、貫通孔２１が、断面視において、基板の上面２０ａ側における幅（すなわち直径Ｄ１）より幅広であり、かつ、下面２０ｂ側における幅（すなわち直径Ｄ２）より幅広である部分（図６における符号Ｒの高さ位置の部分）を有する。

特に、貫通孔２１は、断面視において、基板２０の上面２０ａ側における幅（すなわち直径Ｄ１）が下面２０ｂ側における幅（すなわち直径Ｄ２）より狭くなるように設計されている。この場合、直径Ｄ１と直径Ｄ２の幅が同じ場合よりも、貫通孔内の容積Ｓが大きくなるため、通孔内の空気圧によるメンブレンの振動抵抗が減り、感度がよくなる。貫通孔内の体積を大きくするだけであれば、直径Ｄ２を大きくすればよいが、そうすると、ＭＥＭＳマイクロフォン１０のモジュール基板２への設置面積が小さくなり、ＭＥＭＳマイクロフォンの固定の信頼性が低下してしまう。

ＭＥＭＳマイクロフォン１０では、メンブレン３０とバックプレート４０との上下位置を反対にして、基板２０の上面２０ａ上にバックプレート４０を直接重ねた構成にすることができる。

上述した実施形態では、１つのバックプレート４０を備えたＭＥＭＳマイクロフォン１０について説明したが、図７に示すように、ＭＥＭＳマイクロフォン１０Ａが２つのバックプレート４０Ａ、４０Ｂを備える態様であってもよい。

ＭＥＭＳマイクロフォン１０Ａにおいては、基板２０上に、第１のバックプレート４０Ａ、メンブレン３０、および、第２のバックプレート４０Ｂが設けられている。ＭＥＭＳマイクロフォン１０Ａにおける第１のバックプレート４０Ａおよびメンブレン３０は、上述したＭＥＭＳマイクロフォン１０におけるバックプレート４０およびメンブレン３０の構成および位置関係と同様である。ＭＥＭＳマイクロフォン１０Ａは、主に、基板２０とメンブレン３０との間に第２のバックプレート４０Ｂが介在する点においてＭＥＭＳマイクロフォン１０と異なる。第２のバックプレート４０Ｂは、第１のバックプレート４０Ａを上下逆さにした層構造を有する。すなわち、第２のバックプレート４０Ｂでは、下側に位置する第２層４２が絶縁体材料（本実施形態ではＳｉＮ）で構成されており、上側に位置する第１層４１が導電体材料（本実施形態ではＣｒ）で構成されている。そして、第２のバックプレート４０Ｂの第１層４１上に、端子部５０Ｃが形成されている。

ＭＥＭＳマイクロフォン１０Ａでは、メンブレン３０は、エアギャップＧ１を介して第２のバックプレート４０Ｂと対面しており、エアギャップＧ１を介して第１のバックプレート４０Ａと対面している。

ＭＥＭＳマイクロフォン１０Ａでは、メンブレン３０と、２つのバックプレート４０Ａ、４０Ｂとで平行平板型のキャパシタ構造が２つ形成されている。そして、メンブレン３０が音圧により振動すると、メンブレン３０と第１のバックプレート４０Ａとの間のエアギャップＧの幅が変化するとともに、メンブレン３０と第２のバックプレート４０Ｂとの間のエアギャップＧ１の幅が変化する。ＭＥＭＳマイクロフォン１０Ａでは、エアギャップＧ１、Ｇ２の幅の変化に伴うキャパシタ構造の容量変化を、３つの端子部５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃから出力する。このようなＭＥＭＳマイクロフォン１０Ａによれば、上述したＭＥＭＳマイクロフォン１０に比べて、高いＳＮ比を実現することができる。

ＭＥＭＳマイクロフォン１０Ａにおいても、基板２０の貫通孔２１の形状が、ＭＥＭＳマイクロフォン１０と同様であるため、ＭＥＭＳマイクロフォン１０の上述した効果と同様の効果を奏する。

次に、上述したＭＥＭＳマイクロフォン１０Ａを製造する手順について、図８および図９を参照しつつ説明する。

ＭＥＭＳマイクロフォン１０Ａを製造する際には、まず、図８（ａ）に示すように、貫通孔２１が形成されていない平板状の基板２０の上面２０ａ上に、第２のバックプレート４０Ｂの第２層４２および第１層４１を順次形成する。第１層４１は、金属材料（本実施形態ではＣｕ）のスパッタリングにより形成される。第２層４２は、絶縁体材料（本実施形態ではＳｉＮ）のＣＶＤにより形成される。第１層４１および第２層４２は、図示しないフォトレジストおよびＲＩＥによりパターニングされ得る。なお、表面平坦化のため、第２のバックプレート４０Ｂが形成された領域の残余領域には絶縁体膜３４が形成される。絶縁体膜３４は、絶縁体材料（本実施形態ではＳｉＮ）のＣＶＤにより形成される。絶縁体膜３４についても、図示しないフォトレジストおよびＲＩＥによりパターニングされ得る。

次に、図８（ｂ）に示すように、第２のバックプレート４０Ｂの各孔４３が、絶縁体６１（本実施形態ではＳｉＯ_２）で埋められる。絶縁体６１は、ＳｉＯ_２をＣＶＤにより堆積させた後、ＣＭＰにより表面研磨することで得られる。

さらに、図８（ｃ）に示すように、上述したエアギャップＧ１となるべき領域に犠牲層６２を形成する。犠牲層６２は、たとえばＳｉＯ_２のＣＶＤにより形成される。犠牲層６２の厚さは、一例として３μｍである。犠牲層６２は、図示しないフォトレジストおよびＲＩＥによりパターニングされ得る。なお、表面平坦化のため、犠牲層６２が形成された領域の残余領域には絶縁体膜３５が形成される。絶縁体膜３５は、絶縁体材料（本実施形態ではＳｉＮ）のＣＶＤにより形成される。絶縁体膜３５についても、図示しないフォトレジストおよびＲＩＥによりパターニングされ得る。犠牲層６２および絶縁体膜３５の表面平坦化のため、犠牲層６２および絶縁体膜３５を形成した後、ＣＭＰにより表面研磨することができる。

そして、犠牲層６２および絶縁体膜３５の上に、メンブレン３０および第１のバックプレート４０Ａを、ＭＥＭＳマイクロフォン１０のメンブレン３０およびバックプレート４０と同様に形成する。メンブレン３０および第１のバックプレート４０Ａを形成した後は、図９（ａ）に示すように、端子部５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃが形成される領域のメンブレン３０の第２層３２およびバックプレート４０Ａ、４０Ｂの第１層４１を露出させる。

そして、図９（ｂ）に示すように、各端子部５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃを形成する。具体的には、メンブレン３０の第２層３２上に端子部５０Ａを形成するとともに、バックプレート４０Ａ、４０Ｂの第１層４１上に端子部５０Ｂ、５０Ｃをそれぞれ形成する。端子部５０Ｃは、端子部５０Ａ、５０Ｂ同様、導電体材料（本実施形態ではＣｕ）のスパッタリングにより形成される。端子部５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃは、図示しないフォトレジストおよびＲＩＥによりパターニングされ得る。

さらに、図９（ｃ）に示すように、基板２０に貫通孔２１をエッチングにより形成するとともに、犠牲層６０、６２および絶縁体６１をエッチングにより除去する。エッチングの際、基板２０の上面２０ａ全体がフォトレジスト等により被覆されるとともに、貫通孔２１が形成される領域以外の下面２０ｂがエッチング用マスクＭによって被覆される。このとき、ＭＥＭＳマイクロフォン１０を製造するときと同じように、基板２０に貫通孔２１をエッチングにより形成する際、図６に示すように断面視において貫通孔２１の内側面２１ａが基板２０側に窪んだ形状、より具体的には上面２０ａ側における貫通孔２１の円形開口の直径Ｄ１が下面２０ｂ側における貫通孔２１の円形開口の直径Ｄ２より小さくなるように内側面２１ａが湾曲した形状となるエッチング条件およびエッチャントが選択される。犠牲層６０、６２および絶縁体６１は、バッファードフッ酸（ＢＨＦ）を用いたウェットエッチング、または、フッ化水素（ＨＦ）の蒸気を用いたドライエッチングにより除去され得る。

以上で説明した手順により、上述したＭＥＭＳマイクロフォン１０Ａが製造される。

以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明は上記の実施形態に限定されず、種々の変更をおこなうことができる。

たとえば、メンブレンは、金属層と絶縁体層とを含む２層構造に限らず、導体層や非導体層（半導体層、絶縁体層）を含む３層以上の複数層構造であってもよい。バックプレートについても、導体層や非導体層を含む３層以上の複数層構造であってもよい。メンブレンおよびバックプレートにおける導体層と非導体層との積層順序は、対向面に金属層が露出する限りにおいて、ＭＥＭＳマイクロフォンに求める特性に応じて適宜変更することができる。

ＭＥＭＳマイクロフォンのメンブレン、バックプレートおよび貫通孔の平面形状は、円形に限らず、多角形状であってもよく、角丸四角形であってもよい。

メンブレンとバックプレートとが接触して離れない現象（いわゆるスティッキング）を防止するため、バックプレートの対向面側に、メンブレンに向かって延びる突起を設けてもよい。

１…マイクロフォンモジュール、２…モジュール基板、３…制御回路チップ、６…キャップ、１０、１０Ａ…ＭＥＭＳマイクロフォン、２０…基板、２１…貫通孔、２１ａ…内側面、３０…メンブレン、３１…第１層、３２…第２層、４０、４０Ａ、４０Ｂ…バックプレート、４１…第１層、４２…第２層、５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ…端子部、６０、６２…犠牲層、Ｇ、Ｇ１、Ｇ２…エアギャップ、Ｈ…空洞。

Claims (5)

1. 貫通孔を有する基板と、
   前記基板の一方面側において前記貫通孔を覆うメンブレンと、
   前記基板の一方面側において前記貫通孔を覆い、かつ、前記メンブレンとエアギャップを介して対面するバックプレートと、
   前記メンブレンおよび前記バックプレートに設けられた一対の端子部と
   を備え、
   前記貫通孔の内側面が、断面視において、前記基板側に窪むように湾曲している、ＭＥＭＳマイクロフォン。
2. 前記貫通孔は、断面視において、前記基板の一方面側における幅が他方面側における幅より狭い、請求項１に記載のＭＥＭＳマイクロフォン。
3. 前記貫通孔が、前記基板の一方面側および他方面側において円形の開口を有し、前記基板の一方面側における直径が他方面側における直径より小さい、請求項２に記載のＭＥＭＳマイクロフォン。
4. 前記貫通孔が、断面視において、前記基板の一方面側における幅より幅広であり、かつ、他方面側における幅より幅広である部分を有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載のＭＥＭＳマイクロフォン。
5. 前記貫通孔の内側面が多焦点球面である、請求項１〜４のいずれか一項に記載のＭＥＭＳマイクロフォン。
   
   

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