JP3472502B2 - 半導体エレクトレットコンデンサマイクロホン - Google Patents
半導体エレクトレットコンデンサマイクロホンInfo
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- JP3472502B2 JP3472502B2 JP03843099A JP3843099A JP3472502B2 JP 3472502 B2 JP3472502 B2 JP 3472502B2 JP 03843099 A JP03843099 A JP 03843099A JP 3843099 A JP3843099 A JP 3843099A JP 3472502 B2 JP3472502 B2 JP 3472502B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体エレクトレ
ットコンデンサマイクロホンに関する。
ットコンデンサマイクロホンに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のこの種の半導体エレクトレットコ
ンデンサマイクロホンＧは、図７に示すように、電気音
響変換素子１０００と、この電気音響変換素子１０００
を収納するケース２０００とを有している。そして、前
記電気音響変換素子１０００は、必要な電子回路１１０
が上面周縁部に形成された半導体チップ１００と、この
半導体チップ１１０の上面に積層された絶縁層２００
と、この絶縁層２００の上に積層された固定電極３００
と、この固定電極３００に形成されたスペーサ４００
と、このスペーサ４００によって前記固定電極３００と
所定の間隔を有して対向する振動膜５００と、この振動
膜５００が取り付けられる振動膜リング６００とを有し
ている。前記振動膜５００には固定電極３００と対向す
るエレクトレット層５１０と、このエレクトレット層５
１０に積層された金属電極５２０とが形成されている。
そして、エレクトレット層５１０と固定電極３００との
間がエアギャップとなってコンデンサを構成するのであ
る。固定電極側にエレクトレット層（ＳｉＯ2 、その
他）を積層し、振動膜は金属箔（Ｎｉ、Ｔｉ、その他）
または高分子ＰＰＳ又はＰＥＴフィルムに金属蒸着して
コンデンサを構成することもできる。
ンデンサマイクロホンＧは、図７に示すように、電気音
響変換素子１０００と、この電気音響変換素子１０００
を収納するケース２０００とを有している。そして、前
記電気音響変換素子１０００は、必要な電子回路１１０
が上面周縁部に形成された半導体チップ１００と、この
半導体チップ１１０の上面に積層された絶縁層２００
と、この絶縁層２００の上に積層された固定電極３００
と、この固定電極３００に形成されたスペーサ４００
と、このスペーサ４００によって前記固定電極３００と
所定の間隔を有して対向する振動膜５００と、この振動
膜５００が取り付けられる振動膜リング６００とを有し
ている。前記振動膜５００には固定電極３００と対向す
るエレクトレット層５１０と、このエレクトレット層５
１０に積層された金属電極５２０とが形成されている。
そして、エレクトレット層５１０と固定電極３００との
間がエアギャップとなってコンデンサを構成するのであ
る。固定電極側にエレクトレット層（ＳｉＯ2 、その
他）を積層し、振動膜は金属箔（Ｎｉ、Ｔｉ、その他）
または高分子ＰＰＳ又はＰＥＴフィルムに金属蒸着して
コンデンサを構成することもできる。
【０００３】この半導体エレクトレットコンデンサマイ
クロホンＧは、以下のようにして作動する。まず、音圧
によって振動膜５００が振動することによって、振動膜
５００と固定電極３００との間の間隔が変化し、この変
化に応じたコンデンサの容量の変化が振動膜５００の金
属電極５２０及び振動膜リング６００を介して半導体チ
ップ１００の電子回路１１０に入力されるのである。ま
た、音圧にて振動膜５００が振動することによって、振
動膜５００と固定電極３００との間の間隔が変化し、こ
の変化に応じたコンデンサの容量の変化が固定電極３０
０を介して半導体チップ１００の電子回路１１０に入力
される。
クロホンＧは、以下のようにして作動する。まず、音圧
によって振動膜５００が振動することによって、振動膜
５００と固定電極３００との間の間隔が変化し、この変
化に応じたコンデンサの容量の変化が振動膜５００の金
属電極５２０及び振動膜リング６００を介して半導体チ
ップ１００の電子回路１１０に入力されるのである。ま
た、音圧にて振動膜５００が振動することによって、振
動膜５００と固定電極３００との間の間隔が変化し、こ
の変化に応じたコンデンサの容量の変化が固定電極３０
０を介して半導体チップ１００の電子回路１１０に入力
される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の半導体エレクトレットコンデンサマイクロホン
には以下のような問題点が存在する。すなわち、固定電
極と半導体チップの電子回路との間に寄生容量が発生す
る。この寄生容量（＝Ｃ1)は、半導体チップが２．０ｍ
ｍ×２．０ｍｍ×０．３ｍｍの大きさで、絶縁層が厚さ
が１００Å前後のＳｉＯ2 膜であり、固定電極が直径
１．５ｍｍのアルミニウムであり、スペーサが厚さ２０
μｍ前後であった場合、マイク容量（＝Ｃ0)が２ＰＦで
あった場合、５０ＰＦになる。このため、半導体エレク
トレットコンデンサマイクロホンとしては、半導体チッ
プの電子回路に入力される入力電圧（＝Ｅ1)は、非常に
小さなものになる。
た従来の半導体エレクトレットコンデンサマイクロホン
には以下のような問題点が存在する。すなわち、固定電
極と半導体チップの電子回路との間に寄生容量が発生す
る。この寄生容量（＝Ｃ1)は、半導体チップが２．０ｍ
ｍ×２．０ｍｍ×０．３ｍｍの大きさで、絶縁層が厚さ
が１００Å前後のＳｉＯ2 膜であり、固定電極が直径
１．５ｍｍのアルミニウムであり、スペーサが厚さ２０
μｍ前後であった場合、マイク容量（＝Ｃ0)が２ＰＦで
あった場合、５０ＰＦになる。このため、半導体エレク
トレットコンデンサマイクロホンとしては、半導体チッ
プの電子回路に入力される入力電圧（＝Ｅ1)は、非常に
小さなものになる。
【０００５】半導体チップの電子回路に入力される入力
電圧Ｅ1 は入力信号ｅ0 とする場合、Ｅ1 ＝（Ｃ0 / Ｃ
0 ＋Ｃ1)ｅ0 で得られる。この式に前記数値を代入する
と、入力電圧Ｅ1 は入力信号号ｅ0 に対して約２８ｄＢ
低い電圧となることが判る。
電圧Ｅ1 は入力信号ｅ0 とする場合、Ｅ1 ＝（Ｃ0 / Ｃ
0 ＋Ｃ1)ｅ0 で得られる。この式に前記数値を代入する
と、入力電圧Ｅ1 は入力信号号ｅ0 に対して約２８ｄＢ
低い電圧となることが判る。
【０００６】本発明は上記事情に鑑みて創案されたもの
で、前記寄生容量を減少させることができる半導体エレ
クトレットコンデンサマイクロホン又は寄生容量が生じ
ない半導体エレクトレットコンデンサマイクロホンを提
供することを目的としている。
で、前記寄生容量を減少させることができる半導体エレ
クトレットコンデンサマイクロホン又は寄生容量が生じ
ない半導体エレクトレットコンデンサマイクロホンを提
供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明に係る半導体エレ
クトレットコンデンサマイクロホンは、必要な電子回路
が上面周縁部に形成された半導体チップと、この半導体
チップの上面に積層された絶縁層と、この絶縁層の上に
積層された固定電極と、この固定電極と所定の間隔を有
して対向する振動膜とを有する電気音響変換素子を備え
ており、前記振動膜にエレクトレット層が形成、又は固
定電極側にエレクトレット層が形成された半導体エレク
トレットコンデンサマイクロホンであって、前記絶縁層
は、少なくとも０．１μｍ以上の厚さとする。
クトレットコンデンサマイクロホンは、必要な電子回路
が上面周縁部に形成された半導体チップと、この半導体
チップの上面に積層された絶縁層と、この絶縁層の上に
積層された固定電極と、この固定電極と所定の間隔を有
して対向する振動膜とを有する電気音響変換素子を備え
ており、前記振動膜にエレクトレット層が形成、又は固
定電極側にエレクトレット層が形成された半導体エレク
トレットコンデンサマイクロホンであって、前記絶縁層
は、少なくとも０．１μｍ以上の厚さとする。
【０００８】また、本発明に係る他の半導体エレクトレ
ットコンデンサマイクロホンは、必要な電子回路が上面
周縁部に形成された半導体チップと、この半導体チップ
の上面に積層された絶縁層と、この絶縁層の上に積層さ
れた固定電極と、この固定電極と所定の間隔を有して対
向する振動膜とを有する電気音響変換素子を備えてお
り、前記振動膜にエレクトレット層が形成、又は固定電
極側にエレクトレット層が形成された半導体エレクトレ
ットコンデンサマイクロホンであって、前記半導体チッ
プは、上面に形成された凹部に埋込絶縁層を形成してお
り、前記埋込絶縁層は、少なくとも固定電極の下方には
形成されている。
ットコンデンサマイクロホンは、必要な電子回路が上面
周縁部に形成された半導体チップと、この半導体チップ
の上面に積層された絶縁層と、この絶縁層の上に積層さ
れた固定電極と、この固定電極と所定の間隔を有して対
向する振動膜とを有する電気音響変換素子を備えてお
り、前記振動膜にエレクトレット層が形成、又は固定電
極側にエレクトレット層が形成された半導体エレクトレ
ットコンデンサマイクロホンであって、前記半導体チッ
プは、上面に形成された凹部に埋込絶縁層を形成してお
り、前記埋込絶縁層は、少なくとも固定電極の下方には
形成されている。
【０００９】また、凹部ではなく、半導体チップの上面
から下面にかけて貫通した貫通孔に埋込絶縁層を形成
し、この埋込絶縁層は、少なくとも固定電極の下方には
形成されるようにしてもよい。
から下面にかけて貫通した貫通孔に埋込絶縁層を形成
し、この埋込絶縁層は、少なくとも固定電極の下方には
形成されるようにしてもよい。
【００１０】さらに、本発明に係る他の半導体エレクト
レットコンデンサマイクロホンは、必要な電子回路が上
面周縁部に形成された半導体チップと、この半導体チッ
プの上面に積層された絶縁層と、この絶縁層の上に積層
された固定電極と、この固定電極と所定の間隔を有して
対向する振動膜とを有する電気音響変換素子を備えてお
り、前記振動膜にエレクトレット層が形成、又は固定電
極側にエレクトレット層が形成された半導体エレクトレ
ットコンデンサマイクロホンであって、前記固定電極は
半導体チップ上のアースに接続され、振動膜の金属電極
と振動膜が取り付けられた振動膜リングとを半導体チッ
プの入力端子に接続する。
レットコンデンサマイクロホンは、必要な電子回路が上
面周縁部に形成された半導体チップと、この半導体チッ
プの上面に積層された絶縁層と、この絶縁層の上に積層
された固定電極と、この固定電極と所定の間隔を有して
対向する振動膜とを有する電気音響変換素子を備えてお
り、前記振動膜にエレクトレット層が形成、又は固定電
極側にエレクトレット層が形成された半導体エレクトレ
ットコンデンサマイクロホンであって、前記固定電極は
半導体チップ上のアースに接続され、振動膜の金属電極
と振動膜が取り付けられた振動膜リングとを半導体チッ
プの入力端子に接続する。
【００１１】また、本発明に係るその他の半導体エレク
トレットコンデンサマイクロホンは、必要な電子回路が
上面周縁部に形成された半導体チップと、この半導体チ
ップの下面と所定の間隔を有して対向する振動膜とを有
する電気音響変換素子及びこの電気音響変換素子を収納
するケースとを備えており、前記ケースは前記電気音響
変換素子を収納する凹部と、この凹部の底面と側面との
間を導通させる導電層とを有しており、前記電気音響変
換素子は凹部にフリップチップ方式で収納されており、
振動膜の金属電極と振動膜が取り付けられた振動膜リン
グとを前記導電層を介して半導体チップの入力端子に接
続するようにしてもよい。
トレットコンデンサマイクロホンは、必要な電子回路が
上面周縁部に形成された半導体チップと、この半導体チ
ップの下面と所定の間隔を有して対向する振動膜とを有
する電気音響変換素子及びこの電気音響変換素子を収納
するケースとを備えており、前記ケースは前記電気音響
変換素子を収納する凹部と、この凹部の底面と側面との
間を導通させる導電層とを有しており、前記電気音響変
換素子は凹部にフリップチップ方式で収納されており、
振動膜の金属電極と振動膜が取り付けられた振動膜リン
グとを前記導電層を介して半導体チップの入力端子に接
続するようにしてもよい。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１は本発明の第１の実施の形態
に係る半導体エレクトレットコンデンサマイクロホンの
概略的断面図、図２は本発明の第２の実施の形態に係る
半導体エレクトレットコンデンサマイクロホンの概略的
断面図、図３は本発明の第３の実施の形態に係る半導体
エレクトレットコンデンサマイクロホンの概略的断面
図、図４は本発明の第４の実施の形態に係る半導体エレ
クトレットコンデンサマイクロホンの概略的断面図、図
５は本発明の第５の実施の形態に係る半導体エレクトレ
ットコンデンサマイクロホンの概略的断面図、図６は本
発明の第６の実施の形態に係る半導体エレクトレットコ
ンデンサマイクロホンの概略的断面図である。なお、従
来の技術で説明したものと同一のものには同一の符号を
付する。
に係る半導体エレクトレットコンデンサマイクロホンの
概略的断面図、図２は本発明の第２の実施の形態に係る
半導体エレクトレットコンデンサマイクロホンの概略的
断面図、図３は本発明の第３の実施の形態に係る半導体
エレクトレットコンデンサマイクロホンの概略的断面
図、図４は本発明の第４の実施の形態に係る半導体エレ
クトレットコンデンサマイクロホンの概略的断面図、図
５は本発明の第５の実施の形態に係る半導体エレクトレ
ットコンデンサマイクロホンの概略的断面図、図６は本
発明の第６の実施の形態に係る半導体エレクトレットコ
ンデンサマイクロホンの概略的断面図である。なお、従
来の技術で説明したものと同一のものには同一の符号を
付する。
【００１３】なお、以下の説明で半導体チップ１００の
上面とは図１に示す半導体チップ１００における表面を
いい、下面とは前記上面に対向する面をいうものとす
る。
上面とは図１に示す半導体チップ１００における表面を
いい、下面とは前記上面に対向する面をいうものとす
る。
【００１４】本発明の第１の実施の形態に係る半導体エ
レクトレットコンデンサマイクロホンＡは、図１に示す
ように、必要な電子回路１１０が上面周縁部に形成され
た半導体チップ１００と、この半導体チップ１００の上
面に積層された絶縁層２００と、この絶縁層２００の上
に積層された固定電極３００と、この固定電極３００と
所定の間隔（例えば、２０μｍ程度）を有して対向する
振動膜５００とを有する電気音響変換素子１０００を備
えており、前記振動膜５００にエレクトレット層５１０
が形成された半導体エレクトレットコンデンサマイクロ
ホンであって、前記絶縁層２００は、少なくとも０．１
μｍ以上の厚さがある。
レクトレットコンデンサマイクロホンＡは、図１に示す
ように、必要な電子回路１１０が上面周縁部に形成され
た半導体チップ１００と、この半導体チップ１００の上
面に積層された絶縁層２００と、この絶縁層２００の上
に積層された固定電極３００と、この固定電極３００と
所定の間隔（例えば、２０μｍ程度）を有して対向する
振動膜５００とを有する電気音響変換素子１０００を備
えており、前記振動膜５００にエレクトレット層５１０
が形成された半導体エレクトレットコンデンサマイクロ
ホンであって、前記絶縁層２００は、少なくとも０．１
μｍ以上の厚さがある。
【００１５】まず、電気音響変換素子１０００を構成す
る半導体チップ１００は、従来のものに用いられるもの
と同様であって、２．０ｍｍ×２．０ｍｍ×０．３ｍｍ
の大きさのＳｉチップである。この半導体チップ１００
の上面周縁部には、必要な電子回路１１０としてのイン
ピーダンス用のＦＥＴ、増幅回路、ノイズキャンセル回
路等が常法によって形成されている。
る半導体チップ１００は、従来のものに用いられるもの
と同様であって、２．０ｍｍ×２．０ｍｍ×０．３ｍｍ
の大きさのＳｉチップである。この半導体チップ１００
の上面周縁部には、必要な電子回路１１０としてのイン
ピーダンス用のＦＥＴ、増幅回路、ノイズキャンセル回
路等が常法によって形成されている。
【００１６】この半導体チップ１００の上面には、電子
回路１１０の入出力用の電極１１１を除いて、絶縁層２
００が積層されている。この絶縁層２００は、珪素の有
機化合物や安定化剤をアルコールやエステル等の有機溶
剤に分散させてなるＳｉＯ2系薄膜形成剤（ＴＥＯＳ）
をディップコーティング法、スピンオンコート法、スプ
レーコーティング法等の適宜な手法で塗布したものであ
る。かかる絶縁層２００は、少なくとも０．１μｍ以上
の厚さ、望ましくは数十μｍの厚さに形成する。なお、
ＳｉＯ2 系薄膜形成剤をディップコーティング法等で塗
布すると、簡単に０．１μｍ以上の厚さを有する絶縁層
２００を形成することができる。
回路１１０の入出力用の電極１１１を除いて、絶縁層２
００が積層されている。この絶縁層２００は、珪素の有
機化合物や安定化剤をアルコールやエステル等の有機溶
剤に分散させてなるＳｉＯ2系薄膜形成剤（ＴＥＯＳ）
をディップコーティング法、スピンオンコート法、スプ
レーコーティング法等の適宜な手法で塗布したものであ
る。かかる絶縁層２００は、少なくとも０．１μｍ以上
の厚さ、望ましくは数十μｍの厚さに形成する。なお、
ＳｉＯ2 系薄膜形成剤をディップコーティング法等で塗
布すると、簡単に０．１μｍ以上の厚さを有する絶縁層
２００を形成することができる。
【００１７】また、この絶縁層２００の上に積層された
固定電極３００は、コンデンサマイク電極としてのゲー
ト電極であって、厚さが１０００Å前後のアルミニウム
層であり、その上に薄い絶縁層（ＴｉＯ2 ）を形成し、
又、固定電極３００は振動膜５００の面積の少なくも半
分位までの面積であってもよい。なお、この固定電極３
００は振動膜５００の面積の少なくも半分位までの面積
であってもよい点については、本発明の第６の実施の形
態に係る半導体エレクトレットコンデンサマイクロホン
Ｆを用いて詳細に説明する。
固定電極３００は、コンデンサマイク電極としてのゲー
ト電極であって、厚さが１０００Å前後のアルミニウム
層であり、その上に薄い絶縁層（ＴｉＯ2 ）を形成し、
又、固定電極３００は振動膜５００の面積の少なくも半
分位までの面積であってもよい。なお、この固定電極３
００は振動膜５００の面積の少なくも半分位までの面積
であってもよい点については、本発明の第６の実施の形
態に係る半導体エレクトレットコンデンサマイクロホン
Ｆを用いて詳細に説明する。
【００１８】また、前記固定電極３００には、ポリイミ
ド樹脂からなるリング状のスペーサ４００が形成されて
いる。このスペーサ４００は、後述する振動膜５００を
前記固定電極３００に対して所定の間隔を有して対向さ
せるためのものである。
ド樹脂からなるリング状のスペーサ４００が形成されて
いる。このスペーサ４００は、後述する振動膜５００を
前記固定電極３００に対して所定の間隔を有して対向さ
せるためのものである。
【００１９】さらに、前記振動膜５００は、片面に金属
電極５２０を形成した高分子ＦＥＰフィルムの片面をエ
レクトレット層５１０としたものである。具体的には、
厚さが５μｍ〜１２．５μｍの高分子ＦＥＰフィルムの
表面側にニッケルを厚さ５００Å程度に蒸着して金属電
極５２０としたものである。そして、金属電極５２０が
形成されていない側、すなわち、裏面側にコロナ照射、
ＥＢ照射等のその他の分極処理を施すことにより、高分
子ＦＥＰフィルムに半永久的に電荷をチャージしてエレ
クトレット層５１０を形成するのである（ホイル・エレ
クトレット方式）。又は高分子ＰＰＳ及びＰＥＴフィル
ム（厚さ：２μｍ前後）に片面、Ｎｉ蒸着し（５００
Å）金属電極５２０とした振動膜５００もある（バック
・エレクトレット方式の振動膜）。
電極５２０を形成した高分子ＦＥＰフィルムの片面をエ
レクトレット層５１０としたものである。具体的には、
厚さが５μｍ〜１２．５μｍの高分子ＦＥＰフィルムの
表面側にニッケルを厚さ５００Å程度に蒸着して金属電
極５２０としたものである。そして、金属電極５２０が
形成されていない側、すなわち、裏面側にコロナ照射、
ＥＢ照射等のその他の分極処理を施すことにより、高分
子ＦＥＰフィルムに半永久的に電荷をチャージしてエレ
クトレット層５１０を形成するのである（ホイル・エレ
クトレット方式）。又は高分子ＰＰＳ及びＰＥＴフィル
ム（厚さ：２μｍ前後）に片面、Ｎｉ蒸着し（５００
Å）金属電極５２０とした振動膜５００もある（バック
・エレクトレット方式の振動膜）。
【００２０】なお、金属電極５２０として、アルミニウ
ムを厚さ５００Å程度に蒸着するとともに、酸化Ｔｉ
（ＴｉＯ2 ）の絶縁コートを薄く積層することで対環境
的に強化する。または、アルミニウム金属電極の上にス
パッタ蒸着装置でＳｉＯ2 を成膜し、コロナ照射、ＥＢ
照射等の分極処理を施すことにより、半永久的に電荷を
チャージしてエレクトレット層を形成するものである。
『バック・エレクトレット・タイプ』
ムを厚さ５００Å程度に蒸着するとともに、酸化Ｔｉ
（ＴｉＯ2 ）の絶縁コートを薄く積層することで対環境
的に強化する。または、アルミニウム金属電極の上にス
パッタ蒸着装置でＳｉＯ2 を成膜し、コロナ照射、ＥＢ
照射等の分極処理を施すことにより、半永久的に電荷を
チャージしてエレクトレット層を形成するものである。
『バック・エレクトレット・タイプ』
【００２１】このように形成された振動膜５００は、振
動膜５００の金属電極５２０との導電性を考慮して導電
性を有する振動膜リング６００に取り付けられている。
この振動膜リング６００としては、真鍮やステンレス等
が適している。なお、振動膜リング６００に絶縁性の素
材を用いた場合には、他の手段、例えばボンディングワ
イヤ等によって金属電極５２０と導電性を確保する。
動膜５００の金属電極５２０との導電性を考慮して導電
性を有する振動膜リング６００に取り付けられている。
この振動膜リング６００としては、真鍮やステンレス等
が適している。なお、振動膜リング６００に絶縁性の素
材を用いた場合には、他の手段、例えばボンディングワ
イヤ等によって金属電極５２０と導電性を確保する。
【００２２】このようにして構成された電気音響変換素
子１０００は、ケース２０００の内部に収納されて半導
体エレクトレットコンデンサマイクロホンＡとして完成
する。
子１０００は、ケース２０００の内部に収納されて半導
体エレクトレットコンデンサマイクロホンＡとして完成
する。
【００２３】このケース２０００は、次のように構成さ
れている。まず、ケース２０００は、図１等に示すよう
に、電気音響変換素子１０００が嵌まり込む凹部２１１
０が形成されたケース本体２１００と、このケース本体
２１００を閉塞する蓋体２２００とを有している。
れている。まず、ケース２０００は、図１等に示すよう
に、電気音響変換素子１０００が嵌まり込む凹部２１１
０が形成されたケース本体２１００と、このケース本体
２１００を閉塞する蓋体２２００とを有している。
【００２４】前記ケース本体２１００には、前記電子回
路１１０の入出力用の電極１１１とボンディングワイヤ
７００で接続される電極部２１２０が形成されている。
この電極部２１２０を介して外部の回路との電気的接続
が図られるのである。なお、この電極部２１２０は、ケ
ース本体２１００の側面に形成された肩部２１２１に形
成されている。また、前記蓋体２２００には、振動膜５
００に音を導くための音孔２２１０が開設されている。
路１１０の入出力用の電極１１１とボンディングワイヤ
７００で接続される電極部２１２０が形成されている。
この電極部２１２０を介して外部の回路との電気的接続
が図られるのである。なお、この電極部２１２０は、ケ
ース本体２１００の側面に形成された肩部２１２１に形
成されている。また、前記蓋体２２００には、振動膜５
００に音を導くための音孔２２１０が開設されている。
【００２５】この半導体エレクトレットコンデンサマイ
クロホンＡでは、絶縁層２００の厚さを従来の１００Å
から少なくとも０．１μｍ以上、望ましくは数十μｍの
厚さに形成したので、固定電極３００と半導体チップ１
００の電子回路１１０との間の寄生容量を低減すること
ができた。具体的には、従来の技術において説明したの
と同様のもので、寄生容量を３０ｐＦ位まで低減するこ
とができた。
クロホンＡでは、絶縁層２００の厚さを従来の１００Å
から少なくとも０．１μｍ以上、望ましくは数十μｍの
厚さに形成したので、固定電極３００と半導体チップ１
００の電子回路１１０との間の寄生容量を低減すること
ができた。具体的には、従来の技術において説明したの
と同様のもので、寄生容量を３０ｐＦ位まで低減するこ
とができた。
【００２６】次に、本発明の第２の実施の形態に係る半
導体エレクトレットコンデンサマイクロホンＢについて
説明する。なお、この説明において、上述した半導体エ
レクトレットコンデンサマイクロホンＡと同様の部分に
は同一の符号を付して説明する。この半導体エレクトレ
ットコンデンサマイクロホンＢは、図２に示すように、
必要な電子回路１１０が上面周縁部に形成された半導体
チップ１００と、この半導体チップ１００の上面に積層
された絶縁層２００と、この絶縁層２００の上に積層さ
れた固定電極３００と、この固定電極３００と所定の間
隔を有して対向する振動膜５００とを有する電気音響変
換素子１０００を備えており、前記振動膜５００にエレ
クトレット層５１０が形成された半導体エレクトレット
コンデンサマイクロホンであって、前記半導体チップ１
００は、上面に形成された凹部１２０に埋込絶縁層１３
０を形成しており、前記埋込絶縁層１３０は、少なくと
も固定電極３００の下方には形成されている。
導体エレクトレットコンデンサマイクロホンＢについて
説明する。なお、この説明において、上述した半導体エ
レクトレットコンデンサマイクロホンＡと同様の部分に
は同一の符号を付して説明する。この半導体エレクトレ
ットコンデンサマイクロホンＢは、図２に示すように、
必要な電子回路１１０が上面周縁部に形成された半導体
チップ１００と、この半導体チップ１００の上面に積層
された絶縁層２００と、この絶縁層２００の上に積層さ
れた固定電極３００と、この固定電極３００と所定の間
隔を有して対向する振動膜５００とを有する電気音響変
換素子１０００を備えており、前記振動膜５００にエレ
クトレット層５１０が形成された半導体エレクトレット
コンデンサマイクロホンであって、前記半導体チップ１
００は、上面に形成された凹部１２０に埋込絶縁層１３
０を形成しており、前記埋込絶縁層１３０は、少なくと
も固定電極３００の下方には形成されている。
【００２７】この半導体エレクトレットコンデンサマイ
クロホンＢに用いられる半導体チップ１００には、上面
にエッチングによる凹部１２０が形成されている。この
凹部１２０は、約十μｍから数百μｍ程度の深さに形成
される。また、この凹部１２０が少なくとも固定電極３
００の下方には形成されているのは、もし、固定電極３
００の方が凹部１２０より大きければ、固定電極３００
の下側の一部に凹部１２０に形成される埋込絶縁層１３
０がないことになり、寄生容量の防止にならないからで
ある。
クロホンＢに用いられる半導体チップ１００には、上面
にエッチングによる凹部１２０が形成されている。この
凹部１２０は、約十μｍから数百μｍ程度の深さに形成
される。また、この凹部１２０が少なくとも固定電極３
００の下方には形成されているのは、もし、固定電極３
００の方が凹部１２０より大きければ、固定電極３００
の下側の一部に凹部１２０に形成される埋込絶縁層１３
０がないことになり、寄生容量の防止にならないからで
ある。
【００２８】前記凹部１２０には、ガラス系の絶縁剤を
埋め込む。そして、前記絶縁剤を半導体チップ１００の
上面と面一にする。これで、ガラス系の絶縁剤からなる
埋込絶縁層１３０が形成されるのである。従って、埋込
絶縁層１３０の厚さは、凹部１２０の深さと同じ、すな
わち約十μｍから数百μｍになる。
埋め込む。そして、前記絶縁剤を半導体チップ１００の
上面と面一にする。これで、ガラス系の絶縁剤からなる
埋込絶縁層１３０が形成されるのである。従って、埋込
絶縁層１３０の厚さは、凹部１２０の深さと同じ、すな
わち約十μｍから数百μｍになる。
【００２９】このように埋込絶縁層１３０が形成された
半導体チップ１００には、前記埋込絶縁層１３０との別
の絶縁層２００が形成されるが、この絶縁層２００は、
上述した半導体エレクトレットコンデンサマイクロホン
Ａにおけるものより薄くてよい。すなわち、埋込絶縁層
１３０を形成したことによって寄生容量の発生を防止す
ることができたのであるから、絶縁層２００は、従来の
ように厚さが１００Å前後のＳｉＯ2 膜でよいのであ
る。
半導体チップ１００には、前記埋込絶縁層１３０との別
の絶縁層２００が形成されるが、この絶縁層２００は、
上述した半導体エレクトレットコンデンサマイクロホン
Ａにおけるものより薄くてよい。すなわち、埋込絶縁層
１３０を形成したことによって寄生容量の発生を防止す
ることができたのであるから、絶縁層２００は、従来の
ように厚さが１００Å前後のＳｉＯ2 膜でよいのであ
る。
【００３０】他の部分、すなわち固定電極３００、スペ
ーサ４００、振動膜５００、振動膜リング６００や、ケ
ース２０００等は上述した半導体エレクトレットコンデ
ンサマイクロホンＡと同様であるので、詳細な説明は省
略する。
ーサ４００、振動膜５００、振動膜リング６００や、ケ
ース２０００等は上述した半導体エレクトレットコンデ
ンサマイクロホンＡと同様であるので、詳細な説明は省
略する。
【００３１】次に、本発明の第３の実施の形態に係る半
導体エレクトレットコンデンサマイクロホンＣについて
説明する。なお、この説明において、上述した半導体エ
レクトレットコンデンサマイクロホンＡ、Ｂと同様の部
分には同一の符号を付して説明する。この半導体エレク
トレットコンデンサマイクロホンＣは、図３に示すよう
に、必要な電子回路１１０が上面周縁部に形成された半
導体チップ１００と、この半導体チップ１００の上面に
積層された絶縁層２００と、この絶縁層２００の上に積
層された固定電極３００と、この固定電極３００と所定
の間隔を有して対向する振動膜５００とを有する電気音
響変換素子１０００を備えており、前記振動膜５００に
エレクトレット層５１０が形成された半導体エレクトレ
ットコンデンサマイクロホンであって、前記半導体チッ
プ１００は、上面から下面にかけて貫通した貫通孔１４
０に埋込絶縁層１５０を形成しており、前記埋込絶縁層
１５０は、少なくとも固定電極３００の下方には形成さ
れている。
導体エレクトレットコンデンサマイクロホンＣについて
説明する。なお、この説明において、上述した半導体エ
レクトレットコンデンサマイクロホンＡ、Ｂと同様の部
分には同一の符号を付して説明する。この半導体エレク
トレットコンデンサマイクロホンＣは、図３に示すよう
に、必要な電子回路１１０が上面周縁部に形成された半
導体チップ１００と、この半導体チップ１００の上面に
積層された絶縁層２００と、この絶縁層２００の上に積
層された固定電極３００と、この固定電極３００と所定
の間隔を有して対向する振動膜５００とを有する電気音
響変換素子１０００を備えており、前記振動膜５００に
エレクトレット層５１０が形成された半導体エレクトレ
ットコンデンサマイクロホンであって、前記半導体チッ
プ１００は、上面から下面にかけて貫通した貫通孔１４
０に埋込絶縁層１５０を形成しており、前記埋込絶縁層
１５０は、少なくとも固定電極３００の下方には形成さ
れている。
【００３２】この半導体エレクトレットコンデンサマイ
クロホンＣに用いられる半導体チップ１００には、超音
波加工で上面から下面にかけて貫通した貫通孔１４０を
形成している。この貫通孔１４０が、少なくとも固定電
極３００の下方には形成されているのは、もし、固定電
極３００の方が貫通孔１４０より大きければ、固定電極
３００の下側の一部に貫通孔１４０に形成される埋込絶
縁層１５０がないことになり、寄生容量の防止にならな
いからである。
クロホンＣに用いられる半導体チップ１００には、超音
波加工で上面から下面にかけて貫通した貫通孔１４０を
形成している。この貫通孔１４０が、少なくとも固定電
極３００の下方には形成されているのは、もし、固定電
極３００の方が貫通孔１４０より大きければ、固定電極
３００の下側の一部に貫通孔１４０に形成される埋込絶
縁層１５０がないことになり、寄生容量の防止にならな
いからである。
【００３３】前記貫通孔１４０には、ガラス系の絶縁剤
を埋め込む。そして、前記絶縁剤を半導体チップ１００
の上面と面一にする。これで、ガラス系の絶縁剤からな
る埋込絶縁層１５０が形成されるのである。
を埋め込む。そして、前記絶縁剤を半導体チップ１００
の上面と面一にする。これで、ガラス系の絶縁剤からな
る埋込絶縁層１５０が形成されるのである。
【００３４】このように埋込絶縁層１５０が形成された
半導体チップ１００には、埋込絶縁層１５０とは別の絶
縁層２００が形成されるが、この絶縁層２００は、上述
した半導体エレクトレットコンデンサマイクロホンＡに
おけるものより薄くてよい。すなわち、埋込絶縁層１５
０を形成したことによって寄生容量の発生を防止するこ
とができたのであるから、絶縁層２００は、従来のよう
に厚さが１００Å前後のＳｉＯ2 膜でよいのである。
半導体チップ１００には、埋込絶縁層１５０とは別の絶
縁層２００が形成されるが、この絶縁層２００は、上述
した半導体エレクトレットコンデンサマイクロホンＡに
おけるものより薄くてよい。すなわち、埋込絶縁層１５
０を形成したことによって寄生容量の発生を防止するこ
とができたのであるから、絶縁層２００は、従来のよう
に厚さが１００Å前後のＳｉＯ2 膜でよいのである。
【００３５】他の部分、すなわち固定電極３００、スペ
ーサ４００、振動膜５００、振動膜リング６００や、ケ
ース２０００等は上述した半導体エレクトレットコンデ
ンサマイクロホンＡ、Ｂと同様であるので、詳細な説明
は省略する。
ーサ４００、振動膜５００、振動膜リング６００や、ケ
ース２０００等は上述した半導体エレクトレットコンデ
ンサマイクロホンＡ、Ｂと同様であるので、詳細な説明
は省略する。
【００３６】次に、本発明の第４の実施の形態に係る半
導体エレクトレットコンデンサマイクロホンＤについて
説明する。なお、この説明において、上述した半導体エ
レクトレットコンデンサマイクロホンＡ〜Ｃと同様の部
分には同一の符号を付して説明する。この半導体エレク
トレットコンデンサマイクロホンＤは、図４に示すよう
に、必要な電子回路１１０が上面周縁部に形成された半
導体チップ１００と、この半導体チップ１００の上面に
積層された絶縁層２００と、この絶縁層２００の上に積
層された固定電極３００と、この固定電極３００と所定
の間隔を有して対向する振動膜５００とを有する電気音
響変換素子１０００を備えており、前記振動膜５００に
エレクトレット層５１０が形成された半導体エレクトレ
ットコンデンサマイクロホンであって、前記固定電極２
００は半導体チップ１００上のアースＧに接続され、振
動膜５００の金属電極５２０を振動膜５００が取り付け
られた振動膜リング６００を介して半導体チップ１００
の入力端子１１２に接続している。
導体エレクトレットコンデンサマイクロホンＤについて
説明する。なお、この説明において、上述した半導体エ
レクトレットコンデンサマイクロホンＡ〜Ｃと同様の部
分には同一の符号を付して説明する。この半導体エレク
トレットコンデンサマイクロホンＤは、図４に示すよう
に、必要な電子回路１１０が上面周縁部に形成された半
導体チップ１００と、この半導体チップ１００の上面に
積層された絶縁層２００と、この絶縁層２００の上に積
層された固定電極３００と、この固定電極３００と所定
の間隔を有して対向する振動膜５００とを有する電気音
響変換素子１０００を備えており、前記振動膜５００に
エレクトレット層５１０が形成された半導体エレクトレ
ットコンデンサマイクロホンであって、前記固定電極２
００は半導体チップ１００上のアースＧに接続され、振
動膜５００の金属電極５２０を振動膜５００が取り付け
られた振動膜リング６００を介して半導体チップ１００
の入力端子１１２に接続している。
【００３７】この半導体エレクトレットコンデンサマイ
クロホンＤが上述したものと相違する点は、固定電極２
００を半導体チップ１００のアースＧに接続するととも
に、金属電極５２０を振動膜リング６００を介して半導
体チップ１００の入力端子１１２に接続する点である。
なお、振動膜リング６００と入力端子１１２との接続
は、ボンディングワイヤ７１０によって行う。これによ
って、従来は固定電極２００と電子回路１１０との間に
生じていた寄生容量を、固定電極２００をアースＧに接
続することによって生じないようにするのである。ま
た、信号は、金属電極５２０→振動膜リング６００→ボ
ンディングワイヤ７１０の順で入力端子１１２に入力さ
れるのである。
クロホンＤが上述したものと相違する点は、固定電極２
００を半導体チップ１００のアースＧに接続するととも
に、金属電極５２０を振動膜リング６００を介して半導
体チップ１００の入力端子１１２に接続する点である。
なお、振動膜リング６００と入力端子１１２との接続
は、ボンディングワイヤ７１０によって行う。これによ
って、従来は固定電極２００と電子回路１１０との間に
生じていた寄生容量を、固定電極２００をアースＧに接
続することによって生じないようにするのである。ま
た、信号は、金属電極５２０→振動膜リング６００→ボ
ンディングワイヤ７１０の順で入力端子１１２に入力さ
れるのである。
【００３８】なお、振動膜リング６００とケース２００
０の蓋体２２００との間には絶縁シート８００を介在さ
せておくので、両者の電気的接続は遮断されている。こ
の絶縁シート８００は、振動膜リング６００と同様に略
リング状に形成されている。
０の蓋体２２００との間には絶縁シート８００を介在さ
せておくので、両者の電気的接続は遮断されている。こ
の絶縁シート８００は、振動膜リング６００と同様に略
リング状に形成されている。
【００３９】このように構成することによって固定電極
２００と半導体チップ１００に形成された電子回路１１
０との間の電位差が零になるので、両者の間に寄生容量
は発生しないのである。
２００と半導体チップ１００に形成された電子回路１１
０との間の電位差が零になるので、両者の間に寄生容量
は発生しないのである。
【００４０】次に、本発明の第５の実施の形態に係る半
導体エレクトレットコンデンサマイクロホンＥについて
説明する。なお、この説明において、上述した半導体エ
レクトレットコンデンサマイクロホンＡ〜Ｄと同様の部
分には同一の符号を付して説明する。この半導体エレク
トレットコンデンサマイクロホンＥは、図５に示すよう
に、必要な電子回路１１０が上面周縁部に形成された半
導体チップ１００と、この半導体チップ１００の下面と
所定の間隔を有して対向する振動膜５００とを有する電
気音響変換素子１０００及びこの電気音響変換素子１０
００を収納するケース２０００とを備えており、前記ケ
ース２０００は前記電気音響変換素子１０００を収納す
る凹部２１１０と、この凹部２１１０の底面と側面との
間を導通させる導電層２１３０とを有しており、前記電
気音響変換素子１０００は凹部２１１０にフリップチッ
プ方式で収納されており、振動膜５００の金属電極５２
０と振動膜５００が取り付けられた振動膜リング６００
とを前記導電層２１３０を介して半導体チップ１００の
入出力用の電極１１１に接続している。
導体エレクトレットコンデンサマイクロホンＥについて
説明する。なお、この説明において、上述した半導体エ
レクトレットコンデンサマイクロホンＡ〜Ｄと同様の部
分には同一の符号を付して説明する。この半導体エレク
トレットコンデンサマイクロホンＥは、図５に示すよう
に、必要な電子回路１１０が上面周縁部に形成された半
導体チップ１００と、この半導体チップ１００の下面と
所定の間隔を有して対向する振動膜５００とを有する電
気音響変換素子１０００及びこの電気音響変換素子１０
００を収納するケース２０００とを備えており、前記ケ
ース２０００は前記電気音響変換素子１０００を収納す
る凹部２１１０と、この凹部２１１０の底面と側面との
間を導通させる導電層２１３０とを有しており、前記電
気音響変換素子１０００は凹部２１１０にフリップチッ
プ方式で収納されており、振動膜５００の金属電極５２
０と振動膜５００が取り付けられた振動膜リング６００
とを前記導電層２１３０を介して半導体チップ１００の
入出力用の電極１１１に接続している。
【００４１】この半導体エレクトレットコンデンサマイ
クロホンＥが上述した半導体エレクトレットコンデンサ
マイクロホンＡ〜Ｄと最も相違する点は、半導体チップ
１００がフリップチップ方式、すなわち電子回路１１０
の入出力用の電極１１１等を下向きにしてケース２００
０の凹部２１１０に収納される点である。
クロホンＥが上述した半導体エレクトレットコンデンサ
マイクロホンＡ〜Ｄと最も相違する点は、半導体チップ
１００がフリップチップ方式、すなわち電子回路１１０
の入出力用の電極１１１等を下向きにしてケース２００
０の凹部２１１０に収納される点である。
【００４２】また、この半導体エレクトレットコンデン
サマイクロホンＥは、半導体エレクトレットコンデンサ
マイクロホンＡ〜Ｄにおける固定電極３００に直接相当
するものがない点でも相違する。すなわち、半導体チッ
プ１００を構成するＳｉチップは導電性を有するため、
電子回路１１０においてアースＧをとっておけば、半導
体チップ１００の下面はアース電極面となり、前記固定
電極３００と同等のものになるため、別個に固定電極３
００を形成する必要がないのである。
サマイクロホンＥは、半導体エレクトレットコンデンサ
マイクロホンＡ〜Ｄにおける固定電極３００に直接相当
するものがない点でも相違する。すなわち、半導体チッ
プ１００を構成するＳｉチップは導電性を有するため、
電子回路１１０においてアースＧをとっておけば、半導
体チップ１００の下面はアース電極面となり、前記固定
電極３００と同等のものになるため、別個に固定電極３
００を形成する必要がないのである。
【００４３】さらに、振動膜５００の金属電極５２０
は、振動膜リング６００及びボンディングワイヤ７００
を介して、電極部２１２０に接続されている。
は、振動膜リング６００及びボンディングワイヤ７００
を介して、電極部２１２０に接続されている。
【００４４】前記ケース２０００のケース本体２１００
には側面から底面にかけて、より具体的には前記肩部２
１２１に形成された電極部２１２０のから側面を介して
底面にいたる薄膜からなる導電層２１３０が形成されて
いる。この導電層２１３０は、前記電極部２１２０と、
半導体チップ１００に形成された電子回路１１０の入出
力用の電極１１１とを電気的に接続するものである。
には側面から底面にかけて、より具体的には前記肩部２
１２１に形成された電極部２１２０のから側面を介して
底面にいたる薄膜からなる導電層２１３０が形成されて
いる。この導電層２１３０は、前記電極部２１２０と、
半導体チップ１００に形成された電子回路１１０の入出
力用の電極１１１とを電気的に接続するものである。
【００４５】従って、振動膜５００の金属電極５２０と
電子回路１１０とは、ボンディングワイヤ７００や導電
層２１３０を介して電気的に接続されていることにな
る。
電子回路１１０とは、ボンディングワイヤ７００や導電
層２１３０を介して電気的に接続されていることにな
る。
【００４６】ケース２０００のケース本体２１００の凹
部２１１０の底面には、一方向にのみ導電性を有する異
方性導電材料２１４０が塗布されている。この異方性導
電材料２１４０は、電気音響変換素子１０００を凹部２
１１０に固定する接着剤の役目をも果たしている。
部２１１０の底面には、一方向にのみ導電性を有する異
方性導電材料２１４０が塗布されている。この異方性導
電材料２１４０は、電気音響変換素子１０００を凹部２
１１０に固定する接着剤の役目をも果たしている。
【００４７】また、振動膜５００が貼りつけられる振動
膜リング６００と、ケース２０００の蓋体２２００との
間には絶縁シート８００を介在させておくので、両者の
電気的接続は遮断されている。この絶縁シート８００
は、振動膜リング６００と同様に略リング状に形成され
ている。
膜リング６００と、ケース２０００の蓋体２２００との
間には絶縁シート８００を介在させておくので、両者の
電気的接続は遮断されている。この絶縁シート８００
は、振動膜リング６００と同様に略リング状に形成され
ている。
【００４８】このように構成することによっても、寄生
容量は発生しないのである。
容量は発生しないのである。
【００４９】次に、本発明の第６の実施の形態に係る半
導体エレクトレットコンデンサマイクロホンＦについて
説明する。なお、この説明において、上述した半導体エ
レクトレットコンデンサマイクロホンＡ〜Ｅと同様の部
分には同一の符号を付して説明する。この半導体エレク
トレットコンデンサマイクロホンＦは、必要な電子回路
１１０が上面周縁部に形成された半導体チップ１００
と、この半導体チップ１００の上面に積層された絶縁層
２００と、この絶縁層２００の上に積層された固定電極
３００と、この固定電極３００と所定の間隔を有して対
向する振動膜５００とを有する電気音響変換素子１００
０とを備えており、前記振動膜５００にエレクトレット
層５１０が形成された半導体エレクトレットコンデンサ
マイクロホンであって、固定電極３００の面積は振動膜
５００の面積に対し少なくとも半分位迄の大きさに設定
されている。
導体エレクトレットコンデンサマイクロホンＦについて
説明する。なお、この説明において、上述した半導体エ
レクトレットコンデンサマイクロホンＡ〜Ｅと同様の部
分には同一の符号を付して説明する。この半導体エレク
トレットコンデンサマイクロホンＦは、必要な電子回路
１１０が上面周縁部に形成された半導体チップ１００
と、この半導体チップ１００の上面に積層された絶縁層
２００と、この絶縁層２００の上に積層された固定電極
３００と、この固定電極３００と所定の間隔を有して対
向する振動膜５００とを有する電気音響変換素子１００
０とを備えており、前記振動膜５００にエレクトレット
層５１０が形成された半導体エレクトレットコンデンサ
マイクロホンであって、固定電極３００の面積は振動膜
５００の面積に対し少なくとも半分位迄の大きさに設定
されている。
【００５０】この半導体エレクトレットコンデンサマイ
クロホンＦが、上述した半導体エレクトレットコンデン
サマイクロホンＡ〜Ｄと相違する点は、半導体エレクト
レットコンデンサマイクロホンＦにおける固定電極３０
０の面積は振動膜５００の面積に対し少なくとも半分位
迄の大きさに設定されている点である。
クロホンＦが、上述した半導体エレクトレットコンデン
サマイクロホンＡ〜Ｄと相違する点は、半導体エレクト
レットコンデンサマイクロホンＦにおける固定電極３０
０の面積は振動膜５００の面積に対し少なくとも半分位
迄の大きさに設定されている点である。
【００５１】すなわち、半導体エレクトレットコンデン
サマイクロホンＡ〜Ｄでは、固定電極３００の面積と振
動膜５００の面積とは同一に設定されていたのである。
サマイクロホンＡ〜Ｄでは、固定電極３００の面積と振
動膜５００の面積とは同一に設定されていたのである。
【００５２】このように、固定電極３００の面積は振動
膜５００の面積に対し少なくとも半分位迄の大きさに設
定すると、次のような利点が生じる。まず、固定電極３
００を振動膜５００と同程度の面積に形成すると、必然
的に大きな寄生容量が形成される。固定電極３００が小
さいほど寄生容量も小さくなるが、あまりに固定電極３
００が小さいと、音響出力の低下等の悪影響が発生す
る。本発明者は、実験の結果、記載容量が問題になら
ず、また音響出力の低下等の悪影響も受けないために
は、固定電極３００の面積は振動膜５００の面積に対し
少なくとも半分位迄の大きさに設定することが望ましい
ことを見出した。
膜５００の面積に対し少なくとも半分位迄の大きさに設
定すると、次のような利点が生じる。まず、固定電極３
００を振動膜５００と同程度の面積に形成すると、必然
的に大きな寄生容量が形成される。固定電極３００が小
さいほど寄生容量も小さくなるが、あまりに固定電極３
００が小さいと、音響出力の低下等の悪影響が発生す
る。本発明者は、実験の結果、記載容量が問題になら
ず、また音響出力の低下等の悪影響も受けないために
は、固定電極３００の面積は振動膜５００の面積に対し
少なくとも半分位迄の大きさに設定することが望ましい
ことを見出した。
【００５３】従って、このように、固定電極３００の面
積は振動膜５００の面積に対し少なくとも半分位迄の大
きさに設定すると、半導体チップ１００の上面に形成す
る絶縁膜２００の厚さ寸法を従来のものと同様に１００
Å程度にすることが可能となるのである。
積は振動膜５００の面積に対し少なくとも半分位迄の大
きさに設定すると、半導体チップ１００の上面に形成す
る絶縁膜２００の厚さ寸法を従来のものと同様に１００
Å程度にすることが可能となるのである。
【００５４】なお、上述した各種の実施の形態では、振
動膜５００にエレクトレット層５１０を形成したが、固
定電極３００にエレクトレット層を形成するようにして
も同等の効果を得ることができるのはいうまでもない。
動膜５００にエレクトレット層５１０を形成したが、固
定電極３００にエレクトレット層を形成するようにして
も同等の効果を得ることができるのはいうまでもない。
【００５５】
【発明の効果】本発明に係る半導体エレクトレットコン
デンサマイクロホンは、必要な電子回路が上面周縁部に
形成された半導体チップと、この半導体チップの上面に
積層された絶縁層と、この絶縁層の上に積層された固定
電極と、この固定電極と所定の間隔を有して対向する振
動膜とを有する電気音響変換素子を備えており、前記振
動膜にエレクトレット層が形成、又は固定電極側にエレ
クトレット層が形成された半導体エレクトレットコンデ
ンサマイクロホンであって、前記絶縁層は、少なくとも
０．１μｍ以上の厚さがある。
デンサマイクロホンは、必要な電子回路が上面周縁部に
形成された半導体チップと、この半導体チップの上面に
積層された絶縁層と、この絶縁層の上に積層された固定
電極と、この固定電極と所定の間隔を有して対向する振
動膜とを有する電気音響変換素子を備えており、前記振
動膜にエレクトレット層が形成、又は固定電極側にエレ
クトレット層が形成された半導体エレクトレットコンデ
ンサマイクロホンであって、前記絶縁層は、少なくとも
０．１μｍ以上の厚さがある。
【００５６】従って、絶縁層の厚さを従来の１００Åか
ら少なくとも０．１μｍ以上、望ましくは数十μｍの厚
さに形成したので、固定電極と半導体チップの電子回路
との間の寄生容量を低減することができた。特に、寄生
容量を半導体チップに形成されている電子回路で解決す
ることは、技術的、コスト的にも困難であったが、技術
的、コスト的にも優れた寄生容量の低減を達成すること
ができた。
ら少なくとも０．１μｍ以上、望ましくは数十μｍの厚
さに形成したので、固定電極と半導体チップの電子回路
との間の寄生容量を低減することができた。特に、寄生
容量を半導体チップに形成されている電子回路で解決す
ることは、技術的、コスト的にも困難であったが、技術
的、コスト的にも優れた寄生容量の低減を達成すること
ができた。
【００５７】なお、前記絶縁層をＳｉＯ2 系薄膜形成剤
を半導体チップ上に塗布して形成すると、少なくとも
０．１μｍ以上の厚さを有する絶縁層の形成が容易であ
る。
を半導体チップ上に塗布して形成すると、少なくとも
０．１μｍ以上の厚さを有する絶縁層の形成が容易であ
る。
【００５８】また、本発明に係る他の半導体エレクトレ
ットコンデンサマイクロホンは、必要な電子回路が上面
周縁部に形成された半導体チップと、この半導体チップ
の上面に積層された絶縁層と、この絶縁層の上に積層さ
れた固定電極と、この固定電極と所定の間隔を有して対
向する振動膜とを有する電気音響変換素子を備えてお
り、前記振動膜にエレクトレット層が形成、又は固定電
極側にエレクトレット素子が形成された半導体エレクト
レットコンデンサマイクロホンであって、前記半導体チ
ップは、上面に形成された凹部に埋込絶縁層を形成して
おり、前記埋込絶縁層は、少なくとも固定電極の下方に
は形成されている。
ットコンデンサマイクロホンは、必要な電子回路が上面
周縁部に形成された半導体チップと、この半導体チップ
の上面に積層された絶縁層と、この絶縁層の上に積層さ
れた固定電極と、この固定電極と所定の間隔を有して対
向する振動膜とを有する電気音響変換素子を備えてお
り、前記振動膜にエレクトレット層が形成、又は固定電
極側にエレクトレット素子が形成された半導体エレクト
レットコンデンサマイクロホンであって、前記半導体チ
ップは、上面に形成された凹部に埋込絶縁層を形成して
おり、前記埋込絶縁層は、少なくとも固定電極の下方に
は形成されている。
【００５９】このように埋込絶縁層を形成するのであれ
ば、その上に積層する絶縁層は従来のように厚さが１０
０Å前後のＳｉＯ2 膜でよい。
ば、その上に積層する絶縁層は従来のように厚さが１０
０Å前後のＳｉＯ2 膜でよい。
【００６０】また、埋込絶縁層を半導体チップに上面か
ら下面にかけて貫通した貫通孔に形成しても同様の効果
を得ることができる。
ら下面にかけて貫通した貫通孔に形成しても同様の効果
を得ることができる。
【００６１】さらに、本発明に係る他の半導体エレクト
レットコンデンサマイクロホンは、必要な電子回路が上
面周縁部に形成された半導体チップと、この半導体チッ
プの上面に積層された絶縁層と、この絶縁層の上に積層
された固定電極と、この固定電極と所定の間隔を有して
対向する振動膜とを有する電気音響変換素子を備えてお
り、前記振動膜にエレクトレット層が形成、又は固定電
極側にエレクトレット層が形成された半導体エレクトレ
ットコンデンサマイクロホンであって、前記固定電極は
半導体チップ上のアースに接続され、振動膜の金属電極
と振動膜が取り付けられた振動膜リングとを半導体チッ
プの入力端子に接続している。
レットコンデンサマイクロホンは、必要な電子回路が上
面周縁部に形成された半導体チップと、この半導体チッ
プの上面に積層された絶縁層と、この絶縁層の上に積層
された固定電極と、この固定電極と所定の間隔を有して
対向する振動膜とを有する電気音響変換素子を備えてお
り、前記振動膜にエレクトレット層が形成、又は固定電
極側にエレクトレット層が形成された半導体エレクトレ
ットコンデンサマイクロホンであって、前記固定電極は
半導体チップ上のアースに接続され、振動膜の金属電極
と振動膜が取り付けられた振動膜リングとを半導体チッ
プの入力端子に接続している。
【００６２】この半導体エレクトレットコンデンサマイ
クロホンであれば、固定電極がアースに接続されている
ため、固定電極と半導体チップに形成された電子回路と
の間の電位差が零になるので、両者の間に寄生容量は発
生しない。
クロホンであれば、固定電極がアースに接続されている
ため、固定電極と半導体チップに形成された電子回路と
の間の電位差が零になるので、両者の間に寄生容量は発
生しない。
【００６３】また、本発明に係るその他の半導体エレク
トレットコンデンサマイクロホンは、必要な電子回路が
上面周縁部に形成された半導体チップと、この半導体チ
ップの下面と所定の間隔を有して対向する振動膜とを有
する電気音響変換素子及びこの電気音響変換素子を収納
するケースとを備えており、前記ケースは前記電気音響
変換素子を収納する凹部と、この凹部の底面と側面との
間を導通させる導電層とを有しており、前記電気音響変
換素子は凹部にフリップチップ方式で収納されており、
振動膜の金属電極と振動膜が取り付けられた振動膜リン
グとを前記導電層を介して半導体チップの入力端子に接
続している。
トレットコンデンサマイクロホンは、必要な電子回路が
上面周縁部に形成された半導体チップと、この半導体チ
ップの下面と所定の間隔を有して対向する振動膜とを有
する電気音響変換素子及びこの電気音響変換素子を収納
するケースとを備えており、前記ケースは前記電気音響
変換素子を収納する凹部と、この凹部の底面と側面との
間を導通させる導電層とを有しており、前記電気音響変
換素子は凹部にフリップチップ方式で収納されており、
振動膜の金属電極と振動膜が取り付けられた振動膜リン
グとを前記導電層を介して半導体チップの入力端子に接
続している。
【００６４】この場合には、半導体チップの上面に絶縁
層及び固定電極を形成することなしに、寄生容量の発生
を防止することができるので、製造工程の工数を減少し
つつ同様の効果をもたらすことが可能となる。
層及び固定電極を形成することなしに、寄生容量の発生
を防止することができるので、製造工程の工数を減少し
つつ同様の効果をもたらすことが可能となる。
【００６５】また、本発明に係る他の半導体エレクトレ
ットコンデンサマイクロホンは、必要な電子回路が上面
周縁部に形成された半導体チップと、この半導体チップ
の上面に積層された絶縁層と、この絶縁層の上に積層さ
れた固定電極と、この固定電極と所定の間隔を有して対
向する振動膜とを有する電気音響変換素子とを備えてお
り、前記振動膜にエレクトレット層が形成、又は固定電
極側にエレクトレット層が形成された半導体エレクトレ
ットコンデンサマイクロホンであって、固定電極面積は
振動膜面積に対し少なくとも半分位迄の大きさに設定さ
れている。
ットコンデンサマイクロホンは、必要な電子回路が上面
周縁部に形成された半導体チップと、この半導体チップ
の上面に積層された絶縁層と、この絶縁層の上に積層さ
れた固定電極と、この固定電極と所定の間隔を有して対
向する振動膜とを有する電気音響変換素子とを備えてお
り、前記振動膜にエレクトレット層が形成、又は固定電
極側にエレクトレット層が形成された半導体エレクトレ
ットコンデンサマイクロホンであって、固定電極面積は
振動膜面積に対し少なくとも半分位迄の大きさに設定さ
れている。
【００６６】この半導体エレクトレットコンデンサマイ
クロホンでは、絶縁層の厚さを従来のものと同様の１０
０Å程度にしても、寄生容量が問題のない程度に減少
し、さらに音響特性の面からも支障がないものとするこ
とができる。
クロホンでは、絶縁層の厚さを従来のものと同様の１０
０Å程度にしても、寄生容量が問題のない程度に減少
し、さらに音響特性の面からも支障がないものとするこ
とができる。
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る半導体エレク
トレットコンデンサマイクロホンの概略的断面図であ
る。
トレットコンデンサマイクロホンの概略的断面図であ
る。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る半導体エレク
トレットコンデンサマイクロホンの概略的断面図であ
る。
トレットコンデンサマイクロホンの概略的断面図であ
る。
【図３】本発明の第３の実施の形態に係る半導体エレク
トレットコンデンサマイクロホンの概略的断面図であ
る。
トレットコンデンサマイクロホンの概略的断面図であ
る。
【図４】本発明の第４の実施の形態に係る半導体エレク
トレットコンデンサマイクロホンの概略的断面図であ
る。
トレットコンデンサマイクロホンの概略的断面図であ
る。
【図５】本発明の第５の実施の形態に係る半導体エレク
トレットコンデンサマイクロホンの概略的断面図であ
る。
トレットコンデンサマイクロホンの概略的断面図であ
る。
【図６】本発明の第６の実施の形態に係る半導体エレク
トレットコンデンサマイクロホンの概略的断面図であ
る。
トレットコンデンサマイクロホンの概略的断面図であ
る。
【図７】従来のこの種の半導体エレクトレットコンデン
サマイクロホンの概略的断面図である。
サマイクロホンの概略的断面図である。
Ａ〜Ｆ 半導体エレクトレットコンデンサマイクロホン
１０００ 電気音響変換素子
１００ 半導体チップ
１１０ 電子回路
２００ 絶縁層
３００ 固定電極
４００ スペーサ
５００ 振動膜
５１０ エレクトレット層
２０００ ケース
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平11−88992（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−217397（ＪＰ，Ａ)
特開 昭54−127316（ＪＰ，Ａ)
米国特許4910840（ＵＳ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H04R 19/04
Claims (7)
- 【請求項１】 必要な電子回路が上面周縁部に形成され
た半導体チップと、この半導体チップの上面に積層され
た絶縁層と、この絶縁層の上に積層された固定電極と、
この固定電極と所定の間隔を有して対向する振動膜とを
有する電気音響変換素子を具備しており、前記振動膜に
エレクトレット層が形成、又は固定電極側にエレクトレ
ット層が形成された半導体エレクトレットコンデンサマ
イクロホンにおいて、前記絶縁層は、少なくとも０．１
μｍ以上の厚さがあることを特徴とする半導体エレクト
レットコンデンサマイクロホン。 - 【請求項２】 前記絶縁層は、ＳｉＯ2 系薄膜形成剤を
半導体チップ上に塗装、又は蒸着して形成したものであ
ることを特徴とする請求項１記載の半導体エレクトレッ
トコンデンサマイクロホン。 - 【請求項３】 必要な電子回路が上面周縁部に形成され
た半導体チップと、この半導体チップの上面に積層され
た絶縁層と、この絶縁層の上に積層された固定電極と、
この固定電極と所定の間隔を有して対向する振動膜とを
有する電気音響変換素子を具備しており、前記振動膜に
エレクトレット層が形成、又は固定電極側にエレクトレ
ット層が形成された半導体エレクトレットコンデンサマ
イクロホンにおいて、前記半導体チップは、上面に形成
された凹部に埋込絶縁層を形成しており、前記埋込絶縁
層は、少なくとも固定電極の下方には形成されているこ
とを特徴とする半導体エレクトレットコンデンサマイク
ロホン。 - 【請求項４】 必要な電子回路が上面周縁部に形成され
た半導体チップと、この半導体チップの上面に積層され
た絶縁層と、この絶縁層の上に積層された固定電極と、
この固定電極と所定の間隔を有して対向する振動膜とを
有する電気音響変換素子を具備しており、前記振動膜に
エレクトレット層が形成、又は固定電極側にエレクトレ
ット層が形成された半導体エレクトレットコンデンサマ
イクロホンにおいて、前記半導体チップは、上面から下
面にかけて貫通した貫通孔に埋込絶縁層を形成してお
り、前記埋込絶縁層は、少なくとも固定電極の下方には
形成されていることを特徴とする半導体エレクトレット
コンデンサマイクロホン。 - 【請求項５】 必要な電子回路が上面周縁部に形成され
た半導体チップと、この半導体チップの上面に積層され
た絶縁層と、この絶縁層の上に積層された固定電極と、
この固定電極と所定の間隔を有して対向する振動膜とを
有する電気音響変換素子を具備しており、前記振動膜に
エレクトレット層が形成、又は固定電極側にエレクトレ
ット層が形成された半導体エレクトレットコンデンサマ
イクロホンにおいて、前記固定電極は半導体チップ上の
アースに接続され、振動膜の金属電極と振動膜が取り付
けられた振動膜リングとを半導体チップの入力端子に接
続したことを特徴とする半導体エレクトレットコンデン
サマイクロホン。 - 【請求項６】 必要な電子回路が上面周縁部に形成され
た半導体チップと、この半導体チップの下面と所定の間
隔を有して対向する振動膜とを有する電気音響変換素子
及びこの電気音響変換素子を収納するケースとを具備し
ており、前記ケースは前記電気音響変換素子を収納する
凹部と、この凹部の底面と側面との間を導通させる導電
層とを有しており、前記電気音響変換素子は凹部にフリ
ップチップ方式で収納されており、振動膜の金属電極と
振動膜が取り付けられた振動膜リングとを前記導電層を
介して半導体チップの入力端子に接続したことを特徴と
する半導体エレクトレットコンデンサマイクロホン。 - 【請求項７】 必要な電子回路が上面周縁部に形成され
た半導体チップと、この半導体チップの上面に積層され
た絶縁層と、この絶縁層の上に積層された固定電極と、
この固定電極と所定の間隔を有して対向する振動膜とを
有する電気音響変換素子とを具備しており、前記振動膜
にエレクトレット層が形成、又は固定電極側にエレクト
レット層が形成された半導体エレクトレットコンデンサ
マイクロホンにおいて、固定電極面積は振動膜面積に対
し少なくとも半分位迄の大きさに設定されていることを
特徴とする半導体エレクトレットコンデンサマイクロホ
ン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03843099A JP3472502B2 (ja) | 1999-02-17 | 1999-02-17 | 半導体エレクトレットコンデンサマイクロホン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03843099A JP3472502B2 (ja) | 1999-02-17 | 1999-02-17 | 半導体エレクトレットコンデンサマイクロホン |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000236596A JP2000236596A (ja) | 2000-08-29 |
| JP3472502B2 true JP3472502B2 (ja) | 2003-12-02 |
Family
ID=12525102
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03843099A Expired - Fee Related JP3472502B2 (ja) | 1999-02-17 | 1999-02-17 | 半導体エレクトレットコンデンサマイクロホン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3472502B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4697763B2 (ja) * | 2001-07-31 | 2011-06-08 | パナソニック株式会社 | コンデンサマイクロホン |
| JP4033830B2 (ja) * | 2002-12-03 | 2008-01-16 | ホシデン株式会社 | マイクロホン |
| JP4751057B2 (ja) * | 2004-12-15 | 2011-08-17 | シチズン電子株式会社 | コンデンサマイクロホンとその製造方法 |
| KR100737732B1 (ko) * | 2006-04-21 | 2007-07-10 | 주식회사 비에스이 | 멤스 마이크로폰의 패키징 구조 |
| US20090115060A1 (en) | 2007-11-01 | 2009-05-07 | Infineon Technologies Ag | Integrated circuit device and method |
| JP4553043B2 (ja) * | 2008-09-12 | 2010-09-29 | 株式会社村田製作所 | 音響的トランスデューサユニット |
| JP2010258719A (ja) * | 2009-04-23 | 2010-11-11 | Murata Mfg Co Ltd | 音響的トランスデューサユニット |
| JP4947169B2 (ja) | 2010-03-10 | 2012-06-06 | オムロン株式会社 | 半導体装置及びマイクロフォン |
-
1999
- 1999-02-17 JP JP03843099A patent/JP3472502B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JP2000236596A (ja) | 2000-08-29 |
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