JP4567643B2 - コンデンサ及びその製造方法 - Google Patents
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以下、本発明の第1の実施形態に係るエレクトレットコンデンサについて図面を参照しながら説明する。
以下、本発明の第2の実施形態に係るエレクトレットコンデンサについて図面を参照しながら説明する。
以下、本発明の第3の実施形態に係るエレクトレットコンデンサについて図面を参照しながら説明する。
以下、本発明の第4の実施形態に係るエレクトレットコンデンサについて図面を参照しながら説明する。
以下、本発明の第5の実施形態に係るエレクトレットコンデンサの製造方法について図面を参照しながら説明する。尚、本実施形態は、貫通孔形成用マスクレイアウトのみの調整により上記第1〜第4の実施形態のエレクトレットコンデンサのいずれの製造方法としても用いることができる。
101 第1のシリコン酸化膜
102 第1の導電性ポリシリコン膜
103 第1のフォトリソグラフィ用マスク
104 第1のシリコン窒化膜
105 第2のシリコン酸化膜
106 第2のフォトリソグラフィ用マスク
107 第2のシリコン窒化膜
108 第3のフォトリソグラフィ用マスク
109 第3のシリコン酸化膜
110 第4のフォトリソグラフィ用マスク
111 第3のシリコン酸化膜の窪み
112 第5のフォトリソグラフィ用マスク
113 電極パッド開口部
114 第3のシリコン窒化膜
115 第2の導電性ポリシリコン膜
116 第6のフォトリソグラフィ用マスク
117 第4のシリコン窒化膜
118 第7のフォトリソグラフィ用マスク
119 第4のシリコン酸化膜
120 半導体基板裏面側積層膜
121 第5のシリコン酸化膜
122 第8のフォトリソグラフィ用マスク
123 メンブレン領域
124 音孔
125 エアギャップ
126 貫通孔
127 電極パッド
Claims (35)
- 中央部に貫通孔を有する半導体基板と、
前記半導体基板の前記貫通孔を覆うように形成された第1の膜と、
前記第1の膜の上方に前記第1の膜と対向するように形成された第2の膜とを備え、
前記第2の膜は、前記半導体基板の前記貫通孔上に位置する複数の第1の孔と、前記複数の第1の孔が形成された領域よりも外側の領域に位置し且つ前記複数の第1の孔よりも開口面積が大きい少なくとも1つの第2の孔とを有し、
前記第2の孔は、非容量生成部のみに形成されており、
前記半導体基板における前記第1の膜が形成されている面での前記貫通孔の開口面積が、前記半導体基板における前記第1の膜が形成されていない面での前記貫通孔の開口面積よりも小さいことを特徴とするコンデンサ。 - 請求項1に記載のコンデンサにおいて、
前記第2の膜は、第2の電極及び絶縁膜を含み、
前記第1の膜は、第1の電極を含むことを特徴とするコンデンサ。 - 請求項2に記載のコンデンサにおいて、
前記第2の孔は、前記第1の電極と前記第2の電極とが対向していない領域に形成されていることを特徴とするコンデンサ。 - 中央部に貫通孔を有する半導体基板と、
前記半導体基板の前記貫通孔を覆うように形成され、第1の電極を含む第1の膜と、
前記第1の膜の上方に前記第1の膜と対向するように形成され、前記第1の電極と大きさの異なる第2の電極を有する第2の膜とを備え、
前記第2の膜は、第1の孔と、前記第1の孔よりも開口面積が大きい第2の孔とを有し、
前記第2の孔は、前記第1の電極と前記第2の電極とが対向しない領域にのみ存在し、
前記半導体基板における前記第1の膜が形成されている面での前記貫通孔の開口面積が、前記半導体基板における前記第1の膜が形成されていない面での前記貫通孔の開口面積よりも小さいことを特徴とするコンデンサ。 - 請求項4に記載のコンデンサにおいて、
前記第2の孔は、非容量生成部に形成されていることを特徴とするコンデンサ。 - 請求項4又は5に記載のコンデンサにおいて、
前記第2の膜は、絶縁膜を含むことを特徴とするコンデンサ。 - 請求項2、3又は6のいずれか1項に記載のコンデンサにおいて、
前記第1の電極はポリシリコン膜であり、
前記絶縁膜はシリコン窒化膜であり、
前記第2の電極はポリシリコン膜であることを特徴とするコンデンサ。 - 請求項2〜7のいずれか1項に記載のコンデンサにおいて、
前記第2の電極は固定電極であり、
前記第1の電極は振動電極であり、
前記第2の孔は、前記振動電極と前記固定電極とが重なっていない領域の前記第2の膜にのみ存在することを特徴とするコンデンサ。 - 請求項1〜8のいずれか1項に記載のコンデンサにおいて、
前記第2の膜の面積は、前記第1の膜の面積よりも大きいことを特徴とするコンデンサ。 - 請求項1〜9のいずれか1項に記載のコンデンサにおいて、
前記第2の孔の開口径は、前記複数の第1の孔の開口径の1.5倍以上であることを特徴とするコンデンサ。 - 請求項1〜10のいずれか1項に記載のコンデンサにおいて、
前記第2の孔の開口面積は、前記複数の第1の孔の開口面積の2倍以上であることを特徴とするコンデンサ。 - 請求項3〜6のいずれか1項に記載のコンデンサにおいて、
前記第1の電極と前記第2の電極とが対向していない領域における前記第2の膜の単位面積当たりの開口面積は、前記第1の電極と前記第2の電極とが対向している領域における前記第2の膜の単位面積当たりの開口面積よりも大きいことを特徴とするコンデンサ。 - 請求項1〜3又は5のいずれか1項に記載のコンデンサにおいて、
前記非容量生成部における前記第2の膜の単位面積当たりの開口面積は、容量生成部における前記第2の膜の単位面積当たりの開口面積よりも大きいことを特徴とするコンデンサ。 - 請求項1〜13のいずれか1項に記載のコンデンサにおいて、
前記第1の膜はエレクトレット膜を含むことを特徴とするコンデンサ。 - 請求項14に記載のコンデンサにおいて、
前記エレクトレット膜はシリコン酸化膜であることを特徴とするコンデンサ。 - 請求項1〜15のいずれか1項に記載のコンデンサにおいて、
前記第2の孔は、前記半導体基板の前記貫通孔の外側の領域上に形成されていることを特徴とするコンデンサ。 - 請求項1〜16のいずれか1項に記載のコンデンサにおいて、
前記第2の孔の開口面積は、前記第2の孔が前記半導体基板の前記貫通孔の中心から離れるに従って大きくなることを特徴とするコンデンサ。 - 半導体基板上に第1の膜を形成する工程と、
前記半導体基板上及び前記第1の膜上に絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜上に第2の膜を形成する工程と、
前記第1の膜が露出するように前記半導体基板に、前記第1の膜が形成された面での開口面積が前記第1の膜が形成されていない面での開口面積よりも小さい形状を持つ除去領域を形成することにより貫通孔を形成する工程と、
前記第1の膜と前記第2の膜との間の前記絶縁膜を除去してエアギャップを形成する工程とを備え、
前記第2の膜を形成する工程において、前記半導体基板の前記除去領域上に複数の第1の孔を有すると共に前記複数の第1の孔が形成された領域よりも外側の領域であって且つ非容量生成部のみに前記複数の第1の孔よりも開口面積が大きい少なくとも1つの第2の孔を有するように前記第2の膜を形成することを特徴とするコンデンサの製造方法。 - 請求項18に記載のコンデンサの製造方法において、
前記第2の膜は、第2の電極を含み、
前記第1の膜は、第1の電極を含むことを特徴とするコンデンサの製造方法。 - 請求項19に記載のコンデンサの製造方法において、
前記第2の孔は、前記第1の電極と前記第2の電極とが対向していない領域に形成されることを特徴とするコンデンサの製造方法。 - 半導体基板上に第1の電極を含む第1の膜を形成する工程と、
前記半導体基板上及び前記第1の膜上に絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜上に前記第1の電極と大きさの異なる第2の電極を有する第2の膜を形成する工程と、
前記第1の膜が露出するように前記半導体基板に、前記第1の膜が形成された面での開口面積が前記第1の膜が形成されていない面での開口面積よりも小さい形状を持つ除去領域を形成することにより貫通孔を形成する工程と、
前記第1の膜と前記第2の膜との間の前記絶縁膜を除去してエアギャップを形成する工程とを備え、
前記第2の膜を形成する工程において、前記半導体基板の前記除去領域上に複数の第1の孔を有すると共に前記第1の電極と前記第2の電極とが対向しない領域のみに前記複数の第1の孔よりも開口面積が大きい少なくとも1つの第2の孔を有するように前記第2の膜を形成することを特徴とするコンデンサの製造方法。 - 請求項21に記載のコンデンサの製造方法において、
前記第2の孔は、非容量生成部に形成されることを特徴とするコンデンサの製造方法。 - 請求項19〜22のいずれか1項に記載のコンデンサの製造方法において、
前記第1の電極はポリシリコン膜であり、
前記第2の膜はシリコン窒化膜を含み、
前記第2の電極はポリシリコン膜であることを特徴とするコンデンサの製造方法。 - 請求項18〜23のいずれか1項に記載のコンデンサの製造方法において、
前記エアギャップは前記絶縁膜をウェットエッチングによって除去することにより形成されることを特徴とするコンデンサの製造方法。 - 請求項24に記載のコンデンサの製造方法において、
前記ウェットエッチングは、HFを用いて行われることを特徴とするコンデンサの製造方法。 - 請求項19〜25のいずれか1項に記載のコンデンサの製造方法において、
前記第2の電極は固定電極であり、
前記第1の電極は振動電極であり、
前記第2の孔は、前記振動電極と前記固定電極とが重なっていない領域の前記第2の膜にのみ存在することを特徴とするコンデンサの製造方法。 - 請求項18〜26のいずれか1項に記載のコンデンサの製造方法において、
前記第2の膜の面積は、前記第1の膜の面積よりも大きいことを特徴とするコンデンサの製造方法。 - 請求項18〜27のいずれか1項に記載のコンデンサの製造方法において、
前記第2の孔の開口径が前記複数の第1の孔の開口径の1.5倍以上となるように、前記複数の第1の孔及び前記第2の孔は形成されることを特徴とするコンデンサの製造方法。 - 請求項18〜28のいずれか1項に記載のコンデンサの製造方法において、
前記第2の孔の開口面積が前記複数の第1の孔の開口面積の2倍以上となるように、前記複数の第1の孔及び前記第2の孔は形成されることを特徴とするコンデンサの製造方法。 - 請求項20〜22のいずれか1項に記載のコンデンサの製造方法において、
前記第1の電極と前記第2の電極とが対向していない領域における前記第2の膜の単位面積当たりの開口面積が、前記第1の電極と前記第2の電極とが対向している領域における前記第2の膜の単位面積当たりの開口面積よりも大きくなるように、前記複数の第1の孔及び前記第2の孔は形成されることを特徴とするコンデンサの製造方法。 - 請求項18〜20又は22のいずれか1項に記載のコンデンサの製造方法において、
前記非容量生成部における前記第2の膜の単位面積当たりの開口面積が、容量生成部における前記第2の膜の単位面積当たりの開口面積よりも大きくなるように、前記複数の第1の孔及び前記第2の孔は形成されることを特徴とするコンデンサの製造方法。 - 請求項18〜31のいずれか1項に記載のコンデンサの製造方法において、
前記第1の膜はエレクトレット膜を含むことを特徴とするコンデンサの製造方法。 - 請求項32に記載のコンデンサの製造方法において、
前記エレクトレット膜はシリコン酸化膜であることを特徴とするコンデンサの製造方法。 - 請求項18〜33のいずれか1項に記載のコンデンサの製造方法において、
前記第2の孔は、前記半導体基板の前記除去領域の外側の領域上に形成されることを特徴とするコンデンサの製造方法。 - 請求項18〜34のいずれか1項に記載のコンデンサの製造方法において、
前記第2の孔が前記半導体基板の前記除去領域の中心から離れるに従って前記第2の孔の開口面積が大きくなるように、前記第2の孔は形成されることを特徴とするコンデンサの製造方法。
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