JP4787648B2 - コンデンサマイクロホンの製造方法およびコンデンサマイクロホン - Google Patents
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Description
10 第1の半導体基板(シリコン基板)
11 コンデンサ領域
12 検出回路領域
13 固定電極(下部電極)
14 振動電極(上部電極)
15 エアギャップ部
16 エレクトレット層
17 第1の金属スペーサ
18 第1の層間絶縁膜(シリコン酸化膜)
19 第2の層間絶縁膜(シリコン酸化膜)
20 素子分離
21 MOS型トランジスタ
21d ドレイン領域
21g ゲート電極
21s ソース領域
22 第1のコンタクトプラグ
23 第2のコンタクトプラグ
24 電極パッド
25、26 シリコン窒化膜
28 第2の金属スペーサ
31 第2の半導体基板(シリコン基板)
32 第1の半導体チップ
33 第2の半導体チップ
100 ECM
101 複合層振動板チップ
102 固定電極チップ
103 ケース
104 第1の基板
105 振動板
106 絶縁膜
107 溝部
108 第1金属電極層
109 エレクトレット層
110 絶縁スペーサ
111 第2の基板
112 MOSFET
113 絶縁膜
115 通気孔
116 気室
117 第2金属電極層
Claims (11)
- 固定電極が形成された第1の半導体チップ、及び振動電極が形成された第2の半導体チップを、エアギャップを挟んで互いに接合することによって、前記固定電極、前記振動電極、及び前記エアギャップで構成されるコンデンサマイクロホンを製造する方法であって、
第1の半導体基板上に前記固定電極及び前記コンデンサマイクロホンからの信号を検出する検出回路を形成した後、前記固定電極及び前記検出回路を含む前記第1の半導体基板上に第1の層間絶縁膜を形成し、然る後、前記第1の層間絶縁膜中に、前記固定電極及び前記検出回路に電気的に接続される複数の第1のコンタクトプラグを形成するとともに、前記第1の層間絶縁膜上に、前記複数の第1のコンタクトプラグのいずれかと電気的に接続される複数の第1の金属スペーサを形成することにより、前記第1の半導体チップを形成する工程と、
第2の半導体基板上に前記振動電極を形成した後、該振動電極を含む前記第2の半導体基板上に第2の層間絶縁膜を形成し、然る後、前記第2の層間絶縁膜中に、複数の第2のコンタクトプラグを形成するとともに、前記第2の層間絶縁膜上に、前記複数の第2のコンタクトプラグのいずれかと電気的に接続される複数の第2の金属スペーサを形成することにより、前記第2の半導体チップを形成する工程と、
前記第1の半導体チップ及び前記第2の半導体チップを互いに対向させて配置した後、前記第1の金属スペーサと前記第2の金属スペーサとを互いに金属接合する工程と
を含み、
前記第1の金属スペーサと前記第2の金属スペーサとの接合領域以外が、前記第1の半導体チップと前記第2の半導体チップとの間の前記エアギャップを構成していることを特徴とする、コンデンサマイクロホンの製造方法。 - 前記検出回路は、MOS型トランジスタで構成されていることを特徴とする、請求項1に記載のコンデンサマイクロホンの製造方法。
- 前記第1の金属スペーサと前記第2の金属スペーサとを金属接合する工程において、前記第1のコンタクトプラグ、前記接合した第1の金属スペーサと第2の金属スペーサ、及び前記第2のコンタクトプラグが、電気的に接続されることを特徴とする、請求項1に記載のコンデンサマイクロホンの製造方法。
- 前記第1の金属スペーサと前記第2の金属スペーサとを金属接合する工程の後に、前記第2の半導体チップの、前記第1の半導体チップと対向していない側の前記第2の層間絶縁膜上に、複数の電極パッドを形成する工程をさらに含み、
前記固定電極及び前記検出回路は、それぞれ前記第1のコンタクトプラグ、前記接合した第1の金属スペーサと第2の金属スペーサ、及び前記第2のコンタクトプラグを介して、前記電極パッドに電気的に接続されていることを特徴とする、請求項3に記載のコンデンサマイクロホンの製造方法。 - 前記第1の金属スペーサ及び前記第2の金属スペーサは、金またはチタンを含む材料からなることを特徴とする、請求項1に記載のコンデンサマイクロホンの製造方法。
- 前記第2の半導体チップを形成する工程は、前記第2の半導体基板上に、前記第2の層間絶縁膜を介して前記振動電極と重なる位置にエレクトレット層を形成する工程をさらに含むことを特徴とする、請求項1に記載のコンデンサマイクロホンの製造方法。
- 前記振動電極は、シリコン窒化膜で挟まれたシリコン膜からなることを特徴とする、請求項1に記載のコンデンサマイクロホンの製造方法。
- 前記振動電極は、アルミニウム材料を有することを特徴とする、請求項1に記載のコンデンサマイクロホンの製造方法。
- 前記第1の半導体基板には、複数の前記第1の半導体チップが形成され、
前記第2の半導体基板には、複数の前記第2の半導体チップが形成されており、
前記第1の金属スペーサと前記第2の金属スペーサとを金属接合する工程において、前記複数の第1の半導体チップと前記複数の第2の半導体チップとが同時に接合されることを特徴とする、請求項1に記載のコンデンサマイクロホンの製造方法。 - 固定電極が形成された第1の半導体チップ、及び振動電極が形成された第2の半導体チップが、エアギャップを挟んで互いに接合された状態で、前記固定電極、前記振動電極、及び前記エアギャップで構成されてなるコンデンサマイクロホンであって、
前記第1の半導体チップは、第1の半導体基板上に形成された前記固定電極及び前記コンデンサマイクロホンからの信号を検出する検出回路、前記固定電極及び前記検出回路を含む前記第1の半導体基板上に形成された第1の層間絶縁膜、前記第1の層間絶縁膜中に形成された前記固定電極及び前記検出回路と電気的に接続する複数の第1のコンタクトプラグ、及び前記第1の層間絶縁膜上に形成された前記複数の第1のコンタクトプラグのいずれかと電気的に接続する複数の第1の金属スペーサを備え、
前記第2の半導体チップは、第2の半導体基板上に形成された前記振動電極、該振動電極を含む前記第2の半導体基板上に形成された第2の層間絶縁膜、該第2の層間絶縁膜中に形成された複数の第2のコンタクトプラグ、及び前記第2の層間絶縁膜上に形成された前記複数の第2のコンタクトプラグのいずれかと電気的に接続する複数の第2の金属スペーサを備え、
前記第1の半導体チップ及び前記第2の半導体チップは、前記第1の金属スペーサと前記第2の金属スペーサとで金属接合されており、
前記第1の金属スペーサと前記第2の金属スペーサとの接合領域以外が、前記第1の半導体チップと前記第2の半導体チップとの間の前記エアギャップを構成していることを特徴とする、コンデンサマイクロホン。 - 前記第2の半導体チップは、前記第1の半導体チップと対向していない側の前記第2の層間絶縁膜上に形成された複数の電極パッドを備えており、
前記固定電極及び前記検出回路は、それぞれ前記第1のコンタクトプラグ、前記接合した第1の金属スペーサと第2の金属スペーサ、及び前記第2のコンタクトプラグを介して、前記電極パッドに電気的に接続されていることを特徴とする、請求項10に記載のコンデンサマイクロホン。
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