KR100472401B1 - 압력감응장치 및 이에 이용되는 반도체 기판의 제조방법 - Google Patents

압력감응장치 및 이에 이용되는 반도체 기판의 제조방법 Download PDF

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KR100472401B1
KR100472401B1 KR10-2002-0003522A KR20020003522A KR100472401B1 KR 100472401 B1 KR100472401 B1 KR 100472401B1 KR 20020003522 A KR20020003522 A KR 20020003522A KR 100472401 B1 KR100472401 B1 KR 100472401B1
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미쓰비시덴키 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 고성능을 유지하면서 박형화 및 소형화를 꾀하는 것이 가능한 압력감응장치 및 이에 이용되는 반도체 기판의 제조방법을 제공한다. 이러한 본 발명에서는, 반도체 기판(3)의 주면(3a)의 중심부에 형성된 오목부(4)의 저면(4a)에 배면전극(5)을 설치하고, 오목부(4)의 주위로 넓어지는 둘레 표면(3c) 상에 진동 전극막(7)의 주연부를 고정함으로써, 배면전극(5)/공간(8)(공기)/진동 전극막(7)으로 이루어진 콘덴서를 구성하였다. 또한, 식각에 의해 오목부(4)를 형성하므로, 개개의 장치에서의 오목부(4) 깊이의 변동이 억제되고, 그 결과, 신뢰성이 높아 값싼 압력감응장치를 얻을 수 있다.

Description

압력감응장치 및 이에 이용되는 반도체 기판의 제조방법{PRESSURE RESPONSIVE DEVICE AND METHOD OF MANUFACTURING SEMICONDUCTOR SUBSTRATE FOR USE IN PRESSURE RESPONSIVE DEVICE}
본 발명은 휴대전화 등에 이용되는 일렉트렛 콘덴서 마이크로폰(Electret Condenser Microphone)과 압력 센서 등의 압력 감응장치에 관한 것이다.
도 6은, 휴대전화에 이용되고 있는 종래의 일렉트렛 콘덴서 마이크로폰을 도시한 단면도이다. 도면에서, 20은 접합 FET(이하, J-FET라 씀)가 탑재된 프린트 기판(PCB), 22는 배면전극, 23은 폴리프로필렌(polypropylene) 등의 폴리머에 전자 빔을 조사하여 전하(Q)를 반영구적으로 충전시킨 일렉트렛막, 24는 플라스틱으로 이루어진 스페이서(spacer), 25는 일렉트렛막(23) 상에 스페이서(24)를 통해서 배치된 진동막으로, 알루미늄으로 이루어진 표면전극이 코팅되어 있다. 이 진동막(25)은 공간을 통해서 일렉트렛막(23) 및 그 아래의 배면전극(22)과 대향하고 있고, 이들의 일렉트렛막(23)과 배면전극(22) 사이에 콘덴서를 형성한다. 또한, 26은, 진동막(25)을 고정하는 누름 고무, 27은 배면전극(22) 및 일렉트렛막(23)을 보유하는 홀더, 28은 통기 구멍(29)을 갖는 캡슐(capsule), 30은 통기 구멍(29)을 덮는 직물(cloth)이다.
종래의 일렉트렛 콘덴서 마이크로폰은, 배면전극(22), 일렉트렛막(23), 표면전극을 갖는 진동막(25)으로써 콘덴서를 구성하고 있다. 캡슐(28)의 통기 구멍(29)으로부터 음성 등의 음압이 전달되면, 이 음압에 의해 진동막(25)이 진동하여 콘덴서의 용량(C)이 변화한다. 전하(Q)는 일정하기 때문에, Q=CV의 관계로부터 전압(V)의 변화가 나타난다. 이 전압 변화를 J-FET(21)의 게이트 전극에 인가함으로써, 드레인 전류를 변화시켜 전압신호로서 검출한다.
일렉트렛 콘덴서 마이크로폰은, 휴대전화 등의 휴대단말에 이용되기 때문에, 소위 박형화, 소형화가 요구되고 있다. 그러나, 상기와 같은 종래 구조에서는, 프린트 기판(20), J-FET(21) 및 홀더(27) 등이 이용되어 부품수가 많아, 박형화 및 소형화가 곤란하였다. 또한, 종래 구조에서는, 박형화, 소형화에 따르는 S/N비가 저하하여, 성능이 나빠진다는 문제가 있었다.
본 발명은, 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 주어진 것으로, 고성능을 유지하면서 박형화 및 소형화를 꾀하는 것이 가능한 압력감응장치 및 이에 이용되는 반도체 기판의 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명에 따른 압력감응장치는, 내부에 수용실을 갖는 패키지와, 수용실에 외부압력을 도입하는 수단과, 수용실내에 배치된 반도체 기판과, 반도체 기판 상에 배치되어 수용실로 도입된 외부 압력에 따라서 정전용량이 변화하는 콘덴서를 구비하고, 반도체 기판의 일 주면에는, 저면을 갖는 오목부와, 이 오목부의 주위로 넓어지는 둘레 표면이 형성되어 있고, 콘덴서는, 오목부의 저면에 설치된 고정 전극막과, 오목부를 덮도록 하여 둘레 표면에 고정된 고정 전극막과 공간을 통해서 대향하는 진동 전극막을 갖고, 이 진동 전극막이 수용실로 도입된 외부 압력의 변동에 따라 진동하도록 구성된 것이다.
또한, 둘레 표면은 제 1 평면상에 위치하는 평탄면이고, 오목부의 저면은 제 1 평면으로부터 이격된 그것과 거의 평행한 제 2 평면 상에 위치하는 평탄면을 갖는다.
또한, 반도체 기판은, 진동 전극막의 진동에 의한 콘덴서의 용량의 변화를 전압신호로 변환하여 검출하는 변환회로를 갖는 것이다.
또한, 반도체 기판에는, 공간을 수용실에 연통하는 연통수단이 설치되어 있다.
또한, 연통수단으로서, 반도체 기판의 일 주면에, 오목부로부터 반도체 기판의 끝 가장자리에 이르는 공기 연통 홈을 설치한 것이다.
또한, 반도체 기판은, 일 주면과 대향하는 타 주면을 갖고, 또한 상기 오목부로부터 이 타 주면에 이르는 공기 배출 구멍을 갖고 있다.
또한, 패키지는, 반도체 기판의 공기 배출 구멍과 겹치는 저면에 공기 배출 구멍을 갖고 있다.
또한, 오목부는, 깊이가 5∼15㎛이다.
또한, 진동 전극막으로서, 전극이 코팅된 폴리머에 전하가 충전된 일렉트렛막을 사용한 것이다.
또한, 본 발명에 따른 반도체 기판의 제조방법은, 압력감응장치에 사용되어, 일 주면에 저면을 갖는 오목부와, 이 오목부의 주위로 넓어지는 둘레 표면과, 이 둘레 표면의 내주로부터 외주에 이르는 적어도 하나의 연통 홈을 갖는 반도체 기판의 제조방법에 있어서, 반도체 기판의 일 주면의 전면 상에, 제 1 레지스트막을 형성하는 제 1 공정과, 상기 둘레 표면상의 제 1 레지스트막을 남기고, 그 내부를 개구하도록 제 1 레지스트막을 패터닝하는 제 2 공정과, 제 1 레지스트막을 마스크로 하여 상기 둘레 표면의 내주에 깊이 5∼15㎛의 오목부를 형성하는 제 3 공정과, 제 1 레지스트막을 제거하는 제 4 공정과, 상기 오목부와 상기 둘레 표면을 덮도록 제 2 레지스트막을 형성하는 제 5 공정과, 상기 둘레 표면의 내주로부터 외주에 이르는 적어도 하나의 경로를 노출하도록 제 2 레지스트막을 패터닝하는 제 6 공정과, 제 2 레지스트막을 마스크로 하여 상기 경로에 깊이 2∼3.5㎛의 연통 홈을 형성하는 제 7 공정을 포함한 것이다.
[실시예 1]
이하, 본 발명의 실시예를 도면에 의거하여 설명한다. 도 1은, 본 발명의 실시예 1에 따른 압력감응장치인 일렉트렛 콘덴서 마이크로폰(Electret Condenser Microphone : 이하 ECM라 칭함)의 구조를 도시한 단면도이다. 도면에서, 1은 패키지로, 내부에 기밀하게 구성된 수용실(1c)을 갖는다. 이 패키지(1)는, 패키지 본체(1a)와 그 상단을 기밀하게 덮는 상부 덮개(1b)로 구성된다. 2는, 수용실(1c)에 외부 압력을 도입하는 수단으로서 상부 덮개(1b)에 설치된 통기 구멍, 3은 수용실(1c)에 배치된 정방형상의 반도체 기판으로, 실리콘 등의 반도체 재료로 구성된다. 이 반도체 기판(3)은, 서로 대향하는 한 쌍의 주면(3a, 3b)을 갖고, 그 한쪽의 주면(3b)은, 수지 또는 땜납으로써 패키지 본체(1a)의 저부 내면에 접착된다. 또한, 4는 반도체 기판(3)의 주면(3a) 중심부에 형성되어, 주면(3a)과 평행한 평탄면을 갖는 저면(4a)과 경사진 측면(4b)으로 이루어진 오목부이다. 즉, 반도체 기판(3)의 주면(3a)에는, 저면(4a) 및 측면(4b)을 갖는 오목부(4)와, 이 오목부(4)의 주위로 넓어지는 둘레 표면(3c)이 형성되어 있다. 또한, 5는 오목부(4)의 저면(4a)에 설치된 알루미늄으로 이루어진 고정 전극막인 배면전극, 6은 반도체 기판(3)의 둘레 표면(3c) 상에 형성된 산화실리콘막으로, 반도체 기판(3)을 열산화하는 방법, 또는 상압 CVD 및 P-CVD 등의 방법에 의해 피착된다.
또한, 7은 정방형상의 진동 전극막으로, 오목부(4)를 덮도록 하여 반도체 기판(3)의 둘레 표면(3c) 상에 고정되어, 배면전극(5)과 공간(8)을 통해서 대향한다. 이 진동 전극막(7)은, 수용실(1c)에 도입된 외부 압력의 변동에 따라서 진동하여, 배면전극(5)과 함께 콘덴서를 구성한다. 본 실시예에서는, 진동 전극막(7)으로서, 폴리프로필렌 등의 폴리머(7a)에 알루미늄으로 이루어진 표면전극(7b)이 코팅된 일렉트렛막을 사용한다. 이 진동 전극막(7)의 구성에 의거하여, 상기 콘덴서는 배면전극(5)/공간(8)(공기)/표면전극(7b)을 갖는 진동 전극막(7)으로 구성된다. 이때, 진동 전극막(7)을 반도체 기판(3)의 둘레 표면에 고정하는 방법으로는, 양극접합을 이용할 수 있다. 이 경우, 진동 전극막(7)을 반도체 기판(3)의 둘레 표면(3c)상의 산화실리콘막(6)에 접촉시킨 상태로, 진동 전극막(7)의 표면전극(7b)을 양극, 반도체 기판(3)을 음극으로 하는 직류전압을 인가함으로써, 생성되는 양극 산화막에 의해 진동 전극막(7)이 산화실리콘막(6)에 접합된다.
도 2는, 본 실시예에 따른 ECM에 이용되는 반도체 기판(3)을 도시한 평면도로, 거의 정방형상의 반도체 기판(3)이 이용되고, 그 한쪽의 주면(3a)은, 오목부(4)와, 그 둘레에 형성된 둘레 표면(3c)을 포함하고 있다. 오목부(4)는 주면(3a)의 중심부에 형성되고, 그 저면(4a)에는, 원형 배면전극(5)이 형성되어 있다. 오목부(4)의 주위에는 둘레 표면(3c)이 넓어져 있고, 이 둘레 표면(3c)은, 주면(3b)과 평행한 제 1 평면상에 위치하는 평탄면이고, 오목부(4)의 저면(4a)은 상기 제 1 평면으로부터 이격된 그것과 거의 평행한 제 2 평면상에 위치하는 평탄면이다. 또한, 둘레 표면(3c)에는, 오목부(4)로부터 반도체 기판(3)의 끝 가장자리까지 연장하는 공기 연통 홈(4c)이 형성되어 있다. 이에 따라, 오목부(4)와 진동 전극막(7)에 끼워진 공간(8)은 수용실(1c)에 연통하고, 공간(8)내의 공기는 수용실(1c)의 공기는 공간(8)에 용이하게 출입할 수 있기 때문에, 진동 전극막(7)이 진동하기 쉬워진다. 이때, 반도체 기판(3)의 둘레 표면(3c) 상에는 진동 전극막(7)이 고정되어 있지만, 공기 연통 홈(4c)은 이 고정부분의 아래를 뚫고서 둘레 표면(3c)의 내주에서 외주, 즉 반도체 기판(3)의 끝 가장자리에 이르는 경로가 연장되어 있다.
또한, 본 실시예에 따른 반도체 기판(3)은, 진동 전극막(7)의 진동에 의한 콘덴서의 용량 변화를 전압신호로 변환하여 검출하는 변환회로와 증폭회로, 음질 향상을 위한 노이즈 감소회로 및 이퀄라이저 회로(모두 도시하지 않음) 등의 신호처리회로를 갖는다. 이들의 회로배선은, 오목부(4)의 측면(4b)과 둘레 표면(3c)상에 경로 배정된다.
다음으로, 동작에 관하여 설명한다. 본 실시예의 ECM은, 반도체 기판(3)에 형성된 오목부(4)의 저면(4a)에 설치된 고정 전극막 또는 배면전극(5)과, 표면전극(7b)이 코팅된 진동 전극막(7)에 의해 콘덴서를 구성하고 있다. 진동 전극막(7)에는, 미리 전자 빔을 조사함으로써, 반영구적으로 전하(Q)가 고정된다. 상부 덮개(1b)의 통기 구멍(2)을 통하여 음성 등의 외부 음압이 수용실(1c)에 도입되면, 이 음압에 의해 진동 전극막(7)이 진동하여 콘덴서의 용량(C)이 변화한다. Q=CV의 관계로부터 전하(Q)는 일정하기 때문에, 전압(V)의 변화가 나타난다. 반도체 기판(3)은, 이 정전용량의 변화를 전압신호로 변환하여 검출 및 증폭하여, 음질을 향상시켜 출력함으로써, 마이크로폰 기능을 한다.
이어서, 본 실시예에 따른 ECM에 이용되는 반도체 기판(3)의 제조방법에 관하여 설명한다. 여기서는 특히, 반도체 기판(3)의 일 주면(3a)에, 저면(4a)을 갖는 오목부(4)와, 이 오목부(4)의 주위로 넓어지는 둘레 표면(4c)의 내주로부터 외주에 이르는 적어도 하나의 공기 연통 홈(4c)을 형성하는 공정에 관하여, 도 3을 사용하여 설명한다. 도면에서, 9a는 제 1 레지스트막, 9b는 제 2 레지스트막을 도시하고 있다. 이때, 도면에서, 동일 및 상당부분에는 동일 부호를 부여한다.
먼저, 반도체 기판(3)의 주면(3a)의 전면상에 레지스트를 도포하고, 제 1 레지스트막(9a)을 형성한다(도 3a). 그리고, 사진제판에 의해 둘레 표면(3c) 상의 제 1 레지스트막(9a)을 남기고, 그 내부를 개구하도록 제 1 레지스트막(9a)을 패터닝 한다(도 3b). 그 후, 이 제 1 레지스트막(9a)을 마스크로 하여서, 반도체 기판(3)의 주면(3a)의 일부를 수산화칼륨을 습식식각에 의해 제거하고, 둘레 표면(3c)의 내주에 깊이 5∼15㎛의 오목부(4)를 형성하고(도 3c), 그 후에 이 제 1 레지스트막(9a)을 제거한다. 이어서, 오목부(4)와 둘레 표면(3c)을 덮도록 제 2 레지스트막(9b)을 형성하고(도 3d), 사진제판에 의해 둘레 표면(3c)의 내주로부터 외주에 이르는 적어도 하나의 경로를 노출하도록 제 2 레지스트막(9b)을 패터닝하고, 이 제 2 레지스트막(9b)을 마스크로 하여, 반도체 기판(3)의 주면(3a)의 일부를 불산 및 질산(nitric acid)을 이용한 습식식각에 의해 제거하고, 상기 경로에 깊이 2∼3.5㎛의 공기 연통 홈(4c)을 형성한다(도 3e). 그 후, 반도체 기판(3)의 오목부(4)의 저면(4a)에 배면전극(5)을 형성하는 공정, 둘레 표면(3c) 위 및 오목부(4)의 측면(4b) 위에 여러 가지의 신호처리회로를 형성하는 공정 등, 소정의 공정을 거침으로써, 본 실시예에 따른 ECM에 이용되는 반도체 기판(3)이 완성된다.
이상과 같이 구성된 ECM에서는, 반도체 기판(3)의 주면(3a)에 형성된 오목부(4)의 깊이는, 콘덴서의 용량값과 직접 관계하고, 마이크로폰 성능에 큰 영향을 미친다. 오목부(4)의 깊이를 얕게 설정하면, S/N비가 향상하고, 마이크로폰 감도는 향상한다. 그러나, 개개의 장치에 형성된 오목부(4) 깊이의 미소한 오차의 영향을 받기 쉽기 때문에, 개개의 마이크로폰의 감도 변동이 증가한다. 또한, 진동 전극막(7)이 오목부(4)의 저면(4a)에 형성된 배면전극(5)에 흡착되는 경향이 있어, 고음영역에서의 감도가 저하한다. 한편, 오목부(4)의 깊이를 깊게 설정하면, 오목부(4) 깊이의 미소한 오차의 영향을 받기 어려워지기 때문에, 개개의 마이크로폰의 감도 변동은 억제될 수 있지만, 마이크로폰 감도가 저하한다. 이들의 내용을 고려하면, 오목부(4)의 깊이는 5∼15㎛가 적당하고, 본 실시예에서는 7㎛로 하였다. 이때, 이 범위 중에서 설정된 깊이이더라도, 그 깊이의 변동을 상당히 억제하는 것이 중요하다.
도 6에 도시한 종래 구조에서는, 콘덴서의 용량값을 결정하는 공간이 플라스틱제 스페이서(24)의 높이로 결정되어, 홀더(27), 스페이서(24), 누름 고무(26) 등의 많은 부품을 이용하기 때문에, 스페이서(24)의 치수 정밀도와 부품 조립 정밀도 양쪽을 엄밀하게 제어할 필요가 있었다. 이 때문에, 개개의 마이크로폰의 감도 변동을 억제하는 것이 곤란하였다. 본 실시예에 의하면, 종래의 동종의 장치보다도 부품수가 적어지고, 또 개개의 부품이 박형 및 소형이기 때문에, 고성능을 유지하면서 박형화, 소형화를 도모하는 것이 가능하다. 또한, 고정밀도의 식각기술을 이용함으로써, 오목부(4)의 깊이를 ㎛ 단위로 엄밀하게 제어하는 것이 가능하므로, 개개의 장치의 성능 변동을 억제할 수 있고, 신뢰성이 높은 압력감응장치를 얻을 수 있다. 또한, 본 실시예에 의하면, 종래의 일반적인 반도체 장치의 제조방법과 마찬가지의 방법을 이용하여 반도체 기판(3)을 용이하게 제조할 수 있으므로, 고성능 ECM을 값싸게 대량으로 생산하는 것이 가능하다.
[실시예 2]
도 4는 본 발명의 실시예 2에 따른 압력감응장치인 ECM의 구조를 도시한 단면도이다. 도면에서, 4d는 공간(8)을 외부로 연통하기 위해서 반도체 기판(3)에 설치된 연통수단인 공기 배출 구멍으로, 오목부(4)의 저면(4a)으로부터 반도체 기판(3)의 주면(3b)을 관통한다. 또한, 이 공기 배출 구멍(4d)과 겹치는 패키지 본체(1a)의 저면에도, 공기 배출 구멍(1d)을 설치하고, 공간(8)을 외부로 관통하고 있다. 이때, 도면에서, 동일, 상당부분에는 동일 부호를 부여하여 설명을 생략한다.
상기 실시예 1에서의 ECM에서는, 반도체 기판(3)의 둘레 표면(3c)에 공기 연통 홈(4c)(도 2 참조)을 설치함으로써 공간(8)과 수용실(1c)을 연통하였지만, 본 실시예에서는, 오목부(4)의 저면(4a)으로부터 반도체 기판(3)의 주면(3b)을 관통한 공기 배출 구멍(4d)을 설치하고, 또 패키지 본체(1a)의 저면에도 공기 배출 구멍(1d)을 설치함으로써, 공간(8)과 외부를 연통하였다. 이에 따라, 공간(8)내의 공기는 패키지(1)의 외부와의 사이에서도 용이하게 출입할 수 있고, 또한 공간에 패키지 외부의 거의 일정한 압력을 도입할 수 있으므로, 진동 전극막(7)이 진동하기 쉬워진다. 본 실시예에서는, 오목부(4)의 저면(4a)에 설치된 배면전극(5)에도 구멍이 열리게 되지만, 공기 배출을 위한 미소한 구멍이기 때문에 문제는 없다. 이때, 본 실시예에서의 ECM에서는, 반도체 기판(3)의 둘레 표면(3c) 상의 공기 연통 홈(4c)은 생략할 수도 있다. 본 실시예에 따른 ECM 외의 구성에 관해서는 상기 실시예 1과 마찬가지이므로 동일한 효과를 얻을 수 있다.
이때, 상기 실시예 1 및 실시예 2에서는, 오목부(4)의 저면(4a)에 형성된 배면전극(5)과 함께 콘덴서를 구성하는 진동 전극막(7)으로서, 폴리프로필렌에 전극이 코팅된 일렉트렛막을 이용한 예를 도시하였지만, 본 발명은 이것으로 한정하는 것은 아니라, 예를 들면 그 외의 폴리머나 세라믹 막 등을 이용할 수도 있다. 또한, 상기 실시예에서는 ECM을 예로 들어 설명하였지만, 본 발명은 압력 센서에도 적용할 수 있다. 또한, 본 실시예에서는 정방형상의 반도체 기판(3) 및 진동 전극막(7)을 이용하였지만, 반도체 기판(3) 및 진동 전극막(7)의 형상은 이것으로 한정되는 것이 아니라, 직사각형과 원형이어도 된다. 또한, 진동 전극막(7) 주연부를 반도체 기판(3)의 둘레 표면(3c)에 고정하는 방법으로서 양극 접합을 이용하였지만, 에폭시계 접착제 등의 접착제를 이용하여 고정하여도 된다. 또한, 도 5에 도시한 것처럼, 진동 전극막(7) 주연부를 실리콘으로 이루어진 누름 고무(10)로 눌러서 반도체 기판(3)의 둘레 표면(3c)에 고정하여도 된다.
이상과 같이, 본 발명에 따른 압력감응장치는, 반도체 기판의 일 주면의 중심부에 형성된 오목부의 저면에 고정 전극막을 설치하고, 이 오목부의 주위로 넓어지는 반도체 기판의 둘레 표면 상에 진동 전극막의 주연부를 고정함으로써, 고정 전극막/공간/진동 전극막으로 이루어진 콘덴서를 구성한 것으로, 본 발명에 의하면, 종래의 동종의 장치보다도 부품수가 적어지고, 또 각각의 부품이 박형, 소형이므로 고성능을 유지하면서 박형화 및 소형화를 꾀할 수 있다.
또한, 반도체 기판의 둘레 표면을 제 1 평면상에 위치하는 평탄면으로 하고, 오목부의 저면을 이 제 1 평면으로부터 이격된 그것과 거의 평행한 제 2 평면상에 위치하는 평탄면으로 한 장치에서는, 외부 압력의 변동에 따라서 충분히 큰 콘덴서의 용량값 변화를 얻을 수 있다.
또한, 반도체 기판이, 콘덴서의 용량 변화를 전압신호로 변환하여 검출하는 검출회로를 갖는 장치에서는, 검출회로로서 특별한 부품을 필요로 하지 않고서, 압력감응장치를 보다 소형화할 수 있다.
또한, 반도체 기판에, 공간을 수용실에 연통하는 수단을 설치한 장치에서는, 공간내의 공기가 용이하게 수용실로 출입하고, 진동 전극막을 용이하게 진동시킬 수 있고, 이 연통 구멍을 반도체 기판의 일 주면상에, 오목부로부터 반도체 기판의 끝 가장자리에 이르는 공기 연통 구멍으로 한 장치에서는, 반도체 기판 상에 용이하게 연통수단을 구성할 수 있다.
또한, 반도체 기판의 오목부로부터 타 주면에 이르는 공기 배출 구멍을 형성한 장치에서도, 공간의 공기가 용이하게 출입하여 진동 전극막을 용이하게 진동시킬 수 있고, 아울러 패키지에도 반도체 기판의 공기 배출 구멍을 관통하는 공기 배출 구멍을 설치한 장치에서는, 공간에 패키지 외부의 거의 일정한 압력을 공급하여 진동 전극막을 효과적으로 진동시킬 수 있다.
또한, 오목부의 깊이를 5∼15㎛로 한 장치에서는, 오목부 깊이의 변동 영향을 억제하면서, 적당한 감도를 확보할 수 있고, 또한 진동 전극막으로서 전극이 코팅된 폴리머의 전하가 충전된 일렉트렛막을 이용한 장치에서는, 진동 전극막의 진동에 의한 콘덴서 용량값의 변화를 효과적으로 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 반도체 기판의 제조방법에 의하면, 반도체 기판의 일 주면에 식각에 의해 오목부를 형성할 수 있기 때문에, 개개의 장치에서의 오목부 깊이의 변동이 억제되고, 그 결과, 개개의 장치의 성능 변동이 억제되어, 신뢰성이 높은 압력감응장치를 값싸게 대량으로 생산하는 것이 가능하다.
도 1은 본 발명의 실시예 1인 일렉트렛 콘덴서 마이크로폰(ECM)의 구조를 도시한 단면도,
도 2는 본 발명의 실시예 1인 ECM에 이용되는 반도체 기판을 도시한 평면도,
도 3은 본 발명의 실시예 1인 ECM에 이용되는 반도체 기판의 제조방법을 도시한 단면도 및 평면도,
도 4는 본 발명의 실시예 2인 ECM의 구조를 도시한 단면도,
도 5는 본 발명의 실시예 1인 ECM의 다른 구조를 도시한 단면도,
도 6은 종래의 ECM 구조를 도시한 단면도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
1 : 패키지 1a : 패키지 본체
1b : 상부 덮개 1c : 수용실
1d, 4d : 공기 배출구멍 2, 29 : 통기 구멍
3 : 반도체 기판 3a, 3b : 주면
3c : 둘레 표면 4 : 오목부
4a : 저면 4b : 측면
4c : 공기 연통 홈 5, 22 : 배면전극
6 : 산화실리콘막 7 : 진동 전극막
7a : 폴리머 7b : 표면전극
8 : 공간 9a : 제 1 레지스트막
9b : 제 2 레지스트막 10, 26 : 누름 고무
20 : 프린트 기판 21 : 접합 FET
23 : 일렉트렛막 24 : 스페이서
25 : 진동막 27 : 홀더
28 : 캡슐 29 : 통기 구멍
30 : 직물

Claims (2)

  1. 내부에 수용실을 갖는 패키지, 상기 수용실에 외부압력을 도입하는 수단, 상기 수용실 내에 배치된 반도체 기판 및 반도체 기판 상에 배치되어 상기 수용실로 도입된 외부 압력에 따라서 정전용량이 변화하는 콘덴서를 구비하고,
    상기 반도체 기판의 일주면에는, 저부를 갖는 오목부와, 이 오목부의 주위로 넓어지는 둘레 표면과, 상기 오목부로부터 상기 둘레 표면을 횡단하여 상기 반도체 기판의 외주단끝으로 연장되는 적어도 한개의 연통홈이 형성되어 있고,
    상기 콘덴서는, 오목부의 저면에 설치된 고정 전극막과, 상기 오목부를 덮도록 하여 둘레 표면상에 고정되어 상기 고정 전극막과 공간을 통해서 대향하는 진동 전극막을 가지며,
    상기 연통홈은 상기 진동 전극막이 상기 반도체 기판의 둘레 표면상에 고정된 상태에서 상기 오목부의 내부를 상기 수용실에 연통하고 있고,
    상기 진동 전극막은 상기 오목부의 내부가 상기 연통홈에 의해 상기 수용실에 연통되고 있는 상태에서 상기 수용실에 도입된 외부 압력의 변동에 따라 진동하도록 구성된 것을 특징으로 하는 압력감응장치.
  2. 압력감응장치에 사용되어, 일 주면에 저면을 갖는 오목부와, 이 오목부의 주위로 넓어지는 둘레 표면과, 이 둘레 표면의 내주로부터 외주에 이르는 적어도 하나의 연통 홈을 갖는 반도체 기판의 제조방법에 있어서,
    상기 반도체 기판의 일 주면의 전면 상에, 제 1 레지스트막을 형성하는 제 1 공정과,
    상기 둘레 표면상의 제 1 레지스트막을 남기고, 그 내부를 개구하도록 상기 제 1 레지스트막을 패터닝 하는 제 2 공정과,
    이 제 1 레지스트막을 마스크로 하여 상기 둘레 표면의 내주에 깊이 5∼15㎛의 오목부를 형성하는 제 3 공정과,
    상기 제 1 레지스트막을 제거하는 제 4 공정과,
    상기 오목부와 상기 둘레 표면을 덮도록 제 2 레지스트막을 형성하는 제 5 공정과,
    상기 둘레 표면의 내주로부터 외주에 이르는 적어도 하나의 경로를 노출하도록 상기 제 2 레지스트막을 패터닝 하는 제 6 공정과,
    상기 제 2 레지스트막을 마스크로 하여 상기 경로에 깊이 2∼3.5㎛의 연통 홈을 형성하는 제 7 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 기판의 제조방법.
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