KR101413271B1 - 교정 마이크로전자기계적 마이크로폰 - Google Patents

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Abstract

MEMS 마이크로폰은 후면 플레이트 및 다이어프램을 구비한 MEMS 트랜스듀서 뿐만 아니라 상기 후면 플레이트 및 상기 다이어프램 사이의 DC 바이어스 전압을 제공하는 제어가능한 바이어스 전압 발생기를 포함한다. 상기 마이크로폰은 또한 제어가능한 이득을 갖는 증폭기와, 그리고 상기 바이어스 전압 발생기에 의해 제공되는 바이어스 전압 및 상기 증폭기의 이득을 결정하는 정보를 저장하기 위한 메모리를 가진다.
Figure R1020070095921
마이크로폰, 다이어프램, 후면 플레이트, 바이어스 전압, 증폭기

Description

교정 마이크로전자기계적 마이크로폰{A CALIBRATED MICROELECTROMECHANICAL MICROPHONE}
본 발은 교정되는 마이크로폰(calibrated microphones)에 관한 것으로서, 특히 마이크로폰의 전기적 파라미터를 셋팅(setting) 하는데 사용되는 교정 데이터를 갖는 메모리를 포함하는 마이크로전자기계적 마이크로폰에 관한 것이다.
마이크로전자기계(MicroElectroMechanical)("MEMS") 마이크로폰은 현재 정상 동작 동안 다이어프램(diaphragm)과 후면 플레이트(back plate) 구조 사이에 고정된 DC 바이어스 전압을 공급받는다. 이른바 다이어프램 붕괴(diaphragm collapse)와 관련된 마이크로폰 결함 조건(microphone fault conditions) 하에서, 다이어프램과 후면 플레이트 사이의 인력성의 정전기력(attractive electrostatic forces)을 제거하거나 또는 감소시키기 위해 DC 바이어스 전압을 조작하는 어떤 방법이 EP 1 599 067 A2에서 제시되었고 공개되었다.
US 2006/062406 A1은 DC 바이어스 전압의 셋팅 값을 저장하기 위한 메모리 및 마이크로폰 콘덴서 트랜스듀서(microphone condenser transducer)에 대한 프로그램 가능한 DC 바이어스 전압을 포함하는 콘덴서 마이크로폰을 개시하고 있다. WO 01/78446 A1은 일렉트렛 트랜스듀서(electret transducer)와 버퍼 증폭기 사이에 연결된 가변 감도/가변 이득 회로를 포함하는 일렉트렛 마이크로폰을 개시하고 있다.
교정되는 마이크로폰 시스템 및 방법에 관한 다른 참고문헌으로 US 4,631,749, US 5,051,799, US 5,029,215, US 2003/0198354 A1, 및 US 2005/0175190 A1이 있다.
높은 수율을 갖는 MEMS 콘덴서 마이크로폰을 생산함에 있어 중요한 문제는 MEMS 마이크로폰 다이어프램의 컴플라이언스(compliance) 또는 장력(tension)이 정확하게 제어하기에는 어려운 많은 제조 파라미터에 따라 변한다는 것이다. 실리콘 웨이퍼로부터의 물리적 또는 기계적 파라미터의 절대값(예를 들어, 기계적 강성도(mechanical stiffness), 전기 저항(electric resistance), 트랜지스터 트랜스컨덕턴스(transistor trans-conductance))은 +/- 20% 또는 그 이상으로 쉽게 변할 수 있다. 이것은 양호하게 제어되는 MEMS 마이크로폰 제조에 있어서는 매우 큰 단점이다.
MEMS 마이크로폰의 다른 물리적 파라미터(예를 들어, 다이어프램 면적, 에어 갭 높이(air gap height), 즉 다이어프램과 후면 플레이트 사이의 거리)도 또한 변할 수 있다. 표준 "매크로스코픽(macroscopic)" 마이크로폰(여기서, 에어 갭 높이는 30 또는 50 ㎛보다 더 크다)과 비교하면, MEMS 트랜스듀서에서의 에어 갭 높이는 일반적으로 5-10 ㎛ 이거나 혹은 훨씬 더 작다. MEMS 마이크로폰의 이러한 작은 치수(dimensions)는 비공칭 음향 감도(non-nominal acoustic sensitivity)를 보상하기 위해 DC 바이어스 전압이 어떻게 조정될 수 있는 가에 있어 심각한 제약을 주고 있다. DC 바이어스 전압을 높은 값으로 조정함으로써 dB SPL로 표현되는 붕괴 임계치가 수용할 수 없는 낮은 값으로 이동하게 할 수 있다.
CMOS 회로와 같은 집적된 반도체 회로(integrated semiconductor circuits) 의 제조 공정에 있어 접하게 되는 전기적 컴포넌트들의 변하는 파라미터의 영향은 일반적으로 MEMS 마이크로폰의 성능 및 균일성(uniformity)에 대해 덜 중요하다. 그러나, 증폭기 이득 및 임피던스와 같은 성능 파라미터에 관한 어떤 영향은 남아있다. 이러한 영향은 특히 높은 체적 및 낮은 비용의 MEMS 마이크로폰(이 경우, 다이 면적을 유지하고 그럼으로써 비용을 낮추기 위해 복잡도가 낮은 증폭기 토폴로지(amplifier topologies)는 필수적인 것이다)에 있어서 제거하기 어려운 것이다. 결과적으로, 이러한 성능 파라미터 변화를 보상할 필요가 있다.
본 발명의 제 1 양상은 마이크로폰 하우징(microphone housing)을 포함하는 MEMS 마이크로폰 조립체에 관한 것으로, 이 MEMS 마이크로폰 조립체는:
사운드 입구(sound inlet)와;
후면 플레이트 및 상기 후면 플레이트에 대하여 변위가능한(displace//able) 다이어프램을 가지고 있는 MEMS 트랜스듀서 소자와;
상기 다이어프램과 상기 후면 플레이트 사이에 DC 바이어스 전압을 제공하도록 구성된 제어가능한 바이어스 전압 발생기와;
정보를 저장하기 위한 메모리와;
상기 MEMS 트랜스듀서 소자로부터 전기적 신호를 수신하고 출력 신호를 제공하는 제어가능한 증폭기와, 여기서 상기 제어가능한 증폭기는 증폭기 이득 셋팅에 따라 상기 MEMS 트랜스듀서로부터의 상기 전기적 신호를 증폭하도록 구성되고; 그리고
상기 메모리로부터의 정보를 검색하고 그리고 상기 메모리로부터의 증폭기 이득 셋팅 정보에 따라 상기 증폭기의 상기 이득을 제어하고, 그리고 상기 바이어스 전압 발생기를 제어하여 상기 메모리로부터의 상기 정보에 따라 DC 바이어스 전압을 제공하도록 구성된 프로세서를 포함한다.
이러한 경우에, MEMS 기반 트랜스듀서는 마이크로 기계적 시스템 기술을 적용하여 전체적으로 또는 적어도 부분적으로 제조되는 트랜스듀서 소자이다. 소형 트랜스듀서 소자는 실리콘 나이트리드(silicon nitride), 다결정 실리콘(polycrystalline silicon), 실리콘 옥사이드(silicon oxide) 및 유리와 같은 전도성 및/또는 절연 물질과 조합된 실리콘 또는 갈륨 비화물(Silicon or Gallium Arsenide)과 같은 반도체 물질을 포함할 수 있다. 대안적으로 트랜스듀서 소자는 선택적으로 유리 및/또는 실리콘 옥사이드와 같은 절연 물질과 조합된 알루미늄, 구리, 등과 같은 단지 전도성 물질만을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 본 발명에 따른 MEMS 마이크로폰 조립체는 작은 또는 초소형 컴포넌트, 예를 들어 다이어프램의 평면에서 7.0×5.0 mm보다 작은 또는 5.0 mm×4.0 mm보다 작은, 예를 들어 3.5 mm×3.5 mm, 또는 보다 더 바람직하게는 3.0 mm×3.0 mm보다 작은 신장(extension)을 가진 컴포넌트이다. 이러한 치수는 MEMS 마이크로폰 조립체를 광범위한 휴대 통신 장치, 예를 들어 모바일 단말기, 모바일 폰, 청취 기구(hearing instruments), 헤드 셋(head sets), 능동 노이즈 보호 장치(active noise protection devices), 등으로의 집적화에 적합하다.
본 발명에 따르면, DC 바이어스 전압 조정과 이득 조정을 조합함으로써 MEMS 마이크로폰 조립체에 잘 정의된 붕괴 임계치를 제공할 수 있을 뿐만 아니라 필요한 소정의 음향 감도 또는 공칭 음향 감도를 유지할 수 있다.
바람직하게는, MEMS 트랜스듀서 소자는 일반적으로 에어 갭 높이로 불리는 (바이어싱 되지 않는 상태(non-biased state)에서의) 1-10㎛의 후면 플레이트로부터 다이어프램까지 거리를 가진다(예를 들어 2-5㎛). 추가적으로, MEMS 트랜스듀서에 대한 제어가능한 바이어스 전압 발생기는 일반적으로 5-20 V의 간격으로 DC 바이어스 전압을 발생시키도록 구성된다.
본 발명의 메모리는 RAM, PROM, EPROM, EEPROM, 플래시, 및 일반적으로 비휘발성 메모리와 같은 임의 타입의 메모리 회로를 포함할 수 있다. 바람직하게는 해당 메모리 타입은 퓨즈-링크 기술(fuse-link technology)에 기반을 둔 메모리와 같은 단 1회 프로그램가능 메모리(one-time-programmable memories)이다. 바람직하게는 이러한 메모리는 마이크로폰 조립체 내에 장착되는 동안 프로그램 가능하다.
증폭기는 MEMS 트랜스듀서 소자에 동작적으로 연결된 마이크로폰 전치증폭기(pre-amplifier)를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 이득은 증폭기에 연결된, 저항기 및 커패시터와 같은 회로 컴포넌트, 예를 들어 피드 백 회로의 컴포넌트의 전기적 파라미터를 변경시킴으로써 조정될 수 있다. 증폭기는 단지 단일 트랜지스터 증폭기 또는 버퍼일 수 있고, 바람직하게는 CMOS 트랜지스터에 기초를 둘 수 있고, 또는 다단 연산 증폭기(multistage operational amplifiers)와 같은 더 복잡한 회로일 수 있다.
DC 바이어스 전압 발생기는 바람직하게는 전압 분배 혹은 전압 곱셈 또는 전 압 조절에 의해 본질적으로 고정된 DC 전압을 제공하도록 구성된 회로 타입이다. 배터리 공급 라인과 같은 간단한 셋업(set-up) 및 조정가능한 전압 분배기가 사용될 수 있고, 또는 증폭기에 대한 파워 공급 수단이 적당한 전압 조절기와 함께 사용될 수 있다. 바람직한 전압 곱셈기 실시예는 공지된 딕슨 전하 펌프(Dickson charge pump)를 포함한다.
일 실시예에서, 프로세서는 증폭기를 포함할 수 있고, 이 증폭기는 메모리로부터의 정보에 따라 출력 신호를 제공한다. 따라서, 동일한 프로세서가 양쪽 동작을 처리한다.
또 다른 장점은 더 콘팩트(compact)한 셋업이며, 이것은 예를 들어 칩-스케일 패키징(chip-scale packaging)을 사용함으로써 단일 패키지에 모든 소자들을 조립(fit)하는 것을 훨씬 더 쉽게하고, 이것은 잠재적으로 높은 수율로 조정가능성이 높은 본 발명의 마이크로폰을 매우 콘팩트하게 한다.
DC 바이어스 전압의 프로그래밍은 실제 MEMS 트랜스듀서 소자의 특성의 측정 또는 실제 MEMS 트랜스듀서 소자와 동일한 웨이퍼 상에 놓여진 샘플 MEMS 트랜스듀서 소자, 또는 샘플들의 집합의 특성의 측정에 기초를 두고 있을 수 있다.
MEMS 트랜스듀서가 일반적으로 반도체 웨이퍼 상에서 여러 묶음(batches)으로 만들어지기 때문에, 10 내지 48 개의 개별 웨이퍼들과 같은 복수의 개별 웨이퍼를 포함할 수 있는 웨이퍼 묶음의 모든 소자들 또는 단일 웨이퍼의 모든 소자들의 파라미터를 예측하는 방법이 알려져 있다. 에어 갭 높이뿐만 아니라 다이어프램의 컴플라이언스/강성도 등은 이 방법으로 측정될 수 있거나 예측될 수 있고, 그럼으 로써 적당한 DC 바이어스 전압이 이 묶음의 모든 트랜스듀서에 대해 결정될 수 있다.
프로그램가능 DC 바이어스 전압 발생기를 사용함으로써, MEMS 마이크로폰의 생산 수율은 증가될 수 있고, 동시에 개별 마이크로폰의 감도는 최대화될 수 있다.
예를 들어, MEMS 트랜스듀서 소자의 DC 바이어스 전압은 다이어프램의 강성도에 따라, 5 볼트와 10 볼트 사이에 있도록 제어될 수 있다. 더욱이, DC 바이어스 전압은 정상 동작 조건 동안 다이어프램 붕괴의 위험 없이 최대화될 수 있다. 이것은 MEMS 마이크로폰 조립체의 감도를 더 좋게 하고 노이즈를 감소시킨다. 일반적으로 DC 바이어스 전압은 계속 변경되는 것이 아니라 단지 때때로 또는 심지어 단 한 번, 즉 마이크로폰의 생산 동안에 적합하게 된다.
이득 및 바이어스 전압의 조정을 결합함으로써, 예를 들어, 전기음향 감도에서의 더 적은 변화 및/또는 더 좋은 신호 대 잡음 비를 갖는 더 좋고 더 균일한 마이크로폰 생산물을 얻기 위해 내부 교정 수단을 사용하여 마이크로폰 및 집적 회로 모두의 생산 변화를 보상하는 것이 가능하다.
더욱이, 교정가능한 DC 바이어스 전압 및 (전치)증폭기 이득 교정은 생산 관리자에게 수율 개선을 위해 풀-스케일 생산(full-scale production) 동안 사용될 수 있는 조정가능한 파라미터를 제공한다.
또 다른 실시예에서, 프로세서는 또한 메모리에서의 정보에 기초하여 하나 또는 그 이상의 전기적 파라미터를 조정하도록 구성될 수도 있다. 이러한 파라미터(들)는 다이어프램/MEMS 트랜스듀서 소자로부터의 신호의 파라미터, 출력 신호, 또는 마이크로폰의 다른 전기적 파라미터, 예를 들어 마이크로폰의 내부 동작과 관련된 파라미터일 수 있다.
본 발명의 이러한 파라미터의 개조(adaptation)는, 예를 들어 내부 저항, 커패시턴스, 임피던스, 인덕턴스, 등을 부가, 제거 또는 변경하는 것과 같은 전기적 컴포넌트의 변경 또는 내부 혹은 외부 파워 서플라이에 기초한 파라미터의 임의의 개조일 수 있다.
이 정보에 따른 개조는 임의의 방법으로 수행될 수 있다. 이 정보는 그 자체로 이러한 개조를 설명할 수 있거나, 또는 필요한 파라미터를 설명할 수 있는데, 이러한 것은 개조 그 자체가 프로세서에 의해 결정된 이후이다. 이 개조를 설명하는 모델의 개조는 내부적으로 마이크로폰 내에 제공될 수 있거나 외부소스로부터 제공될 수 있다.
또 다른 선택사항은, 예를 들어 샘플링 및/또는 피드백 커패시터와 같은 아날로그 대 디지털 변환기 회로의 전자 컴포넌트의 값을 변경시킴으로써, 마이크로폰 조립체의 감도를 조정하는 것이다. 교정 데이터의 프로그래밍은 또한 아래에서 더 설명되는 바와 같이 마지막 테스트 단에서 수행될 수도 있다.
재프로그래밍(re-programming)이 해당 옵션일 수 있는 데, 이것은 프로세서에 대한 소거 신호를 입력하기 위한 추가적 시스템 연결을 필요로 할 수 있다. (소거 후의) 재프로그래밍은 '쓰기-레벨(write-level)' 펄스를 프로그래밍 펄스 연결에 다시 인가함으로써 트리거(trigger) 될 수 있다. 재프로그래밍은 시스템의 in-situ 교정을 위해 사용될 수 있지만 사운드 기준 신호를 다시 요구할 수 있다.
일반적으로, 바람직하게는 인쇄 회로 기판 또는 세라믹 기판과 같은 적당한 캐리어(carrier) 상에서의 마이크로폰 하우징 안쪽에 장착된 메모리 및/또는 프로세서와의 통신은 I2C 또는 I2S와 같은 임의의 알려진 또는 새로운 데이터 통신 인터페이스 및 프로토콜을 사용하여 얻어질 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예는 US 2004/0116151 A1에서 설명된 바와 같이 낮은 파워, 동기, 쌍방향 직렬 통신 버스를 포함하거나 대안적으로는 MIPI 얼라이언스(MIPI Alliance)에 의해 추진된 그 관련 SLIMbus™를 포함한다. 유리하게는, 이 메모리는 예를 들어 알파벳과 숫자가 조합된 혹은 임의의 다른 적당히 코딩된 "Sonion 8002 microphone"과 같은 포맷으로 제조자의 모델 및 타입 표시에 의해 트랜스듀서 식별 정보를 포함할 수 있다. 더욱이 또는 대안적으로, 생산 로트(production lot) 또는 묶음 번호(batch number), 제조 날짜 및 장소, 고유 생산물 ID 등과 같은 컨포넌트 제조별 특정 정보는 메모리에 저장될 수 있다. 이 메모리는, 이것에 추가적으로 또는 이것 대신에, 이전에 설명된 증폭기 이득 셋팅 정보 및 DC 바이어스 전압 셋팅 정보와 같은 트랜스듀서의 전기적 및/또는 음향적 성능 파라미터 혹은 기계적 설계와 관련된 성능 정보를 포함할 수 있다. 이것은 외부 프로세서, 예를 들어 모바일 폰 및 청취 기구와 같은 휴대 통신 장치의 DSP 혹은 마이크로프로세서가 예를 들어 부팅(booting) 또는 파워-온(power-on) 절차와 관련되어 데이터 통신 인터페이스를 통해 MEMS 마이크로폰 식별 정보를 판독하도록 할 수 있다. 이 DSP 혹은 마이크로프로세서는 MEMS 마이크로폰이 적절한/호환성 타입인지 여부를 점검할 수 있다. DSP 또는 마이크로프로세서가 트랜스듀서의 정체성(identity) 또는 성능 정보를 판 독하면, 적당한 프로그램 및 소프트웨어 루틴을 통해 그에 맞게 동작을 구성할 수 있다. 더욱이, 숙련된 자들에게는 매우 명백한 바와 같이, 가동 코일(moving coil) 및 가동 아마추어(moving armature) 스피커 및 수신기, 보청기 텔리코일(hearing aid telecoils) 등과 같은 다른 타입의 소형 전기음향적 또는 자기적 트랜스듀서는 트랜스듀서 식별 및/또는 트랜스듀서 제조별 특정 정보를 저장하는 메모리를 통합함으로써 대응하는 많은 이점을 얻을 수 있다. 특히 유리한 트랜스듀서 실시예들의 세트는 표면 장착가능한 트랜스듀서 하우징을 포함하고, 여기서 외부적으로 접근가능한 납땜 또는 연결 단자는 트랜스듀서 하우징의 실질적으로 평평한 외부 표면 상에 배열된다. 표면 장착가능한 트랜스듀서에 대해, 많은 수의 외부적으로 접근가능한 납땝 또는 연결 단자, 예를 들어 4 - 8 단자를 수용하는 것이 실제로 가능한데, 왜냐하면 어떠한 수동적인 납땜 동작도 필요하지 않기 때문이다. 본 발명에 따른 MEMS 마이크로폰은 아날로그 또는 디지털 콘덴서 마이크로폰의 생산 동안 다음의 장점을 가질 수 있다.
Figure 112007068356986-pat00001
MEMS 및 ASIC 웨이퍼 생산으로부터의 반도체 공정 변화의 영향을 감소시켜 마지막 MEMS 마이크로폰 생산물의 생산물 파라미터 변화를 최소화시킴.
Figure 112007068356986-pat00002
MEMS 웨이퍼 상에서의 더 높은 공차(tolerances)를 가능하게 함.
Figure 112007068356986-pat00003
ASIC 바이어스 발생기 레벨에서의 더 높은 공차를 가능하게 함.
Figure 112007068356986-pat00004
ASIC 전치증폭기 이득에서의 더 높은 공차를 가능하게 함.
Figure 112007068356986-pat00005
마이크로폰 감도에서의 균일성을 최대화시킴.
Figure 112007068356986-pat00006
마지막 생산물의 변화를 감소시킴.
Figure 112007068356986-pat00007
생산 수율을 최대화시킴.
Figure 112007068356986-pat00008
MEMS 및 ASIC 면적을 최소화시킴.
본 발명의 또 다른 양상은 MEMS 마이크로폰 조립체를 교정하는 방법에 관한 것으로, 이 방법은:
MEMS 트랜스듀서 소자의 붕괴 전압(collapse voltage)을 측정 또는 예측하는 단계와;
상기 측정 또는 예측된 붕괴 전압에 기초하여 상기 MEMS 트랜스듀서 소자에 대한 DC 바이어스 전압을 결정하는 단계와; 그리고
상기 결정된 DC 바이어스 전압에 관한 정보를 메모리에 기입(writing) 하는 단계를 포함한다.
당연히, 붕괴 전압은 여러 가지 방법으로 예측되거나 결정될 수 있다. 한 가지 방법은 단일 MEMS 트랜스듀서의 후면 플레이트와 다이어프램 간 전압을 점진적으로 증가시키고 그리고 이 MEMS 트랜스듀서의 붕괴 전압을 후면 플레이트와 다이어프램이 실제로 접촉하거나 붙어버리는 DC 전압으로 결정하는 것이다. 또 다른 방법은 웨이퍼 상의 하나 이상의 MEMS 트랜스듀서의 붕괴 전압을 간접적으로 결정하기 위해 MEMS 트랜스듀서를 대표하는 테스트 구조상에서 동일한 절차를 수행하는 것을 포함한다. 바람직하게는, 이 절차는, 5-100 MEMS 트랜스듀서들과 같은, 공통 웨이퍼 상의 MEMS 트랜스듀서들의 서브세트(subset) 상에서 수행되고, 여기서 서브세트의 각각의 MEMS 트랜스듀서의 붕괴 전압이 결정된다. 따라서, 평균(average) 또는 평균(mean) 또는 가중치 값과 같은 단일의 대표 붕괴 전압이 이 서브세트로부 터 결정되는 값으로부터 유도(derive)된다.
붕괴 전압을 결정하는 또 다른 방법이 있는데, 여기서 측정/예측하는 단계는:
상기 MEMS 트랜스듀서 소자에 DC 바이어스 전압을 인가하는 단계와;
상기 MEMS 트랜스듀서 소자에 소정의 음압을 인가하는 단계와;
상기 DC 바이어스 전압 및 상기 소정의 음압(predetermined sound pressure)을 인가하는 동안, 상기 MEMS 트랜스듀서 소자의 음향 감도를 측정하는 단계와; 그리고
상기 측정된 음향 감도 및 상기 인가된 DC 바이어스 전압에 기초하여 상기 붕괴 전압을 결정하는 단계를 포함한다. MEMS 트랜스듀서의 음향 감도는 다이어프램의 장력에 따라 다르고, 이것은 또한 붕괴 전압과 관련되어 있다. 룩업 테이블(look-up table)은 소정의 DC 바이어스 전압에 대한 MEMS 트랜스듀서 소자의 붕괴 전압과 음향 감도 사이의 관계에 대해 실험적으로 수집된 데이터에 기초하여 만들어질 수 있다. 붕괴 전압을 결정하는 또 다른 방법 있는데, 여기서 측정/예측하는 단계는:
상기 MEMS 트랜스듀서 소자의 상기 후면 플레이트와 상기 다이어프램 사이의 커패시턴스 값을 모니터링 하면서, 제 1 전압에서 상기 커패시턴스 값에서의 소정의 증가가 검출될 때까지, 상기 후면 플레이트와 상기 다이어프램 사이에 제공되는 DC 전압을 증가시키는 단계와; 그리고 그 다음으로
상기 제 1 전압에 기초하여 상기 붕괴 전압을 예측하는 단계를 포함한다.
DC 전압을 증가시킬 때, 후면 플레이트와 다이어프램 간 거리 또는 에어 갭 높이는 감소하고, 그럼으로써 그들 사이의 커패시턴스는 증가한다. 트랜스듀서 커패시턴스의 증가는 에어 갭 높이(i)에 따라 선형이 아니며, 그리고 커패시턴스 대 DC 전압 그래프의 기울기 증가가 관측되는 경우, 붕괴 전압이 가까이 있다. 따라서, 붕괴 전압은 기울기가 소정의 기울기를 초과하거나 소정의 기울기에 있는 전압으로부터 결정될 수 있거나 예측될 수 있다.
일반적으로, DC 바이어스 전압은 다른 많은 방법에 따라 결정될 수 있다. DC 바이어스 전압은 붕괴 전압의 소정의 퍼센트로서 결정될 수 있거나 붕괴 전압으로부터 소정의 전압을 뺀 값일 수 있다. 다른 방법이 또한 가능하며, 이 중 하나가 아래에서 더 설명된다.
당연히, MEMS 마이크로폰 조립체의 정상 동작 동안, 심지어 특정된 최대 허용가능한 음압이 인가되는 경우에도, MEMS 트랜스듀서 소자의 붕괴를 피할 수 있다. 떠라서, DC 바이어스 전압은 특정된 최대 허용가능한 음압이 인가되는 경우 MEMS 트랜스듀서 소자에 의해 발생된 피크 AC 전압에 대응하는 DC 전압을 붕괴 전압에서 뺀 값에 기초하여 결정될 수 있다.
이것은 다이어프램이 신호의 감지 동안 이동한 거리가 후면 플레이트와 다이어프램 사이에 전압을 제공함으로써 시뮬레이션 될 수 있다는 사실에 기인하 것이다. 일반적으로 마이크로폰이 소정의 최대 값까지 음압을 정확하게 측정할 수 있는 것이 요구되기 때문에, 이러한 움직임은 인가된 임의의 DC 바이어스 전압에도 불구하고 가능해야 한다. 따라서, (예를 들어, 120-130 dB의 사운드 신호/압력에 의해 발생된) 이러한 움직임을 시뮬레이션하는 전압이 결정되거나 예측되고 그리고 붕괴 전압으로부터 공제된다.
이후에, 후속 전압, 예를 들어 안전 마진 전압(safety margin voltage)이 최종 전압으로부터 공제될 수 있다(소정의 음압에 대응하는 전압을 붕괴 전압에서 공제한 값).
일반적으로, 제 2 양상의 방법은:
상기 결정된 DC 바이어스 전압에 대응하는 전압을 상기 MEMS 트랜스듀서 소자에 인가하는 단계와;
상기 MEMS 트랜스듀서 소자에 소정의 음압을 인가하는 단계와;
증폭기에서, 상기 음압에 응답하여 상기 MEMS 트랜스듀서 소자의 신호 출력을 증폭하고, 그리고 증폭된 신호를 출력하는 단계와;
상기 증폭된 신호 및 소정의 신호 파라미터에 기초하여 증폭기 이득 셋팅을 결정하는 단계와; 그리고
상기 결정된 증폭기 이득 셋팅에 관한 정보를 상기 메모리에 기입하는 단계를 더 포함한다.
따라서, 앞서 설명된 바와 같이, 실제 MEMS 트랜스듀서의 감도는 교정될 뿐만 아니라 조립체의 증폭된 신호 출력의 감도도 교정된다.
바람직하게는, 이 방법은 또한 증폭기 이득 셋팅을 결정하는 단계를 수행하기 전에, MEMS 트랜스듀서 소자와 증폭기를 영구적으로 공통 기판 캐리어 상에 전기적으로 상호연결하는 단계를 더 포함한다. 이러한 방식으로, 교정 이후의 이 상 호연결에서 어떠한 변화도 일어나지 않으며, 이것은 만약 그렇지 않으면 교정의 정확도를 감소시킨다. 대안적으로, MEMS 트랜스듀서 소자, 증폭기, 및 선택적으로 메모리 그리고 DC 바이어스 전압 발생기는 단일 반도체 다이에 집적될 수 있다. 이것은 중간 조립 단계 없이 증폭기 이득 셋팅을 결정하고 메모리에 대응하는 정보를 기입하는 단계를 직접적으로 수행할 수 있게 한다. 양쪽 방법 모두에 대해서, 조립되는 MEMS 마이크로폰 조립체 상에서 증폭기 이득 셋팅을 수행함에 있어 상당한 장점이 있는데, 왜냐하면 하우징의 음향적 영향 및 산호연결 및 임피던스의 전기적 영향은 적절하게 고려되기 때문이다.
붕괴 전압을 결정하는 단계는 유리하게는 MEMS 트랜스듀서의 웨이퍼 레벨 상에서 수행될 수 있으며, 이것은 웨이퍼 테스터(wafer tester)로부터의 DC 전압의 인가를 위해 후면 플레이트와 다이어프램 구조에 직접 접근을 가능하게 한다. 대안적으로, MEMS 마이크로폰 조립체의 DC 바이어스 전압을 제공하기 위해 일반적으로 사용되는 제어가능한 바이어스 전압 발생기는 붕괴 전압을 결정하는 단계에서 사용될 수 있다. 이것은 싸이클(cycle)을 통해 얻어질 수 있는 데, 여기서 MEMS 마이크로폰 조립체는 여러 단계를 통해 재프로그래밍 되어 점차 다이어프램과 후면 플레이트 양단 DC 바이어스 전압을 점진적으로 증가시킨다.
따라서, MEMS 트랜스듀서 소자의 붕괴 전압을 측정 또는 예측하는 단계는 바람직하게는 복수의 MEMS 트랜스듀서들을 포함하는 MEMS 트랜스듀서 웨이퍼 상에서 수행된다.
또한, MEMS 트랜스듀서 소자의 붕괴 전압은 복수의 MEMS 마이크로폰의 MEMS 마이크로폰 서브세트로부터 예측될 수 있다.
본 발명의 세 번째이며 마지막 양상은 복수의 MEMS 마이크로폰 조립체를 교정하는 방법에 관한 것이며, 이 방법은:
단일 묶음 또는 단일 웨이퍼로부터 복수의 MEMS 트랜스듀서 소자를 제공하는 단계와;
각각의 마이크로폰 조립체에 MEMS 트랜스듀서 소자를 제공하는 단계와;
본 발명의 제 2 양상에 따라 상기 복수의 MEMS 마이크로폰 조립체의 서브세트를 교정하고 그리고 이로부터 DC 바이어스 전압 정보를 얻는 단계와;
적어도 상기 얻어진 DC 바이어스 전압 정보를 상기 복수의 MEMS 마이크로폰 조립체의 나머지 마이크로폰 조립체의 각각의 메모리에 기입하는 단계를 포함한다.
결과적으로, 생산 파라미터 및 MEMS 트랜스듀서의 파라미터가 이 묶음 또는 웨이퍼를 통해 충분히 약간 변하고, 여기서 묶음은 1, 2, 3, 4, 또는 그 이상, 예를 들어 12 또는 그 이상의 웨이퍼를 포함할 수 있고, 그래서 서브세트로부터 결정된 DC 바이어스 전압은 조립체 모두에 인가될 수 있다고 가정한다.
당연히. 본 방법은 후속적으로 상기 제 2 양상과 관련되어 설명된 바와 같이 각 조립체의 증폭기의 이득을 교정하는 것을 또한 포함한다. 이 교정은 각 조립체의 개별 교정일 수 있거나 조립체의 서브세트(동일한 또는 또 하나의 서브세트)로부터 다시 유도된 교정일 수 있고, 그리고 그 다음으로 이로부터 유도된 교정 데이터는 모든 조립체의 메모리에 전달될 수 있다.
만약 DC 바이어스 전압 및/또는 증폭기 이득의 교정이 두 개 또는 그 이상의 조립체의 서브세트 상에서 수행된다면, 최종 전압/이득은 임의의 방식, 예를 들어 교정으로부터 얻어진 것들의 평균 값을 유도하는 것, 가중치 평균 값을 유도하는 것, 또는 명백하게 에러가 있는 결과(측정으로부터 나오거나 또는 잘못 기능하는 조립체로부터 나옴)는 버리도록 하는 방식으로 교정으로부터 얻어진 것들로부터 유도될 수 있다.
교정 동안, 동일한 교정에 의해 커버될 수 있도록 초기 묶음/웨이퍼를 통한 변화가 모든 조립체에 대해 충분히 작은지 여부가 또한 결정될 수 있다. 만약 그렇지 않다면, 묶음/웨이퍼는 웨이퍼의 더 작은 묶음/부분으로 나누어질 수 있고, 그 안쪽에서 교정이 다른 조립체로 전달될 수 있다. 따라서, 교정은 웨이퍼 또는 묶음의 단지 일부 웨이퍼의 부분으로부터 발생하는 조립체들 사이에서 단지 존재할 수 있으며, 여기서 다른 부분/웨이퍼는 그 영역/웨이퍼에서 생산된 조립체(또는 오히려 트랜스듀서/증폭기)에 기초하여 교정된다.
일반적으로, 주의할 것으로, 본 명세서 및 특허청구범위에 있어서, 용어 "마이크로폰 하우징"은 넓게 해석되어야 한다. 본 발명의 일 실시예에서, 마이크로폰 하우징은 음향적으로 밀봉되는 방식으로 기판 캐리어에 장착되는 전기적으로 전도성의 덮개(lid)를 포함한다. MEMS 트랜스듀서 소자는 기판 캐리어에 부착되고 그리고 플립-칩 장착(flip-chip mounting) 또는 와이어 본딩(wire bonding)에 의해 기판 전도체에 전기적으로 연결된다. 사운드 입구는 덮개 또는 기판 캐리어 또는 이들 모두에 위치될 수 있어 방향성 마이크로폰 조립체를 형성할 수 있다. 본 발명의 또 다른 실시예에서, 마이크로폰 하우징은, 초소형(ultra compact) 이른바 칩 스케 일 패키지(Chip Scale Package, CSP)(여기서, 하우징은 MEMS 트랜스듀서 소자 및 기판 캐리어의 통합 부분이다)를 형성하기 위해 함께 본딩되는, MEMS 트랜스듀서 소자, 기판 캐리어, 및 선택적으로 ASIC 다이의 바깥쪽 표면에 의해 형성된다.
다음에서, 본 발명의 바람직한 실시예가 도면을 참조하여 설명된다.
본 발명에 따른 MEMS 마이크로폰은 아날로그 또는 디지털 콘덴서 마이크로폰의 생산 동안 다음의 장점을 가질 수 있다.
Figure 112007068356986-pat00009
MEMS 및 ASIC 웨이퍼 생산으로부터의 반도체 공정 변화의 영향을 감소시켜 마지막 MEMS 마이크로폰 생산물의 생산물 파라미터 변화를 최소화시킴.
Figure 112007068356986-pat00010
MEMS 웨이퍼 상에서의 더 높은 공차(tolerances)를 가능하게 함.
Figure 112007068356986-pat00011
ASIC 바이어스 발생기 레벨에서의 더 높은 공차를 가능하게 함.
Figure 112007068356986-pat00012
ASIC 전치증폭기 이득에서의 더 높은 공차를 가능하게 함.
Figure 112007068356986-pat00013
마이크로폰 감도에서의 균일성을 최대화시킴.
Figure 112007068356986-pat00014
마지막 생산물의 변화를 감소시킴.
Figure 112007068356986-pat00015
생산 수율을 최대화시킴.
Figure 112007068356986-pat00016
MEMS 및 ASIC 면적을 최소화시킴.
본 발명의 마이크로폰(10)의 바람직한 실시예는 마이크로폰 (전치)증폭기(16), DC 바이어스 전압 발생기(18)를 포함하고 마이크로폰 하우징/패키지(20)에 확립되는 집적 회로 부분(14)을 갖는 MEMS 콘덴서 마이크로폰/트랜스듀서(12)를 포 함한다.
추가로, 이 마이크로폰은 전압 공급(11)과 출력(15)를 갖는다.
증폭기(16)는 그 이득을 조정하기 위한 데이터(22)에 대한 입력을 포함하고, 그리고 바이어스 전압 발생기(18)는 이 발생기(18)의 전압 출력을 조절하기 위한 데이터(28)에 대한 입력을 갖는 딕슨 펌프(24)(자세한 설명은, 예를 들어 EP-A-1 599 067 참조) 및 다이오드 셋업(diode set-up)(26)을 포함한다. 딕슨 펌프의 동작은 M 비트의 정보를 전압으로 직접 변환하는 것이다.
마이크로폰 전치증폭기(16)의 이득은 MEMS 콘덴서 마이크로폰(10)의 생산 공정의 마지막 테스트 단계 동안 집적 회로(14)의 비휘발성 메모리(30)의 부분으로 로딩(laoding)되는 그리고 이 부분에 저장되는 교정 데이터(22)를 사용하여 조정된다. 추가적으로, 발생기(18)에서의 사용을 위한 데이터는 메모리(30)의 또 다른 부분에 저장된다.
바람직하게는, 이 비휘발성 메모리(30)는 단 1회 프로그램가능(One-Time-Programmable, OTP) 메모리, 예를 들어 EPROM, 퓨즈-기반 메모리(fuse-based memory) 혹은 유사한 타입의 전자 메모리를 포함한다. 그러나, EEPROM 및/또는 플래시 메모리와 같은 다중-프로그램가능 메모리 타입은 특히, 만약 이런 타입의 메모리 디바이스가 집적 회로 상에서 이미 다른 목적으로 사용되고 있다면, 본 발명의 다른 실시예에서 사용될 수 있다.
MEMS 콘덴서 마이크로폰(10)의 프로그래밍 공정은 아래에서 언급되는 단계에 따라 실제로 진행될 수 있다.
소정의 레벨(예를 들어, 94dB SPL/1kHz 사인파(sine-wave))의 잘 정의된 음압이 개별적으로 패키징된 마이크로폰(12)에 인가되고, 아울러 MEMS 콘덴서 마이크로폰(12)의 전기적 출력 신호가 측정된다. MEMS 콘덴서 마이크로폰(10)은 음향 테스트 박스 안쪽의 적당한 테스트 지그(test jig)에 유리하게 위치할 수 있다.
도 1을 따르는 바람직한 실시예에서, 마이크로폰 전치증폭기(16)의 이득은 마이크로폰 전치증폭기 구성의 피드백 네트워크로서 연결되는 저항기들의 세트 또는 그 커패시터들의 세트 중 어느 하나의 비율을 변화시킴으로써 조정되거나 또는 교정된다. 피드백 마이크로폰 전치증폭기(16)는 싱글-엔드(single-ended) 또는 디퍼렌셜(differential) 중 어느 하나 일 수 있다.
MEMS 콘덴서 조립체의 감도는 DC 바이어스 전압의 값을 조정함으로써 조정된다(도 2와 관련된 아래와 비교)
본 실시예에 있어서, MEMS 콘덴서 조립체(10)의 감도는 본 교정 공정이 수행되는 테스트 및 마지막 마이크로폰 조립체 단까지 테스트 컴퓨터에서 측정되고, 기록되고, 그리고 추적된다. MEMS 콘덴서 조립체(10)의 알려진 감도에 기초하여, DC 바이어스 전압에 대한 적당한 값은 테스트 컴퓨터에 의해 결정/계산되고, 그 이후에 예를 들어 미리 저장된 룩업 테이블을 통해 적당한 코드를 선택함으로써 OTP 메모리(30)로 프로그래밍된다.
도 2는 MEMS 트랜스듀서(12)에 대해 필요한 바이어스 전압을 예측 또는 결정하는 특히 유용한 방법을 설명한다. 변하는 전압이 MEMS 트랜스듀서(12)의 후면 플레이트와 다이어프램 사이에 제공되고, 그럼으로써 에어 갭 높이(다이어프램과 후 면 플레이트 간 거리)가 변한다. 이 높이는 이러한 소자들 간에 형성된 커패시턴스에 기초하여 예측될 수 있다. 그러나, 이 커패시턴스 값은 거리에 따라 선형이 아니지만 거리가 제로(0)에 가까워질 때, 급격히 증가한다. 제로 거리는 이른바 붕괴로 불리며, 이 경우 다이어프램은 후면 플레이트와 접촉된다.
도 2는 다이어프램과 후면 플레이트 사이에 인가된 전압(V)의 함수로서 커패시턴스(C)를 도시하고 있다. 이것은 V가 붕괴 전압(Vcollapse)(이 전압은 후면 플레이트와 다이어프램이 접촉되도록 하기 위해 필요한 가장 낮은 전압임)에 가까워질 때 급격히 증가하는 것을 보여준다.
따라서, 이 그래프로부터, 후면 프레이트와 다이어프램 사이에 인가된 전압(V)이 Vcollapse에 도달하게 함이 없이도 Vcollapse는 예측될 수 있다.
그러나, Vcollapse에 가까운 바이어스 전압을 사용하는 것은 마이크로폰(10)의 요구된 감도를 제공하지 못하는 데, 왜냐하면 음압이 다이어프램에 영향을 미칠 때, 이것은 다이어프램을 후면 플레이트로 향하게 하고 그리고 붕괴를 초래할 수 있기 때문이다. 따라서, 이론적으로 가장 큰 바이어스 전압은 마이크로폰이 감지할 수 있는 가장 큰 음압에 의해 발생된 다이어프램-후면 플레이트 거리의 가장 큰 변화(또는 다른 현상, 예를 들어 드랍(drop)되는 마이크로폰에 의해 발생되는 가속(acceleration))에 대응하는 전압을 Vcollapse에서 뺀 값이다. 이 변화는 예를 들어 120-130dB일 수 있는 사운드에 의해 발생된 변화를 시뮬레이션하기 위해 요구된 전압 변화를 나타내는 변하는 곡선으로 나타난다.
따라서, 이 Vp-p의 반이 Vcollapse로부터 공제되고 그리고 바람직하게는 마 진 전압(Vmargin)이 또한 정상 동작 또는 예측된 동작 동안 확실하게 붕괴와 만나지 않도록 하기 위해 공제된다.
이 분석의 결과로서, Vbias는 Vcollapse에서 Vmargin과 Vp-p의 반을 공제한 값일 수 있다.
OTP 메모리(30)가 적합한 코드로 프로그래밍될 때, 테스트 공정은 바람직하게는 짧은 순간 정지되어 마이크로폰 출력 신호가 DC 바이어스 전압의 프로그래밍 이후에 정확한 바이어스 포인트로 정착(settle)할 수 있게 한다.
따라서, MEMS 콘덴서 마이크로폰 감도가 측정되고 그리고 타겟 및 적당한 전치증폭기 이득(target and appropriate preamplifier gain)이 측정된 감도 및 미리 저장된 기준 감도에 기초하여 계산된다. 마지막으로, 타겟 전치증폭기 이득으로부터, 적당한 코드가 결정되고 그리고 대응하는 OTP 메모리 영역으로 프로그래밍된다. 선택적으로, 실제 측정된 값이 공칭 감도 값 주의의 +/- 1 혹은 2 dB의 밴드를 가질 수 있는 예측된 감도 범위 내에 있는 것을 확실하게 하기 위해 MEMS 콘덴서 마이크로폰의 감도를 재측정하는 것을 포함하는 마지막 교정 절차 단계가 수행될 수 있다.
비휘발성 메모리(30)의 프로그래밍은 마이크로폰 조립체(10)의 각각의 외부 프로그래밍 핀(들) 상에 접근가능한 복합 데이터/클록 신호를 가진 클록 및 데이터 신호 또는 단일 신호 라인을 포함할 수 있는 매우 간단한 직렬 데이터 인터페이스(32)로 수행될 수 있다. 집적 회로(14) 안쪽의 상태 머신(state machine)은 유입되는 데이터 스트림을 디코딩하고 OTP 메모리(30)에 대한 메모리 데이터의 기입을 처리하도록 구성된다.
디지털 마이크로폰 조립체의 경우에 있어, 외부 프로그래밍 핀(들)(32)은 왼쪽/오른쪽 신호 또는 다른 디지털 신호와 같은 앞서 제공된 디지털 입력/출력 핀들과 공유될 수 있다. SMD 장착가능한 패키지에 패키징된 MEMS 마이크로폰(10)에 대해, 추가적인 외부 프로그래밍 핀(들)이 요구하는 여분의 공간 및 납땝 연결은 그다지 중요하지 않다.
아날로그 마이크로폰 조립체에 대해, 일반적으로 외부 프로그래밍 핀(들)(32)을 기존의 외부 핀들에 부가하는 것이 필요하다. 그러나, 이러한 부가는 실질적으로 추가적인 비용 없이 이루질 수 있다.
도 1은 본 발명의 마이크로폰의 바람직한 실시예의 중요한 구성요소들을 도시한 일반적인 도면이다.
도 2는 바이어스 전압을 결정하는 방식을 나타내고 있다.

Claims (13)

  1. 마이크로폰 하우징을 포함하는 MEMS 마이크로폰 조립체에 있어서,
    사운드 입구와;
    후면 플레이트 및 상기 후면 플레이트에 대하여 변위가능한(displaceable) 다이어프램을 가지고 있는 MEMS 트랜스듀서 소자와;
    상기 다이어프램과 상기 후면 플레이트 사이에 DC 바이어스 전압을 제공하도록 구성된 제어가능한 바이어스 전압 발생기와;
    정보를 저장하기 위한 메모리와;
    상기 MEMS 트랜스듀서 소자로부터 전기적 신호를 수신하고 출력 신호를 제공하는 제어가능한 증폭기와, 여기서 상기 제어가능한 증폭기는 증폭기 이득 셋팅에 따라 상기 MEMS 트랜스듀서로부터의 상기 전기적 신호를 증폭하도록 구성되고; 그리고
    상기 메모리로부터의 정보를 검색하고, 그리고 상기 메모리로부터의 증폭기 이득 셋팅 정보에 따라 상기 증폭기의 이득을 제어하고, 그리고 상기 바이어스 전압 발생기를 제어하여 상기 메모리로부터의 상기 정보에 따라 DC 바이어스 전압을 제공하도록 구성된 프로세서를 포함하는 것을 특징으로 하는 MEMS 마이크로폰 조립체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 MEMS 트랜스듀서 소자의 상기 후면 플레이트로부터 상기 다이어프램까지의 거리는 1-10㎛인 것을 특징으로 하는 MEMS 마이크로폰 조립체.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어가능한 바이어스 전압 발생기는 5-20V의 간격으로 DC 바이어스 전압을 발생시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 MEMS 마이크로폰 조립체.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 메모리는 RAM, PROM, EPROM, EEPROM, 플래시 메모리, 단 1회 프로그램 가능 메모리, 및 퓨즈 링크 기술에 기초한 메모리로 구성되는 그룹 형태의 메모리 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 MEMS 마이크로폰 조립체.
  5. MEMS 트랜스듀서 소자를 포함하는 MEMS 마이크로폰 조립체를 교정하는 방법에 있어서,
    상기 MEMS 트랜스듀서 소자의 붕괴 전압을 측정 또는 예측하는 단계와;
    상기 측정 또는 예측된 붕괴 전압에 기초하여 상기 MEMS 트랜스듀서 소자에 대한 DC 바이어스 전압을 결정하는 단계와; 그리고
    상기 마이크로폰 조립체의 메모리에 상기 결정된 DC 바이어스 전압에 관한 정보를 기입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 MEMS 마이크로폰 조립체를 교정하는 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 측정 또는 예측하는 단계는:
    상기 MEMS 트랜스듀서 소자에 DC 바이어스 전압을 인가하는 단계와;
    상기 MEMS 트랜스듀서 소자에 소정의 음압을 인가하는 단계와;
    상기 DC 바이어스 전압 및 상기 소정의 음압을 인가하는 동안, 상기 MEMS 트랜스듀서 소자의 음향 감도를 측정하는 단계와; 그리고
    상기 측정된 음향 감도 및 상기 인가된 DC 바이어스 전압에 기초하여 상기 붕괴 전압을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 MEMS 마이크로폰 조립체를 교정하는 방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 측정 또는 예측하는 단계는:
    상기 MEMS 트랜스듀서 소자의 후면 플레이트와 다이어프램 사이의 커패시턴스 값을 모니터링 하면서, 제 1 전압에서 상기 커패시턴스 값에서의 소정의 증가가 검출될 때까지, 상기 후면 플레이트와 상기 다이어프램 사이에 제공되는 전압을 증가시키는 단계와; 그리고
    상기 제 1 전압에 기초하여 상기 붕괴 전압을 예측하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 MEMS 마이크로폰 조립체를 교정하는 방법.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 결정된 DC 바이어스 전압에 대응하는 DC 전압을 상기 MEMS 트랜스듀서 소자에 인가하는 단계와;
    상기 MEMS 트랜스듀서 소자에 소정의 음압을 인가하는 단계와;
    증폭기에서, 상기 음압에 응답하여 상기 MEMS 트랜스듀서 소자의 신호 출력을 증폭하고, 그리고 증폭된 신호를 출력하는 단계와;
    상기 증폭된 신호 및 소정의 신호 파라미터에 기초하여 증폭기 이득 셋팅을 결정하는 단계와; 그리고
    상기 결정된 증폭기 이득 셋팅에 관한 정보를 상기 메모리에 기입하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 MEMS 마이크로폰 조립체를 교정하는 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 증폭기 이득 셋팅을 결정하는 단계를 수행하기 전에, 상기 MEMS 트랜스듀서 소자와 상기 증폭기를 영구적으로 공통 기판 캐리어 상에 전기적으로 상호연결하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 MEMS 마이크로폰 조립체를 교정하는 방법.
  10. 제 5 항에 있어서,
    상기 MEMS 트랜스듀서 소자의 붕괴 전압을 측정 또는 예측하는 단계는 복수 의 MEMS 마이크로폰을 포함하는 MEMS 마이크로폰 웨이퍼 상에서 수행되는 것을 특징으로 하는 MEMS 마이크로폰 조립체를 교정하는 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 MEMS 트랜스듀서 소자의 상기 붕괴 전압은 복수의 MEMS 트랜스듀서의 MEMS 트랜스듀서 서브세트로부터 예측되는 것을 특징으로 하는 MEMS 마이크로폰 조립체를 교정하는 방법.
  12. 복수의 MEMS 마이크로폰 조립체를 교정하는 방법에 있어서,
    단일 웨이퍼 묶음(single wafer batch) 또는 단일 웨이퍼로부터 복수의 MEMS 트랜스듀서 소자를 제공하는 단계와;
    각각의 마이크로폰 조립체에 MEMS 트랜스듀서 소자를 제공하는 단계와;
    제 5 항의 방법에 따라 상기 복수의 MEMS 마이크로폰 조립체의 서브세트를 교정하고 그리고 이로부터 DC 바이어스 전압 정보를 이끌어 내는 단계와;
    상기 이끌어 내진 DC 바이어스 전압 정보를 상기 복수의 MEMS 마이크로폰 조립체의 나머지 MEMS 마이크로폰 조립체의 각각의 메모리에 기입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 복수의 MEMS 마이크로폰 조립체를 교정하는 방법.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 MEMS 트랜스듀서 소자의 상기 후면 플레이트로부터 상기 다이어프램까지의 거리는 2-5㎛인 것을 특징으로 하는 MEMS 마이크로폰 조립체.
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