KR101619253B1 - 마이크로폰 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

마이크로폰 및 그 제조방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 마이크로폰 제조방법은 기판을 준비한 후, 상기 기판 위에 산화막과 복수의 슬롯을 포함하는 진동막을 형성하는 단계; 상기 진동막 위에 희생층과 고정막을 형성한 후, 상기 고정막에 공기 유입구를 형성하는 단계; 상기 고정막과 연결되는 제1 패드, 진동막과 연결되는 제2 패드, 및 위상지연체가 접합되는 접합 패드가 증착되는 단계; 상기 기판의 배면을 식각하여 관통홀을 형성하는 단계; 및 상기 접합 패드 위에 위상지연체를 접합하는 단계를 포함하고, 상기 위상지연체를 접합하는 단계는 상기 접합 패드 상에 위상지연막들을 순차적으로 적층하면서 각각의 위상지연막에 통로 패턴을 형성하여, 상기 통로 패턴들이 연결된 음향 통로 및 그 음향 통로와 연결되는 음향홀을 형성한다.
또한, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 마이크로폰 제조방법은 기판을 준비한 후, 상기 기판 위에 산화막과 복수의 슬롯을 포함하는 진동막을 형성하는 단계; 상기 진동막 위에 희생층과 고정막을 형성한 후, 상기 고정막에 공기 유입구를 형성하는 단계; 상기 고정막과 연결되는 제1 패드, 및 진동막과 연결되는 제2 패드를 증착하는 단계; 상기 기판의 배면을 식각하여 관통홀을 형성하는 단계; 및 상기 고정막 위에 위상지연체를 접합하는 단계를 포함하고, 상기 위상지연체를 접합하는 단계는 위상지연막의 상면에 PR 패터닝을 마스크로 해서 상기 위상지연막을 식각하여 음향 통로를 형성하는 단계; 및 상기 위상지연막을 상,하 방향으로 회전시킨 후, 상기 위상지연막의 배면에 PR 패터닝을 마스크로 해서 상기 위상지연막을 식각하여 상기 제1 패드와 제2 패드의 통로, 및 음향홀을 형성하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 마이크로폰은 복수의 관통홀을 포함하는 기판; 상기 기판 위에 배치되어 복수의 슬롯을 포함하는 진동막; 상기 진동막 위에 배치되고, 상기 진동막과 이격되어 잇으며, 복수의 공기 유입구를 포함하는 고정막; 및 상기 고정막 위에 배치되고, 외부로부터 음향이 유입되는 음향홀 및 내부에서 상기 음향홀과 연결되는 음향 통로가 형성된 위상지연체를 포함한다.

Description

마이크로폰 및 그 제조방법{MICROPHONE AND METHOD MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 마이크로폰 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 외부로부터 입력되는 음향의 위상을 지연시키는 구조를 사용하여, 마이크로폰의 감도를 향상시키는 마이크로폰 및 그 제조방법에 관한 것이다.

에 관한 것이다.

일반적으로 마이크로폰은 음성을 전기적인 신호로 변환하는 것으로, 최근 들어 점점 소형화되고 있으며, 이에 따라 MEMS(Micro Electro Mechanical System) 기술을 이용한 마이크로폰이 개발되고 있다.

이러한 MEMS 마이크로폰은 종래의 일렛트렉 콘덴서 마이크로폰(ECM, Electret Condenser Microphone)에 비해 습기와 열에 대한 내성이 강하고, 소형화 및 신호처리 회로와의 집접화가 가능한 장점이 있다.

또한, MEMS 마이크로폰은 정전용량형 방식의 MEMS 마이크로폰과 입전방식의 MEMS 마이크로폰으로 구분된다.

먼저, 상기 정전용량형 방식의 MEMS 마이크로폰은 고정막과 진동막으로 구성되며, 외부에서 음압이 진동막에 가해지면 고정막과 진동막 사이의 간격이 변하면서 정전용량 값이 변하게 된다.

이때, 발생되는 전기적인 신호로 음압을 측정하는 것이다.

반면, 압전형 방식의 MEMS 마이크로폰은 진동막으로만 구성되며, 외부 음압에 의해 진동막이 변형될 때, 압전(Piezoelectric) 효과로 전기적 신호가 발생되어 음압을 측정하게 되는 것이다.

한편, MEMS 마이크로폰은 지향특성에 따라 무지향성(전방향) 마이크로폰과 지향성 마이크로폰으로 구분되는데, 지향성 마이크로폰은 양방향성(Bi-directional) 마이크로폰과 단일지향성(Uni-directional) 마이크로폰으로 구분된다.

상기 양방향성 마이크로폰은 전방 및 후방 입사음에 대해 재생하고, 측방각에서 입사되는 음에 대해서는 감쇄특성을 나태내어, 음원에 대한 폴라 패턴(Polar pattern)이 8자형으로 나타난다.

또한, 양방향성 마이크로폰은 근접효과(Near field) 특성이 양호하여, 잡음이 심한 경기장 아나운서용 등에 널리 사용된다.

반면, 단일지향성 마이크로폰은 전방 입사음에 반응하여 출력값을 유지하며, 후방 입사음원의 출력값을 상쇄시켜 전방음원에 대한 S/N비(Signal to noise ratio)를 개선시킨 마이크로폰으로서, 명료도가 좋아 음성인식용 장비에 널리 사용된다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래의 지향성 MEMS 마이크로폰은 2개 이상의 디지털 MEMS 마이크로폰과 DSP(Digital Sinal Processing)칩 등으로 인해 가격이 2배 이상 증가되는 문제점이 있다.

이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래 기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예는 웨이퍼 레벨 패키지로 위상지연막을 형성하여 소자의 크기를 감소시키고, 지향성 구현의 재현성 확보 및 생산성이 향상되는 마이크로폰 및 그 제조방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 하나 또는 다수의 실시 예에서는 기판을 준비한 후, 상기 기판 위에 산화막과 복수의 슬롯을 포함하는 진동막을 형성하는 단계; 상기 진동막 위에 희생층과 고정막을 형성한 후, 상기 고정막에 공기 유입구를 형성하는 단계; 상기 고정막과 연결되는 제1 패드, 진동막과 연결되는 제2 패드, 및 위상지연체가 접합되는 접합 패드가 증착되는 단계; 상기 기판의 배면을 식각하여 관통홀을 형성하는 단계; 및 상기 접합 패드 위에 위상지연체를 접합하는 단계를 포함하고, 상기 위상지연체를 접합하는 단계는 상기 접합 패드 상에 위상지연막들을 순차적으로 적층하면서 각각의 위상지연막에 통로 패턴을 형성하여, 상기 통로 패턴들이 연결된 음향 통로 및 그 음향 통로와 연결되는 음향홀을 형성하는 마이크로폰 제조방법을 제공할 수 있다.

또한, 상기 위상지연체를 형성하는 단계는 최상단 및 최하단의 위상지연막에 상기 음향홀을 형성하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 위상지연체를 형성하는 단계는 최하단의 음향홀을 상기 공기 유입구와 연결하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 접합 패드와 복수의 위상지연막은 고분자 SU-8 물질을 포함할 수 있다.

또한, 상기 통로를 형성하는 단계는 상기 음향 통로를 지그재그 형상으로 형성하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 공기 유입구를 형성하는 단계는 상기 희생층의 상면과 고정막의 상면에 각각 복수의 제1 및 제2 함몰부를 형성하는 단계; 및 상기 고정막의 하면에 복수의 돌출부를 형성하는 단계;를 포함하고, 상기 복수의 돌출부는 희생층의 복수의 제1 함몰부에 각각 위치할 수 있다.

본 발명의 하나 또는 다수의 실시 예에서는 기판을 준비한 후, 상기 기판 위에 산화막과 복수의 슬롯을 포함하는 진동막을 형성하는 단계; 상기 진동막 위에 희생층과 고정막을 형성한 후, 상기 고정막에 공기 유입구를 형성하는 단계; 상기 고정막과 연결되는 제1 패드, 및 진동막과 연결되는 제2 패드를 증착하는 단계; 상기 기판의 배면을 식각하여 관통홀을 형성하는 단계; 및 상기 고정막 위에 위상지연체를 접합하는 단계;를 포함하고, 상기 위상지연체를 접합하는 단계는 위상지연막의 상면에 PR 패터닝을 마스크로 해서 상기 위상지연막을 식각하여 음향 통로를 형성하는 단계; 및 상기 위상지연막을 상,하 방향으로 회전시킨 후, 상기 위상지연막의 배면에 PR 패터닝을 마스크로 해서 상기 위상지연막을 식각하여 상기 제1 패드와 제2 패드의 통로, 및 음향홀을 형성하는 단계를 포함하는 마이크로폰 제조방법을 제공할 수 있다.

또한, 상기 위상지연체를 형성하는 단계는 상기 위상지연막의 내부에 소정 패턴의 음향 통로를 형성하고, 상기 음향 통로와 연결되는 음향홀을 형성하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 공기 유입구를 형성하는 단계는 상기 희생층의 상면과 고정막의 상면에 각각 복수의 제1 및 제2 함몰부를 형성하는 단계; 및 상기 고정막의 하면에 복수의 돌출부를 형성하는 단계;를 포함하고, 상기 복수의 돌출부는 희생층의 복수의 제1 함몰부에 각각 위치할 수 있다.

본 발명의 하나 또는 다수의 실시 예에서는 복수의 관통홀을 포함하는 기판; 상기 기판 위에 배치되어 복수의 슬롯을 포함하는 진동막; 상기 진동막 위에 배치되고, 상기 진동막과 이격되어 잇으며, 복수의 공기 유입구를 포함하는 고정막; 및 상기 고정막 위에 배치되고, 외부로부터 음향이 유입되는 음향홀 및 내부에서 상기 음향홀과 연결되는 음향 통로가 형성된 위상지연체를 포함하는 마이크로폰을 제공할 수 있다.

또한, 상기 음향홀은 상기 위상지연체의 최상단 및 최하단에 형성될 수 있다.

또한, 상기 최하단의 음향홀은 상기 공기 유입구와 연결되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 음향 통로는 상기 지그재그 형상으로 이루어져 연결되고, 최상단 및 최하단의 음향홀과 연결될 수 있다.

또한, 상기 음향 통로는 상기 위상지연체의 종방향을 기준으로 원형으로 이루어질 수 있다.

본 발명의 실시 예는 웨이퍼 레벨 패키지를 사용하여 소자의 크기를 감소시키는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 실시 예는 통로 구조를 가지는 위상지연막을 형성하여, 소자에 음원이 도달하는 시간을 지연하여, 마이크로폰의 감도를 향상시키는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 실시 예는 디지털 프로세싱의 필요없이, 아날로그 프로세싱만으로도 지향성 구현이 가능하여, 신호처리회로(ASIC)의 비용을 절감할 수 있는 효과도 있다.

이 외에 본 발명의 실시 예로 인해 얻을 수 있거나 예측되는 효과에 대해서는 본 발명의 실시 예에 대한 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시하도록 한다. 즉, 본 발명의 실시 예에 따라 예측되는 다양한 효과에 대해서는 후술될 상세한 설명 내에서 개시될 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 마이크로폰을 도시한 단면도이다.
도 2 내지 도5는 본 발명의 실시 예에 따른 마이크로폰의 기본적인 제조방법을 도시한 공정 구성도이다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 위상지연체의 제조방법을 도시한 공정 구성도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 마이크로폰을 도시한 단면 구성도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 마이크로폰을 도시한 평면도이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 위상지연체의 제조방법을 도시한 공정 구성도이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예를 설명한다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 층 및 영역들의 두께는 명확성을 기하기 위하여 과장된 것이다.

또한, 층이 다른 층 또는 기판 "상"에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 층 또는 기판 상에 직접 형성될 수 있거나, 또는 그들 사이에 제 3의 층이 개재될 수도 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 마이크로폰을 도시한 단면 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 마이크로폰은 기판(1), 진동막(3), 고정막(5), 및 위상지연체(100)를 포함한다.

먼저, 상기 기판(1)은 실리콘으로 이루어질 수 있으며, 관통홀(H)을 덮고 있다.

그리고 상기 진동막(3)은 관통홀(H)에 의해 일부 노출되고, 상기 관통홀(H)에 의해 노출된 진동막(3)의 일부는 외부로부터 전달되는 음향에 따라 진동하게 된다.

또한, 상기 진동막(3)은 적어도 하나 이상의 슬롯(S)을 포함한다.

이때, 상기 슬롯(S)은 외부의 음향에 따라 상기 진동막(3)의 진동 시, 공기 댐핑(Air damping)에 의한 영향을 감소시켜, 마이크로폰의 감도를 향상시킨다.

여기서, 상기 공기 댐핑이란, 공기에 의해 진동막(3)의 진동을 흡수해서 억제시키는 것을 의미한다.

즉, 공기에 의해 진동막(3)의 진동을 감쇄시키고, 음향에 대한 진동만을 받아들여 마이크로폰의 감도를 향상시키는 것이다.

이러한 진동막(3)은 폴리실리콘(Poly silicon)으로 이루어질 수 있으나, 이제 안정되는 것은 아니며, 전도성을 가진 물질이면 적용이 가능하다.

그리고 상기 고정막(5)은 상기 진동막(3)의 상부에 위치하며, 복수의 공기 유입구(19)를 포함한다.

또한, 상기 고정막(5)은 지지층(11)에 의해 지지되어 고정된다.

여기서, 상기 지지층(11)은 진동막(3)의 상부 가장자리에 배치되어 있으며, 이하에서 설명할 희생층(9)의 일부가 식각되어 형성된다.

또한, 상기 고정막(5)은 상면에 복수의 제2 함몰부(23)를 형성하며, 하면에 복수의 돌출부(25)를 포함한다.

이때, 복수의 돌출부(25)는 진동막(3) 측으로 돌출되어 있으며, 상기 진동막(3)의 진동 시, 진동막(3)과 고정막(5)이 접촉하는 것을 방지하는 역할을 한다.

이러한 고정막(5)은 폴리실리콘 또는 금속으로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 진동막(3)과 고정막(5) 사이에는 공기층(AF)이 형성되어 있어, 소정의 간격만큼 떨어져 배치된다.

이러한 구조를 통해, 외부로부터의 음향은 고정막(5)에 형성된 공기 유입구(19)를 통하여 유입되어 진동막(3)을 자극시키고, 이에 따라 진동막(3)은 진동한다.

즉, 외부로부터의 음향에 의해 진동막(3)이 진동함에 따라, 진동막(3)과 고정막(5) 사이의 간격이 변하게 된다.

이에 따라, 진동막(3)과 고정막(5) 사이의 정전용량이 변하게 되고, 이렇게 변화된 정전용량을 고정막(5)에 연결된 제1 패드(13) 및 진동막(3)에 연결된 제2 패드(15)를 통하여 신호처리용 회로(미도시)에서 전기 신호로 바꾸어 외부의 음향을 감지할 수 있다.

그리고 상기 위상지연체(100)는 상기 고정막(5)의 위에 형성된 접합 패드(17)를 통하여 접합된다.

상기 위상지연체(100)는 복수의 위상지연막(110)을 순차적으로 적층하면서, 각각의 위상지연막(100)에 통로 패턴을 형성하여 이루어진다.

상기 위상지연체는 상기 통로 패턴들이 연결되어 음향 통로를 형성하며, 상기 음향 통로와 연결되는 음향홀이 형성된다.

여기서, 상기 음향홀은 최상단 및 최하단 음향홀을 포함하며, 상기 최상단 및 최하단의 음향홀은 상기 복수의 위상지연막의 최상단 및 최하단에 형성된 식각 부분을 각각 나타내는 것이다.

상기 최상단의 음향홀은 외부로부터의 음향이 유입되는 통로의 역할을 한다.

또한, 상기 최하단의 음향홀은 상기 공기 유입구와 연결되도록 배치된다.

이러한 위상지연체(100)는 입력되는 음향이 진동막에 도달하는 시간을 지연시키기 위해 형성된 것으로, 음향 통로(130)를 통하여, 입력된 음향을 유도함으로써, 음향의 위상을 지연시키는 효과가 있다.

이러한 접합 패드(17)와 위상지연막(110)은 고분자 물질로 이루어질 수 있다.

상기 고분자 물질은 SU-8을 포함할 수 있다.

상기한 바와 같이, 마이크로폰을 제조하는 제조공정은 다음과 같다.

도 2 내지 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 마이크로폰의 기본적인 제조방법을 도시한 공정 구성도이다.

도 2를 참조하면, 기판(1)을 준비한 후, 상기 기판(1) 위에 산화막(7)을 형성한다.

이어서, 상기 산화막(7) 위에 복수의 슬롯(S)을 포함하는 진동막(3)을 형성하는 단계를 진행한다.

여기서, 상기 기판(1)은 실리콘으로 이루어질 수 있고, 상기 진동막(3)은 폴리실리콘 또는 전도성이 있는 물질로 형성될 수 있다.

또한, 상기 복수의 슬롯(S)을 포함하는 진동막(3)은 산화막(7) 위에 폴리실리콘층 또는 전도성물질층을 형성한 후, 패터닝하여 형성된다.

즉, 상기 복수의 슬롯(S)을 포함하는 진동막(3)을 형성하는 방법은 상기 산화막(7) 위에 폴리실리콘층 또는 전도성물질층을 형성하고, 상기 폴리실리콘층 또는 전도성물질층 위에 감광층을 형성한다,

이어서, 상기 감광층을 노광 및 현상하여 감광층 패턴을 형성하고, 상기 감광층 패턴을 마스크로해서 폴리실리콘층 또는 전도성물질층을 식각하여 실시될 수 있다.

도 3을 참조하면, 상기 진동막(3) 위에 희생층(9)과 고정막(5)을 형성한다.

이어서, 상기 고정막(5)에 복수의 공기 유입구(19)를 형성하는 단계를 진행한다.

여기서, 상기 희생층(9)은 감광물질 또는 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물을 사용할 수 있다.

또한, 상기 고정막(5)은 폴리실리콘 또는 금속으로 이루어질 수 있다.

한편, 상기 희생층(9)은 복수의 제1 함몰부(21)를 포함한다.

또한, 상기 고정막(5)은 상면에 복수의 제2 함몰부(23)를 포함하고, 하면에 복수의 돌출부(25)를 포함한다.

이때, 상기 복수의 돌출부(25)는 진동막(3) 측으로 돌출되어 형성된다.

이러한 희생층(9)과 고정막(5)은 상기 복수의 돌출부(25)가 상기 제1 함몰부(21)에 끼워지도록 형성된다.

이로 인해, 상기 복수의 돌출부(25)는 진동막(3)의 진동 시, 진동막(3)과 고정막(5)이 접촉되는 것을 방지하는 역할을 한다.

또한, 상기 공기 유입구(19)는 상기 고정막(5) 위에 감광층을 형성한 후, 상기 감광층을 노광 및 현상하여 감광층 패턴을 형성한다.

이어서, 감광층 패턴을 마스크로해서 고정막을 식각하여 형성될 수 있다.

도 4를 참조하면, 상기 고정막(5)과 연결되는 제1 패드(13), 진동막(3)과 연결되는 제2 패드(15), 및 위상지연체(100)의 접합을 위한 접합 패드(17)를 증착하는 단계를 진행한다.

여기서, 상기 제2 패드(15)는 상기 고정막(5)과 희생층(9)의 일부를 제거하여 상기 진동막(3)을 노출시킨 후, 노출된 진동막(3) 위에 형성한다.

이러한 제1 패드(13), 제2 패드(15), 및 접합 패드(17)는 리프트 오프(Lift off) 방식으로 형성될 수 있다.

도 5를 참조하면, 상기 기판(1)의 배면을 식각하여 관통홀(H)을 형성하고, 상기 산화막(7)과 희생층(9)의 일부를 식각하여 상기 진동막(3)과 고정막(5) 사이에 공기층(AF)을 형성하는 단계를 진행한다.

먼저, 상기 관통홀(H)은 기판(1)의 배면에 건식 식각 또는 습식 식각을 통해 형성될 수 있다.

이때, 상기 기판(1)의 배면의 식각 시, 산화막(7)을 함께 식각하여 진동막(3)의 일부가 노출된다.

또한, 상기 희생층(9)은 일부가 식각되어 상기 고정막(5)을 지지하는 지지층(11)을 형성한다.

이러한 지지층(11)은 진동막(3)의 상부 가장자리에 위치하며, 고정막(5)을 지지하여 고정시키는 역할을 한다.

그리고 상기 공기층(AF)은 공기 유입구(19)를 통하여 식각액을 사용하는 습식 식각 방법으로 희생층(9)의 일부를 제거하여 형성될 수 있다.

또한, 상기 공기층(AF)은 공기 유입구(19)를 통하여 산소 플라즈마에 따른 애싱(Ashing)과 같은 건식 식각 방법으로 제거하여 형성될 수도 있다.

즉, 이러한 습식 또는 건식 식각 방법을 통하여 희생층(9)의 일부가 제거되어, 상기 진동막(3)과 고정막(5) 사이에 공기층(AF)이 형성된다.

또한, 제거되지 않은 희생층(9)은 고정막(5)을 지지하는 지지층(11)을 형성하여, 상기 진동막(3)의 가장자리에 위치하게 된다.

이하, 상기한 제조공정을 기본으로 하면서, 음향의 위상을 지연시키는 위상지연체(100)를 제조하는 과정을 설명한다.

도 6 내지 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 위상지연체의 제조방법을 도시한 공정 구성도이다.

도 6과 도 7을 참조하면, 먼저, 상기 접합 패드(17)에 위상지연막(110)을 형성한다.

이어서, 상기 위상지연막(110) 위에 PR(Phto Resist)(PR)을 형성하고, 상기 PR(PR) 위에 상기 위상지연막(110)에 식각하고자 하는 위치에 대응하여 차광부(140)를 형성한다.

이어서, 상기 차광부(140) 위에 형성된 투과부(150)를 통하여, PR(PR)에 빛을 조사하는 단계를 진행한다.

그 후, 상기 PR(PR)을 제거하면, 식각된 진동막(3)만 남게된다.

도 8을 참조하면, 도 6과 도 7의 과정을 7회 반복하여, 상기 위상지연막을 다단으로 쌓아 중첩시켜 형성하는 단계를 진행한다.

본 발명의 실시 예에서는 상기 위상지연막(110)에 식각하는 과정을 7회 반복한 것을 예로 들어 설명하였지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 상기 위상지연막(110)에 식각하는 과정의 반복횟수를 가감할 수도 있다.

이때, 상기 충접된 위상지연막(110)의 식각된 부분은 서로 연결되어 음향 통로(130)를 형성하는 것이 특징이다.

또한, 상기 위상지연체(100)는 상기 음향 통로(130)가 외부로 연결되는 음향홀(120)을 포함한다.

이러한 음향홀(120)은 최상단 음향홀(120) 및 최하단 음향홀(120)로 이루어진다.

여기서, 최상단 및 최하단 음향홀(120)은 상기 위상지연체(100)의 최상단 및 최하단에 형성된 위상지연막(110)이 각각 식각된 부분을 나타낸다.

좀더 자세하게 설명하며, 상기 위상지연체(100)의 최상단에 형성된 위상지연막(110)의 식각된 부분인 최상단 음향홀(120)은 외부로부터 음향이 유입되는 역할을 한다.

또한, 상기 위상지연체(100)의 최하단에 형성된 위상지연막(110)의 식각된 부분인 최하단 음향홀은 상기 공기 유입구(19)와 연결되도록 배치되어, 위상이 지연된 음향을 상기 진동막(3)에 전달하는 연학을 한다.

즉, 상기 위상지연체(100)는 외부로부터의 음향이 상기 최상단 음향홀(120)을 통해 입력되면, 상기 음향은 음향 통로(130)를 지나면서 위상이 지연된 상태로 최하단 음향홀(120)을 통과하여, 진동막(3)에 도달하게 된다.

상기한 바와 같이, 상기 음향홀(120)과 음향 통로(130)는 외부음향의 위상을 지연시키는 역할을 한다.

도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 마이크로폰을 도시한 단면 구성도이고, 도 10은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 마이크로폰을 도시한 평면도이다.

도 9와 도 10을 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 마이크로폰은 도 2 내지 도 5의 과정을 기본으로 하면서, 일 실시 예와는 다른 구조의 위상지연체를 포함한다.

단, 도 4의 상기 접합 패드(17)를 형성하는 과정은 포함하지 않는다.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 마이크로폰의 위상지연체(100)는 종방향을 기준으로하여 음향 통로가 원형으로 이루어진다.

즉, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 마이크로폰은 상기 위상지연체(100)의 최상단 음향홀(120)을 통해 외부의 음향이 입력되면, 상기 최상단 음향홀(120)과 연결된 음향 통로(130)를 지나서, 최하단 음향홀(120)을 거쳐, 진동막(3)에 도달하게 된다.

상기한 바와 같이, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 위상지연체(100)의 제조공정은 다음과 같다.

도 11은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 위상지연체의 제조방법을 도시한 공정 구성도이다.

도 11을 참조하면, 먼저, 위상지연막(110)을 형성한 후, 상기 위상지연막(110)의 일면에 PR(PR) 패터닝을 형성하고, PR(PR) 패터닝을 마스크로해서 상기 위상지연막(110)을 식각하여 음향 통로(130)를 형성하는 단계를 진행한다. (S1)

다음으로, 상기 PR(PR) 패터닝을 제거한 후, 상기 위상지연막(110)을 상,하방향으로 회전시키는 단계를 진행한다. (S2)

다음으로, 상기 위상지연막(110)의 타면에 PR(PR) 패터닝을 형성한 후, 고정막(5)과 연결되는 제1 패드(13)를 위한 홀, 진동막(3)과 연결되는 제2 패드(15)를 위한 홀, 및 음향홀(120)을 식각하는 단계를 진행한다. (S3)

마지막으로, 상기 S3단계의 PR(PR) 패터닝을 제거하여, 상기 위상지연체(100)를 고정막(5) 위에 접합하는 단계를 진행한다. (S4)

이때, 상기 위상지연막(110)은 실리콘 웨이퍼로 이루어질 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 위상지연체(100)는 음향 통로(130)를 형성하여, 상기 음향홀(12)로 입력되는 음향을 상기 음향 통로(130)를 거친 후, 상기 진동막(3)에 도달하게 함으로써, 음향 지연의 효과를 상승시키는 이점이 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

1 ... 기판 3 ... 진동막
5 ... 고정막 7 ... 산화막
9 ... 희생층 11 ... 지지층
13 ... 제1 패드 15 ... 제2 패드
17 ... 접합 패드 19 ... 공기 유입구
21 ... 제1 함몰부 23 ... 제2 함몰부
25 ... 돌출부 100 ... 위상지연체
110 ... 위상지연막 120 ... 최상단 음향홀
130 ... 음향 통로 140 ... 차광부
150 ... 투과부 H ... 관통홀
S ... 슬롯 AF ... 공기층
PR ... PR(Photo Resist)

Claims (14)

1. 기판을 준비한 후, 상기 기판 위에 산화막과 복수의 슬롯을 포함하는 진동막을 형성하는 단계;
   상기 진동막 위에 희생층과 고정막을 형성한 후, 상기 고정막에 공기 유입구를 형성하는 단계;
   상기 고정막과 연결되는 제1 패드, 진동막과 연결되는 제2 패드, 및 위상지연체가 접합되는 접합 패드가 증착되는 단계;
   상기 기판의 배면을 식각하여 관통홀을 형성하는 단계; 및
   상기 접합 패드 위에 위상지연체를 접합하는 단계;를 포함하고,
   상기 위상지연체를 접합하는 단계는
   상기 접합 패드 상에 위상지연막들을 순차적으로 적층하면서 각각의 위상지연막에 통로 패턴을 형성하여, 상기 통로 패턴들이 연결된 음향 통로 및 그 음향 통로와 연결되는 음향홀을 형성하는 마이크로폰 제조방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 위상지연체를 형성하는 단계는
   최상단 및 최하단의 위상지연막에 상기 음향홀을 형성하는 것을 특징으로 하는 마이크로폰 제조방법.
3. 제2항에 있어서,
   상기 위상지연체를 형성하는 단계는
   최하단의 음향홀을 상기 공기 유입구와 연결하는 것을 특징으로 하는 마이크로폰 제조방법.
4. 제1항에 있어서,
   상기 접합 패드와 복수의 위상지연막은
   고분자 SU-8 물질을 포함하는 마이크로폰 제조방법.
5. 제1항에 있어서,
   상기 통로를 형성하는 단계는
   상기 음향 통로를 지그재그 형상으로 형성하는 것을 특징으로 하는 마이크로폰 제조방법.
6. 제1항에 있어서,
   상기 공기 유입구를 형성하는 단계는
   상기 희생층의 상면과 고정막의 상면에 각각 복수의 제1 및 제2 함몰부를 형성하는 단계; 및
   상기 고정막의 하면에 복수의 돌출부를 형성하는 단계;를 포함하고,
   상기 복수의 돌출부는 희생층의 복수의 제1 함몰부에 각각 위치하는 마이크로폰 제조방법.
7. 기판을 준비한 후, 상기 기판 위에 산화막과 복수의 슬롯을 포함하는 진동막을 형성하는 단계;
   상기 진동막 위에 희생층과 고정막을 형성한 후, 상기 고정막에 공기 유입구를 형성하는 단계;
   상기 고정막과 연결되는 제1 패드, 및 진동막과 연결되는 제2 패드를 증착하는 단계;
   상기 기판의 배면을 식각하여 관통홀을 형성하는 단계; 및
   상기 고정막 위에 위상지연체를 접합하는 단계;를 포함하고,
   상기 위상지연체를 접합하는 단계는
   위상지연막의 상면에 PR 패터닝을 마스크로 해서 상기 위상지연막을 식각하여 음향 통로를 형성하는 단계; 및
   상기 위상지연막을 상,하 방향으로 회전시킨 후, 상기 위상지연막의 배면에 PR 패터닝을 마스크로 해서 상기 위상지연막을 식각하여 상기 제1 패드와 제2 패드의 통로, 및 음향홀을 형성하는 단계;
   를 포함하는 마이크로폰 제조방법.
8. 제7항에 있어서,
   상기 위상지연체를 형성하는 단계는
   상기 위상지연막의 내부에 소정 패턴의 음향 통로를 형성하고, 상기 음향 통로와 연결되는 음향홀을 형성하는 것을 특징으로 하는 마이크로폰 제조방법.
9. 제7항에 있어서,
   상기 공기 유입구를 형성하는 단계는
   상기 희생층의 상면과 고정막의 상면에 각각 복수의 제1 및 제2 함몰부를 형성하는 단계; 및
   상기 고정막의 하면에 복수의 돌출부를 형성하는 단계;를 포함하고,
   상기 복수의 돌출부는
   희생층의 복수의 제1 함몰부에 각각 위치하는 마이크로폰 제조방법.
10. 복수의 관통홀을 포함하는 기판;
    상기 기판 위에 배치되어 복수의 슬롯을 포함하는 진동막;
    상기 진동막 위에 배치되고, 상기 진동막과 이격되어 있으며, 복수의 공기 유입구를 포함하는 고정막; 및
    상기 고정막 위에 배치되고, 외부로부터 음향이 유입되는 음향홀 및 내부에서 상기 음향홀과 연결되는 음향 통로가 형성된 위상지연체;
    를 포함하되,
    상기 음향홀은
    상기 위상지연체의 최상단 및 최하단에 형성되며,
    상기 음향 통로는
    지그재그 형상으로 구성되어 종방향을 기준으로 원형으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 마이크로폰.
11. 삭제
12. 제10항에 있어서,
    상기 최하단의 음향홀은
    상기 공기 유입구와 연결되는 것을 특징으로 하는 마이크로폰.
13. 삭제
14. 삭제

Images