KR102370642B1

KR102370642B1 - 멤스 마이크로폰 및 이의 제조 방법

Info

Publication number: KR102370642B1
Application number: KR1020170115691A
Authority: KR
Inventors: 선종원
Original assignee: 주식회사 디비하이텍
Priority date: 2017-09-11
Filing date: 2017-09-11
Publication date: 2022-03-07
Also published as: US10681472B2; US20190082269A1; KR20190028870A

Abstract

음을 전기 신호로 변환하는 멤스 마이크로폰이 개시된다. 멤스 마이크로폰은, 캐비티를 구비하는 기판과, 기판의 상측에 위치하며 복수의 음향홀을 구비하는 백 플레이트와, 기판과 백 플레이트 사이에서 기판과 백 플레이트로부터 이격되어 위치하고 백 플레이트와의 사이에 에어갭이 형성되며 캐비티를 덮도록 구비되고 음압을 감지하여 변위를 발생시키는 진동판과, 진동판의 단부에 구비되고 각각 진동판의 둘레를 따라 연장되며 평면상에서 볼 때 각각 사행 형상으로 구비되고 하부가 기판의 상부면과 접하게 배치되어 진동판을 지지하는 복수의 앵커를 구비한다. 이와 같이, 멤스 마이크로폰은 진동판의 둘레를 따라 연장된 앵커들을 구비함으로써, 앵커들 사이에 형성된 슬릿의 면적을 조절할 수 있다.

Description

멤스 마이크로폰 및 이의 제조 방법{MEMS microphone and method of manufacturing the same}

본 발명의 실시예들은 음을 전기 신호로 변환하는 멤스 마이크로폰 및 이의 제조 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 음압을 감지하여 변위를 발생시킴으로써 음성 신호를 멀리 보낼 수 있는 콘덴서형 멤스 마이크로폰 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로 콘덴서형 마이크로폰은 서로 마주하는 두 전극 사이에 형성된 정전용량을 이용하여 음성 신호를 출력한다. 콘덴서형 마이크로폰은 반도체 멤스 공정을 통해 제조될 수 있으며, 반도체 멤스 공정을 통해 초소형으로 제작될 수 있다.

멤스 마이크로폰은 밴딩 가능하게 구비되는 진동판 및 진동판과 마주하게 구비되는 백 플레이트를 구비할 수 있다. 진동판은 멤브레인으로 이루어질 수 있으며, 음압을 감지하여 변위를 발생시킬 수 있다. 즉, 음압이 진동판에 도달하면, 진동판은 음압에 의해 백 플레이트 측으로 휘어진다. 이러한 진동판의 변위는 진동판과 백 플레이트 사이에 형성된 정전용량의 변화를 통해 인지될 수 있으며, 그 결과, 음이 전기 신호로 변환되어 출력될 수 있다.

멤스 마이크로폰의 특성은 주파수 응답(frequency resonance), 풀인 전압(pull in voltage), 전고조파 왜곡(Total Harmonic Distortion : 이하, THD), 감도(sensitivity) 등을 측정하여 파악할 수 있다.

주파수 응답은 주파수에 따라 멤스 마이크로폰의 감도가 어떻게 변하는지를 평가하는 것으로, 주파수에 따라 감도 변화가 없을수록 멤스 마이크로폰의 성능이 좋다.

특히, 멤스 마이크로폰은 차단 주파수(cut-off frequency)가 약 3㏈ 이하로 나와야 그 성능이 높게 평가될 수 있다. 여기서, 멤스 마이크로폰의 차단 주파수는 약 1㎑에서의 감도와 약 100㎐에서의 감도와의 차이 값을 말한다.

더욱이, 차단 주파수 특성은 멤스 마이크로폰에서 음압이 들어오는 입구를 크게 형성하거나 멤스 마이크로폰으로부터 음압이 빠져나갈 때의 압력이 높을수록 좋아진다. 그러나 음압이 들어오는 입구의 확장은 진동판이나 백 플레이트의 처짐을 고려해야 하고 구성 요소들이 차지하는 최소 면적 또한 줄이는데도 한계가 있어 이를 확장하기가 어렵다.

한편, THD는 오디오 신호에서 불필요한 하모닉 성분들이 발생되어 왜곡이 생기는 증상이다. 왜곡 성분은 본래 입력 오디오 신호에 포함되지 않은 성분음으로서, 재생 음질을 저하시킨다. 따라서, 멤스 마이크로폰은 THD가 적정 수준을 넘지 않도록 구성되어야 하며, 진동판의 유연성이 낮을 경우 THD가 높게 나타난다.

한국등록특허공보 제10-0901777호 (2009.06.11.)

본 발명의 실시예들은 주파수 응답 특성을 향상시킬 수 있는 멤스 마이크로폰 및 이의 제조 방법을 제공하는 데 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 멤스 마이크로폰은, 캐비티를 구비하는 기판과, 상기 기판의 상측에 위치하며 복수의 음향홀을 구비하는 백 플레이트와, 상기 기판과 상기 백 플레이트 사이에서 상기 기판과 상기 백 플레이트로부터 이격되어 위치하고 상기 백 플레이트와의 사이에 에어갭이 형성되며 상기 캐비티를 덮도록 구비되고 음압을 감지하여 변위를 발생시키는 진동판과, 상기 진동판의 단부에 구비되고 각각 상기 진동판의 둘레를 따라 연장되며 평면상에서 볼 때 각각 사행 형상으로 구비되고 하부가 상기 기판의 상부면과 접하게 배치되어 상기 진동판을 지지하는 복수의 앵커를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 앵커들 중 서로 인접한 두 개의 앵커들 사이에는 슬릿이 형성되며 상기 슬릿은 상기 음압이 이동하는 이동 통로로 제공될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 앵커들은 상기 진동판의 둘레를 따라 서로 이격되어 배치되며 상기 캐비티를 둘러쌀 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 평면상에서 볼 때, 상기 앵커들 각각은 상기 진동판의 둘레를 따라 사행 형상으로 연장될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 평면상에서 볼 때, 상기 슬릿의 길이는 상기 앵커의 길이보다 작게 형성될 수 있다

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 앵커들은 상기 진동판과 일체로 구비될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 멤스 마이크로폰은, 상기 백 플레이트가 형성된 상기 기판 상에 구비되어 상기 백 플레이트를 커버하고 상기 진동판으로부터 이격되어 상기 진동판과의 사이에 에어갭을 형성하며 상기 백 플레이트를 홀드하여 상기 진동판으로부터 이격시키는 상부 절연막과, 상기 앵커의 외측에 위치하고 하부면이 상기 기판의 상부면과 접하며 상기 상부 절연막을 지지하여 상기 상부 절연막을 상기 진동판으로부터 이격시키는 챔버를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 챔버는 상기 진동판으로부터 이격되어 위치하며 상기 진동판을 둘러싸도록 링 형상을 가질 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 챔버는 상기 상부 절연막과 일체로 구비될 수 있다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 멤스 마이크로폰은, 진동 영역과 상기 진동 영역을 둘러싼 지지 영역 및 상기 지지 영역을 둘러싼 주변 영역으로 구획되고 상기 진동 영역에 캐비티를 구비하는 기판과, 상기 기판 상에서 상기 캐비티를 덮도록 구비되고 상기 기판으로부터 이격되어 위치하며 음압을 감지하여 변위를 발생시키는 진동판과, 상기 진동판의 상측에서 상기 진동 영역에 위치하고 상기 진동판과의 사이에 에어갭이 형성되며 복수의 음향홀을 구비하는 백 플레이트와, 상기 지지 영역에 위치하며 각각 상기 진동판의 둘레를 따라 연장되고 평면상에서 볼 때 각각 사행 형상으로 구비되며 상기 진동판의 상부면으로부터 상기 기판측으로 연장되어 상기 진동판을 지지하는 복수의 앵커를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 앵커들 사이에 형성된 슬릿들의 총 면적은 상기 슬릿의 개수에 의해 결정될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 슬릿들의 총 면적은 상기 슬릿의 개수가 적을수록 감소할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 앵커는 상기 슬릿의 면적보다 큰 면적을 가질 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 멤스 마이크로폰은, 상기 백 플레이트가 형성된 상기 기판 상에 구비되어 상기 백 플레이트를 커버하고 상기 진동판으로부터 이격되어 상기 진동판과의 사이에 에어갭을 형성하며 상기 백 플레이트를 홀드하여 상기 진동판으로부터 이격시키는 상부 절연막과, 상기 지지 영역에 위치하고 상기 상부 절연막의 상부면으로부터 상기 기판측으로 연장되어 상기 상부 절연막을 지지하여 상기 상부 절연막을 상기 진동판으로부터 이격시키는 챔버를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따른 멤스 마이크로폰 제조 방법은, 진동 영역과 상기 진동 영역을 둘러싼 지지 영역 및 상기 지지 영역을 둘러싼 주변 영역으로 구획된 기판상에 하부 절연막을 증착하는 단계와, 상기 하부 절연막 상에 진동판과 상기 진동판을 지지하는 복수의 앵커를 형성하는 단계와, 상기 진동판이 형성된 상기 하부 절연막 상에 희생층을 증착하는 단계와, 상기 희생층 상의 상기 진동 영역에 상기 진동판과 마주하여 백 플레이트를 형성하는 단계와, 상기 백 플레이트를 패터닝하여 상기 백 플레이트를 관통하는 복수의 음향홀을 형성하는 단계와, 상기 기판을 패터닝하여 상기 진동 영역에 상기 하부 절연막을 노출시키는 캐비티를 형성하는 단계와, 음압에 의해 상기 진동판이 유동될 수 있도록 상기 캐비티와 상기 음향홀들을 이용한 식각 공정을 통해 상기 진동 영역과 상기 지지 영역에서 상기 하부 절연막과 상기 희생층을 제거하는 단계를 포함할 수 있다. 또한, 상기 진동판과 상기 앵커들을 형성하는 단계에서, 상기 앵커들은 상기 지지 영역에 상기 진동판의 둘레를 따라 연장되게 형성되며 평면상에서 볼 때 각각 사행 형상으로 형성될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 진동판과 상기 앵커를 형성하는 단계는, 상기 하부 절연막을 패터닝하여 상기 지지 영역에 상기 앵커들을 형성하기 위한 복수의 앵커 채널을 형성하는 단계와, 상기 앵커 채널들이 형성된 상기 하부 절연막 상에 실리콘층을 증착하는 단계와, 상기 실리콘층을 패터닝하여 상기 진동판과 상기 앵커들을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 앵커 채널들은 상기 진동 영역을 둘러싸게 배치되도록 형성되며 평면상에서 볼 때 각각 사행 형상으로 형성될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 앵커 채널들을 형성하는 단계에서, 상기 앵커 채널들 각각은 상기 진동 영역의 둘레를 따라 사행 형태로 연장되게 형성될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 음향홀들을 형성하는 단계 이전에, 상기 백 플레이트가 형성된 상기 희생층 상에 상기 백 플레이트를 홀드하여 상기 진동판으로부터 이격시키기 위한 상부 절연막과 상기 상부 절연막을 상기 진동판으로부터 이격시키는 챔버를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 음향홀들을 형성하는 단계는, 상기 백 플레이트와 상기 상부 절연막을 패터닝하여 상기 진동 영역에 상기 백 플레이트와 상기 상부 절연막을 관통하는 상기 음향홀들을 형성할 수 있다.

상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 멤스 마이크로폰은 진동판의 둘레를 따라 연장된 앵커들을 구비함으로써, 앵커들 사이에 형성된 슬릿의 면적을 조절할 수 있다. 특히, 슬릿은 음압이 빠져나가는 출구 역할을 하기 때문에, 멤스 마이크로폰의 설계 단계에서 슬릿들의 총 면적을 조절하여 종래 대비 음압이 빠져나가는 출구의 면적을 감소시킬 수 있다. 이에 따라, 종래 대비 음압이 빠져나갈 때의 압력이 증가하므로, 멤스 마이크로폰의 차단 주파수 특성이 현저하게 향상된다. 그 결과, 멤스 마이크로폰의 주파수 응답 특성이 향상될 수 있다.

더욱이, 앵커들 각각은 사행 구조로 구비되므로, 종래 대비 진동판의 강성을 유지하면서 진동판의 유연성을 현저하게 향상시킬 수 있다. 그 결과, 멤스 마이크로폰의 전고조파 왜곡이 적정 기준을 넘지 않도록 조절될 수 있고, 품질이 향상될 수 있다. 또한, 멤스 마이크로폰의 제조 공정에서 앵커가 식각 유체의 이동을 제한하는 기능을 할 수 있으므로, 종래 대비 공정 마진이 확보될 수 있고 하부 절연막이 앵커 내측 주변에 잔류하는 것을 방지할 수 있다. 그 결과, 멤스 마이크로폰은 잔류 절연막으로 인한 진동판의 버클링 현상을 방지할 수 있으며, 음파의 원활한 이동을 도모할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 멤스 마이크로폰을 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 2는 도 1의 절단선 I - I'에 따른 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 기판을 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 4는 도 1의 절단선 Ⅱ -Ⅱ'에 따른 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 멤스 마이크로폰 제조 방법을 설명하기 위한 개략적인 흐름도이다.
도 6 내지 도 17은 도 5의 멤스 마이크로폰 제조 과정을 설명하기 위한 개략적인 공정도들이다.

이하, 본 발명의 실시예들은 첨부 도면들을 참조하여 상세하게 설명된다. 그러나, 본 발명은 하기에서 설명되는 실시예들에 한정된 바와 같이 구성되어야만 하는 것은 아니며 이와 다른 여러 가지 형상으로 구체화될 수 있을 것이다. 하기의 실시예들은 본 발명이 온전히 완성될 수 있도록 하기 위하여 제공된다기보다는 본 발명의 기술 분야에서 숙련된 당업자들에게 본 발명의 범위를 충분히 전달하기 위하여 제공된다.

본 발명의 실시예들에서 하나의 요소가 다른 하나의 요소 상에 배치되는 또는 연결되는 것으로 설명되는 경우 상기 요소는 상기 다른 하나의 요소 상에 직접 배치되거나 연결될 수도 있으며, 다른 요소들이 이들 사이에 개재될 수도 있다. 이와 다르게, 하나의 요소가 다른 하나의 요소 상에 직접 배치되거나 연결되는 것으로 설명되는 경우 그들 사이에는 또 다른 요소가 있을 수 없다. 다양한 요소들, 조성들, 영역들, 층들 및/또는 부분들과 같은 다양한 항목들을 설명하기 위하여 제1, 제2, 제3 등의 용어들이 사용될 수 있으나, 상기 항목들은 이들 용어들에 의하여 한정되지는 않을 것이다.

본 발명의 실시예들에서 사용된 전문 용어는 단지 특정 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 사용되는 것이며, 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니다. 또한, 달리 한정되지 않는 이상, 기술 및 과학 용어들을 포함하는 모든 용어들은 본 발명의 기술 분야에서 통상적인 지식을 갖는 당업자에게 이해될 수 있는 동일한 의미를 갖는다. 통상적인 사전들에서 한정되는 것들과 같은 상기 용어들은 관련 기술과 본 발명의 설명의 문맥에서 그들의 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석될 것이며, 명확히 한정되지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 외형적인 직감으로 해석되지는 않을 것이다.

본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들의 개략적인 도해들을 참조하여 설명된다. 이에 따라, 상기 도해들의 형상들로부터의 변화들, 예를 들면, 제조 방법들 및/또는 허용 오차들의 변화는 충분히 예상될 수 있는 것들이다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도해로서 설명된 영역들의 특정 형상들에 한정된 바대로 설명되어지는 것은 아니라 형상들에서의 편차를 포함하는 것이며, 도면들에 설명된 요소들은 전적으로 개략적인 것이며 이들의 형상은 요소들의 정확한 형상을 설명하기 위한 것이 아니며 또한 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것도 아니다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 멤스 마이크로폰을 설명하기 위한 개략적인 평면도이며, 도 2는 도 1의 절단선 I - I'에 따른 단면도이다. 도 3은 도 2에 도시된 기판을 설명하기 위한 개략적인 평면도이며, 도 4는 도 1의 절단선 Ⅱ -Ⅱ'에 따른 단면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 멤스 마이크로폰(100)은 음압에 따라 변위를 발생시켜서 음을 전기 신호로 변환하여 출력한다. 상기 멤스 마이크로폰(100)은 기판(110), 진동판(120), 복수의 앵커(122), 및 백 플레이트(130)를 포함할 수 있다.

구체적으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 기판(110)은 진동 영역(VA)과 상기 진동 영역(VA)을 둘러싼 지지 영역(SA) 및 상기 지지 영역(SA)을 둘러싼 주변 영역(OA)으로 구획될 수 있다. 상기 기판(110)은 상기 진동판(120)이 음압에 의해 밴딩될 수 있는 공간을 제공하기 위해 상기 진동 영역(VA)에 캐비티(112)를 구비할 수 있다. 여기서, 상기 캐비티(112)는 상기 음압의 이동 통로로 제공될 수 있다.

본 발명의 제1 실시예에 있어서, 상기 캐비티(112)는 대체로 원 형상으로 형성될 수 있으며, 상기 진동 영역(VA)에 대응하는 크기를 가질 수 있다.

상기 기판(110) 상에는 음압에 의해 변위를 발생시키는 상기 진동판(120)이 배치될 수 있다. 상기 진동판(120)은 멤브레인으로 구성될 수 있으며, 음압을 감지하여 변위를 발생시킨다. 상기 진동판(120)은 상기 캐비티(112)를 덮도록 구비될 수 있으며, 상기 캐비티(112)를 통해 노출될 수 있다. 상기 진동판(120)은 음압에 의해 밴딩 가능하도록 상기 기판(110)으로부터 이격되어 위치한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 진동판(120)은 그 제조 과정에서 이온 주입 공정을 통해 불순물 도핑이 이루어질 수 있다. 상기 진동판(120)에서 불순물이 도핑된 부분은 상기 백 플레이트(130)와 대응하는 부분일 수 있다.

본 발명의 제1 실시예에 있어서, 상기 진동판(120)은 도 1에 도시된 것처럼 대체로 원 형상을 가질 수 있다.

도 1, 도 2 및 도 4를 참조하면, 상기 진동판(120)의 단부에는 상기 앵커들(122)이 구비될 수 있다. 상기 앵커들(122)은 상기 지지 영역(SA0에 배치될 수 있으며, 상기 진동판(120)을 지지한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 앵커들(122) 각각은 상기 진동판(120)의 둘레를 따라 연장될 수 있다. 상기 앵커들(122)은 상기 진동판(120)의 상부면으로부터 상기 기판(110) 측으로 연장되며, 상기 진동판(120)을 상기 기판(110)으로부터 이격시킨다. 상기 앵커들(122)은 도 1에 도시된 것처럼 상기 진동판(120)의 둘레를 따라 서로 이격되어 배치될 수 있으며, 상기 캐비티(112)를 둘러싸게 배치될 수 있다.

본 발명의 제1 실시예에 있어서, 상기 앵커들(122)은 도 2에 도시된 바와 같이 상기 진동판(120)과 일체로 구비될 수 있으며, 그 하부가 상기 기판(110)의 상부면에 접하게 구비될 수 있다.

또한, 본 발명의 제1 실시예에 있어서, 각각의 앵커들(122)은 호 형상으로 구비될 수 있다.

특히, 상기 각각의 앵커들(122)은 도 1에 도시된 바와 같이 사행(蛇行) 형상으로 구비될 수 있다. 즉, 상기 앵커(122)는 평면상에서 볼 때 상기 진동판(120)의 둘레를 따라 사행 형상으로 연장된다. 이와 같이, 상기 앵커들(122)이 사행 구조로 구비됨으로써, 종래 대비 상기 진동판(120)의 유연성이 현저히 향상될 수 있다. 그 결과, 상기 멤스 마이크로폰(100)의 전고조파 왜곡이 적정 기준을 넘지 않도록 조절될 수 있고, 상기 멤스 마이크로폰(100)의 품질이 향상될 수 있다.

또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 앵커들(122) 중 서로 인접한 두 개의 앵커들 사이에는 슬릿(124)이 형성될 수 있다. 상기 슬릿(124)은 음압이 이동하는 이동 통로로 제공될 수 있으며, 도 1에 도시된 것처럼 상기 슬릿(124)의 길이는 상기 앵커(122)의 길이보다 작게 형성될 수 있다. 즉, 상기 앵커(122)는 상기 슬릿(124)의 면적보다 큰 면적을 가질 수 있다. 특히, 상기 앵커들(122) 사이에 형성된 슬릿들(124)의 총 면적은 상기 슬릿(124)의 개수에 의해 결정될 수 있으며, 상기 슬릿(124)의 개수가 적을수록 감소된다. 여기서, 상기 슬릿(124)의 개수는 상기 앵커(122)의 길이와 개수에 따라 설정될 수 있다.

특히, 상기 슬릿(124)은 상기 음압이 빠져나가는 통로로 제공되므로, 상기 슬릿들(124)의 총 면적을 조절하여 상기 음압이 빠져나가는 면적이 조절될 수 있다. 상기 음압이 빠져나가는 면적은 상기 멤스 마이크로폰(100)의 차단 주파수 특성에 영향을 준다. 따라서, 상기 멤스 마이크로폰(100)은 상기 슬릿들(124)의 총 면적을 조절하여 상기 음압이 빠져나가는 면적을 종래 대비 감소시킬 수 있으며, 그 결과, 상기 멤스 마이크로폰(100)의 주파수 응답 특성이 향상될 수 있다.

한편, 상기 진동판(120)의 상측에는 상기 백 플레이트(130)가 배치될 수 있다. 상기 백 플레이트(130)는 상기 진동 영역(VA)에 위치하며, 상기 진동판(120)과 마주하게 배치될 수 있다. 본 발명의 일례로, 상기 백 플레이트(130)는 도 1에 도시된 바와 같이 원 형상을 가질 수 있다. 상기 백 플레이트(130)는 그 제조 과정에서 이온 주입을 통해 불순물 도핑이 이루어질 수 있다.

상기 멤스 마이크로폰(100)은 상부 절연막(140)과 챔버(142)를 더 포함할 수 있다.

상기 상부 절연막(140)은 상기 백 플레이트(130)가 형성된 상기 기판(110) 상에 배치되며, 상기 백 플레이트(130)를 커버한다. 상기 상부 절연막(140)은 상기 백 플레이트(130)를 홀드하여 상기 진동판(120)으로부터 상기 백 플레이트(130)를 이격시킨다.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 백 플레이트(130)와 상기 상부 절연막(140)은 상기 진동판(120)이 음압에 의해 자유롭게 밴딩될 수 있도록, 상기 진동판(120)으로부터 이격되어 위치하며 상기 진동판(120)과의 사이에 에어갭(AG)이 형성된다.

상기 백 플레이트(130)는 음파가 통과되는 복수의 음향홀(132)을 구비할 수 있다. 상기 음향홀들(132)은 상기 상부 절연막(140)과 상기 백 플레이트(130)를 관통하여 형성될 수 있으며, 상기 에어갭(AG)과 연통될 수 있다.

또한, 상기 백 플레이트(130)는 복수의 딤플홀(134)을 구비할 수 있으며, 상기 상부 절연막(140)은 상기 딤플홀들(134)에 대응하여 복수의 딤플(144)을 구비할 수 있다. 상기 딤플홀들(134)은 상기 백 플레이트(130)를 관통하여 형성되고, 상기 딤플들(144)은 상기 딤플홀들(134)이 형성된 부분에 구비된다.

상기 딤플들(144)은 상기 진동판(120)이 상기 백 플레이트(130)의 하면에 접착되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 상기 진동판(120)은 음이 도달할 경우, 하측 방향 또는 상기 백 플레이트(130)가 위치하는 상측 방향으로 반원 형상으로 휘어진 후 다시 원위치 된다. 이때, 상기 진동판(120)의 휨 정도는 음압에 따라 달라지며, 상기 진동판(120)의 상면이 상기 백 플레이트(130)의 하면에 접촉될 정도로 많이 휘어질 수도 있다. 이렇게 상기 진동판(120)이 상기 백 플레이트(130)에 접촉될 정도로 많이 휘어질 경우, 상기 진동판(120)의 상부면이 상기 백 플레이트(130)의 하부면에 부착되어 원위치로 돌아오지 못할 수도 있다. 이를 방지하기 위해, 상기 딤플들(144)이 상기 백 플레이트(130)의 하부면 보다 상기 진동판(120) 측으로 돌출되게 구비될 수 있다. 상기 진동판(120)이 상기 백 플레이트(130)에 접촉될 정도로 많이 휘어질 경우, 상기 딤플들(144)은 상기 진동판(120)을 하측 방향으로 밀어내어 상기 진동판(120)이 다시 원위치로 돌아가도록 한다.

한편, 상기 챔버(142)는 상기 지지 영역(SA)에서 상기 주변 영역(OA)과의 경계부에 위치할 수 있으며, 상기 상부 절연막(140)을 지지하여 상기 상부 절연막(140)과 상기 백 플레이트(130)를 상기 진동판(120)으로부터 이격시킨다. 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 챔버(142)는 링 형상으로 형성되어 상기 진동판(120)을 둘러쌀 수 있으며, 상기 진동판(120) 및 상기 앵커들(122)로부터 이격되어 위치한다.

상기 챔버(142)는 상기 상부 절연막(140)의 상부면으로부터 상기 기판(110) 측으로 연장되며, 도 2에 도시된 것처럼 그 하부면이 상기 기판(110)의 상부면에 접하게 배치될 수 있다.

본 발명의 제1 실시예에 있어서, 상기 챔버(142)는 도 2에 도시된 바와 같이 종단면이 'U'자 형상을 가질 수 있으며, 상기 상부 절연막(140)과 일체로 구비될 수 있다.

상기 챔버(142)는 도 2에 도시된 것처럼 상기 진동판(120)으로부터 이격되어 상기 앵커(130)의 외측에 위치할 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 챔버(142)는 대체로 링 형상을 가질 수 있으며, 상기 진동판(120)을 둘러싸게 배치될 수 있다.

한편, 상기 멤스 마이크로폰(100)은 하부 절연막(150), 진동 패드(126), 희생층(160), 백 플레이트 패드(136), 및 제1 및 제2 패드 전극들(172, 174)을 더 포함할 수 있다.

구체적으로, 상기 하부 절연막(150)은 상기 기판(110)의 상부면에 배치되며, 상기 상부 절연막(140)의 아래에 위치할 수 있다.

상기 진동 패드(126)는 상기 하부 절연막(150)의 상부면에 구비될 수 있으며, 상기 주변 영역(OA)에 위치한다. 상기 진동 패드(126)는 상기 진동판(120)과 연결되며, 이온 주입을 통해 불순물이 도핑될 수 있다. 도면에는 구체적으로 도시하지 않았으나, 상기 진동판(120)에서 불순물이 도핑된 부분과 상기 진동 패드(126)가 연결되는 부분에도 불순물이 도핑될 수 있다.

상기 진동 패드(126)가 형성된 상기 하부 절연막(150) 상에는 상기 희생층(160)이 구비될 수 있으며, 상기 희생층(160)은 상기 상부 절연막(140)의 아래에 위치한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 하부 절연막(150)과 상기 희생층(160)은 상기 주변 영역(OA)에 위치하며, 상기 챔버(142)의 외측에 구비될 수 있다. 또한, 상기 하부 절연막(150)과 상기 희생층(160)은 상기 상부 절연막(140)과 서로 다른 재질로 이루어질 수 있다.

상기 백 플레이트 패드(136)는 상기 희생층(160)의 상부면에 구비될 수 있으며, 상기 주변 영역(OA)에 위치한다. 상기 백 플레이트 패드(136)는 상기 백 플레이트(130)와 연결되며, 이온 주입을 통해 불순물이 도핑될 수 있다. 도면에는 구체적으로 도시하지 않았으나, 상기 백 플레이트 패드(136)와 상기 백 플레이트(130)가 연결되는 부분에도 불순물이 도핑될 수 있다.

상기 제1 및 제2 패드 전극들(172, 174)은 상기 상부 절연막(140) 상에 구비될 수 있으며, 상기 주변 영역(OA)에 위치한다. 상기 제1 패드 전극(172)은 상기 진동 패드(126)의 상측에 위치하며, 상기 진동 패드(126)와 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제2 패드 전극(174)은 상기 백 플레이트 패드(136)의 상측에 위치하며, 상기 백 플레이트 패드(136)와 전기적으로 연결될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 상부 절연막(140)과 상기 희생층(160)은 상기 진동 패드(126)를 노출시키기 위한 제1 콘택홀(CH1)이 형성되며, 상기 제1 패드 전극(172)은 상기 제1 콘택홀(CH1)을 통해 상기 진동 패드(126)와 접촉된다. 또한, 상기 상부 절연막(140)은 상기 백 플레이트 패드(136)를 노출시키기 위한 제2 콘택홀(CH2)이 형성되며, 상기 제2 패드 전극(174)은 상기 제2 콘택홀(CH2)을 통해 상기 백 플레이트 패드(136)와 접촉된다.

상술한 바와 같이, 상기 멤스 마이크로폰(100)은 상기 진동판(120)의 둘레를 따라 연장된 앵커들(122)을 구비함으로써, 상기 슬릿(124)의 면적을 조절할 수 있다. 특히, 상기 슬릿(124)은 음압이 빠져나가는 출구 역할을 하기 때문에, 상기 멤스 마이크로폰(100)은 설계 단계에서 상기 슬릿들(124)의 총 면적을 조절하여 종래 대비 음압이 빠져나가는 출구의 면적을 감소시킬 수 있다. 이에 따라, 음압이 빠져나갈 때의 압력이 종래 대비 증가하므로, 상기 멤스 마이크로폰(100)의 차단 주파수 특성이 현저하게 향상된다. 그 결과, 상기 멤스 마이크로폰(100)의 주파수 응답 특성이 향상되며 상기 멤스 마이크로폰(100)의 성능이 향상될 수 있다.

더욱이, 상기 앵커들(122) 각각은 사행 구조로 구비되므로, 종래 대비 상기 진동판(120)의 강성을 유지하면서 상기 진동판(120)의 유연성을 현저하게 향상시킬 수 있다. 그 결과, 상기 멤스 마이크로폰(100)의 전고조파 왜곡이 적정 기준을 넘지 않도록 조절될 수 있고, 품질이 향상될 수 있다. 또한, 상기 멤스 마이크로폰(100)의 제조 공정에서 상기 앵커(122)가 식각 유체의 이동 영역을 한정하는 기능을 할 수 있으므로, 종래 대비 공정 마진이 확보될 수 있고 상기 하부 절연막(150)이 상기 앵커(122) 내측 주변에 잔류하는 것을 방지할 수 있다. 그 결과, 상기 멤스 마이크로폰(100)은 잔류 절연막으로 인한 상기 진동판(120)의 버클링 현상을 방지할 수 있으며, 음파의 원활한 이동을 도모할 수 있다.

이하, 도면을 참조하여 상기 멤스 마이크로폰(100)의 제조 과정에 대해 구체적으로 설명한다.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 멤스 마이크로폰 제조 방법을 설명하기 위한 개략적인 흐름도이고, 도 6 내지 도 17은 도 5의 멤스 마이크로폰 제조 과정을 설명하기 위한 개략적인 공정도들이다. 여기서, 도 7은 도 6에 도시된 하부 절연막(150)의 패터닝 공정을 설명하기 위한 평면도이다.

도 5 내지 도 9를 참조하면, 본 발명의 멤스 마이크로폰 제조 방법은, 먼저, 기판(110) 상에 하부 절연막(150)을 증착한다(단계 S110).

이어, 상기 하부 절연막(150) 상에 진동판(120)과 복수의 앵커(122)를 형성한다(단계 S120).

상기 진동판(120)과 상기 앵커들(122)을 형성하는 단계(S120)를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 하부 절연막(150)을 패터닝하여 상기 앵커들(122)을 형성하기 위한 복수의 앵커 채널(152)을 형성한다. 이때, 상기 기판(110)은 상기 앵커 채널들(152)을 통해 일부분이 노출될 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 앵커 채널들(152)은 진동 영역(VA)을 둘러싸게 배치되며, 각각 사행 형상으로 형성될 수 있다. 이때, 상기 앵커 채널들(152) 각각은 상기 진동 영역(VA)의 둘레를 따라 사행 형상으로 연장되게 형성될 수 있다.

이어, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 앵커 채널들(152)이 형성된 상기 하부 절연막(150) 상에 제1 실리콘층(10)을 증착한다. 본 발명의 제2 실시예에 있어서, 상기 제1 실리콘층(10)은 폴리 실리콘으로 이루어질 수 있다.

이어, 이온 주입 공정을 통해 상기 제1 실리콘층(10)에서 상기 진동 영역(VA)에 위치하는 부분과 진동 패드(124)가 형성될 부분에 불순물을 도핑한다.

그 다음, 상기 제1 실리콘층(10)을 패터닝하여, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 진동판(120)과 상기 앵커들(122)을 형성하고 상기 주변 영역(OA)에 상기 진동 패드(126)를 형성한다. 이때, 상기 앵커들(122) 각각은 상기 앵커 채널(152)에 의해 사행 형상으로 형성될 수 있다.

도 5 및 도 10을 참조하면, 상기 진동판(120)이 형성된 상기 하부 절연막(150) 상에 희생층(160)을 증착한다(단계 S130).

도 5 및 도 11을 참조하면, 상기 희생층(160) 상에 백 플레이트(130)를 형성한다(단계 S140).

상기 백 플레이트(130)를 형성하는 단계(S140)를 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 상기 희생층(160)의 상부면에 제2 실리콘층(20)을 증착한 다음, 이온 주입 공정을 통해 불순물을 상기 제2 실리콘층(20)에 도핑한다. 여기서, 상기 제2 실리콘층(20)은 폴리 실리콘으로 이루어질 수 있다.

이어, 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 제2 실리콘층(20)을 패터닝하여 상기 백 플레이트(130)를 형성한다. 이때, 딤플들(144; 도 2 참조)을 형성하기 위한 딤플홀들(134)이 상기 백 플레이트(130)에 형성될 수 있으며, 음향홀들(132; 도 2 참조)은 형성되지 않는다. 또한, 상기 희생층(160)은 상기 딤플들(144)이 상기 백 플레이트(130)의 하면보다 아래로 돌출되도록 상기 딤플홀(134)에 대응하는 부분이 일부분 식각될 수 있다.

도 5, 도 12 및 도 13을 참조하면, 상기 백 플레이트(130)가 형성된 상기 희생층(160) 상에 상부 절연막(140)과 챔버(142)를 형성한다(단계 S150).

상기 상부 절연막(140)과 상기 챔버(142)를 형성하는 단계(S150)를 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 희생층(160)과 상기 하부 절연막(150)을 패터닝하여 상기 챔버(142)를 형성하기 위한 챔버 채널(30)을 상기 지지 영역(SA)에 형성한다. 이때, 상기 기판(110)은 상기 챔버 채널(30)을 통해 일부분 노출될 수 있다. 도면에는 구체적으로 도시하지 않았으나, 상기 챔버 채널(30)은 링 형상으로 형성되어 상기 진동판(120)을 둘러쌀 수 있다.

이어, 상기 챔버 채널(30)이 형성된 상기 희생층(160) 상에 절연층(40)을 증착한 다음, 도 13에 도시된 바와 같이, 상기 절연층(40)을 패터닝하여 상기 상부 절연막(140)과 상기 챔버(142)를 형성한다. 이때, 상기 딤플홀들(134)에는 상기 딤플들(144)이 형성되며, 상기 백 플레이트 패드(136)를 노출하기 위한 제2 콘택홀(CH2)이 상기 주변 영역(OA)에 형성된다. 더불어, 상기 진동 패드(126) 상측의 절연막(40)과 상기 희생층(160)이 제거되어 상기 주변 영역(OA)에 제1 콘택홀(CH1)이 형성된다.

본 발명의 제2 실시예에 있어서, 상기 절연층(40)은 상기 하부 절연막(150) 및 상기 희생층(160)과 서로 다른 재질로 이루어질 수 있 있다. 예를 들면, 상기 절연층(40)은 실리콘 질화물질로 이루어질 수 있고, 상기 하부 절연막(150)과 상기 희생층(160)은 실리콘 산화물질로 이루어질 수 있다.

도 5, 도 14, 및 도 15를 참조하면, 상기 제1 및 제2 콘택홀들(CH1, CH2)이 형성된 다음에 제1 및 제2 패드 전극들(172, 174)을 상기 주변 영역(OA)에 형성한다(단계 S160).

구체적으로, 도 14에 도시된 바와 같이, 상기 제1 및 제2 콘택홀들(CH1, CH2)이 형성된 상기 상부 절연막(140) 상에 박막(50)을 증착한다. 여기서, 상기 박막(50)은 도전성 금속 재질로 이루어질 수 있다.

이어, 도 15에 도시된 바와 같이, 상기 박막(50)을 패터닝하여 상기 제1 및 제2 패드 전극들(172, 174)을 형성한다.

도 5 및 도 16을 참조하면, 상기 상부 절연막(140)과 상기 백 플레이트(130)를 패터닝하여 상기 진동 영역(VA)에 상기 음향홀들(132)을 형성한다(단계 S170).

도 2, 도 5, 및 도 17을 참조하면, 상기 음향홀들(132)을 형성한 다음에, 도 17에 도시된 바와 같이 상기 기판(110)을 패터닝하여 상기 진동 영역(VA)에 캐비티(112)를 형성한다(단계 S180). 이때, 상기 캐비티(112)를 통해 상기 하부 절연막(150)이 일부분 노출된다.

이어, 상기 캐비티(112)와 상기 음향홀들(132)을 이용한 식각 공정을 통해 상기 진동 영역(VA)과 상기 지지 영역(SA)에서 상기 희생층(160)과 상기 하부 절연막(150)을 제거한다(단계 S190). 그 결과, 상기 캐비티(112)를 통해 상기 진동판(120)이 노출되며, 에어갭(AG)이 형성된다. 또한, 상기 앵커들(122) 사이에 위치하는 하부 절연막(150)이 제거되어 슬릿(124; 도 4 참조)이 형성된다. 이로써, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 멤스 마이크로폰(100)이 제조된다. 여기서, 상기 캐비티(112)와 상기 음향홀들(132)은 상기 하부 절연막(150)과 상기 희생층(160)을 제거하기 위한 식각 유체의 이동 통로로 제공될 수 있다.

특히, 상기 진동 영역(VA)과 상기 지지 영역(SA)에서 상기 희생층(160)과 상기 하부 절연막(150)을 제거하는 단계(S190)에서, 상기 앵커들(122)과 상기 챔버(142)는 상기 식각 유체의 이동을 제한하는 역할을 한다. 이에 따라, 상기 희생층(160)과 상기 하부 절연막(150)의 식각량 조절이 용이하며, 상기 앵커들(122)의 내측에 상기 하부 절연막(150)이 잔류하는 것을 방지할 수 있다.

본 발명의 제2 실시예에 있어서, 상기 희생층(160)과 상기 하부 절연막(150)을 제거하기 위한 식각 유체로는 블화수소 증기(HF vapor)가 이용될 수 있다.

상술한 바와 같이, 상기 멤스 마이크로폰 제조 방법은 별도의 추가 공정 없이 상기 앵커들(122)을 상기 진동판(120)의 둘레를 따라 연장되도록 형성할 수 있으며, 상기 앵커들(122) 각각 사행 구조로 형성할 수 있다. 이에 따라, 공정 시간 및 제조 원가의 증가 없이 주파수 응답 특성과 전고조파 왜곡 특성이 향상된 멤스 마이크로폰(100)이 제조될 수 있다. 또한, 종래 대비 공정 마진이 확보될 수 있어 상기 하부 절연막(150)이 상기 앵커들(122) 내측 주변에 잔류하는 것을 방지할 수 있다. 그 결과, 상기 멤스 마이크로폰(100)은 잔류 절연막으로 인한 상기 진동판(120)의 버클링 현상을 방지할 수 있으며, 음파의 원활한 이동을 도모할 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100 : 멤스 마이크로폰 110 : 기판
112 : 캐비티 120 : 진동판
122 : 앵커 124 : 슬릿
126 : 진동 패드 130 : 백 플레이트
132 : 음향홀 134 : 딤플홀
136 : 백 플레이트 패드 140 : 상부 절연막
142 : 챔버 144 : 딤플
150 : 하부 절연막 160 : 희생층
172, 174 : 패드 전극

Claims

캐비티를 구비하는 기판;
상기 기판의 상측에 위치하며 복수의 음향홀을 구비하는 백 플레이트;
상기 기판과 상기 백 플레이트 사이에서 상기 기판과 상기 백 플레이트로부터 이격되어 위치하고 상기 백 플레이트와의 사이에 에어갭이 형성되며 상기 캐비티를 덮도록 구비되고 음압을 감지하여 변위를 발생시키는 진동판; 및
상기 진동판의 단부에 구비되고 각각 상기 진동판의 둘레를 따라 연장되며 평면상에서 볼 때 각각 사행(蛇行) 형상으로 구비되고 하부가 상기 기판의 상부면과 직접 접하게 배치되어 상기 진동판을 지지하는 복수의 앵커를 포함하고,
상기 앵커들 중 서로 인접한 두 개의 앵커들 사이에는 슬릿이 형성되며 상기 슬릿은 상기 음압이 이동하는 이동 통로로 제공되고,
상기 앵커들은 상기 진동판과 일체로 구비되는 것을 특징으로 하는 멤스 마이크로폰.
삭제
제1항에 있어서,
상기 앵커들은 상기 진동판의 둘레를 따라 서로 이격되어 배치되며 상기 캐비티를 둘러싸는 것을 특징으로 하는 멤스 마이크로폰.
제3항에 있어서,
평면상에서 볼 때, 상기 앵커들 각각은 상기 진동판의 둘레를 따라 사행 형상으로 연장된 것을 특징으로 하는 멤스 마이크로폰.
제1항에 있어서,
평면상에서 볼 때, 상기 슬릿의 길이는 상기 앵커의 길이보다 작은 것을 특징으로 하는 멤스 마이크로폰.
삭제
제1항에 있어서,
상기 백 플레이트가 형성된 상기 기판 상에 구비되어 상기 백 플레이트를 커버하고 상기 진동판으로부터 이격되어 상기 진동판과의 사이에 에어갭을 형성하며 상기 백 플레이트를 홀드하여 상기 진동판으로부터 이격시키는 상부 절연막; 및
상기 앵커의 외측에 위치하고 하부면이 상기 기판의 상부면과 접하며 상기 상부 절연막을 지지하여 상기 상부 절연막을 상기 진동판으로부터 이격시키는 챔버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 멤스 마이크로폰.
제7항에 있어서,
상기 챔버는 상기 진동판으로부터 이격되어 위치하며 상기 진동판을 둘러싸도록 링 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 멤스 마이크로폰.
제7항에 있어서,
상기 챔버는 상기 상부 절연막과 일체로 구비되는 것을 특징으로 하는 멤스 마이크로폰.
진동 영역과 상기 진동 영역을 둘러싼 지지 영역 및 상기 지지 영역을 둘러싼 주변 영역으로 구획되고 상기 진동 영역에 캐비티를 구비하는 기판;
상기 기판 상에서 상기 캐비티를 덮도록 구비되고 상기 기판으로부터 이격되어 위치하며 음압을 감지하여 변위를 발생시키는 진동판;
상기 진동판의 상측에서 상기 진동 영역에 위치하고 상기 진동판과의 사이에 에어갭이 형성되며 복수의 음향홀을 구비하는 백 플레이트; 및
상기 지지 영역에 위치하며 각각 상기 진동판의 둘레를 따라 연장되고 평면상에서 볼 때 각각 사행 형상으로 구비되며 상기 진동판의 상부면으로부터 상기 기판의 상부면까지 연장되어 상기 진동판을 지지하는 복수의 앵커를 포함하고,
상기 앵커들 중 서로 인접한 두 개의 앵커들 사이에는 슬릿이 형성되며 상기 슬릿은 상기 음압이 이동하는 이동 통로로 제공되고,
상기 앵커들은 상기 진동판과 일체로 구비되는 것을 특징으로 하는 멤스 마이크로폰.
삭제
제10항에 있어서,
상기 앵커들은 상기 진동판의 둘레를 따라 서로 이격되어 배치되며 상기 캐비티를 둘러싸는 것을 특징으로 하는 멤스 마이크로폰.
제10항에 있어서,
상기 앵커들 사이에 형성된 슬릿들의 총 면적은 상기 슬릿의 개수에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 멤스 마이크로폰.
제13항에 있어서,
상기 슬릿들의 총 면적은 상기 슬릿의 개수가 적을수록 감소하는 것을 특징으로 하는 멤스 마이크로폰.
제10항에 있어서,
상기 앵커는 상기 슬릿의 면적보다 큰 면적을 갖는 것을 특징으로 하는 멤스 마이크로폰.
제10항에 있어서,
상기 백 플레이트가 형성된 상기 기판 상에 구비되어 상기 백 플레이트를 커버하고 상기 진동판으로부터 이격되어 상기 진동판과의 사이에 에어갭을 형성하며 상기 백 플레이트를 홀드하여 상기 진동판으로부터 이격시키는 상부 절연막; 및
상기 지지 영역에 위치하고 상기 상부 절연막의 상부면으로부터 상기 기판측으로 연장되어 상기 상부 절연막을 지지하여 상기 상부 절연막을 상기 진동판으로부터 이격시키는 챔버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 멤스 마이크로폰.
진동 영역과 상기 진동 영역을 둘러싼 지지 영역 및 상기 지지 영역을 둘러싼 주변 영역으로 구획된 기판상에 하부 절연막을 증착하는 단계;
상기 하부 절연막 상에 진동판과 상기 진동판을 지지하는 복수의 앵커를 형성하는 단계;
상기 진동판이 형성된 상기 하부 절연막 상에 희생층을 증착하는 단계;
상기 희생층 상의 상기 진동 영역에 상기 진동판과 마주하여 백 플레이트를 형성하는 단계;
상기 백 플레이트를 패터닝하여 상기 백 플레이트를 관통하는 복수의 음향홀을 형성하는 단계;
상기 기판을 패터닝하여 상기 진동 영역에 상기 하부 절연막을 노출시키는 캐비티를 형성하는 단계; 및
음압에 의해 상기 진동판이 유동될 수 있도록 상기 캐비티와 상기 음향홀들을 이용한 식각 공정을 통해 상기 진동 영역과 상기 지지 영역에서 상기 하부 절연막과 상기 희생층을 제거하는 단계를 포함하고,
상기 진동판과 상기 앵커들을 형성하는 단계에서, 상기 앵커들은 상기 지지 영역에 상기 진동판의 둘레를 따라 연장되게 형성되며 평면상에서 볼 때 각각 사행 형상으로 형성되고,
상기 앵커들 중 서로 인접한 두 개의 앵커들 사이에는 슬릿이 형성되며 상기 슬릿은 상기 음압이 이동하는 이동 통로로 제공되고,
상기 앵커들은 상기 진동판과 일체로 구비되는 것을 특징으로 하는 멤스 마이크로폰 제조 방법.
진동 영역과 상기 진동 영역을 둘러싼 지지 영역 및 상기 지지 영역을 둘러싼 주변 영역으로 구획된 기판상에 하부 절연막을 증착하는 단계;
상기 하부 절연막 상에 진동판과 상기 진동판을 지지하는 복수의 앵커를 형성하는 단계;
상기 진동판이 형성된 상기 하부 절연막 상에 희생층을 증착하는 단계;
상기 희생층 상의 상기 진동 영역에 상기 진동판과 마주하여 백 플레이트를 형성하는 단계;
상기 백 플레이트를 패터닝하여 상기 백 플레이트를 관통하는 복수의 음향홀을 형성하는 단계;
상기 기판을 패터닝하여 상기 진동 영역에 상기 하부 절연막을 노출시키는 캐비티를 형성하는 단계; 및
음압에 의해 상기 진동판이 유동될 수 있도록 상기 캐비티와 상기 음향홀들을 이용한 식각 공정을 통해 상기 진동 영역과 상기 지지 영역에서 상기 하부 절연막과 상기 희생층을 제거하는 단계를 포함하고,
상기 진동판과 상기 앵커들을 형성하는 단계에서, 상기 앵커들은 상기 지지 영역에 상기 진동판의 둘레를 따라 연장되게 형성되며 평면상에서 볼 때 각각 사행 형상으로 형성되고,
상기 진동판과 상기 앵커를 형성하는 단계는,
상기 하부 절연막을 패터닝하여 상기 지지 영역에 상기 앵커들을 형성하기 위한 복수의 앵커 채널을 형성하는 단계;
상기 앵커 채널들이 형성된 상기 하부 절연막 상에 실리콘층을 증착하는 단계; 및
상기 실리콘층을 패터닝하여 상기 진동판과 상기 앵커들을 형성하는 단계를 포함하되,
상기 앵커 채널들은 상기 진동 영역을 둘러싸게 배치되도록 형성되며 평면상에서 볼 때 각각 사행 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 멤스 마이크로폰 제조 방법.
제18항에 있어서,
상기 앵커 채널들을 형성하는 단계에서, 상기 앵커 채널들 각각은 상기 진동 영역의 둘레를 따라 사행 형상으로 연장되게 형성되는 것을 특징으로 하는 멤스 마이크로폰 제조 방법.
제17항에 있어서,
상기 음향홀들을 형성하는 단계 이전에, 상기 백 플레이트가 형성된 상기 희생층 상에 상기 백 플레이트를 홀드하여 상기 진동판으로부터 이격시키기 위한 상부 절연막과 상기 상부 절연막을 상기 진동판으로부터 이격시키는 챔버를 형성하는 단계를 더 포함하고,
상기 음향홀들을 형성하는 단계는, 상기 백 플레이트와 상기 상부 절연막을 패터닝하여 상기 진동 영역에 상기 백 플레이트와 상기 상부 절연막을 관통하는 상기 음향홀들을 형성하는 것을 특징으로 하는 멤스 마이크로폰 제조 방법.