KR20090054885A - 멤스 마이크로폰 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 멤스(MEMS) 마이크로폰에 관한 것으로, 기판, 상기 기판의 상단에 형성되는 후방 음향 챔버, 상기 후방 음향 챔버의 상단에 형성되는 하부 전극, 상기 하부 전극의 상단에 형성되는 진동판, 상기 후방 음향 챔버의 외주면에 형성되는 전극판 기둥, 상기 하부 전극을 지지하고 상기 전극판 기둥에 결합되는 하부 전극판 지지대 및 상기 진동판을 지지하고 상기 전극판 기둥에 결합되는 진동판 지지대를 포함하는 멤스(MEMS) 마이크로폰 및 그 제조 방법을 제공한다. 이러한 본 발명을 이용하면, 기존 멤스 마이크로폰 제작시 꼭 필요했던 기판 뒷면 공정을 생략할 수 있어 간단하게 멤스 마이크로폰을 제작할 수 있으므로 생산성을 크게 개선시킬 수 있고, 멤스 마이크로폰의 신호처리회로 상에 제작 가능하므로 필요면적을 크게 줄일 수 있어 동일한 면적에 다양한 기능을 접목시킬 수 있는 특징을 가진다.

멤스 마이크로폰, 표면 미세 기계 가공, 콘덴서 마이크로폰, 진동판스프링

Description

멤스 마이크로폰 및 그 제조 방법{MEMS microphone and manufacturing method thereof}

본 발명은 멤스(MEMS: Micro-Electro Mechanical System) 마이크로폰에 관한 것으로, 보다 상세하게는 표면 미세기계가공방법으로 제작되는 콘덴서형 멤스 마이크로폰에 관한 것이다.

본 발명은 정보통신부 및 정보통신연구진흥원의 IT원천기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 2006-S-006-02, 과제명: 유비쿼터스 단말용 부품 모듈]

멤스 마이크로폰에 관한 연구는 주로 압전형(Piezo-type) 및 콘덴서형(Condenser-type)으로 나뉘어 이루어지고 있다.

압전형은 압전 물질에 물리적 압력이 가해지는 경우, 압전 물질 양단에 전위차가 발생되는 피에조 효과를 이용하는 것으로, 음성신호의 압력에 따라 전기적 신호로 변환시키지만 낮은 대역 및 음성대역 주파수 특성이 균일하지 않아 응용 범위 에 많은 제한이 있다.

콘덴서형은 두 전극을 마주 보게 한 콘덴서의 원리를 응용하는 것으로, 마이크로폰의 한 극은 고정되고 다른 한 극은 진동판 역할을 한다. 음원에 따라 진동판이 진동하게 되면 고정된 극 사이에 정전용량이 변하게 되어 축적 전하가 변하고 그에 따라 전류가 흐르는 방식으로, 안정성과 주파수 특성이 우수하다는 장점을 가진다.

음성대역의 우수한 주파수 응답특성 때문에 멤스 마이크로폰은 대부분 콘덴서형이 사용되어 왔다.

도 1은 본 발명과 비교되는 종래의 콘덴서형 멤스 마이크로폰의 단면도이다.

도 1을 참조하면, 기존의 멤스 마이크로폰은 임의의 기판 (101)에 형성되는 고정전극인 하부전극 (102)이 형성되며 하부전극 사이에는 희생층 제거용 하부 전극홀(103)이 형성된다. 상기 하부전극(102)위에는 일정두께를 가지는 희생층위로 진동판(105)이 형성된다. 여기서 상기 희생층은 공정이 모두 완료되면 전극 갭(110)이 된다. 상기 진동판(105)은 고정전극과의 단선을 막기 위해 사용되는 절연막(106)과 상대 전극으로 사용되는 상부전극(107)으로 구성되며 진동판지지대(108)는 기판(101)에 고정된다. 상부전극(106)과 하부전극(102)사이는 일정간격으로 유지되는 상부 전극 갭(110)을 가진다. 일반적인 콘덴서형 멤스 마이크로폰은 기판의 상부에 고정된 하부전극(102) 및 진동판(105)을 제작하고 기판 하부에 후방음향챔버(109)를 형성시켜 주는 공정으로 제작된다. 기판 상부에 진동판(105)까지 형성되면 후방음향챔버(109)를 형성하기 위하여 기판 상부를 절연체로 보호하고 기 판 하부를 수십에서 수백 마이크로미터(um)를 가공하는 벌크형 (bulk-type) 미세 기계 가공 (micromachining) 방법의 반도체 공정을 진행한다. 이러한 벌크형 미세기계가공을 통해 후방음향챔버(109)가 기판 하부에 형성되면 하부전극홀(103)을 통하여 희생층을 제거한 후, 상부 전극 갭(110)을 가지는 콘덴서형 멤스 마이크로폰의 제작공정을 마무리하게 된다.

상술한 바와 같이 종래의 콘덴서형 멤스 마이크로폰의 희생층 제거 공정을 진행하기 위해서는 기판 하부 공정이 필수공정이기 때문에 선천적으로 공정의 복잡성을 초래하며, 많은 공정 절차 때문에 공정 수율성을 높이는데 제약이 있고 동시에 생산성 향상에 어려움을 겪게 된다.

따라서 본 발명의 이루고자 하는 기술적 과제는 종래의 콘덴서형 멤스 마이크로폰의 우수한 주파수 응답특성에도 불구하고 기판의 상하면에 모두 반도체 공정을 가해주는 복잡한 공정과정을 개선하고자, 후방 음향 챔버를 제작하기 위해 사용되었던 기판 하부 공정을 기판 상부 공정으로 대체할 수 있는 멤스 마이크로폰을 제공함에 있다.

본 발명은 기판의 상하면을 모두 가공하는 벌크형 미세 기계 가공 콘덴서형 멤스 마이크로폰의 구조적 문제점을 극복할 수 잇는 수 마이크로미터 (um) 두께만 가공하는 간단하고 단순한 멤스 마이크로폰 및 그 제조 방법을 제공할 수 있다.

본 발명의 일 측면을 참조하면,기판, 상기 기판의 상단에 형성되는 후방 음향 챔버, 상기 후방 음향 챔버의 상단에 형성되는 하부 전극, 상기 하부 전극의 상단에 형성되는 진동판, 상기 후방 음향 챔버의 외주면에 형성되는 전극판 기둥, 상기 하부 전극을 지지하고 상기 전극판 기둥에 결합되는 하부 전극판 지지대 및 상기 진동판을 지지하고 상기 전극판 기둥에 결합되는 진동판 지지대를 포함하는 멤스(MEMS) 마이크로폰을 제공할 수 있다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 진동판은 상부 전극 및 절연막을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. 또한, 상기 하부 전극은 상기 하부 전극을 지지하고 하 부 전극 기둥과 결합하는 하부 전극 지지대를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. 또한, 상기 후방 음향 챔버 및 상기 하부 전극의 사이에 형성되는 하부 전극 갭 을 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 하부 전극 및 상기 진동판 사이에 형성되는 상부 전극 갭 및 상기 하부 전극의 내부에 상기 상부 전극 갭을 형성하기 위한 하부 전극홀을 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 진동판은 상기 진동판의 외주면에 형성되는 진동판 스프링을 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 진동판 스프링은 상기 진동판의 외주면을 따라 굴곡을 가지는 형태인 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 다른 일 측면을 참조하면, 기판의 상단에 하부 전극 희생층을 형성하는 단계, 상기 하부 전극 희생층의 상단에 하부 전극 및 하부 전극판 지지대를 형성하는 단계, 상기 형성된 하부 전극에 소정의 하부 전극홀을 형성하는 단계, 상기 하부 전극의 상단에 상부 전극 희생층을 형성하는 단계, 상기 형성된 상부 전극 희생층의 상단에 절연막 및 상부 전극으로 구성되는 진동판 및 진동판 지지대를 형성하는 단계, 상기 하부 전극 희생층 및 상기 상부 전극 희생층을 식각하여 하부 전극 갭 및 상부 전극 갭을 형성하는 단계 및 상기 형성된 하부 전극 갭의 하단에 존재하는 상기 기판을 소정의 깊이로 식각하여 후방 음향 챔버를 형성하는 단계를 포함하는 멤스 마이크로폰 제조 방법을 제공할 수 있다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 하부 전극을 형성하는 단계는 상기 하부 전극을 지지하기 위한 하부 전극 지지대를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 진동판을 형성하는 단계는 상기 진동판의 스프링 상수를 조절하기위한 진 동판 스프링을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 후방 음향 챔버를 형성하는 단계는 상기 하부 전극 갭을 이용하여 습식 식각 하는 것을 특징으로 할 수 있다.

상술한 바와 같이 종래의 기판 상하부 공정을 모두 이용하여 제작되는 멤스 마이크로폰의 문제점을 보완한 본 발명의 표면 미세 기계 가공 멤스 마이크로폰은 반도체 공정의 복잡한 공정과정을 개선하여 공정을 단순화하여 내구성을 높일 수 있고 외부환경에 대한 시스템의 안정성을 높일 수 있다. 그리고 후방음향챔버를 제작하기 위해 사용되었던 기판 하부 공정을 기판 상부 공정으로 대체할 수 있으므로 안정적인 구조로 인해 제조 과정에서 발생되는 불량을 최소화할 수 있으며, 제조 공정이 비교적 간단하고 용이하여 제조 수율을 증대시킬 수 있다.

그러면 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 멤스 마이크로폰 및 그 제조 방법을 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 표면 미세기계가공으로 구현되는 하부전극지지대를 갖는 멤스 마이크로폰의 평면도이다.

도 2를 참조하면, 상기 실선으로 보이는 부분은 본 발명에 따른 멤스 마이크로폰에서 실제로 보이는 부분 즉 진동판(211), 진동판 스프링(203) 및 진동판 지지 대(209)를 나타내며, 점선으로 보이는 부분은 상기 진동판의 하부 구조인 하부 전극 홀(207), 하부 전극 지지대(205), 하부 전극판 지지대(201)를 나타낸다. 또한 상기 멤스 마이크로폰이 형성되는 기판(200)이 표시되어있다. 또한 참조번호 215 및 213은 본 발명의 멤스 마이크로폰의 내부구조의 표면 미세 가공을 위한 상부 전극판 측면 홀(213) 및 하부 전극판 측면 홀(215)이다.

이러한 멤스 마이크로폰의 세부적인 구성은 상기 A1-A2 절취선 및 B1-B2 절취선에 따른 단면을 설명하는 도 3에서 자세히 설명하도록 한다.

도 3은 본 발명에 따른 멤스 마이크로폰의 단면을 나타내는 도면이다.

도 3a는 상기 도 2의 A1-A2 부분을 절취한 단면도, 도 3b는 도 2의 B1-B2 부분을 절취한 단면도를 나타낸다.

종래의 콘덴서형 멤스 마이크로폰은 상기 도1에서 알 수 있는 바와 같이 하부전극(102)과 상부전극(107)사이에 하나의 상부 전극 갭(110)을 사용하고 있지만 본 발명은 종래의 상부 전극 갭(110) 이외에 하부전극 아래에 또 다른 일정간격을 가지는 구조를 형성한다. 이러한 구조는 종래의 마이크로폰에서 후방음향챔버(109)를 형성할 때 기판 하부 공정을 진행하는 것과는 다르게 기판 상부 공정만으로 멤스 마이크로폰을 제작할 수 있는 특징을 보여준다.

도 3a는 상기 도2의 A1-A2 부분을 절취한 단면도를 나타낸 것으로서, 우선 임의의 기판(200)에 일정간격을 가지고 상부에 위치하는 하부전극(307)이 형성된다. 하부전극(307)은 음향센서의 고정전극으로 사용되기 위하여 하부전극지지 대(205)가 형성되며 동시에 상부 전극 희생층 제거용 하부전극홀(207)이 형성된다. 이러한 상부 전극 희생층은 상기 도 4에서 자세히 설명하겠지만, 결과적으로 상부 전극 갭(305)이 된다. 하부전극(307)은 하부전극지지대(205)와 더불어 하부 전극판지지대(201)에 의해 기판(200)과 일정간격을 유지하도록 제작된다. 이러한 일정 간격은 결국 기존 기술에서 기판의 뒷면을 이용하여 형성되던 후방음향 챔버(109)와 동일한 역할을 하는 후방 음향 챔버(313)가 된다. 이러한 후방 음향 챔버(313)는 역할 또한 기존의 후방 음향 챔버(109)와 동일하게 진동판의 진동을 외부의 음성 진동에 따라 선형적으로 진동할 수 있도록 하는 역할을 담당한다. 후방 음향 챔버(313)는 도 4에서 자세히 설명하겠지만, 나중에 하부 전극 갭(309)으로 형성되는 하부 전극 희생층 및 기판(200)을 식각하여 형성된다.

또한, 하부전극(307)위에는 일정간격을 가지고 상부에 위치하는 진동판 (211)이 형성된다. 상기 진동판(211)은 고정전극과의 단선을 막기 위해 사용되는 절연막(303)과 상대 전극으로 사용되는 상부전극(301)으로 구성되며 진동판지지대(209)는 기판(200)에 고정된다. 진동판(211)을 구성하는 절연막(303)과 상부전극(301)을 이용하여 하부전극(307)위에 진동판(211)의 진동판스프링(203)을 만들어준다. 상기 진동판 스프링은 외부로부터 입력되는 음성 진동에 따라 진동판이 선형적으로 진동할 수 있도록 진동판의 스프링 상수를 조절하는 역할을 담당한다. 따라서 본 도면에서는 1회의 굴곡으로 이루어져 있으나, 진동판의 스프링 상수의 조절을 위하여 굴곡의 폭이나 횟수를 조절할 수 있음은 당연하다.

도 3b는 상기 도2의 B1-B2 부분을 절취한 단면도를 나타낸 것으로서 특히 상 부 전극판 측면 홀(213) 및 하부 전극판 측면 홀(215)을 표현하고 있다.

상부 전극판 측면 홀(213)은 상기 진동판(211)과 하부 전극을 형성하기 위한 표면 미세 가공을 위해서 형성되는 홀이고, 하부 전극판 측면 홀(215)은 상기 하부 전극(307)층 아래의 층을 표면 미세 가공하기위해서 형성되는 홀이다.

즉 상기에서 설명하는 구조를 형성하기위하여 멤스 마이크로폰의 내부를 가공하거나 내부 식각을 위하여 식각액 등이 흘러들어가는 부분이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 표면 미세기계가공법을 사용한 후방 음향챔버 형성 과정을 나타내는 순서도이다.

참조 번호 410 도면은 하부 전극 희생층(401) 및 상부 전극 희생층(401)을 식각하기 전의 멤스 마이크로폰 구조를 나타내는 단면도이다.

이러한 구조를 형성하기 위해서는 우선 임의의 기판위에 하부 전극 희생층(401)을 형성하고 그런 다음 고정전극으로 작동하는 하부전극(307)을 만들어 준다. 이 때, 하부전극(307)이 고정전극으로 사용되기 위해서 하부전극(307) 일부를 기판에 고정하는 하부전극지지대(205)를 형성시킨다.

그런 다음 상기 하부 전극(307)의 일부에 하부 전극홀(207)을 형성한다. 이러한 하부 전극홀(207)은 이후 형성되는 상부 전극 희생층(401)을 제거하기 위한 것이다. 그런 다음 상기 하부 전극(307)의 상단에 진동판(211)을 형성하기 위한 상부 전극 희생층(401)을 형성하고 상기 상부 전극 희생층(401)의 상단에 진동판(211)을 구성하는 절연막(303)과 상부전극(301)이 형성된다. 절연막(303)은 상부 전극(301)과 하부전극(307)의 단락을 방지하기 위해 형성된다. 특히, 진동판(211)을 형성할 경우에 진동판(211)의 외곽에 진동판(211)의 유연성을 조절할 수 있는 진동판스프링(203)이 형성하여 본 발명의 멤스 마이크로폰의 민감도를 향상시킬 수 있다.

이러한 단계를 거쳐서 참조 번호 410과 같은 구조를 형성하게 된다.

참조 번호 420은 상기 참조 번호 410의 구조에서 상부 전극 희생층(401) 및 하부 전극 희생층(401)을 제거하는 단계를 나타낸다. 우선 하부 전극 희생층(401)을 제거하여 하부 전극 갭(305)이 형성되는데 이러한 하부 전극 갭(305)은 상기 고정 전극인 하부 전극의 하단에 형성되는 공간으로 이 공간을 이용하여 본 발명의 핵심적인 특성인 후방 음향 챔버를 형성할 수 있다. 그런 다음 상기 참조 번호 410 구조를 형성할 때 생성한 하부 전극홀(207)을 통하여 상부 전극 희생층(401)을 제거한다. 이렇게 생성된 상부 전극 갭(305)은 상기 참조 번호 410 단계에서 형성된 진동판이 자유롭게 진동할 수 있는 공간을 생성하는 역할을 담당한다. 이러한 상부 전극 희생층 및 하부 전극 희생층은 상부 전극층 측면 홀 및 하부 전극층 측면 홀을 통하여 미세가공기술로 식각할 수 있다.

참조 번호 430은 후방 음향 챔버(313)를 형성하는 과정을 나타내는 도면이다.

상기 참조 번호 420에서 상부 전극 갭(305) 및 하부 전극 갭(309)이 형성되면, 하부 전극 갭(309)의 하부에 후방 음향 챔버(313)를 형성한다. 이러한 후방 음향 챔버(313)는 별도의 마스크공정 없이 단순하게 습식에칭(wet-eching)에 의해 형 성시킬 수 있다. 이러한 후방 음향 챔버(313)의 구조는 하부전극지지대(205) 밑에는 하부전극기둥(315)이 놓여지고 하부 전극판 지지대(201) 및 진동판지지대(209) 밑에는 전극기둥(311)이 놓여지게 된다. 하부전극기둥(315) 및 전극기둥(311)은 후방 음향 챔버(313) 형성과정에서 만들어지며 고정전극 및 진동판(211)을 기판(200)에 고정하는 역할을 하고 있다. 하부전극기둥(315)은 하부전극(307)이 고정전극 역할을 하므로 후방 음향 챔버(313) 사이에 일정간격으로 놓여지게 된다. 후방 음향 챔버(313)의 크기는 정전용량의 변화량을 감지하는 하부 전극(307)의 전체 넓이로 결정되며 깊이는 일정간격으로 하부 전극(307)을 고정하고 있는 하부 전극판 지지대(201)를 형성할 수 있는 최대 깊이로 결정된다. 보다 깊은 후방 음향 챔버(313)를 형성하기위해 기판(200)을 계속해서 에칭 할 경우, 기판(200)의 상부 식각으로 구성되는 하부 전극 지지대(201)의 지지 면적이 점점 작아지게 되어 결국에는 고정전극의 기능을 상실하게 되는 결과를 초래하게 되기 때문이다.

도 5는 본 발명에 따른 멤스 마이크로폰의 하부전극 부분을 나타내는 도면이다.

도 5를 참조하면 본 발명에 따른 멤스 마이크로폰의 하부전극(307)을 나타낸다. 이러한 하부 전극(307)은 기판(200)의 상부에 표면 미세 기계 가공 기술을 이용하여 형성되며, 도 2에서 점선으로 표시되는 부분이다. 이러한 하부 전극(307)은 상기의 도면들에서 설명한 바와 같이 하부 전극 홀(207) 및 하부 전극 지지대(205)를 포함하고 있다. 이러한 하부 전극(307)의 평면도를 통하여 하부 전극홀의 배열 및 하부 전극 지지대의 형태를 확인할 수 있다. 또한 상기 구조를 형성하기 위한 하부 전극판 측면 홀(215)의 형태를 확인할 수 있다. 특히 C1-C2 및 D1-D2 선은 상기 하부 전극(307)의 단면을 설명하기 위한 절단선으로 이에 따른 하부 전극(307)의 단면은 도 6에서 자세히 설명하도록 한다.

도 6은 도 5에서 설명된 하부 전극의 단면도를 나타내는 도면이다.

도 6a는 도 5에서 C1-C2 부분을 절취한 단면도, 도 6b는 D1-D2 부분을 절취한 단면도이다.

도 6a를 참조하면 C1-C2 부분의 단면도로서 하부 전극판 지지대(201)를 포함하는 단면이다. 상기 단면을 참조하면, 하부 전극 지지대(205)의 형태 및 하부 전극홀(207)의 단면을 확인할 수 있다. 또한 후방 음향 챔버가 형성되기 전의 하부 전극 갭(309)의 모양을 확인할 수 있다.

도 6b는 D1-D2 부분의 단면도로서 하부 전극판 지지대가 보이지 않고 대신 하부 전극판 측면 홀(215)이 나타나 있다. 이러한 하부 전극판 측면 홀(215)을 통하여 상기 구조를 가공하고, 상기 도6a에서 나타나는 하부 전극 갭을 형성할 수 있다.

도 7은 본 발명에 따른 멤스 마이크로폰의 진동판의 평면도를 나타낸다.

도 7을 참조하면 멤스 마이크로폰의 진동판의 평면은 기판(200)위에 형성되는 진동판(211), 진동판 지지대(209), 진동판 스프링(203) 및 상부 전극판 측면 홀(213)을 포함한다. 진동판(211)은 하부전극위에 일정간격을 가지고 상부에 위치하도록 형성된다. 상기 진동판(211)은 고정전극과의 단선을 막기 위해 사용되는 절연막과 상대 전극으로 사용되는 상부전극으로 구성되며 진동판지지대(209)는 기판(200)에 고정된다. 진동판(211)을 구성하는 절연막(303)과 상부전극(301)을 이용하여 하부전극(307)위에 진동판(211)의 진동판스프링(203)을 만들어준다.

또한 상기 E1-E2 및 F1-F2 점선은 본 발명의 진동판(211)의 단면을 나타내기 위한 절단선을 표시한다.

도 8은 도 7에서 설명된 진동판의 단면을 나타내는 도면이다.

여기서 도 8a는 도 7의 E1-E2 부분을 절취한 단면도이고 , 도 8b는 도 7의 F1-F2 부분을 절취한 단면도이다.

도 8a를 참조하면, 진동판 지지대(209)를 포함하는 진동판(211)의 단면도를 나타낸다. 상기 단면도를 참조하면, 진동판이 상부 전극(301) 및 절연막(303)으로 구성됨을 알 수 있다. 또한 진동판 스프링(203)의 단면을 알 수 있다.여기서 진동판 스프링(203)은 진동판(211)의 유연성을 나타내는 진동판 스프링 상수를 조절할 수 있으므로 본 발명에 따른 마이크로폰의 민감도를 제어할 수 있다. 진동판(211)이 진동판지지대(209)에 단단하게 고정되면 큰 장력이 진동판(211)에 가해지므로 진동판(211)에 가해지는 음압에 대한 반응량이 적어 마이크로폰의 민감도는 낮게 된다. 반대로 진동판(211)이 진동판지지대(209)에 고정되면서 장력을 저하시키는 진동판스프링(203)을 갖게 되면 진동판(211)의 유연성이 증가하게 되어 마이크로폰 의 민감도를 향상시킨다. 이러한 진동판스프링(203)은 진동판(211)의 외곽으로 한번의 굴곡을 가지는 형태로 나타나고 있지만 좀 더 유연한 진동판(211)의 스프링상수를 가지기 위해서는 더 많은 진동판스프링(203)을 가질 수 있으며 하부전극(307)에 고정될 수 도 있고 일정간격 위에 위치할 수도 있다. 도 8b는 상부 전극판 측면 홀(213)을 포함하는 단면을 나타낸다. 여기서 확인할 수 있는 바와 같이 상기 진동판(211)을 미세가공하기 위해서는 상부 전극판 측면 홀(213)이 존재해야 함을 알 수 있다.

도 9는 본 발명의 일 실시예의 전자현미경 사진이다.

상기 도9를 참조하면 상부 전극판 지지대(209)의 형상이 상기에서 설명된 도 2 및 도 7의 형상과 약간 상이한 것을 알 수 있다. 즉, 상기 진동판 지지대(209)의 형상은 본 발명의 기술 범위 내에서 필요에 따라 다양하게 변형될 수 있음을 나타낸다. 또한 진동판스프링(203)의 구조 또한 마찬가지이다.

상기에서 설명된 본 발명의 실시 예는 이 기술분야에서 통상적인 지식을 가지 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로, 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 상기에서 기술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명과 비교되는 종래의 콘덴서형 멤스 마이크로폰의 단면도.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 표면 미세기계가공으로 구현되는 하부전극지지대를 갖는 멤스 마이크로폰의 평면도.

도 3a는 상기 도 2의 A1-A2 부분을 절취한 단면도.

도 3b는 상기 도 2의 B1-B2 부분을 절취한 단면도.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 표면 미세기계가공법을 사용한 후방 음향챔버 형성 과정을 나타내는 순서도.

도 5는 본 발명에 따른 멤스 마이크로폰의 하부전극 부분을 나타내는 도면.

도 6a는 상기 도 5에서 C1-C2 부분을 절취한 단면도

도 6b는 상기 도 5에서D1-D2 부분을 절취한 단면도.

도 7은 본 발명에 따른 멤스 마이크로폰의 진동판의 평면도.

도 8a는 상기 도 7의 E1-E2 부분을 절취한 단면도.

도 8b는 상기 도 7의 F1-F2 부분을 절취한 단면도.

도 9는 본 발명의 일 실시예의 전자현미경 사진.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

101, 200: 기판 102, 307: 하부 전극

103, 207: 하부 전극 홀 105, 211: 진동판

106, 303: 절연막 107, 301: 상부 전극

108, 209: 진동판 지지대 109, 313: 후방 음향 챔버

110, 305: 상부 전극 갭 205: 하부 전극 지지대

201: 하부 전극판 지지대 203: 진동판 스프링

309: 하부 전극 갭 315: 하부 전극 기둥

311: 전극판 기둥

Claims (11)

1. 기판;

   상기 기판의 상단에 형성되는 후방 음향 챔버;

   상기 후방 음향 챔버의 상단에 형성되는 하부 전극;

   상기 하부 전극의 상단에 형성되는 진동판;

   상기 후방 음향 챔버의 외주면에 형성되는 전극판 기둥;

   상기 하부 전극을 지지하고 상기 전극판 기둥에 결합되는 하부 전극판 지지대 및

   상기 진동판을 지지하고 상기 전극판 기둥에 결합되는 진동판 지지대

   를 포함하는 멤스(MEMS) 마이크로폰.
2. 제1항에 있어서,

   상기 진동판은 상부 전극 및 절연막을 포함하는 것

   을 특징으로 하는 멤스 마이크로폰.
3. 제1항에 있어서,

   상기 하부 전극은 상기 하부 전극을 지지하고 하부 전극 기둥에 결합되는 하부 전극 지지대를 더 포함하는 것

   을 특징으로 하는 멤스 마이크로폰.
4. 제1항에 있어서,

   상기 후방 음향 챔버 및 상기 하부 전극의 사이에 형성되는 하부 전극 갭

   을 더 포함하는 멤스 마이크로폰.
5. 제1항에 있어서,

   상기 하부 전극 및 상기 진동판 사이에 형성되는 상부 전극 갭 및

   상기 하부 전극의 내부에 상기 상부 전극 갭을 형성하기 위한 하부 전극홀

   을 더 포함하는 멤스 마이크로폰.
6. 제1항에 있어서,

   상기 진동판은 상기 진동판의 외주면에 형성되는 진동판 스프링

   을 더 포함하는 멤스 마이크로폰.
7. 제6항에 있어서,

   상기 진동판 스프링은 상기 진동판의 외주면을 따라 굴곡을 가지는 형태인 것을 특징으로 하는 멤스 마이크로폰.
8. 기판의 상단에 하부 전극 희생층을 형성하는 단계;

   상기 하부 전극 희생층의 상단에 하부 전극 및 하부 전극판 지지대를 형성하는 단계;

   상기 형성된 하부 전극에 소정의 하부 전극 홀을 형성하는 단계;

   상기 하부 전극의 상단에 상부 전극 희생층을 형성하는 단계;

   상기 형성된 상부 전극 희생층의 상단에 절연막 및 상부 전극으로 구성되는 진동판 및 진동판 지지대를 형성하는 단계;

   상기 하부 전극 희생층 및 상기 상부 전극 희생층을 식각하여 하부 전극 갭 및 상부 전극 갭을 형성하는 단계 및

   상기 형성된 하부 전극 갭의 하단에 존재하는 상기 기판을 소정의 깊이로 식각하여 후방 음향 챔버를 형성하는 단계

   를 포함하는 멤스 마이크로폰 제조 방법.
9. 제8항에 있어서,

   상기 하부 전극을 형성하는 단계는

   상기 하부 전극을 지지하기 위한 하부 전극 지지대를 형성하는 단계

   를 더 포함하는 멤스 마이크로폰 제조 방법.
10. 제8항에 있어서,

    상기 진동판을 형성하는 단계는

    상기 진동판의 스프링 상수를 조절하기위한 진동판 스프링을 형성하는 단계

    를 더 포함하는 멤스 마이크로폰 제조 방법.
11. 제8항에 있어서,

    상기 후방 음향 챔버를 형성하는 단계는

    상기 하부 전극 갭을 이용하여 습식 식각 하는 것

    을 특징으로 하는 멤스 마이크로폰 제조 방법.

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