KR20100033129A - Acoustic-signal/electric-signal converting device and method for fabricating the same - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: An acoustic signal to electric signal converting device and a manufacturing method thereof are provided to improve a vibrating function by flexibly operating the thinning process of a vibration plate. CONSTITUTION: A back chamber(BC) is formed in a substrate(101). A vibration plate(102) is formed on the substrate in order to cover up the back chamber. A variable electrode(103) is formed on the suspending area of the vibration plate corresponding to the back chamber. A cover plate(105) defines an acoustic hole and an air gap. The cover plate is formed in the vibration plate in order to cover up the variable electrode. The cover plate operates as the fixed electrode corresponding to the variable electrode. The cover plate is formed by an electroplating process utilizing a polymer based sacrificial layer.

Description

음/전 변환 소자 및 그 제조방법{Acoustic-signal/electric-signal converting device and method for fabricating the same}Acoustic-signal / electric-signal converting device and method for fabricating the same

본 발명은 음/전 변환 소자 및 그 제조방법에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 <커버 플레이트 형성의 기저 모체가 되는 희생층을 저온에서 생성/제거가 용이한 폴리머 계열의 물질로 변경하는 조치>, <커버 플레이트의 형성절차를 저온에서 공정진행이 가능한 전기도금 절차로 변경하는 조치>, <커버 플레이트의 일부에 진동판과 커버 플레이트의 점착을 차단하기 위한 점착차단 딤플(Dimple)을 추가 설치하는 조치>, <커버 플레이트 및 기판의 접촉 계면에, 절연성 강화를 위한 절연층을 추가 배치하는 조치>, <백 챔버를 Deep-RIE(Deep Reactive Ion Etching), 비 등방성 식각 등의 이중 공정을 통해 형성하는 조치> 등을 탄력적으로 응용 구현하고, 이를 통해, 음/전 변환 소자 및 신호처리 칩의 원-스텝 제조 프로세스화, 커버 플레이트 및 진동판의 점착에 따른 문제점발생 차단, 기생용량의 발생량 감소, 백 챔버의 규모 극대화 등을 효과적으로 현실화시킴으로써, 생산업체 측에서, 음/전 변환 소자 및 신호처리 칩의 이원화된 제조환경에 따른 피해, 커버 플레이트 및 진동판의 점착에 따른 피해, 기생용량의 발생량 증가에 따른 피해, 백 챔버의 규모 축소에 따른 피해 등을 손쉽게 회피할 수 있도록 가이드 할 수 있는 음/전 변환 소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a negative / electric conversion element and a method for manufacturing the same, and more particularly, <measurement for changing a sacrificial layer serving as a base matrix of cover plate formation to a polymer-based material which is easy to generate / remove at low temperature>, <Measurement of changing the cover plate formation procedure to an electroplating procedure capable of proceeding at low temperatures>, <Additional installation of an adhesive barrier dimple to block the adhesion of the diaphragm and the cover plate to a part of the cover plate> , <Additional disposition of insulating layer at the contact interface between cover plate and substrate>, <Measurement of forming back chamber through double process such as Deep Reactive Ion Etching (Deep-RIE) and Anisotropic Etching > And the application of elasticity, etc., through this, one-step manufacturing process of negative / electric conversion element and signal processing chip, problem caused by adhesion of cover plate and diaphragm By effectively realizing the blocking, reducing the amount of parasitic capacity, and maximizing the size of the back chamber, on the producer side, the damage caused by the dual manufacturing environment of the negative / electric conversion element and the signal processing chip, and the adhesion of the cover plate and the diaphragm The present invention relates to a negative / electric conversion element and a method of manufacturing the same, which can guide the damage, the damage caused by the increased amount of parasitic capacitance, and the damage caused by the reduction of the back chamber.

근래에, 정보통신기기, 음향기기 등과 같은 각종 전자기기의 관련기술이 급격한 발전을 이루면서, 음향신호(Acoustic signal)를 전기적인 신호(Electric signal)로 변환시키는 음/전 변환 소자의 수요 또한 급격한 증가 추세를 나타내고 있다. In recent years, as the related technologies of various electronic devices such as information and communication devices, sound devices, etc. have made rapid progress, the demand for sound / electric conversion elements for converting acoustic signals into electric signals has also increased rapidly. It shows a trend.

통상, 이러한 종래의 기술에 따른 음/전 변환 소자, 예컨대, MEMS형(Micro-ElectroMechanical System type) 음/전 변환 소자(10)는 도 1에 도시된 바와 같이, 가변전극(15)을 구비하는 진동판(12)과, 이 진동판(12)을 커버한 상태에서, 음향 홀(14) 및 에어 갭(AG: Air gap)을 구비/형성하면서, 앞의 가변전극(15)에 상응하는 고정전극으로 작용하는 커버 플레이트(13)와, 진동판(12), 커버 플레이트(13) 등을 지지하면서, 백 챔버(BC: Back chamber)를 형성/정의하여, 진동판(12) 및 가변전극(15)을 백 챔버(BC) 상에 부유(Suspending)시키는 기판(11) 등이 유기적으로 조합된 구성을 취하게 되며, 이 상황에서, 외부에서 음향이 유입되고, 이 음향이 상술한 음향 홀(14), 에어 갭(AG), 백 챔버(BC) 등을 거쳐 흐르는 경우, 해당 음향신호를 전기적인 신호로 변환·생성하는 역할을 수행하게 된다. Typically, such a conventional negative / electric conversion element, for example, a MEMS type micro / electro-electric conversion element 10 has a variable electrode 15, as shown in FIG. With the diaphragm 12 and the diaphragm 12 covered, the acoustic hole 14 and the air gap (AG) are provided / formed, and the fixed electrode corresponding to the former variable electrode 15 is provided. While supporting the cover plate 13, the diaphragm 12, the cover plate 13, and the like, a back chamber (BC) is formed / defined to back the diaphragm 12 and the variable electrode 15. Substrate 11 or the like suspended on the chamber BC has a configuration in which organically combined, in this situation, the sound is introduced from the outside, the sound is the sound hole 14, air described above When flowing through the gap AG, the back chamber BC, etc., it plays a role of converting and generating a corresponding acoustic signal into an electrical signal.

이때, 생산업체 측에서는 화학기상증착 공정(CVD process: Chemical Vapor Deposition process) 등을 진행시켜, 진동판(12) 상에 옥사이드, 나이트라이드, 폴리실리콘 등의 재질을 가지는 같은 희생층(Sacrificial layer: 도시 안됨)을 사전 형성시킨 다음, 이 희생층을 기저 모체로 활용하여, 폴리실리콘 등의 원료물질을 증착시키고, 이후, 해당 희생층을 제거시키는 등의 절차를 진행시켜, 에어 갭(AG)을 정의하는 커버 플레이트(13)를 형성시키게 된다. At this time, the producer side proceeds with a chemical vapor deposition process (CVD process), such as having a material such as oxide, nitride, polysilicon on the diaphragm 12 (Sacrificial layer: not shown) ), The sacrificial layer is used as a base matrix to deposit a raw material such as polysilicon, and then the sacrificial layer is removed to define an air gap AG. The cover plate 13 is formed.

한편, 음/전 변환 소자(10)의 주변에는 음/전 변환 소자(10)와 동일 회로 기판 내에서 조합되어 하나의 독립된 패키지를 이루는 예컨대, CMOS 칩과 같은 신호처리 칩(도시 안됨)이 추가 배치된다. Meanwhile, a signal processing chip (not shown), such as a CMOS chip, which is combined with the negative / negative conversion element 10 in the same circuit board as one independent package, is added to the periphery of the negative / negative conversion element 10. Is placed.

이 경우, 신호처리 칩은 와이어 등의 전기연결수단(물론, 이러한 전기연결수단의 종류 및 구성은 상황에 따라 다양한 변형을 이룰 수 있다)을 매개로, 음/전 변환 소자(10)의 커버 플레이트(13) 및 진동판(12) 등과 일련의 전기적인 연결관계를 형성하게 되며, 이 상황에서, <음/전 변환 소자(10) 측으로 동작전원을 공급하는 역할>, <음/전 변환 소자(10)에 의해 변환·생성된 전기적인 신호를 후속 처리한 후, 후속 처리 완료된 전기적인 신호를 음/전 변환 소자(10)가 소속된 전자기기 측으로 전달하는 역할> 등을 다채롭게 수행하게 된다.In this case, the signal processing chip is a cover plate of the negative / electric conversion element 10 via an electrical connection means such as a wire (of course, the type and configuration of the electrical connection means can be variously modified depending on the situation). (13) and the diaphragm 12 and the like to form a series of electrical connection, in this situation, <the role of supplying the operating power to the negative / pre conversion element 10 side>, <negative / pre conversion element 10 After the subsequent processing of the electrical signal converted and generated by the), the role of delivering the electrical signal after the subsequent processing to the electronic device to which the negative / pre-conversion device 10 belongs> and the like.

물론, 이러한 신호처리 칩은 음/전 변환 소자(10)와 동일 회로 기판 내에서, 하나의 독립된 패키지를 이루며 조합 배치되기 때문에, 이 음/전 변환 소자(10)와 신호처리 칩을 해당 회로 기판 내에서 원-스텝 프로세스(One-step process)로 한꺼번에 제조할 수 있게 된다면, 생산업체 측에서는 패키징 공정을 위시한 전체적인 제조공정의 간략화로 인하여, 예컨대, 공정비용이 크게 줄어드는 이점, 공정효율이 대폭 상승되는 이점 등을 매우 효과적으로 향유할 수 있게 된다.Of course, since the signal processing chip is arranged in a separate package in the same circuit board as the negative / pre conversion element 10, the signal processing chip 10 and the signal processing chip may be connected to the circuit board. If it is possible to manufacture in one-step process at once, manufacturers can greatly reduce the overall manufacturing cost including the packaging process, for example, the process cost is greatly reduced, and the process efficiency is greatly increased. This can enjoy the effect very effectively.

더욱이, 이러한 <신호처리 칩 및 음/전 변환 소자(10)의 원-스텝 프로세스화>가 가능해진다면, 생산업체 측에서는 별다른 문제점 없이 신호처리 칩을 음/전 변환 소자(10) 내에 통합할 수 있게 됨으로써, 패키지의 크기가 비약적으로 축소되는 탁월한 효과를 융통성 있게 향유할 수 있게 됨은 물론, 신호처리 칩 및 음/전 변환 소자(10)의 단일통합을 통해, <와이어 등과 같은 불필요한 전기연결수단>을 손쉽게 제거시킬 수 있게 됨으로써, 소자의 전체적인 성능이 대폭 향상되는 탁월한 효과 또한 융통성 있게 향유할 수 있게 된다.Furthermore, if the &quot; one-step processing of the signal processing chip and the negative / pre conversion element 10 > becomes possible, the manufacturer can integrate the signal processing chip into the negative / pre conversion element 10 without any problems. In this way, it is possible to flexibly enjoy the excellent effect that the size of the package is drastically reduced, as well as through the single integration of the signal processing chip and the negative / electric conversion element 10, the unnecessary unnecessary electrical connection means such as wires. This can be easily removed, providing the flexibility to enjoy the outstanding effect of significantly improving the overall performance of the device.

그러나, 상술한 바와 같이, 종래의 체제 하에서, 음/전 변환 소자(10)에 소속된 커버 플레이트(13)는 600℃ 이상의 매우 높은 고온에서만 그 공정수행이 가능한 절차, 예를 들어, <옥사이드, 나이트라이드, 폴리실리콘 등과 같은 희생층을 고온에서 형성하고 제거하는 절차(예컨대, CVD 절차)>, <희생층 상에 폴리실리콘 등의 원료물질을 고온에서 증착시키는 절차(예컨대, LPCVD 절차)> 등을 필수적으로 거쳐 제조되기 때문에, 만약, 생산업체 측에서 별다른 조치 없이, 음/전 변환 소자(10)와 신호처리 칩을 동일 회로 기판 내에서 원-스텝 프로세스로 동반 제조하고자 하는 경우, 해당 생산업체 측에서는 <커버 플레이트(13)의 제조에 기인한 열 충격으로 인해 회로 기판 상에 조합 배치되어 있던 신호처리 칩이 크게 손상되는 피해>를 피할 수 없게 되며, 결국, 별도의 조치가 취해지지 않는 한, 생산업체 측에서는 상술한 여러 장점에도 불구하고, <음/전 변환 소자(10) 및 신호처리 칩의 원-스텝 제조 프로세스화>를 전혀 현실화시킬 수 없게 된다.However, as described above, under the conventional regime, the cover plate 13 belonging to the negative / electric conversion element 10 is a procedure that can be performed only at a very high temperature of 600 ° C. or higher, for example, <oxide, A process of forming and removing a sacrificial layer such as nitride and polysilicon at a high temperature (e.g., a CVD procedure)>, <a process of depositing a raw material such as polysilicon on a sacrificial layer at a high temperature (e.g., an LPCVD procedure)> If the manufacturer wants to manufacture the negative / electric conversion element 10 and the signal processing chip together in a one-step process in the same circuit board without any action on the part of the manufacturer, On the side, the <damage in which the signal processing chips that are combined and arranged on the circuit board due to the thermal shock due to the manufacture of the cover plate 13 is greatly damaged> cannot be avoided. Unless action is taken, the producer side cannot realize the one-step manufacturing process of the audio / electric conversion element 10 and the signal processing chip at all despite the aforementioned advantages.

물론, 이처럼 <음/전 변환 소자(10) 및 신호처리 칩의 원-스텝 제조 프로세스화>가 불가능한 상황 아래에서, 생산업체 측에서는 음/전 변환 소자(10) 및 신호처리 칩을 별개의 이원화된 프로세스를 통해 개별적으로 제조할 수밖에 없게 됨으 로써, 그에 따른 공정비용 증가 문제점, 공정효율 저하 문제점, 성능저하 문제점, 패키지 크기 증가 문제점 등을 고스란히 겪을 수밖에 없게 되며, 그 여파로, 소비자(음/전 변환 소자(10)를 구매/소비하는 소비자, 음/전 변환 소자(10)가 내장된 전자기기를 구매/소비하는 소비자 포함) 측 역시, 제품가격이 상승하고, 제품크기가 증가하는 등의 여러 심각한 피해를 피할 수 없게 된다.Of course, under such a situation that the <one-step manufacturing process of the negative / pre conversion element 10 and the signal processing chip> is impossible, the producer side separates the negative / pre conversion element 10 and the signal processing chip from each other. As it is forced to manufacture separately through the process, the process cost increase, process efficiency decrease, performance degradation problem, and package size increase problem are inevitably suffered. As a result, consumers (negative / electric conversion The consumer who purchases / consumes the element 10, including the consumer who purchases / consumes the electronic device incorporating the negative / electric conversion element 10) also has several serious problems such as an increase in the price of the product and an increase in the size of the product. The damage is inevitable.

한편, 상술한 바와 같은 종래의 음/전 변환 소자(10) 체제 하에서, 외부의 음향이 커버 플레이트(13)에 형성된 음향 홀(14)을 통해 유입되고, 이 음향이 에어 갭(AG)을 거쳐 흐르게 되는 경우, 진동판(12)은 해당 음향에 기인한 음압에 의해 일정 크기의 압축을 받게 됨으로써, 결국, 백 챔버(BC) 방향으로 신속하게 진동하는 동작을 일으키게 된다. On the other hand, under the conventional sound / electric conversion element 10 system as described above, external sound is introduced through the sound hole 14 formed in the cover plate 13, and the sound passes through the air gap AG. In the case of flowing, the diaphragm 12 is compressed by a certain size by the sound pressure due to the sound, and eventually causes an operation of rapidly vibrating in the direction of the back chamber BC.

물론, 이러한 상황 하에서, 통상, 상술한 진동 동작을 좀더 원활하게 취할 수 있는 진동판일수록 좀더 우수한 품질의 진동판으로 평가받을 수 있기 때문에, 종래의 생산업체 측에서는 진동판(12)의 두께를 좀더 박막화 하는데 있어, 많은 노력을 기울이고 있다.Of course, in such a situation, in general, since the diaphragm capable of smoothly performing the above-described vibration operation can be evaluated as a better quality diaphragm, in the conventional producer side in thinning the thickness of the diaphragm 12, Much effort is being made.

그러나, 이처럼 진동판(12)의 두께를 지나치게 박막화하게 되면, <진동판(12)에게 부여된 진동체로써의 기능>은 크게 향상시킬 수 있겠지만, 이 경우, 생산업체 측에서는 커버 플레이트(13) 및 기판(11)이 상호 접촉되는 부위 A에서, 전체적인 절연두께가 대폭 축소됨으로써, 큰 값의 기생용량이 불가피하게 발생되는 피해를 피할 수 없게 된다.However, if the thickness of the diaphragm 12 is made too thin, the function as the vibrating body imparted to the vibrating plate 12 can be greatly improved. In this case, the cover plate 13 and the substrate ( In the area A where 11) is in contact with each other, the overall insulation thickness is greatly reduced, so that the damage inevitably caused a large parasitic capacitance is inevitable.

물론, 이 상황에서, <커버 플레이트(13) 및 기판(12)의 접촉부위 A에서 발생 된 기생용량>은 감도저하의 원인, 주위의 노이즈를 불필요하게 대량 포획하는 원인, 음/전 변환 소자(10)와 신호처리 칩 사이의 교신을 방해하는 원인 등으로 불가피하게 작용하게 되며, 결국, 음/전 변환 소자(10)의 기능을 크게 떨어뜨리게 된다.Of course, in this situation, the <parasitic capacitance generated at the contact portion A of the cover plate 13 and the substrate 12> may cause a decrease in sensitivity, an unnecessary mass trapping of ambient noise, and a sound / electric conversion element ( 10) and the communication between the signal processing chip inevitably acts as a cause, and eventually, the function of the sound / pre-conversion device 10 is greatly reduced.

더욱이, 종래의 체제 하에서, 진동판(12)은 자신의 강성에 비하여, 상대적으로 큰 면적을 유지하면서, 백 챔버(BC)를 기저로 하여, 공중에 부양되어 있는 구조를 형성하고 있기 때문에, 표면력이라는 변수에 매우 민감한 반응을 보일 수밖에 없게 되며, 그 결과, 만약, 음/전 변환 소자(10)의 제조/사용 도중에 습한 환경이 조성되거나, 음/전 변환 소자(10)의 동작 도중에 과전류 발생 등의 가혹한 환경이 조성되는 경우, 자신에게 정해진 본래 위치를 지키지 못하고, 커버 플레이트(13) 측으로 붙어 점착되는 심각한 불량을 일으키게 된다. Furthermore, under the conventional regime, since the diaphragm 12 maintains a relatively large area compared with its rigidity and forms a structure which is suspended in the air based on the back chamber BC, it is called surface force. It is inevitable to show a very sensitive response to a variable, and as a result, if a humid environment is created during manufacture / use of the negative / pre-conversion device 10, or overcurrent occurs during operation of the negative / pre-conversion device 10. If a harsh environment is created, it may fail to maintain its own original position and cause serious defects to stick to the cover plate 13 side.

물론, 이러한 진동판(12)의 점착불량 상황 하에서, 음/전 변환 소자(10) 측에서는 예컨대, <가변전극(15)이 커버 플레이트(13)와 접촉되어, 불필요한 전기적인 쇼트가 발생>하는 등의 각종 심각한 문제점을 피할 수 없게 되며, 결국, 자신의 음/전 변환 능력이 크게 저하되는 피해를 고스란히 감수할 수밖에 없게 된다. Of course, in such a poor adhesion state of the diaphragm 12, on the negative / electric conversion element 10 side, for example, <the variable electrode 15 is in contact with the cover plate 13, an unnecessary electrical short occurs> Various serious problems can not be avoided, and eventually, they are forced to take the damage that their sound / electric conversion ability is greatly reduced.

한편, 종래의 체제 하에서, 기판(11)을 기저 모체로 하여 형성/정의되는 백 챔버(BC)는 KOH 등의 식각액을 활용한 비등방성 식각공정에 의해 기판(11)의 내측으로 식각되는 절차를 겪어, 진동판(12), 가변전극(15) 등을 기판(11) 상에 부유시키는 구조를 형성하면서, <음/전 변환 소자(10)의 소리 통으로써의 역할>, <진동판(12)의 유효 진동면적을 정의하는 역할> 등을 다채롭게 수행하게 된다. Meanwhile, under the conventional system, the back chamber BC formed / defined using the substrate 11 as a base matrix is etched to the inside of the substrate 11 by an anisotropic etching process using an etching solution such as KOH. In this manner, the diaphragm 12, the variable electrode 15, and the like are formed on the substrate 11, and the &quot; roles as the sound path of the sound / electric conversion element 10 &quot; Role of defining the effective vibration area>.

이 경우, 백 챔버(BC)는 에어 갭(AG)과 더불어, 유입 음향의 주요 흐름경로를 점유하고 있고, 나아가, 진동판(12)의 유효 진동면적을 실질적으로 정의하고 있기 때문에, <백 챔버(BC)의 규모가 어떠한가>하는 문제는 는 음/전 변환 소자(10)의 전체적인 음/전 변환 품질을 결정함에 있어 매우 중요한 팩터로 작용하게 된다.In this case, the back chamber BC occupies the main flow path of the inflow sound along with the air gap AG, and further defines the effective vibration area of the diaphragm 12. The size of BC) is a very important factor in determining the overall sound / pre conversion quality of the sound / pre conversion element 10.

그러나, 이처럼, 백 챔버(BC)의 규모가 음/전 변환 품질의 우수성을 결정함에 있어, 매우 중요한 팩터로 작용함에도 불구하고, 종래의 생산업체 측에서는, 별다른 조치 없이, KOH 등의 식각액을 활용한 비등방성 식각공정을 단 한차례 진행하여(기타 사소한 부가공정은 그 진행이 없다고 가정), 백 챔버(BC)를 형성하고 있는 바, 물론, 이 경우, 해당 백 챔버(BC)의 전체적인 프로파일은 기판(11)을 이루는 실리콘의 결정 방향에 따라, 일정 각도 α1, α2를 이루며 안쪽으로 기울어지는 문제점을 불가피하게 겪을 수밖에 없게 되며, 결국, 그 영향으로 인하여, 백 챔버(BC)의 전체적인 사이즈(규모) 및 그 위에 형성된 진동판(12)의 유효 진동면적은 백 챔버(BC)가 각도 α1, α2를 따라 기울어진 정도만큼 대폭 축소될 수밖에 없게 된다. However, despite the fact that the size of the back chamber BC is a very important factor in determining the superiority of the negative / pre-conversion quality, the conventional producer uses an etchant such as KOH without any action. The anisotropic etching process is performed only once (assuming that no other minor addition process is performed) to form the back chamber BC. Of course, in this case, the overall profile of the back chamber BC is determined by the substrate ( 11) according to the crystal direction of the silicon constituting, inevitably suffers the problem of inclining inward to form a certain angle α1, α2, after all, the overall size (scale) of the back chamber BC and The effective vibration area of the diaphragm 12 formed thereon is inevitably reduced as much as the back chamber BC is inclined along the angles α1 and α2.

물론, 이러한 문제점 하에서, 백 챔버(BC)의 전체적인 사이즈(규모)가 대폭 축소되는 경우, 그에 따라, 백 챔버(BC)는 자신에게 주어진 <소리 통으로써의 역할>, <진동판(12)의 유효 진동면적을 극대화시켜 정의하는 역할> 등을 정상적으로 수행할 수 없게 되며, 결국, 음/전 변환 소자(10)의 음/전 변환 품질은 크게 낮아질 수밖에 없게 된다.Of course, under this problem, when the overall size (scale) of the back chamber BC is greatly reduced, the back chamber BC is thus given a function of <the role of sound tube> and <the vibration plate 12 given to it. The role of maximizing and defining the vibration area> cannot be normally performed, and as a result, the sound / electric conversion quality of the sound / electric conversion element 10 is inevitably lowered.

따라서, 본 발명의 목적은 <커버 플레이트 형성의 기저 모체가 되는 희생층을 저온에서 생성/제거가 용이한 폴리머 계열의 물질로 변경하는 조치>, <커버 플레이트의 형성절차를 저온에서 공정진행이 가능한 전기도금 절차로 변경하는 조치>, <커버 플레이트의 일부에 진동판과 커버 플레이트의 점착을 차단하기 위한 점착차단 딤플(Dimple)을 추가 설치하는 조치>, <커버 플레이트 및 기판의 접촉 계면에, 절연성 강화를 위한 절연층을 추가 배치하는 조치>, <백 챔버를 Deep-RIE(Deep Reactive Ion Etching), 비 등방성 식각 등의 이중 공정을 통해 형성하는 조치> 등을 탄력적으로 응용 구현하고, 이를 통해, 음/전 변환 소자 및 신호처리 칩의 원-스텝 제조 프로세스화, 커버 플레이트 및 진동판의 점착에 따른 문제점발생 차단, 기생용량의 발생량 감소, 백 챔버의 규모 극대화 등을 효과적으로 현실화시킴으로써, 생산업체 측에서, 음/전 변환 소자 및 신호처리 칩의 이원화된 제조환경에 따른 피해, 커버 플레이트 및 진동판의 점착에 따른 피해, 기생용량의 발생량 증가에 따른 피해, 백 챔버의 규모 축소에 따른 피해 등을 손쉽게 회피할 수 있도록 가이드 하는데 있다.Therefore, an object of the present invention is to <measure to change the sacrificial layer, which is the base matrix of the cover plate formation, to a polymer-based material that is easy to generate / remove at low temperatures>, and to allow the process of forming the cover plate to be processed at low temperatures. Measures to change to electroplating procedure>, <Addition of adhesive barrier dimples to block adhesion of the diaphragm and cover plate to part of cover plate>, <Insulation reinforcement at contact interface between cover plate and board Additional arrangement of insulation layer>, <action of forming back chamber through deep process such as Deep-Reactive Ion Etching (Deep-RIE), anisotropic etching>, etc. One-step manufacturing process of all conversion devices and signal processing chips, problem prevention due to adhesion of cover plate and diaphragm, reduction of parasitic capacity, back chamber size By effectively realizing conversations, on the producer side, damages due to the dual manufacturing environment of negative / electric conversion elements and signal processing chips, damages due to adhesion of cover plates and diaphragms, damages caused by increased generation of parasitic capacity, and The guide is to help avoid damage caused by the reduction of the size of the chamber.

본 발명의 다른 목적들은 다음의 상세한 설명과 첨부된 도면으로부터 보다 명확해질 것이다. Other objects of the present invention will become more apparent from the following detailed description and the accompanying drawings.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 백 챔버가 정의된 기판 과, 상기 백 챔버가 커버되도록 상기 기판 상에 형성된 진동판과, 상기 백 챔버에 대응되는 상기 진동판의 부양영역(Suspending area) 상에 형성된 가변전극과, 음향 홀 및 에어 갭을 정의하면서, 상기 가변전극이 커버되도록 상기 진동판 상에 형성되어, 상기 가변전극에 상응하는 고정전극으로 작용하는 커버 플레이트를 포함하며, 상기 커버 플레이트는 폴리머 계열의 희생층(Sacrificial layer)을 활용한 전기도금 방식(Electroplating process)에 의하여 형성되는 것을 특징으로 하는 음/전 변환 소자를 개시한다.In order to achieve the above object, in the present invention, a back chamber is defined, a diaphragm formed on the substrate so that the back chamber is covered, and a suspending area of the diaphragm corresponding to the back chamber. And a cover plate formed on the diaphragm so as to cover the variable electrode while defining the formed variable electrode, the acoustic hole, and the air gap, and serving as a fixed electrode corresponding to the variable electrode, wherein the cover plate is polymer-based. Disclosed is a negative / electric conversion element formed by an electroplating process using a sacrificial layer.

또한, 본 발명의 다른 측면에서는 기판의 전면에 진동판을 형성하는 단계와, 상기 진동판 상에 가변전극을 형성하는 단계와, 상기 기판의 후면에 백 챔버를 정의·형성하는 단계와, 상기 진동판의 커버 플레이트 형성예정영역 상에 폴리머 계열의 희생층(Sacrificial layer)을 형성하는 단계와, 상기 희생층을 포함하는 진동판 상에 시드층(Seed layer)을 형성하는 단계와, 상기 시드층의 상부에 음향 홀, 점착차단 딤플 및 커버 플레이트를 정의하기 위한 패턴 마스크를 형성하는 단계와, 상기 패턴 마스크를 도금 차단체로 활용하면서, 상기 시드층을 토대로 하는 전기도금 공정을 진행하여, 상기 음향 홀 및 점착차단 딤플을 구비하면서, 상기 희생층을 감싸는 커버 플레이트를 형성하는 단계와, 상기 패턴 마스크를 제거시킨 다음, 상기 시드층을 선택적으로 제거시켜, 상기 음향 홀을 개방하고, 상기 음향 홀을 통해, 상기 희생층을 제거시켜, 상기 커버 플레이트의 내부에 에어 갭을 정의하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 음/전 변환 소자의 제조방법을 개시한다.In another aspect of the invention, forming a diaphragm on the front of the substrate, forming a variable electrode on the diaphragm, defining and forming a back chamber on the back of the substrate, the cover of the diaphragm Forming a sacrificial layer of a polymer series on a region to be formed of a plate, forming a seed layer on a diaphragm including the sacrificial layer, and forming an acoustic hole on the seed layer And forming a pattern mask for defining an adhesive blocking dimple and a cover plate, and using the pattern mask as a plating blocker, and performing an electroplating process based on the seed layer to form the acoustic hole and the adhesive blocking dimple. Forming a cover plate surrounding the sacrificial layer, removing the pattern mask, and then selectively removing the seed layer And opening the acoustic hole, and removing the sacrificial layer through the acoustic hole to define an air gap in the cover plate. It starts.

본 발명에서는 <커버 플레이트 형성의 기저 모체가 되는 희생층을 저온에서 생성/제거가 용이한 폴리머 계열의 물질로 변경하는 조치>, <커버 플레이트의 형성절차를 저온에서 공정진행이 가능한 전기도금 절차로 변경하는 조치>, <커버 플레이트의 일부에 진동판과 커버 플레이트의 점착을 차단하기 위한 점착차단 딤플(Dimple)을 추가 설치하는 조치>, <커버 플레이트 및 기판의 접촉 계면에, 절연성 강화를 위한 절연층을 추가 배치하는 조치>, <백 챔버를 Deep-RIE(Deep Reactive Ion Etching), 비 등방성 식각 등의 이중 공정을 통해 형성하는 조치> 등을 탄력적으로 응용 구현하기 때문에, 본 발명의 실시 체제 하에서, 생산업체 측에서는 음/전 변환 소자 및 신호처리 칩의 원-스텝 제조 프로세스화, 커버 플레이트 및 진동판의 점착에 따른 문제점발생 차단, 기생용량의 발생량 감소, 백 챔버의 규모 극대화 등을 자연스럽게 현실화시킬 수 있게 되며, 결국, 음/전 변환 소자 및 신호처리 칩의 이원화된 제조환경에 따른 피해, 커버 플레이트 및 진동판의 점착에 따른 피해, 기생용량의 발생량 증가에 따른 피해, 백 챔버의 규모 축소에 따른 피해 등을 손쉽게 회피할 수 있게 된다.In the present invention, the <measurement of changing the sacrificial layer, which is the base matrix of the cover plate formation, to a polymer-based material which is easy to generate / remove at low temperatures>, and <the process of forming the cover plate is an electroplating procedure capable of proceeding at low temperatures. Action to change>, <Addition of adhesive blocking dimple to block adhesion of the diaphragm and cover plate to part of cover plate>, <Insulation layer for strengthening insulation at contact interface between cover plate and board In the embodiment of the present invention, the present invention provides a method of additionally arranging an additional structure>, and <a method of forming a back chamber through a dual process such as Deep Reactive Ion Etching (RIE) and anisotropic etching>. Manufacturer's one-step manufacturing process of negative / electric conversion element and signal processing chip, blocking problem caused by adhesion of cover plate and diaphragm, parasitic use It is possible to realize the reduction of the amount of generation and the maximization of the size of the back chamber, and finally, the damage caused by the dual manufacturing environment of the negative / electric conversion element and the signal processing chip, the damage caused by the adhesion of the cover plate and the diaphragm, and the parasitic capacity. Damage due to the increase in the amount of, the damage due to the scale of the back chamber can be easily avoided.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 음/전 변환 소자 및 그 제조방법을 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, it will be described in more detail the negative / electric conversion element and its manufacturing method according to the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 음/전 변환 소자, 예컨대, MEMS형(Micro-ElectroMechanical System type) 음/전 변환 소자(100)는 백 챔버(BC)가 커버되도록 기판(101) 상에 형성된 진동판(102)과, 백 챔버(BC)에 대응되는 진동 판(102)의 부양영역(Suspending area) 상에 형성된 가변전극(103)과, 진동판(102)을 커버한 상태로, 음향 홀(106) 및 에어 갭(AG)을 구비/형성하면서, 앞의 가변전극(103)에 상응하는 고정전극으로 작용하는 커버 플레이트(105)와, 진동판(102), 커버 플레이트(105) 등을 지지하면서, 백 챔버(BC)를 형성/정의하여, 진동판(102) 및 가변전극(103)을 백 챔버(BC) 상에 부유(Suspending)시키는 기판(101) 등이 유기적으로 조합된 구성을 취하게 된다. 이 경우, 후술하는 바와 같이, 커버 플레이트(105)는 희생층(120:도 3h~ 도 3o 참조)을 기저 모체로 활용하여, 일련의 형성절차를 겪게 된다. As shown in FIG. 2, the negative / pre-electric conversion element 100 according to the present invention, for example, a MEMS type micro-electro-mechanical system type negative / pre-electric conversion element 100 may include a substrate 101 such that the back chamber BC is covered. The acoustic plate 102 formed on the cover, the variable electrode 103 formed on the suspending area of the vibration plate 102 corresponding to the back chamber BC, and the diaphragm 102 are covered with sound The cover plate 105, the diaphragm 102, the cover plate 105, and the like, which serve as a fixed electrode corresponding to the variable electrode 103, are provided / formed with the hole 106 and the air gap AG. While supporting, the back chamber BC is formed / defined, and the diaphragm 102 and the substrate 101 for suspending the variable electrode 103 on the back chamber BC are organically combined. Done. In this case, as will be described later, the cover plate 105 uses a sacrificial layer 120 (see FIGS. 3H to 3O) as a base matrix to undergo a series of formation procedures.

이러한 구성 하에서, 외부의 음향이 커버 플레이트(105)에 형성된 음향 홀(106)을 통해 유입되고, 이 음향이 에어 갭(AG)을 거쳐 흐르게 되는 경우, 진동판(102)은 해당 음향에 기인한 음압에 의해 일정 크기의 압축을 받게 되어, 백 챔버(BC) 방향으로 신속하게 진동하는 동작을 일으키게 되며, 결국, 이러한 진동판(102) 측 진동동작 하에서, 진동판(102)의 저부에 배치되어 있던 백 챔버(BC) 측으로는 일정 크기의 압력이 빠르게 가해지게 된다. Under such a configuration, when external sound is introduced through the sound hole 106 formed in the cover plate 105, and this sound flows through the air gap AG, the diaphragm 102 causes sound pressure due to the sound. The compression chamber is subjected to a certain size, thereby causing an operation of rapidly vibrating in the direction of the back chamber BC. Consequently, under such vibration operation on the diaphragm 102 side, the back chamber disposed at the bottom of the diaphragm 102. On the BC side, a certain amount of pressure is rapidly applied.

물론, 백 챔버(BC)는 음/전 변환 소자(10)가 설치된 회로 기판(도시 안됨)과의 조합 하에, <외부와 폐쇄된 일련의 닫힌 공간>을 이루고 있기 때문에, 앞의 음향에 기인한 음압이 가해지게 되면, 백 챔버(BC) 측에서는 자체 내부압력 변화를 일으켜, 진동판(102) 측으로, 앞의 음압에 반하는 일정 크기의 반발력을 빠르게 가할 수 있게 되며, 결국, 이 상황에서, 진동판(102) 역시 백 챔버(BC) 측의 반발력에 의해 되 튕겨져 나와, 커버 플레이트(105) 방향으로 진동하는 동작을 신속하게 취할 수 있게 된다.Of course, since the back chamber BC forms a series of closed spaces, which are closed to the outside, in combination with a circuit board (not shown) provided with the negative / previous conversion element 10, When a negative pressure is applied, a change in internal pressure of the back chamber BC causes a change in internal pressure, and a repulsive force of a predetermined magnitude against the previous sound pressure can be rapidly applied to the diaphragm 102, and in this situation, the diaphragm 102 ) Is also bounced back by the repulsive force on the back chamber BC side, so that the operation of vibrating in the direction of the cover plate 105 can be quickly taken.

결과적으로, 이러한 메커니즘의 반복적인 진행 하에서, <고정전극으로 작용하는 커버 플레이트(105)> 및 <진동판(102) 상에 형성된 가변전극(103)> 사이의 전위는 음향에 대응되어 신속하게 변화하는 결과를 보이게 되며, 결국, 이 상황 하에서, 진동판(102) 상에 형성된 가변전극(103) 측에서는 음향 홀(106)을 통해 유입된 음향을 전기적인 신호로 신속하게 변환·생성할 수 있게 된다.As a result, under repeated processes of this mechanism, the potential between the cover plate 105 serving as the fixed electrode and the variable electrode 103 formed on the vibration plate 102 changes rapidly in response to sound. As a result, in this situation, on the variable electrode 103 side formed on the diaphragm 102, it is possible to quickly convert and generate the sound introduced through the acoustic hole 106 into an electrical signal.

추후, 이렇게 변환·생성된 전기적인 신호는 가변전극(103)과 전기적으로 연결되어 있는 전극로드(104) 및 이 전극로드와 전기적으로 연결된 전극패드(109)를 거쳐, 신호처리 칩 측으로 빠르게 전달되는 절차를 겪게 된다. Subsequently, the electrical signal thus converted and generated is quickly transmitted to the signal processing chip through an electrode rod 104 electrically connected to the variable electrode 103 and an electrode pad 109 electrically connected to the electrode rod. You will go through the procedure.

이 경우, 신호처리 칩, 예컨대, CMOS 칩은 음/전 변환 소자(100)와 동일 회로 기판 내에 조합 배치된 상태로, 하나의 독립된 패키지를 이루면서, 와이어 등의 전기연결수단(물론, 이러한 전기연결수단의 종류 및 구성은 상황에 따라 다양한 변형을 이룰 수 있다) 및 앞의 전극패드(109)를 매개로, 음/전 변환 소자(100)의 커버 플레이트(105), 진동판(012) 등과 일련의 전기적인 연결관계를 형성하게 되며, 이 상황에서, <음/전 변환 소자(100) 측으로 동작전원을 공급하는 역할>, <음/전 변환 소자(100)에 의해 변환·생성된 전기적인 신호를 후속 처리한 후, 후속 처리 완료된 전기적인 신호를 음/전 변환 소자(100)가 소속된 전자기기 측으로 전달하는 역할> 등을 다채롭게 수행하게 된다.In this case, the signal processing chip, for example, the CMOS chip, is arranged in the same circuit board as the negative / electric conversion element 100, and forms an independent package, and electrical connection means such as wires (of course, such electrical connection The type and configuration of the means can be variously modified depending on the situation) and the cover plate 105 of the negative / electric conversion element 100, the diaphragm 012, etc. In this situation, <the role of supplying the operating power to the negative / pre-electric conversion element 100>, <the electrical signal converted and generated by the negative / pre-electric conversion element 100 After the subsequent processing, the role of transferring the post-processed electrical signal to the electronic device to which the negative / previous conversion element 100 belongs is variously performed.

물론, 앞서 언급한 바와 같이, 이러한 신호처리 칩은 음/전 변환 소자(100)와 동일 회로 기판 내에서, 하나의 독립된 패키지를 이루며 조합 배치되기 때문에, 이 음/전 변환 소자(100)와 신호처리 칩을 해당 회로 기판 내에서 원-스텝 프로세스(One-step process)로 한꺼번에 제조할 수 있게 된다면, 생산업체 측에서는 패키징 공정을 위시한 전체적인 제조공정의 간략화로 인하여, 예컨대, 공정비용이 크게 줄어드는 이점, 공정효율이 대폭 상승되는 이점 등을 매우 효과적으로 향유할 수 있게 됨은 물론, 신호처리 칩을 음/전 변환 소자(100) 내에 통합할 수 있게 됨으로써, 패키지의 크기가 비약적으로 축소되는 탁월한 효과를 융통성 있게 향유할 수 있게 되고, 나아가, 신호처리 칩 및 음/전 변환 소자(100)의 단일통합을 통해, <와이어 등과 같은 불필요한 전기연결수단>을 손쉽게 제거시킬 수 있게 됨으로써, 소자의 전체적인 성능이 대폭 향상되는 탁월한 효과 또한 융통성 있게 향유할 수 있게 된다.Of course, as mentioned above, since the signal processing chip is arranged in a single independent package in the same circuit board as the negative / pre conversion element 100, the signal with the negative / pre conversion element 100 If the processing chip can be manufactured in one-step process in the circuit board at the same time, the producer side can greatly reduce the overall manufacturing process including the packaging process, for example, the process cost is greatly reduced, In addition to being able to effectively enjoy the advantages of greatly increasing process efficiency, the signal processing chip can be integrated into the negative / pre conversion device 100, thereby flexibly providing an excellent effect of dramatically reducing the size of the package. It is possible to enjoy, and furthermore, through a single integration of the signal processing chip and the negative / electric conversion element 100, unnecessary electrical connection such as <wire By stage> the easily able to be removed, it is possible to enjoy excellent effect also allows flexibility in the overall performance of the device is significantly improved.

이러한 민감한 상황에서, 본 발명에서는 <커버 플레이트(105) 형성의 기저 모체가 되는 희생층(120:도 3h~ 도 3o 참조)의 재질을 저온(예를 들어, 상온~120℃ 정도)에서도 생성/제거가 용이한 폴리머 계열의 물질, 예를 들어, 포토레지스트(Photoresist), 파랄린(Paralyne), PSG(PhosphoSilicate Glass) 등으로 변경하는 조치>를 강구함과 아울러, <커버 플레이트(105)의 형성절차를 저온(예를 들어, 상온~100℃ 정도)에서도 공정진행이 가능한 전기도금 절차(Electroplating process)로 변경하는 조치>를 융통성 있게 강구하게 된다.In such a sensitive situation, in the present invention, the material of the sacrificial layer 120 (see FIGS. 3H to 3O) serving as a base matrix for forming the cover plate 105 may be produced even at a low temperature (eg, room temperature to about 120 ° C.). A method of changing to a polymer-based material that is easy to remove, for example, photoresist, paralyne, phosphosilicate glass, and the like, and the formation of the cover plate 105 Flexible measures are taken to change the procedure to an electroplating process, which allows the process to proceed even at low temperatures (eg from room temperature to 100 ° C).

물론, 이처럼, 희생층(120)의 재질, 커버 플레이트(105)의 형성방식 등이 획기적으로 개선되어, 저온환경(예를 들어, 상온~120℃ 정도)에서의 공정진행이 가능해지는 경우, 음/전 변환 소자(100)와 신호처리 칩을 동일 회로 기판 내에서 원-스 텝 프로세스로 동반 제조하는 절차가 진행되더라도, 회로 기판 상에 조합 배치되어 있던 신호처리 칩은 열 충격에 의해 손상되는 등의 피해를 손쉽게 회피할 수 있게 되며, 결국, 생산업체 측에서는 <음/전 변환 소자(100) 및 신호처리 칩의 원-스텝 제조 프로세스화>을 자연스럽게 현실화시킬 수 있게 됨으로써, 패키징 공정을 위시한 전체적인 제조공정을 간략화 시킬 수 있게 되고, 그 결과, 예컨대, 공정비용이 크게 줄어드는 이점, 공정효율이 대폭 상승되는 이점 등을 매우 효과적으로 향유할 수 있게 된다.Of course, when the material of the sacrificial layer 120, the formation method of the cover plate 105, etc. are remarkably improved, the process proceeds in a low temperature environment (for example, room temperature ~ 120 ℃) is possible, Even if the pre-conversion device 100 and the signal processing chip are manufactured together in a one-step process in the same circuit board, the signal processing chip disposed on the circuit board is damaged by thermal shock, etc. Can be easily avoided, and finally, the manufacturer can naturally realize the <one-step manufacturing process of the sound / electric conversion element 100 and the signal processing chip>, thereby producing the entire manufacturing process including the packaging process. The process can be simplified, and as a result, for example, it is possible to effectively enjoy the advantages of greatly reducing the cost of the process and the advantage of greatly increasing the process efficiency.

당연히, 이러한 본 발명에 따른 <음/전 변환 소자(100) 및 신호처리 칩의 원-스텝 제조 프로세스화> 상황 하에서, 생산업체 측에서는 별다른 문제점 없이 신호처리 칩을 음/전 변환 소자(100) 내에 통합할 수 있게 됨으로써, 패키지의 크기가 비약적으로 축소되는 탁월한 효과 또한 융통성 있게 향유할 수 있게 되며, 이와 함께, 신호처리 칩 및 음/전 변환 소자(100)의 단일통합을 통해, <와이어 등과 같은 불필요한 전기연결수단>을 손쉽게 제거시킬 수 있게 됨으로써, 소자의 전체적인 성능이 대폭 향상되는 탁월한 효과 역시 융통성 있게 추가 향유할 수 있게 된다.Naturally, under the situation of <one-step manufacturing process of the audio / electric conversion element 100 and the signal processing chip> according to the present invention, the producer side may insert the signal processing chip into the negative / electric conversion element 100 without any problem. By being able to integrate, it is possible to flexibly enjoy the excellent effect that the size of the package is drastically reduced, and at the same time, through the single integration of the signal processing chip and the negative / electric conversion element 100, Unnecessary electrical connections can be easily removed, providing the flexibility to enjoy the extraordinary effect of significantly improving the overall performance of the device.

결국, 이러한 본 발명의 구현환경 하에서, 소비자(음/전 변환 소자(10)를 구매/소비하는 소비자, 음/전 변환 소자(10)가 내장된 전자기기를 구매/소비하는 소비자 포함) 측에서는 제품가격이 저렴해지고, 제품성능이 향상되며, 나아가, 제품크기가 줄어드는 등의 효과를 용이하게 향유할 수 있게 된다.As a result, under the implementation environment of the present invention, the consumer (including the consumer who purchases / consumes the negative / electric conversion element 10 and the consumer who purchases / consumes the electronic device in which the negative / electric conversion element 10 is embedded) is a product. The price can be reduced, the product performance can be improved, and furthermore, the product size can be easily enjoyed.

한편, 본 발명에 따른 음/전 변환 소자(100) 체제 하에서, 상술한 바와 같이, 외부의 음향이 커버 플레이트(105)에 형성된 음향 홀(106)을 통해 유입되고, 이 음향이 에어 갭(AG)을 거쳐 흐르게 되는 경우, 진동판(102)은 해당 음향에 기인한 음압에 의해 일정 크기의 압축을 받게 됨으로써, 결국, 백 챔버(BC) 방향으로 신속하게 진동하는 동작을 일으키게 된다. On the other hand, under the system of the sound / electric conversion element 100 according to the present invention, as described above, external sound is introduced through the sound hole 106 formed in the cover plate 105, and the sound is air gap AG. In the case of flowing through), the diaphragm 102 is compressed by a certain size by the sound pressure due to the sound, thereby causing an operation of rapidly vibrating in the direction of the back chamber BC.

물론, 이러한 상황 하에서, 상술한 바와 같이, 통상, 진동 동작을 좀더 원활하게 취할 수 있는 진동판일수록 좀더 우수한 품질의 진동판으로 평가받을 수 있기 때문에, 진동판(102)의 두께를 좀더 박막화 하는 것이 여러 면에서 유리할 수 있게 된다. Of course, in such a situation, as described above, in general, since a diaphragm capable of smoothly performing a vibration operation can be evaluated as a diaphragm of better quality, it is possible in many aspects to thinner the thickness of the diaphragm 102. Can be advantageous.

하지만, 만약, 진동판(102)의 두께를 지나치게 박막화 하게 되면, 생산업체 측에서는 커버 플레이트(105) 및 기판(101)이 상호 접촉되는 부위 A에서, 전체적인 절연두께가 대폭 축소됨으로써, 큰 값의 기생용량이 불가피하게 발생되는 피해를 피할 수 없게 된다.However, if the thickness of the diaphragm 102 is excessively thinned, in the area A where the cover plate 105 and the substrate 101 are in contact with each other at the producer side, the overall insulation thickness is greatly reduced, resulting in a large parasitic capacitance. This inevitably caused damage is inevitable.

이러한 민감한 상황에서, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에서는 진동판(102)의 부양영역(즉, 백 챔버(BC) 형성영역)을 제외한 진동판(102)의 상부에 기생용량의 발생량 감소를 유도하기 위한 기생용량 감소유도 절연층(108), 예를 들어, SiO2층을 추가 형성하는 조치를 강구하게 된다.In this sensitive situation, as shown in FIG. 2, the present invention induces a reduction in the amount of parasitic capacitance generated on the upper portion of the diaphragm 102 except for the support region of the diaphragm 102 (that is, the back chamber BC forming region). In order to further reduce the parasitic capacitance-inducing insulating layer 108, for example, SiO 2 layer.

물론, 이러한 기생용량 감소유도 절연층(108), 예를 들어, SiO2층의 추가 형성·배치 상황 하에서, 커버 플레이트(105) 및 기판(101) 사이의 절연두께는 <진동판(102)만이 단독 형성되어 있던 경우>에 비하여, 크게 증가할 수 있게 되며, 결국, 커버 플레이트(105) 및 기판(101)이 상호 접촉되는 부위 A에서 발생하는 기생 용량의 발생량은 종래에 비하여 크게 줄어들 수 있게 된다.Of course, under the additional formation and arrangement of the parasitic capacitance-inducing insulating layer 108, for example, SiO 2 layer, the insulating thickness between the cover plate 105 and the substrate 101 is <only the vibration plate 102 alone. Compared to the case where it is formed>, the parasitic capacitance generated at the portion A where the cover plate 105 and the substrate 101 are in contact with each other can be greatly reduced compared to the conventional case.

당연히, 이러한 본 발명의 구현환경 하에서, 생산업체 측에서는 진동판(102)의 두께를 자유롭게 박막화시켜, <진동판(102)에게 부여된 진동체로써의 기능>을 크게 향상시킬 수 있으면서도, 기생용량 감소유도 절연층(108) 및 진동판(102)의 조합을 활용하여, 커버 플레이트(105) 및 기판(101) 사이의 절연두께도 안정적으로 유지시킬 수 있게 되며, 결국, 음/전 변환 소자(100)의 전체적인 음/전 변환 품질을 자연스럽게 극대화시킬 수 있게 된다.As a matter of course, under the implementation environment of the present invention, the producer side can freely thin the thickness of the diaphragm 102 to significantly improve the function as the vibrating body imparted to the vibrating plate 102, while insulated from the parasitic capacitance induction. By utilizing the combination of the layer 108 and the diaphragm 102, the insulation thickness between the cover plate 105 and the substrate 101 can be stably maintained, resulting in the overall conversion of the negative / electric conversion element 100. It will naturally maximize the sound / electric conversion quality.

이때, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 기생용량 감소유도 절연층(108)은 진동판(102)의 전체 영역 중, 진동에 민감한 영역, 즉, <진동판(102)의 부양영역(즉, 백 챔버(BC) 형성영역)>을 제외하고, 그 외 나머지 일부 영역만을 부분적으로 점유하는 구조를 취함으로써, 자신의 형성 상황 하에서도, 진동판(102)이 본래 주어진 진동체로써의 기능을 아무런 문제점 없이 정상적으로 수행할 수 있도록 가이드 하게 된다.At this time, as shown in Figure 2, the parasitic capacitance reducing induction insulating layer 108 of the present invention, the entire region of the diaphragm 102, that is, a vibration-sensitive region, that is, <the support region of the vibrating plate 102 (that is, Except for the back chamber (BC forming region)>, the diaphragm 102 has a structure which partially occupies only the remaining part of the region. It will guide you to run normally without

한편, 이러한 본 발명의 음/전 변환 소자(100) 체제 하에서, 진동판(102)은 자신의 강성에 비하여, 상대적으로 큰 면적을 유지하면서, 백 챔버(BC)를 기저로 하여, 공중에 부양되어 있는 구조를 형성하고 있기 때문에, 표면력이라는 변수에 매우 민감한 반응을 보일 수밖에 없게 되며, 그 결과, 만약, 음/전 변환 소자(100)의 제조/사용 도중에 습한 환경이 조성되거나, 음/전 변환 소자(100)의 동작 도중에 과전류 발생 등의 가혹한 환경이 조성되는 경우, 자신에게 정해진 본래 위치를 지키지 못하고, 커버 플레이트(105) 측으로 붙어 점착되는 심각한 불량을 일으키게 된다.On the other hand, under the structure of the negative / electric conversion element 100 of the present invention, the diaphragm 102 is suspended in the air based on the back chamber BC while maintaining a relatively large area compared to its rigidity. Due to the formation of a structure, a very sensitive reaction to the surface force variable is inevitably generated, and as a result, if a humid environment is created during the manufacturing / use of the negative / pre conversion element 100, or the negative / pre conversion element If a severe environment such as an overcurrent is generated during the operation of the 100, it may fail to maintain its own original position and cause serious defects to stick to the cover plate 105 side.

이러한 민감한 상황에서, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에서는 커버 플레이트(103)의 음향 홀(106) 주변에 커버 플레이트(105) 측으로부터 진동판(102) 측으로 돌출된 구조를 취하는 점착차단 딤플(107:Dimples)을 추가 형성하는 조치를 강구하게 된다(참고로, 후술하는 바와 같이, 본 발명의 체제 하에서, 점착차단 딤플(107)은 별도의 자체 형성절차 없이, 커버 플레이트(105)의 형성을 위한 전기도금 공정의 진행 시, 이 커버 플레이트(105)와 동시에 형성되는 절차를 효과적으로 겪게 된다).In such a sensitive situation, as shown in FIG. 2, in the present invention, an adhesive barrier dimple having a structure protruding from the cover plate 105 side to the diaphragm 102 side around the acoustic hole 106 of the cover plate 103 ( 107 (Dimples) to take further measures (for reference, as will be described later, under the framework of the present invention, the adhesive blocking dimple 107 is to form the cover plate 105, without a separate self-forming procedure) In the course of the electroplating process for this, it is effectively subjected to the procedure formed simultaneously with the cover plate 105).

물론, 이처럼, 커버 플레이트(105)의 음향 홀(106) 주변에 커버 플레이트(105) 측으로부터 진동판(102) 측으로 돌출된 구조를 취하는 점착차단 딤플(107)이 추가 형성된 상황 하에서, 음/전 변환 소자(100)의 제조/사용에 기인하여 습한 환경이 조성되거나, 음/전 변환 소자(100)의 동작에 기인하여 과전류 발생 환경이 조성되고, 이에 따라, 진동판(102)이 커버 플레이트(105) 측으로 점착 되려 하더라도, 해당 진동판(102)은 자신 쪽으로 돌출·형성된 점착차단 딤플(107)의 방해에 의하여, 강한 저지를 받을 수밖에 없게 되며, 결국, 이러한 본 발명에 따른 점착현상 저지환경 하에서, 생산업체 측에서는 <진동판(102) 및 커버 플레이트(105)의 점착에 기인하여, 진동판(12) 상에 형성되어 있던 가변전극(15)이 고정전극으로 작용하는 커버 플레이트(13)와 접촉되고, 이에 따라, 불필요한 전기적인 쇼트가 발생하는 등의 각종 문제점>을 손쉽게 피할 수 있게 됨으로써, 음/전 변환 소자(100)의 음/전 변환 능력이 크게 향상되는 이점을 효과적으로 향유할 수 있게 된다.Of course, in the situation where the adhesive blocking dimples 107 are formed around the acoustic hole 106 of the cover plate 105 to take the structure protruding from the cover plate 105 side to the diaphragm 102 side, the sound / electric conversion A humid environment is created due to the manufacture / use of the device 100, or an overcurrent generating environment is created due to the operation of the negative / electro-electric conversion device 100, and thus, the diaphragm 102 has the cover plate 105. Even if it is to be adhered to the side, the diaphragm 102 is forced to be subjected to strong hindrance by the interference of the sticking blocking dimples 107 protruding and formed toward it, and eventually, under the tacking phenomenon according to the present invention, the producer On the side, due to the adhesion of the vibration plate 102 and the cover plate 105, the variable electrode 15 formed on the vibration plate 12 is in contact with the cover plate 13 serving as a fixed electrode, fire Various problems such as the occurrence of necessary electrical shorts> can be easily avoided, thereby effectively enjoying the advantage that the sound / pre conversion ability of the sound / pre conversion element 100 is greatly improved.

이때, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에서는 점착차단 딤플(107)에 상응하는 가변전극(103) 상에 다수의 접촉방지 홀(103a)을 추가 형성하는 조치를 별도로 강구하게 된다.In this case, as shown in FIG. 2, in the present invention, measures for additionally forming a plurality of contact preventing holes 103a on the variable electrode 103 corresponding to the adhesion blocking dimple 107 are separately taken.

물론, 이러한 접촉방지 홀(103a)이 추가 형성되는 상황 하에서, 점착차단 딤플(107) 측에서는 진동판(102)의 접착현상을 저지하는 국면이 조성되더라도, 가변전극(103)과의 불필요한 전기적 접촉 없이, 접촉방지 홀(103a) 상에 위치하여, 상술한 점착현상 저지기능을 정상적으로 수행할 수 있게 되며, 결국, 생산업체 측에서는 점착차단 딤플(107) 및 가변전극(103)의 불필요한 전기접촉에 따른 피해를 손쉽게 피할 수 있게 된다. Of course, under such a situation that the contact preventing hole 103a is additionally formed, even if a phase for preventing adhesion of the diaphragm 102 is formed on the adhesive blocking dimple 107 side, without unnecessary electrical contact with the variable electrode 103, Located on the contact preventing hole (103a), it is possible to perform the above-mentioned adhesion phenomenon blocking function normally, after all, the manufacturer side to avoid damage due to unnecessary electrical contact of the adhesive blocking dimple 107 and the variable electrode 103 You can easily avoid it.

이하, 상술한 구성을 취하는 본 발명에 따른 음/전 변환 소자(100)의 순차적인 제조방법을 구체적으로 살펴보기로 한다.Hereinafter, a sequential manufacturing method of the sound / electric conversion element 100 according to the present invention having the above-described configuration will be described in detail.

먼저, 도 3a에 도시된 바와 같이, 본 발명에서는 기판(101)의 전면 및 후면을 타겟으로 일련의 LPCVD 공정, PECVD 공정 등을 진행시켜, 기판(101)의 전면 및 후면에 예컨대, 실리콘나이트라이드(예, Si3N4) 재질을 가지는 진동판(102) 및 기판 버퍼층(102a)을 900Å~1100Å의 두께로 형성하는 절차를 진행하게 된다.First, as shown in FIG. 3A, in the present invention, a series of LPCVD processes, PECVD processes, and the like are performed using the front and rear surfaces of the substrate 101 as targets, for example, silicon nitride on the front and rear surfaces of the substrate 101. A procedure of forming the diaphragm 102 and the substrate buffer layer 102a having a material of (eg, Si 3 N 4 ) to a thickness of 900 μs to 1100 μs is performed.

이어, 도 3b에 도시된 바와 같이, 본 발명에서는 기판(101)의 전면에 형성된 진동판(102)을 타겟으로 일련의 스퍼터링 증착공정을 진행시켜, 진동판(102)의 상부에 Cr/Au 재질을 가지는 가변전극 원료층(103b)을 400Å~600Å의 두께로 형성하는 절차를 진행하게 된다.Subsequently, as shown in FIG. 3B, in the present invention, a series of sputtering deposition processes are performed on the diaphragm 102 formed on the front surface of the substrate 101 to have a Cr / Au material on the diaphragm 102. The variable electrode raw material layer 103b is formed to have a thickness of 400 kPa to 600 kPa.

그 다음에, 도 3c에 도시된 바와 같이, 본 발명에서는 진동판(102)의 상부에 형성된 가변전극 원료층(103b)을 타겟으로 사진식각공정 등과 같은 일련의 패터닝 공정을 진행시켜, 진동판(102)의 상부에 가변전극(103) 및 이 가변전극(103)과 전기적으로 연결된 전극로드(104: Electrode rod), 그리고, 가변전극(103)의 사이사이에 위치한 일련의 접촉방지 홀(103a)을 형성하는 절차를 진행하게 된다(접촉방지 홀(103a)의 상세 기능은 앞의 설명 참조). Next, as shown in FIG. 3C, in the present invention, a series of patterning processes, such as a photolithography process, are performed on the variable electrode material layer 103b formed on the diaphragm 102 to target the diaphragm 102. A variable electrode 103, an electrode rod 104 electrically connected to the variable electrode 103, and a series of contact preventing holes 103a disposed between the variable electrodes 103 are formed on the upper portion of the variable electrode 103. It will proceed to the procedure (see the above description for the detailed function of the contact preventing hole 103a).

이 경우, 전극로드(104)는 추후 형성되는 전극패드(109)와 전기적인 연결관계를 형성하면서, 가변전극(103)을 앞서 언급한 신호처리 칩과 전기적으로 연결하는 역할을 수행하게 된다(도 2 참조).In this case, the electrode rod 104 forms an electrical connection with the electrode pad 109 to be formed later, and serves to electrically connect the variable electrode 103 to the aforementioned signal processing chip (FIG. 2).

이렇게 하여, 기판(101)의 전면에, 진동판(102), 가변전극(103), 전극로드(104), 접촉방지 홀(103a) 등의 구성요소들이 형성 완료되면, 도 3d에 도시된 바와 같이, 본 발명에서는 기판(101)의 후면에 형성된 기판 버퍼층(102a)을 타겟으로 일련의 건식식각 공정(예컨대, RIE 공정)을 진행시켜, 기판 버퍼층(102a)을 일부 제거한 다음, 남아 있는 기판 버퍼층(102a)을 마스크로 일련의 Deep-RIE(Deep Reactive Ion Etching) 공정을 진행시켜, 기판(101)의 후면에 백 챔버(BC)를 일차 식각·형성하는 절차를 진행하게 된다. 물론, 이 경우, 앞서 언급한 기판 버퍼층(102a)의 식각공정은 Deep-RIE(Deep Reactive Ion Etching)와 동시에 진행될 수 있다.In this manner, when components such as the diaphragm 102, the variable electrode 103, the electrode rod 104, and the contact preventing hole 103a are completed on the front surface of the substrate 101, as shown in FIG. 3D. In the present invention, a series of dry etching processes (for example, RIE process) are performed on the substrate buffer layer 102a formed on the rear surface of the substrate 101 to remove some of the substrate buffer layer 102a, and then the remaining substrate buffer layer ( A series of Deep Reactive Ion Etching (Deep-RIE) processes are performed using the mask 102a as a mask, and a process of first etching and forming the back chamber BC is performed on the rear surface of the substrate 101. Of course, in this case, the etching process of the substrate buffer layer 102a described above may be simultaneously performed with deep reactive ion etching (Deep-RIE).

이러한 절차에 따라, 기판(101)의 후면에 백 챔버(BC)가 일차 식각·형성 완료되면, 도 3e에 도시된 바와 같이, 본 발명에서는 진동판(102), 가변전극(103), 전극로드(104), 접촉방지 홀(103a) 등을 포함하는 기판(101)의 전면을 타겟으로 일련의 PECVD 공정을 진행시켜, 가변전극(103), 전극로드(104), 접촉방지 홀(103a) 등을 포함하는 진동판(102)의 상부에 예를 들어, SiO2 재질을 가지는 절연 소스층(108a)을 0.9㎛~1.1㎛ 정도의 두께로 형성하는 절차를 진행하게 된다.According to this procedure, when the back chamber BC is first etched and formed on the rear surface of the substrate 101, as shown in FIG. 3E, in the present invention, the diaphragm 102, the variable electrode 103, and the electrode rod ( A series of PECVD processes are performed on the entire surface of the substrate 101 including the 104 and the contact preventing hole 103a to target the variable electrode 103, the electrode rod 104, and the contact preventing hole 103a. For example, a procedure of forming an insulating source layer 108a having a SiO 2 material to a thickness of about 0.9 μm to about 1.1 μm is performed on the diaphragm 102 including the same.

이어, 본 발명에서는 도 3f에 도시된 바와 같이, 사진식각공정 등과 같은 일련의 패터닝 공정을 통해, <커버 플레이트(105)의 형성예정영역> 및 <전극로드 컨택 홀(108b)>이 노출되도록 절연 소스층(108)을 선택적으로 패터닝하여, <가변전극(103)이 형성된 진동판(102) 측 부양영역> 및 <전극로드 컨택 홀(108b)>을 제외한 진동판(102)의 상부에 <기생용량의 발생량 감소를 유도하기 위한 기생용량 감소유도 절연층(108)>을 추가 형성하는 절차를 진행하게 된다(이러한 기생용량 감소유도 절연층(108)의 상세기능은 앞의 설명 참조).In the present invention, as shown in Figure 3f, through a series of patterning process, such as a photolithography process, the <insulation area to be formed of the cover plate 105> and <electrode rod contact hole 108b> exposed to expose The source layer 108 is selectively patterned so that the parasitic capacitance is formed on the upper part of the diaphragm 102 except for the &quot; floating region on the diaphragm 102 side where the variable electrode 103 is formed &quot; The parasitic capacitance reducing insulator layer 108 may be further formed to induce generation reduction (see the above description for the detailed function of the parasitic capacitance reducing insulator layer 108).

그 다음에, 본 발명에서는 도 3g에 도시된 바와 같이, 기생용량 감소유도 절연층(108), 진동판(102), 가변전극(103), 전극로드(104), 접촉방지 홀(103a) 등을 포함하는 기판(101)의 전면을 타겟으로 일련의 막 코팅 공정(Layer coating process)을 진행시켜, 가변전극(103), 진동판(102), 기생용량 감소유도 절연층(108) 등의 상부에 폴리머 계열의 물질, 예를 들어, 포토레지스트(Photoresist), 파랄린(Paralyne), PSG(PhosphoSilicate Glass) 등으로 이루어진 희생층 원료막(120a)을 2.2㎛~2.8㎛ 정도의 두께로 형성하는 절차를 진행하게 된다. Next, in the present invention, as shown in FIG. 3G, the parasitic capacitance reducing insulator layer 108, the diaphragm 102, the variable electrode 103, the electrode rod 104, the contact preventing hole 103a, etc. A series of layer coating processes are performed on the entire surface of the substrate 101 including the polymer to form a polymer on the variable electrode 103, the diaphragm 102, and the parasitic capacitance reducing insulator layer 108. A process of forming a sacrificial layer raw material film 120a made of a series of materials, for example, photoresist, paraline, and phosphosilicate glass (PSG), has a thickness of about 2.2 μm to 2.8 μm. Done.

이어, 본 발명에서는 해당 희생층 원료막(120a)을 90℃~100℃의 온도에서 약 85초~95초 동안 소프트 베이크(Soft bake)한 다음에, 사진식각공정 등과 같은 일련의 패터닝 공정을 진행하여, 도 3h에 도시된 바와 같이, 희생층 원료막(120a)의 일부를 선택적으로 제거시키고, 이를 통해, 가변전극(103)이 형성된 진동판(102) 측 부양영역 상부에 포토레지스트(Photoresist), 파랄린(Paralyne), PSG(PhosphoSilicate Glass) 등과 같은 폴리머 계열의 물질로 이루어진 희생막(120)을 형성/정의하는 절차를 진행함과 아울러, 이 희생막(120)의 상부에 가변전극(103)의 접촉방지 홀(103)에 상응하는 점착차단 딤플 예정영역(120b)을 형성/정의하는 절차를 진행하게 된다. 이 경우, 앞의 <점착차단 딤플 예정영역(120b)>은 상술한 패터닝 공정의 진행 시, 노광량의 간단한 조절만으로도 희생막(120)과 동시에 형성되는 절차를 자연스럽게 겪을 수 있게 된다.Next, in the present invention, the sacrificial layer raw material film 120a is soft baked at a temperature of 90 ° C. to 100 ° C. for about 85 seconds to 95 seconds, and then a series of patterning processes such as a photolithography process are performed. As shown in FIG. 3H, a portion of the sacrificial layer raw material film 120a is selectively removed, and through this, a photoresist on the side of the vibration plate 102 side support region on which the variable electrode 103 is formed, In addition to the procedure of forming / defining a sacrificial film 120 made of a polymer-based material such as paraline (Pralyne) and PhosphoSilicate Glass (PSG), the variable electrode 103 is formed on the sacrificial film 120. The procedure of forming / defining the anti-sticking dimple predetermined region 120b corresponding to the contact preventing hole 103 is performed. In this case, the aforementioned <adhesive blocking dimple scheduled region 120b> may naturally undergo a process of being simultaneously formed with the sacrificial film 120 only by simple adjustment of the exposure amount during the aforementioned patterning process.

이렇게 하여, 희생막(120), 점착차단 딤플 예정영역(120b) 등이 형성/정의 완료되면, 본 발명에서는 해당 희생막(120), 점착차단 딤플 예정영역(120b) 등을 대상으로 하여, 일련의 하드 베이크 공정(Hard bake process)을 110℃~120℃의 온도에서 약 25분~35분 동안 후속 진행하고, 이를 통해, 희생막(120)의 형성절차를 마무리하게 된다.In this way, when the sacrificial film 120, the anti-stick dimple planned area 120b, and the like are formed / defined, in the present invention, the sacrificial film 120, the anti-stick dimple planned area 120b, etc. are subjected to a series of steps. The hard bake process (Hard bake process) of the subsequent progress for about 25 minutes to 35 minutes at a temperature of 110 ℃ ~ 120 ℃, through which, the formation process of the sacrificial film 120 is completed.

물론, 상술한 희생막(120) 형성절차에서, 모든 공정온도가 저온(예를 들어, 상온~120℃ 정도)을 유지할 수 있는 이유는 희생막(120)의 재질을 이루는 포토레지스트(Photoresist), 파랄린(Paralyne), PSG(PhosphoSilicate Glass) 등이 <저온(예를 들어, 상온~120℃ 정도)에서도, 타버리거나 변성이 일어나, 생성/제거가 용이한 특징>을 지니고 있었기 때문이며, 당연히, 이러한 저온조건의 절차진행 상황 하에서, 회로 기판 상에 미리 배치되어 있던 신호처리 칩은 열 충격에 의한 손상을 손쉽게 회피할 수 있게 된다.Of course, in the above-described sacrificial film 120 formation procedure, the reason why all the process temperatures can be maintained at a low temperature (for example, room temperature to about 120 ° C.) is due to photoresist constituting the material of the sacrificial film 120. This is because Paraline (Palyne) and PhosphoSilicate Glass (PSG) have <features that are burned or denatured at low temperatures (for example, room temperature to about 120 ° C.) and are easily formed / removed. Under the procedural situation of the low temperature condition, the signal processing chip previously disposed on the circuit board can easily avoid damage due to thermal shock.

상술한 절차를 통하여, <가변전극(103)이 형성된 진동판(102) 측 부양영역> 상부에 희생막(120), 점착차단 딤플 예정영역(120b) 등이 형성 완료되면, 본 발명에서는 도 3i에 도시된 바와 같이, 기판(101)의 전면에 형성된 기생용량 감소유도 절연층(108), 희생막(120), 점착차단 딤플 예정영역(120b) 등을 타겟으로 일련의 스퍼터링 공정을 진행시켜, 각 구성요소들의 전면에 Cr/Au 재질을 가지는 시드층(109a)을 1200Å~1500Å의 두께로 형성하는 절차를 진행하게 된다. 이 경우, 시드층(109a)은 후술하는 <커버 플레이트(105)를 형성하기 위한 전기도금 공정>의 진행 시, 전하가 이동하는 경로로 작용하게 된다. Through the above-described procedure, when the sacrificial film 120, the adhesive blocking dimple scheduled region 120b, and the like are formed on the upper side of the vibration plate 102 side support region on which the variable electrode 103 is formed, the present invention is shown in FIG. As shown in the figure, a series of sputtering processes are performed on the parasitic capacitance reducing induction insulating layer 108, the sacrificial layer 120, and the anti-sticking dimple scheduled region 120b formed on the entire surface of the substrate 101, respectively. The seed layer 109a having a Cr / Au material on the front surface of the components is formed to have a thickness of 1200 Å to 1500 Å. In this case, the seed layer 109a serves as a path through which charge moves during the progress of the <electroplating process for forming the cover plate 105> to be described later.

이어, 본 발명에서는 도 3j에 도시된 바와 같이, 시드층(109a)을 타겟으로 일련의 막 코팅 공정, 사진식각공정 등을 순차적으로 진행시켜, 시드층(109a)의 상부에 음향 홀(106), 점착차단 딤플(107) 및 커버 플레이트(105)를 정의하기 위한 패턴 마스크(200)를 형성하는 절차를 진행하게 된다. 이 경우, 패턴 마스크(200)는 예컨대, 포토레지스트 재질을 가진다.Subsequently, as shown in FIG. 3J, the seed layer 109a is sequentially subjected to a series of film coating processes, photolithography processes, and the like, and the acoustic hole 106 is disposed on the seed layer 109a. The procedure of forming the pattern mask 200 for defining the adhesive blocking dimple 107 and the cover plate 105 is performed. In this case, the pattern mask 200 has a photoresist material, for example.

이렇게 하여, 시드층(109a)의 상부에 음향 홀(106), 점착차단 딤플(107) 및 커버 플레이트(105)를 정의하기 위한 패턴 마스크(200)가 형성 완료되면, 본 발명에서는 도 3k에 도시된 바와 같이, 앞의 패턴 마스크(200)를 도금 차단체로 활용하면서, 시드층(109a)을 토대로 하는 전기도금 공정(Electroplating process), 예컨 대, 니켈 전기도금 공정을 2.3㎛~2.7㎛ 정도의 두께로 진행시켜, 음향 홀(106) 및 점착차단 딤플(107)을 구비하면서, 희생층(120)을 자신의 기저 모체로 감싸는 니켈 재질의 커버 플레이트(105)를 형성하는 절차를 진행하게 된다. In this way, when the pattern mask 200 for defining the acoustic hole 106, the adhesion blocking dimple 107, and the cover plate 105 is formed on the seed layer 109a, the present invention is illustrated in FIG. 3K. As described above, the electroplating process based on the seed layer 109a, for example, the nickel electroplating process, using the pattern mask 200 as a plating blocker, has a thickness of about 2.3 μm to 2.7 μm. Proceeding to a thickness, a process of forming a cover plate 105 made of nickel, which includes the acoustic hole 106 and the adhesive blocking dimple 107, surrounding the sacrificial layer 120 with its base matrix, is performed.

이때, 상술한 바와 같이, 희생막(120)의 상부에는 <가변전극(103)의 접촉방지 홀(103a)에 상응하는 점착차단 딤플 예정영역(120b)>이 미리 형성되어 있었기 때문에, 점착차단 딤플(107)은 별도의 자체 형성절차 없이도, 커버 플레이트(105)의 형성을 위한 전기도금 공정 진행 시, 해당 커버 플레이트(105)와 동시에 형성되는 절차를 효과적으로 겪게 된다.At this time, as described above, since the <adhesive blocking dimple predetermined region 120b corresponding to the contact preventing hole 103a of the variable electrode 103 is formed in advance, the adhesive blocking dimple 107 is effectively subjected to a process simultaneously formed with the cover plate 105 during the electroplating process for forming the cover plate 105, without a separate self-forming procedure.

물론, 앞서 언급한 바와 같이, 전기도금 공정은 저온(예를 들어, 상온~100℃ 정도)에서도 공정진행이 가능하기 때문에, 본 발명의 구현환경 하에서, 회로 기판 상에 미리 배치되어 있던 신호처리 칩은 열 충격에 의한 손상을 손쉽게 회피할 수 있게 된다.Of course, as mentioned above, since the electroplating process can proceed at low temperatures (eg, room temperature to about 100 ° C.), under the implementation environment of the present invention, the signal processing chip previously disposed on the circuit board Silver can easily avoid damage due to thermal shock.

한편, 상술한 절차를 통해, 음향 홀(106) 및 점착차단 딤플(107)을 구비하면서, 희생층(120)을 자신의 기저 모체로 감싸는 커버 플레이트(105)가 형성 완료되면, 본 발명에서는 도 3l에 도시된 바와 같이, 일련의 노광공정을 진행시켜, 패턴 마스크(200)를 모두 제거하고, 이를 통해, 커버 플레이트(105) 및 시드층(109a)을 노출시키는 절차를 진행하게 된다. On the other hand, through the above-described procedure, while having the acoustic hole 106 and the adhesion blocking dimple 107, the cover plate 105 for wrapping the sacrificial layer 120 in its base matrix is completed, in the present invention, As illustrated in FIG. 3L, a series of exposure processes are performed to remove all of the pattern masks 200, thereby exposing the cover plate 105 and the seed layer 109a.

이어, 본 발명에서는 도 3m에 도시된 바와 같이, 노출 완료된 커버 플레이트(105) 및 시드층(109a)을 타겟으로 일련의 막 코팅 공정, 사진식각공정 등을 순차적으로 진행시켜, 커버 플레이트(105) 및 시드층(109a)의 상부에 해당 시드 층(109a)을 선택적으로 패터닝 하기 위한 패턴 마스크(201)를 형성하는 절차를 진행하게 된다. 이 경우에도, 패턴 마스크(201)는 예컨대, 포토레지스트 재질을 가진다.Subsequently, in the present invention, as shown in FIG. 3M, a series of film coating processes, photolithography processes, and the like are sequentially performed on the exposed cover plate 105 and the seed layer 109a, thereby covering the cover plate 105. And a pattern mask 201 for selectively patterning the seed layer 109a on the seed layer 109a. Also in this case, the pattern mask 201 has a photoresist material, for example.

이렇게 하여, 커버 플레이트(105) 및 시드층(109a)의 상부에 해당 시드층(109a)을 선택적으로 패터닝 하기 위한 패턴 마스크(201)가 형성 완료되면, 본 발명에서는 도 3n에 도시된 바와 같이, 앞의 패턴 마스크(201)를 식각 마스크로 활용하면서, 일련의 패터닝 공정을 진행시켜, 시드층(109a)의 일부를 제거하고, 이를 통해, 커버 플레이트(105)에 소속된 음향 홀(106)을 개방함과 아울러, 전극로드(104)와 전기적인 연결관계를 형성하는 전극패드(109)를 선택적으로 정의하는 절차를 진행하게 된다. 이 경우, 앞서 언급한 바와 같이, 전극패드(109)는 가변전극(103)과 전기적인 연결관계를 형성하고 있는 전극로드(104)와 전기적인 연결관계를 구성하면서, 가변전극(103)을 상술한 신호처리 칩과 전기적으로 연결하는 역할을 수행하게 된다(도 2 참조).In this manner, when the pattern mask 201 for selectively patterning the seed layer 109a is formed on the cover plate 105 and the seed layer 109a, as shown in FIG. 3N in the present invention, The pattern mask 201 is used as an etching mask, and a series of patterning processes are performed to remove a part of the seed layer 109a, thereby allowing the acoustic hole 106 belonging to the cover plate 105 to be removed. In addition to the opening, a procedure of selectively defining an electrode pad 109 forming an electrical connection with the electrode rod 104 is performed. In this case, as described above, the electrode pad 109 forms an electrical connection relationship with the electrode rod 104 forming an electrical connection relationship with the variable electrode 103, and describes the variable electrode 103 in detail. It is electrically connected to one signal processing chip (see FIG. 2).

이처럼, 본 발명에서는 전극패드(109)를 시드층(109a)을 활용하여 일괄 제조하기 때문에, 본 발명의 구현환경 하에서, 생산업체 측에서는 <전극패드(109)를 별도로 제작할 때 발생할 수 있는 각종 시간적/비용적 문제점>을 손쉽게 벗어날 수 있게 된다. As described above, in the present invention, since the electrode pads 109 are manufactured in a batch using the seed layer 109a, in the implementation environment of the present invention, the producer side may have various types of time / times that may occur when the electrode pads 109 are separately manufactured. Cost problems can be easily escaped.

한편, 상술한 절차를 통해, 커버 플레이트(105)에 소속된 음향 홀(106)이 개방 완료되고, 이와 함께, 전극패드(109)가 선택적으로 정의 완료되면, 본 발명에서는 도 3o에 도시된 바와 같이, 백 챔버(BC)가 일차 정의된 기판(101)의 후면을 타 겟으로, 일련의 비 등방성 습식 식각 공정(이 경우, 식각액으로는 예컨대, KOH가 사용될 수 있다)을 추가 진행시켜, 진동판(102) 및 가변전극(103)을 부양시키는 구조를 정의하는 완성된 형태의 백 챔버(BC)를 최종 식각·형성하는 절차를 진행하게 된다. 이 경우, 기판(101)의 전면에 형성된 패턴 마스크(201)는 앞의 전극패드(109)를 보호하는 일련의 보호체로써 작용하게 된다.Meanwhile, when the acoustic hole 106 belonging to the cover plate 105 is opened and the electrode pad 109 is selectively defined through the above-described procedure, in the present invention, as shown in FIG. Similarly, the back chamber BC targets the rear surface of the first defined substrate 101, and further advances a series of anisotropic wet etching processes (in this case, KOH may be used as an etchant, for example). A process of final etching and forming the back chamber BC of the completed shape defining the structure supporting the 102 and the variable electrode 103 is performed. In this case, the pattern mask 201 formed on the front surface of the substrate 101 acts as a series of protection bodies for protecting the electrode pad 109.

위에 언급한 바와 같이, 종래의 경우, 별다른 조치 없이, KOH 등의 식각액을 활용한 일련의 비등방성 식각공정을 단 한차례 진행하여, 백 챔버를 형성하였기 때문에, 백 챔버의 전체적인 프로파일은 기판을 이루는 실리콘의 결정 방향에 따라, 일정 각도를 이루며 안쪽으로 기울어지는 문제점을 불가피하게 겪을 수밖에 없었으며, 결국, 그 영향으로 인하여, 백 챔버의 전체적인 사이즈(규모) 및 그 위에 형성된 진동판의 유효 진동면적은 프로파일의 기울어진 정도만큼 대폭 축소될 수밖에 없었다.As mentioned above, in the conventional case, since a series of anisotropic etching processes using an etchant such as KOH was performed once without any action, the back chamber was formed, so that the overall profile of the back chamber is the silicon forming the substrate. According to the direction of the determination of, inevitably suffered the problem of inclining inward at a certain angle, after all, the overall size (scale) of the back chamber and the effective vibration area of the diaphragm formed thereon is due to the influence of It was inevitably reduced by the degree of inclination.

그러나, 상술한 바와 같이, 본 발명에서는 일련의 Deep-RIE(Deep Reactive Ion Etching) 공정을 선 진행시켜, 기판의 후면에 도 3o에 점선으로 표시한 바와 같은 백 챔버(BC)를 일차적으로 식각·형성한 다음에, 이 백 챔버(BC)가 일차 정의된 기판(101)의 후면을 타겟으로, 일련의 비 등방성 습식 식각 공정을 추가 진행시켜, 완성된 형태의 백 챔버(BC)를 식각·형성하기 때문에, 최종 확정된 백 챔버(BC)는 <도 3o에 화살표로 표시된 이원화된 결정방향의 식각절차>를 자연스럽게 추가로 겪어, 결국, 자신의 규모를 최대의 크기로 실질 확장시킬 수 있게 된다.However, as described above, in the present invention, a series of deep reactive ion etching (Deep-RIE) processes are preliminarily performed, and the back chamber BC as shown by the dotted line in FIG. After the formation, the back chamber BC is further subjected to a series of anisotropic wet etching processes targeting the rear surface of the substrate 101 defined first to etch and form the completed back chamber BC. Therefore, the finally confirmed back chamber BC naturally additionally undergoes an <etching process in the dual crystallization direction indicated by an arrow in FIG. 3O, so that it is possible to actually expand its scale to the maximum size.

물론, 이러한 본 발명의 구현환경 하에서, 백 챔버(BC)의 규모가 최대의 크 기로 실질 확장되는 경우, 그 위의 공간에 부양 형성된 진동판(102)의 유효 진동면적 역시, 그에 비례하여, 대폭 확장될 수 있게 되며, 결국, 백 챔버(BC)는 자신에게 주어진 <소리 통으로써의 역할>, <진동판(102)의 유효 진동면적을 극대화시켜 정의하는 역할> 등을 정상적으로 수행할 수 있게 된다.Of course, under the implementation environment of the present invention, when the size of the back chamber BC is substantially expanded to the maximum size, the effective vibration area of the vibration plate 102 formed in the space thereon is also greatly expanded in proportion thereto. As a result, the back chamber BC can normally perform the < role as sound tube &quot;, < role of maximizing the effective vibration area of the vibration plate 102 &quot;

한편, 상술한 절차를 통해, 진동판(120) 및 가변전극(103)을 부양시키는 구조를 정의하는 완성된 형태의 백 챔버(BC)가 식각·형성 완료되면, 본 발명에서는 도 3p에 도시된 바와 같이, 일련의 드라이 에싱 공정(Dry ashing process)을 진행시켜, 앞의 패턴 마스크(201) 및 <커버 플레이트(105)의 기저 모체로 작용하였던 희생층(120)>을 제거시키는 절차를 진행하게 된다(물론, 이러한 드라이 에싱 공정은 통상의 습식 식각공정에 비하여, 진동판(102)의 점착불량을 미리 방지하는 우수한 효과를 제공한다).On the other hand, through the above-described procedure, when the completed back chamber BC, which defines a structure for supporting the diaphragm 120 and the variable electrode 103 is completed etching and forming, as shown in FIG. In the same manner, a series of dry ashing processes are performed to remove the pattern mask 201 and the sacrificial layer 120 serving as a base matrix of the cover plate 105. (Of course, such a dry ashing process provides an excellent effect of preventing adhesion failure of the diaphragm 102 in advance as compared to a conventional wet etching process).

물론, 이와 같은 드라이 에싱 공정의 절차진행 하에서, 커버 플레이트(105)의 하부에 배치되어 있던 희생층(120)은 커버 플레이트(105) 측 음향 홀(106)을 통해 빠져나가면서 신속하게 제거되는 절차를 겪게 되며, 결국, 희생층(120)이 점유하고 있던 커버 플레이트(105)의 내부에는 일련의 에어 갭(AG)이 안정적으로 정의될 수 있게 된다.Of course, under such a dry ashing process, the sacrificial layer 120 disposed under the cover plate 105 is quickly removed while exiting through the sound hole 106 on the cover plate 105 side. As a result, a series of air gaps AG may be stably defined in the cover plate 105 occupied by the sacrificial layer 120.

이때, 커버 플레이트(105)에 형성된 음향 홀(106)은 상술한 바와 같이, 희생층(120)이 빠져나가 제거되는 일련의 통로로 작용하기 때문에, 이 음향 홀(106)의 전체적인 점유면적(즉, 커버 플레이트(105)의 상부를 점유하는 면적)은 희생층(120)의 제거절차에 있어, 중요한 펙터로 작용하게 된다. At this time, since the acoustic hole 106 formed in the cover plate 105 acts as a series of passages through which the sacrificial layer 120 exits and is removed as described above, the overall occupying area of the acoustic hole 106 (that is, The area occupying the upper portion of the cover plate 105 serves as an important factor in the removal procedure of the sacrificial layer 120.

물론, 이러한 음향 홀(106)의 점유면적이 커지면, 희생층(120)의 제거절차에는 유리하게 작용하겠지만, 이 경우, 음/전 변환 소자(100)의 전체적인 감도가 저하되는 또 다른 문제점이 발생할 수도 있다.Of course, if the occupied area of the acoustic hole 106 is large, the sacrificial layer 120 may be advantageously removed, but in this case, another problem may occur in which the overall sensitivity of the sound / electric conversion element 100 is lowered. It may be.

이를 다양하게 고려하여, 본 발명에서는 음향 홀(106)의 전체적인 점유면적(즉, 커버 플레이트(105)의 상부를 점유하는 면적)을 가변전극(103)이 차지하는 면적의 25%~60% 정도로 조절함으로써, 음향 홀(106)이 음/전 변환 소자(100)의 감도에는 악영향을 주지 않으면서도, 희생층(120)의 제거절차에 적절히 기여할 수 있도록 유도하게 된다.In consideration of this variously, in the present invention, the overall occupation area of the acoustic hole 106 (that is, the area occupying the upper portion of the cover plate 105) is adjusted to about 25% to 60% of the area occupied by the variable electrode 103. As a result, the acoustic hole 106 is guided so that the acoustic hole 106 can appropriately contribute to the removal procedure of the sacrificial layer 120 without adversely affecting the sensitivity of the sound / electric conversion element 100.

한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에서는 진동판(102)의 상부가 아니라, 부양영역(즉, 백 챔버(BC) 형성영역)을 제외한 진동판(102)의 하부에 기생용량의 발생량 감소를 유도하기 위한 기생용량 감소유도 절연층(108), 예를 들어, SiO2층을 미리 형성하는 또 다른 조치를 추가로 강구하게 된다.On the other hand, as shown in Figure 4, in another embodiment of the present invention, the parasitic capacitance in the lower portion of the diaphragm 102 except for the support region (that is, the back chamber BC forming region), not the upper portion of the diaphragm 102 parasitic capacitance induced decrease the insulating layer 108 for deriving the amount of reduction, for example, it is taken to add an additional measure of forming the SiO 2 layer in advance.

물론, 이러한 기생용량 감소유도 절연층(108), 예를 들어, SiO2층의 하부 배치 상황 하에서도, 커버 플레이트(105) 및 기판(101) 사이의 절연두께는 <진동판(102)만이 단독 형성되어 있는 경우>에 비하여, 크게 증가할 수 있게 되며, 결국, 커버 플레이트(105) 및 기판(101)이 상호 접촉되는 부위 A에서 발생하는 기생용량의 발생량은 종래에 비하여 크게 줄어들 수 있게 된다.Of course, even under such a disposition of the parasitic capacitance-inducing insulating layer 108, for example, SiO 2 layer, the insulating thickness between the cover plate 105 and the substrate 101 is <only the vibration plate 102 is formed alone Compared to the case, the parasitic capacitance generated at the portion A where the cover plate 105 and the substrate 101 are in contact with each other can be greatly reduced as compared with the related art.

당연히, 이러한 본 발명의 다른 구현환경 하에서도, 생산업체 측에서는 진동판(102)의 두께를 자유롭게 박막화시켜, <진동판(102)에게 부여된 진동체로써의 기 능>을 크게 향상시킬 수 있으면서도, 기생용량 감소유도 절연층(108) 및 진동판(102)의 조합을 활용하여, 커버 플레이트(105) 및 기판(101) 사이의 절연두께도 안정적으로 유지시킬 수 있게 되며, 결국, 음/전 변환 소자(100)의 전체적인 음/전 변환 품질을 자연스럽게 극대화시킬 수 있게 된다.As a matter of course, even under such a different implementation environment of the present invention, the production side can freely thin the thickness of the diaphragm 102, and the parasitic capacitance can be greatly improved. By utilizing the combination of the reduction induction insulating layer 108 and the diaphragm 102, the insulation thickness between the cover plate 105 and the substrate 101 can be stably maintained, and thus, the negative / electro-electric conversion element 100 It is possible to naturally maximize the overall sound / pre conversion quality of the).

이러한 구조를 위하여, 본 발명에서는 앞의 진동판(102)이 형성되기 이전에, 기판(101)의 전면을 타겟으로 일련의 PECVD 공정을 미리 진행시켜, 기판(101)의 상부에 예를 들어, SiO2 재질을 가지는 절연 소스층을 0.9㎛~1.1㎛ 정도의 두께로 형성한 다음, 사진식각공정 등과 같은 일련의 패터닝 공정을 통해, 기생용량 감소유도 절연층(108)을 사전 형성하는 절차를 진행하게 된다(이러한 절차진행은 앞의 설명을 참조하여 충분히 이해될 수 있으므로 편의 상, 이에 대한 세부도면은 생략하기로 함).For this structure, in the present invention, before the preceding diaphragm 102 is formed, a series of PECVD processes are performed in advance on the front surface of the substrate 101, so that, for example, SiO is formed on the substrate 101. After forming an insulating source layer having a material of 2 to about 0.9㎛ ~ 1.1㎛ thickness, through a series of patterning process such as a photolithography process, to proceed to pre-form the parasitic capacitance reduction insulated layer 108 (These procedures can be fully understood with reference to the above description, and for convenience, detailed drawings thereof will be omitted).

한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에서는 커버 플레이트(105)에 상응하는 기판(101) 내에 해당 기판(101)의 자체저항을 국부적으로 증가시켜, 기생용량의 발생량 감소를 유도하기 위한 이온도핑층(130)을 추가로 주입 형성하는 조치를 추가로 강구하게 된다.On the other hand, as shown in Figure 5, in another embodiment of the present invention locally increases the self-resistance of the substrate 101 in the substrate 101 corresponding to the cover plate 105, thereby reducing the amount of parasitic capacitance generated Further measures to further implant and form the ion doped layer 130 to induce the.

물론, 이러한 이온도핑층(130)의 추가 형성·배치 상황 하에서, 해당 영역에서의 기판(101)의 자체저항은 크게 증가할 수 있게 되며, 결국, 커버 플레이트(105) 및 기판(101)이 상호 접촉되는 부위 A에서 발생하는 기생용량의 발생량은 종래에 비하여 크게 줄어들 수 있게 된다.Of course, under such an additional formation and placement of the ion doped layer 130, the self-resistance of the substrate 101 in the region can be greatly increased, and as a result, the cover plate 105 and the substrate 101 mutually The amount of parasitic dose generated at the contacted area A can be greatly reduced as compared with the prior art.

당연히, 이러한 본 발명의 다른 구현환경 하에서도, 생산업체 측에서는 진동판(102)의 두께를 자유롭게 박막화시켜, <진동판(102)에게 부여된 진동체로써의 기능>을 크게 향상시킬 수 있으면서도, 이온도핑층(130)을 활용하여, 기생용량의 발생량을 안정적으로 관리할 수 있게 되며, 결국, 음/전 변환 소자(100)의 전체적인 음/전 변환 품질을 자연스럽게 극대화시킬 수 있게 된다.As a matter of course, even under such an implementation environment of the present invention, the producer side can freely thin the thickness of the diaphragm 102 to significantly improve the function as the vibrating body imparted to the vibrating plate 102, while also providing an ion doping layer. By utilizing the 130, it is possible to stably manage the generation amount of the parasitic capacitance, and eventually, it is possible to naturally maximize the overall sound / pre conversion quality of the sound / pre conversion element 100.

이러한 구조를 위하여, 본 발명에서는 앞의 진동판(102)이 형성되기 이전에 기판(101)의 전면을 타겟으로 일련의 이온주입공정을 미리 진행시켜, 커버 플레이트(105) 및 기판(101)의 상호 접촉이 예상되는 부위에 이온도핑층(130)을 사전 형성하는 절차를 진행하게 된다.For this structure, in the present invention, a series of ion implantation processes are performed in advance on the front surface of the substrate 101 before the diaphragm 102 is formed so that the cover plate 105 and the substrate 101 can be interconnected. A procedure of preforming the ion doped layer 130 is performed on the site where contact is expected.

물론, 상술한 각 실시예 하에서도, 본 발명에서는 <커버 플레이트(105) 형성의 기저 모체가 되는 희생층(120)을 저온에서 생성/제거가 용이한 폴리머 계열의 물질로 변경하는 조치>, <커버 플레이트(105)의 형성절차를 저온에서 공정진행이 가능한 전기도금 절차로 변경하는 조치>, <커버 플레이트(105)의 일부에 진동판(102)과 커버 플레이트(105)의 점착을 차단하기 위한 점착차단 딤플(107:Dimple)을 추가 설치하는 조치>, <백 챔버(BC)를 Deep-RIE(Deep Reactive Ion Etching), 비 등방성 식각 등의 이중 공정을 통해 형성하는 조치> 등을 탄력적으로 응용 구현하기 때문에, 생산업체 측에서는 음/전 변환 소자(100) 및 신호처리 칩의 원-스텝 제조 프로세스화, 커버 플레이트(105) 및 진동판(102)의 점착에 따른 문제점발생 차단, 백 챔버(BC)의 규모 극대화 등을 자연스럽게 현실화시킬 수 있게 된다. Of course, under each of the above-described embodiments, in the present invention, the &quot; measurement for changing the sacrificial layer 120, which is the base matrix of the cover plate 105, to a polymer-based material that is easy to generate / remove at low temperature > A procedure for changing the formation procedure of the cover plate 105 to an electroplating procedure capable of proceeding at a low temperature>, &lt; adhesion to block adhesion of the diaphragm 102 and the cover plate 105 to a part of the cover plate 105 Flexible installation of blocking dimples (107: Dimple)>, <action of forming back chamber (BC) through deep process such as Deep Reactive Ion Etching (Deep-RIE) and anisotropic etching> Therefore, on the producer side, the one-step manufacturing process of the negative / electric conversion element 100 and the signal processing chip, the problem occurrence blocking caused by the adhesion of the cover plate 105 and the diaphragm 102, and the back chamber BC To maximize the scale naturally It becomes possible.

상술한 본 발명은 음/전 변환 소자(100)를 필요로 하는 다양한 유형의 전자/ 전기 기기에서 전반적으로 유용한 효과를 나타낸다. The present invention described above exhibits an overall useful effect in various types of electronic / electrical devices requiring the sound / electric conversion element 100.

그리고, 앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명이 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 가능성이 있는 것은 자명한 일이다. 이와 같은 변형된 실시예들은 본 발명의 기술적사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안되며 이와 같은 변형된 실시예들은 본 발명의 첨부된 특허청구의 범위안에 속한다 해야 할 것이다.And, in the foregoing, specific embodiments of the present invention have been described and illustrated, but it is obvious that the present invention may be variously modified and implemented by those skilled in the art. Such modified embodiments should not be understood individually from the technical spirit or point of view of the present invention and such modified embodiments should fall within the scope of the appended claims of the present invention.

도 1은 종래의 기술에 따른 음/전 변환 소자를 도시한 예시도.1 is an exemplary view showing a sound / electric conversion element according to the prior art.

도 2는 본 발명에 따른 음/전 변환 소자를 도시한 예시도.2 is an exemplary view showing a sound / electric conversion element according to the present invention.

도 3a 내지 도 3p는 본 발명에 따른 음/전 변환 소자의 제조방법을 순차적으로 도시한 공정순서도.3a to 3p are process flow charts sequentially showing a method of manufacturing a negative / electric conversion element according to the present invention.

도 4 및 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 음/전 변환 소자를 도시한 예시도.4 and 5 are exemplary diagrams showing a sound / electric conversion element according to another embodiment of the present invention.

Claims (14)

백 챔버가 정의된 기판과;A substrate on which a back chamber is defined; 상기 백 챔버가 커버되도록 상기 기판 상에 형성된 진동판과;A diaphragm formed on the substrate such that the back chamber is covered; 상기 백 챔버에 대응되는 상기 진동판의 부양영역(Suspending area) 상에 형성된 가변전극과;A variable electrode formed on a suspending area of the diaphragm corresponding to the back chamber; 음향 홀 및 에어 갭을 정의하면서, 상기 가변전극이 커버되도록 상기 진동판 상에 형성되어, 상기 가변전극에 상응하는 고정전극으로 작용하는 커버 플레이트를 포함하며,Defining a sound hole and an air gap, and including a cover plate formed on the diaphragm so that the variable electrode is covered and serving as a fixed electrode corresponding to the variable electrode, 상기 커버 플레이트는 폴리머 계열의 희생층(Sacrificial layer)을 활용한 전기도금 방식(Electroplating process)에 의하여 형성되는 것을 특징으로 하는 음/전 변환 소자.The cover plate is a negative / electro-electric conversion element, characterized in that formed by an electroplating (Electroplating process) using a polymer-based sacrificial layer (Sacrificial layer). 제 1 항에 있어서, 상기 부양영역을 제외한 진동판의 상부에는 상기 커버 플레이트 및 기판 사이의 절연두께를 증가시켜, 기생용량의 발생량 감소를 유도하는 기생용량 감소유도 절연층이 추가 형성되는 것을 특징으로 하는 음/전 변환 소자.The method of claim 1, wherein the insulation layer between the cover plate and the substrate is increased on the upper part of the diaphragm except for the support area, so that a parasitic capacitance reducing insulator layer is formed to induce a reduction in the amount of parasitic capacitance. Negative / electric conversion element. 백 챔버가 정의된 기판과;A substrate on which a back chamber is defined; 상기 백 챔버가 커버되도록 상기 기판 상에 형성된 진동판과;A diaphragm formed on the substrate such that the back chamber is covered; 상기 백 챔버에 대응되는 상기 진동판의 부양영역(Suspending area) 상에 형 성된 가변전극과;A variable electrode formed on a suspending area of the diaphragm corresponding to the back chamber; 음향 홀 및 에어 갭을 정의하면서, 상기 가변전극이 커버되도록 상기 진동판 상에 형성되어, 상기 가변전극에 상응하는 고정전극으로 작용하는 커버 플레이트를 포함하며,Defining a sound hole and an air gap, and including a cover plate formed on the diaphragm so that the variable electrode is covered and serving as a fixed electrode corresponding to the variable electrode, 상기 부양영역을 제외한 진동판의 하부에는 상기 커버 플레이트 및 기판 사이의 절연두께를 증가시켜, 기생용량의 발생량 감소를 유도하는 기생용량 감소유도 절연층이 형성되고, 상기 커버 플레이트는 폴리머 계열의 희생층(Sacrificial layer)을 활용한 전기도금 방식(Electroplating process)에 의하여 형성되는 것을 특징으로 하는 음/전 변환 소자.A parasitic capacitance reducing insulator layer is formed on the lower portion of the diaphragm except for the support area to increase the insulation thickness between the cover plate and the substrate, thereby inducing a decrease in parasitic capacitance, and the cover plate is made of a polymer-based sacrificial layer ( A negative / electric conversion element formed by an electroplating process using a sacrificial layer. 백 챔버가 정의된 기판과;A substrate on which a back chamber is defined; 상기 백 챔버가 커버되도록 상기 기판 상에 형성된 진동판과;A diaphragm formed on the substrate such that the back chamber is covered; 상기 백 챔버에 대응되는 상기 진동판의 부양영역(Suspending area) 상에 형성된 가변전극과; A variable electrode formed on a suspending area of the diaphragm corresponding to the back chamber; 음향 홀 및 에어 갭을 정의하면서, 상기 가변전극이 커버되도록 상기 진동판 상에 형성되어, 상기 가변전극에 상응하는 고정전극으로 작용하는 커버 플레이트를 포함하며,Defining a sound hole and an air gap, and including a cover plate formed on the diaphragm so that the variable electrode is covered and serving as a fixed electrode corresponding to the variable electrode, 상기 커버 플레이트에 상응하는 기판 내에는 해당 기판의 자체저항을 국부적으로 증가시켜, 기생용량의 발생량 감소를 유도하는 이온도핑층이 주입 형성되며, 상기 커버 플레이트는 폴리머 계열의 희생층(Sacrificial layer)을 활용한 전기도 금 방식(Electroplating process)에 의하여 형성되는 것을 특징으로 하는 음/전 변환 소자.An ion doping layer is formed in the substrate corresponding to the cover plate to locally increase the self-resistance of the substrate to induce a decrease in the amount of parasitic capacitance, and the cover plate forms a sacrificial layer of a polymer series. A negative / electric conversion element, characterized in that formed by the electroplating process (Utilization). 제 1 항, 제 3 항 또는 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폴리머 계열의 희생층은 포토레지스트 희생층(Photoresist sacrificial layer), 파랄린 희생층(Paralyne sacrificial layer), PSG 희생층(PhosphoSilicate Glass sacrificial layer) 중의 어느 하나인 것을 특징으로 하는 음/전 변환 소자. The method of claim 1, wherein the sacrificial layer of the polymer series is a photoresist sacrificial layer, a paraline sacrificial layer, a PSG sacrificial layer (PhosphoSilicate). A sound / electric conversion element, characterized in that any one of the glass sacrificial layer. 제 1 항, 제 3 항 또는 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 커버 플레이트의 음향 홀 주변에는 상기 진동판이 상기 커버 플레이트 측에 점착(Stiction)되는 것을 차단하기 위한 점착차단 딤플(Dimples)이 추가 형성되는 것을 특징으로 하는 음/전 변환 소자.According to any one of claims 1, 3 or 4, the adhesive blocking dimples for preventing the diaphragm from sticking to the cover plate side around the sound hole of the cover plate. A negative / electric conversion element, characterized in that further formed. 제 6 항에 있어서, 상기 점착차단 딤플에 상응하는 상기 가변전극 상에는 상기 점착차단 딤플 및 가변전극의 전기접촉을 방지하기 위한 접촉방지 홀이 추가 형성되는 것을 특징으로 하는 음/전 변환 소자. The negative / electric conversion element according to claim 6, wherein a contact preventing hole is further formed on the variable electrode corresponding to the adhesive blocking dimple to prevent electrical contact between the adhesive blocking dimple and the variable electrode. 제 1 항, 제 3 항 또는 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 백 챔버는 Deep-RIE(Deep Reactive Ion Etching) 공정 및 비 등방성 습식 식각 공정의 이중 진행을 통해 형성 정의되어, 그 규모가 실질적으로 확장되는 것을 특징으로 하는 음/전 변환 소자.5. The method of claim 1, 3 or 4, wherein the back chamber is defined through the dual progression of a Deep Reactive Ion Etching (Deep-RIE) process and an anisotropic wet etch process, the scale being A negative / electric conversion element, characterized in that it is substantially extended. 제 1 항, 제 3 항 또는 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 음향 홀은 상기 커버 플레이트 상에서, 상기 가변전극이 차지하는 면적의 25%~60%에 상응하는 점유면적을 가지면서, 상기 희생층의 제거통로로 작용하는 것을 특징으로 하는 음/전 변환 소자.The sacrificial hole according to any one of claims 1, 3, and 4, wherein the acoustic hole has an occupying area corresponding to 25% to 60% of an area occupied by the variable electrode on the cover plate. A negative / electric conversion element, which acts as a passage for removing layers. 기판의 전면에 진동판을 형성하는 단계와;Forming a diaphragm on the front surface of the substrate; 상기 진동판 상에 가변전극을 형성하는 단계와;Forming a variable electrode on the diaphragm; 상기 기판의 후면에 백 챔버를 정의·형성하는 단계와;Defining and forming a back chamber on a rear surface of the substrate; 상기 진동판의 커버 플레이트 형성예정영역 상에 폴리머 계열의 희생층(Sacrificial layer)을 형성하는 단계와;Forming a sacrificial layer of a polymer series on a region to be formed of a cover plate of the diaphragm; 상기 희생층을 포함하는 진동판 상에 시드층(Seed layer)을 형성하는 단계와;Forming a seed layer on the diaphragm including the sacrificial layer; 상기 시드층의 상부에 음향 홀, 점착차단 딤플 및 커버 플레이트를 정의하기 위한 패턴 마스크를 형성하는 단계와;Forming a pattern mask on the seed layer to define an acoustic hole, an adhesive barrier dimple and a cover plate; 상기 패턴 마스크를 도금 차단체로 활용하면서, 상기 시드층을 토대로 하는 전기도금 공정을 진행하여, 상기 음향 홀 및 점착차단 딤플을 구비하면서, 상기 희생층을 감싸는 커버 플레이트를 형성하는 단계와;Using the pattern mask as a plating blocker, performing an electroplating process based on the seed layer to form a cover plate surrounding the sacrificial layer while having the acoustic hole and the adhesive blocking dimple; 상기 패턴 마스크를 제거시킨 다음, 상기 시드층을 선택적으로 제거시켜, 상 기 음향 홀을 개방하고, 상기 음향 홀을 통해, 상기 희생층을 제거시켜, 상기 커버 플레이트의 내부에 에어 갭을 정의하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 음/전 변환 소자의 제조방법.Removing the pattern mask and then selectively removing the seed layer to open the acoustic hole, and through the acoustic hole to remove the sacrificial layer to define an air gap inside the cover plate. Method of manufacturing a sound / electric conversion element comprising a. 제 10 항에 있어서, 상기 백 챔버 형성영역을 제외한 진동판의 상부에 기생용량의 발생량 감소를 유도하기 위한 기생용량 감소유도 절연층을 추가 형성하는 단계가 더 진행되는 것을 특징으로 하는 음/전 변환 소자의 제조방법.12. The negative / electric conversion element according to claim 10, further comprising the step of further forming a parasitic capacitance reducing insulator layer to induce a reduction in the amount of parasitic capacitance generated above the diaphragm except for the back chamber forming region. Manufacturing method. 제 10 항에 있어서, 상기 진동판의 형성 이전에 기생용량의 발생량 감소를 유도하기 위한 기생용량 감소유도 절연층을 사전 형성하는 단계가 더 진행되는 것을 특징으로 하는 음/전 변환 소자의 제조방법.The method of claim 10, further comprising preforming a parasitic capacitance reducing insulator layer for inducing a reduction in the amount of parasitic capacitance prior to the formation of the diaphragm. 제 10 항에 있어서, 상기 커버 플레이트에 상응하는 기판 내에 기생용량의 발생량 감소를 유도하기 위한 이온도핑층을 사전 주입·형성하는 단계가 더 진행되는 것을 특징으로 하는 음/전 변환 소자의 제조방법.The method of claim 10, further comprising pre-injecting and forming an ion doped layer for inducing a reduction in the amount of parasitic capacitance in the substrate corresponding to the cover plate. 제 10 항에 있어서, 상기 기판의 후면에 백 챔버를 정의·형성하는 단계는 상기 기판의 후면을 대상으로 Deep-RIE(Deep Reactive Ion Etching) 공정을 진행시켜, 백 챔버를 일차 식각·형성하는 단계와;The method of claim 10, wherein the defining and forming the back chamber on the rear surface of the substrate comprises performing a deep reactive ion etching (Deep-RIE) process on the rear surface of the substrate to first etch and form the back chamber. Wow; 상기 백 챔버가 일차 정의된 상기 기판의 후면을 대상으로, 상기 진동판 및 가변전극이 부양되도록 비 등방성 습식 식각 공정을 추가 진행시켜, 완성된 형태의 백 챔버를 최종 식각·형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 음/전 변환 소자의 제조방법.And further performing an anisotropic wet etching process to support the diaphragm and the variable electrode on the rear surface of the substrate having the back chamber defined first, and finally etching and forming the completed back chamber. A method of manufacturing a negative / electric conversion element, characterized by the above-mentioned.
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