KR20190025508A - 이중 멤브레인 mems 컴포넌트 및 이중 멤브레인 mems 컴포넌트 제조 방법 - Google Patents

이중 멤브레인 mems 컴포넌트 및 이중 멤브레인 mems 컴포넌트 제조 방법 Download PDF

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Abstract

이중 멤브레인 MEMS 컴포넌트(200)의 제조 방법(100)은, 캐리어 기판(222) 상에 층 배열(220)을 제공하는 단계(120) - 층 배열(220)은 제 1 멤브레인 구조체(224), 제 1 멤브레인 구조체(224)에 인접하는 희생 물질 층(sacrificial material layer)(226), 및 희생 물질 층(226) 내에 그리고 제 1 멤브레인 구조체(224)로부터 이격된 상대전극 구조체(counterelectrode structure)(228)를 포함하고, 희생 물질 층(226) 내에 적어도 하나의 관통 개구부(through opening)(230-n)가 제 1 멤브레인 구조체(224)까지 그리고 상대전극 구조체(228)로부터 격리되는 방식으로 형성됨 - 와, 관통 개구부(230-n)의 측벽 영역(230-A) 상에 제 1 충진 물질 층(242)을 적용함으로써 제 1 충진 물질 층에 인접한 관통 개구부(230-n) 내의 내부 볼륨 영역(inner volume region)(244)을 획득하도록 관통 개구부(230-n) 내에 충진 물질 구조체(240)를 형성하는 단계(140)와, 내부 볼륨 영역(244)을 밀폐하여 실링(seal)하기 위해 희생 물질(226)을 갖는 층 배열(220) 상에 제 2 멤브레인 구조체(250) 및 충진 물질 구조체(240)를 구조화된 방식으로 적용하는 단계(160) - 상대전극 구조체(228)는 제 1 멤브레인 구조체와 제 2 멤브레인 구조체(224, 250) 사이에서 각각으로부터 같은 거리에 희생 물질(226)로 충진된 중간 영역(238) 내에 배치됨 - 와, 제 1 멤브레인 구조체(224)와 제 2 멤브레인 구조체(250) 사이에 적어도 하나의 기계적 연결 요소(mechanical connection element)(240)를 획득하기 위해, 중간 영역(238) 내에 충진 물질 구조체(240)를 노출하도록 중간 영역(238)으로부터 희생 물질(226)을 제거하는 단계(180) - 기계적 연결 요소는 제 1 멤브레인 구조체(224)와 제 2 멤브레인 구조체(250) 사이에 기계적으로 결합되고 상대전극 구조체(228)로부터 기계적으로 연결해제됨 - 를 포함한다.

Description

이중 멤브레인 MEMS 컴포넌트 및 이중 멤브레인 MEMS 컴포넌트 제조 방법{DOUBLE-MEMBRANE MEMS COMPONENT AND PRODUCTION METHOD FOR A DOUBLE-MEMBRANE MEMS COMPONENT}
예시적인 실시예는, 예를 들어, MEMS 압력 변환기, 음향 MEMS 센서 또는 MEMS 마이크로폰 또는 MEMS 라우드 스피커 형태의 MEMS 사운드 변환기와 같은 이중 멤브레인 MEMS 컴포넌트 및 이중 멤브레인 MEMS 컴포넌트의 제조 방법에 관한 것이다. 특히 예시적인 실시예는 두 개의 이격된 멤브레인 구조체 사이에서 유전체이고 원주형의 기계적 연결 요소를 포함하는 이중 멤브레인 MEMS 마이크로폰의 형태의 음향 MEMS 센서에 관한 것이다.
예를 들어, MEMS 마이크로폰과 같은 음향 MEMS 센서는 그 기능에 의해 지배를 받는 방식으로 주변 대기에 노출되며, 이에 따라, 입자, 액체, 습기 등과 같은 오염물에 자주 노출되기도 한다. 오염물이 음향 MEMS 센서의 오작동 또는 성능 저하를 초래하지 않도록 하기 위해, 이러한 음향 MEMS 센서는 애플리케이션 내의, 예를 들어, 이동 디바이스 내의, 복잡한 그릴(grille) 및 특수 포트에 의해 보호된다. 그러나, 센서의 음향 작용은 음향 MEMS 센서의 기계적 보호 요소 및 특정 구성에 의해 손상되지 않아야 하는데, 즉 센서 출력 신호의 가능한 한 최고의 신호 대 잡음비(signal-to-noise ratio, SNR)를 유지하기 위함이다.
그러므로, 예를 들어, 음향 MEMS 센서와 같은 MEMS 컴포넌트 및 가능한 한 가장 좋은 음향 작용을 갖고 동시에 효과적인 입자 보호, 즉 가동 멤브레인과 백 플레이트 사이의 갭의 기계적 보호를 제공하는 음향 MEMS 센서가 획득될 수 있는 대응하는 제조 방법을 위한 개념이 필요하다.
이러한 필요성은 본 특허 청구범위의 주제에 의해 충족될 수 있다. 본 개념의 전개는 종속 항에서 정의된다.
예시적인 일 실시예에 따르면, 이중 멤브레인 MEMS 컴포넌트(200)의 제조 방법(100)은, 캐리어 기판(222) 상에 층 배열(220)을 제공하는 단계(120) - 층 배열(220)은 제 1 멤브레인 구조체(224), 제 1 멤브레인 구조체(224)에 인접하는 희생 물질 층(226) 및 희생 물질 층(226) 내에 있고 제 1 멤브레인 구조체(224)로부터 이격된 상대전극 구조체(228)를 포함하고, 희생 물질 층(226)에서, 적어도 하나의 관통 개구부(230-1, . . ., 230-n)가 제 1 멤브레인 구조체(224)까지 상대전극 구조체(228)로부터 격리되는 방식으로 형성됨 - 와, 제 1 충진 물질 층(242)에 인접하는 관통 개구부(230-n) 내의 내부 볼륨 영역(244)을 획득하기 위해 관통 개구부(230-n)의 측벽 영역(230-A) 상에 제 1 충진 물질 층(242)을 도포함으로써 관통 개구부(230-n) 내에 충진 물질 구조체(240)를 형성하는 단계(140)와, 내부 볼륨 영역(244)을 밀폐하여 실링(sealing)하기 위해 희생 물질(226) 및 충진 물질 구조체(240)를 갖는 층 배열(220) 상에 제 2 멤브레인 구조체(250)를 구조화된 방식으로 도포하는 단계(160) - 상대전극 구조체(228)는 제 1 및 제 2 멤브레인 구조체(224, 250) 사이에서 이들 각각으로부터 이격되고, 희생 물질(226)로 충진되는 중간 영역(238) 내에 배치됨 - 와, 제 1 및 제 2 멤브레인 구조체(224, 250) 사이에 기계적으로 결합되고 상대전극 구조체(228)로부터 기계적으로 결합해제되는, 제 1 및 제 2 멤브레인 구조체(224, 250) 사이의 적어도 하나의 기계적 연결 요소(240)를 획득하기 위해, 중간 영역(238) 내의 충진 물질 구조체(240)를 노출하도록 중간 영역(238)으로부터 희생 물질(226)을 제거하는 단계(180)를 포함한다.
하나의 예시적인 실시예에 따르면, 충진 물질 구조체(240)를 획득하기 위해 제 2 충진 물질 층(246)이 내부 볼륨 영역(244) 내로 도입될 수 있고, 제 2 충진 물질은 제 1 충진 물질(242)과 상이하다.
하나의 예시적인 실시예에 따라, 충진 물질 구조체(240)를 획득하기 위해 복수의 충진 물질 층을 포함하는 층 시퀀스가 내부 볼륨 영역(244) 내로 도입될 수 있고, 적어도 하나의 추가 충진 물질 층은 제 1 충진 물질 층(242)과 상이한 제 2 충진 물질을 포함한다.
하나의 예시적인 실시예에 따르면, 제 1 충진 물질 층(242)의 물질은 제 2 충진 물질 층(246)의 물질보다 높은 탄성 계수를 가질 수 있다.
하나의 예시적인 실시예에 따르면, 제 1 충진 물질 층(242)은 질화물을 포함하며, 제 2 충진 물질 층(246)은 산화물을 포함한다.
하나의 예시적인 실시예에 따르면, 충진 물질 구조체(200)는 제 1 및 제 2 멤브레인 구조체(224, 250) 사이에서 절두원추형(frustoconical), 원통형(cylindrical), 또는 깔때기형(funnel)으로 형성된다.
하나의 예시적인 실시예에 따르면, 희생 물질(226)을 제거하는 단계(180)는 액체 또는 기체 에천트 또는 반응 물질을 사용하는 등방성 에칭 프로세스에 의해 수행되고, 에천트는 제 1 충진 물질보다 희생 물질(226)에 대해 적어도 10배 더 높은 에칭 속도를 갖는다.
하나의 예시적인 실시예에 따르면, 희생 물질(226)을 제거하는 단계(180)는 희생 층과 함께 기체 생성물을 형성하는 반응 물질에 의해 수행되고, 반응 물질은 제 1 충진 물질 보다 희생 물질(226)에 대해 적어도 10배 높은 반응 속도를 갖는다.
하나의 예시적인 실시예에 따르면, 층 배열(220)을 제공하는 단계(120) 이전에, 층 배열(220)을 형성하기 위해, 캐리어 기판(222) 상의 제 1 멤브레인 층 또는 제 1 멤브레인 층 스택의 형태로 제 1 멤브레인 구조체(224)를 형성하는 단계와, 제 1 멤브레인 구조체(224) 상에 희생 물질(226)을 도포하는 단계와, 도포된 희생 물질(226) 상에 상대전극 층 또는 상대전극 층 스택의 형태로 상대전극 구조체(228)를 형성하는 단계와, 상대전극 구조체(228) 상에 희생 물질(226)을 도포하는 단계와, 적어도 하나의 관통 개구부(230-n)를 희생 물질(226) 내로 제 1 멤브레인 구조체(224)까지 그리고 상대전극 구조체(228)로부터 격리되는 방식으로 도입하는 단계가 수행될 수 있다.
하나의 예시적인 실시예에 따르면, 도입하는 단계는 복수의 관통 개구부를 희생 물질(226) 내로 제 1 멤브레인 구조체까지 도입하는 단계를 포함하고, 충진 물질 구조체(240)는 복수의 관통 개구부(230-n) 내에서 형성되며, 희생 물질(226)을 제거하는 단계는 제 1 및 제 2 멤브레인 구조체(224, 250) 사이에 기계적으로 결합되고 상대전극 구조체(228)로부터 기계적으로 결합해제되는, 제 1 및 제 2 멤브레인 구조체(224, 250) 사이의 복수의 기계적 연결 요소를 획득하기 위해 복수의 관통 개구부(230-n) 내의 충진 물질 구조체(240)를 노출시키는 단계를 포함한다.
하나의 예시적인 실시예에 따르면, 또한 제 1 멤브레인 구조체(224)는 적어도 하나의 관통 개구부(230-n)의 영역에서 멤브레인 구조체(224)의 물질에 오목부를 획득하기 위해 적어도 하나의 관통 개구부(230-n)의 영역(224-a)에서 초기에 에칭되고, 멤브레인 구조체를 초기에 에칭하는 단계는 적어도 하나의 관통 개구부(230-n)를 희생 물질(226) 내로 제 1 멤브레인 구조체(224)까지 도입하는 프로세스 동안 또는 도입하는 프로세스에 후속하여 그리고 충진 물질 구조체(240)를 형성하는 프로세스 이전에 수행된다.
하나의 예시적인 실시예에 따르면, 또한 제 1 및 제 2 멤브레인 구조체는 이중 멤브레인 MEMS의 제 1 및 제 2 멤브레인 구조체 사이의 중간 영역에서 감소된 대기압 또는 진공을 발생하기 위해 감소된 대기압 또는 진공 하에서 밀폐하여 실링된다.
하나의 예시적인 실시예에 따르면, 이중 멤브레인 MEMS 컴포넌트(200)는 캐리어 기판(222) 상의 층 배열(220) - 층 배열(220)은 서로 이격된 제 1 및 제 2 멤브레인 구조체(224, 250) 및 이들 사이에 배치된 상대전극 구조체(228)를 포함하고, 상기 상대전극 구조체는 각각의 경우에 제 1 및 제 2 멤브레인 구조체(224, 250)로부터 이격됨 - 과, 제 1 및 제 2 멤브레인 구조체(224, 250) 사이에 기계적으로 결합되고 상대전극 구조체(228)로부터 기계적으로 결합해제되는, 제 1 및 제 2 멤브레인 구조체(224, 250) 사이의 적어도 하나의 기계적 연결 요소(240) - 적어도 하나의 기계적 연결 요소(240)는 기계적 연결 요소의 측벽 영역으로서 제 1 충진 물질 층(242)을 갖는 물질 구조체(240)를 포함하고, 측벽 영역으로서 형성된 충진 물질 층(242)은 기계적 연결 요소(240) 내의 내부 볼륨 영역(244)을 형성하며, 매질(246)이 기계적 연결 요소(240)의 내부 볼륨 영역(244) 내에 배치되고, 매질(246)은 측벽 영역을 형성하는 제 1 충진 물질 층(242)의 물질보다 낮은 탄성 계수를 가짐 - 를 포함한다.
하나의 예시적인 실시예에 따르면, 기계적 연결 요소(240)는 중공체 또는 빈 튜브로서 형성된다.
하나의 예시적인 실시예에 따라, 제 2 충진 물질(246)이 내부 볼륨 영역(244)에 배치되고, 제 2 충진 물질(246)은 제 1 충진 물질 층(242)의 물질과 상이하다.
하나의 예시적인 실시예에 따르면, 충진 물질 구조(240)는 내부 볼륨 영역(244) 내의 복수의 충진 물질 층을 포함하는 층 시퀀스를 포함하고, 적어도 하나의 추가의 충진 물질 층(246)은 제 1 충진 물질 층의 물질과 상이한 충진 물질을 포함한다.
하나의 예시적인 실시예에 따르면, 제 1 충진 물질 층의 물질은 추가의 충진 물질 층의 물질보다 높은 탄성 계수를 갖는다.
하나의 예시적인 실시예에 따르면, 제 1 충진 물질 층(242)은 질화물을 포함하며, 제 2 충진 물질 층은 산화물을 포함한다.
하나의 예시적인 실시예에 따르면, 충진 물질 구조(240)는 제 1 및 제 2 멤브레인 구조(224, 250) 사이에서 절두원추형, 원통형 또는 깔때기 형상으로 형성된다.
예를 들어, MEMS 마이크로폰과 같은 음향 MEMS는 보통 실리콘 물질, 실리콘 질화물 및 실리콘 산화물을 포함하는 층들의 시퀀스로서 구성된다. 실리콘 물질은 예를 들어, 다결정 실리콘(폴리실리콘)으로서 또는 단결정 실리콘으로서 존재할 수 있다. 언급한 물질은 단지 예로서 추정되어야 하며, 설명된 실리콘 물질과 같은 다른 반도체 물질 및 설명된 질화물 및 산화물과 같은 다른 절연 물질은 대응하는 물질 특성이 유지될 수 있다면 또한 사용될 수도 있다. 그러나, 다음과 같은 설명을 간략히 하기 위해, 반도체 물질로서 실리콘 및 절연 물질로서 질화물 및 산화물이 예로서 언급된다. 예로서, 예를 들어, 비정질 탄소 형태의 탄소가 또한 희생 층의 물질로서도 사용 가능하다.
이와 관련하여, 실리콘 산화물은 정의된 중간 영역 내의 희생 층의 물질로서 흔히 사용되고 MEMS 마이크로폰을 제조하기 위한 프로세스의 끝에서 상기 중간 영역으로부터 용해되거나 에칭된다. MEMS 마이크로폰이 두 개의 멤브레인 구조체, 예를 들어, 실리콘 멤브레인 구조체를 포함하는 경우, 두 개의 멤브레인 구조체는 원주(column) 또는 연결 원주(connection column)라고도 지칭되는 기계적 연결 요소에 의해 서로 기계적으로 결합될 수 있다.
다음으로, 본 발명에 따른 개념에 따라 달성될 수 있는 것은 기계적 연결 요소 또는 연결 원주가 에천트(etchant), 예를 들어, HF(=hydrofluoric acid)(플루오르화 수소산)에 마침 내식성이 없으며, 뿐만 아니라 전기적으로 절연성이지만, 더욱이 비교적 가요성인 방식으로도, 즉, 낮은 탄성 계수(영률)(Young's modulus)로도 형성될 수 있다는 것이다. 결과적으로, 첫째로, 높은 신호대 잡음비를 갖는 MEMS 마이크로폰의 극히 양호한 음향 작용을 달성하는 것이 가능하고, 더욱이 특별하게 설계된 기계적 연결 요소 또는 연결 원주를 구현하는데 필요한 프로세스 단계가 MEMS 컴포넌트의 이전의 프로세스 시퀀스에 극히 간단하게 통합될 수 있어서, 대응하는 MEMS 컴포넌트의 제조 프로세스에서 필요한 추가 지출을 매우 낮게 유지할 수 있다.
두 개의 멤브레인 구조체를 기계적으로 결합하려는 목적을 위해 이들 사이에 기계적 연결 요소를 형성함으로써, 그로부터 말미암은 전기 신호 작용이 매우 양호한 MEMS 컴포넌트의 극히 양호한 음향 작용 및 MEMS 컴포넌트의 내재하는 상대전극 구조체(스테이터 구조체)를 갖는 두 개의 멤브레인 구조체 사이의 중간 영역에 대한 극히 우수한 기계적 보호의 두 가지 모두를 획득하는 것이 가능하다. 결과적으로 초래되는 전기 신호 작용은 이전의 접근 방법과 비교하여 개선된 THD 작용(THD=Total Harmonic Distortion)(총 고조파 왜곡) 및 또한 개선된 잡음 작용(SNR)을 가질 수 있다.
기계적인, 예를 들면, 원주형 연결 요소는, 예를 들어, 차동 작동시 상이한 전극으로서 두 개의 멤브레인 구조체를 판독할 수 있도록 하기 위해 비전도성 방식으로 형성될 수 있다. 또한, 본 개념에 기초하여, 원주형 연결 요소의 개수 및 크기는 각각의 제품 요건에 극히 간단하게 적응될 수 있으며 이에 따라 이전의 프로세스 시퀀스에 극히 간단하게 통합될 수 있다.
뿐만 아니라, 기계적 연결 요소의 결과적인 가요성은 비교적 정확하게 설정되거나 적응될 수 있다. MEMS 마이크로폰의 음향 작용은 멤브레인 구조체의 가요성 및 순응성에 매우 크게 좌우되기 때문에, 그에 대응하게 구성된 MEMS 마이크로폰의 결과적인 전기 신호 작용은 가요성 연결 요소에 의해 정확하게 설정되는 MEMS 마이크로폰의 이중 멤브레인 구조체의 결과적인 가요성에 의해 원하는 설정 값 매개변수(setpoint parameter)에 극히 정확하게 적응될 수 있다.
이를 위해, 본 개념에 따르면, 기계적 연결 구조체, 즉, 기계적 연결 요소는 하나를 초과하는 물질을 포함하는 층 시퀀스를 포함할 것이고, 외부 층의 층 물질은 에천트, 예를 들면, HF에 내식성을 갖고, 반면에 내부 물질은 가요성 방식으로 형성된다. 그 결과, 내부 물질 또는 매질은 외부 층 물질을 사용한 보호 피복으로 인해 주변 영향으로부터 보호된다.
이와 관련하여, 예시적인 일 실시예에 따르면, 원주형 연결 요소의 결과적인 가요성은 코팅 물질의 물질 특성과 보호 또는 피복 층 내부의 충진 물질의 물질 특성의 조합에 의해 설정될 수 있다.
코팅 물질, 즉, 측벽 영역을 형성하는 외부 층 물질은 비교적 얇게 만들어질 수 있으며, 그럼에도 주변, 예를 들어, 에천트에 대해 보호 기능을 이행할 수 있기 때문에, 예시적인 일 실시예에서, 원주형 연결 요소의 결과적인 가요성을 보호 층 또는 피복 층 내부의 충진 물질의 물질 특성에 의해 실질적으로 미리 정의되게 하는 것이 가능하다.
추가의 예시적인 실시예에 따르면, 예로서, 제 1 외부 물질 층으로 형성된 측벽 영역에 의해 정의되는 내부 볼륨 영역은 내부 볼륨 영역을 실링하는 프로세스 동안에 존재하는 주변 대기로 채워질 수 있어서, 원주형 기계적 연결 요소는 "중공체(hollow body)" 또는 빈 슬리브로서 형성될 수도 있고, 여기서 외부 물질 층의 두께 및 물질 속성은 원주형 기계적 연결 요소의 결과적인 가요성을 미리 정의한다.
디바이스 및/또는 방법의 예시적인 실시예가 예로써 첨부 도면을 참조하여 아래에서 보다 상세히 설명된다.
도 1a 내지 도 1d는 하나의 예시적인 실시예에 따라 이중 멤브레인 MEMS 컴포넌트를 제조하기 위한 예시적인 방법의 개략도를 도시한다.
도 2a 내지 도 2c는 하나의 예시적인 실시예에 따라 이중 멤브레인 MEMS 컴포넌트의 기계적 연결 요소를 위한 충진 물질 구조체를 형성하기 위한 예시적인 방법 단계를 도시한다.
도 3a 내지 도 3e는 하나의 예시적인 실시예에 따른 이중 멤브레인 MEMS 컴포넌트의 예시적인 개략도 및 하나의 예시적인 실시예에 따른 이중 멤브레인 MEMS 컴포넌트의 가요성의, 원주형 기계적 연결 요소의 충진 물질 구조체의 예시적인 세부 개략도를 도시한다.
본 개념의 예시적인 실시예를 도면을 참조하여 아래에서 더 상세하게 설명하기에 앞서, 다양한 도면에서 동일하거나, 기능적으로 동일하거나 또는 동일하게 작용하는 요소, 객체, 기능 블록 및/또는 방법 단계는 다양한 예시적인 실시예에서 제시되는 참조 부호가 동일한 상기 요소, 객체, 기능 블록 및/또는 방법 단계의 설명이 상호 교환 가능하거나 또는 서로 적용될 수 있도록, 동일한 참조 부호로 제공된다는 점을 언급한다.
예를 들어, 연결 원주(connection columns)와 같은 가요성의 기계적 연결 요소를 포함하는 이중 멤브레인 MEMS 컴포넌트(200)(도 3a 참조)를 제조하기 위한 방법(100)의 기본 시퀀스가 이제 예로서 도 1a 내지 도 1d의 개략적인 도면을 참조하여 아래에서 제시된다. 기하학적 관계의 설명을 단순화하기 위해, x-y-z 좌표계가 도 1a에서 또한 예로서 도시되어 있고, x-y 평면은 도 1a 내지 도 1d의 도면의 평면을 나타낸다.
이중 멤브레인 MEMS 컴포넌트(200)의 제조 방법(100)에서, 단계(120)는 먼저 캐리어 기판(222), 예를 들어, 반도체 또는 실리콘 기판 상에 층 배열(220)을 제공하는 단계를 포함한다. 층 배열(220)은 제 1 멤브레인 구조체(224), 제 1 멤브레인 구조체(224)에 인접한 희생 물질 층(226), 및 스테이터 전극 또는 백플레이트라고도 지칭되는, 희생 물질 층(226) 내의 상대전극(counterelectrode) 구조체(228)를 포함한다. 상대전극 구조체(228)는 제 1 멤브레인 구조체(224)로부터 이격되고 희생 물질 층(226)에 매립되는 방식으로 배치된다. 희생 물질 층(226)에는, 예를 들어, 희생 물질 층(226) 또는 층 배열(220)의 첫 번째, 즉 노출된 주 표면 영역(226-1)으로부터 희생 물질 층(226)을 거쳐 제 1 멤브레인 구조체(224)까지 연장되고 상대전극 구조체(228)로부터 격리되는 방식으로, 즉 상대전극 구조체(228)와 접촉이 가능한 영역 없이 형성되는 적어도 하나의 관통 개구부(230-1)가 배치된다.
따라서, 제 1 멤브레인 구조체(224)까지 연장되는 관통 개구부(230)는 측벽(230-A)과 제 1 멤브레인 구조체(224)의 노출된 부분(224-A)에 의해 미리 정의되거나 범위가 정해지는 표면적을 갖는다.
도 1a에 도시된 바와 같이, 복수의 추가 관통 개구부(230-2,... 230-n)가 관통 개구부(230-1)와 나란히 도시되며, 상기 추가의 관통 개구부는 층 배열(220) 내에 임의로 제공된다. 아래의 설명에서, 설명은 추가의 선택적인 관통 개구부(230-2,... 230-n)에 동일하게 적용 가능하지만, 하나의 관통 개구부(230-1)에 대해 언급된다.
도 1a에 도시된 관통 개구부(230-1)는, 예를 들어, (y 방향에서) 원통형 프로파일을 가질 수 있지만, 관통 개구부(230-1)는, 즉 절두원추형이고 원통형 외형으로 전이하는 부분에서, 절두원추형 프로파일 또는 깔때기형 프로파일을 가질 수도 있다. 관통 개구부(2301)는 (x-z 평면에 대해) 원형 단면 이외에 타원형, 또는 다른 직사각형 단면을 가질 수도 있다. 뿐만 아니라, 관통 개구부(2301)는, 예를 들어, 희생 물질 층(226) 내에 관통 개구부(230-n)를 형성하기 위한 에칭 프로세스와 같은 개별적인 제조 프로세스에 기인할 수 있는 (x-z 평면에 대해) 적어도 절단면에서 오목하거나 볼록한 외부의 외형 절단면을 또한 가질 수도 있다.
예시적인 실시예에 따르면, 예로서, 관통 개구부(230-1)는 원주형으로 형성될 수 있으며, 반면에 추가의 선택적인 관통 개구부(230-2)는 원주 방향으로 연장하는 방식으로, 예를 들어, (x-z 방향에서) 링 형상의 십자형 단면으로 형성될 수 있다. 아래에서 또한 설명되는 바와 같이, 관통 개구부(230-2)의 링 형상 외형 내에서, 소위 "통기 또는 균등화 개구부(ventilation or equalizing opening)"가 MEMS 컴포넌트(200)의 이중 멤브레인 구조체에서 정의되고 형성될 수 있다. 추가의 선택적인 관통 개구부(230-n)는 궁극적으로 원주형으로 형성될 수 있다.
도 1a에서 예로서 도시된 층 배열(220)의 추가의 선택적인 요소는 아래에서 논의된다.
도 1a에 도시된 바와 같이, 예로서, 제 1 멤브레인 구조체(224)는 소위 "세그멘테이션(segmentation)"(232)을 가질 수 있는데, 세그멘테이션이라는 용어는 절연 층 배열에 의한 멤브레인 구조체의 두 개의 영역의 하위 부분 또는 구분을 나타낸다. 예를 들어, 멤브레인 구조체에서 원주방향으로 연장하는 방식으로 배치된 세그먼트에 의해, MEMS 마이크로폰의 멤브레인 구조체는 전기적으로 절연될 수 있고, 멤브레인의 편향 가능한 영역은 제 1 영역에 배치되고, 제 2 영역은, 예를 들어, 에지에 위치한 홀딩 구조체에 위치된다. 예를 들어, 기생 캐패시턴스와 같은 기생 효과는 멤브레인 구조체의 세그먼트에 의해 상당히 줄일 수 있다. 그러나, 도 1a에 도시된 세그먼테이션(232)은 그저 선택적인 것으로 간주되어야 한다.
도 1a는 주름 또는 부착 방지(anti-sticking) 요소로서 형성될 수 있는 선택적인 돌출부(234)를 도시한다. 각각의 층에서 응력 보상을 위해 주름(corrugation)이 제공될 수 있지만, 제조 완료된 MEMS 마이크로폰의 작동 중에, 서로에 대해 편향 가능한 층 구조체, 예를 들어, 상대전극 구조체에 대해 편향 가능한 멤브레인 구조체에 "많은 영역"이 들러붙거나 접촉하는 것을 방지하기 위해 "부착 방지 범프(anti-sticking bump)"라고도 지칭하기도 하는 부착 방지 요소 또는 돌출부가 제공될 수 있다. 이러한 부착 방지 구조체(234)는 인접한 층 구조체의 상호 부착을 방지하기 위해 희생 물질 층을 치우거나 에칭할 때 또한 유리할 수 있다.
도 1a에서 선택적으로 추가로 도시된 오목부(236)는 나중의 프로세스 단계에서 배치될 제 2 멤브레인 구조체(도 1a에는 도시되지 않음)에서의 대응하는 주름 요소 및/또는 부착 방지 요소를 향후 프로세스 단계에서 차후에 제조하기 위해, 현재의 프로세스 시퀀스 중의 현재의 프로세스 단계에서 희생 물질 층(226)의 제 1 주 표면 영역(226-1)에서 제공될 수 있고, 상기 주름 요소 및/또는 부착 방지 요소는 위에서 이미 설명한 요소(234)의 기능을 가질 수 있다.
예시적인 실시예에 따르면, 중간층, 절연 층, 매립된 전도체 트랙을 갖는 절연 층 및/또는 그 밖의 패시베이션 층과 같은 추가의 층(도 1a 내지 도 1d에는 도시되지 않음)이 또한 제공될 수 있다. 예로서, 추가의 층에 대한 에천트 내식성 물질로서 질화물이 사용될 수 있다. 예를 들어, 에지 영역(도 1a에 도시되지 않음)에서 멤브레인 구조체 및 상대전극 구조체를 고정하기 위해 추가의 중간 층이 제공될 수 있는 반면, 절연 층에 매립된 전도체 트랙은 멤브레인 구조체와 상대전극 구조체를 접촉시키기 위해 제공될 수 있다.
단계(140)에서, 다음으로, 제 1 충진 물질(242)에 인접하는 관통 개구부(230-1)에서 내부 볼륨 영역(244)을 획득하기 위해 추가의 관통 개구부(230-1) 및/또는 추가의 선택적인 관통 개구부(230-2, 230-n)의 측벽 영역(230-A) 상에 그리고 제 1 멤브레인 구조체(224)의 노출된 표면 영역(224-A) 상에 제 1 충진 물질을 포함하는 물질 층(242)을 배치함으로써, 원주형 관통 개구부(230-1) 및/또는 추가의 선택적 관통 개구부(230-12, 230-n) 내에 충진 물질 구조체(240)가 형성될 수 있다.
도 1b에 도시된 바와 같이, 충진 물질 구조체(240)의 물질 층(242)은 희생 물질 층(226)의 주 표면 영역(226-1)에 대해 거리(Δy)만큼 어느 정도 오프셋된 방식으로 형성되는데, 이것은 단지 예시로서 추정되어야 하며 도 2a 및 도 2b를 참조하여 후속하는 예시적인 실시예에 기초하여 더욱 상세히 설명될 것이다.
도 1b에 도시된 바와 같이, 하나의 예시적인 실시예에 따르면, 충진 물질 구조체(240)는 중공체 또는 빈 튜브로서 형성될 수 있다.
하나의 예시적인 실시예에 따르면, 충진 물질 구조체(240)를 획득하기 위해 제 2 충진 물질(246)이 또한 내부 볼륨 영역(244) 내로 도입될 수 있고, 제 2 충진 물질(246)은 제 1 충진 물질(242)과 상이하다.
이와 관련하여, 하나의 예시적인 실시예에 따르면, 원주형 연결 요소의 결과적인 가요성은 코팅 물질의 물질 특성과 보호 또는 피복 층 내의 충진 물질 또는 충진 매질의 물질 특성의 조합에 의해 설정될 수 있다.
하나의 예시적인 실시예에 따르면, 충진 물질 구조체(240)를 획득하기 위해 또한 복수의 충진 물질 층을 포함하는 층 시퀀스가 또한 내부 볼륨 영역(244)(도 1b에 도시되지 않음) 내로 도입될 수 있다. 이 경우에, 추가의 충진 물질 층 중 적어도 하나는 제 1 충진 물질(242)과 상이한 제 2 충진 물질을 포함한다.
하나의 예시적인 실시예에 따르면, 제 1 충진 물질은 제 2 충진 물질(246)보다 높은 탄성 계수를 갖는다. 이와 관련하여, 예로서, 제 1 충진 물질(242)은 질화물, 예를 들어, 실리콘 질화물을 포함할 수 있으며, 제 2 충진 물질(246)은, 예를 들어, 산화물, 예를 들면, 실리콘 산화물을 포함할 수 있다.
희생 물질(226)를 관통하는 관통 개구부(230-n)의 구성에 대응하는 방식으로, 제 1 및 제 2 멤브레인 구조체(224, 250) 사이의 결과적인 충진 물질 구조체(240)는 원주형, 예를 들어, 볼록한 원주형, 원통형 또는 적어도 부분적으로는 절두원추형 및 원통형, 즉 깔대기형으로 형성될 수 있다.
도 1c 및 후속 도면에서, 위에서 설명된 선택적인 요소의 참조 부호는 도면을 더 알아보기 쉽게 하기 위해 다시 도시되지 않았다.
예로서 도 1c에 도시된 바와 같이, 다음으로, 단계(160)는 충진 물질(240)의 내부 볼륨 영역(244)을 주변에 대해 밀폐하여 실링하기 위해, 층 배열(220) 상에, 즉, 희생 층(226)의 제 1 주 표면 영역(226-1) 및 뿐만 아니라 충진 물질 구조체(240) 상에 제 2 멤브레인 구조체(250)를 도포 또는 증착하는 단계를 포함한다. 또한, 도 1c에 도시된 바와 같이, 증착된 제 2 멤브레인 구조체(250)의 물질은 관통 개구부(230-1)(... 230-n) 내로 연장되어 충진 물질 구조체의 물질 층(242)과 수평을 이루거나 또는 확고하게 고정하는 방식으로 종결하여, 내부 볼륨 영역(244)의 밀폐된 "실링"을 획득할 수 있다.
예로서 도 1c에 또한 도시된 바와 같이, 추가의 선택적인 층(252), 예를 들어, 절연 또는 보호 층이 제 2 멤브레인 구조체(250) 상에 제공될 수 있다. 뿐만 아니라, 도 1c는 후속의 에칭 단계에서 중간 영역(238) 내 희생 물질(226)로의 에천트의 접근 개구부로서 제공될 수 있는 접근 개구부(254)를 도시한다.
예로서 도 1c에 또한 도시된 바와 같이, 제 1 및 제 2 멤브레인 구조체(224, 250) 사이에서 희생 물질(226)로 채워진 중간 영역(238)에서 상대전극 구조체(228)가 이와 같이 배치되고, 상대전극 구조체(228)는, 예를 들어, 제 1 및 제 2 멤브레인 구조체(224, 250) 사이에서 등거리로(중심에서) 배치될 뿐만 아니라 충진 물질 구조체(240)로부터 이격되고 측 방향으로 배치된다.
도 1d에 도시된 바와 같이, 다음으로 후속 단계(180)는 중간 영역(238)에서 제 1 및 제 2 멤브레인 구조체(224, 250)를 노출시키기 위해 중간 영역(238)으로부터 희생 물질(226)을 제거하여 제 1 및 제 2 멤브레인 구조체(224, 250) 사이에서 적어도 하나의 기계적 연결 요소(240)를 획득하는 단계를 포함하고, 기계적 연결 요소(240)는 제 1 및 제 2 멤브레인 구조체(224, 250) 사이에서 기계적으로 결합되는데, 즉 제 1 및 제 2 멤브레인 구조체(224, 250)에 기계적으로 결합되고, 상대전극 구조체(228)로부터 기계적으로 결합해제된다.
하나의 예시적인 실시예에 따르면, 중간층, 절연 층, 전도체 트랙이 매립된 절연 층 및/또는 그 밖에 패시베이션 층(보호 층)으로서 추가 층(도 1a 내지 1d에 도시되지 않음)이 또한 제공될 수 있다. 예로서, 추가 층들에 대한 에천트 내식성 물질로서 질화물이 사용될 수 있다. 예를 들어, 추가의 중간 층이 멤브레인 구조체 및 상대전극 구조체를 고정하기 위해 제공될 수 있으며, 반면에 절연 층에 매립된 전도체 트랙은 제 1 및 제 2 멤브레인 구조체 및 상대전극 구조체를 전자적으로 접촉시키기 위해 제공될 수 있다. 패시베이션 층이 보호 층으로서 제공될 수 있고, 예를 들어, 전도성 접촉 요소는 멤브레인 구조체 및/또는 상대전극 구조체를 위한 전기 접촉 영역을 제공하기 위해서 또한 제공될 수 있다. 멤브레인 구조체와 상대전극 구조체를 캐리어 기판에 기계적으로 고정하는 것은, 예를 들어, 층 배열(220)의 에지 영역(도 1a 및 도 1d에 도시되지 않음)에서 수행된다.
예시적인 실시예에 따르면, 희생 층(226)은, 예를 들어, 실리콘 산화물과 같은 산화물을 포함할 수 있다. 다음으로 하나의 예시적인 에천트는 에칭 프로세스를 위한 vHF(vHF = vapor HF)일 수 있다. 예시적인 실시예에 따르면, 제 1 및 제 2 멤브레인 구조체 및 상대전극 구조체는, 예를 들어, 다결정 또는 단결정 실리콘 또는 그 밖의 실리콘-게르마늄 SiGe와 같은 반도체 물질을 포함할 수 있다. 예시적인 에천트는 습식 에칭 프로세스를 위한 XeF2, HCL, HNO3+HF, KOH, EDP 또는 TMAH를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에 따르면, 희생 층(226)은, 예를 들어, 비정질 탄소 형태의 탄소를 또한 포함할 수 있다. 다음으로, 하나의 예시적인 에천트는 애싱(ashing) 프로세스를 위한, 예를 들어, O2 플라즈마로서, 산소일 수 있다.
희생 물질을 제거하는 단계(180), 즉, 제 1 및 제 2 멤브레인 구조체(224, 250)의 가동 부분을 에칭하는 단계와 관련하여, 희생 물질(226)의 영역은 층 배열(220)의 에지 영역에서 유지될 수 있으며, 예를 들어, 제 1 및 제 2 멤브레인 구조체 및 이들 사이에 위치하는 상대전극 구조체에 대한 기계적 베어링 또는 지지 구조체로서 효과적일 수 있다는 점이 지적된다.
중간 영역(238) 내의 희생 물질(226)을 제거하는 단계(180)는, 예를 들어, 에천트를 사용하는 등방성 습식 또는 그 밖의 건식 에칭 프로세스에 의해 수행될 수 있으며, 에천트는 에칭 물질에 노출되는 제 1 충진 물질(242) 보다 희생 물질(226)에 대해 적어도 5, 10 또는 20배 높은 에칭 속도를 갖는다.
이제, 제공하는 단계(120)에서 제공된 층 배열(220)을 획득하기 위해 이중 멤브레인 MEMS 컴포넌트(200)의 제조 방법(100)의 제조 단계의 예시적인 실시예에 관한 설명이 아래에서 주어질 것이다. 하나의 예시적인 실시예에 따르면, 아래에 제시된 기본 방법 단계는, 예를 들어, 층 배열(200)을 제공하는 단계(120) 이전에 수행될 수 있다.
이와 관련하여, 먼저 제 1 멤브레인 층 또는 제 1 멤브레인 층 스택의 형태의 제 1 멤브레인 구조체(224)가 캐리어 기판(222), 예를 들어, 반도체 기판 또는 그 상부에 배치된, 예를 들어, 희생 물질을 포함하는 절연 층 상에 형성되거나 도포될 수 있다. 제 1 멤브레인 구조체(224)를 형성하는 단계는, 예를 들어, 증착 프로세스에 의해 수행될 수 있다. 이어서, 제 1 멤브레인 구조체(224) 상에 희생 물질(226)이 도포될 수 있다. 이후, 상대전극 층 또는 상대전극 층 스택의 형태의 상대전극 구조체(228)가 도포된 희생 물질(226) 상에 구조화된 방식으로 도포되거나 증착될 수 있다. 추가의 희생 물질(226)이 후속하여 상대전극 구조체(228) 상에 도포될 수 있다. 그 후에, 적어도 하나의 관통 개구부(230-n)는 희생 물질(226) 내로 제 1 멤브레인 구조체(224)까지 상대전극 구조체(228)로부터 격리되는 방식으로 도입된다. 적어도 하나의 원주형 관통 개구부(230-n)를 희생 물질(226) 내로 도입하는 단계는, 예를 들어, 이방성 에칭 프로세스에 의해 수행될 수 있으며, 제 1 멤브레인 구조체(224)는, 예를 들어, 이러한 에칭 프로세스를 위한 에칭 정지 층으로서 효과적이다. 적어도 하나의 관통 개구부를 희생 물질(226) 내로 멤브레인 구조체까지 도입하는 프로세스 동안 또는 그 프로세스에 후속하여 그리고 충진 물질 구조체를 형성하는 프로세스 이전에, 적어도 하나의 관통 개구부의 영역에서 멤브레인 구조체(224)의 물질에서 오목부를 획득하기 위해, 관통 개구부에서 노출되는, 즉, 적어도 하나의 관통 개구부의 영역에서 노출되는 제 1 멤브레인 구조체의 영역을 초기에 에칭하는 프로세스를 수행하는 것이 또한 가능하다. 제 1 멤브레인 구조체를 초기에 에칭하는 이러한 프로세스는 충진 물질 구조체(240)를 적어도 하나의 원주형 관통 개구부 내로 도입하는 후속 프로세스 동안, 충진 물질 구조체(240)와 제 1 멤브레인 구조체의 기계적 연결이 지지되는, 즉, 충진 물질 구조체(240)와 제 1 멤브레인 구조체 사이의 개선된 기계적 연결이 얻어지는 결과에 효과적일 수 있다.
이미 위에서 지적한 바와 같이, 관통 개구부를 희생 물질 층(226) 내로 도입하는 단계는 또한 복수의(예를 들어, 원주형, 선형 또는 링 형상의) 관통 개구부(230-n)를 희생 물질 층(226) 내로 제 1 멤브레인 구조체(224)까지 도입하는 단계를 포함할 수 있다. 따라서, 충진 물질 구조체(240)를 형성하는 프로세스(140)는 충진 물질 구조체(240)를 각각 복수의 관통 개구부(230-n) 내로 도입하는 단계를 포함하고, 희생 물질을 제거하는 후속 단계는 제 1 및 제 2 멤브레인 구조체(224, 250) 사이에 기계적으로 결합되는데, 즉, 제 1 및 제 2 멤브레인 구조체에 기계적으로 결합되고, 상대전극 구조체(228)로부터 기계적으로 결합해제되는, 제 1 및 제 2 멤브레인 구조체(224, 250) 사이의 복수의 기계적 연결 요소(240)를 획득하기 위해, 복수의 관통 개구부 내의 충진 물질 구조체(240)를 노출시키는 단계를 포함한다.
도 1a 내지 도 1d에 도시된 바와 같이, 희생 물질 층(226)을 관통하는 관통 개구부(230-1,... 230-n) 또는 관통 개구부 내에 배치된 충진 물질 구조체(240)는 상대전극 구조체(228)로부터 이격되어 배치되므로, 이중 멤브레인 MEMS 컴포넌트(200)의 작동 동안에 서로 결합된 제 1 및 제 2 멤브레인 구조체의 기계적 휘어짐이 일어난 경우에 기계적 연결 요소와 상대전극 구조체(228) 사이에는 아무런 기계적 접촉도 이루어지지 않는다. 추가의 후속 단계(도 1a 내지 도 1d에서 도시되지 않음)에서, 공동이 캐리어 기판 또는 반도체 기판(222) 내에, 예를 들어, 추가의 에칭 프로세스, 예를 들어, 보슈 에칭 프로세스(Bosch etching process)에 의해 도입되어, 멤브레인 구조체(224, 250)의 적어도 가동 부분을 노출시킨다.
하나의 예시적인 실시예에 따르면, 제 1 및 제 2 멤브레인 구조체(224, 250)는 이중 멤브레인 MEMS 컴포넌트의 제 1 및 제 2 멤브레인 구조체 사이의 중간 영역에서 감소된 대기압 또는 진공을 발생시키기 위해, 예를 들어, 감소된 대기압 또는 진공 하에서 밀폐하여 실링될 수 있다. 중간 영역은 또한 저압 영역이라고 지칭될 수 있으며, 여기서 MEMS 마이크로폰은 또한 진공 마이크로폰이라고 지칭될 수 있다.
따라서, 저압 영역은 일반적으로 음향 MEMS 센서가, 예를 들어, 모바일 장치 내에서와 같은, 정상 동작 조건하에서, 노출되는 주변 압력 또는 표준 대기압보다 낮은 압력을 가질 수 있다.
하나의 예시적인 실시예에 따르면, 저압 영역의 압력은 실질적으로 진공 또는 거의 진공일 수 있다. 대안적으로, 저압 영역의 압력은 주변 압력 또는 표준 대기압의 대략 50%(또는 40%, 25%, 10% 또는 1%)보다 낮을 수 있다. 표준 대기압은 일반적으로 101.325 kPa 또는 1013.25 mbar일 수 있다. 더욱이, 저압 영역의 압력은, 예를 들어, 50, 40, 30, 10보다 낮거나 일반적으로 1kPa보다 낮은 절대 압력으로 표현될 수 있다.
두 개의 멤브레인 구조체를 기계적으로 결합하기 위한 목적으로 두 개의 멤브레인 구조체 사이에 기계적 연결 요소를 형성하고 위에서 설명한 저압 영역을 선택적으로 형성함으로써, 이로부터 야기되는 전기 신호 작용이 매우 양호한 MEMS 컴포넌트의 극히 양호한 음향 작용 및 MEMS 컴포넌트의 내재하는 상대전극 구조체(스테이터 구조체)를 갖는 두 개의 멤브레인 구조체 사이의 중간 영역에 대한 매우 양호한 기계적 보호 둘 모두를 얻는 것이 가능하다. 결과적인 전기 신호 작용은 이전의 접근 방식과 비교하여 개선된 THD 작용(THD = Total Harmonic Distortion(총 고조파 왜곡))을 가질 수 있으며 또한 개선된 잡음 작용(SNR)을 가질 수 있다.
기계적, 예를 들어, 원주형 연결 요소는, 예를 들어, 차동 작동에서 상이한 전극으로서 두 개의 멤브레인 구조체를 판독할 수 있도록 하기 위해, 비전도성 방식으로 형성될 수 있다. 또한, 본 개념에 기초한 원주형 연결 요소의 개수 및 크기는 각각의 제품 요건에 매우 간단하게 적응될 수 있으며, 이에 따라 이전의 프로세스 시퀀스에 매우 간단하게 통합될 수 있다.
뿐만 아니라, 기계적 연결 요소의 결과적인 가요성은 상대적으로 정확하게 설정되거나 적응될 수 있다. MEMS 마이크로폰의 음향 작용은 멤브레인 구조체의 가요성 및 순응성에 매우 크게 좌우되므로, 이에 상응하게 구성된 MEMS 마이크로폰의 결과적인 전기 신호 작용은 가요성 연결 요소에 의해 정확하게 설정되는 MEMS 마이크로폰의 이중 멤브레인 구조체의 결과적인 가요성으로 인해 원하는 설정 값 매개변수에 극히 정확하게 적용될 수 있다.
이제, 충진 물질(들)(240)을 형성하는 단계(140) 동안 획득되는 제 1 및 제 2 충진 물질(242, 246)을 포함하는 층 시퀀스를 획득하기 위해, 예를 들어, 도 1a 내지 도 1d의 단계(120 및 140) 사이에서 수행되는 이중 멤브레인 MEMS 컴포넌트(200)의 제조 방법(100)의 제조 부분의 예시적인 실시예에 관한 설명이 도 2a 내지 도 2c를 참조하여 아래에서 제공될 것이다.
도 2a에 도시된 바와 같이, 먼저, 50 내지 200 nm, 130 내지 150 nm, 전형적으로 대략 140 nm의 층 두께를 갖는 상대적으로 얇은 질화물 층(242)이 희생 물질의 제 1 표면 영역(226-1) 상에, 관통 개구부(들)(230-1,..., 230-n)의 측벽 영역(230-A) 상에 및 제 1 멤브레인 구조체(224)의 노출된 표면 부분(224A) 상에 형성되며, 예로써, 이러한 목적을 위해 질화물의 LPCVD 증착(LPCVD = Low Pressure Chemical Vapor Deposition(저압 화학 기상 증착))이 사용될 수 있다. 등각 증착(conformal deposition) 프로세스에서, 균일한 질화물 층(242), 즉, 제 1 충진 물질 층(242)이 희생 물질 층(226)의 상대적으로 깊고 좁은 관통 개구부(230-1, ..., 230-n) 내에도 균일하게 도입될 수 있다.
희생 물질 층(226) 내의 관통 개구부(230-1,..., 230-n)는, 예를 들어, 0.5 내지 2.0 ㎛의 직경 및 제 1 및 제 2 멤브레인 구조체(224, 250) 사이의 거리에 대응하는 2 내지 5 ㎛ 의 깊이를 가질 수 있다.
이 후, 도 2a에 도시된 바와 같이, TEOS(tetraethyl orthosilicate)(테트라에틸 오르토실리케이트)를 사용하여, 200 nm 내지 1.5㎛, 300 내지 900 nm 또는 대략 500 nm의 두께를 갖는 산화물 층(246)이 희생 물질 층(226)의 제 1 주 표면 영역(226-1) 상에 도포되고 관통 개구부(들)(230-1,... 230-n) 내로 제 2 충진 물질(246)로서 각각 도입된다. 이 후, 예로서, 산화물(246)이 층 배열(220)의 제 1 표면 영역(226-1)으로부터 제거되며, 예로서, 이 목적을 위해 CMP 프로세스(CMP = chemical mechanical polishing (화학적 기계적 폴리싱))이 사용될 수 있다. 결과적인 층 배열(220)은 도 2b에 도시된다.
예로서 도 2c에 도시된 후속 방법 단계에서, 다음으로 제 1 표면 영역(226-1) 상에 배치된 질화물 층(246)이 제거되고, 관통 개구부(230-1,..., 230-n) 내에 형성되고 충진 물질 구조체(240)로서 제 1 및 제 2 충진 물질(242, 246)을 포함하는 층 구조체(240)가 남아 있으며, 도 2c에 도시된 바와 같은 결과적인 층 배열(220)이 획득된다. 그러면 도 2c에서 단지 단면으로 도시된 층 배열(220)은 도 1c에 도시된 층 배열(220)에 대응한다.
이제 도 3a를 참조하여 이중 멤브레인 MEMS 컴포넌트(200)의 하나의 예시적인 실시예가 아래에서 설명될 것이며, 가요성 연결 요소(240)의 획득된 충진 물질 구조체(들)(240)의 주사 전자 현미경 사진의 형태의 상세도가 예로서 도 3b 내지 도 3e에서 도시된다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 이중 멤브레인 MEMS 컴포넌트(200)는 캐리어 기판(222) 상의 층 배열(220)을 포함하고, 층 배열(220)은 서로 이격되고 떨어진 제 1 및 제 2 멤브레인 구조체(224, 250) 및 그 사이에 배치된 상대전극 구조체(228)를 포함하며, 상기 상대전극 구조체는 제 1 및 제 2 멤브레인 구조체(224, 250) 및 제 1 및 제 2 멤브레인 구조체(224, 250) 사이에 기계적으로 결합되고 상대전극 구조체(228)로부터 기계적으로 결합해제되는, 제 1 및 제 2 멤브레인 구조체(224, 250) 사이의 적어도 하나의 기계적 연결 요소(240) 각각으로 이격되며, 적어도 하나의 기계적 연결 요소(240)는 기계적 연결 요소(240)의 측벽 영역으로서 제 1 충진 물질 층(242)을 갖는 물질 구조체(240)를 포함하고, 측벽 영역으로서 형성된 충진 물질 층(242)은 기계적 연결 요소(240) 내에서 내부 볼륨 영역(244)을 형성하고, 매질 또는 제 2 충진 물질(246)은 기계적 연결 요소(240)의 내부 볼륨 영역(244) 내에 배치되며, 매질(246)은 측벽 영역을 형성하는 제 1 충진 물질 층(242)의 물질보다 낮은 탄성 계수를 갖는다.
하나의 예시적인 실시예에 따르면, 기계적 연결 요소(240)는 중공체 또는 빈 튜브로서 형성될 수 있다.
하나의 예시적인 실시예에 따라, 제 2 충진 물질(246)이 내부 볼륨 영역(244)에 배치될 수 있고, 제 2 충진 물질(246)은 제 1 충진 물질 층(242)의 물질과 상이하다.
하나의 예시적인 실시예에 따르면, 충진 물질 구조체(240)는 내부 볼륨 영역(244) 내의 복수의 충진 물질 층(242, 246)을 포함하는 층 시퀀스를 포함할 수 있고, 적어도 하나의 추가의 충진 물질 층(246)은 제 1 충진 물질 층(242)의 물질과 동일하다.
하나의 예시적인 실시예에 따르면, 제 1 충진 물질 층(242)의 물질은 추가의 충진 물질 층(246)의 물질보다 높은 탄성 계수를 가질 수 있다.
하나의 예시적인 실시예에 따르면, 제 1 충진 물질 층(242)은 질화물을 포함할 수 있으며, 제 2 충진 물질 층은 산화물을 포함할 수 있다.
하나의 예시적인 실시예에 따르면, 충진 물질 구조체(240)는 제 1 및 제 2 멤브레인 구조체(224, 250) 사이에서 절두원추형, 원통형 또는 깔때기형으로 형성될 수 있다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 희생 물질(226)은 층 배열(220)의 에지 영역(220-A, 220-B)에서 유지되며, 예를 들어, 제 1 및 제 2 멤브레인 구조체(224, 250) 및 기판(222) 상의 상대전극 구조체(228)에 대한 기계적 베어링 또는 지지 구조체로서 효과적이다. 더욱이, 기판(222)은 이중 멤브레인 구조체(224, 250)의 가동 부분을 노출시키기 위한 캐비티(222-1)를 가질 수 있다. 도 3a에 도시된 바와 같이, 예로서, 제 1 및 제 2 멤브레인 구조체(224, 250)는 선택적인 세그멘테이션(232)을 가질 수 있다.
따라서, 본 개념은, 예를 들어, MEMS 마이크로폰과 같은 음향 MEMS 센서에 적용 가능하고, 예로서, 예를 들어, 폴리/모노 실리콘, 실리콘 질화물 및 실리콘 산화물과 같은 물질을 포함하는 층의 시퀀스가 MEMS 마이크로폰에서 사용된다. 실리콘 산화물은 보통 희생 층으로서 사용되며 제조 프로세스의 마지막에 MEMS 마이크로폰의 정의된 영역으로부터 에칭된다. 소위 "진공 마이크로폰"의 경우, 예로서, 두 개의 가동 가능한 멤브레인 구조체(224, 250)가 사용되고, 두 개의 멤브레인(224, 250) 사이의 공간 또는 캐비티에는 감소된 대기압이 존재한다. 멤브레인 구조체가 내측으로 붕괴되거나 휘어지는 것을 방지하기 위해, 두 개의 멤브레인 구조체(224, 250) 사이의 고정된 간격을 유지하기 위해 원주라고도 지칭되는 기계적 연결 요소(240)가 두 멤브레인 구조체(224, 250) 사이에서 고정 공간을 유지하기 위해 사용된다. 연결 요소(240)는, 예를 들어, 다음과 같은 속성을 갖는다. 기계적 연결 요소는 멤브레인 구조체(224, 250)에 대한 차동 판독 프로세스를 가능하게 하기 위해 멤브레인 구조체(224, 250) 사이에 전기적으로 절연 방식으로 형성될 수 있다. 또한, 기계적 연결 요소는 에칭없는 화학 물질에 대해, 예를 들어, HF(= 플루오르화 수소산) 또는 다른 에천트에 대해 안정적이거나 내식성이 있을 수 있으며, 기계적 연결 요소는 상대적으로 가요성 방식으로 형성될 수 있다.
그러므로 본 개념에 따르면, 기계적 연결 요소가 두 개의 가동 가능한 멤브레인 구조체 사이에서 스페이서로서 제공되며, 상기 스페이서는 (탄성 계수가 낮은) 유전체의, 에천트에 안정적이며 가요성인 방식으로 형성될 수 있다. 이것은 본 개념에 따라 기계적 연결 요소의 다층 구성에 의해 실현되며, 기계적 연결 요소(240)의 최외곽 층 또는 측벽 영역은 에천트에 내식성이 있고, 내부 물질 또는 빈 공간은 가요성 방식으로 형성된다.
이중 멤브레인 MEMS 컴포넌트(200)는 위에서 설명된 방법(100)에 따라 제조될 수 있으며, 설명은 도 3a에 도시된 이중 멤브레인 MEMS 컴포넌트(200)의 기본의 예시적인 실시예에 동일하게 적용 가능하다.
다음으로 도 3b는 "원주 방향으로 연장하는" 기계적 연결 요소(240) 또는 이중 멤브레인 MEMS 컴포넌트(200)의 멤브레인 구조체(224, 250) 내의 통기 개구부(260) 주위의 충진 구조체(240)의 주사 전자 현미경 이미지 형태의 상세도를 도시한다. 도 3b에 도시된 바와 같이, 충진 물질 구조체(240)는 제 1 멤브레인 구조체(224)와 제 2 멤브레인 구조체(250) 사이에서 연장하며, 제 1 충진 물질 층(242)은 질화물 층으로 형성되고, 반면에 제 2 충진 물질 층(246)은 산화물을 포함한다. 또한, 충진 물질 구조체(240)와 제 2 멤브레인 구조체(250)(폴리-Si) 사이를 확고하게 고정하는 기계적 연결은 도 3b에 도시된다.
다음으로 도 3c는 부분 확대도에서, 도 3b의 충진 물질 구조체(240)와 제 1 멤브레인 구조체(224)의 연결 영역을 도시한다. 도 3c에서 알 수 있는 바와 같이, 제 1 멤브레인 구조체(224)는 관통 개구부의 영역에서, 즉, 충진 물질 구조체(240)의 영역에서 부가적으로 초기에 에칭되거나, 또는 오버에칭(overetch)을 받게 되고, 이에 따라 충진 물질 구조체(240)와 제 1 멤브레인 구조체(224) 사이의 확장된 기계적 접촉 영역(224-A)을 형성하며, 이 접촉 영역은 연결 요소(240), 즉, 충진 물질 구조체(240)와 제 1 멤브레인 구조체(224) 사이에서 개선된 기계적 연결을 가져다 줄 수 있다. 다시 말해서, 제 1 멤브레인 구조체(224)의 폴리 실리콘 물질을 오버에칭하는 것은, 예를 들어, 충진 물질 구조체(240)와의 접촉 영역(224A) 내의 제 1 멤브레인 구조체(224)의 물질의 표면적 확대 또는 러프닝(roughening)을 초래하며, 이것은 제 1 멤브레인 구조체(224)와 충진 물질 구조체(240)의, 즉, 기계적 연결 요소의 개선된 기계적 고정을 가져다 준다.
다음으로 도 3d는 제 1 및 제 2 멤브레인 구조체(224 및 250) 사이의 원주형 기계적 연결 요소를 도시하고, 그 사이에 위치한 상대전극 구조체(228)로부터의 기계적 격리가 명확하게 도시된다.
다음으로 도 3e는 추가의 예시적인 충진 물질 구조체(240)의 상세도를 도시하고, 충진 물질 구조체(240)는 내부 볼륨 영역(244) 내의 복수의 충진 물질 층을 포함하는 층 시퀀스를 포함할 수 있고, 도 3e에 도시된 층 시퀀스의 경우, 제 1 충진 물질은 다시 한번 질화물이고, 그에 인접한 제 2 충진 물질(246)은 다시 한번 산화물을 포함하며, 예를 들어, 다시 한번 질화물을 포함하는 제 3 충진 물질(248)은 제 2 충진 물질(246) 내에 배치된다.
개별적으로 또는 본 명세서에서 설명된 특징 및 기능과 조합하여 사용될 수 있는 본 발명의 부수적인 예시적인 실시예 및 양태가 설명된다.
제 1 양태에 따르면, 이중 멤브레인 MEMS 컴포넌트(200)의 제조 방법(100)은, 캐리어 기판(222) 상에 층 배열(220)을 제공하는 단계(120) - 층 배열(220)은 제 1 멤브레인 구조체(224), 제 1 멤브레인 구조체(224)에 인접하는 희생 물질 층(226) 및 희생 물질 층(226) 내에 있고 제 1 멤브레인 구조체(224)로부터 이격된 상대전극 구조체(228)를 포함하고, 희생 물질 층(226)에서, 적어도 하나의 관통 개구부(230,..., 230-n)가 제 1 멤브레인 구조체(224)까지 상대전극 구조체(228)로부터 격리되는 방식으로 형성됨 - 와, 제 1 충진 물질 층(242)에 인접하는 관통 개구부(230-n) 내의 내부 볼륨 영역(244)을 획득하기 위해 관통 개구부(230-n)의 측벽 영역(230-A) 상에 제 1 충진 물질 층(242)을 도포함으로써 관통 개구부(230-n) 내에 충진 물질 구조체(240)를 형성하는 단계(140)와, 내부 볼륨 영역(244)을 밀폐하여 실링하기 위해 희생 물질(226) 및 충진 물질 구조체(240)를 갖는 층 배열(220) 상에 제 2 멤브레인 구조체(250)를 구조화된 방식으로 도포하는 단계(160) - 상대전극 구조체(228)는 제 1 및 제 2 멤브레인 구조체(224, 250) 사이에서 이들 각각으로부터 같은 거리에, 희생 물질(226)로 충진되는 중간 영역(238) 내에 배치됨 - 와, 제 1 및 제 2 멤브레인 구조체(224, 250) 사이에 기계적으로 결합되고 상대전극 구조체(228)로부터 기계적으로 결합해제되는, 제 1 및 제 2 멤브레인 구조체(224, 250) 사이의 적어도 하나의 기계적 연결 요소(240)를 획득하기 위해, 중간 영역(238) 내의 충진 물질 구조체(240)를 노출시키도록 중간 영역(238)으로부터 희생 물질(226)을 제거하는 단계(180)를 포함한다.
제 1 양태를 다시 참조하는 제 2 양태에 따르면, 제조 방법(100)은, 충진 물질 구조체(240)를 획득하기 위해 제 2 충진 물질 층(246)을 내부 볼륨 영역(244) 내로 도입하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 제 2 충진 물질은 제 1 충진 물질(242)과 상이하다.
제 1 양태를 다시 참조하는 제 3 양태에 따르면, 제조 방법(100)은 또한, 충진 물질 구조체(240)를 획득하기 위해 복수의 충진 물질 층을 포함하는 층 시퀀스를 내부 볼륨 영역(244) 내로 도입하는 단계를 포함하며, 적어도 하나의 추가 충진 물질 층은 제 1 충진 물질 층(242)과 상이한 제 2 충진 물질을 포함한다.
제 2 양태를 다시 참조하는 제 4 양태에 따르면, 제 1 충진 물질 층(242)의 물질은 제 2 충진 물질 층(246)의 물질보다 높은 탄성 계수를 가질 수 있다.
제 1 양태를 다시 참조하는 제 5 양태에 따르면, 제 1 충진 물질 층(242)은 질화물을 포함할 수 있으며, 제 2 충진 물질 층(246)은 산화물을 포함할 수 있다.
제 1 양태를 다시 참조하는 제 6 양태에 따르면, 충진 물질 구조체(200)는 제 1 및 제 2 멤브레인 구조체(224, 250) 사이에서 절두원추형, 원통형 또는 깔때기형으로 형성된다.
제 1 양태를 다시 참조하는 제 7 양태에 따르면, 희생 물질(226)을 제거하는 단계(180)는 액체 또는 기체 에천트를 사용하는 등방성 에칭 프로세스에 의해 수행될 수 있으며, 에천트는 제 1 충진 물질 보다 희생 물질(226)에 대해 적어도 10배 높은 에칭 속도를 가질 수 있다.
제 1 양태를 다시 참조하는 제 8 양태에 따르면, 층 배열(220)을 제공하는 단계(120) 이전에, 층 배열(220)을 형성하기 위하여, 캐리어 기판(222) 상의 제 1 멤브레인 층 또는 제 1 멤브레인 층 스택의 형태로 제 1 멤브레인 구조체(224)를 형성하는 단계와, 제 1 멤브레인 구조체(224) 상에 희생 물질(226)을 도포하는 단계, 도포된 희생 물질(226) 상에 상대전극 층 또는 상대전극 층 스택의 형태로 상대전극 구조체(228)를 형성하는 단계와, 상대전극 구조체(228) 상에 희생 물질(226)을 도포하는 단계와, 적어도 하나의 관통 개구부(230-n)를 희생 물질(226) 내로 제 1 멤브레인 구조체(224)까지 그리고 상대전극 구조체(228)로부터 격리되는 방식으로 도입하는 단계가 수행될 수 있다.
제 8 양태를 다시 참조하는 제 9 양태에 따르면, 도입하는 단계는 복수의 관통 개구부를 희생 물질(226) 내로 제 1 멤브레인 구조체까지 도입하는 단계를 포함하고, 충진 물질 구조체(240)는 복수의 관통 개구부(230-n) 내에서 형성되며, 희생 물질(226)을 제거하는 단계는 제 1 및 제 2 멤브레인 구조체(224, 250) 사이에 기계적으로 결합되고 상대전극 구조체(228)로부터 기계적으로 결합해제되는, 제 1 및 제 2 멤브레인 구조체(224, 250) 사이의 복수의 기계적 연결 요소를 획득하기 위해 복수의 관통 개구부(230-n) 내의 충진 물질 구조체(240)를 노출시키는 단계를 포함할 수 있다.
제 1 양태를 다시 참조하는 제 10 양태에 따르면, 제조 방법(100)은, 적어도 하나의 관통 개구부(230-n)의 영역(224-a)에서 멤브레인 구조체(224)의 물질에 오목부를 획득하기 위해 적어도 하나의 관통 개구부(230-n)의 영역(224-a)에서 제 1 멤브레인 구조체(224)를 초기에 에칭하는 단계를 더 포함하고, 멤브레인 구조체를 초기에 에칭하는 단계는 적어도 하나의 관통 개구부(230-n)를 희생 물질(226) 내로 제 1 멤브레인 구조체(224)까지 도입하는 프로세스 동안 또는 도입하는 프로세스에 후속하여 그리고 충진 물질 구조체(240)를 형성하는 프로세스 이전에 수행된다.
제 1 양태를 다시 참조하는 제 11 양태에 따르면, 방법(100)은, 이중 멤브레인 MEMS 컴포넌트의 제 1 및 제 2 멤브레인 구조체 사이의 중간 영역에서 감소된 대기압 또는 진공을 발생하기 위해 감소된 대기압 또는 진공 하에서 제 1 및 제 2 멤브레인 구조체를 밀폐하여 실링하는 단계를 더 포함할 수 있다.
제 12 양태에 따르면, 이중 멤브레인 MEMS 컴포넌트(200)는, 캐리어 기판(222) 상의 층 배열(220) - 층 배열(220)은 서로 이격된 제 1 및 제 2 멤브레인 구조체(224) 및 이들 사이에 배치된 상대전극 구조체(228)를 포함하고, 상기 상대전극 구조체는 제 1 및 제 2 멤브레인 구조체(224, 250) 각각으로부터 이격됨 - 과, 제 1 및 제 2 멤브레인 구조체(224, 250) 사이에 기계적으로 결합되고 상대전극 구조체(228)로부터 기계적으로 결합해제되는, 제 1 및 제 2 멤브레인 구조체(224, 250) 사이의 적어도 하나의 기계적 연결 요소(240) - 적어도 하나의 기계적 연결 요소(240)는 기계적 연결 요소의 측벽 영역으로서 제 1 충진 물질 층(242)을 갖는 물질 구조체(240)를 포함하고, 측벽 영역으로서 형성된 충진 물질 층(242)은 기계적 연결 요소(240) 내의 내부 볼륨 영역(244)을 형성하며, 매질(246)이 기계적 연결 요소(240)의 내부 볼륨 영역(244) 내에 배치되고, 매질(246)은 측벽 영역을 형성하는 제 1 충진 물질 층(242)의 물질보다 낮은 탄성 계수를 가짐 - 를 포함한다.
제 12 양태를 다시 참조하는 제 13 양태에 따르면, 기계적 연결 요소(240)는 중공체 또는 빈 튜브로서 형성될 수 있다.
제 12 양태를 다시 참조하는 제 14 양태에 따르면, 제 2 충진 물질(246)이 내부 볼륨 영역(244)에 배치될 수 있으며, 제 2 충진 물질(246)은 제 1 충진 물질 층(242)의 물질과 상이하다.
제 12 양태를 다시 참조하는 제 15 양태에 따르면, 충진 물질 구조체(240)는 내부 볼륨 영역(244) 내의 복수의 충진 물질 층을 포함하는 층 시퀀스를 포함할 수 있으며, 적어도 하나의 추가의 충진 물질 층(246)은 제 1 충진 물질 층의 물질과 상이한 충진 물질을 포함한다.
제 12 양태를 다시 참조하는 제 16 양태에 따르면, 제 1 충진 물질 층의 물질은 추가의 충진 물질 층의 물질보다 높은 탄성 계수를 가질 수 있다.
제 12 양태를 다시 참조하는 제 17 양태에 따르면, 제 1 충진 물질 층(242)은 질화물을 포함할 수 있으며, 제 2 충진 물질 층은 산화물을 포함할 수 있다.
제 12 양태를 다시 참조하는 제 18 양태에 따르면, 충진 물질 구조체(240)는 제 1 및 제 2 멤브레인 구조체(224, 250) 사이에서 절두원추형, 원통형 또는 깔때기형으로 형성될 수 있다.
일부 양태가 단결정 반도체 기판에서 매립된 공동 구조체를 제조하기 위한 방법과 관련하여 설명되었지만, 이러한 양태가 단결정 반도체 기판에서 매립된 공동 구조체를 제조하기 위한 대응하는 장치의 설명을 구성하기도 함은 물론이기에, 방법 단계 또는 방법 단계의 특징은 또한 대응하는 블록 또는 대응하는 디바이스의 컴포넌트로서 이해되어야 한다. 방법 단계의 일부 또는 전부는 예컨대 마이크로 프로세서, 프로그램 가능한 컴퓨터 또는 전자 회로를 사용하여, 하드웨어 장치에 의해 (또는 하드웨어 장치를 사용하여) 수행될 수 있다. 일부 예시적인 실시예에서, 일부 또는 복수의 가장 중요한 방법 단계는 그러한 장치에 의해 수행될 수 있다.
위에서 설명한 예시적인 실시예는 본 예시적인 실시예의 원리의 예시를 나타낼 뿐이다. 본 명세서에서 설명된 배치 및 세부 사항의 수정 및 변형은 관련 기술분야에서 통상의 기술자에게 명백할 것이라는 것은 말할 나위 없다. 그러므로 예시적인 실시예가 다음의 특허 청구범위의 보호 범위에 의해서만 제한되는 것이지 본 명세서의 예시적인 실시예에 대한 서술 및 설명에 기초하여 제시된 특정 세부 사항에 의해서 제한되는 것은 아니다.

Claims (18)

  1. 이중 멤브레인 MEMS 컴포넌트(200)의 제조 방법(100)으로서,
    캐리어 기판(222) 상에 층 배열(220)을 제공하는 단계(120) - 상기 층 배열(220)은 제 1 멤브레인 구조체(224), 상기 제 1 멤브레인 구조체(224)에 인접하는 희생 물질 층(226), 및 상기 희생 물질 층(226) 내에 있고 상기 제 1 멤브레인 구조체(224)로부터 이격된 상대전극 구조체(228)를 포함하고, 상기 희생 물질 층(226)에서, 적어도 하나의 관통 개구부(230-1, ..., 230-n)가 상기 제 1 멤브레인 구조체(224)까지 상기 상대전극 구조체(228)로부터 격리되는 방식으로 형성됨 - 와,
    상기 제 1 충진 물질 층에 인접하는 상기 관통 개구부(230-n) 내의 내부 볼륨 영역(244)을 획득하기 위해 상기 관통 개구부(230-n)의 측벽 영역(230-A) 상에 제 1 충진 물질 층(242)을 도포함으로써 상기 관통 개구부(230-n) 내에 충진 물질 구조체(240)를 형성하는 단계(140)와,
    상기 내부 볼륨 영역(244)을 밀폐하여 실링하기 위해 상기 희생 물질(226) 및 상기 충진 물질 구조체(240)를 갖는 상기 층 배열(220) 상에 제 2 멤브레인 구조체(250)를 구조화된 방식으로 도포하는 단계(160) - 상기 상대전극 구조체(228)는 상기 제 1 및 제 2 멤브레인 구조체(224, 250) 사이에서 이들 각각으로부터 같은 거리에, 상기 희생 물질(226)로 충진되는 중간 영역(238) 내에 배치됨 - 와,
    상기 제 1 및 제 2 멤브레인 구조체(224, 250) 사이에 기계적으로 결합되고 상대전극 구조체(228)로부터 기계적으로 결합해제되는, 제 1 및 제 2 멤브레인 구조체(224, 250) 사이의 적어도 하나의 기계적 연결 요소(240)를 획득하기 위해, 상기 중간 영역(238) 내의 상기 충진 물질 구조체(240)를 노출시키도록 상기 중간 영역(238)으로부터 상기 희생 물질(226)을 제거하는 단계(180)를 포함하는
    이중 멤브레인 MEMS 컴포넌트 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 충진 물질 구조체(240)를 획득하기 위해 제 2 충진 물질 층(246)을 내부 볼륨 영역(244) 내로 도입하는 단계를 더 포함하되, 제 2 충진 물질은 제 1 충진 물질(242)과 상이한
    이중 멤브레인 MEMS 컴포넌트 제조 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 충진 물질 구조체(240)를 획득하기 위해 복수의 충진 물질 층을 포함하는 층 시퀀스를 상기 내부 볼륨 영역(244) 내로 도입하는 단계를 더 포함하되,
    적어도 하나의 추가 충진 물질 층은 상기 제 1 충진 물질 층(242)과 상이한 제 2 충진 물질을 포함하는
    이중 멤브레인 MEMS 컴포넌트 제조 방법.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 충진 물질 층(242)의 물질은 상기 제 2 충진 물질 층(246)의 물질보다 높은 탄성 계수를 갖는
    이중 멤브레인 MEMS 컴포넌트 제조 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 충진 물질 층(242)은 질화물을 포함하며, 상기 제 2 충진 물질 층(246)은 산화물을 포함하는
    이중 멤브레인 MEMS 컴포넌트 제조 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 충진 물질 구조체(240)는 상기 제 1 및 제 2 멤브레인 구조체(224, 250) 사이에서 절두원추형(frustoconical), 원통형(cylindrical) 또는 깔대기형(funnel-shaped)으로 형성되는
    이중 멤브레인 MEMS 컴포넌트 제조 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 희생 물질(226)을 제거하는 단계(180)는 액체 또는 기체 에천트를 사용하는 등방성 에칭 프로세스에 의해 수행되며, 상기 에천트는 상기 제 1 충진 물질 보다 상기 희생 물질(226)에 대해 적어도 10배 높은 에칭 속도를 갖는
    이중 멤브레인 MEMS 컴포넌트 제조 방법.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 층 배열(220)을 제공하는 단계(120) 이전에, 상기 층 배열(220)을 형성하기 위하여,
    상기 캐리어 기판(222) 상의 제 1 멤브레인 층 또는 제 1 멤브레인 층 스택의 형태로 상기 제 1 멤브레인 구조체(224)를 형성하는 단계와,
    상기 제 1 멤브레인 구조체(224) 상에 희생 물질(226)을 도포하는 단계와,
    상기 도포된 희생 물질(226) 상에 상대전극 층 또는 상대전극 층 스택의 형태로 상대전극 구조체(228)를 형성하는 단계와,
    상대전극 구조체(228) 상에 희생 물질(226)을 도포하는 단계와,
    상기 적어도 하나의 관통 개구부(230-n)를 상기 희생 물질(226) 내로 상기 제 1 멤브레인 구조체(224)까지 상기 상대전극 구조체(228)로부터 격리되는 방식으로 도입하는 단계가 수행되는
    이중 멤브레인 MEMS 컴포넌트 제조 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 도입하는 단계는 복수의 관통 개구부를 상기 희생 물질(226) 내로 상기 제 1 멤브레인 구조체까지 도입하는 단계를 포함하되,
    상기 충진 물질 구조체(240)는 상기 복수의 관통 개구부(230-n) 내에서 형성되고,
    상기 희생 물질(226)을 제거하는 단계는 상기 제 1 및 제 2 멤브레인 구조체(224, 250) 사이에 기계적으로 결합되고 상기 상대전극 구조체(228)로부터 기계적으로 결합해제되는, 상기 제 1 및 제 2 멤브레인 구조체(224, 250) 사이의 복수의 기계적 연결 요소를 획득하기 위해 상기 복수의 관통 개구부(230-n) 내의 상기 충진 물질 구조체(240)를 노출시키는 단계를 포함하는
    이중 멤브레인 MEMS 컴포넌트 제조 방법.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 관통 개구부(230-n)의 영역(224-a)에서 상기 멤브레인 구조체(224)의 물질에 오목부를 획득하기 위해 상기 적어도 하나의 관통 개구부(230-n)의 상기 영역(224-a)에서 상기 제 1 멤브레인 구조체(224)를 초기에 에칭하는 단계를 더 포함하되, 상기 멤브레인 구조체를 초기에 에칭하는 단계는 상기 적어도 하나의 관통 개구부를 상기 희생 물질(226) 내로 상기 제 1 멤브레인 구조체(224)까지 도입하는 프로세스 동안 또는 도입하는 프로세스에 후속하여 그리고 상기 충진 물질 구조체(240)를 형성하는 프로세스 이전에 수행되는
    이중 멤브레인 MEMS 컴포넌트 제조 방법.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이중 멤브레인 MEMS 컴포넌트의 상기 제 1 및 제 2 멤브레인 구조체 사이의 상기 중간 영역에서 감소된 대기압 또는 진공을 생성하기 위해 감소된 대기압 또는 진공 하에서 상기 제 1 및 제 2 멤브레인 구조체를 밀폐하여 실링하는 단계를 더 포함하는
    이중 멤브레인 MEMS 컴포넌트 제조 방법.
  12. 이중 멤브레인 MEMS 컴포넌트(200)로서,
    캐리어 기판(222) 상의 층 배열(220) - 상기 층 배열(220)은 서로 이격된 제 1 및 제 2 멤브레인 구조체(224) 및 이들 사이에 배치된 상대전극 구조체(228)를 포함하고, 상기 상대전극 구조체는 상기 제 1 및 제 2 멤브레인 구조체(224, 250) 각각으로부터 이격됨 - 과,
    상기 제 1 및 제 2 멤브레인 구조체(224, 250) 사이에 기계적으로 결합되고 상기 상대전극 구조체(228)로부터 기계적으로 결합해제되는, 상기 제 1 및 제 2 멤브레인 구조체(224, 250) 사이의 적어도 하나의 기계적 연결 요소(240) - 상기 적어도 하나의 기계적 연결 요소(240)는 상기 기계적 연결 요소의 측벽 영역으로서 제 1 충진 물질 층(242)을 갖는 물질 구조체(240)를 포함하고, 측벽 영역으로서 형성된 상기 충진 물질 층(242)은 상기 기계적 연결 요소(240) 내의 내부 볼륨 영역(244)을 형성하며, 매질(246)이 상기 기계적 연결 요소(240)의 상기 내부 볼륨 영역(244) 내에 배치되고, 상기 매질(246)은 상기 측벽 영역을 형성하는 상기 제 1 충진 물질 층(242)의 물질보다 낮은 탄성 계수를 가짐 - 를 포함하는
    이중 멤브레인 MEMS 컴포넌트.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 기계적 연결 요소(240)는 중공체(hollow body) 또는 빈 튜브(empty tube)로서 형성되는
    이중 멤브레인 MEMS 컴포넌트.
  14. 제 12 항에 있어서,
    제 2 충진 물질(246)이 상기 내부 볼륨 영역(244)에 배치되고, 상기 제 2 충진 물질(246)은 상기 제 1 충진 물질 층(242)의 물질과 상이한
    이중 멤브레인 MEMS 컴포넌트.
  15. 제 12 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 충진 물질 구조체(240)는 상기 내부 볼륨 영역(244) 내의 복수의 충진 물질 층을 포함하는 층 시퀀스를 포함하고, 적어도 하나의 추가의 충진 물질 층(246)은 상기 제 1 충진 물질 층의 물질과 상이한 충진 물질을 포함하는
    이중 멤브레인 MEMS 컴포넌트.
  16. 제 12 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 충진 물질 층의 물질은 상기 추가의 충진 물질 층의 물질보다 높은 탄성 계수를 갖는
    이중 멤브레인 MEMS 컴포넌트.
  17. 제 12 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 충진 물질 층(242)은 질화물을 포함하며, 상기 제 2 충진 물질 층은 산화물을 포함하는
    이중 멤브레인 MEMS 컴포넌트.
  18. 제 12 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 충진 물질 구조체(240)는 상기 제 1 및 제 2 멤브레인 구조체(224, 250) 사이에서 절두원추형, 원통형 또는 깔대기형으로 형성되는
    이중 멤브레인 MEMS 컴포넌트.
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