音响传感器及音响传感器的制造方法技术

技术编号:13290214 阅读:73 留言:0更新日期:2016-07-09 08:57
本发明专利技术提供一种不受半导体制造技术的制约、不降低灵敏度、噪声性能,而改善耐冲击性能的音响传感器及音响传感器的制造方法。音响传感器将音响振动转换为振动电极膜和固定电极膜之间的静电电容的变化进行检测,其特征在于,固定板通过半导体制造工艺配设,并且其周围的至少一部分以弯曲的形状构成的框壁与半导体基板直接或间接结合,在框壁的内侧的至少一部分上残留在半导体制造工艺中从固定板的内侧去除的牺牲层,并且该残留的牺牲层的内侧表面的凹凸比在半导体制造工艺中通过从多个音孔供给的蚀刻液去除牺牲层的情况下形成的、音孔的外形的相似形连续的音孔形状反映构造的凹凸小。

【技术实现步骤摘要】

本申请公开一种音响传感器及音响传感器的制造方法
技术介绍
目前,作为小型的麦克风使用利用称为ECM(ElectretCondenserMicrophone)的音响传感器的麦克风。但是,ECM在热方面差,另外,在数字化的对应及小型化这一点上利用使用MEMS(MicroElectroMechanicalSystems)技术制造的音响传感器的麦克风(MEMS麦克风)优异,因此,近年来,正在采用MEMS麦克风(例如,参照专利文献1)。现有技术文献专利文献专利文献1:(日本)特开2011-250170号公报专利技术所要解决的课题作为音响传感器的一种,有利用MEMS技术实现在固定有电极膜的背板上经由间隙对向配置接收声波而振动的振动电极膜的方式的结构。这种音响传感器例如通过在基板之上形成振动电极膜、及覆盖振动电极膜的牺牲层后,在牺牲层之上形成背板,之后去除牺牲层而可以实现。由于MEMS应用半导体制造技术,因此,可以得到极小的音响传感器。但是,一般使用MHMS技术制作的音响传感器中,由于由薄膜化的振动电极膜及背板构成,所以难以确保它们耐冲击性。与之相对,例如,还要考虑使容易施加应力部分在结构上为厚壁,但使特定的部位厚壁化在半导体制造技术的成膜工艺的制约上是困难的。另外,在使振动电极板、背板整体厚壁的情况下,灵敏度降低及音孔部的热杂音增加,噪音会恶化。
技术实现思路
于是,本专利技术的解决课题在于,不受半导体制造技术的制约,另外,不会降低灵敏度、噪音性能,从而改善耐冲击性能。为了解决上述问题,本专利技术的音响传感器在背板和半导体基板之间具备振动电极膜,其中,使在设置于背板的固定板的周围形成的框壁的内侧残留牺牲层,且使牺牲层的内侧表面的凹凸比通过从多个音孔供给的蚀刻液去除牺牲层的情况下形成的、固定板的音孔的外形的相似形连续的音孔形状反映构造的凹凸小。详细而言,该音响传感器具备:半导体基板,其在表面具有开口;背板,其由以与所述半导体基板的开口对向的方式配设且具有多个音孔的固定板和设置于该固定板的固定电极膜构成;振动电极膜,其在所述背板与所述半导体基板之间,经由间隙以与该背板对向的方式配设,将音响振动转换为所述振动电极膜与所述固定电极膜之间的静电电容的变化并进行检测,其特征在于,所述固定板通过半导体制造工艺而配设,并且其周围的至少一部分以弯曲的形状构成的框壁与所述半导体基板直接或间接结合,在所述框壁的内侧的至少一部分残留在所述半导体制造工艺中从所述固定板的内侧去除的牺牲层,并且该残留的牺牲层的内侧表面的凹凸比在所述半导体制造工艺中通过从所述多个音孔供给的蚀刻液去除所述牺牲层的情况下形成的、音孔的外形的相似形连续的音孔形状反映构造的凹凸小。在此,音孔形状反映构造是指通过从形成于固定板的多个音孔分别流入,且从音孔的中心放射状扩散的蚀刻液蚀刻框壁的内侧的牺牲层,形成于该牺牲层的凹凸状的构造,例如,在所述音孔为圆形的情况下,可以例示连接多条从各音孔的中心处于等距离的圆弧状的线的形状的情况。所述音响传感器使在设置于背板的固定板的周围形成的框壁的内侧残留牺牲层。因此,所述音响传感器如果与未残留牺牲层的传感器比较,框壁通过牺牲层被加强,另外,牺牲层的内侧表面的凹凸比音孔形状反映构造的凹凸小,因此,也难以产生因凹凸引起的应力集中。因此,根据所述音响传感器,与没有残留牺牲层的传感器相比,可以改善耐冲击性能。此外,从所述固定板的法线方向观察,所述多个音孔也可以配置于所述半导体基板的开口的内则。音孔只要这样配置,则从半导体基板的开口流入的蚀刻液比从音孔流入的蚀刻液早达到处于框壁的内侧且从固定板的法线方向观察处于振动电极膜的外侧的牺牲层,因蚀刻液从音孔的流入而形成的凹凸被缓和,残留于框壁的内侧的牺牲层的内侧表面所形成的凹凸比音孔形状反映构造的凹凸小。另外,也可以是,所述半导体制造工艺包含:在所述开口形成前的所述半导体基板的表面上堆积第一牺牲层和覆盖该第一牺牲层的第二牺牲层的工序;在所述第二牺牲层上成膜振动电极膜的工序;以覆盖所述振动电极膜的方式堆积第三牺牲层的工序;去除所述第一牺牲层的工序;去除所述第二牺牲层及所述第三牺牲层各自一部分的工序,从所述固定板的法线方向观察,所述音孔配置于所述第一牺牲层的外形的内侧。只要音孔这样配置,则从半导体基板的开口流入的蚀刻液比从音孔流入的蚀刻液早达到处于框壁的内侧且从固定板的法线方向观察处于振动电极膜的外侧的牺牲层,因此,因蚀刻液从音孔的流入而形成的凹凸被缓和,残留于框壁的内侧的牺牲层的内侧表面所形成的凹凸比音孔形状反映构造的凹凸小。另外,也可以是,所述牺牲层其特征在于,至少由上下二层构成,所述牺牲层的材质以所述半导体制造工艺中的下侧的牺牲层的蚀刻速率比所述半导体制造工艺中的上侧的牺牲层的蚀刻速率高的方式选择。下侧的牺牲层如果蚀刻速率比上侧的牺牲层高,则从半导体基板的开口流入的蚀刻液比从音孔流入的蚀刻液早达到处于框壁的内侧且从固定板的法线方向观察处于振动电极膜的外侧的牺牲层,因此,因蚀刻液从音孔的流入而形成的凹凸被缓和,框壁的内侧表面的凹凸比音孔形状反映构造的凹凸小。另外,也可以是,其特征在于,在所述固定板的从所述固定板的法线方向观察至少残留所述牺牲层的部分的上方还堆积有不透明的薄膜。如果在至少牺牲层残留的部分的上方堆积不透明的薄膜,则不能透过固定板及框壁看见牺牲层,因此,可以降低看见蚀刻的残留物即牺牲层位置的偏差而误认为不良品的可能性,另外,可以实现构造的加强。另外,也可以是,其特征在于,从所述固定板的法线方向观察,所述振动电极膜具有大致四边形的振动部,在所述残留的牺牲层,残留于所述框壁的与所述振动部的各边对向的区域的部分的平均厚度比残留于所述框壁的其它区域的部分的平均厚度厚。据此,可以在容易破损的部位重点残留牺牲层,因此,可以有效地改善耐冲击性,另外,可以减小用于使牺牲层残留的面积,因此,有利于音响传感器的小型化。另外,本专利技术也可以从方法的侧面掌握。例如,本专利技术的音响传感器的制造方法,其特征在于,包含:形成与半导体基板的表面对向的振动电极膜及内部包含该振动电极膜的牺牲层的工序;在所述牺牲层之上形成与所述半导体基板的表面对向,并且具有多个音孔的固定板及该固定板的周围的至少一部弯曲并与所述半导体基板直接或间接结合的框壁的工序;在所述半导体基板形成开口的工序;通过蚀刻去除所述牺牲层的工序,在通过蚀刻去除所<本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种音响传感器,具备:半导体基板,其在表面具有开口;背板,其由以与所述半导体基板的开口对向的方式配设且具有多个音孔的固定板和设置于该固定板的固定电极膜构成;振动电极膜,其在所述背板与所述半导体基板之间,经由间隙以与该背板对向的方式配设,将音响振动转换为所述振动电极膜与所述固定电极膜之间的静电电容的变化并进行检测,其特征在于,所述固定板通过半导体制造工艺而配设,并且其周围的至少一部分以弯曲的形状构成的框壁与所述半导体基板直接或间接结合,在所述框壁的内侧的至少一部分残留在所述半导体制造工艺中从所述固定板的内侧去除的牺牲层,并且该残留的牺牲层的内侧表面的凹凸比在所述半导体制造工艺中通过从所述多个音孔供给的蚀刻液去除所述牺牲层的情况下形成的、音孔的外形的相似形连续的音孔形状反映构造的凹凸小。

【技术特征摘要】
2014.12.26 JP 2014-2655081.一种音响传感器,具备:
半导体基板,其在表面具有开口;
背板,其由以与所述半导体基板的开口对向的方式配设且具有多个音孔
的固定板和设置于该固定板的固定电极膜构成;
振动电极膜,其在所述背板与所述半导体基板之间,经由间隙以与该背
板对向的方式配设,
将音响振动转换为所述振动电极膜与所述固定电极膜之间的静电电容
的变化并进行检测,其特征在于,
所述固定板通过半导体制造工艺而配设,并且其周围的至少一部分以弯
曲的形状构成的框壁与所述半导体基板直接或间接结合,
在所述框壁的内侧的至少一部分残留在所述半导体制造工艺中从所述
固定板的内侧去除的牺牲层,并且该残留的牺牲层的内侧表面的凹凸比在所
述半导体制造工艺中通过从所述多个音孔供给的蚀刻液去除所述牺牲层的
情况下形成的、音孔的外形的相似形连续的音孔形状反映构造的凹凸小。
2.如权利要求1所述的音响传感器,其特征在于,
从所述固定板的法线方向观察,所述多个音孔配置于所述半导体基板的
开口的内侧。
3.如权利要求1所述的音响传感器,其特征在于,
所述半导体制造工艺包含:
在所述开口形成前的所述半导体基板的表面上堆积第一牺牲层和覆盖
该第一牺牲层的第二牺牲层的工序;
在所述第二牺牲层上成膜振动电极膜的工序;
以覆盖所述振动电极膜的方式堆积第三牺牲层的工序;
去除所述第一牺牲层的工序;
去除所述第二牺牲层及所述第三牺牲层各自的一部分的工序,
从所...

【专利技术属性】
技术研发人员:内田雄喜桃谷幸志笠井隆
申请(专利权)人:欧姆龙株式会社
类型:发明
国别省市:日本;JP

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1