[发明专利]硅传声器及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及硅传声器和电容式传声器，其由彼此相对布置的膜片和板构成。本发明还涉及硅传声器和电容式传声器的制造方法。

本申请要求日本专利申请第2006-204299号和日本专利申请第2006-196586号的优先权，这里引入其内容供参考。

背景技术

传统上，按照半导体器件的制造工艺制造各种硅传声器和电容式传声器。公知硅传声器由板和因声波而振动的膜片构成。在硅传声器的传统已知例子中，形成膜片的导电层被等间距设置在导电层的周向上或者设置在导电层的周向上随机位置处的多个支持部所支持。此技术在多个文件中公开，例如日本专利申请公报第2005-535152号和美国专利第5452268号。

当导电层组成的膜片在其周向上设置的多个位置处被支持时，制造工艺期间施加到导电层的内应力发生变化。施加到导电层的应力的变化引起应力非均匀分布从而在膜片(和导电层)中发生不期望的变形或扭曲。由于这个原因，不规则振动可发生在膜片的周边部而不是中心部。这使得彼此相对布置的、其间具有预定间隙的电极在其经受较大振动的特定区域不期望地相互接触。这也引起在经受较小振动的其他区域中静电电容变化的减小；于是，降低了硅传声器的灵敏度。对比膜片的中心部，由于不规则振动可能易于发生在周边部，因此预先预测硅传声器的性能是非常困难的。

美国专利申请公报第2005/0241944号教导了一种在膜片的周边具有弯曲部(或台阶差部)的电容式传声器。美国专利第4776019教导了一种在膜片的周边形成了孔的电容式传声器。

当通过CVD(化学气相沉积)在膜片上方形成板时，台阶差部的形状或者孔的形状不期望地转移到板上，该板具有允许声波传播通过的孔。在制造工艺中，加到板的外力和板与膜片之间的静电引力导致的应力可集中在板的孔处，从而板可能被损坏。

发明内容

本发明的目的是提供一种通过减少形成膜片的导电层的扭曲和通过减少发生在导电层的周边部的不规则振动而具有高灵敏度和均一性能的硅传声器。

本发明的另一目的是提供一种提高了板的强度的硅传声器。

在本发明的第一方面中，一种硅传声器包括：其中心部形成膜片的导电层；设置在导电层的周向上以支持导电层的多个支持部；以及形成在导电层中和横跨多个支持部之间画出的虚线配置的皱褶。由于形成了皱褶，可提高形成膜片的导电层的刚性，从而可难以在导电层中发生扭曲或变形，而与加于其的应力的变化无关。另外，可以防止在导电层中发生非常大局部振动和非常小局部振动；因此，可以防止在位于形成膜片的导电层中心部的外部的周边中发生不规则振动；于是，可显著提高硅传声器的灵敏度。而且，可以稳定膜片的振动，和可以实现硅传声器高且均一的性能。

上文中，皱褶连接在支持部之间，或者设置在支持部的外部。另外，皱褶形成与导电层同心的圆形，或者它形成与导电层同心的弧形。或者，可形成为相对于导电层的放射方式的多个皱褶。在这里，通过部分减小导电层的厚度来形成皱褶。取代皱褶，可通过部分增加导电层的厚度在导电层中形成厚部。

在本发明的第二方面中，一种电容式传声器包括：支持部；具有多个孔和固定电极且被支持部支持的板；以及具有相对固定电极配置的移动电极且因加于其的声波而振动的膜片，其中板具有厚度彼此不同的平坦部和台阶部，其中平坦部连续形成在台阶部的两侧，和其中多个孔在厚度方向上贯穿板的平坦部。在这里，孔没有形成为横跨台阶部布置，板的应力集中在该台阶部；于是，相比孔横跨台阶部布置的另一板，可增加板的刚性。因此，可防止板容易被外力损坏。

上文中，允许声波从中传播的孔均匀形成和布置在板的平坦部中，于是提高了电容式传声器的输出特性。另外，孔通过避开台阶部沿多条线或沿多个圆排列。

另外，膜片具有符合板的台阶部的在厚度方向上弯曲的弯曲部，使得弯曲部沿台阶部延长。或者，膜片具有缝，使板的台阶部形成为符合缝的边缘和沿缝的边缘延长。或者，板的台阶部形成为符合膜片的边缘并沿膜片的边缘延长。形成在台阶部附近的每一孔的开口面积小于远离台阶部的每一孔的开口面积。这提高了在板中设置孔的自由度；和可容易设置孔使得没有孔横跨台阶部布置。

在电容式传声器的制造方法中，膜片具有通过沉积形成的在厚度方向上弯曲的弯曲部；覆盖弯曲部的牺牲层通过沉积形成在膜片上；具有平坦部和台阶部的板通过沉积形成在牺牲层上，其中平坦部连续形成在台阶部的两侧，和其中台阶部形成为符合膜片的弯曲部；蚀刻板以形成在厚度方向上贯穿板的平坦部的多个孔；接着蚀刻牺牲层以形成膜片与板之间的空气间隙。