[发明专利]电容式传声器

说明书

技术领域

本发明涉及具有适用于微电子机械系统(MEMS：micro-electromechanicalsystem)的隔膜的电容式传声器(或电容器传声器)。本发明还涉及电容式传声器的制造方法和包含在电容式传声器中的隔膜的制造方法。

本申请要求日本专利申请No.2006-96703(2006年3月31日递交)、日本专利申请No.2006-59041(2006年3月6日递交)，和日本专利申请No.2006-48183(2006年2月24日递交)的优先权，这些专利申请的内容通过引用合并于此。

背景技术

通常，通过半导体装置的制造过程已经开发和生产出各种类型的电容式传声器(或电容器传声器)。电容式传声器的典型例子包括由于声波而振动的隔膜和经由诸如空气这样的电介质(dielectric)而与隔膜相对地定位的板件。由隔膜和板件形成的静电电容(或电容)由于隔膜的振动而变化。电容式传声器将静电电容的变化转换为电信号。

公开号为No.2001-518246的日本专利申请教导了一种微型硅电容式传声器，其中，隔膜以悬臂的方式固定。该电容式传声器具有不会残留在隔膜形成期间产生的拉伸应力的结构；因此，其优势在于，隔膜由于向其施加的声压而产生的振幅可以增加，但是隔膜的强度减小，以使得有必要用止动件防止隔膜中的过大的振幅。这使得制造过程很复杂。

公开号为No.2002-95093的日本未审查专利申请教导了一种电容式传声器，在该传声器中，隔膜的周边部被整体地固定在其位，其中，具有导电性的隔膜的总体区域被定位为与具有导电性的板件相对。隔膜的周边部引起非常小的振幅，以使得电容(capacity)几乎不产生变化，其中，隔膜的周边部的电容在电容式传声器的总电容中的比值变大。这降低了电容式传声器的灵敏度。由于隔膜的周边部固定，使用在隔膜的形成期间残留的拉伸应力没有被释放，使得隔膜由于向其施加的声压而产生的振幅被减小。

公开号为No.2001-231099的日本未审查专利申请教导了一种电声换能器(electroacoustic transducer)，即，一种电容式传声器，在该传声器中，隔膜的四个角部被固定在其位，其中，具有导电性的隔膜被定位为与具有导电性的板件相对。隔膜的周边部引起非常小的振幅，以使得电容几乎不发生变化，其中，隔膜的周边部的电容在电容式传声器的总电容中的比值变大。这降低了电容式传声器的灵敏度。将隔膜的四个角部固定减小了隔膜由于向其施加的声压而产生的振幅。

具体地，前述公开教导了一种具有弯曲部的电容式传声器，该弯曲部在隔膜的中心部和周边部之间。在此，向隔膜施加的残余应力通过弯曲部的变形而被释放，以使得隔膜的振幅增加，以便增加灵敏度。弯曲部利用单个薄膜形成，该薄膜沉积在台阶部的表面上，该台阶部形成在牺牲层(sacrificelayer)中；因而，随着弯曲部逼近台阶部的底部，弯曲部的厚度变小，因为台阶部难以被沉积并由此密度减小。即，隔膜的强度随着台阶部的高度差增加而减小。换句话说，在保持令人满意的隔膜强度的同时，难以通过增加弯曲部的高度差来增加灵敏度。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有高灵敏度的电容式传声器，该传声器能够通过简单的半导体制造工艺来生产。

本发明的另一个目的是提供一种电容式传声器及其制造方法，该方法通过利用弯曲部具有高强度的隔膜来实现高灵敏度。

在本发明的第一方面，电容式传声器包括具有腔体的基板；第一间隔件，通过沉积在基板上的第一膜形成；第二间隔件，通过沉积在第一间隔件上的、具有绝缘能力的第三膜形成；开口，贯穿第一间隔件和第二间隔件以便与腔体连通；隔膜，通过形成在第一膜和第三膜之间的、具有导电性的第二膜形成；以及板件，通过沉积在第三膜上的、具有导电性的第四膜形成。隔膜定位在开口之内且与第一间隔件和第二间隔件略微离开。板件以矩形形状形成，该矩形形状由第一对相对侧和第二对相对侧限定，该板件被定位为与隔膜大致平行，其中，第一对相对侧被固定到第二间隔件，并且第二对相对侧在平面视图中被定位在隔膜的一区域之内。另外，一对支承件通过第四膜形成，并且被安附到第二间隔件上，以便向开口内凸出。此外，一对第三间隔件与第一间隔件和第二间隔件离开并且被定位在开口内，其中，第三间隔件件在支承件的凸出部和隔膜中的相对于板件的第二对相对侧的指定部分之间连结。