(57)【要約】マイクロホンは、基板によって支持される振動板アセンブリを含む。振動板アセンブリは、少なくとも１つのキャリヤと、振動板と、振動板が少なくとも１つのキャリヤから離間するように、振動板を少なくとも１つのキャリヤに連結する少なくとも１つのスプリングと、を含む。基板と少なくとも１つのキャリヤとの間の絶縁体（または、別個の絶縁体）は、振動板および基板を電気的に絶縁する。上記基板および上記振動板は、容量結合され、可変コンデンサの固定プレートと可動プレートとを形成する。
2009524368.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
該基板によって支持される振動板アセンブリであって、該振動板アセンブリは、少なくとも１つのキャリヤと、振動板と、該振動板を該少なくとも１つのキャリヤに連結する少なくとも１つのスプリングと、を含み、該振動板は、該少なくとも１つのキャリヤから離間される、振動板アセンブリと、
該振動板および該基板を電気的に絶縁するための、該基板と該少なくとも１つのキャリヤとの間の少なくとも１つの絶縁体と
を含む、マイクロホン。
【請求項２】
前記基板および前記振動板は、容量結合され、可変コンデンサの固定プレートと可動プレートとを形成する、請求項１に記載のマイクロホン。
【請求項３】
各キャリヤは、絶縁体に連結され、そのような絶縁体は、前記基板に連結される、請求項１に記載のマイクロホン。
【請求項４】
前記振動板は、穿孔される、請求項１に記載のマイクロホン。
【請求項５】
前記振動板は、波形をつけられる、請求項１に記載のマイクロホン。
【請求項６】
前記振動板は、屈曲されていない場合は平面を有し、前記少なくとも１つのスプリングは、該振動板の該平面方向に、前記振動板と前記少なくとも１つのキャリヤとの間の空間を生成する、請求項１に記載のマイクロホン。
【請求項７】
前記振動板は、前記少なくとも１つのキャリヤから応力絶縁される、請求項１に記載のマイクロホン。
【請求項８】
前記少なくとも１つのキャリヤは、前記振動板を囲む単一一体型キャリヤを含む、請求項１に記載のマイクロホン。
【請求項９】
前記少なくとも１つのキャリヤは、複数の個別のキャリヤを含む、請求項１に記載のマイクロホン。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの絶縁体は、酸化物を含む、請求項１に記載のマイクロホン。
【請求項１１】
前記振動板アセンブリは、ポリシリコンを含む、請求項１に記載のマイクロホン。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの絶縁体は、直接または間接的に、前記基板上に形成される、請求項１に記載のマイクロホン。
【請求項１３】
前記少なくとも１つのキャリヤは、直接または間接的に、前記少なくとも１つの絶縁体上に形成される、請求項１２に記載のマイクロホン。
【請求項１４】
前記基板は、シリコン・オン・インシュレータウェハのシリコン層から形成される、請求項１に記載のマイクロホン。
【請求項１５】
前記基板は、多数のスルーホールを含む、請求項１に記載のマイクロホン。
【請求項１６】
前記スルーホールは、音波が前記基板の裏面から前記振動板に到達することを可能にする、請求項１５に記載のマイクロホン。
【請求項１７】
振動板の運動に応じて、信号を生成する電子回路をさらに含む、請求項１に記載のマイクロホン。
【請求項１８】
前記電子回路は、直接または間接的に、前記基板上に形成される、請求項１７に記載のマイクロホン。
【請求項１９】
基板と、
振動板と、
該振動板を該基板に移動可能に連結するための支持手段であって、該支持手段は、該基板と固定連結するためのキャリヤ手段と、該振動板を該キャリヤ手段に移動可能に連結し、該振動板を該キャリヤ手段から離間するための懸架手段と、を含む、支持手段と、
該振動板および該基板を電気的に絶縁するための絶縁体手段と、
を含む、マイクロホン。
【請求項２０】
前記基板と前記振動板とを容量結合し、可変コンデンサの固定プレートと可動プレートとを形成するための手段をさらに含む、請求項１９に記載のマイクロホン。
【請求項２１】
音波が前記基板の裏面から前記振動板に到達することを可能にするための手段をさらに含む、請求項１９に記載のマイクロホン。
【請求項２２】
振動板の運動に応じて、信号を生成するための手段をさらに含む、請求項１９に記載のマイクロホン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概してマイクロホンに関し、より具体的には、本発明は、マイクロホン振動板のための支持部に関する。
【背景技術】
【０００２】
マイクロエレクトロメカニカルシステム（「Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ；ＭＥＭＳ」、本明細書では、以下「ＭＥＭＳデバイス」と称する）は、種々の用途において使用される。例えば、ＭＥＭＳデバイスは、現在、可聴信号を電気信号に変換するためのマイクロホン、飛行機のピッチ角を検出するためのジャイロスコープ、および自動車のエアバックを選択的に展開するための加速度計として実装される。分かりやすく言うと、そのようなＭＥＭＳデバイスは、典型的には、基板から懸架される可動構造と、付随回路と、を有し、両方とも、懸架構造の運動を検知し、検知した運動データを１つ以上の外部デバイス（例えば、外部コンピュータ）に配信する。外部デバイスは、検知したデータを処理し、測定される特性（例えば、ピッチ角または加速度）を計算する。
【０００３】
ＭＥＭＳマイクロホンは、ますます多くの用途において使用されている。例えば、ＭＥＭＳマイクロホンは、携帯電話および他のそのようなデバイスにおいて頻繁に使用される。しかしながら、より市場に普及するためには、より従来のマイクロホンに合致する十分な感度および信号対雑音比を取得することが重要である。
【０００４】
ＭＥＭＳマイクロホンは、典型的には、薄い振動板電極と、振動板電極と平行して配置される固定検知電極と、を含む。振動板電極および固定検知電極は、可変コンデンサのプレートのような作用をする。マイクロホンの動作中、電荷は、振動板電極および固定検知電極上に置かれる。音波に応じて振動板電極が振動すると、振動板電極と固定検知電極との間の距離の変化によって、音波に対応する静電容量の変化が生じる。したがって、これらの静電容量の変化は、音波に代表される電子信号を生成する。最終的に、この電子信号は処理され、例えば、スピーカ上で音波を再生してもよい。
【０００５】
図１は、当該分野において公知の超小型マイクロホンの一般構造を示す。とりわけ、超小型マイクロホンは、振動板１０２と、ブリッジ電極（すなわち、バックプレート）１０４と、を含む。振動板１０２およびバックプレート１０４は、容量性回路の電極として作用する。図示されるように、バックプレート１０４は、音波が振動板１０２に到達するように、穿孔されてもよい。別様または付加的に、音波は、他のチャネルを介して振動板に到達するようになすことができる。いずれの場合も、音波によって、振動板が振動し、その振動は、振動板１０２とブリッジ１０４との間の静電容量の変化として検知され得る。超小型マイクロホンは、典型的には、振動板１０２を自由に移動させるために、振動板１０２の裏に実質的空洞１０６を含む。
【０００６】
多くのＭＥＭＳマイクロホンは、太鼓の皮と同様に、その周囲に完全に固定される振動板を使用する。そのような振動板は、いくつかの課題を提示し得る。例えば、音波の存在下では、そのような振動板は、図２Ａに示されるように、均一に上下に移動するよりも、湾曲する傾向にある。特に、内部張力によって生じる振動板の制限変位と、振動板部分と固定検知電極との間の距離の変動と、によって、そのような湾曲は、マイクロホンの感度に悪影響を及ぼし得る。また、そのような振動板は、振動板の形状を変形し、振動板の機械的完全性およびマイクロホンによって生成される音質に影響を及ぼし得る、応力（例えば、熱膨張）に対する感度が弱い可能性がある。
【０００７】
一部のＭＥＭＳマイクロホンは、複数のスプリングによって、その基礎をなす静止部材（本明細書では、以下「キャリヤ」と称する）と移動可能に接続される振動板を有する。スプリングは、図２Ｂに示されるように、振動板を均一に上下に移動させる傾向にある（すなわち、プランジャのように）。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一側面によると、基板と、基板によって支持される振動板アセンブリであって、振動板アセンブリは、少なくとも１つのキャリヤと、振動板と、振動板を少なくとも１つのキャリヤに連結する少なくとも１つのスプリングと、を含み、振動板は、少なくとも１つのキャリヤから離間する、振動板アセンブリと、振動板および基板を電気的に絶縁するために、基板と少なくとも１つのキャリヤとの間の少なくとも１つの絶縁体と、を有するマイクロホンが提供される。
【０００９】
種々の代替実施形態では、基板と振動板とは、容量結合され、可変コンデンサの固定プレートおよび可動プレートを形成してもよい。各キャリヤは、基板に連結される絶縁体に連結されてもよい。振動板は、穿孔および／または波形にされてもよい。振動板と少なくとも１つのキャリヤとの間の空間は、振動板の公称平面内にあってもよい。振動板は、少なくとも１つのキャリヤから応力絶縁されてもよい（ｓｔｒｅｓｓ  ｉｓｏｌａｔｅｄ）。少なくとも１つのキャリヤは、振動板を囲む単一一体型キャリヤを含んでもよく、または複数の個別のキャリヤを含んでもよい。少なくとも１つの絶縁体は、酸化物を含んでもよい。振動板アセンブリは、ポリシリコンを含んでもよい。少なくとも１つの絶縁体は、直接または間接的に、基板上に形成されてもよく、少なくとも１つのキャリヤは、直接または間接的に、少なくとも１つの絶縁体上に形成されてもよい。基板は、シリコン・オン・インシュレータ（ｓｉｌｉｃｏｎ−ｏｎ−ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）ウェハのシリコン層から形成されてもよい。基板は、いくつかのスルーホールを含んでもよく、この場合、スルーホールによって、音波を基板の裏面から振動板に到達させることが可能となる。マイクロホンは、振動板の運動に応じて、信号を生成する電子回路を含んでもよい。電子回路は、直接または間接的に、基板上に形成されてもよい。
【００１０】
本発明の別の側面によると、基板と、振動板と、振動板を基板に移動可能に連結するための支持手段であって、基板と固定連結するためのキャリヤ手段と、振動板をキャリヤ手段に移動可能に連結し、振動板をキャリヤ手段から離間するための懸架手段と、を含む、支持手段と、振動板および基板を電気的に絶縁するための絶縁体手段と、を含む、マイクロホンが提供される。
【００１１】
種々の代替実施形態では、マイクロホンは、基板と振動板とを容量結合し、可変コンデンサの固定プレートおよび可動プレートを形成するための手段をさらに含んでもよい。マイクロホンは、付加的または別様に、音波を基板の裏面から振動板に到達させるための手段を含んでもよい。マイクロホンは、付加的または別様に、振動板の運動に応じて、信号を生成するための手段を含んでもよい。
【００１２】
本発明の上述の利点は、添付の図面を参照することによって、以下のさらなるその説明からより完全に理解させるであろう。
【００１３】
特定の図の白黒の複製図の解釈を容易にするために、種々の材料は、以下の記号を使用して識別される。「Ｓ」は単結晶、「Ｏ」は酸化物、「Ｐ」はポリシリコン、「Ｍ」は金属、「Ｐａｓｓ」は窒化物等の不動態材料、を示す。
【００１４】
文脈で示唆されない限り、同一要素は、同一数字によって示される。また、注記されない限り、図面は、必ずしも正確な縮尺で描かれていない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の実施形態では、ＭＥＭＳマイクロホンは、基板によって支持される振動板アセンブリを含む。振動板アセンブリは、少なくとも１つのキャリヤと、振動板と、振動板が少なくとも１つのキャリヤから離間するように、振動板を少なくとも１つのキャリヤに連結する少なくとも１つのスプリングと、を含む。基板と少なくとも１つのキャリヤとの間の絶縁体（または、別個の絶縁体）は、振動板および基板を電気的に絶縁する。キャリヤは、直接絶縁体に連結されてもよく、絶縁体は、直接基板に連結されてもよい。別様に、１つ以上の追加材料は、絶縁体を基板および／またはキャリヤから分離してもよい。互いに電気的に絶縁された振動板および基板によって、振動板および基板は、容量結合されてもよく、したがって、可聴信号を電気信号に変換するために、可変コンデンサの２つのプレートとして使用されてもよい。
【００１６】
図３は、本発明の例示的実施形態による、パッケージングされていないＭＥＭＳマイクロホン１０（「マイクロホンチップ１０」とも称される）を図式的に示す。とりわけ、マイクロホン１０は、振動板１４を含む振動板アセンブリによって、可変コンデンサを支持および形成する、静止バックプレート１２を含む。（振動板アセンブリとバックプレート１２との接続の詳細は、後述）。例示的実施形態では、バックプレート１２は、単結晶シリコンから形成され、振動板１４を含む振動板アセンブリは、堆積ポリシリコンから形成され、バックプレート１２と振動板アセンブリとの間の絶縁体は、酸化物から形成される。本実施例では、バックプレート１２は、シリコン・オン・インシュレータ（ＳＯＩ）ウェハ２０の上部シリコン層から形成され、したがって、基礎をなす酸化物層および底部シリコン層上に着座する。動作を促進するために、バックプレート１２は、基礎をなす酸化物層および底部シリコン層から形成される裏面空洞１８に通じる複数のスルーホール１６を有する。マイクロホン１０は、音波が裏面空洞１８およびスルーホール１６を介して振動板１４に到達するように、使用またはパッケージングされてもよい。
【００１７】
音声信号によって、振動板１４が振動し、したがって、静電容量の変化が生じる。オンチップまたはオフチップ回路は、この変動静電容量をさらに処理可能な電気信号に変換する。図３に示されるマイクロホン１０の議論は、例示目的のためであることに留意されたい。したがって、図３に示されるマイクロホン１０と同種または異種構造を有する他のＭＥＭＳマイクロホンが、本発明の例示的実施形態と使用されてもよい。
【００１８】
図４は、例示的実施形態に従って構成される、マイクロホン１０の平面図を図式的に示す。本例示的マイクロホン１０は、図３に示されるものと同一の多くの特徴を有する。具体的には、図示されるように、マイクロホン１０は、複数のスプリング２４を介して振動板１４を支持する複数のキャリヤ２２（この場合、４つのキャリヤ）を備える、基板２０を含む。振動板１４と異なり、各キャリヤ２２は、基板２０と固着される。例示的実施形態では、電気絶縁体材料（例えば、酸化物）の層が、各キャリヤ２２を基板２０に連結し、各キャリヤ２２を基板２０から電気的に絶縁する。
【００１９】
とりわけ、本配列は、少なくとも１つのキャリヤ２２と振動板１４との間の拡張空間２６を形成する。したがって、応力を受けると、振動板１４は、この空間２６に自由に拡張することが可能である。故に、予測応力に基づいて、振動板１４は、キャリヤ２２に機械的に接触すべきではない（そのような接触は、システムの性能を低下し得る）。
【００２０】
図５は、例示的実施形態に従って構成される、特定のマイクロホン１０の平面写真を示し、図６は、図５に示される１つのスプリング２４の拡大平面写真を示す。特定のマイクロホン１０は、本発明の種々の実施形態の実施例であることに留意されたい。故に、スプリング２４の形状および数等の特定の構成要素の議論は、本発明の種々の実施形態を制限するものと解釈されるべきではない。
【００２１】
図示されるように、マイクロホン１０は、円形振動板１４と、キャリヤ２２と振動板１４の外周端との間の空間２６を形成する、半径方向に延在するが、円周方向に成形された４つのスプリング２４と、を有する。本実施例では、振動板アセンブリは、振動板１４を囲む単一一体型キャリヤ２２を含む。上述の拡張空間２６を提供することに加え、スプリング２４は、下方に移動されると、振動板の湾曲（すなわち、その上面から見た場合に、振動板１４が凹む）を緩和するはずである。故に、このことにより、空間２６またはスプリング２４を有さない従来技術の設計に比べ、振動板１４はより均一に基板２０の方へ移動するはずである。例えば、振動板１４は、プランジャに近似する方法で上下方向へ移動してもよい。故に、振動板１４は、より自由に上下に移動可能であるべきであり、振動板１４の内面のより広い領域が、基礎をなす信号を生成するために使用可能であるべきである。
【００２２】
図７は、解放されていない状態の振動板を備えた、本発明の例示的実施形態に従って構成される、マイクロホン１０の断面および部分上面図を図式的に示す。本図面は、振動板１４と基板２０との間の空間、および振動板１４とキャリヤ２２との間の空間２６等、上述のいくつかの特徴を図式的に示す。本図では、振動板は、振動板を解放するために、後に除去される酸化物の下層とともに示される。図８は、解放状態（すなわち、酸化物の下層が除去された状態）の振動板を備えた、本発明の例示的実施形態に従って構成される、マイクロホンの断面および部分上面図を図式的に示す。
【００２３】
本発明の特定の実施形態では、超小型マイクロホンは、シリコンまたはシリコン・オン・インシュレータ（ＳＯＩ）ウェハから形成されてもよい。当該分野で公知のように、ＳＯＩウェハは、通常デバイス層と呼ばれる上部シリコン層と、中間絶縁体（酸化物）層と、典型的には、上部シリコン層よりも非常に厚い（例えば、約６５０ミクロン）底部シリコン層と、を含む。シリコンまたはＳＯＩウェハに形成される上部層は、本発明の一部の実施形態では、比較的に薄くてもよく（例えば、約１０ミクロン厚）、または他の実施形態では、比較的に厚くてもよい（例えば、約５０ミクロン厚）。本発明の特定の実施形態では、固定検知電極（本明細書では、「バックプレート」とも称される）は、ウェハの上部シリコン層から形成されてもよく、振動板は、上部シリコン層上に懸架されるように形成されてもよい。穿孔は、固定検知電極内に形成され、音波がウェハの底部側から振動板に到達可能になり得る。ＳＯＩウェハの固有酸化物層またはシリコンウェハ上に堆積された酸化物層であり得る、上部シリコン層の裏面上の絶縁層（例えば、酸化物層）は、固定検知電極の機械加工を制御するためのエッチング停止層（ｅｔｃｈ  ｓｔｏｐ  ｌａｙｅｒ）として使用され得る。
【００２４】
ＳＯＩウェハから超小型マイクロホンを形成するための例示的プロセスは、ブランクＳＯＩウェハの上部シリコン層から中間酸化物層へ、さらに随意に、底部シリコン層まで貫通する溝をエッチングするステップを伴う。次いで、溝は、酸化物材料によって裏打ちされる。次いで、ポリシリコン材料は、裏打ちされた溝を充填し、上部シリコンを覆うように、堆積される。ポリシリコン材料は、パターン化およびエッチングされ、後に除去される種々の犠牲構造を形成する。追加酸化物材料が、堆積される。ポリシリコン材料が、堆積およびパターン化され、マイクロホン振動板と懸架スプリングとを含む、振動板アセンブリを形成する。酸化物が堆積され、孔がエッチングされ、バックプレートおよび振動板アセンブリの一部を暴露する。振動板上に電荷を置くための電極と、バックプレート上に電荷を置くための電極と、複数の接着パッドと、を形成するために、金属は、堆積およびパターン化される。接着パッドと電極との間に電気的接続が存在してもよい。次いで、不動態層（例えば、集積回路に使用される標準的不動態層である、窒化物層によって覆われる酸化物層）が、堆積される。不動態層は、エッチングされ、接着パッドおよび振動板を暴露する。次いで、フォトレジスト材料が堆積およびパターン化され、将来的なペデスタル領域を暴露する。次いで、将来的なペデスタル領域の酸化物は、エッチングによって除去される。残りのフォトレジスト材料が除去され、底部シリコン層は、随意に、エッチング、研削、および研磨を含む、いくつかの方法のうちのいずれかによって、約６５０ミクロン〜約３５０ミクロンに薄くされる。フォトレジスト材料は、フォトレジストペデスタルを形成するように、ウェハの表面上に堆積される。また、フォトレジスト材料は、ウェハの裏面上に堆積され、裏面空洞の輪郭を描くようにパターン化される。裏面空洞は、底部シリコン層から中間酸化物層の一部をエッチングすることによって、形成される。例示的実施形態では、パッケージング後の裏面空洞は、体積約１立方ミリメートルである。空洞内の中間酸化物層の一部は、犠牲ポリシリコン構造を暴露するために除去される。例えば、ＸｅＦ２ガスまたは裏面空洞から別の好適なシリコン腐食液にポリシリコンを暴露することによって、犠牲ポリシリコン構造は、除去される。これは、概して望ましくないが、ＸｅＦ２ガスは、暴露された底部シリコン層の一部を除去する場合があることに留意されたい。例えば、適切な液体内に載置することによって、振動板裏の酸化物は除去される。次いで、表面フォトレジスト材料（ペデスタルを含む）は、例えば、ドライエッチング（液体ではない）において除去される。これによって、本質的に、振動板および関連構造を解放する。ペデスタルは、解放の際に、繊細なマイクロホン構造を支持するために使用され、すべての実施形態、特に、液体の代わりに、フッ化水素蒸気が使用され、酸化物が除去される場合に必要なわけではないことに留意されたい。
【００２５】
通常のシリコンウェハから超小型マイクロホンを形成するための例示的プロセスは、酸化物層をシリコンウェハ上に堆積するステップを伴う。次いで、ポリシリコン材料が、パターン化およびエッチングされ、振動板アセンブリを形成する。酸化物材料が堆積され、孔がエッチングされ、基板および振動板アセンブリの一部を暴露する。接着パッドと、マイクロホン振動板およびバックプレート上に電荷を置くための電極と、を形成するために、金属は、堆積およびパターン化される。接着パッドと１つ以上の電極との間に電気的接続が存在してもよい。不動態層（例えば、集積回路に使用される標準的不動態層である、窒化物層によって覆われる酸化物層）が、堆積される。不動態層は、エッチングされ、接着パッドを暴露する。マイクロホン構造上の不動態層の一部が除去され、ポリシリコン構造の上および部分的に下の酸化物が除去され、レジストペデスタル領域を形成する。シリコンウェハの裏面は、随意に、裏面のエッチング、研削、および研磨を含む、いくつかの方法のうちのいずれかによって、約６５０ミクロン〜約３５０ミクロンに薄くされ、酸化物層が、ウェハの裏面に堆積される。フォトレジスト材料は、ウェハの表面に堆積され、ウェハの裏面上の酸化物は、パターン化される。フォトレジスト材料は、ウェハの裏面上に堆積およびパターン化され、溝が、シリコンウェハにエッチングされる。フォトレジスト材料は、表面および裏面の両方から除去され、フォトレジスト材料の新しい層が、保護のために表面に堆積される。次いで、ハードマスクとして、既存の酸化物を使用して、空洞がウェハの裏面にエッチングされる。次いで、溝が、シリコン層からマイクロホン範囲のレジストペデスタル領域にさらにエッチングされる。空洞を介して暴露される酸化物は、例えば、ＨＦガスに暴露することによって、除去される。残りのフォトレジスト材料が、ウェハ表面から除去され、それによって、マイクロホン構造を解放する。最後に、ホウケイ酸ガラスをウェハ裏面に配列し、陽極接合してもよい。マイクロホン孔は、接合に先立って、超音波によってガラスに開けられる。
【００２６】
また、これらの記載されたプロセスは、例示のみであることに留意されたい。任意の特定の実装に対し、少ない、追加の、または異なるステップあるいはプロセスを利用してもよい。ある場合には、記載されたものと異なる材料が、特定のステップまたはプロセスに好適な場合がある。本発明の種々の実施形態で採用され得る材料およびプロセスのすべての組み合わせと順列を記載することは、事実上不可能であろう。したがって、本発明は、記載された材料およびプロセスの好適な変形を含む、そのような材料およびプロセスのすべてを含むことを意図する。さらに、上述の種類の超小型マイクロホンは、慣性センサおよび／または電子回路とともに同一ウェハ上に形成されてもよく、種々の形状因子にパッケージングされてもよい。
【００２７】
また、本発明は、マイクロホン振動板の任意の特定の形状、構成、または組成に限定されないことに留意されたい。マイクロホンは、例えば、円形または四角形、固形または１つ以上の孔によって穿孔される、および／または平坦または波形であってもよい。異なる振動板構成は、記載されたものと異なるまたは追加プロセスを必要とし得る。例えば、追加プロセスを使用して、振動板に孔または波形を形成してもよい。上述の種々の実施形態では、振動板アセンブリは、ポリシリコンであるが、他の材料を使用してもよい。
【００２８】
また、本発明は、振動板を少なくとも１つのキャリヤに連結するための任意の特定の種類または数のスプリングに制限されないことに留意されたい。本発明の実施形態は、異なる種類および数のスプリングを使用してもよい。
【００２９】
また、本発明は、基板と少なくとも１つのキャリヤとの間の任意の特定の種類の絶縁体に制限されないことに留意されたい。上述の種々の実施形態では、絶縁体は、酸化物であるが、他の種類の絶縁体を使用してもよい。
【００３０】
また、本発明は、任意の特定の種類のパッケージングに制限されないことに留意されたい。
【００３１】
上述の議論は、本発明の種々の例示的実施形態を開示するが、当業者は、本発明の真の範囲から逸脱することなく、本発明の利点の一部を達成する種々の修正をなし得ることは明白であろう。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】図１は、当該分野で公知の超小型マイクロホンの一般構造を示す。
【図２Ａ】図２Ａは、太鼓状のＭＥＭＳマイクロホン振動板の湾曲運動を図式的に示す。
【図２Ｂ】図２Ｂは、スプリングが付着されたＭＥＭＳマイクロホン振動板の揺動運動を図式的に示す。
【図３】図３は、本発明の例示的実施形態に従って生成され得る、ＭＥＭＳマイクロホンを図式的に示す。
【図４】図４は、本発明の例示的実施形態に従って構成される、図３のマイクロホンの平面図を図式的に示す。
【図５】図５は、例示的実施形態に従って構成される、特定のマイクロホンの平面写真を示す。
【図６】図６は、図５に示されるスプリングの拡大平面写真を示す。
【図７】図７は、本発明の例示的実施形態に従って構成される、解放されていない状態にある振動板を備えた、マイクロホンの断面および部分上面図を図式的に示す。
【図８】図８は、本発明の例示的実施形態に従って構成される、解放状態にある振動板を備えた、マイクロホンの断面および部分上面図を図式的に示す。
【図１】
2009524368.tif 000003
【図２Ａ】
2009524368.tif 000004
【図２Ｂ】
2009524368.tif 000005
【図３】
2009524368.tif 000006
【図４】
2009524368.tif 000007
【図５】
2009524368.tif 000008
【図６】
2009524368.tif 000009
【図７】
2009524368.tif 000010
【図８】
2009524368.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成21年4月14日(2009.4.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バックプレートを含む基板であって、該バックプレートは、複数のスルーホールをさらに含み、該バックプレートは、可変コンデンサの固定プレートを形成する、基板と、
該基板によって支持される振動板アセンブリであって、該振動板アセンブリは、少なくとも１つのキャリヤと、伝導性の振動板と、該振動板を該少なくとも１つのキャリヤに連結する少なくとも１つのスプリングと、を含み、該振動板は、該少なくとも１つのキャリヤから離間される、振動板アセンブリと、
該振動板および該基板を電気的に絶縁するための、該基板と該少なくとも１つのキャリヤとの間の少なくとも１つの絶縁体であって、該振動板は、該可変コンデンサの可動プレートを形成する、少なくとも１つの絶縁体と
を含む、マイクロホン。
【請求項２】
各キャリヤは、絶縁体に連結され、そのような絶縁体は、前記基板に連結される、請求項１に記載のマイクロホン。
【請求項３】
前記振動板は、穿孔される、請求項１に記載のマイクロホン。
【請求項４】
前記振動板は、波形をつけられる、請求項１に記載のマイクロホン。
【請求項５】
前記振動板は、屈曲されていない場合は平面を有し、前記少なくとも１つのスプリングは、該振動板の該平面方向に、前記振動板と前記少なくとも１つのキャリヤとの間の空間を生成する、請求項１に記載のマイクロホン。
【請求項６】
前記振動板は、前記少なくとも１つのキャリヤから応力絶縁される、請求項１に記載のマイクロホン。
【請求項７】
前記少なくとも１つのキャリヤは、前記振動板を囲む単一一体型キャリヤを含む、請求項１に記載のマイクロホン。
【請求項８】
前記少なくとも１つのキャリヤは、複数の個別のキャリヤを含む、請求項１に記載のマイクロホン。
【請求項９】
前記少なくとも１つの絶縁体は、酸化物を含む、請求項１に記載のマイクロホン。
【請求項１０】
前記振動板アセンブリは、ポリシリコンを含む、請求項１に記載のマイクロホン。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの絶縁体は、直接または間接的に、前記基板上に形成される、請求項１に記載のマイクロホン。
【請求項１２】
前記少なくとも１つのキャリヤは、直接または間接的に、前記少なくとも１つの絶縁体上に形成される、請求項１１に記載のマイクロホン。
【請求項１３】
前記基板は、シリコン・オン・インシュレータウェハのシリコン層から形成される、請求項１に記載のマイクロホン。
【請求項１４】
前記スルーホールは、音波が前記基板の裏面から前記振動板に到達することを可能にする、請求項１に記載のマイクロホン。
【請求項１５】
振動板の運動に応じて、信号を生成する電子回路をさらに含む、請求項１に記載のマイクロホン。
【請求項１６】
前記電子回路は、直接または間接的に、前記基板上に形成される、請求項１５に記載のマイクロホン。
【請求項１７】
バックプレートを含む基板であって、該バックプレートは、複数のスルーホールをさらに含む、基板と、
伝導性の振動板と、
該振動板を該基板に移動可能に連結するための支持手段であって、該支持手段は、該基板と固定連結するためのキャリヤ手段と、該振動板を該キャリヤ手段に移動可能に連結し、該振動板を該キャリヤ手段から離間するための懸架手段と、を含む、支持手段と、
該振動板および該基板を電気的に絶縁するための絶縁体手段と、
該バックプレートと該振動板とを容量結合し、可変コンデンサの固定プレートと可動プレートとをそれぞれ形成する手段と
を含む、マイクロホン。
【請求項１８】
音波が前記基板の裏面から前記振動板に到達することを可能にするための手段をさらに含む、請求項１７に記載のマイクロホン。
【請求項１９】
振動板の運動に応じて、信号を生成するための手段をさらに含む、請求項１７に記載のマイクロホン。
【国際調査報告】
2009524368.tif 000012
2009524368.tif 000013
2009524368.tif 000014