(57)【要約】  シリコンマイクは、高濃度にドープされたシリコン層、シリコン層、２つのシリコン層の間の中間酸化物層とを含む第１ウェハーを提供するステップを有する方法で形成される。第１ウェハーは、高濃度にドープされたシリコン層の１面上の第１主要面と、シリコン層の１面上の第２主要面とを有する。第２シリコンウェハーは、第１主要面と第２主要面とを有する。酸化物層が、第１および第２シリコンウェハーの少なくとも第１主要面上に形成される。第１ウェハーの第１主要面上の酸化物層を貫通し、高濃度にドープされたシリコン層まで到るキャビティがエッチングにより形成される。第１ウェハーの第１主要面が、第２ウェハーの第１主要面に、貼り合わされる。金属層が、第２ウェハーの第２主要面上に形成される。金属層および第２ウェハーの第２主要面がパターンニングの後、アコースティック・ホールがエッチングにより形成される。少なくとも１つの電極が第１ウェハーの高濃度にドープされたシリコン層上に形成され、少なくとも１つの電極が第２ウェハー上に形成される。第１ウェハーの酸化層は、シリコンマイクの製造中、少なくともダイアフラムの背面からエッチングされる。
2007504782.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高濃度にドープされたシリコン層、シリコン層、および２つのシリコン層の間の中間酸化物層を含み、高濃度にドープされたシリコン層の表面上の第１主要面とシリコン層上の第２主要面とを有する第１ウェハーを提供するステップと、
第１主要面および第２主要面を有するシリコンの第２ウェハーを提供するステップと、
少なくとも前記第１ウェハーの前記第１主要面上に酸化物層を形成するステップと、
少なくとも前記第２ウェハーの前記第１主要面上に酸化物層を形成するステップと、
前記第１ウェハーの前記第１主要面上の前記酸化物層を貫通して高濃度にドープされたシリコン層の中までキャビティをエッチングするステップと、
前記第１ウェハーの前記第１主要面を前記第２ウェハーの前記第１主要面に貼り合わせるステップと、
前記第２ウェハーの前記第２主要面上に金属層を形成するステップと、
前記第２ウェハーの前記金属層と前記第２主要面にアコースティック・ホールをパターニングしてエッチングするステップと、
前記第１ウェハーの高濃度にドープされたシリコン層上に少なくとも１の電極を形成し、前記第２ウェハー上に少なくとも１つの電極を形成するステップと、
前記シリコンマイクの製造中に、前記第１ウェハーの前記酸化物層を、少なくともダイアフラムの背面からエッチングするステップと
を含むシリコンマイク製造方法。
【請求項２】
前記第１ウェハーの第２主要面の１部分を薄くして、前記シリコンマイク用ダイアフラムを構成するステップをさらに有することを特徴とする請求項１に記載のシリコンマイク製造方法。
【請求項３】
前記第１ウェハーの前記第１主要面を前記第２ウェハーの前記第１主要面に貼り合わせる前に、前記第１ウェハーの第２主要面の一部分をエッチングするステップがおこなわれることを特徴とする請求項２に記載のシリコンマイク製造方法。
【請求項４】
前記第１ウェハーの前記第１主要面を前記第２ウェハーの前記第１主要面に貼り合わせた後に、前記第１ウェハーの第２主要面の一部分をエッチングするステップがおこなわれることを特徴とする請求項２に記載のシリコンマイク製造方法。
【請求項５】
前記シリコンマイクの前記ダイアフラムにコルゲーションをエッチングするステップをさらに有することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかひとつに記載のシリコンマイク製造方法。
【請求項６】
両ウェハーの少なくとも１主要面上に酸化物を形成する前記ステップが、両ウェハーの両主要面上に酸化物層を形成するステップを含むことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかひとつに記載のシリコンマイク製造方法。
【請求項７】
前記ウェハーの前記主要面上に形成された前記酸化物層が、前記ウェハーの前記主要面上に成長することを特徴とする請求項１ないし６のいずれかひとつに記載のシリコンマイク製造方法。
【請求項８】
前記酸化物層を形成するために適合する他の方法を使用することを特徴とする請求項１ないし６のいずれかひとつに記載のシリコンマイク製造方法。
【請求項９】
前記第１ウェハーが薄くされる前に、前記第２ウェハーの第２主要面上に形成された前記酸化物層が取り除かれることを特徴とする請求項２ないし８のいずれかひとつに記載のシリコンマイク製造方法。
【請求項１０】
前記第１ウェハーが薄くされる前に、前記第１ウェハーの第２主要面上に形成された前記酸化物層が取り除かれることを特徴とする請求項２ないし８のいずれかひとつに記載のシリコンマイク製造方法。
【請求項１１】
前記第２ウェハーの第２主要面上に金属層を形成するステップが、前記第２ウェハーの第２主要面上に金属をスパッタリングすることによりおこなわれることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれかひとつに記載のシリコンマイク製造方法。
【請求項１２】
前記第２ウェハーの周縁部のあたりをその第２主要面からエッチングして第２主要面を第１主要面に近づけるステップをさらに含むことを特徴とする請求項１ないし１１のいずれかひとつに記載のシリコンマイク製造方法。
【請求項１３】
前記第２ウェハーの周縁部をエッチングする前記ステップが、前記アコースティック・ホールがエッチングされるときにおこなわれることを特徴とする請求項１２に記載のシリコンマイク製造方法。
【請求項１４】
前記第１ウェハーが第２主要面から薄くされるときに、前記第１ウェハーが中間酸化物層に到るまで薄くされることを特徴とする請求項１ないし１３のいずれかひとつに記載のシリコンマイク製造方法。
【請求項１５】
前記第１ウェハーの高濃度にドープされたシリコン層上および前記第２ウェハー上に電極を形成する前記ステップが、前記第１ウェハーの高濃度にドープされたシリコン層の露出した全面および前記第２ウェハーの前記第１主要面の露出した面に金属層を形成することによりおこなわれることを特徴とする請求項１ないし１４のいずれかひとつに記載のシリコンマイク製造方法。
【請求項１６】
前記金属電極層がエッチングされて電極が形成されることを特徴とする請求項１５に記載のシリコンマイク製造方法。
【請求項１７】
前記第１ウェハーの高濃度にドープされたシリコン層上および前記第２ウェハー上に電極を形成する前記ステップが、電極のパターニングにシャドウマスクを使用して金属をスパッタリングすることによりおこなわれることを特徴とする請求項１ないし１４のいずれかひとつに記載のシリコンマイク製造方法。
【請求項１８】
前記第２ウェハーの第２主要面上に形成された前記金属層が、クロムおよび金の合金あるいは混合物であることを特徴とする請求項１ないし１７のいずれかひとつに記載のシリコンマイク製造方法。
【請求項１９】
電極に適合する導電性金属を使用することを特徴とする請求項１ないし１８のいずれか一つに記載のシリコンマイク製造方法。
【請求項２０】
前記アコースティック・ホールがパターニングされエッチングされて前記第２ウェハーの第２主要面上に前記金属層が形成されるときに、前記第２ウェハーの第２主要面上に形成された前記金属層のウェハーの端部にアンカーがパターニングされて形成されることを特徴とする請求項１ないし１９のいずれかひとつに記載のシリコンマイク製造方法。
【請求項２１】
前記アンカーの一つが電極として使用することができることを特徴とする請求項２０に記載のシリコンマイク製造方法。 
【請求項２２】
他のアンカーに前記第２ウェハーの一部分と金像層に覆われた部分の両方が含まれることを特徴とする請求項２１に記載のシリコンマイク製造方法。
【請求項２３】
前記金属に覆われた部分が、前記アコースティック・ホールを囲む金属層から分離されていることを特徴とする請求項２２に記載のシリコンマイク製造方法。
【請求項２４】
前記アコースティック・ホールが前記金属層にパターニングされエッチングされるときに、前記分離がパターニングおよびエッチングによりおこなわれることを特徴とする請求項２３に記載のシリコンマイク製造方法。
【請求項２５】
請求項１ないし２４のいずれかひとつに記載の方法を使用して形成されたシリコンマイク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコンマイク、特にシリコンマイクの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンデンサー（容量型）マイクは、通常、フレキシブル部材に取り付けられた電極と、フレキシブル部材に平行で別の電極が取り付けられているバックプレートとを含むダイアフラムを備えている。バックプレートは、比較的硬く、バックプレートとフレキシブル部材との間を空気が流れることができるように、通常、複数の穴を備えている。バックプレートおよびフレキシブル部材が、コンデンサーの並行平板を構成する。ダイアフラムに作用する音圧によりダイアフラムが動いて、コンデンサーの容量が変化する。容量の変化が電子回路で処理され、その変化に対応する電気信号が出力される。
【０００３】
極小マイク等のマイクロマシン（ＭＥＭＳ）は、集積回路の製造に通常使用される技術で製造される。ＭＥＭＳマイクの潜在的用途には、聴力補助のためのマイク、携帯電話機、および自動車用の圧力センサー等がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
利用可能なＭＥＭＳマイクの多くは、多数のマスクおよびエッチングステップを含む複雑な製造プロセスが関わっている。製造プロセスが複雑になるほど、試験過程で不具合が見つかり使用不可能となるリスクが増大する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の課題は、ステップ数が少ないシリコンマイクの製造プロセス、あるいは、少なくとも公衆に有用な選択肢を提供することである。
【０００６】
本発明は、広義には、高濃度にドープされたシリコン層、シリコン層、および２つのシリコン層の間の中間酸化物層を含み、高濃度にドープされたシリコン層の表面上の第１主要面とシリコン層上の第２主要面とを有する第１ウェハーを提供するステップと、第１主要面および第２主要面を有するシリコンの第２ウェハーを提供するステップと、少なくとも第１ウェハーの第１主要面上に酸化物層を形成するステップと、少なくとも第２ウェハーの第１主要面上に酸化物層を形成するステップと、第１ウェハーの第１主要面上の酸化物層を貫通させて高濃度にドープされたシリコン層の中までキャビティをエッチングするステップと、第１ウェハーの第１主要面を第２ウェハーの第１主要面に貼り合わせるステップと、第２ウェハーの第２主要面上に金属層を形成するステップと、第２ウェハーの金属層と第２主要面にアコースティック・ホールをパターニングしてエッチングするステップと、第１ウェハーの高濃度にドープされたシリコン層上に少なくとも１の電極を形成し、第２ウェハー上に少なくとも１つの電極を形成するステップと、シリコンマイクの製造中に、第１ウェハーの酸化物層を、少なくともダイアフラムの背面からエッチングするステップとを含むシリコンマイク製造方法に係るものである。
【０００７】
第２ウェハーに貼り合わせる前あるいは後のいずれかに、第１ウェハーが薄くされて、ダイアフラムが形成される。あるいは、処理前に、第１ウェハーがダイアフラムを備えていてもよい。
【０００８】
両ウェハーの少なくとも１つの主要面上に酸化物層を形成するステップが、両ウェハーの両主要面上に酸化物層を形成するステップを含んでいることが好ましい。
【０００９】
ウェハーの主要面上に形成された酸化物層は、ウェハーの主要面上に成長されたものであることが好ましい。また、酸化物層の形成には、任意の好適な方法を使用することができる。
【００１０】
第２ウェハーの第２主要面上に酸化物層が形成されているときは、第１ウェハーを薄くする前に、この酸化物層が取り除かれることが好ましい。
【００１１】
第１ウェハーの第２主要面上に酸化物層が形成されているときは、第１ウェハーを薄くする前に、この酸化物層が取り除かれることが好ましい。
【００１２】
第２ウェハーの別の主要面上に金属層を形成するステップは、第２ウェハーの第２主要面上への金属のスパッタリングによりおこなわれるものであってもよい。
【００１３】
別の実施形態では、本発明は、ウェハーの第２主要面のウェハーの周縁近くの部分を第２主要面からエッチングして、第２主要面を第１主要面に近づけるステップをさらに含んでいる。アコースティック・ホールがエッチングされるときに、このエッチングもおこなわれることが好ましい。
【００１４】
第１ウェハーが、その第２主要面から薄くされるときには、中間酸化物層に到るまで第１ウェハーが薄くされることが好ましい。
【００１５】
別の実施形態では、高濃度にドープされた第１ウェハーのシリコン層と第２ウェハー上に電極を形成するステップは、高濃度にドープされた第１ウェハーのシリコン層の露出面および第２ウェハーの露出した第１主要面の全体の上に、金属電極層を形成することによりおこなわれる。この金属層がエッチングされて、電極が形成される。
【００１６】
また、高濃度にドープされた第１ウェハーのシリコン層と第２ウェハー上に電極を形成するステップは、金属のスパッタリングと電極をパターニングするためのシャドウマスクの使用によりおこなわれることもある。
【００１７】
別の実施形態では、第２ウェハーの第２主要面上に形成された金属層は、クロムおよび金の合金あるいは混合物である。あるいは、この電極には、適合する他の導電性金属を使用してもよい。
【００１８】
第２ウェハーの第２主要面上に形成された金属層にアコースティック・ホールがパターニングされて、エッチングされるときに、通常、第２ウェハーの第２主要面上に形成された金属層のウェハーの端部に、アンカーがパターニングされて形成される。これらのアンカーの１つを、電極として使用してもよい。他のアンカーには、第２ウェハーの１部分と金属で覆われた部分との両方を含んでもよい。金属で覆割れた部分は、アコースティック・ホールを囲む金属からは理想的に分離されている。金属層にアコースティック・ホールがパターニングされエッチングされるときに、この分離をパターニングしてエッチングすることにより、この分離をおこなうようにしてもよい。
【００１９】
別の観点において、本発明は、広義には、本発明の方法で形成されたシリコンマイクである。
【００２０】
以下図面を参照して、本発明に係るシリコンマイクの製造方法を説明するが、これは例示であり、本発明を制限することを意図していない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図１Ａは、シリコンマイクの製造に使用される第１ウェハーの断面図である。このウェハーは、高濃度にドープされたシリコンの第１層１、酸化物の中間層２、およびシリコン基板の第３層３から構成される。１実施形態では、第１層は高濃度にドープされたｐ型（p++）シリコンであり、第３層はｎ型基板である。別の実施形態では、第１層は高濃度にドープされたｎ型（n++）シリコンであり、第３層はｐ型基板であってもよい。通常、第１層１の厚さは４マイクロメータ程度であり、第２層の厚さは２マイクロメータ程度である。シリコンマイクで使用されるこれらの層の厚さは、必要とされるマイクの特性に依存するであろう。基板の層は、他の２つの層よりも厚く、その厚さは、例えば、約４００〜６００マイクロメータ程度である。
【００２２】
実施形態が異なれば、基板は上記よりも薄くなることもある。あるいは、基板は、処理前あるいは第２ウェハーに貼り合わせる前又は後に、パターニングしてダイアフラムを構成してもよい。
【００２３】
なお、図示する断面図は、説明のためにのみ描かれているので、実物大には描かれていない。
【００２４】
図１Ｂは、シリコンマイクの製造に使用される第２ウェハーの断面図である。第２ウェハーは、シリコンウェハー４からなる。ウェハーは、高濃度にドープされたシリコンであり、ｐ型、ｎ型のいずれであってもよい。好適実施形態においては、ウェハーは、面方位<１００>のシリコンである。また、異なるシリコン表面あるいは構造を使用してもよい。
【００２５】
図１Ａおよび１Ｂは、２枚のウェハーの断面図であるが、ウェハーは、２つの主要面を備える３次元の物体である。第１ウェハーの２つの主要面は、上面と底面である（図１Ａには示していない）。その第１主要面、すなわち上面、は高濃度にドープされたシリコンからなる。その第２主要面、すなわち底面、はシリコン基板からなる。
【００２６】
図１Ｂにおいて、主要面は、ウェハーの上面と底面であり、両面は高濃度にドープされたシリコンウェハーからなる。
【００２７】
シリコンマイクの製造するとき、始めに２枚のウェハーは別々に処理され、張り合わせがおこなわれ、それからさらに加工される。
【００２８】
図２Ａおよび２Ｂは、ウェハーの主要面上に酸化物層５が形成された後における、第１および第２ウェハーを示す。酸化物は、通常、熱成長あるいはデポジションプロセスにより両ウェハーの両面に形成される。各ウェハーの片面にしか酸化物を形成しないときには生じることがあるウェハーが歪むというリスクが、各ウェハーの両主要面上に酸化物を形成することにより軽減される。別の実施形態では、酸化物は、各ウェハーの主要面の一方の上にのみに形成される。図２Ａおよび２Ｂからわかるように、酸化物層５の厚さは、シリコンウェハーの厚さよりも薄い。
【００２９】
なお、酸化物層の代わりに、適合する誘電性物質あるいは絶縁性物質、例えば窒化珪素を使用してもよい。
【００３０】
図３は、第１ウェハーの第１主要面にキャビティ６がパターニングされエッチングされている１実施形態を示す。このステップでは、高濃度にドープされたシリコン層の一部がエッチングで取り除かれ、高濃度にドープされた部分１の薄い領域が生成される。シリコンの湿式あるいは乾式エッチングを使用することができる。最終的にこの薄い領域がマイクのダイアフラムを構成するので、この領域の厚さがシリコンマイクの特性を決定付ける。１実施形態では、キャビティの形成に、反応性イオンエッチング（RIE）が使用される。高濃度にドープされた部分の薄い領域の仕上がり厚さがエッチング時間に依存するので、このエッチングは時間でおこなうエッチングである。
【００３１】
必要とされるシリコンマイクの特性から、キャビティの所望の形状が決定される。
【００３２】
１実施形態では、ドープされた部分１から酸化物層２までウェハーの一部がエッチングされ、第２ウェハー４上に後段のプロセス段階で電極を形成できるようにしてもよい。ダイアフラムのキャビティがエッチングされるときに、このエッチングができる。
【００３３】
図４に示すように、２枚のウェハーは貼り合わされる。貼り合わされる主要面は、第１ウェハーの第１主要面および第２ウェハー４の主要面の１つである。好適実施形態では２枚のウェハーは、フュージョン・ボンディングを使用して貼り合わされる。図４に示すように、第２ウェハー４の酸化物層５と第１ウェハーのパターニングされた酸化物層５とが張り合わされる。
【００３４】
図５は、露出しているウェハーの主要面から酸化物層を除去した後における、２枚のウェハーを示す。酸化物の除去は公知であり、露出した面から酸化物を除去する任意の適合する技術を使用してもよい。
【００３５】
図６は、第１ウェハーからシリコン基板が取り除かれた後における、２枚のウェハーを示す。好適実施形態において、この薄くする処理は、単一の動作の中でおこなわれる。第１ウェハーから基板の層を取り除くには、任意の適合する技術を使用してもよい。
【００３６】
第１ウェハーを薄くした後、第２ウェハーにアコースティック・ホールがパターニングされ、図７に示すようにエッチングされる。アコースティック・ホールをパターニングしてエッチングするために、まず、第２ウェハーの外側の主要面４上に金属層７が形成される。１実施形態では、金属層が第２ウェハーの主要面上にスパッタ蒸着される。次に、金属層は、レジスト層で被覆される。レジスト層はパターニングされる。金属層７およびシリコン４を貫通してアコースティック・ホールをエッチングにより形成するために、エッチングがおこなわれる。アコースティック・ホールと第１ウェハーの高濃度にドープされたシリコン層１に形成されたキャビティとの間でアクセスができるように、このエッチングにより、アコースティック・ホールの底の酸化物層５がエッチングされてもよい。
【００３７】
金属は、クロムおよび金の混合物、適合する任意の金属あるいは金属の組み合わせ、例えばチタンあるいはアルミニウムであってもよい。１実施形態では、金属層７は、コーナーアンカーパッドを含むようにパターニングされてエッチングされる。マイクは、このコーナーアンカーパッドにより、下に置かれるキャリアーに取り付けることができる。
【００３８】
図１１は、穴があけられ金属で覆われたシリコン層とコーナーアンカーパッドとを示す。もし第２ウェハーのシリコン層４への接続が別の側からおこなわれていれば、図１１に示すように全てのパッドが金属層７から遮断されている。例えば、アンカーパッドの１つが、第２ウェハーのシリコン層４に接続する電極として使用されるとしたら、他のアンカーパッドは、金属層の残りの部分から分離されていてもよい。このアンカーパッドを金属のバルクから分離することにより、アンカーパッドからのノイズの寄与が減少する。この分離は、パターニングされ、金属層の残りの部分とともにエッチングされる。
【００３９】
シリコンウェハーのアコースティック・ホールあるいはアパーチャは、円形であり、その円の中心がシリコンウェハースタックの中心となるが、その長さおよび幅はウェハースタックよりも小さくなるようにして、長方形状のシリコンウェハーに収まるように配置されてもよい。アパーチャの形状と配置とは、適切なアコースティック性能が、マイクから出るように選択される。
【００４０】
図７Ａは、平面図１１のA-A線に沿って得られる、典型的なシリコンマイクの断面線図を示す。この図は、マイクの別の領域における、シリコンマイクの種々の層を示す。図７Ａからわかるように、金属層７はシリコンウェハー４の第２主要面の全部を覆ってはいない。
【００４１】
図７および図７Ａからわかるように、第１ウェハーのキャビティは、第２ウェハーのアコースティック・ホールで画定される面積よりも広い。第１ウェハーのダイアフラム１についてキャビティ６をより広くすることで、アコースティック・ホールの位置決めに必要とされる精度が低くなる。
【００４２】
また、図７に示すように、アコースティック・ホールのエッチングの間、シリコンマイクの周縁の周りの狭い領域あるいはギャップがエッチングされてもよい。好適実施形態では、このエッチングは、反応性イオンエッチングのエッチング遅れ（RIE-lag）によりおこなわれる。RIE-lagとは、この場合、レジストマスクで相対的に小さくサイズが設定されている周縁ギャップが相対的に大きくサイズが設定されているアコースティック・ホールに比べてより少なくエッチングされるという現象である。RIE-lagにより、シリコンマイクの周縁部のあたりのギャップでは、シリコン層４全体が完全にエッチングされることはない。このギャップは、図７〜図１０Ａの断面図に段として示されている。この不完全にエッチングされた周縁部により、応力が加わると、すなわち、ローラによる圧力を受けると、貼り合わされたウェハーが割れる、線状の弱い部分ができる。この不完全なエッチングを構成することにより、研削材あるいは湿式プロセスを使用することなく個別のマイクチップへのウェハーの切り分けができるようになる。したがって、割れやすいダイアフラムにダメージを与える可能性を減少できる。この部分エッチングは、ウェハーの切り分けの際に容易に割れる程度に十分深くなければならないが、切り分けの前は、割れないようにウェハーを容易に取り扱える程度に十分に浅くなければならない。
【００４３】
図８および８Ａは、貼り合わされたウェハーを、さらにパターニングおよびエッチングステップをおこなった結果を示す。これらのステップでは、酸化物層２が、高濃度にドープされたシリコン層１の孤立領域を画定するようにパターニングされ、次に、その領域がエッチングされる。次に、酸化物層２は、高濃度にドープされたシリコン層１からエッチングにより取り除かれる。ダイアフラムの孤立領域の周りの酸化物層５がエッチングにより取り除かれ、第２ウェハー４の通常内側にある主要面の一部が露出する。アコースティック・ホール内部の酸化物層５は、エッチングにより取り除かれる。ＲＩＥを使用する場合は、貼り合わされたシリコンウェハーの反対側の面は、別のステップでエッチングされる。これらのエッチングステップの後、孤立領域として画定されているので、高濃度にドープされたシリコン層１の残る部分は、第２ウェハーのシリコン４の広い部分の長さよりも短い（シリコンマイクの周縁部で部分的にエッチングされたシリコン層を除く）。
【００４４】
図９は、第１ウェハーの高濃度にドープされたシリコン層および第２ウェハーの露出したシリコンの上に金属層が形成された実施形態を示す。図９に示すように、金属層は、全体にスパッタ蒸着される。次に、金属層がエッチングされて、図１０に示すように、少なくとも２つの電極１０、１１が形成される。少なくとも１電極１１が高濃度にドープされたシリコン層上に形成され、少なくとも１電極１０が露出した第２ウェハーのシリコン４の内側第１主要面上に形成される。
【００４５】
別の実施形態では、電極１０、１１は、シャドウマスクを使用して、直接必要とするパターンに金属を堆積させることにより形成される。
【００４６】
図１０からわかるように、電極１１が第１ウェハーの高濃度にドープされた層１と接続し、電極１０が第２ウェハーのシリコン層４と接続している。これにより、マイクの片側のみと接続することにより、マイクを別の装置に接続することができる。あるいは、マイクの別の側に金属層７があるので、第２ウェハーのシリコン４の電極としてこの金属層を使用し、下に置くキャリアーとこの金属層とを、半田付け、導電性ペースト付け、あるいは適合するほかの方法で接続することができる。ウェハーの異なる面に第２ウェハー用の電極を２つ設けることにより、パッケージングの柔軟性が得られる。
【００４７】
シリコンマイクの片側に２つの電極を設けることにより、例えば、マイクがキャリアーあるいは他のシステムに取り付けられる前にシリコンマイクを試験する事が容易になる。シリコンマイクの試験は、マイクの両側を針状プローブで測定する代わりに、マイクの片側を針状プローブで測定することによりおこなうことができる。
【００４８】
別の実施形態では、２枚のウェハーが貼り合わされた後では、シリコン基板３が薄くされない。この実施形態では、キャビティの周りおよび電極が形成されることになる領域の周りで、基板３が選択的に薄くされる。この実施形態が有利な点は、得られるシリコンマイクの機械的強度が向上することである。この実施形態では、基板３のバックプレートのエッチングとシリコンウェハーのアパーチャのエッチングの順番は重要ではない。図１２は、基板３の一部がエッチングされて電極用の場所が形成された後における、このシリコンマイクの断面図を示す。このエッチングは、基板３でダイアフラムのバックプレートのエッチングと同時に行ってもよい。電極位置から酸化物を取り除いた後、電極用の金属がシャドウマスクを使用してシリコンマイク上に堆積される。図１３は、電極が形成された後における、シリコンマイクの完成図を示す。
【００４９】
別の実施形態では、ウェハーを貼り合わせる前あるいは後のいずれかにおいても、所定の厚さまで基板３が薄くされる。次に、基板３が選択的にパターニングされ、エッチングされるようにしてもよい。
【００５０】
別の実施形態では、ウェハー処理の前に、ウェハーの一方あるいは両方が仕上がりウェハー厚さであってもよい。
【００５１】
図１４は、本発明のシリコンマイクの別の実施形態を示す。この実施形態では、シリコンマイクのダイアフラムが過剰にエッチングされ、ダイアフラムに一連のコルゲーションが形成される。過剰にエッチングすることの有利な点は、シリコンマイクの強度を向上させることである。 なお、図１４のシリコンマイクは完成したものではなく、電極を図示していない。ダイアフラムにコルゲーションを形成することは、本発明のシリコンマイクの別の実施形態とも組み合わせることができる。例えば、このコルゲーションを図１１又は図１３のマイクと組み合わせてもよい。
【００５２】
本発明の実施形態を、以下の例についてさらに説明する。
【実施例】
【００５３】
２枚のウェハーがある。第１ウェハーは、厚さ４マイクロメータの多量にドープされたｐ型（p++）シリコン層と、厚さ２マイクロメータの酸化物層と、ｎ型の基板とからなる。第２ウェハーは、ｎ型シリコンからなる。
【００５４】
厚さ約１マイクロメータの酸化物層が、熱成長により、２枚のウェハーの各主要面上に成長する。第１ウェハーの一部分から酸化物層がエッチングで取り除かれ、その下の高濃度にドープされたｐ型（p++）シリコン層の部分もエッチングされて、高濃度にドープされたｐ型（p++）シリコン層の中に約２マイクロメータのキャビティが形成される。このエッチングは、乾式反応性イオンエッチングである。
【００５５】
次に、第１ウェハーのキャビティ側が第２ウェハーの酸化物で被覆され覆われた面にフュージョン・ボンディングされ、各ウェハーの外側の酸化物層が取り除かれる。第１ウェハーのシリコン基板も、例えば、ラッピング、研磨あるいはエッチング等の適合する引き剥がし方法を使用して、取り除かれる。
【００５６】
次に、クロム/金が、第２ウェハーの露出した主要面上にスパッタ蒸着される。これがパターニングされて、アコースティック・ホールのための開口およびウェハーの周縁部に沿ってシリコン層が薄く弱くされた領域が形成される。第２ウェハーのシリコンの質量が、シリコンマイクに剛性を与えるために使用される。 
【００５７】
シリコン層にアコースティック・ホールをエッチングするために、反応性イオンエッチングがおこなわれる。レジストが与えるエッチング用の表面領域はアコースティック・ホール用のものよりも小さいので、反応性イオンエッチングの遅れにより、エッチングをおこなうシリコンマイクウェハーの周縁部ではより低速にエッチングがおこなわれ、したがってより浅くエッチングされる。次に、金属層がさらにエッチングされて、３つのコーナーパッドが金属バルクから分離され、金属領域が画定される。
【００５８】
続いて、アコースティック・ホールから酸化物が取り除かれ、第１ウェハーの外側の酸化物層も取り除かれる。このステップの後において、高濃度にドープされたｐ型（p++）シリコン層および２枚のウェハーの間の酸化物層が、ウェハーの周縁部のあたりでエッチングされて、第２ウェハーのシリコン層の前面、いまや内部の表面が露出する。 
【００５９】
金属層が、高濃度にドープされたｐ型（p++）シリコン層および第２ウェハーのシリコン層の露出した部分にスパッタ蒸着される。金属層は、パターニングされて、２つの電極が形成される。 
【００６０】
以上、好適実施形態を含めて本発明を説明してきた。当業者に自明な変形および修正は、本発明の範囲に含まれるものとする。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１Ａ】製造前における第１ウェハーの断面図。
【図１Ｂ】製造前における第２ウェハーの断面図。
【図２Ａ】酸化物のデポジションあるいは成長後における、第１ウェハーの断面図。
【図２Ｂ】酸化物のデポジションあるいは成長後における、第２ウェハーの断面図。
【図３】キャビティがパターニングおよびエッチングされた後における第１ウェハーの断面図。
【図４】貼りあわされた２枚のウェハーの断面図。
【図５】酸化物層が除去された後における２枚のウェハーの断面図。
【図６】第１ウェハーが薄くされた後における２枚のウェハーの断面図。
【図７】第２ウェハー上に金属層が形成され、第２ウェハーにアコースティック・ホールが形成された後における、２枚のウェハーの断面図。
【図７Ａ】第２ウェハー上に金属層が形成され、第２ウェハーにアコースティック・ホールが形成された後における、２枚のウェハーの、図１１のＡ−Ａ線に沿って得られる第２の断面の断面図。
【図８】２枚のウェハーの間の結合部の酸化物をエッチングした後における、２枚のウェハーの断面図。
【図８Ａ】２枚のウェハーの間の結合部の酸化物をエッチングした後における、２枚のウェハーの、図１１のＡ−Ａ線に沿って得られる第２の断面の断面図。
【図９】第１ウェハーの高濃度にドープされた層の上に金属層を形成した後における、２枚のウェハーの断面図。
【図９Ａ】第１ウェハーの高濃度にドープされた層の上に金属層を形成した後における、２枚のウェハーの、図１１のＡ−Ａ線に沿って得られる第２の断面の断面図。
【図１０】電極が形成された後における、２枚のウェハーの断面図。
【図１０Ａ】電極が形成された後における、２枚のウェハーの、図１１のＡ−Ａ線に沿って得られる第２の断面の断面図。
【図１１】完成したシリコンマイクの上面図。
【図１２】電極がない状態における、第２の実施形態に係るシリコンマイクの断面図。
【図１３】電極を有する状態とした、図１２のマイクの断面図。
【図１４】ダイアフラムにコルゲーションを設けたシリコンマイクの断面図。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図７Ａ】
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【図８】
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【図８Ａ】
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【図９】
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【図９Ａ】
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【図１０】
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【図１０Ａ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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