(57)【要約】  本発明は、二重固体電極を有するＭＥＭＳマイクロフォンの改善された製造方法と、改善された性質を有するマイクロフォンを提供する。【選択図】図１７Ａ
2013520118.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
小型化され、ＭＥＭＳ形成方法によって形成され、
ケイ素を含む基板（ＳＵ）とその上に配置され構造形成された積層構造を有し、
前記積層構造は上下に配置された機能層のための部分層を有し、
前記機能層は下部固体電極（ＦＥ１）と、その上の膜（Ｍ）と、その上の上部固体電極（ＦＥ２）とを含み、
前記膜は、外側の縁領域と、自由振動領域と、前記外側の縁領域にあるアンカー領域（ＡＡ）と、前記外側の縁領域にある接続領域とに２次元的に区分され、
前記自由振動領域は前記外側の縁領域によって完全に取り囲まれ、前記自由振動領域内では膜は主に平坦に形成され、
前記アンカー領域において膜は前記上部固体電極と前記下部固体電極によって垂直方向に固定され、前記外側の縁領域は主にアンカー領域から成り、
前記接続領域には膜への電気伝導が配置され、
前記基板を貫通して前記自由振動領域の全体の下部に溝（ＤＵ）が配置され、前記アンカー領域は前記溝の平面領域外部の前記基板の内部縁領域の上部に配置されること、
を特徴とする、マイクロフォン。
【請求項２】
前記積層構造の前記部分層の全てが互いに上下に積層集積体として形成され、前記膜（Ｍ）が前記アンカー領域（ＡＡ）において原型の前記積層集積体に固定されること、
を特徴とする請求項１に記載のマイクロフォン。
【請求項３】
前記膜（Ｍ）が前記アンカー領域（ＡＡ）において第一の凸部（ＳＫ１）を有し、前記第一の凸部によって前記膜が前記下部固体電極の上に支持されること、
を特徴とする請求項１又は２に記載のマイクロフォン。
【請求項４】
前記上部固体電極（ＦＥ２）が前記アンカー領域（ＡＡ）において第二の凸部（ＳＫ２）を有し、前記第二の凸部によって前記上部固体電極（ＦＥ２）が前記膜（Ｍ）の上に支持されること、
を特徴とする請求項３に記載のマイクロフォン。
【請求項５】
前記第一の凸部（ＳＫ１）および前記第二の凸部（ＳＫ２）がそれぞれ隣接する前記積層構造の前記部分層に単にゆるやかに載置され、それゆえ前記膜（Ｍ）が前記アンカー領域（ＡＡ）において層平面内で自由運動可能で、一方で垂直方向の変位は固定されていること、
を特徴とする請求項３又は４に記載のマイクロフォン。
【請求項６】
前記膜（Ｍ）を形成する前記部分層が、前記接続領域の部分を回避しながら前記外側の縁領域の外側を通過する切断部によって、対応する前記部分層の他の表面領域から電気的に分離されていること、
を特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のマイクロフォン。
【請求項７】
少なくとも前記切断部によって取り囲まれた領域の外側において、前記下部固体電極と前記膜との間、および前記膜と前記上部固体電極との間に隔離層が配置されていること、
を特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のマイクロフォン。
【請求項８】
ａ）第一の隔離層および下部固体電極の１または複数の部分層が基板上に互いに上下に蒸着される工程と、
ｂ）前記下部固体電極の前記部分層がリソグラフィーエッチングの方法を用いて構造形成される工程と、
ｃ）前記下部固体電極の上に第二の隔離層および膜の１または複数の部分層が蒸着される工程と、
ｄ）前記膜の前記部分層がリソグラフィーエッチングの方法を用いて構造形成される工程と、
ｅ）前記膜の上に第三の隔離層および上部固体電極の少なくとも１の部分層が蒸着される工程と、
ｆ）前記上部固体電極の前記少なくとも１の部分層がリソグラフィーエッチングの方法を用いて構造形成される工程と、
ｇ）前記上部固体電極の上に第四の隔離層が形成される工程と、
ｈ）前記下部固体電極、前記膜、前記上部固体電極の電気伝導性の部分層に接続孔がエッチングされ、そこに接続部が蒸着される工程と、
ｉ）前記膜の活性領域の下部に、前記基板を貫通する溝がエッチングされる工程と、
ｊ）前記活性領域において前記隔離層が等方的湿式エッチングによって取り除かれる工程と、
を有することを特徴とする、ＭＥＭＳ形成方法よるマイクロフォンの製造方法。
【請求項９】
前記ｃ）の工程において、前記膜の前記蒸着前に前記第二の隔離層の表面が平坦化され、
前記第二の隔離層の前記活性領域の外側に第一の孔が形成され、
その後前記膜の前記部分層が縁を覆うように蒸着されるため、前記第一の孔の部分において前記第二の隔離層の表面形状が反映され、そこに凸部が形成され、
前記第三の隔離層が縁を覆うように形成されるため、前記第一の孔の部分において前記膜の平面形状が反映され、
前記第三の隔離層の前記活性領域の外側に第二の孔が形成され、
前記上部固体電極の前記少なくとも１の部分層が縁を覆うように蒸着されるため、前記第二の孔の部分において前記第三の隔離層の表面形状が反映され、そこに第二の凸部が形成されること、
を特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記部分層と前記隔離層がＬＰＣＶＤ法を用いて蒸着されること、
を特徴とする請求項８又は９に記載の方法。
【請求項１１】
前記ａ）の工程において、前記隔離層としてＳｉＯ２層が、前記下部固体電極の前記部分層として窒化ケイ素層及び多結晶シリコン層が蒸着されること、
を特徴とする請求項８乃至１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記ｃ）の工程において、前記膜の前記部分層として窒化ケイ素層が、その上に多結晶シリコン層が、その上にさらなる窒化ケイ素層が蒸着されること、
を特徴とする請求項８乃至１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記構造形成の工程において非等方的エッチング法が用いられ、前記活性領域全体において前記機能層の全てが重なるように前記部分層が構造形成され、
前記活性領域の内部において、前記下部固体電極および前記上部固体電極の前記部分層に、貫通する孔が前記構造形成時に形成され、
前記ｄ）の工程において前記膜の前記部分層の全てにおいて切断部が形成され、接続領域を例外として前記膜の縁領域を取り囲み、これによって前記膜の前記活性領域が区分され、前記膜の他の層領域からの電気的な分離が行われること、
を特徴とする請求項８乃至１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記ｊ）の工程において、フッ化水素を含む蒸気を用いてＶＨＦ法によるエッチングが行われ、
前記膜の少なくとも自由振動領域において、前記膜と前記下部固体電極との間および前記膜と前記上部固体電極との間において前記隔離層が除去され、
前記膜は、前記膜の前記縁領域内のアンカー領域において、前記下部固体電極と前記上部固体電極との間、又は前記第二の隔離層と前記第三の隔離層との間において固定されていること、
を特徴とする請求項８乃至１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記ｊ）の工程において、前記膜において、前記切断部によって取り囲まれ、前記縁領域を含み前記接続領域を含まない平面内で、隣接する前記隔離層の完全な自由エッチングが行われ、このため前記膜の側面が層平面内で自由運動可能となること、
を特徴とする請求項１３又は１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記ｊ）の工程において、前記膜が前記切断部の内部で前記自由エッチングの程度が限定的であるために、前記外側の縁領域において前記膜が完全に原型の前記積層集積体に保持され、これによって前記膜の前記外側の縁領域が前記積層集積体に固定されること、
を特徴とする請求項１３又は１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記第二の隔離層及び前記第三の隔離層が前記蒸着後に構造形成されるため、前記隔離層のそれぞれが少なくとも部分的に、前記切断部の外部に配置された部分において除去され、この部分で前記部分層の全てが上下に直接に積層されること、
を特徴とする請求項８乃至１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
前記外部において、前記隔離層のそれぞれが、前記切断部に沿ってある距離を保ちながら広がる平面部分において取り除かれることを、
を特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記ｊ）の工程の後に、前記表面がフッ素を含む反応性の化合物によって加工され、これによって反応性の表面にフッ素を含む不活性層が形成されること、
を特徴とする請求項８乃至１８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２０】
前記層の前記蒸着が、前記部分層の少なくとも１つにおいて、前記基板の背面上においても相当する部分層が蒸着されるような方法において行われること、
を特徴とする請求項８乃至１９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２１】
前記ｂ）、前記ｄ）、前記ｆ）および前記ｈ）の工程における前記エッチングが反応性イオンエッチングであること、
を特徴とする請求項８乃至２０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２２】
前記接続部の形成においてまず金属基底が完全に平坦に蒸着され、
前記金属基底が前記接続孔外部においてリソグラフィーエッチング法を用いて除去され、
前記金属基底上に電気的または対流のない方法によって伝導層が蒸着され、
さらなる金属層の上に接合およびはんだ付け可能な被覆層が積層されること、
を特徴とする請求項８乃至２１のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
情報伝達への適用のため、より多くのＭＥＭＳマイクロフォン（ＭＥＭＳ＝ｍｉｃｒｏ  ｅｌｅｃｔｒｏ  ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｓｙｓｔｅｍ）が用いられており、それらは特に結晶性の基板上にマイクロメカニクスの蒸着工程や構造形成工程を用いて形成することができる。マイクロフォンは固体電極と、間隔をおいて配置され音によって変位する膜とを有し、変位の程度すなわち固体電極と膜との距離の変化は電気的に読み取られる。多くの場合これらのＭＥＭＳマイクロフォンは静電容量の原理によって機能し、膜の変位に応じて変化する固体電極と膜との間の静電容量が読み込まれる。
【０００２】
ＭＥＭＳマイクロフォンは簡単かつ安価に製造可能であるが、通常感受性が低いという欠点を持つ。さらに、高い音圧に対しては脆弱である。
【０００３】
非特許文献１、Ｐ１〜Ｐ６において初めて、静電容量の原理に基づいたＭＥＭＳマイクロフォンが記載され、ここでは膜は２つの固体電極の間に対称的に配置されている。それらのマイクロフォンは差分的に作動するため、原理的に２つのシグナルを伝達でき、優れたＳ／Ｎ比と高い感受性を呈する。上述のマイクロフォンにおける欠点は、そこに記載がある通り、複雑で高コストの製造方法であり、確実な再現性が困難で、従って大量生産が困難である点である。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Ｐ．  Ｒｏｍｂａｃｈ、Ｍ．  Ｍｕｌｌｅｎｂｏｒｎ、Ｕ．  Ｋｌｅｉｎ、Ｋ．ＲａｓｍｕｓｓｅｎらによるＳｅｎｓｏｒｓ  ａｎｄ  Ａｃｔｕａｔｏｒｓ  Ａ３１２４  （２００１）「Ｔｈｅ  ｆｉｒｓｔ  ｖｏｌｔａｇｅ、ｌｏｗ  ｎｏｉｓｅ  ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｓｉｌｉｃｏｎ  ｍｉｃｒｏｐｈｏｎｅ，  ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ  ａｎｄ  ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  ｒｅｓｕｌｔｓ」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
よって本発明の目的はマイクロフォン特性が向上し、製造コストが増大せず簡単に製造しうる、２つの固体電極を備えたＭＥＭＳマイクロフォンを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的は、本発明に従って請求項１に記載のマイクロフォンによって達成される。発明の好ましい構成およびマイクロフォンの製造方法はさらなる請求項の目的である。
【０００７】
少なくともケイ素を含有し、基板上に形成されるＭＥＭＳ型のマイクロフォンが提供される。基板上には構造形成された積層構造体が配置され、積層構造体はマイクロフォンの機能のために必要な様々な機能層を有する：下部固体電極、その上の膜、その上の上部固体電極である。機能層はそれぞれ１または複数の部分層を含んでよい。部分層の少なくとも１つはそれぞれ電気伝導性を持つように形成される。
【０００８】
膜は異なる機能を呈する複数の表面領域に区分される。膜は外側の縁領域を備え、縁領域は自由振動領域を完全に取り囲む。膜は、自由振動領域内に主に平坦な表面を有する。外側の縁領域の主要部分はアンカー領域から成り、ここで下部および上部固体電極の間の膜の垂直方向の変位が固定される。縁領域のアンカー領域以外の残り部分は接続領域であり、膜への電気伝導線が配置される。
【０００９】
基板には層厚全体に渡って貫通した溝が存在し、膜の自由振動領域全体が２次元的に自由載置される、すなわち下部より基板を通過して到達可能である。膜のアンカー領域は好適には溝外部の基板表面上すなわち基板の内部縁領域の上に配置される。
【００１０】
この配置のため、両固体電極の間での対称的な配置が安定化するように、膜が両固体電極の間で垂直方向に固定されることが保証され、膜は変位の後に常に元の位置に戻る。このようにしてのみ、固定によって決まった静止位置からの膜の変位は両固体電極に同じ大きさのシグナルを送る、すなわち両固体電極の間での対称的な配置によって同量の容量値の変化を伝達できる。これによって、少なくとも小さい変位において測定値の正しい差分的読み取りが可能となる。
【００１１】
測定シグナルは第一のおよび第二のキャパシタの容量変化の合計から成り、下部固体電極と膜との間、膜と上部固体電極との間のそれぞれから成る。作動中、双方のコンデンサはそれぞれＤＣバイアス電圧によって「バイアス」され、双方のバイアス電圧が印加されることによって、容量変化がもたらす電圧変化は互いに逆符号に作用し、差動増幅回路における正の加算となる。
【００１２】
上記のアンカー領域における膜の固定によれば、１００％対称的ではない電気的圧力によって、膜が偏って作用された電気的力によって対称的な静止位置から変位することが回避され、これによってまた音圧による変位によって最大のシグナルを読み込みできる。
【００１３】
マイクロフォンは改善されたＳＮ比（シグナルノイズ比）を有し、３ｄＢまで改善される。このため、同等の感受性を有するチップ面積のより小さいマイクロフォン又はチップ面積が同一で感受性のより高いマイクロフォンを形成することが可能となる。
【００１４】
測定シグナルの差分読み取りのため、両キャパシタに対称的に作用するノイズの除去が可能である。さらに、対応する膜の面積を拡大することで感受性をさらに向上することが可能であり、このため本発明のＭＥＭＳマイクロフォンはハイエンド領域においてさえも好適である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、第一の部分層構造が積層された基板の横断面図を表す。
【図２】図２は、上部に構造形成された第一の機能層を有する構造の横断面図を表す。
【図３】図３は、縁部を被覆するような蒸着が行われた後の隔離層の状態を示す。
【図４】図４は、平坦化後の状態を示す。
【図５】図５は、第二の機能層の形成後の状態を示す。
【図６Ａ】図６Ａは、第二の機能層の構造形成後の状態を示す横断面図を示す。
【図６Ｂ】図６Ｂは、第二の機能層の構造形成後の状態を示す横断面図を示す。
【図７】図７は、第三の機能層形成後の状態を示す。
【図８】図８は、第三の機能層の構造形成後の状態を示す。
【図９】図９は、接続孔の開口部を有するさらなる隔離層の形成後の状態を示す。
【図１０】図１０は、接続孔の形成後の状態を、内部の接続部を含んで示す。
【図１１】図１１は、シリコン基板を貫通する溝の形成後の状態を示す。
【図１２Ａ】図１２Ａは、膜の自由振動領域における犠牲層の除去後の状態を示す横断面図である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、膜の自由振動領域における犠牲層の除去後の状態を示す横断面図である。
【図１３Ａ】図１３Ａは、第二の実施例におけるマイクロフォンの製造工程を表す製造段階を示す。
【図１３Ｂ】図１３Ｂは、第二の実施例におけるマイクロフォンの製造工程を表す製造段階を示す。
【図１３Ｃ】図１３Ｃは、第二の実施例におけるマイクロフォンの製造工程を表す製造段階を示す。
【図１３Ｄ】図１３Ｄは、第二の実施例におけるマイクロフォンの製造工程を表す製造段階を示す。
【図１３Ｅ】図１３Ｅは、第二の実施例におけるマイクロフォンの製造工程を表す製造段階を示す。
【図１３Ｆ】図１３Ｆは、第二の実施例におけるマイクロフォンの製造工程を表す製造段階を示す。
【図１４Ａ】図１４Ａは、第二の実施例に基づく完成したマイクロフォンの横断面図である。
【図１４Ｂ】図１４Ｂは、第二の実施例に基づく完成したマイクロフォンの横断面図である。
【図１５Ａ】図１５Ａは、第三の実施例に基づくマイクロフォンの横断面図である。
【図１５Ｂ】図１５Ｂは、第三の実施例に基づくマイクロフォンの横断面図である。
【図１６Ａ】図１６Ａは、さらなる方法の変化形に基づくマイクロフォンの横断面図である。
【図１６Ｂ】図１６Ｂは、さらなる方法の変化形に基づくマイクロフォンの横断面図である。
【図１７Ａ】図１７Ａは、第一の変化形に基づく完成したマイクロフォンの横断面図である。
【図１７Ｂ】図１７Ｂは、第一の変化形に基づく完成したマイクロフォンの横断面図である。
【図１８】図１８は、第一の実施例に基づく膜のアンカー領域の隔離層に沿った上からの俯瞰図である。
【図１９】図１９は、第二の実施例に基づく膜の俯瞰図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明のある実施形態において、積層構造の全ての部分層は互いに上下に積層した積層集積体として製造され、膜は少なくともアンカー領域において原型の積層集積体に固定される。この積層集積体には、機能層の部分層に含まれないさらなる層が含まれてよい。よって、アンカー領域における膜の固定は、隣接する機能層の部分層の間、又は膜の部分層と上記の機能層に含まれない層との間で行われてよい。
【００１７】
本発明のある実施形態において、膜はアンカー領域に第一の凸部を有し、これによって膜は下部固体電極の上に支持される。この凸部のため、層に対して垂直な断面で描画された横断面図によれば、その高低描像には、主に平坦に形成された自由振動領域の近傍にある少なくとも１の凸部が見られる。凸部は膜と下部固体電極との間のスペーサとして機能するように設計される。凸部の下部端と固体電極との間に、積層集積体の機能層には含まれないさらなる部分層が配置されてもよい。
【００１８】
凸部領域において部分層は原型の積層集積体に保持されることが可能で、そのため積層集積体の形成による層結合を有する。膜は凸部によって下部固体電極にゆるやかに載置されるのみであってもよい。
【００１９】
さらに、上部固体電極は膜のアンカー領域に第二の凸部を有してよく、上部固体電極はこれによって膜の上に支持される。第二の凸部もまた、ここでは膜と上部固体電極との間のスペーサとして機能する。第二の凸部もまた、原型の積層構造に固定されてよく、ここで部分層は直接蒸着によって互いに強固に結合される。第二の凸部は、下部固体電極に緩やかに載置されるのみでもよい。
【００２０】
第一の、および第二の凸部によって、膜のアンカー領域における垂直方向の確実な固定が達成される。第一のおよび第二の凸部がそれぞれ隣接する機能層にゆるやかに載置されるのみの場合、膜は垂直方向に固定されるが側面は自由に運動可能である。これは膜の側面の運動を可能にし、特に音圧の作用時に膜の変位をサポートする。この方法によって、マイクロフォンの特性曲線を所望のものに変化させることができる。
【００２１】
縁領域の外側には境界を区分する切断部があり、これにより膜の部分層の配置が決まり、膜の大きさが決定し、さらに外側にある膜の部分層の表面領域から活性領域が電気的に分離される。接続領域には、膜の少なくとも１の部分層の内部から活性領域の外部に接続するように電気的接続配置される。
【００２２】
本発明のある実施形態によれば、切断部によって取り囲まれた活性領域の外側には、下部固体電極と膜との間、同様に膜と上部固体電極との間に隔離層が配置されている。この隔離層は特に二酸化ケイ素ＳｉＯ２によって形成されてよい。
【００２３】
機能層の電気伝導性の部分層は多結晶シリコンから成ってよく、好適には後に電気伝導的にドープされる。多結晶シリコン層にはｐまたはｎドープが行われてよく、例えばホウ素、リンによって高度にドープされる。好適な伝導性が確保できるならば、多結晶シリコン層にその他のドープ材を用いてもよい。
【００２４】
機能層のさらなる部分層は特に窒化ケイ素層で、電気的隔離層としてのみでなく機械的な安定化層としても機能しうる。ある好適な実施形態において、下部固体電極は窒化ケイ素層と多結晶シリコン層とからなる二重層を有する。
【００２５】
膜は好適には対称的構造を有し、対称的構造は両方向への同量の変位をサポートし、膜の力学的な安定性を高める。よって、対称的な構造は特に３つの部分層から成り、前記高度にドープされた多結晶シリコン層が窒化ケイ素層の両側にそれぞれ隣接する。
【００２６】
上部固体電極もまた１または複数の部分層を有してよく、最も簡単な実施形態では単独の部分層として伝導性の層、特に多結晶シリコン層から成る。
【００２７】
本発明の他の側面として、本発明のＭＥＭＳマイクロフォンの改善された製造方法が提供される。この方法は、積層構造または積層集積体の全ての部分層が連続的に互いに上下に積層され、上部から、すなわち片面のみから構造形成される点において、最初に記載した既知の非特許文献１の方法に比べて優れている。基板のみが、基板構造の形成後に自由振動領域の下方に溝を形成するために下方からエッチングされる。
【００２８】
これに対し、同時に、上部から、また下部から犠牲層がエッチングされ、機能層の間の原型の積層集積体に設置される。犠牲層は少なくとも膜の自由振動領域において膜と両固体電極との間の層領域で取り除かれ、これによって自由空間が形成されるため機能層間の必要な距離が保障される。
【００２９】
方法は特に次の工程を備える：ａ）基板上に下部電極の１または複数の部分層が蒸着される。ｂ）下部固体電極の部分層はリソグラフィーエッチングの方法で構造形成される。ｃ）下部固体電極の上には第二の隔離層が同様に蒸着され、その後に例えば研磨工程によって平滑化される。同様に、膜の１または複数の部分層が蒸着される。ｄ）膜の部分層はリソグラフィーエッチングの方法で構造形成される。ｅ）膜上に第三の隔離層、同様に上部固体電極の少なくとも１または複数の部分層が蒸着される。ｆ）上部固体電極の少なくとも１つの部分層はリソグラフィーエッチングの方法で構造形成される。ｇ）上部固体電極の上に第四の隔離層が形成される。ｈ）下部固体電極、膜および上部固体電極の伝導性の部分層、および基板への接続孔がエッチングされ、後にそこに接続部が形成される。ｉ）膜の活性領域の下方に、貫通した溝が基板を貫通してエッチングされる。ｊ）犠牲層として機能する隔離層は活性領域において等方的湿式エッチングによって取り除かれる。
【００３０】
第一の隔離層は、溝のエッチングのためのエッチング遮断層となるように選択されてよく、積層構造の反対側にあるシリコン基板の表面に形成される。第二の、及び第三の隔離層は好適には犠牲層として形成され、工程ｊ）において活性領域でエッチングによって除去される。第四の隔離層は特に、接続孔の形成工程、接続孔内の接続部の形成工程、シリコン基板の溝のエッチング工程、および特に第二のおよび第三の隔離層として形成された犠牲層の除去工程において上部固体電極の保護として機能する。全ての隔離層および犠牲層の好適な素材はケイ素酸化物で、ＬＰＣＶＤ法（減圧ＣＶＤ法）（ＣＶＤ＝化学蒸着）で積層される。特に選択的エッチングがなされる場合、その他の隔離層や犠牲層も原理的には好適である。
【００３１】
本発明のＭＥＭＳマイクロフォンの最も簡単な実施形態において、積層集積体の全ての部分層は平面状の又は平面化された表面にそれぞれ完全に平面状に積層される。機能層はそれぞれ蒸着後に構造形成され、ある機能層の全ての部分層の構造形成を同じ方法で行うことが可能である。特に非等方的な反応性イオンエッチング（ＲＩＥ法）を用いてよく、それぞれ下方に配置された隔離層に対する選択性を有するように調整される。このため、それぞれ下方に配置された隔離層に対して平滑で高アスペクト比を呈する構造形成が可能である。
【００３２】
上部および下部固体電極は構造形成に伴い２次元的な境界決定がなされ、活性領域において貫通する孔の型が提供され、孔は後に犠牲層の除去を可能にし、マイクロフォン作動時の膜への音波経路となるチャネルが形成される。
【００３３】
機能層の全ての部分層の構造形成の後に、次なる隔離層が縁部まで被覆するように積層され、好適には再びＬＰＣＶＤ法が用いられ、隔離層には好適にはＴＥＯＳ（ＴＥＯＳ＝オルトケイ酸テトラエチル＝Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）４）より生成したＳｉＯ２が用いられる。第二の隔離層の表面は下部にある構造形成された固体電極と被覆の蒸着方法のために平坦でなく、これは平滑化手段によって平滑化され、平滑化手段には特に機械的または化学機械的方法（例えばＣＭＰ＝化学機械研磨）を用いてよい。続いて、下部固体電極の上の第二の隔離層は、さらなる部分層の蒸着によって所望の厚みに調節できる。
【００３４】
この実施例によれば、対応する平坦な表面に積層された膜は同様に平坦な表面を有し、その上に蒸着される第三の隔離層は平面化の工程を要しない。膜の構造形成後に構造化縁に生じる凹凸は、マイクロフォンの機能を有さない領域にのみ影響を与え、このため部分層の厳密な平坦化、すなわち対応する平面の平坦化は必要ない。
【００３５】
機能層の部分層は、構造形成後に残る平面部分の相互の上下の重なりが互いに最大となるように構造形成される。構造形成後に残る機能層の平面は、膜と上部固体電極とが、下部にある機能層の残された平面部分の内部にそれぞれ完全におさまるように配置されるように、下部から上部にかけて小型化する。この方法によって、それぞれの機能層への接続孔が所定位置に形成可能で、その上部にある機能層によって被覆されることがない。重なりを完全に、又は最大にすることによって、最大限のシグナルが保証され、また積層構造又は積層集積体においては最大の機械的安定性が保証される。
【００３６】
この実施形態によれば、全ての機能層の全ての部分層は平坦に互いに平行に配置される。アンカー領域とその外側に位置する機能層の層領域は原型の積層集積体に保持され、この外部領域とアンカー領域において部分層の蒸着は連続的に互いに上下に行われるため、積層集積体の強度が保持され、構造物全体が安定化している。またこの実施形態においては、機能層のそれぞれを所望の力学的応力となるように簡単な方法で製造でき、これは最適な機能とマイクロフォン作動中の機能層の変形にとっては重要性が極めて高い。
【００３７】
マイクロフォンの活性領域は膜の部分層を通過する前記切断部の内部の表面によって決定し、通常面積のより大きい下部固体電極と上部固体電極との間の重なり内部にある。距離に加えて、活性領域の表面積によって、膜がそれぞれの固体電極に対して有する静電容量値が決定される。
【００３８】
上部固体電極の構造形成後、それぞれの機能層の伝導性部分層への接続孔が形成される。ここではリソグラフィーが行われ、接続孔は所望の深さまでエッチングされる。ここでもまたＲＩＥ法が用いられ、機能層に対して選択的に、隔離層がエッチングされる。膜においては特に窒化ケイ素層である上部部分層は、後に別のエッチング工程で接続孔の底部が取り除かれる。
【００３９】
接続部は好適には３つの部分層により形成される。最初に完全に平坦な金属基底が例えばＰＶＤ法（ＰＶＤ−物理蒸着、たとえばスパッタリング又は熱蒸発）によって蒸着され、次に接続孔の外部が例えばリソグラフィーエッチング法によって取り除かれる。
【００４０】
好適には液相からの対流のない蒸着（化学金属蒸着）によって、金属基底上に電気伝導性が高く蒸着しやすい金属による伝導層が形成される。被覆層としてその上に被覆層が積層され、伝導層を不活性化し、接合およびはんだ付け可能な表面を形成するための役割を果たす。
【００４１】
金属基底にはアルミニウム又は他の、多結晶ケイ素に接着しやすい金属が好適である。伝導層としてはニッケルが好適である一方、被覆層は例えば金やプラチナなどの貴金属を含む。
【００４２】
完成した積層構造はレジストを用いて被覆除去が行われてよく、基板の下面から溝の位置決定のためのリソグラフィーが行われる。リソグラフィー塗料とレジストとは同じ金属を含んでよい。
【００４３】
溝は非等方エッチング法を用いて第一の隔離層が露出するまでエッチングが行われる。好適な方法はＤＲＩＥ（深堀りＲＩＥ）法であり、これはボッシュ法としても知られ、特にエッチングにおける高いアスペクト比が比較的厚い基板を通して保持される。溝の側面壁が真直ぐから斜めであることによって、マイクロフォンの形成に必要なチップの面積の必要性が最小となるという利点がある。小さいサイズであることによってマイクロフォンを多様に用いることが可能になり、コストが低減する。同一のチップ面積であれば、溝の側面壁が斜めの場合活性面積が大きく効率的なマイクロフォンが実現可能である。
【００４４】
次の工程は膜の自由振動領域における犠牲層の除去である。固体電極と膜との間の影になる領域においても完全に犠牲層を除去するため、これには等方的エッチング法が用いられる。好適には例えばＶＨＦ（ＨＦ蒸気エッチング）法が用いられ、蒸気または気体性のフッ化水素すなわちフッ酸が用いられる。このエッチング方法はケイ素酸化物および窒化ケイ素に対して選択的に作用し、相当する機能層の部分層に作用しない又は少ししか作用しない。
【００４５】
犠牲層の除去は自由振動領域においてのみ行われ、縁領域、すなわちアンカー領域と元の積層集積体の接続領域とは保持される。このようにして膜の周りが積層集積体において固定される。
【００４６】
この工程で全ての保護層と、基板と積層構造の両表面の不必要な隔離層が全て除去される。
【００４７】
最後の工程において、活性の表面は不活性化され、不活性な基によって飽和される。これには例えばいわゆるＳＡＭ（＝自己組織化単分子膜）法が好適である。ここでは長残基を持つ分子が分子端の活性基によってマイクロフォンの活性表面に結合し、単分子膜を形成し、これによって分子長と同じ膜厚を有する単分子フィルムが形成される。残基のもう一方の端は化学的に不活性で、好適には他の素材との物理的相互作用もまた小さい。例えばフッ化アルキル基のような残基は、不活性の端部が互いに平行に表面上に垂直に残基が突出して並ぶ。このようにして表面は不活性化し、酸化や腐食がもはや起こらず、さらに撥水性、防汚性がある。
【００４８】
この段階でマイクロフォンは使用可能である。対応する制御回路や評価回路を、接続部に接続できる。これらは独立した構成要素やモジュールとして実施できる。これらの回路は少なくとも部分的にはシリコン基板の半導体に集積できる。
【００４９】
次に本発明は実施例および添付の図面を用いて説明される。
【００５０】
図面は発明の単なる例示であるため、模式的にのみ、スケールを反映しないで図示される。ある部分が拡大されたり、平面的歪みを有して図示されうる。このため図面には、絶対的にも相対的にもサイズが示されない。同一のあるいは同一の機能を持つ部分には同一の符号が付される。
【００５１】
図１には、第一の隔離層ＩＳ１と下部固体電極ＦＥＩの２つの部分層とを含む第一の部分層構造を有する基板ＳＵの図式的な横断面図が示されている。基板には例えばケイ素が用いられ、層厚約４００μｍにおいて好適な安定性を呈する。第一のＬＰＣＶＤ法を用いて第一の隔離層ＩＳ１がその上に蒸着され、その例はＴＥＯＳ法によって積層される１μｍの強固なＳｉＯ２層である。
【００５２】
第一の機能層は下部固体電極ＦＥ１で、ＬＰＣＶＤ法で例えば１μｍの膜厚に蒸着される１または複数の窒化ケイ素層が、部分層ＦＥＨとして積層される。工程は、窒化ケイ素層が化学量論を超えたケイ素を含有するように制御される。
【００５３】
１または複数の多結晶シリコン層は下部固体電極の第二の部分層ＦＥ１２として機能し、同様にＬＰＣＶＤ法によって積層される。蒸着中に多結晶シリコン層ＦＥ１２はｎまたはｐドープ材（例えばホウ素やリン）によってｉｎ  ｓｉｔｕで高度にドープされ、このためＢ＋＋又はＰ＋＋ドープが行われる。図１にはこの工程での配置が描かれている。特筆すべき点は、選択された積層方法のために、基板ＳＵは上面のみでなく下面も積層構造によって積層されていることである。下面からの積層は必要ないが、下面の積層を回避することもまたさらに必要ではなく、これは後のエッチング工程においてこの層は基板面下方より除去可能であるためである。下面積層はむしろ利点である場合もあり、これは下面積層がある場合基板ＳＵは層蒸着の熱プロセスの間に作用する張力が少なくなるためである。このように非対称な積層構造が回避され、張力が低下する。
【００５４】
図２には、下部固体電極ＦＥ１の構造形成後の構造が描かれている。簡単のために固体電極は単一の機能層としてのみ描かれているが、ＦＥＨとＦＥ１２の両部分層を含んでいる（図１参照）。構造化にむけてフォトレジストが積層、現像され、下部固体電極ＦＥ１の必要でない層領域が除去される。下部固体電極は特に平面的に区分され、自由振動領域においては孔ＬＯが形成され、ひとつは音開口部として、また他は後の犠牲層除去の際のエッチング剤の入口となりうる。
【００５５】
下部固体電極ＦＥ１の構造形成には例えばＲＩＥエッチング工程を用いてよい。
【００５６】
図３には、さらなる隔離層ＩＳの縁部被覆の積層後の状態が示されている。これもまたＬＰＣＶＤ法のＴＥＯＳ工程によって形成される。このさらなる隔離層の膜厚は、ある側面では孔ＬＯが完全にケイ素酸化物によってマウントされるように、また他の側面では隔離層全体の膜厚が少なくとも下部固体電極ＦＥ１の上面のレベルに到達するように計測される。選択された例では、さらなる隔離層の好適な膜厚は２．２μｍである。
【００５７】
さらなる隔離層ＩＳと第一の隔離層ＩＳ１は蒸着条件が同じであるため１つの層に一体化され、図において明らかなように第一の隔離層とさらなる隔離層との間には境界はもはや描かれていない。
【００５８】
図４には平坦化工程後の状態が描かれており、隔離層ＩＳは下部固体電極ＦＥ１の上部部分層ＦＥ１２の高さまで上から研磨されている。これには例えばＣＭＰ法を用いてよい。
【００５９】
図５には膜Ｍの第二の隔離層ＩＳ２および第三の部分層の蒸着後の状態が描かれている。第二の隔離層ＩＳ２もまたＴＥＯＳ−ＬＰＣＶＤ法によってＳｉＯ２層として積層され、膜厚は例えば２μｍである。膜Ｍには次にケイ素の多い窒化ケイ素層としてＬＰＣＶＤ法を用いて第一の部分層ＴＳＭ１が積層され、膜厚は例えば１２０ｎｍである。その上に、第二の部分層ＴＳＭ２として約３００ｎｍの多結晶シリコン層が積層され、ＬＰＣＶＤ法によって行われるようにドープ剤によってｉｎ  ｓｉｔｕで高度にドープされる。膜の最上部の第三の部分層ＴＳＭ３もまた膜厚１２０ｎｍの窒化ケイ素層であり、既知の方法を用いて積層される。横断面図に見られる膜の対称的な形成のため、部分層への非対称的な張力が回避され、自由エッチングの後に張力のために膜が変形することが回避される。
【００６０】
図６Ａには膜の構造形成後の状態の横断面図が描かれている。これはリソグラフィーおよびＲＩＥ−エッチング法による構造形成によって行われ、多結晶シリコン及び窒化ケイ素のエッチングによって形成される。必要であれば、両方の層は異なるエッチング条件を用いて連続的に変化するエッチング環境によってエッチングされてよい。構造形成において膜Ｍは特に平面的に区分され、切断部ＳＬの形成によって自由振動領域が区分される。
【００６１】
図６Ｂには、膜が切断部ＳＬによって取り囲まれている、すなわち切断部の間の平面として区分されることが横断面図によって描かれている。切断部ＳＬによって取り囲まれた平面の外側にある層領域の部分は、マイクロフォン全体の構造を機械的に安定化しサポートするために積層集積体の外部領域として残される。
【００６２】
図６Ａには膜の接続領域を横切る横断面図が描かれており、膜の部分層は自由振動領域から外に導かれ、後に接続部へのリード線となる。
【００６３】
図７には少なくとも１のさらなる隔離層ＩＳおよび上部固体電極ＦＥ２の蒸着後の状態が描かれている。切断部ＳＬの幅が小さいため、ここでは平面化は必要でない。まず、２μｍの強固なＳｉＯ２層として第三の隔離層がＴＥＯＳ−ＬＰＣＶＤ法によって膜Ｍの上に積層される。上部固体電極ＦＥ２として、膜厚約３μｍの多結晶シリコン層がＬＰＣＶＤ法によって第三の隔離層ＩＳ３の上に蒸着され、ここでｉｎ  ｓｉｔｕで高度にドープされる。全ての蒸着工程は非等方性が小さく、縁部被覆として行われ、互いに上下に積層された部分層はそれぞれの蒸着される表面の形状に従う。
【００６４】
図８には上部固体電極ＦＥ２の構造形成後の状態が示され、再びＲＩＥエッチング法を用いたリソグラフィーが行われ、多結晶シリコンのエッチングがなされる。ここで第三の隔離層ＩＳ３はエッチング遮断層として機能する。
【００６５】
上部固体電極ＦＥ２は活性領域と重なり、表面積が膜の切断部ＳＬによって区分された領域と同じになるように構造化される。自由振動領域において上部固体電極ＦＥ２には同様に孔ＬＯが形成され、すでに述べた下部固体電極ＦＥ１の孔と同じ目的を達成する。
【００６６】
次の工程において、構造形成された上部固体電極の上にさらなる隔離層ＩＳが積層され、例えば膜厚３００ｎｍのＳｉＯ２層としてＴＥＯＳ−ＬＰＣＶＤ法によって積層される。これは、構造形成された上部固体電極ＦＥ２を孔と構造形成された縁部とを含めて完全に被覆する。
【００６７】
続いて、様々な接続孔ＫＬが隔離層を貫通してエッチングされ、上部固体電極、膜、下部固体電極、シリコン基板の伝導性部分層のそれぞれがそれらの底部において露出する。接続孔の区分はリソグラフィー工程によって行われる。接続孔におけるＳｉＯ２層の除去は湿式エッチング工程によって行われ、選択的にＳｉＯ２の上で調節される。ここで上部固体電極ＦＥ２の多結晶シリコン層、膜の窒化ケイ素を含む部分層ＴＳＭ３、下部固体電極の多結晶シリコン層ＦＥ１２および基板のバルクケイ素素材はエッチング遮断層として機能する。膜の多結晶シリコン層を露出するために、対応する接続孔においては窒化ケイ素が除去される必要があり、ＲＩＥエッチング法を用いて行われる。
【００６８】
図９には、下部固体電極ＦＥ１が露出した第一の接続孔ＫＬ１、膜の多結晶シリコン層が露出した第二の接続孔ＫＬ２、上部固体電極ＦＥ２の多結晶シリコン層が露出した第三の接続孔ＫＬ３が示されている。機能層の一つ、または例えば半導体構成要素やＩＣ回路が設置されうる含Ｓｉ基板に対して設置可能なさらなる接続孔はここでは描画されていない。
【００６９】
次の工程は接続孔に接続部ＫＯを設置する工程である。これは前述の方法を用いて形成でき、金属基底、伝導層、被覆層がそれぞれ上下に形成される。基底層は完全に平坦に蒸着、構造形成される。伝導層、被覆層は構造形成された金属基底上に選択的にマウントされる。好適な層の例は金属基底には１μｍのアルミニウム、伝導層には３μｍのニッケル、被覆層には３００ｎｍの金である。
【００７０】
次の工程においてケイ素基板ＳＵに溝ＤＢがリソグラフィーを用いて区部され、ＤＲＩＥ法を用いて非等方的にエッチングされる。基板ＳＵ下面上の、溝ＤＢとなるべき平面領域以外の、全ての他の表面は保護層、特にリソグラフィーに用いられる塗料によって被覆される。ＤＲＩＥ法において基板直上の第一の隔離層はエッチング遮断層として機能する。図１１には、形成完了した溝ＤＢの形成後の状態が描かれている。
【００７１】
次の工程において、隔離層ＩＳの犠牲層として機能する領域、特に下部固体電極ＦＥ１と膜、上部固体電極ＦＥ２の間の自由振動領域は、他の平面的に積層された隔離層と同様に取り除かれる。ここでは前述のＶＨＦ法が用いられる。
【００７２】
図１２Ａには、この方法で得られた構造が横断面図によって示され、マイクロフォンは大部分が完成している。図１２Ａの横断面図が膜Ｍの接続領域とそれに伴う接続部ＫＯ２を含むように描かれているのに対し、図１２Ｂの横断面図は、両側が切断部ＳＬによって外部の残された膜の部分層の平面部分と電気的に切断された膜領域を描いている。等方的ＶＨＦエッチング法によって隔離層の軽度の下方エッチングが行われることが示される。アンカー領域において、切断部ＳＬによって区分された膜の外側の縁領域に対応する、原型の積層集積体は保持されて残り、外側の縁領域、とくにアンカー領域はこの原型の積層集積体に固定される。
【００７３】
図１７Ａおよび１７Ｂは対応する横断面図の異なる描画を示す。図１７Ａには、この横断面図の膜の縁領域は両側がアンカー領域ＡＡにおいて固定されていることが示されている。
【００７４】
第二の実施形態におけるマイクロフォンの製造方法は図１３において多くの具体的な製造工程に基づいて横断面図を用いて描かれている。第二の隔離層ＩＳ２の蒸着までは第一の実施形態と同様に進められ、図４から図５に図示された工程に対応する。この変化形においては、第二の隔離層ＩＳ２に第一の凹部Ｖ１が形成される。これはリソグラフィーによって位置決定されＲＩＥエッチング法によって形成される。エッチング工程は凹部ＶＩが円錐形の横断面図を有し、凹部の底部が下部固体電極の一番上にある部分層に到達するように調節される。凹部は任意の、好適には円形の直径を有し、外部の縁領域に平行な線に沿って互いにある距離をとって配置される。凹部のある領域は、後に膜のアンカー領域に相当する。図１３Ａには開口した凹部ＶＩが描かれている。
【００７５】
次の工程において分離層ＴＲ１が形成され、膜厚約５０ｎｍのＳｉＯ２層がＴＥＯＳ−ＬＰＣＶＤ法によって蒸着される。分離層ＴＲ１は、下部固体電極上に利用可能な所定の膜厚のＳｉＯ２層を形成するために形成される。図１３Ｂはこの工程段階での状態を示す。
【００７６】
次の工程において、膜Ｍの３つの部分層が完全に平面状に形成され、構造形成される。蒸着法、素材、膜厚、構造形成は第一の実施形態と同様に実施される。図１３Ｃはこの工程段階での状態を示す。凹部領域で膜の凸部ＳＫ１が形成されるように、膜の部分層の、縁部被覆の、それゆえ表面に対応する蒸着は第二の隔離層ＩＳ２の表面地形を反映する。この膜の凸部と下部固体電極は分離層ＴＳのみで分離されており、膜の他の領域では膜と下部固体電極の間の隔離層ＩＳ２が完全な膜厚をもって広がっている。
【００７７】
次の工程では第三の隔離層ＩＳ３が第一の実施例と同様に膜厚２μｍのＳｉＯ２層として完全に平坦に積層される。リソグラフィーとＲＩＥエッチング法を用いて第二の凹部Ｖ２が形成される。これは同様に円形の開口部と円錐形の横断面を有するように形成され、第一の凸部ＳＫ１に隣接してこの凸部と膜Ｍの外部構造縁との間の平面領域に形成される。対応する第三の隔離層の蒸着時に隔離層は膜の表面形状を反映し、図１３Ｄに図示されるように第一の凸部の上にさらなる凹部が形成される。第二の凹部内に露出した膜の表面を被覆するため、第二の分離層ＴＲ２が形成され、膜厚５０ｎｍのＴＥＯＳ−ＬＰＣＶＤ法によるＳｉＯ２層が形成される。図１３Ｅにはこの段階での状態が示されている。
【００７８】
次の工程では第一の実施例に対応して上部固体電極ＦＥ２が膜厚３μｍの多結晶シリコン層として蒸着され、構造形成される。図１３Ｆはこの段階での状態を示す。ここで第二の固体電極ＦＥ２の多結晶シリコン層は第三の隔離層ＩＳ３及びその上に積層された分離層ＴＲ２の表面形状を反映するため、多結晶シリコン層には第二の凹部Ｖ２の領域と、その隣に配置され第一の凸部に対応する凹部の領域に第二の凸部ＳＫ２が形成される。
【００７９】
第一の実施例と同様に、接続部の形成、溝ＤＢの自由エッチング、犠牲層の除去がこれに続く。この方法で形成が完了した第二の実施例に相当するマイクロフォンが図１４Ａと１４Ｂに横断面図で図示されている。この図により、膜がアンカー領域において垂直方向に固定され、ここにおいて膜Ｍの第一の凸部ＳＫ１が下部固体電極ＦＥ１の上に載置され、膜が上部から上部固体電極ＦＥ２の第二の凸部ＳＫ２によって垂直方向に小さい空き空間によって固定されていることが良く理解される。犠牲層として機能する隔離層ＩＳはこの実施例では広くエッチング除去されるため、膜は縁領域において完全に露出している。膜Ｍは好適には図１４Ａから明らかなように、側面において、層平面において自由運動可能である。
【００８０】
図１４Ｂには第二の接続部ＫＯ２と対応する膜Ｍの接続領域を横切る断面が図示され、ここでは膜の層が外側に突出している。好適には膜は接続領域においてのみ原型の積層集積体にあり、すなわち第二および第三の隔離層の間で固定される。第一のおよび第二の凸部の表面積は横断面図での和に相当するが、これは膜と両固体電極との間の静電容量に強く影響しないように最小化される。静電容量は主に固体電極と膜との距離によって決定するためである。図１４には他にも基板接続部ＫＯＳが図示され、これは他の接続部と共に形成可能である。この方法により、基板ＳＵにおいてさらなる構成要素に接続可能である。基板表面に単純にワイヤ構造を設けることもまた可能で、接続部ＫＯＳによって接続でき、これによってマイクロフォンに配線することができる。
【００８１】
図１５Ａと１５Ｂにはマイクロフォンのさらなる実施形態の２つの図式的横断面図が描かれている。これは第一のおよび第二の実施例の組み合わせである。膜が縁領域で原型の積層集積体に固定されることが特徴的で、積層集積体にはアンカー領域ＡＡが形成されている。この実施形態では第一の凸部が膜部分層に与えられ、ここでは切断部ＳＬによって区分される自由振動領域の外側に配置される。第二の隔離層ＩＳ２（膜と下部固体電極との間）の、切断部の外側の平面状の領域において、下部固体電極は露出している。分離層なしで連続的に膜が形成され、このため平面状の構造形成された部分で下部固体電極と直接接触する。
【００８２】
第三の隔離層には同様に第二の凹部Ｖ２が形成され、これは前記平面上領域に隣接し、膜の自由振動領域の外側に、それゆえに切断部ＳＬによって区分された膜の構造化縁の外側に同様に配置される。第三の隔離層の第二の凹部は、層平面への射影において膜を膜の接続領域を除いてリング状に取り囲むように走るような構造線を形成してよい。図１５Ａに図示されるように、この構造形成は、活性領域の外側で、下部固体電極と膜とが第一の凸部領域において、上部固体電極ＦＥ２が第二の凸部において、互いに直接接触するようになされる。この直接接触によって、上部固体電極の下部からの強度の下部エッチングと、膜の機能層の完全な自由エッチングを行えることが保証される。前記隔離層が完全に取り除かれた時、３つの機能層は直接の接触によって互いに固定されている。図１５Ｂもまた、接続領域とそれに伴う膜の接続部ＫＯ２を通る切断面を示す。接続領域において膜は、活性領域から狭い領域を通して突出し、接続部ＫＯ２に到達する。
【００８３】
図１６Ａは、マイクロフォンの構造形成のさらなる変化形を示し、膜の外部縁領域の構造化縁は完全に自由エッチングされている。アンカー領域ＡＡにおいて膜は、第一の凸部によって下部固体電極に垂直固定され、一方、上部固体電極の第二の凸部は上部から膜の縁領域に押され、上部からの固定がなされる。活性領域の外側の外部領域において、膜および上部固体電極の蒸着前に第二のおよび第三の隔離層は平面状の領域において除去され、これは膜が下部固体電極に直接に、また上部固体電極が膜に直接に形成され、強固な積層集積体が形成されるためである。
【００８４】
図１６Ｂは接続領域と膜の接続部を通る断面を図示し、接続領域はさらなる積層集積体を有する。膜は接続領域において完全に隔離層によって取り囲まれ、両固体電極との隔離が良好である。
【００８５】
図１８は、膜Ｍの考えうる構造形成の模式的な俯瞰図である。膜は斜線で描かれた第二の隔離層ＩＳ２の上に積層され、その被覆された構造化縁は点線で描かれている。膜の縁領域は第二の隔離層の上に置かれ、アンカー領域を形成できる。切断部ＳＬは（電気的に）活性の膜から膜部分層の外部領域ＡＵを切り取る。接続領域は接続部ＫＯに至る。不図示の第三の隔離層ＩＳは第二の隔離層ＩＳと同様に構造形成可能で、このためアンカー領域は２次元的に重なり、膜は上部と下部から固定される。
【００８６】
図１９において膜Ｍは、その縁領域がその下に位置する第二の隔離層ＩＳ２に接していない。アンカー領域は、膜の第一の凸部ＳＫ１と不図示の上部固体電極の第二の凸部とから成る。第二の隔離層ＩＳ２は膜部分層の外部領域ＡＵの下部の、切断部ＳＬによって区分される領域の外側に位置する。
【符号の説明】
【００８７】
ＡＡ  膜のアンカー領域
ＡＵ  （切断部を超える）外部領域
ＤＢ  （基板における）溝
ＦＥ１  下部固体電極
ＦＥ２  上部固体電極
ＦＳ  機能層
ＩＳ１〜ＩＳ４  第一の隔離層〜第四の隔離層
ＫＬ  接続孔
ＫＯ  接続部
ＬＯ  孔
Ｍ  膜
ＳＫ１  （膜における）第一の凸部
ＳＫ２  （上部固体電極における）第二の凸部
ＳＬ  切断部
ＳＵ  基板
ＴＡ  膜の接続領域
ＴＳ  積層構造の部分層
Ｖ１、Ｖ２  第二および第三の隔離層における凹部
ＴＲ  分離層
ＫＯＳ  基板接続部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
2013520118.tif 000011
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
2013520118.tif 000015
【図１２Ｂ】
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【図１３Ａ】
2013520118.tif 000017
【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１３Ｄ】
2013520118.tif 000020
【図１３Ｅ】
2013520118.tif 000021
【図１３Ｆ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１８】
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【図１９】
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【国際調査報告】
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2013520118.tif 000034
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