(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコンベースと、
前記シリコンベースの上方に位置するダイヤフラムと、
前記ダイヤフラムの上方に位置し、バリア構造と複数の貫通孔が形成されたバックプレートと、
を含み、
前記複数の貫通孔は前記バックプレートにおいて貫通孔パターンに配置され、
前記バリア構造の貫通孔の壁の少なくとも一部は延伸して突出部となることにより、少なくとも一つの貫通孔の断面形状は内へ凹んだ部分を有する不規則な形状となり、
前記バリア構造の突出部の厚さは前記バックプレートの厚さ以下である
ことを特徴とするマイクロフォン。
【請求項２】
前記貫通孔の断面形状は、内へ凹んだ部分を有する略Ｙ型形状、内へ凹んだ部分を有する略多角形、又は内へ凹んだ部分を有する略円形であ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】
前記シリコンベースは貫通孔を有するベースであ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４】
前記シリコンベースと前記ダイヤフラムの間には、絶縁材料が設置されてい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】
前記ダイヤフラムと前記バックプレートの間には、空気隙間を有するように、絶縁材料が設置されていることを特徴とする請求項４に記載のマイクロフォン。
【請求項６】
前記マイクロフォンは独立したＭＥＭＳマイクロフォン又はＣＭＯＳチップ上システムマイクロフォンであることを特徴とする請求項１に記載のマイクロフォン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロフォンの技術分野に関し、更に具体的には、防塵貫通孔を有するマイクロフォンに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許番号ＵＳ７９１２２３６の米国特許は電気音響変換構造を開示し、当該電気音響変換構造のマイクロフォンのバックプレートには複数のバックプレートを貫通するように延在する円形貫通孔が形成されている。しかしながら、バックプレートにおける円形貫通孔の直径が大き過ぎる場合、外部粒子はこれらの円形孔を貫通して電気音響変換構造の音響キャビティ中に落ち込みやすくなり、漏れ経路が形成され、これにより、マイクロフォンを無効化する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明が解決しようとする技術課題は、優れた防塵効果を有するマイクロフォンを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の実施例によるマイクロフォンは、シリコンベースと、前記シリコンベースの上方に位置するダイヤフラムと、前記ダイヤフラムの上方に位置し、バリア構造と複数の貫通孔が形成されたバックプレートとを含み、前記複数の貫通孔は前記バックプレートにおいて貫通孔パターンに配置され、前記バリア構造の貫通孔の壁の少なくとも一部は延伸して突出部となることにより、少なくとも一つの貫通孔の断面形状は内へ凹んだ部分を有する不規則な形状となる。
【０００５】
好ましい実施例において、前記貫通孔の断面形状は内へ凹んだ部分を有する略Ｙ型形状、内へ凹んだ部分を有する略多角形、又は内へ凹んだ部分を有する略円形である。
【０００６】
好ましい実施例において、前記バリア構造の突出部の厚さは前記バックプレートの厚さ以下である。
【０００７】
好ましい実施例において、前記シリコンベースは貫通孔を有するベースである。
【０００８】
好ましい実施例において、前記シリコンベースと前記ダイヤフラムの間には絶縁材料が設置されている。
【０００９】
好ましい実施例において、前記ダイヤフラムと前記バックプレートの間には、空気隙間を有するように、絶縁材料が設置されている。
【００１０】
好ましい実施例において、前記マイクロフォンは独立したＭＥＭＳマイクロフォン又はＣＭＯＳチップ上システムマイクロフォンである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の実施例は、バックプレートに不規則な形状を有する貫通孔を配置することにより、特定の貫通孔パターンを有するバックプレートを形成し、このようなバックプレートは、従来の通常の貫通孔パターンを有するバックプレートに比べて、大きな粒子が貫通孔を通過してマイクロフォンに落ち込むことを防止することができ、よって良好な防塵効果を果たすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施例によるＭＥＭＳマイクロフォンの構造概略図である。
【図２】本発明の一実施例によるバックプレートの貫通孔パターンを示す図である。
【図３ａ】従来のＹ型貫通孔の断面形状と本発明の実施例のＹ型貫通孔の断面形状を比較したものである。
【図３ｂ】従来のＹ型貫通孔の断面形状と本発明の実施例のＹ型貫通孔の断面形状を比較したものである。
【図４ａ】従来のバックプレートの貫通孔パターンと本発明の一実施例のバックプレートの貫通孔パターンを比較したものである。
【図４ｂ】従来のバックプレートの貫通孔パターンと本発明の一実施例のバックプレートの貫通孔パターンを比較したものである。
【図５ａ】従来のバックプレートの貫通孔の断面形状と本発明の各実施例のバックプレートの貫通孔の断面形状を比較したものである。
【図５ｂ】従来のバックプレートの貫通孔の断面形状と本発明の各実施例のバックプレートの貫通孔の断面形状を比較したものである。
【図５ｃ】従来のバックプレートの貫通孔の断面形状と本発明の各実施例のバックプレートの貫通孔の断面形状を比較したものである。
【図５ｄ】従来のバックプレートの貫通孔の断面形状と本発明の各実施例のバックプレートの貫通孔の断面形状を比較したものである。
【図６】従来のバックプレートの貫通孔の断面形状と本発明の各実施例のバックプレートの貫通孔の断面形状を比較したものである。
【図７ａ】本発明の一実施例によるバックプレートの貫通孔パターンを示す図である。
【図７ｂ】図７ａのバックプレートの貫通孔パターンのＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明及びその利点をより完全に理解するために、図面に基づいて以下のように説明する。
【００１４】
別途に説明しない限り、異なる図面における該当の数字と符号は一般的に該当の部品を指す。作成した図面は各実施形態にかかる態様を例示的に説明するためのものであり、そのため、比例して作成する必要がない。
【００１５】
以下、複数の実施形態の製造と使用を詳細に説明する。しかしながら、本発明は様々な具体的な環境において実現できる多くの応用可能な概念を提供していることを理解すべきである。説明した具体的な実施形態は本発明を製造及び使用する具体的な形態を示すためのものに過ぎず、本発明の範囲を限定するためのものではない。
【００１６】
異なる特徴を実現するために、以下に開示した文言は複数の異なる実施形態又は実例を提供することを理解すべきである。本発明を簡単化するために、以下に部品又は具体的な実例を説明する。当然ながら、これらは例示的なものに過ぎず、本発明を限定するためのものではない。なお、本発明の異なる実例において、符号及び／又はアルファベットを繰り返して使用することができる。このような繰り返しは、簡単化及び明瞭化を目的とし、且つ、それ自体は説明した異なる実施形態及び／又は構造同士の間の関係を指定しない。また、以下の明細書において、第１部品は第２部品の上方に形成され第１部品と第２部品が直接接触して形成された実施形態を含むことができ、さらに、付加部品が第１部品と第２部品の間に介在して形成することにより、第１部品と第２部品を直接接触させずに形成する実施形態を含むことができる。
【００１７】
図１は本発明の一実施例によるＭＥＭＳマイクロフォンの構造概略図である。図１に示すように、シリコンベース１には貫通孔が形成され、シリコンベース１の上方には絶縁材料２が形成され、絶縁材料２の上方にはダイヤフラム３が形成され、ダイヤフラム３の上方には絶縁材料４が形成され、絶縁材料４の上方にはバックプレート５が形成されている。ダイヤフラム３とバックプレート５の間に位置する絶縁材料４により、バックプレート５とダイヤフラム３の間に空気隙間を有する。
【００１８】
バックプレート５には複数の貫通孔が形成されることができ、発明者は、バックプレートに大きな貫通孔が形成された場合、シリコンマイクロフォンの雑音を低下させることができ、よって高い信号対雑音比ＳＮＲを獲得することができることを見つけた。しかしながら、外部粒子は大きな貫通孔を通過してバックプレートとダイヤフラムの間の音響キャビティに進入しやすく、そのため、マイクロフォンの性能に影響を与える。
【００１９】
本発明は、バックプレートに貫通孔パターンを配置する形態を提案し、マイクロフォンの信号対雑音比ＳＮＲを向上させるだけでなく、大きな粒子がマイクロフォンに落ち込むことを阻止することができる。
【００２０】
図２は本発明の一実施例によるバックプレートの貫通孔パターンを示す図である。そのうち、右図は左図のＡ部分の拡大図である。図２に示すように、バックプレート５におけるバリア構造５２は複数の貫通孔５３とともにバックプレートの貫通孔パターンを構成する。各貫通孔５４は基本的にＹ型形状を呈するが、バリア構造５２の周縁（貫通孔の壁とも称する）に突出部５２１が形成されているため、対応して貫通孔54の断面形状は内へ凹んだ部分を有する形状である。
【００２１】
更に、図３ａ〜３ｂに示すように、図３ａは従来のＹ型貫通孔の断面図であり、図３ｂは本発明の実施例のＹ型貫通孔の断面図であり、図３ａと図３ｂにおける点線は粒子が貫通孔を通過する使用可能な領域を示す。バリア構造は突出部を有するため、従来のＹ型貫通孔に比べて、本実施例のＹ型貫通孔は大直径の粒子が貫通孔を通過してマクロフォンに進入することを防止することができる。
【００２２】
図４ａと図４ｂは従来のバックプレートの貫通孔パターンと本発明の一実施例のバックプレートの貫通孔パターンを比較したものである。図４ａは通常のバックプレートの貫通孔パターンであり、各貫通孔は正六角形である。当該通常のバックプレートの貫通孔パターンは４９％の開口率を有し、点線円は貫通孔を通過可能な粒子の最大直径は約７マイクロメートルであることを示す。図４ｂは本発明の実施例のバックプレートの貫通孔パターンであり、そのうち、各貫通孔の断面形状は略Ｙ型形状である。図４ｂに示すように、三つの通常的な六角形の間のバリア材料を除去することにより、各Ｙ型形状の貫通孔を形成するが、隣接する二つの六角形の所には部分的に延伸されたバリア材料が保留されている。図４ａの通常のバックプレートの貫通孔パターンに比べて、図４ｂのＹ型貫通孔は６５％の開口率を有し、よってＳＮＲについて３ｄＢを増加することができ、バリア材料は突出部を有するため、Ｙ型貫通孔を内へ凹んだ部分を有する形状にすることができ、よって同時に直径が約７マイクロメートルより大きい粒子が貫通孔を通過できないように保持することができる。
【００２３】
図５ａ〜５ｄは従来のバックプレートの貫通孔の断面形状と本発明の各実施例のバックプレートの貫通孔の断面形状を比較したものである。図５ａは通常の場合バックプレートに形成された貫通孔が円形であることを示す。本発明の実施例において、各貫通孔のバリア構造５２の周縁を取り囲むことにより、一つ又は複数の突出部を形成することができ、これに対応して円形の貫通孔の断面形状は、一つ又は複数の内へ凹んだ部分を有する形状であり、図５ｂ〜５ｃに示すように、このように大粒子が貫通孔に落ち込むことを防止することができる。
【００２４】
図６は従来のバックプレートの貫通孔の断面形状と本発明の実施例のバックプレートの貫通孔の断面形状を比較したものである。図６に示すように、従来のバックプレートの貫通孔の形状はＹ型、正六角形又は矩形でもよく、外部環境における大粒子が貫通孔を通過してマイクロフォンに落ち込むことを防止するために、各貫通孔のバリア構造の辺縁を取り囲んで一つ又は複数の突出部を形成することができ、よって本発明の各実施例の内へ凹んだ部分を有する不規則な形状の貫通孔を形成する。形成された貫通孔を通過できる粒子の直径は通常の貫通孔を通過できる粒子の直径より小さく、そのため、大きな粒子が貫通孔に落ち込むことを防止することができる。形成された突出部は円形、四角形又は三角形などの様々な適切な形状であってもよい。
【００２５】
図７ａは本発明の一実施例によるバックプレートの貫通孔パターンを示す図である。図７ｂは図７ａのバックプレートの貫通孔パターンのＡ−Ａ線に沿った断面図である。図７ａと図７ｂに示すように、バックプレートに形成された貫通孔５４は基本的に円形であり、バリア構造５２において周縁の所からバックプレートの厚さ方向に一部の突出部５２１が形成されている。図７ｂに示すように、突出部５２１の厚さはバックプレートの厚さ（即ち、バリア構造５２の厚さ）より小さい。
【００２６】
上記に記載の各実施例によれば、当業者であれば、バックプレートに複数の不規則な形状を有する貫通孔を配置することによって、特定の貫通孔パターンを有するバックプレートを形成することを理解することができる。本発明の実施例において、バックプレート５は、例えば、多結晶シリコン、単結晶シリコンなどの半導体材料、酸化シリコン、窒化シリコンなどの絶縁層材料、Ａｌ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｔｉ等の導体材料、又は上記材料の複合層などの材料により形成されることができる。本発明の実施例の特定の貫通孔パターンを有するバックプレートは、独立したマイクロフォン又はＣＭＯＳチップ上システムマイクロフォンに応用することができ、このようなマイクロフォンは良好な防塵効果を有することができる。さらに、一部の実施例において、このようなマイクロフォンは高い信号対雑音比をさらに有することができる。
【００２７】
また、本発明の適用範囲は明細書に記載された特定の実施例のプロセス、機構、製造、物質構成、手段、方法及びステップに限定されない。本発明に開示された内容から、当業者は、現在存在又はこれから開発されるプロセス、機構、製造、物質構成、手段、方法又はステップに対し、本発明に記載の対応する実施例と大体同じ機能を実行し又は大体同じ結果を得ることを容易に理解でき、本発明に基づきそれらを応用することができる。従って、本発明の特許請求の範囲は、これらのプロセス、機構、製造、物質構成、手段、方法又はステップをその保護範囲に含ませることを目的とする。
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図５ｃ】
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【図５ｄ】
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【図６】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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