(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に開口を有する半導体基板と、
前記半導体基板の開口に対向するように配設され複数の音孔を有する固定板と該固定板に設けられた固定電極膜からなるバックプレートと、
前記バックプレートと前記半導体基板との間に空隙を介して該バックプレートに対向するように配設された振動電極膜と、
を備え、
音響振動を前記振動電極膜と前記固定電極膜の間の静電容量の変化に変換して検出する音響センサにおいて、
前記固定板は、半導体製造プロセスによって配設されるとともにその周囲の少なくとも一部が屈曲した形状に構成されたフレーム壁が前記半導体基板に直接または間接に結合され、
前記フレーム壁の内側における少なくとも一部には、前記半導体製造プロセスにおいて前記固定板の内側から除去された犠牲層が残存しているとともに、該残存した犠牲層の内側表面の凹凸は、前記半導体製造プロセスにおいて前記複数の音孔から供給されるエッチング液により前記犠牲層を除去する場合に形成される、音孔の外形の相似形が連続する音孔形状反映構造の凹凸より小さいことを特徴とする音響センサ。
【請求項２】
前記複数の音孔は、前記固定板の法線方向から見て、前記半導体基板の開口の内側に配置されたことを特徴とする請求項１に記載の音響センサ。
【請求項３】
前記半導体製造プロセスは、前記開口形成前の前記半導体基板の表面上に、第一の犠牲層と該第一の犠牲層を覆う第二の犠牲層とを堆積させる工程と、
前記第二の犠牲層の上に振動電極膜を成膜する工程と、
前記振動電極膜を覆うように第三の犠牲層を堆積させる工程と、
前記第一の犠牲層を除去する工程と、
前記第二及び第三の犠牲層のそれぞれの一部を除去する工程と、
を含み
前記音孔は、前記固定板の法線方向から見て前記第一の犠牲層の外形より内側に配置されたことを特徴とする請求項１に記載の音響センサ。
【請求項４】
前記犠牲層は、少なくとも上下二層からなり、
前記犠牲層の材質は、前記半導体製造プロセスにおける上側の犠牲層のエッチングレートより、下側の犠牲層のエッチングレートが高くなるように選択されたことを特徴とする請求項１に記載の音響センサ。
【請求項５】
前記固定板における、前記固定板の法線方向から見て少なくとも前記犠牲層が残存する部分の上方に、さらに、不透明な薄膜を堆積したことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の音響センサ。
【請求項６】
前記振動電極膜は、前記固定板の法線方向から見て略四辺形の振動部を有し、
前記残存した犠牲層において、前記フレーム璧における前記振動部の各辺に対向する領域に残存した部分の平均厚みが、前記フレーム璧におけるそれ以外の領域に残存した部分の平均厚みより厚いことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の音響センサ。
【請求項７】
半導体基板の表面に対向する振動電極膜及び、該振動電極膜を内部に包含する犠牲層を形成する工程と、
前記犠牲層の上に、前記半導体基板の表面に対向するとともに複数の音孔を有する固定
板及び、該固定板の周囲の少なくとも一部が屈曲して前記半導体基板に直接または間接に結合するフレーム壁を形成する工程と、
前記半導体基板に開口を形成する工程と、
前記犠牲層をエッチングによって除去する工程と、
を含み、
前記犠牲層をエッチングによって除去する工程においては、前記固定板の複数の音孔及び前記半導体基板の開口からエッチング液が供給され、
前記音孔から供給されるエッチング液より、前記半導体基板の開口から供給されたエッチング液の方を、前記フレーム璧の内側であって、前記固定板の法線方向から見て前記振動電極膜の外側にある犠牲層に早く到達させることを特徴とする音響センサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、音響センサおよび音響センサの製造方法を開示する。
【背景技術】
【０００２】
従来、小型のマイクロフォンとしてＥＣＭ（Electret Condenser Microphone）と呼ば
れる音響センサを利用したものが使用されていた。しかし、ＥＣＭは熱に弱く、また、デジタル化への対応や小型化といった点で、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）技術を用いて製造される音響センサを利用したマイクロフォン（ＭＥＭＳマイクロフォン）の方が優れていることから、近年では、ＭＥＭＳマイクロフォンが採用されつつある（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２５０１７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
音響センサの一種に、音波を受けて振動する振動電極膜を、電極膜が固定されたバックプレートに空隙を介して対向配置した形態をＭＥＭＳ技術で実現したものがある。このような音響センサは、例えば、基板の上に振動電極膜、および振動電極膜を覆うような犠牲層を形成した後、犠牲層の上にバックプレートを形成し、その後に犠牲層を除去することにより実現できる。ＭＥＭＳは半導体製造技術を応用したものなので、極めて小さい音響センサを得ることができる。しかし、一般にＭＥＭＳ技術を用いて作製した音響センサでは、薄膜化した振動電極膜やバックプレートで構成されるため、それらの耐衝撃性を確保することが難しい。それに対し、例えば、構造的に応力の加わりやすい部分を厚肉にすることも考えられるが、特定の部位を厚肉化することは、半導体製造技術の成膜プロセスの制約上難しい。また、振動電極板・バックプレート全体を厚肉にする場合においては感度の低下や音孔部の熱雑音が増加しノイズが悪化してしまう。
【０００５】
そこで、本発明は、半導体製造技術の制約を受けず、また感度・ノイズ性能を低下させずに耐衝撃性能を改善することを解決課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明は、バックプレートと半導体基板との間に振動電極膜を備えた音響センサにおいて、バックプレートに設けられている固定板の周囲に形成されたフレーム壁の内側に犠牲層を残存させ、且つ、犠牲層の内側表面の凹凸を、複数の音孔から供給されるエッチング液により犠牲層を除去する場合に形成される固定板の音孔の外形の相似形が連続する音孔形状反映構造の凹凸より小さくすることにした。
【０００７】
詳細には、表面に開口を有する半導体基板と、前記半導体基板の開口に対向するように配設され複数の音孔を有する固定板と該固定板に設けられた固定電極膜からなるバックプレートと、前記バックプレートと前記半導体基板との間に空隙を介して該バックプレートに対向するように配設された振動電極膜と、を備え、音響振動を前記振動電極膜と前記固定電極膜の間の静電容量の変化に変換して検出する音響センサにおいて、前記固定板は、半導体製造プロセスによって配設されるとともにその周囲の少なくとも一部が屈曲した形状に構成されたフレーム壁が前記半導体基板に直接または間接に結合され、前記フレーム壁の内側における少なくとも一部には、前記半導体製造プロセスにおいて前記固定板の内
側から除去された犠牲層が残存しているとともに、該残存した犠牲層の内側表面の凹凸は、前記半導体製造プロセスにおいて前記複数の音孔から供給されるエッチング液により前記犠牲層を除去する場合に形成される、音孔の外形の相似形が連続する音孔形状反映構造の凹凸より小さいことを特徴とする音響センサである。
【０００８】
ここで、音孔形状反映構造とは、固定板に形成されている複数の音孔から各々流入して音孔の中心から放射状に広がるエッチング液が、フレーム壁の内側の犠牲層をエッチングすることにより当該犠牲層に形成される凹凸状の構造であり、例えば、前記音孔が円形の場合、各音孔の中心から等距離にある円弧状の線を複数連ねたような形状のものを例示できる。
【０００９】
上記音響センサは、バックプレートに設けられている固定板の周囲に形成されたフレーム壁の内側に犠牲層を残存させている。よって、上記音響センサは、犠牲層が残存していないものに比べると、フレーム壁が犠牲層で補強されており、また、犠牲層の内側表面の凹凸は音孔形状反映構造の凹凸より小さいので凹凸による応力集中も生じにくい。従って、上記音響センサであれば、犠牲層が残存していないものに比べ、耐衝撃性能を改善することができる。
【００１０】
なお、前記複数の音孔は、前記固定板の法線方向から見て、前記半導体基板の開口の内側に配置されていてもよい。音孔がこのように配置されていれば、音孔から流入するエッチング液よりも半導体基板の開口から流入するエッチング液の方が、フレーム璧の内側であって、固定板の法線方向から見て振動電極膜の外側にある犠牲層に早く到達するので、音孔からのエッチング液の流入に起因して形成される凹凸が緩和され、フレーム壁の内側に残存する犠牲層の内側表面に形成される凹凸が音孔形状反映構造の凹凸よりも小さくなる。
【００１１】
また、前記半導体製造プロセスは、前記開口形成前の前記半導体基板の表面上に、第一の犠牲層と該第一の犠牲層を覆う第二の犠牲層とを堆積させる工程と、前記第二の犠牲層の上に振動電極膜を成膜する工程と、前記振動電極膜を覆うように第三の犠牲層を堆積させる工程と、前記第一の犠牲層を除去する工程と、前記第二及び第三の犠牲層のそれぞれの一部を除去する工程と、を含み、前記音孔は、前記固定板の法線方向から見て前記第一の犠牲層の外形より内側に配置されたことを特徴としてもよい。音孔がこのように配置されていれば、音孔から流入するエッチング液よりも半導体基板の開口から流入するエッチング液の方が、フレーム璧の内側であって、固定板の法線方向から見て振動電極膜の外側にある犠牲層に早く到達するので、音孔からのエッチング液の流入に起因して形成される凹凸が緩和され、フレーム壁の内側に残存する犠牲層の内側表面に形成される凹凸が音孔形状反映構造の凹凸よりも小さくなる。
【００１２】
また、前記犠牲層は、少なくとも上下二層からなり、前記犠牲層の材質は、前記半導体製造プロセスにおける上側の犠牲層のエッチングレートより、下側の犠牲層のエッチングレートが高くなるように選択されたことを特徴としてもよい。下側の犠牲層が、上側の犠牲層よりエッチングレートが高いと、音孔から流入するエッチング液よりも半導体基板の開口から流入するエッチング液の方が、フレーム璧の内側であって、固定板の法線方向から見て振動電極膜の外側にある犠牲層に早く到達するので、音孔からのエッチング液の流入に起因して形成される凹凸が緩和され、フレーム壁の内側表面の凹凸が音孔形状反映構造の凹凸より小さくなる。
【００１３】
また、前記固定板における、前記固定板の法線方向から見て少なくとも前記犠牲層が残存する部分の上方に、さらに、不透明な薄膜を堆積したことを特徴としてもよい。少なくとも犠牲層が残存する部分の上方に不透明な薄膜が堆積されていれば、固定板やフレーム
壁を透して犠牲層を見ることができなくなるので、エッチングの残留物である犠牲層位置のばらつきを見て不良品と誤認される可能性を低減することができ、また、構造的な補強を図ることができる。
【００１４】
また、前記振動電極膜は、前記固定板の法線方向から見て略四辺形の振動部を有し、前記残存した犠牲層において、前記フレーム璧における前記振動部の各辺に対向する領域に残存した部分の平均厚みが、前記フレーム璧におけるそれ以外の領域に残存した部分の平均厚みより厚いことを特徴としてもよい。そうすれば、比較的破損しやすい部位に犠牲層を重点的に残存させることができるので、効果的に耐衝撃性を改善し、また、犠牲層を残留させるための面積を減らすことができるので音響センサの小型化に有利である。
【００１５】
また、本発明は、方法の側面から捉えることもできる。例えば、本発明は、半導体基板の表面に対向する振動電極膜及び、該振動電極膜を内部に包含する犠牲層を形成する工程と、前記犠牲層の上に、前記半導体基板の表面に対向するとともに複数の音孔を有する固定板及び、該固定板の周囲の少なくとも一部が屈曲した形状に構成されて前記半導体基板に直接または間接に結合するフレーム壁を形成する工程と、前記半導体基板に開口を形成する工程と、前記犠牲層をエッチングによって除去する工程と、を含み、前記犠牲層をエッチングによって除去する工程においては、前記固定板の複数の音孔及び前記半導体基板の開口からエッチング液が供給され、前記音孔から供給されるエッチング液より、前記半導体基板の開口から供給されたエッチング液の方を、前記フレーム璧の内側であって、前記固定板の法線方向から見て前記振動電極膜の外側にある犠牲層に早く到達させることを特徴とする音響センサの製造方法であってもよい。
【発明の効果】
【００１６】
上記音響センサおよび音響センサの製造方法であれば、半導体製造技術の制約を受けず、また感度・ノイズ性能を低下させずに耐衝撃性能を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、実施形態に係る音響センサの一例を示した斜視図である。
【図２】図２は、音響センサの内部構造の一例を示した分解斜視図である。
【図３】図３は、音響センサの製造工程の概要を示した説明図である。
【図４】図４は、実施形態に係る音響センサと比較例に係る音響センサの内部構造を比較した図である。
【図５】図５は、落下試験を行った場合の状態を比較した図である。
【図６】図６は、モーメントによるたわみの状態を比較した図である。
【図７】図７は、アコースティックホールとバックチャンバーの開口との位置関係を表した図の一例である。
【図８】図８は、フレーム壁の内側に残存する犠牲層の内側表面の形状を上側から見た図の第一例である。
【図９】図９は、アコースティックホールを固定板の法線方向から見てバックチャンバーの内側に配置した場合のエッチング液の流れの一例を示した図である。
【図１０】図１０は、アコースティックホールと第一の犠牲層との位置関係を表した図の一例である。
【図１１】図１１は、第１変形例に係る製造工程の概要を示した説明図である。
【図１２】図１２は、フレーム壁の内側に残存する犠牲層の内側表面の形状を上側から見た図の第二例である。
【図１３】図１３は、音響センサに不透明な薄膜を更に設けた第３変形例の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本願発明の実施形態について説明する。以下に示す実施形態は、本願発明の一態様であり、本願発明の技術的範囲を限定するものではない。
【００１９】
図１は、実施形態に係る音響センサ１の一例を示した斜視図である。また、図２は、音響センサ１の内部構造の一例を示した分解斜視図である。音響センサ１は、バックチャンバー２が設けられたシリコン基板（半導体基板）３の上面に、絶縁膜４、振動電極膜（ダイヤフラム）５、およびバックプレート６を積層した積層体である。バックプレート６は、固定板７に固定電極膜８を成膜した構造を有しており、固定板７のシリコン基板３側に固定電極膜８が配置されている。
【００２０】
バックプレート６の固定板７には複数のアコースティックホール（音孔）が全面的に設けられている（図１や図２に示す固定板７の網掛けの各点が個々のアコースティックホールに相当する）。また、固定電極膜８の四隅のうち１つには、固定電極パッド１０が設けられている。
【００２１】
シリコン基板３は、例えば、厚みが５００μｍ程度の単結晶シリコンで形成することができる。
【００２２】
振動電極膜５は、例えば、厚みが０．７μｍ程度の導電性の多結晶シリコンで形成することができる。振動電極膜５は、略矩形状の薄膜であり、振動する略四辺形の振動部１１の四隅部分に固定部１２が設けられている。そして、振動電極膜５は、バックチャンバー２を覆うようにシリコン基板３の上面に配置され、４つの固定部１２においてシリコン基板３に固定されている。振動電極膜５の振動部１１は、音圧に感応して上下に振動する。四隅にある固定部１２のうちの１つに振動膜電極パッド９が設けられている。バックプレート６に設けられている固定電極膜８は、振動電極膜５のうち四隅の固定部１２を除いた振動する部分に対応するように設けられている。振動電極膜５のうち四隅の固定部１２は音圧に感応して振動しないため、振動電極膜５と固定電極膜８との間の静電容量が変化しないためである。
【００２３】
音響センサ１に音が届くと、音がアコースティックホールを通過し、振動電極膜５に音圧を加える。このアコースティックホールにより、音圧が振動電極膜５に印加されるようになる。また、アコースティックホールが設けられることにより、バックプレート６と振動電極膜５との間のエアーギャップ中の空気が外部に逃げやすくなり、熱雑音が軽減され、ノイズを減少することができる。
【００２４】
音響センサ１は、上述した構造により、音を受けて振動電極膜５が振動し、振動電極膜５と固定電極膜８との間の距離が変化する。振動電極膜５と固定電極膜８との間の距離が変化すると、振動電極膜５と固定電極膜８との間の静電容量が変化する。よって、振動電極膜５と電気的に接続された振動膜電極パッド９と、固定電極膜８と電気的に接続された固定電極パッド１０との間に直流電圧を印加しておき、上記静電容量の変化を電気的な信号として取り出すことにより、音圧を電気信号として検出することができる。
【００２５】
音響センサ１は、次のような製造工程を経て製造される。図３は、音響センサ１の製造工程の概要を示した説明図である。
【００２６】
まず、シリコン基板３の表面に下部犠牲層（酸化シリコン）１３を形成する。下部犠牲層１３は、振動電極膜５の中央部分に対応する位置が矩形状に除去されており、シリコン基板３をエッチングする際のバックチャンバー２の開口形状を規定する。そして、下部犠牲層１３の上側の振動電極膜５に対応する部分に、振動電極膜５よりも一回り大きい第一の犠牲層（ポリシリコン）１４を形成する。そして、下部犠牲層１３や第一の犠牲層１４
の上に第二の犠牲層（酸化シリコン）１５Ｂ、振動電極膜（多結晶シリコン）５、第三の犠牲層（酸化シリコン）１５Ｕ、バックプレート（金属薄膜や窒化シリコンの絶縁層）６、固定板７を支持するフレーム壁１６、バックプレート６から振動電極膜５の方へ向かって突出する突起状のストッパー１７を形成する。下部犠牲層１３、第二の犠牲層１５Ｂおよび第三の犠牲層１５Ｕは、絶縁膜としても機能するため、一部を残すことで上述の絶縁膜４を形成する。ストッパー１７は、固定電極膜８に接近した振動電極膜５が固定電極膜８に固着するのを防ぐ目的で設ける。ストッパー１７は、例えば、第三の犠牲層１５Ｕを２層構造とし、上側の層にストッパー１７に対応する窪みを設けておくことにより形成できる。そして、バックプレート６にアコースティックホール１８を形成する（図３（Ａ））。
【００２７】
次に、シリコン基板３を異方性エッチングによりエッチングし、振動電極膜５の中央部分に対応する位置に貫通孔１９を形成する（図３（Ｂ））。そして、シリコン基板３に形成した貫通孔１９を通じて、第一の犠牲層１４を等方性エッチングによりエッチングする（図３（Ｃ））。そして、シリコン基板３を再びエッチングして貫通孔１９を拡張し、バックチャンバー２を完成させる（図３（Ｄ））。その後、シリコン基板３に形成したバックチャンバー２の開口２２および固定板７に形成したアコースティックホール１８を通じて、第二の犠牲層１５Ｂおよび第三の犠牲層１５Ｕがフレーム壁１６の内側に残存する程度にエッチングする（図３（Ｅ））。これにより、音響センサ１が完成する。なお、以下において、第二の犠牲層１５Ｂおよび第三の犠牲層１５Ｕを一纏めにして説明する場合、単に「犠牲層１５」と称する。
【００２８】
図４は、実施形態に係る音響センサ１と比較例に係る音響センサの内部構造を比較した図である。実施形態に係る音響センサ１はフレーム壁１６の内側に犠牲層１５が残存しているのに対し、比較例に係る音響センサ１０１はフレーム壁１１６の内側に何ら残留物が無く、犠牲層がエッチングにより完全に除去されている。犠牲層１５がフレーム壁１６の内側に残存している実施形態の音響センサ１は、犠牲層がフレーム壁１１６の内側に残存していない比較例の音響センサ１０１に比べ、以下のような効果を有する。
【００２９】
図５は、落下試験を行った場合の状態を比較した図である。実施形態に係る音響センサ１のフレーム壁１６は、フレーム壁１６の内側に残存する犠牲層１５により補強されているので、比較例の音響センサ１０１のフレーム壁１１６より強度が高い。よって、実施形態に係る音響センサ１は、落下試験を行った場合、比較例に係る音響センサ１０１に比べて振動電極膜５やバックプレート６が破損しにくい。
【００３０】
図６は、モーメントによるたわみの状態を比較した図である。実施形態に係る音響センサ１のフレーム壁１６は、フレーム壁１６の内側に残存する犠牲層１５により補強されているので、比較例の音響センサ１０１のフレーム壁１１６より強度が高い。よって、実施形態に係る音響センサ１は、固定電極膜８や固定板７が持つ内部応力や熱膨張係数差によって生ずる力によるモーメントがバックプレート６に加わっても、比較例に係る音響センサ１０１のバックプレート１０６より反りにくい。バックプレート６，１０６が反ると、固定電極膜８，１０８と振動電極膜５，１０５との間の静電容量が変化してしまうので、感度のバラつきが生じてしまう虞がある。この点、実施形態に係る音響センサ１であれば、バックプレート６が反りにくいため、固定電極膜８と振動電極膜５との間の静電容量が変化しにくく、感度のばらつきが生じにくい。
【００３１】
ところで、上述した音響センサ１の製造工程の説明においては、アコースティックホール１８の位置について特に言及しなかったが、各アコースティックホール１８は、例えば、固定板７の法線方向から見て（上側から見て）、シリコン基板３に設けたバックチャンバー２の開口２２の内側に配置されていることが好ましい。図７は、アコースティックホ
ール１８とバックチャンバー２の開口２２との位置関係を表した図の一例である。各アコースティックホール１８が上側から見てバックチャンバー２の開口２２の内側に配置されていると、アコースティックホール１８から流入するエッチング液よりもバックチャンバー２の開口２２から流入するエッチング液の方が、フレーム璧１６の内側であって、固定板７の法線方向から見て振動電極膜８の外側にある犠牲層１５に早く到達するので、アコースティックホール１８からのエッチング液の流入に起因して形成される凹凸が緩和され、フレーム壁１６の内側に残存する犠牲層１５の内側表面の凹凸が、音孔形状反映構造の凹凸よりも小さくなる。
【００３２】
図８は、第三の犠牲層の内側表面の形状を上側から見た図の一例である。図８（Ａ）は、アコースティックホール１８から流入するエッチング液よりもバックチャンバー２の開口２２から流入するエッチング液の方が、フレーム璧１６の内側であって、固定板７の法線方向から見て振動電極膜８の外側にある犠牲層１５に早く到達する場合に形成される犠牲層１５の内側表面の形状の一例を示している。一方、図８（Ｂ）は、バックチャンバー２の開口２２から流入するエッチング液よりもアコースティックホール１８から流入するエッチング液の方が、フレーム璧１６の内側であって、固定板７の法線方向から見て振動電極膜８の外側にある犠牲層１５に早く到達する場合に形成される犠牲層１５の内側表面の形状の一例を示している。
【００３３】
上記製造工程では、バックチャンバー２を完成させた後のエッチングにおいて、シリコン基板３に形成したバックチャンバー２の開口２２および固定板７に形成したアコースティックホール１８を通じて、犠牲層１５をエッチングしている。よって、仮に、バックチャンバー２の開口２２から流入するエッチング液よりもアコースティックホール１８から流入するエッチング液の方が、フレーム璧１６の内側であって、固定板７の法線方向から見て振動電極膜８の外側にある犠牲層１５に早く到達する場合、アコースティックホール１８から流入するエッチング液は、各アコースティックホール１８から放射状に徐々に広がっていき、フレーム壁１６の内側に残存する犠牲層１５の内側表面に凹凸２０を形成することになる（図８（Ｂ）の拡大図を参照）。凹凸２０は、アコースティックホール１８の外形の相似形が連続する音孔形状反映構造であり、大きさについては以下のように表すことができる。例えば、犠牲層１５の内側表面の凹凸２０の突起の長さをＬ、アコースティックホール１８の半径をａ、アコースティックホール１８の縁からのエッチングの広がりまでの距離をｂ、各アコースティックホール１８の間隔をｃとした場合、以下の関係式が成立する。なお、凹凸２０の突起の長さＬは、凹凸２０の大きさを表しているため、音孔形状反映構造の大きさとして捉えることができる。
【数１】
0006390423.tif 000002
【００３４】
上記の関係式から明らかなように、凹凸２０の大きさは、アコースティックホール１８の半径やエッチングの広がり、各アコースティックホール１８の間隔に応じて変動することが判る。そこで、本実施形態に係る製造方法では、アコースティックホール１８から流入するエッチング液よりもバックチャンバー２の開口２２から流入するエッチング液の方が、フレーム璧１６の内側であって、固定板７の法線方向から見て振動電極膜８の外側にある犠牲層１５に早く到達させることで、アコースティックホール１８からのエッチング液の流入に起因して形成される凹凸を少なくとも音孔形状反映構造の凹凸より小さいものにし、凹凸による応力集中が生ずるのを抑制している。
【００３５】
図９は、アコースティックホール１８を固定板７の法線方向から見てバックチャンバー２の開口２２の内側に配置した場合のエッチング液の流れの一例を示した図である。本実
施形態の音響センサ１のように、アコースティックホール１８が、固定板７の法線方向から見て、シリコン基板３に設けるバックチャンバー２の開口２２の内側に配置されていると、アコースティックホール１８から流入するエッチング液によりも、バックチャンバー２の開口２２から供給されたエッチング液の方が、図９に示す破線部分（フレーム璧１６の内側であって、固定板７の法線方向から見て振動電極膜８の外側にある犠牲層１５）に早く到達するので、音孔形状反映構造である凹凸２０と同じ大きさの凹凸がフレーム壁１６の内側に形成されないようにすることができる。
【００３６】
ところで、上述した音響センサ１の製造工程の説明においては、アコースティックホール１８の位置と第一の犠牲層１４との位置関係について特に言及しなかったが、各アコースティックホール１８は、例えば、固定板７の法線方向から見て、第一の犠牲層１４の外形より内側に配置されていることが好ましい。図１０は、アコースティックホール１８と第一の犠牲層１４との位置関係を表した図の一例である。各アコースティックホール１８が上側から見て第一の犠牲層１４の外形より内側に配置されていると、第一の犠牲層１４がエッチングで除去された後に、アコースティックホール１８から流入するエッチング液よりもバックチャンバー２の開口２２から流入するエッチング液の方が、フレーム璧１６の内側であって、固定板７の法線方向から見て振動電極膜８の外側にある犠牲層１５に早く到達できるので、アコースティックホール１８からのエッチング液の流入に起因して形成される凹凸が緩和され、フレーム壁１６の内側に残存する犠牲層１５の内側表面の凹凸を音孔形状反映構造の凹凸より小さくしやすい。
【００３７】
＜第１変形例＞
ところで、上述した音響センサ１の製造工程の説明においては、犠牲層１５の材質について特に触れなかったが、例えば、上側の第三の犠牲層１５Ｕより、下側の第二の犠牲層１５Ｂの方がエッチングレートが高くなるように犠牲層１５の材質を選定すると、フレーム壁１６の内側に残存する犠牲層１５の内側表面の凹凸を、音孔形状反映構造の凹凸よりも小さくしやすい。図１１は、第１変形例に係る製造工程の概要を示した説明図である。
【００３８】
シリコン基板３の表面に犠牲層１５を形成する際、第三の犠牲層１５Ｕのエッチングレートより、第二の犠牲層１５Ｂのエッチングレートが高くなるように、第三の犠牲層１５Ｕの材料と第二の犠牲層１５Ｂの材料とを選定する（図１１（Ａ））。次に、上記実施形態の製造工程と同様、シリコン基板３をエッチングして貫通孔１９を形成し（図１１（Ｂ））、貫通孔１９を通じて第一の犠牲層１４をエッチングし（図１１（Ｃ））、シリコン基板３を再びエッチングしてバックチャンバー２を完成させる（図１１（Ｄ））。その後、バックチャンバー２の開口２２およびアコースティックホール１８を通じて、犠牲層１５がフレーム壁１６の内側に残存する程度にエッチングする（図１１（Ｅ））。本変形例に係る製造工程の場合、犠牲層１５のうち上側の第三の犠牲層１５Ｕは、下側の第二の犠牲層１５Ｂよりエッチングレートが低い。このため、アコースティックホール１８から流入するエッチング液がアコースティックホール１８から犠牲層１５の奥深くへ浸入しにくい。よって、本変形例に係る製造工程であれば、図１１に示されるように、アコースティックホール１８を固定板７の法線方向から見てシリコン基板３のバックチャンバー２の開口２２の内側に配置しなくても、アコースティックホール１８からのエッチング液の流入より、バックチャンバー２の開口２２からのエッチング液の流入の方が支配的となるので、フレーム壁１６の内側に残存する犠牲層１５の内側表面の凹凸が、音孔形状反映構造の凹凸より小さくなる。
【００３９】
＜第２変形例＞
なお、図８には、実施形態の音響センサ１として、フレーム壁１６の内側に残存した犠牲層１５の厚みが、振動部１１の各辺に対向する領域に残存した部分とそれ以外の領域に残存した部分とで一様なものが図示されていたが、上記実施形態に係る音響センサ１は、
このような形態に限定されるものではない。図１２は、フレーム壁１６の内側に残存する犠牲層１５の内側表面の形状を上側から見た図の第二例である。上記実施形態に係る音響センサ１は、例えば、図１２（Ａ）に示すように、フレーム壁１６における振動部１１の各辺に対向する領域に残存した部分の犠牲層１５の平均厚みが、フレーム壁１６におけるそれ以外の領域に残存した部分の平均厚みより厚く、またそれ以外の領域に音孔形状反映構造による凹凸があってもよいし、或いは、図１２（Ｂ）に示すように、フレーム壁１６における振動部１１の各辺に対向する領域にのみ犠牲層１５が残存し、フレーム壁１６におけるそれ以外の領域については犠牲層１５が除去されていてもよい。バックプレート６やフレーム壁１６の中でも比較的破損しやすいのは四隅よりも振動部１１の各辺に対向する四辺であるため、少なくとも犠牲層１５が振動部１１の各辺に沿うように重点的に残存していれば効果的に耐衝撃性を改善し、また、犠牲層１５を残留させるための面積を減らすことができるので音響センサ１の小型化に有利である。
【００４０】
＜第３変形例＞
図１３は、音響センサ１に不透明な薄膜を更に設けた第３変形例の図である。例えば、各種の検査装置により、バックプレート６やフレーム壁１６を透して犠牲層１５を見ることができる場合、フレーム壁１６の内側に犠牲層１５が残留した音響センサ１がエッチング不足の不良品として取り扱われる可能性がある。犠牲層１５は、エッチングの時間制御でフレーム壁１６の内側に残留させたものなので、例えば、図１３（Ａ）と図１３（Ｂ）とを比較すると判るように、犠牲層１５の位置にばらつきが生ずる可能性がある。犠牲層１５の位置にばらつきがあると、不良品として取り扱われる可能性がある。そこで、例えば、少なくとも犠牲層１５が残存する部分の上方に不透明な薄膜２１を堆積すれば、バックプレート６やフレーム壁１６を透して犠牲層１５を見ることができなくなるので、不良品として誤って取り扱われる可能性を低減することができる。また、構造的に応力の加わりやすい部分を補強できる。
【符号の説明】
【００４１】
１，１０１・・音響センサ：２・・バックチャンバー：３・・シリコン基板：４・・絶縁膜：５，１０５・・振動電極膜：６，１０６・・バックプレート：７・・固定板：８，１０８・・固定電極膜：９・・振動膜電極パッド：１０・・固定電極パッド：１１・・振動部：１２・・固定部：１３・・下部犠牲層：１４・・第一の犠牲層：１５Ｂ・・第二の犠牲層：１５Ｕ・・第三の犠牲層：１５・・犠牲層：１６，１１６・・フレーム壁：１７・・ストッパー：１８・・アコースティックホール：１９・・貫通孔：２０・・凹凸：２１・・薄膜：２２・・開口
【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６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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