(57)【要約】【課題】シリコン基板をマイクロ加工して形成されるコンデンサマイクロホにおいて、事前に着電条件を調べることなく、また、固定電極の音孔の大きさが小さい場合であっても、目的の着電量に誘電体膜を高精度でエレクトレット化できるようにする。【解決手段】誘電体膜３２を接地電位にする一方、固定電極３１を接地電位と異なる他の電位にする。その後、コロナ放電によって発生させたイオンを、固定電極３１に設けられた複数の音孔３５を経由して誘電体膜３２まで到達させ、それによって誘電体膜３２をエレクトレット化する。【選択図】図１
2007294858.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の音孔を有する固定電極と、前記固定電極と対向するように配置された振動膜と、前記固定電極と前記振動膜との間に位置するように前記振動膜上に設けられた誘電体膜とを備えたコンデンサマイクロホンにおいて、前記誘電体膜をエレクトレット化するエレクトレット化方法であって、
前記誘電体膜を接地電位にする工程（ａ）と、
前記固定電極を前記接地電位と異なる他の電位にする工程（ｂ）と、
前記工程（ａ）及び前記工程（ｂ）の後に、コロナ放電によって発生させたイオンを、前記固定電極に設けられた前記複数の音孔を経由して前記誘電体膜まで到達させ、それによって前記誘電体膜をエレクトレット化する工程（ｃ）とを備えていることを特徴とするエレクトレット化方法。
【請求項２】
請求項１に記載のエレクトレット化方法において、
前記コンデンサマイクロホンは実装基板に実装されており、
前記工程（ａ）は、前記誘電体膜を、前記実装基板上に設けられた第１の電極を介して前記接地電位にする工程を含み、
前記工程（ｂ）は、前記固定電極を、前記実装基板上に設けられた第２の電極を介して前記他の電位にする工程を含むことを特徴とするエレクトレット化方法。
【請求項３】
請求項１に記載のエレクトレット化方法において、
前記工程（ａ）は、前記誘電体膜を、第１のプローブピンを介して前記接地電位にする工程を含み、
前記工程（ｂ）は、前記固定電極を、第２のプローブピンを介して前記他の電位にする工程を含むことを特徴とするエレクトレット化方法。
【請求項４】
請求項１に記載のエレクトレット化方法において、
前記工程（ｃ）は、ワイヤ電極を用いて前記コロナ放電を発生させる工程を含むことを特徴とするエレクトレット化方法。
【請求項５】
請求項１に記載のエレクトレット化方法において、
前記工程（ｃ）は、針状電極を用いて前記コロナ放電を発生させる工程を含むことを特徴とするエレクトレット化方法。
【請求項６】
請求項１に記載のエレクトレット化方法において、
前記工程（ｃ）における前記誘電体膜の帯電電荷量を、前記工程（ｂ）における前記固定電極の前記他の電位の大きさにより調整することを特徴とするエレクトレット化方法。
【請求項７】
請求項１に記載のエレクトレット化方法によりエレクトレット化された前記誘電体膜を有することを特徴とするコンデンサマイクロホン。
【請求項８】
複数の音孔を有する固定電極と、前記固定電極と対向するように配置された振動膜と、前記固定電極と前記振動膜との間に位置するように前記振動膜上に設けられた誘電体膜とを備えたコンデンサマイクロホンにおいて、前記誘電体膜をエレクトレット化するエレクトレット化装置であって、
コロナ放電を発生させるための電極と、
前記電極に高電圧を印加するための高電圧電源と、
前記固定電極を接地電位と異なる他の電位にするための電圧電源と、
エレクトレット化対象の膜である前記誘電体膜を前記接地電位にするための接地用ピンと、
前記固定電極を前記他の電位にするための電圧印加用ピンとを備えていることを特徴とするエレクトレット化装置。
【請求項９】
請求項８に記載のエレクトレット化装置において、
前記電圧電源は前記他の電位の大きさを調整できることを特徴とするエレクトレット化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコンの微細加工技術を用いて形成されたコンデンサマイクロホンにおける誘電体膜のエレクトレット化方法及びエレクトレット化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エレクトレット・コンデンサ・マイクロホン（ＥＣＭ）は、音波によるコンデンサの容量変化を電気信号として検出すると共に半永久的な分極を持つエレクトレット膜を利用することにより、コンデンサの直流バイアスを不要とした小型の音響電気変換装置である。
【０００３】
ＥＣＭにおけるエレクトレット膜（少なくとも一部が分極している誘電体膜）は、例えばＦＥＰ（フロロエチレン・プロピレン）などの有機誘電体膜からなり、この誘電体膜に電荷を注入して固定することによって形成される。誘電体膜に注入された電荷が形成する電場により、誘電体膜を挟むコンデンサの両極に電位差が発生する。尚、誘電体膜に電荷を注入して固定することを、エレクトレット化という。
【０００４】
誘電体膜（エレクトレット膜）はＦＥＰなどの薄膜から構成されており、当該薄膜の外面には金やニッケルなどの金属が蒸着等によって付着される。
【０００５】
エレクトレット形成のための従来の誘電体膜への電荷の注入方法としては、図６や図７に示す方法がある（例えば特許文献１参照）。
【０００６】
図６は、針状電極を用いてコロナ放電を生じさせて誘電体膜をエレクトレット化する従来の装置の要部断面図である。
【０００７】
図６の装置では、接地電極（金属トレイ）５上にＦＥＰ（フロロエチレン・プロピレン）薄膜４を載置し、高電圧電源７に接続された針状電極６によって直流コロナ放電を生じさせ、イオンをＦＥＰ薄膜４に注入し固定することによってエレクトレット化を行う。
【０００８】
図７は、ワイヤ電極を用いてコロナ放電を生じさせて誘電体膜をエレクトレット化する従来の装置の要部断面図である。尚、図７において、図６の装置と共通する部分には同じ符号を付すものとする。
【０００９】
図７の装置では、接地電極（金属トレイ）５上にＦＥＰ（フロロエチレン・プロピレン）薄膜４を載置し、高電圧電源７に接続されたワイヤ電極２１によって直流コロナ放電を生じさせ、イオンをＦＥＰ薄膜４に注入し固定することによってエレクトレット化を行う。この図７の装置においては、ワイヤ電極２１が２次元的な広がりを有することから、広範囲に亘ってイオンを照射できるという利点がある。
【００１０】
従って、通常、ＥＣＭの製造に際しては、量産性を考慮し、複数枚のＦＥＰ薄膜（誘電体膜）を金属性のトレイに並べて図７の装置によってコロナ放電を行うことにより、一度に大量のＦＥＰ薄膜をエレクトレット化している。但し、この方法では、イオンの照射を均一に行えない場合があるため、トレイ上の位置によってＦＥＰ薄膜のエレクトレット量がばらつくことがある。その結果、マイクロホンの感度にばらつきが生じる。また、このようなエレクトレット量のばらつきに起因するものの他、寄生容量やＦＥＴ容量のばらつき等に起因して、マイクロホンの感度にばらつきが発生する場合もある。
【００１１】
以上の従来例では、エレクトレット化の対象である誘電体膜自体を取り出してエレクトレット化処理を行っている。このような従来技術は、機械的な部品を組み立てることによって構成されるＥＣＭを前提とした技術と言える。
【００１２】
これに対して、近年、機械部品を組立てるのではなく、シリコン基板をマイクロ加工して、超小型のコンデンサマイクロホンを形成する技術が提案されている（例えば特許文献２、特許文献３、特許文献４参照）。
【００１３】
いわゆるＭＥＭＳ（微小電気機械システム）素子の製造技術を用いて製造されるシリコンのコンデンサマイクロホンは、「シリコンマイクロホン（又はシリコンマイク）」と呼ばれており、小型化及び薄型化が進展している携帯電話端末等に搭載するためのＥＣＭの製造技術として注目されている（例えば特許文献２参照）。
【００１４】
ここで、シリコンマイクロホンは、半導体プロセス技術を用いてシリコン基板を加工することにより製造されるものであるため、半導体加工と関係のないエレクトレット化処理についてはシリコンマイクロホンの製造過程に入れ込むことができない。すなわち、誘電体膜だけを取り出して個別にエレクトレット化することはできない。
【００１５】
従って、例えば特許文献３に記載されているシリコンマイクロホンは、エレクトレット膜を具備しないコンデンサマイクロホンとなっている。
【００１６】
但し、シリコンマイクロホンにおいてエレクトレット化ができないわけではなく、例えば特許文献４に記載されているシリコンマイクロホンでは、誘電体膜のエレクトレット化が可能となっている。
【００１７】
すなわち、特許文献４に記載のシリコンマイクロホンは、基板上に形成された誘電体膜を含む第１のシリコン基板（マイクロホン膜）と、この第１のシリコン基板に貼り合わされる第２のシリコン基板（マイクロホン裏板）とからなり、第１のシリコン基板の製造工程の最後に誘電体膜のエレクトレット化を行い、しかる後に、第１のシリコン基板に第２のシリコン基板を貼り合わせている。
【００１８】
また、特許文献５に記載されているシリコンマイクロホン及びその製造方法では、一枚のシリコン基板からなり且つ誘電体膜が露出していない構造のシリコンマイクロホンにおいて誘電体膜のエレクトレット化が可能となっている。
【００１９】
すなわち、特許文献５に記載のシリコンマイクロホンのエレクトレット化方法は、シリコン基板を微細加工することによって形成されるコンデンサマイクロホン用チップを実装基板上に実装した後に、コンデンサマイクロホンの構成要素である誘電体膜をエレクトレット化するエレクトレット化方法であって、１つの針状電極による少なくとも１回のコロナ放電を、１つのコンデンサマイクロホンに対して個別に実施することにより、誘電体膜をエレクトレット化する。
【００２０】
また、特許文献６に記載されているエレクトレット化方法では、コロナ放電を行う際に、コロナ放電を行う電極とエレクトレット化対象物との間にグリッド電極を配置することによって、イオンの動きを制御しながらエレクトレット化を行う。これにより、エレクトレット化の量を制御することができる。
【特許文献１】特開昭５６−５８２２０号公報
【特許文献２】特開平１１−８８９９２号公報
【特許文献３】特開２００５−２０４１１号公報
【特許文献４】特表２０００−５０８８６０号公報
【特許文献５】ＰＣＴ／ＪＰ２００６／３１１２４８
【特許文献６】特開２００３−２８２３６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
以上に説明したように、半導体製造プロセスを用いてシリコン基板をマイクロ加工してシリコンマイクロホンを製造しようとした場合、本質的に、誘電体膜だけを取り出してエレクトレット化することができないことから、ＥＣＭ（エレクトレットコンデンサマイクロホン）を製造することは困難である。
【００２２】
また、例えば特許文献４に記載の技術のように、２つの基板の各々に対して個別に製造工程を実施し、最後に両基板を貼り合わせることによってシリコンマイクロホンを製造する方法では、誘電体膜のエレクトレット化は可能であるが、シリコンマイクロホンの製造工程が複雑化するという問題がある。
【００２３】
また、シリコン基板のマイクロ加工の際には、デバイスの寸法にばらつきが生じやすく、また、実装基板上に搭載されるＦＥＴ（電界効果トランジスタ）等の電子部品の性能のばらつきも無視できない場合があるため、シリコンマイクロホンの感度にばらつきが生じる。しかしながら、上記特許文献４では、このようなシリコンマイクロホンの感度のばらつきに関する対策について何ら記載されていない。
【００２４】
また、特許文献５に記載の技術のように、１つの針状電極による少なくとも１回のコロナ放電を、１つのコンデンサマイクロホンに対して個別に実施する方法では、目的の着電量のエレクトレット化を行うに際して、コロナ放電を実施するときの各種調整条件（着電距離（コロナ放電用電極と誘電体膜との間の距離）やコロナ放電印加電圧等）を事前に試し、各種調整条件と着電量との関係を調べて、目的の着電量を得られる着電条件を決めなければならない。
【００２５】
さらに、特許文献５に記載の方法では、コロナ放電により発生したイオンを固定電極に設けられた音孔を通過させて誘電体膜まで到達させることによってエレクトレット化を行っているため、固定電極の音孔の大きさが小さくなると、ワイヤ電極を用いた場合だけではなく、針状電極を用いた場合においてもコロナ放電により発生したイオンを誘電体膜まで到達させることができなくなる。
【００２６】
本発明は、以上のような考察に基づいてなされたものであって、その目的は、シリコン基板をマイクロ加工して形成されるコンデンサマイクロホンにおいて、事前に着電条件を調べることなく、また、固定電極の音孔の大きさが小さい場合であっても、目的の着電量に誘電体膜を高精度でエレクトレット化できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
上記目的を達成するために、本発明は、コンデンサマイクロホンにおいて誘電体膜を接地電位にし且つ固定電極を接地電位と異なる電位にした状態で、固定電極の上方においてコロナ放電を行い、それによって誘電体膜をエレクトレット化するものである。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によると、コンデンサマイクロホン用チップにおける固定電極を接地電位と異なる電位にした状態で、固定電極の上方においてコロナ放電を行う。これにより、コロナ放電によって発生するイオンは、固定電極の電位によって制御されながら固定電極の音孔を経由して誘電体膜に達し、それによって誘電体膜をエレクトレット化することができる。さらに、着電による誘電体膜の電位が固定電極の電位と等しくなるまで、誘電体膜がエレクトレット化される。そのため、エレクトレット着電の条件と誘電体膜にエレクトレット化される電圧（着電による誘電体膜の電位）との関係を事前に調べることなしに、誘電体膜を目的の着電量に精度よくエレクトレット化できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
本発明の第１〜第３の実施形態においては、後述するように、コンデンサマイクロホンにおける固定電極を接地電位と異なる電位にした状態で、固定電極の上方においてコロナ放電を行う。これにより、コロナ放電によって発生するイオンは、固定電極の電位によって制御されながら固定電極の音孔を経由して誘電体膜に達し、それによって誘電体膜をエレクトレット化することができる。さらに、着電による誘電体膜の電位が固定電極の電位と等しくなるまで、誘電体膜がエレクトレット化される。そのため、エレクトレット着電の条件と誘電体膜にエレクトレット化される電圧（着電による誘電体膜の電位）との関係を事前に調べることなしに、誘電体膜を目的の着電量に精度よくエレクトレット化することができる。
【００３０】
また、本発明の第２の実施形態においては、後述するように、マイクロホン用チップを実装用基板に実装する前に誘電体膜に対して着電を行うことによって、着電をするためにマイクロホン用チップと実装用基板とをボンディングワイヤ等によって電気的に接続する必要がなくなる。
【００３１】
さらに、本発明の第２の実施形態においては、後述するように、マイクロホン用チップを実装用基板に実装する前に誘電体膜に対して着電を行うことによって、次のような効果が得られる。すなわち、実装していない状態でコンデンサマイクロホンの感度検査及びエレクトレット化量検査を行うことによって、不良チップを実装前に検出することができるので、実装用基板及び実装素子の廃棄ロスが少なくなる。
【００３２】
また、本発明の第３の実施形態においては、後述するように、コロナ放電にワイヤ電極を用いることにより、複数のマイクロホンの誘電体膜に対して同時に着電を行うことが可能となるので、生産性が向上する。
【００３３】
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態に係るエレクトレット化方法及びエレクトレット化装置について図面を参照しながら説明する。
【００３４】
図１は、シリコン基板をマイクロ加工して製造されるシリコンマイクロホンの構造を説明するためのデバイスの断面図である。
【００３５】
図１に示すように、シリコンマイクロホン４３は、シリコン基板（シリコンダイヤフラム）３４と、シリコン基板３４の除去領域を覆うように設けられ且つコンデンサの一極として機能する振動膜３３と、振動膜３３上に設けられ且つエレクトレット化対象の膜となる無機誘電体膜３２と、振動膜３３と対向するようにシリコン基板３４上にスペーサ部３７によって支持されており且つコンデンサの他極として機能する固定電極３１とを備えている。固定電極３１には、複数の音孔（音波を振動膜３３に導くための開口部）３５が設けられている。また、振動膜３３と固定電極３１との間には、犠牲層のエッチングにより形成されるエアギャップ３６が介在する。シリコンマイクロホン４３を構成する振動膜３３、固定電極３１及び無機誘電体膜３２は、シリコンの微細加工技術とＣＭＯＳ（相補型電界効果トランジスタ）の製造プロセス技術とを利用して製造される。
【００３６】
図２は、シリコン基板を用いたエレクトレットマイクロホンの実装構造（ケース封入後の構造）を示す断面図である。尚、図２において、図１と共通する部分には同じ符号を付すことにより、重複する説明を省略する。また、図２において、シリコンマイクロホン（半導体デバイス）４３については簡略化して描いている（実際の構造は図１に示すとおりである）。
【００３７】
図２に示すように、プラスチック又はセラミックよりなる実装基板４２上に、シリコンマイクロホン（半導体デバイス）４３とその他の素子である電子部品（ＦＥＴ、抵抗、アンプ等）４５が実装されている。
【００３８】
実装基板４２の裏面には接地パターン４６とマイク信号出力パターン４７とが配置されている。図２に示すように、実装態様ではシリコンマイクロホン４３は実装基板４２上に実装されている。コンデンサの一極をなす振動膜３３は、ボンディングワイヤ４４ａを介してその他の電子部品４５に電気的に接続されている。また、その他の電子部品４５は、ボンディングワイヤ４４ｃを介して、実装基板４２上の配線パターン６０ｂに電気的に接続されている。コンデンサの他極をなす固定電極３１は、ボンディングワイヤ４４ｂを介して、実装基板４２上の配線パターン６０ａに電気的に接続されている。また、各配線パターン６０ａ及び６０ｂはそれぞれ、実装基板４２の内部の配線Ｌ１及びＬ２を介して、実装基板４２の裏面に設けられた接地パターン４６及びマイク信号出力パターン４７に電気的に接続されている。
【００３９】
シールドケース４１は、エレクトレット化処理が済んだ後に、実装基板４２上に取り付けられる。このシールドケース４１には、音波を導く音孔としての広い開口部４９が設けられている。
【００４０】
図３は、本実施形態のエレクトレット化装置の要部の構成を示す図である。尚、図３において、図１及び図２と共通する部分には同じ符号を付すことにより、重複する説明を省略する。
【００４１】
図３のエレクトレット化装置は、１つのシリコンマイクロホンに対して、１つの針状電極を用いたコロナ放電によりイオンを照射してエレクトレット化を行う。
【００４２】
図３に示すように、本実施形態のエレクトレット化処理には、針状電極５１を用いたコロナ放電を利用する。すなわち、シリコンマイクロホン（半導体デバイス）４３の上方に針状電極５１を位置させる。針状電極５１には、コロナ放電を生じさせるための高電圧電源５３が接続されている。高電圧電源５３は例えば５〜１０ｋＶ程度の高電圧を針状電極５１に印加する。
【００４３】
尚、エレクトレット着電工程時には、シリコンマイクロホン４３に対して、実装態様時とは異なる配線がなされる。
【００４４】
具体的には、エレクトレット着電工程時においても、図３に示すように、シリコンマイクロホン４３は実装基板４２上に実装されているが、コンデンサの一極をなす振動膜３３及びコンデンサの他極をなす固定電極３１はそれぞれ、図２に示す実装態様時とは異なり、ボンディングワイヤ４４ａ及び４４ｂを介して、実装基板４２上の配線パターン６０ａ及び６０ｂに電気的に接続されている。また、各配線パターン６０ａ及び６０ｂはそれぞれ、実装基板４２の内部の配線Ｌ１及びＬ２を介して、実装基板４２の裏面に設けられた接地パターン４６及びマイク信号出力パターン４７に電気的に接続されている。
【００４５】
また、図３に示すように、実装基板４２の裏面の接地パターン４６には、接地用ピン（着電装置ピン）５２が接続されている。また、シリコンマイクロホン４３の振動膜３３は、ワイヤ４４ａ、実装基板４２上の配線パターン６０ａ及び実装基板４２の内部の配線Ｌ１を経由して、実装基板４２の裏面に設けられた接地パターン４６に電気的に接続されている。従って、接地用ピン（着電装置ピン）５２を接地パターン４６に接続することによって、振動膜３３つまり誘電体膜３２を接地電位にすることができる。
【００４６】
一方、図３に示すように、実装基板４２の裏面のマイク信号出力パターン４７には、電圧印加用ピン（着電装置ピン）５４が接続されていると共に、電圧印加用ピン（着電装置ピン）５４は可変電圧機５５に接続されている。また、前述のように、シリコンマイクロホン４３の固定電極３１は、ワイヤ４４ｂ、実装基板４２上の配線パターン６０ｂ及び実装基板４２の内部の配線Ｌ２を経由して、実装基板４２の裏面に設けられたマイク信号出力パターン４７に電気的に接続されている。従って、電圧印加用ピン（着電装置ピン）５４をマイク信号出力パターン４７に接続することによって、固定電極３１を、可変電圧機５５によって設定した電位、つまり接地電位と異なる電位にすることができる。
【００４７】
以上に述べた図３に示す状態で、シリコンマイクロホン４３の内部の無機誘電体膜３２（図１参照）に対して、針状電極５１によるコロナ放電によって生じたイオンを照射する。これにより、シリコンマイクロホン４３の無機誘電体膜３２（図１参照）を、固定電極３１に印加している電圧でエレクトレット化することができる。
【００４８】
ところで、従来の方法では、固定電極は接地されているか、又は電気的に浮いた状態であった。この場合、イオンが固定電極を通ってアースに流れてしまい、適切な量のイオンが誘電体膜に照射されなくなってしまう。特に、固定電極に設けられている音孔が小さくなるほど、誘電体膜へのイオンの照射量が減って誘電体膜がエレクトレット化されにくくなる。
【００４９】
それに対して、本実施形態においては、図１及び図３に示すように、シリコンマイクロホン４３の固定電極３１を接地電位と異なった電位にすることによって、振動膜３３と固定電極３１との間に電位差が生じ、その結果、針状電極５１によるコロナ放電によって生じたイオンが、固定電極３１に設けられた複数の音孔３５を経由して誘電体膜３２に引き付けられる。
【００５０】
そして、誘電体膜３２が徐々にエレクトレット化されてその電位（エレクトレット電位）が大きくなっていき、最終的には振動膜３３上の誘電体膜３２表面の電位と固定電極３５の電位とが等しくなる。
【００５１】
誘電体膜３２の電位と固定電極３５の電位とが等しくなると、イオンは従来方法のように誘電体膜３２まで照射されなくなるため、誘電体膜３２は、エレクトレット電位が固定電極３５に印加した電位と等しくなるまでエレクトレット化されることになる。
【００５２】
以上に説明したように、本実施形態によると、シリコン基板をマイクロ加工して形成されるコンデンサマイクロホンにおいて、事前に着電条件を調べることなく、また、固定電極３１の音孔３５の大きさが小さい場合であっても、目的の着電量に誘電体膜３２を高精度でエレクトレット化することができる。
【００５３】
また、本実施形態によると、誘電体膜３２の帯電電荷量を、可変電圧機５５によって設定した固定電極３１の電位の大きさにより調整することができる。
【００５４】
（第２の実施形態）
以下、本発明の第２の実施形態に係るエレクトレット化方法及びエレクトレット化装置について図面を参照しながら説明する。
【００５５】
図４は、本実施形態のエレクトレット化装置の要部の構成を示す図である。尚、図４において、図１〜図３と共通する部分には同じ符号を付すことにより、重複する説明を省略する。
【００５６】
図４のエレクトレット化装置は、１つのシリコンマイクロホン４３のチップに対して、１つの針状電極を用いたコロナ放電によりイオンを照射してエレクトレット化を行う。
【００５７】
図４に示すように、本実施形態においては、シリコンマイクロホン４３は着電用固定冶具８１の上に置かれており、シリコンマイクロホン４３の振動膜３３及び固定電極３１はそれぞれ接地用ピン５２及び電圧印加用ピン５４と電気的に接続されている。接地用ピン５２はリード線によってアースに接続されており、これにより振動膜３３つまり誘電体膜３２を接地電位にすることができる。また、電圧印加用ピン５４はリード線によって可変電圧機５５に接続されており、可変電圧機５５によって固定電極３１を接地電位とは異なる電位にすることができる。
【００５８】
以上に述べた図４に示す状態で、固定電極３１上方の針状電極５１によりコロナ放電を行い、それによって生じたイオンを、シリコンマイクロホン４３の内部の誘電体膜３２（図１参照）に対して照射して誘電体膜３２をエレクトレット化する。
【００５９】
本実施形態によると、第１の実施形態と同様の着電プロセスによって第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、シリコンマイクロホン４３の誘電体膜３２を実装基板４２上に実装する前にエレクトレット化するため、次のような効果が得られる。すなわち、シリコンマイクロホン４３と実装基板４２とをボンディングワイヤ等によって電気的に接続する必要がなくなる。また、シリコンマイクロホン４３の感度検査及びエレクトレット化量検査をチップ単体で行うことができるため、言い換えると、実装していない状態でシリコンマイクロホン４３の感度検査及びエレクトレット化量検査を行うことができるため、不良チップを実装前に検出することができるので、実装用基板及び実装素子の廃棄ロスが少なくなる。
【００６０】
（第３の実施形態）
以下、本発明の第３の実施形態に係るエレクトレット化方法及びエレクトレット化装置について図面を参照しながら説明する。
【００６１】
図５は、本実施形態のエレクトレット化装置の要部の構成を示す図である。尚、図５において、図１〜図４と共通する部分には同じ符号を付すことにより、重複する説明を省略する。
【００６２】
図５のエレクトレット化装置は、複数のシリコンマイクロホン４３のチップに対して、ワイヤ電極９１を用いたコロナ放電によりイオンを照射してエレクトレット化を行う。
【００６３】
図５に示すように、本実施形態のエレクトレット化処理には、ワイヤ電極９１を用いたコロナ放電を利用する。すなわち、シリコンマイクロホン（半導体デバイス）４３の上方にワイヤ電極９１を位置させる。ワイヤ電極９１には、コロナ放電を生じさせるための高電圧電源５３が接続されている。高電圧電源５３は例えば５〜１０ｋＶ程度の高電圧をワイヤ電極９１に印加する。
【００６４】
また、ワイヤ電極９１の下側には、基板実装済みのシリコンマイクロホン４３が複数並べられていると共に、図３に示す第１の実施形態と同様に、接地用ピン５２及び電圧印加用ピン５４が、各シリコンマイクロホン４３を実装した実装基板４２のそれぞれの接地パターン４６及びマイク信号出力パターン４７に電気的に接続されている。これにより、各シリコンマイクロホン４３において、各固定電極３１を接地電位と異なる電位にすることができると共に、各振動膜３３つまり各誘電体膜３２を接地電位にすることができる。
【００６５】
以上に述べた図５に示す状態で、ワイヤ電極９１によりコロナ放電を行い、それによって生じたイオンを、各シリコンマイクロホン４３の内部の誘電体膜３２（図１参照）に対して照射して各誘電体膜３２をエレクトレット化する。
【００６６】
本実施形態によると、第１の実施形態と同様の着電プロセスによって第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、複数のシリコンマイクロホン４３の誘電体膜３２（図１参照）を同時に、固定電極３１に印加している電圧でエレクトレット化することができるので、シリコンマイクロホンの生産性を向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明は、シリコン基板を微細加工して形成される半導体チップを用いたシリコンマイクロホン（シリコンマイク）において、目標の着電電位に誘電体膜を高い精度でエレクトレット化することができるという効果を奏し、移動体通信機に搭載される超小型のシリコンマイクロホン、そのエレクトレット化方法及びその製造に使用されるエレクトレット化装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】図１は、シリコン基板をマイクロ加工して製造されるシリコンマイクロホンの構造を説明するための断面図である。
【図２】図２は、ケース封入後の基板に実装されているシリコンマイクロホンの断面図である。
【図３】図３は、本発明の第１の実施形態に係るエレクトレット化装置の要部の構成を示す図である。
【図４】図４は、本発明の第２の実施形態に係るエレクトレット化装置の要部の構成を示す図である。
【図５】図５は、本発明の第３の実施形態に係るエレクトレット化装置の要部の構成を示す図である。
【図６】図６は、従来のエレクトレット化装置の要部の断面図である。
【図７】図７は、従来のエレクトレット化装置の要部の断面図である。
【符号の説明】
【００６９】
３１    固定電極
３２    無機誘電体膜
３３    振動膜
３４    シリコン基板
３５    音孔
３６    エアギャップ
３７    スペーサ部
４１    シールドケース
４２    実装基板
４３    シリコンマイクロホン
４４ａ、４４ｂ、４４ｃ    ボンディングワイヤ
４５    電子部品
４６    接地パターン
４７    マイク信号出力パターン
４９    開口部
５１    針状電極
５２    接地用ピン
５３    高電圧電源
５４    電圧印加用ピン
５５    可変電圧機
６０ａ、６０ｂ    配線パターン
８１    着電用固定冶具
９１    ワイヤ電極
Ｌ１、Ｌ２    配線
【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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