(57)【要約】【課題】優れた耐熱性を有し、かつ強い衝撃耐性を有する音響センサを提供する。【解決手段】振動板１と、前記振動板に対して所定の間隔をもって対向配置される背極板２と、前記所定の間隔を保持するためのスペーサ３、４とを備えた容量検出型音響センサにおいて、前記背極板は、その一箇所のみで前記スペーサ３を介して前記振動板に固着されている音響センサにより前記課題を解決する。【選択図】図２
2007104467.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動板と、前記振動板に対して所定の間隔をもって対向配置される背極板と、前記所定の間隔を保持するためのスペーサとを備えた容量検出型音響センサにおいて、
前記背極板は、その一箇所のみで前記スペーサを介して前記振動板に固着されていることを特徴とする音響センサ。
【請求項２】
振動板と、前記振動板に対して所定の間隔をもって対向配置される背極板と、前記所定の間隔を保持するための複数のスペーサとを備えた容量検出型音響センサにおいて、
前記背極板は、その一箇所で前記複数のスペーサのうちの１個のスペーサを介して前記振動板に固着されており、前記固着部分を除く非固着部分において前記複数のスペーサのうちの他のスペーサに接触していることを特徴とする音響センサ。
【請求項３】
請求項２に記載の音響センサにおいて、
前記背極板に接触しているスペーサにおける接触部分に溝が設けられていることを特徴とする音響センサ。
【請求項４】
請求項２または３に記載の音響センサにおいて、
前記背極板は、前記固着部分と、前記非固着部分と、前記固着部分と前記非固着部分とをつなぐ結合部分とを有し、前記結合部分の厚さは前記固着部分および前記非固着部分の厚さより薄く形成されていることを特徴とする音響センサ。
【請求項５】
請求項２または３に記載の音響センサにおいて、
前記背極板は、前記固着部分と、前記非固着部分と、前記固着部分と前記非固着部分とをつなぐ結合部分とを有し、前記結合部分の幅は前記固着部分および前記非固着部分の幅より狭く形成されていることを特徴とする音響センサ。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の音響センサにおいて、
前記背極板はめっき技術により形成された金属を母材として形成されていることを特徴とする音響センサ。
【請求項７】
請求項６に記載の音響センサにおいて、
前記金属はニッケルあるいは銅を主体とした金属で形成されていることを特徴とする音響センサ。
【請求項８】
請求項１ないし５のいずれかに記載の音響センサにおいて、
前記背極板は金型成形技術により形成された導電性樹脂を母材として形成されていることを特徴とする音響センサ。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれかに記載の音響センサにおいて、
前記振動板は、シリコン窒化物膜と金属膜との積層膜、またはシリコン酸化膜と金属膜との積層膜、またはシリコン膜により構成されていることを特徴とする音響センサ。
【請求項１０】
請求項１ないし５のいずれかに記載の音響センサの製造方法であって、
前記振動板の製造の際に、異方性プラズマエッチング技術を適用す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】
本発明は、携帯電話等の携帯機器の受話器に好適な音響センサに関し、特にその耐熱性の改善に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
音響／電気変換素子としてのマイクロホンにおいて、その音響ピックアップ部を、振動板と、振動板に所定の間隔をもって対向配置される背極板とで一種のコンデンサを形成する構造のものを総称してコンデンサマイクロホンといい、種々の提案、開発、実用化がなされている。このコンデンサマイクロホンでは、入力される音は薄い振動板の変位として、すなわち振動板と背極板間の静電容量の変化として取り出される。このとき通常はコンデンサ成極電圧として数十ボルトから数百ボルトの外部電圧を印加する必要がある。しかし、大きな外部電圧を必要とするため小型化が困難であるという問題があった。
【０００３】
この小型化できない問題を解決するためエレクトレットコンデンサマイクロホンが提案され、実用化されている。これは、エレクトレット効果により高分子薄膜に電荷を蓄積させ、成極用直流電圧を省略することができるため小型化に有効で、携帯電話用途など広範に利用されている。しかし、エレクトレット膜に蓄積された電荷は高温環境下で外部に放出される性質があり、高温処理であるはんだリフロー技術が適用できないため、組立コストを上昇させるなどやはり問題があった。
【０００４】
前述の耐熱性に対する要求を解決すべく、半導体微細加工技術を基板としたＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）加工技術により製造される音響センサが提案されている（特許文献１）。これらの音響センサの多くは、振動板と、振動板に所定の間隔をもって対向配置される背極板とで構成されるコンデンサマイクロホンとして構成され、振動波を受ける可動膜である振動板や、背極板の母材としてシリコンやシリコン窒化物などの半導体材料を使用して形成されている。これは、シリコンやシリコン窒化物などの半導体材料は耐熱性に優れるため、素子の耐熱性を向上できるためである。また、シリコンやシリコン窒化物は、軽い弾性材料であり、振動波を受ける可動膜である振動板の母材として優れており、ＭＥＭＳ加工技術による小型加工、高精度加工が適用できて薄膜化が容易に実現できる。
【０００５】
一方、背極板は、シリコン酸化膜などの絶縁膜によるスペーサを介して多結晶シリコンやシリコン窒化物などの半導体薄膜材料により構成される場合がある。これは、ＭＥＭＳ加工技術によりシリコン基板上に音響センサを一括形成できる利点などがあるためである。
【０００６】
しかし、背極板は入力である振動波に対して不動であることが望ましく、たとえば多結晶シリコンを背極板の母材としたとき１０ミクロン程度以上の厚さが必要とされる場合があり、半導体製造技術によれば多結晶シリコンを成膜する時間が長く生産性が悪い。また、シリコン基板の表裏両面に成膜されてしまうため、あとで厚い不要な多結晶シリコンを除去する工程が付加される、また成膜プロセスが不安定化するという問題がある。
【０００７】
前述の問題に対して、めっき技術により背極板を金属で形成する手法が有望である（特許文献２）。たとえば無電解めっき技術によりニッケル膜を１０ミクロン厚さ成膜する場合、成膜時間は１時間程度であり、かつシリコン基板の片面のみに選択成膜できるため生産性の向上が実現できる。
【０００８】
しかし、振動板の材料であるシリコンやシリコン窒化物の線膨張率はニッケルの線膨張率に較べて小さいため、せっかく生産性良く形成した背極板をニッケルとした音響センサにおいても、素子の実装工程であるはんだリフロー処理時の高温度処理により振動板と背極板との間に熱歪みが発生してしまい振動板に撓みを引き起こして素子特性を不安定化させるなど、やはり問題となる場合がある。
【０００９】
この振動板と背極板との間に発生する熱歪みの問題を解消するため、図１９、２０、２１に示すような虫眼鏡形状の片持ち梁構造の振動板（黒の塗りつぶしで示す）を成極用直流電圧の静電引力により背極板に吸着させることによりコンデンサマイクロホンを構成する手法が提案されている（特許文献３）。この音響センサでは、耐熱性に優れる半導体材料で構造体を構成し、かつ振動板を完全に固定することなく静電引力により柔軟に固定することにより振動板と背極板との熱歪みの問題も解決でき、優れた耐熱性を実現できる。
【特許文献１】特開２００３−１５３３９４号公報
【特許文献２】特開２００２−２０９２９８号公報
【特許文献３】特開平７−５０８９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、前述の特許文献３の音響センサでは、厚さ１ミクロンの薄い振動板を脆性材料であるシリコン窒化物により形成しているため、落下などの衝撃に対しての強度が不十分であることが懸念される。たとえば携帯機器にこの音響センサを組み込む際には、筐体に衝撃緩和機構を設ける必要が発生するなど結局組立コストをさせてしまう可能性がある。
【００１１】
本発明は、このような状況のもとでなされたもので、優れた耐熱性を有し、かつ強い衝撃耐性を有する音響センサを提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記前記課題を解決するため、本発明では、音響センサを次の（１）ないし（９）のとおりに構成し、音響センサの製造方法をつぎの（１０）のとおりに構成する。
【００１３】
（１）振動板と、前記振動板に対して所定の間隔をもって対向配置される背極板と、前記所定の間隔を保持するためのスペーサとを備えた容量検出型音響センサにおいて、
前記背極板は、その一箇所のみで前記スペーサを介して前記振動板に固着されている音響センサ。
【００１４】
（２）振動板と、前記振動板に対して所定の間隔をもって対向配置される背極板と、前記所定の間隔を保持するための複数のスペーサとを備えた容量検出型音響センサにおいて、
前記背極板は、その一箇所で前記複数のスペーサのうちの１個のスペーサを介して前記振動板に固着されており、前記固着部分を除く非固着部分において前記複数のスペーサのうちの他のスペーサに接触している音響センサ。
【００１５】
（３）前記（２）に記載の音響センサにおいて、
前記背極板に接触しているスペーサにおける接触部分に溝が設けられている音響センサ。
【００１６】
（４）前記（２）または（３）に記載の音響センサにおいて、
前記背極板は、前記固着部分と、前記非固着部分と、前記固着部分と前記非固着部分とをつなぐ結合部分とを有し、前記結合部分の厚さは前記固着部分および前記非固着部分の厚さより薄く形成されている音響センサ。
【００１７】
（５）前記（２）または（３）に記載の音響センサにおいて、
前記背極板は、前記固着部分と、前記非固着部分と、前記固着部分と前記非固着部分とをつなぐ結合部分とを有し、前記結合部分の幅は前記固着部分および前記非固着部分の幅より狭く形成されている音響センサ。
【００１８】
（６）前記（１）ないし（５）のいずれかに記載の音響センサにおいて、
前記背極板はめっき技術により形成された金属を母材として形成されている音響センサ。
【００１９】
（７）前記（６）に記載の音響センサにおいて、
前記金属はニッケルあるいは銅を主体とした金属で形成されている音響センサ。
【００２０】
（８）前記（１）ないし（５）のいずれかに記載の音響センサにおいて、
前記背極板は金型成形技術により形成された導電性樹脂を母材として形成されている音響センサ。
【００２１】
（９）前記（１）ないし（８）のいずれかに記載の音響センサにおいて、
前記振動板は、シリコン窒化物膜と金属膜との積層膜、またはシリコン酸化膜と金属膜との積層膜、またはシリコン膜により構成されている音響センサ。
【００２２】
（１０）前記（１）ないし（５）のいずれかに記載の音響センサの製造方法であって、
前記振動板の製造の際に、異方性プラズマエッチング技術を適用する音響センサの製造方法。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、振動板と背極板との熱歪みを緩和できることにより優れた耐熱性を有し、かつ強い衝撃耐性を有する音響センサを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明を実施するための最良の形態を実施例により詳しく説明する。
【実施例１】
【００２５】
図１、２は実施例１である“音響センサ”の構成を示す図であり、図１は音響センサの上面図であり、図２はその断面図である。なお、全体の大きさはｍｍオーダであるが、説明の便宜上、大きさを誇張して示している。図３は実施例１における背極板２の製造方法を示す図であり、図４は実施例１においてスペーサ３、４と振動板１を一体化したスペーサ付き振動板の製造方法を示す図である。
【００２６】
製造された図４に示すスペーサ３、４付き振動板１に、図３に示す背極板２を固着することにより、図１、２に示す実施例１である音響センサが形成される。すなわち、前記背極板２はその固着部分において固着用スペーサ３を介して前記振動板１に固着され、かつその非固着部分においては非固着用スペーサ４に接触している。なお、前記背極板２に設けられている音響孔は振動板１が振動するときの振動阻害要因となる空気の粘性抵抗の影響を低減するための孔である。
【００２７】
本実施例１における前記背極板２の製造方法を図３により説明する。シリコン基板上にＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法によりたとえば厚さ１０ミクロンのシリコン酸化膜を成膜したのち、フォトリソグラフィー技術とエッチング技術により前記シリコン酸化膜を所望の形状にパターニングする（図３（ａ））。パターニングされた前記シリコン酸化膜は後のめっき工程において、前記非固着部分と前記固着部分とをつなぐ結合部分である背極板の溝を形成するためのめっき用モールドとして機能する。前記めっき用モールドとして機能するシリコン酸化膜パターンを形成した後、たとえば厚さ１ミクロンのシリコン酸化膜を熱酸化により成膜し、シリコン基板表面に絶縁膜を形成する（図３（ｂ））。次にめっき用シード層となるたとえば厚さ０．０５ミクロンのニッケルシード層を蒸着により成膜した後、フォトリソグラフィー技術によりたとえば厚さ２２ミクロンのフォトレジストを所望のパターンに形成する（図３（ｃ））。次に前記フォトレジストをめっき用モールドとしてめっき技術によりたとえば厚さ２０ミクロンのニッケルを成膜する（図３（ｄ））。前記めっき技術により成膜されたニッケルは前記背極板の母材となり、ここでは無電解めっき技術により成膜した。前記めっき用モールドであるフォトレジストをアセトンなどの有機溶剤により除去した後、イオンビームエッチング技術により前記シード層を除去し、リフトオフ技術により所望の位置にたとえば１ミクロン厚さの金をパターニングする（図３（ｅ））。ここではリフトオフ技術を用いて前記金パターンを形成したが、フォトリソグラフィー技術とエッチング技術を用いて前記金パターンを形成しても良く、また、めっきにより形成したニッケルの表面全体にたとえば置換めっき技術と還元めっき技術により金を形成しても良い。次にフッ酸水溶液処理により金パターン付きニッケルで構成される前記背極板を前記シリコン基板から離脱させることにより本実施例１の背極板が形成できる（図３（ｆ））。
【００２８】
本実施例１における前記スペーサ付き振動板の製造方法を図４により説明する。シリコン基板上にＣＶＤ法によりたとえば厚さ０．５ミクロンの第一のシリコン窒化膜を成膜する（図４（ａ））。次にＣＶＤ法によりたとえば厚さ５ミクロンのシリコン酸化膜を成膜し、フォトリソグラフィー技術とエッチング技術により前記シリコン酸化膜の所望の部分にたとえば深さ１．０ミクロンで線幅１００ミクロンの溝を形成する（図４（ｂ））。前記シリコン酸化膜の溝は非固着用スペーサ４となる部分に形成されており、この溝により非固着用スペーサ４と前記背極板２の接触面積を低減でき、前記非固着用スペーサと前記背極板との貼り付き不良を抑制することができる。また、本実施例１では適用していないが、前記シリコン酸化膜の溝は固着用スペーサ部に形成しても良く、固着用スペーサ部に溝を形成することにより、たとえば前記背極板と固着用スペーサとを接着剤などにより固着する場合、固着実効面積を大きくできるため固着強度を向上でき、また接着剤が溝を通って流れることができ接着剤の塗布均一性の向上や接着剤の厚さ制御性を向上できる。前記シリコン酸化膜の溝を形成した後、フォトリソグラフィー技術とエッチング技術によりシリコン酸化膜を所望の形状にパターニングして、固着用スペーサ３、および非固着用スペーサ４が形成される（図４（ｃ））。次に振動板用電極膜となるたとえば厚さ０．１ミクロンのアルミニウム膜を蒸着法により成膜した後、フォトリソグラフィー技術とエッチング技術により所望の形状にパターニングし、ＣＶＤ技術とフォトリソグラフィー技術とエッチング技術によりシリコン基板裏面側に第二のシリコン窒化膜パターンを形成する（図４（ｄ））。次に水酸化カリウム水溶液などによる結晶異方性エッチング技術により前記第二のシリコン窒化膜をエッチングマスクとして前記シリコン基板の裏面側の所望の部分をエッチング除去することにより本実施例１のスペーサ付き振動板が形成できる（図４（ｅ））。本実施例１では、裏面側のシリコン基板を除去することにより形成した振動板の一辺が１．０ｍｍないし１．２ｍｍとなるよう形成した。
【００２９】
このように製造した本実施例１の音響センサでは、振動板１と背極板２とを１つの固着用スペーサ３のみを介して固着できるため、背電極材料の線膨張率と振動板材料の線膨張率との違いにより発生する背極板と振動板との間の熱歪みを緩和することができる。また、コンデンサを構成する背極板と振動板との間隔は、ＭＥＭＳ加工技術により精度良く形成したスペーサの厚さにより決定できるため、高精度でばらつきの少ない音響センサが実現できる。また、背極板には厚さ方向の溝が備えられており、この溝の部分において背極板は薄いため応力緩和機能を有し、背極板と振動板とを固着するときの作業性を向上でき、またこの溝により背極板と振動板との固着用接着剤の振動板上への流れ込みを抑制することができる。また、背極板と振動板とを固着したとき、非固着用スペーサと背極板が接触せずギャップを生じてしまった場合においても、背極板と振動板との間に印加される電圧により発生する背極板／振動板間静電引力により、背極板は背極板の溝部において変形され、非固着用スペーサ部において発生していた背極板／非固着用スペーサ間ギャップを解消することができ、背極板と振動板間との間隔はスペーサの厚さでやはり決定できる。
【００３０】
以上説明したように、本実施例１によれば、振動板と背極板を１つの固着用スペーサのみを介して固着しているため、背電極材料の線膨張率と振動板材料の線膨張率との違いにより発生する背極板と振動板との間の熱歪みを緩和することができ、耐熱性に優れた音響センサを提供することができる。また、非脆性材料であるニッケルを背極板に適用できるため衝撃耐性に優れた音響センサを提供することができる。
【００３１】
（変形）
実施例１では、背電極材料としてニッケルを適用したが、導電性を有する材料であれば良く、たとえば導電性樹脂や、銅などの金属でも構わない。また、実施例１では、めっき技術により背極板を形成したが、金型成形技術により形成しても良い。また、実施例１では、振動板電極材料としてアルミニウムを適用したが、金やチタンや銅やカーボンなどのように導電性材料であればなんでも良い。また実施例１では振動板材料としてシリコン窒化物を適用したが、シリコン酸化物などでも良い。また実施例１では、スペーサ材料としてシリコン酸化物を適用したが、絶縁性材料であればなんでも良く、たとえばシリコン窒化物やポリイミドなどの絶縁性有機物などでも良い。また実施例１では、１本の背極板の溝を形成したが、１本に限定されるものではなく、２本以上でも良く、また背極板の溝は必ずしも形成する必要は無く、図５、６に示すように工程簡略化のために省略しても構わない。図５、６に示すような背極板の溝を形成しない音響センサの背極板は、前記実施例１における背極板の製造方法において、図３（ａ）に示す厚さ１０ミクロンのシリコン酸化膜パターン形成工程を省略することにより容易に実現でき、背極板の製造工程を簡略化できる。
【実施例２】
【００３２】
図７、８は実施例２である“音響センサ”の構成を示す図であり、図７は音響センサの上面図であり、図８はその断面図である。本実施例２は非固着用スペーサを用いない構成である点で実施例１とは異なる。
【００３３】
実施例１と同様の方法で製造した背極板とスペーサ付き振動板とを固着用スペーサの部分で固着することにより本実施例２である音響センサが形成される。
【００３４】
本実施例２では前記背極板は変形しないことが好ましく、背極板の溝は形成しないことが望ましいが、前記背極板の溝をたとえば５ミクロン程度に浅く形成しても背極板の強度を大きく低下させることなく、前記背極板と振動板との固着用接着剤の振動板部分への流れ込みを防止することができて効果的である。また、前記背極板と前記スペーサ付き振動板とを固着するときの接着剤厚さの制御性を向上させるため、前記固着用スペーサ部分において固着用スペーサの溝を備えている。
【００３５】
本実施例２の音響センサにおいても、振動板と背極板とを１つの固着用スペーサのみを介して固着できるため、背電極材料の線膨張率と振動板材料の線膨張率との違いにより発生する背極板と振動板との間の熱歪みを緩和することができる。また、コンデンサを構成する背極板と振動板との間隔は、ＭＥＭＳ加工技術により精度良く形成したスペーサの厚さにより決定できるため、高精度でばらつきの少ない音響センサが実現できる。
【実施例３】
【００３６】
図９、１０は実施例３である“音響センサ”の構成を示す図であり、図９は音響センサの上面図であり、図１０はその断面図である。本実施例３は、背極板の結合部分に幅方向のくびれ（切り込みともいえる）９０を設けた点で実施例１と異なる。
【００３７】
実施例１と同様の方法で製造した背極板とスペーサ付き振動板とを固着用スペーサの部分で固着することにより本実施例３である音響センサが形成される。
【００３８】
本実施例３では、背極板の溝を設ける代わりに前記背極板に図９に示すような幅方向くびれ９０を設けている。これにより、前記背極板は前記くびれの部分において応力緩和機能を有し、前記背極板と前記スペーサ付き振動板とを固着するときの作業性を向上でき、またこのくびれにより前記背極板と前記スペーサ付き振動板との固着用接着剤の振動板上への流れ込みを抑制することができる。また、前記背極板と前記スペーサ付き振動板とを固着したとき、前記非固着用スペーサと前記背極板が接触せずギャップを生じてしまった場合においても、背極板と振動板との間に印加される電圧により発生する背極板／振動板間静電引力により、前記背極板は前記背極板のくびれ部において変形され、非固着用スペーサ部において発生していた背極板／非固着用スペーサ間ギャップを解消することができ、背極板と振動板間との間隔はスペーサの厚さによりやはり高精度に決定できる。
【００３９】
本実施例３によれば、背極板の製造工程を実施例１より簡略化でき、製造コストを低く抑えることができる。
【実施例４】
【００４０】
図１１、１２は実施例４である“音響センサ”の構成を示す図であり、図１１は音響センサの上面図であり、図１２はその断面図である。本実施例４は振動板を支持するシリコン基板の断面形状（エッチング側壁の傾斜角）および振動板の平面形状（円形）が実施例１とは異なる。実施例１と同様に、背極板とスペーサ付き振動板とを固着用スペーサの部分で固着することにより本実施例４である音響センサが形成される。
【００４１】
本実施例４における前記背極板は実施例１と同様の方法により形成できる。
本実施例４における前記スペーサ付き振動板の製造方法を図１３により説明する。シリコン基板上にＣＶＤ法によりたとえば厚さ１．０ミクロンの第一のシリコン酸化膜を成膜し、続いてたとえば厚さ０．５ミクロンの第一のシリコン窒化膜を成膜する。次にＣＶＤ法によりたとえば厚さ５ミクロンの第二のシリコン酸化膜を成膜し、フォトリソグラフィー技術とエッチング技術により前記第二のシリコン酸化膜の所望の部分にたとえば深さ１．０ミクロンで線幅１００ミクロンの溝を形成する（図１３（ａ））。前記第二のシリコン酸化膜の溝は実施例１の場合と同様に非固着用スペーサとなる部分に形成されている。前記第二のシリコン酸化膜の溝を形成した後、フォトリソグラフィー技術とエッチング技術により第二のシリコン酸化膜を所望の形状にパターニングして、固着用スペーサ、および非固着用スペーサが形成される（図１３（ｂ））。次に振動板用電極膜となるたとえば厚さ０．１ミクロンのアルミニウム膜を蒸着法により成膜した後、フォトリソグラフィー技術とエッチング技術により所望の形状にパターニングし、フォトリソグラフィー技術により前記シリコン基板裏面側にフォトレジストパターンを形成する（図１３（ｃ））。次にフッ素系ガスなどによる異方性プラズマエッチング技術により前記フォトレジストをエッチングマスクとして前記シリコン基板の裏面側の所望の部分をエッチング除去する（図１３（ｄ））。次に酸素プラズマ処理などにより前記フォトレジストを除去し、次に裏面側から第一のシリコン酸化膜をフッ酸処理などにより除去することにより本実施例４のスペーサ付き振動板が形成できる（図１３（ｅ））。
【００４２】
このように製造した本実施例４の音響センサでは、裏面のシリコン基板のエッチング除去方法として、異方性プラズマエッチング技術を適用し、これにより前記裏面のシリコン基板のエッチング側壁の傾斜角を、実施例１の結晶異方性エッチング技術により裏面のシリコン基板を除去する場合に較べて、より垂直に形成できるため、より小型の音響センサを実現できる。また、シリコン基板の結晶方位の制約を受けないため、たとえば図１１に示すように円形の振動板を形成することができるなど設計自由度を大きくすることができる。
【実施例５】
【００４３】
図１４、１５は実施例５である“音響センサ”の構成を示す図であり、図１４は音響センサの上面図であり、図１５はその断面図である。本実施例５は、非固着スペーサの数、位置が実施例１と異なる。
【００４４】
実施例１と同様に、背極板とスペーサ付き振動板とを固着用スペーサの部分で固着することにより実施例５である音響センサが形成される。
【００４５】
本実施例５では、図１４に示すように非固着用スペーサを２箇所に備えており、固着用スペーサを含め、スペーサによる背極板の支持点を３箇所とすることにより、実施例１に示したスペーサによる背極板の支持点２箇所の場合に較べて、前記背極板を前記スペーサ付き振動板により安定に支持することができる。本実施例５では、支持点を３箇所としたが、支持点は３箇所に制限されるものではなく、４箇所以上でも構わない。
【実施例６】
【００４６】
図１６、１７は実施例６である“音響センサ”の構成を示す図であり、図１６は音響センサの上面図であり、図１７はその断面図である。本実施例６は、振動板材料が実施例１と異なる。
【００４７】
実施例１と同様に、背極板とスペーサ付き振動板とを固着用スペーサの部分で固着することにより本実施例６である音響センサが形成される。本実施例６は、チタンなどの金属や、不純物が導入されたシリコンを振動板として適用する例である。
【００４８】
本実施例６における前記背極板は実施例１と同様の方法により形成できる。
本実施例６における前記スペーサ付き振動板の製造方法を図１８により説明する。シリコン基板上に蒸着法によりたとえば厚さ０．５ミクロンのチタン膜を成膜する（図１８（ａ））。次にＣＶＤ法によりたとえば厚さ５ミクロンのシリコン酸化膜を成膜し、フォトリソグラフィー技術とエッチング技術により前記シリコン酸化膜の所望の部分にたとえば深さ１．０ミクロンで線幅１００ミクロンの溝を形成する（図１８（ｂ））。前記シリコン酸化膜の溝は実施例１の場合と同様に非固着用スペーサとなる部分に形成されている。前記シリコン酸化膜の溝を形成した後、フォトリソグラフィー技術とエッチング技術により前記シリコン酸化膜を所望の形状にパターニングして、固着用スペーサ、および非固着用スペーサが形成される（図１８（ｃ））。次にＣＶＤ技術とフォトリソグラフィー技術とエッチング技術により前記シリコン基板裏面側にシリコン窒化膜パターンを形成する（図１８（ｄ））。次に水酸化カリウム水溶液などによる結晶異方性エッチング技術により前記シリコン窒化膜をエッチングマスクとして前記シリコン基板の裏面側の所望の部分をエッチング除去することにより実施例６のスペーサ付き振動板が形成できる（図１８（ｅ））。
【００４９】
このように、本実施例６では、振動板として導電性の金属を適用しているため、振動板自体が振動板用電極としての機能も備えているため、振動板用電極を形成する工程を実施例１より省略することができる。また、本実施例６では、振動板材料としてチタンを適用したが、チタンに限られるものではなく、たとえば金やニッケルなどチタン以外の金属材料でも構わない。前記金やニッケルは水酸化カリウム水溶液に対して耐食性を有するため、チタンを適用した場合と同様の製造方法で実現できる。水酸化カリウム水溶液に耐食性の無いたとえばアルミニウムなどの金属材料を振動板に適用する場合は、振動板を形成する前にシリコン基板上にたとえば厚さ１．０ミクロンのシリコン酸化膜などの水酸化カリウム水溶液に耐食性を有する材料を成膜しておき、裏面シリコン基板を水酸化カリウム水溶液で除去した後、プラズマエッチング技術により前記シリコン酸化膜を振動板に対して選択的に除去するなどによりスペーサ付き振動板を実現できる。また、本実施例６と同様の手法により、高濃度のボロンが導入された層を有するシリコンウェハに、ボロンエッチングストップ技術を適用することにより、高濃度のボロンが導入されたシリコン層を振動板材料に適用できる。また、ＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ  ｏｎ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板を用いることにより、活性層（導電性が高い層）を振動板材料に適用できる。
【００５０】
以上、説明したように、本実施例６によれば、振動板と背極板との熱歪みを緩和できることにより耐熱性に優れる音響センサを提供できる。
【００５１】
なお、本実施例６では製造工程を簡素化するために振動板とスペーサを一体部品として形成する方法を用いたが、振動板とスペーサとは一体部品である必要は必ずしもなく、振動板部品とスペーサ部品をそれぞれ別方法により形成した後、それぞれの部品を固着しても良く、また、背極板とスペーサとを一体部品として形成しても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】実施例１の構成を示す上面図
【図２】実施例１の構成を示すＡ−Ａ断面図
【図３】実施例１の背極板の製造方法を示す模式断面図
【図４】実施例１のスペーサ付き振動板の製造方法を示す模式断面図
【図５】実施例１において背極板の溝を省略した場合の音響センサの構成を示す上面図
【図６】実施例１において背極板の溝を書略した場合の音響センサの構成を示すＢ−Ｂ断面図
【図７】実施例２の構成を示す上面図
【図８】実施例２の構成を示すＣ−Ｃ断面図
【図９】実施例３の構成を示す上面図
【図１０】実施例３の構成を示すＤ−Ｄ断面図
【図１１】実施例４の構成を示す上面図
【図１２】実施例４の構成を示すＥ−Ｅ断面図
【図１３】実施例４のスペーサ付き振動板の製造方法を示す模式断面図
【図１４】実施例５の構成を示す上面図
【図１５】実施例５の構成を示すＦ−Ｆ断面図
【図１６】実施例６の構成を示す上面図
【図１７】実施例６の構成を示すＧ−Ｇ断面図
【図１８】実施例６のスペーサ付き振動板の製造方法を示す模式断面図
【図１９】従来の音響センサの振動板部品の構成を示す上面図
【図２０】従来の音響センサの振動板部品の構成を示すＨ−Ｈ断面図
【図２１】従来の音響センサの構成を示す断面図
【符号の説明】
【００５３】
１      振動板
２      背極板
３      固着用スペーサ
４      非固着用スペーサ
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図２０】
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【図２１】
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【図１９】
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