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JP2016007681A - Mems element and method for manufacturing the same - Google Patents

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JP2016007681A
JP2016007681A JP2014130855A JP2014130855A JP2016007681A JP 2016007681 A JP2016007681 A JP 2016007681A JP 2014130855 A JP2014130855 A JP 2014130855A JP 2014130855 A JP2014130855 A JP 2014130855A JP 2016007681 A JP2016007681 A JP 2016007681A
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back chamber
electrode
spacer
movable electrode
substrate
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JP2014130855A
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浩希 岡田
Hiroki Okada
浩希 岡田
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New Japan Radio Co Ltd
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New Japan Radio Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an MEMS element of which a capacity of a buck chamber can be increased without an additional manufacturing process.SOLUTION: In an MEMS element, a buck chamber 11, in which a substrate is so removed that a movable electrode 3 is exposed on the substrate side, is formed, an electrode support part 14 comprising the substrate on which the movable electrode 3, a spacer 4 and a stationery electrode are laminated is formed outside the first buck chamber, and further, a second buck chamber 12 in which the substrate is removed is formed outside the electrode support part. Communication parts are so formed on the first buck chamber 11 and the second buck chamber 12 that respective spaces are communicated with each other. The first buck chamber 11 and the second buck chamber 12 can be formed similarly to a general buck chamber.

Description

本発明は、MEMS素子に関し、特にマイクロフォン、各種センサ、スイッチ等として用いられる圧力検出式のMEMS素子およびその製造方法に関する。   The present invention relates to a MEMS element, and more particularly to a pressure detection type MEMS element used as a microphone, various sensors, switches, and the like, and a method for manufacturing the same.

従来、半導体プロセスを用いたMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)素子では、半導体基板上に固定電極、犠牲層(絶縁膜)および可動電極を形成した後、犠牲層の一部を除去することで、スペーサーを介して固定された固定電極と可動電極との間にエアーギャップ(中空)構造が形成されている。   Conventionally, in a micro electro mechanical systems (MEMS) device using a semiconductor process, a fixed electrode, a sacrificial layer (insulating film), and a movable electrode are formed on a semiconductor substrate, and then a part of the sacrificial layer is removed to form a spacer. An air gap (hollow) structure is formed between the fixed electrode fixed via the movable electrode and the movable electrode.

例えば、MEMS素子であるコンデンサマイクロフォンでは、音圧を通過させる複数の貫通孔を備えた固定電極と、音圧を受けて振動する可動電極とを対向して配置し、音圧を受けて振動する可動電極の変位を電極間の容量変化として検出する構成となっている。   For example, in a condenser microphone that is a MEMS element, a fixed electrode having a plurality of through-holes that allow sound pressure to pass through and a movable electrode that vibrates in response to sound pressure are arranged facing each other, and vibrates in response to sound pressure. The displacement of the movable electrode is detected as a change in capacitance between the electrodes.

一般的に、コンデンサマイクロフォンの感度を上げるためには、音圧により可動電極の変位を大きくする必要がある。そのため、可動電極のバネを柔らかくする方法や、バックチャンバーの容積を大きくする方法が採られている。   Generally, in order to increase the sensitivity of a condenser microphone, it is necessary to increase the displacement of the movable electrode by sound pressure. Therefore, a method of softening the spring of the movable electrode and a method of increasing the volume of the back chamber are employed.

図10は、バックチャンバーの容積を大きくした従来のMEMS素子の説明図である。図10に示すようにシリコン基板1上に熱酸化膜2を介して可動電極3が形成されている。可動電極3上には、スペーサー4を介して固定電極5と窒化膜6が形成され、固定電極5には貫通孔7が形成されている。   FIG. 10 is an explanatory diagram of a conventional MEMS device in which the volume of the back chamber is increased. As shown in FIG. 10, a movable electrode 3 is formed on a silicon substrate 1 with a thermal oxide film 2 interposed. A fixed electrode 5 and a nitride film 6 are formed on the movable electrode 3 via a spacer 4, and a through hole 7 is formed in the fixed electrode 5.

図10に示すMEMS素子では、シリコン基板1を階段状に除去することによりバックチャンバーの容積を大きくしている(特許文献1)。また段数を多くすることで、さらにバックチャンバーの容積を大きくすることも可能となる。   In the MEMS element shown in FIG. 10, the volume of the back chamber is increased by removing the silicon substrate 1 stepwise (Patent Document 1). Further, the volume of the back chamber can be further increased by increasing the number of stages.

ところで、このような階段状のバックチャンバーを形成する際には、エッチングマスクの形成とエッチング工程を複数回繰り返す必要がある。具体的な製造工程を図11に示す。まず、シリコン基板1の表面側に、熱酸化膜2、可動電極3、固定電極5等を形成した後、シリコン基板1の裏面側にシリコン基板1をエッチングする際使用する第1のマスク膜9aと第2のマスク膜9bを積層形成する。この第1のマスク膜9aと第2のマスク膜9bは、選択除去ができる膜の組合せとなっている。具体的には、第1のマスク膜9aを金属膜とし、第2のマスク膜9bをフォトレジストとする。次に、第2のマスク膜9bをエッチングマスクとして使用して、露出するシリコン基板1表面をRIE法により異方性のエッチングを行う。その結果、図11(a)に示すように第1の凹部10aが形成される。   By the way, when forming such a step-like back chamber, it is necessary to repeat the formation of the etching mask and the etching process a plurality of times. A specific manufacturing process is shown in FIG. First, after forming the thermal oxide film 2, the movable electrode 3, the fixed electrode 5, etc. on the surface side of the silicon substrate 1, the first mask film 9 a used when etching the silicon substrate 1 on the back side of the silicon substrate 1. And a second mask film 9b. The first mask film 9a and the second mask film 9b are a combination of films that can be selectively removed. Specifically, the first mask film 9a is a metal film, and the second mask film 9b is a photoresist. Next, using the second mask film 9b as an etching mask, the exposed surface of the silicon substrate 1 is anisotropically etched by the RIE method. As a result, a first recess 10a is formed as shown in FIG.

第2のマスク膜9bを選択的に除去し、第1のマスク膜9aを露出させる。第1のマスク膜9aは、第2のマスク膜9aより後退した位置に開口するようにパターニングされており、エッチングされずに残ったシリコン基板1の裏面側の一部が露出することになる(図11b)。   The second mask film 9b is selectively removed to expose the first mask film 9a. The first mask film 9a is patterned so as to open at a position recessed from the second mask film 9a, and a part of the back surface side of the silicon substrate 1 remaining without being etched is exposed ( FIG. 11b).

その後、第1のマスク膜9aをエッチングマスクとして使用し、露出するシリコン基板1表面をRIE法により異方性のエッチングを行い、熱酸化膜2を露出させる。その結果、図11(c)に示すように第1の凹部10aと第2の凹部10bが形成され、階段状のバックチャンバーとなる。ここで、さらに段数の多いバックチャンバーを形成する場合は、エッチングマスクの形成とエッチングを繰り返すことになる。   Thereafter, using the first mask film 9a as an etching mask, the exposed surface of the silicon substrate 1 is anisotropically etched by RIE to expose the thermal oxide film 2. As a result, as shown in FIG. 11C, a first recess 10a and a second recess 10b are formed, and a stepped back chamber is formed. Here, when a back chamber having a larger number of stages is formed, the formation of the etching mask and the etching are repeated.

その後、貫通孔7からスペーサー膜4aの一部を除去することにより図10に示すMEMS素子を形成することができる。   Thereafter, a part of the spacer film 4a is removed from the through hole 7, whereby the MEMS element shown in FIG. 10 can be formed.

特開2008−17395号公報JP 2008-17395 A

ところで、従来提案されている方法は、バックチャンバーを形成する際、エッチングマスクの形成とエッチングを繰り返す必要があり、製造工程が長くなるという問題があった。本発明はこのような問題を解消するため、追加の製造工程なしで、バックチャンバーの容積を大きくすることができるMEMS素子を提供することを目的とする。   By the way, the conventionally proposed method has a problem that it is necessary to repeat the formation and etching of the etching mask when forming the back chamber, and the manufacturing process becomes long. In order to solve such a problem, an object of the present invention is to provide a MEMS device capable of increasing the volume of a back chamber without an additional manufacturing process.

上記目的を達成するため、本願請求項1に係る発明は、バックチャンバーを備えた基板上に、スペーサーを挟んで固定電極と可動電極とを対向配置したMEMS素子において、前記可動電極が露出するように前記基板が除去された第1のバックチャンバー部と、該第1のバックチャンバー部を区画し、前記スペーサーを介して前記固定電極と前記可動電極を支持する電極支持部と、該電極支持部を区画するように前記基板が除去された第2のバックチャンバー部と、前記第1のバックチャンバー部と第2のバックチャンバー部とを連続される連通部とを備えていることを特徴とする。   In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 of the present application is such that the movable electrode is exposed in a MEMS element in which a fixed electrode and a movable electrode are arranged opposite to each other with a spacer interposed on a substrate having a back chamber. A first back chamber part from which the substrate has been removed, an electrode support part that partitions the first back chamber part and supports the fixed electrode and the movable electrode via the spacer, and the electrode support part A second back chamber part from which the substrate has been removed so as to partition, and a communication part in which the first back chamber part and the second back chamber part are continuous. .

本願請求項2に係る発明は、請求項1記載のMEMS素子において、前記第2のバックチャンバー部上に前記スペーサーが除去された空間を備え、該空間は、前記第2のバックチャンバー部と連続していることを特徴とする。   The invention according to claim 2 of the present application is the MEMS device according to claim 1, further comprising a space from which the spacer is removed on the second back chamber portion, the space being continuous with the second back chamber portion. It is characterized by that.

本願請求項3に係る発明は、バックチャンバーを備えた基板上に、スペーサーを挟んで固定電極と可動電極とを対向配置したMEMS素子の製造方法において、前記基板上に第1の絶縁膜を形成する工程と、該第1の絶縁膜上に、可動電極を形成する工程と、該可動電極上に、前記スペーサーを構成する第2の絶縁膜を形成する工程と、該第2の絶縁膜上に、固定電極を形成する工程と、該固定電極に貫通孔を形成する工程と、前記基板の一部を除去し、前記可動電極を露出させる第1のバックチャンバー部と、前記スペーサーを介して前記固定電極と可動電極を支持する電極支持部を区画する第2のバックチャンバー部と、前記第1のバックチャンバー部と前記第2のバックチャンバー部とを連続させる連通部とを形成する工程と、前記貫通孔から前記第2の絶縁膜の一部をエッチング除去し、前記電極支持部に前記第2の絶縁膜からなるスペーサーを形成する工程と、を含むことを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a MEMS device in which a fixed electrode and a movable electrode are arranged opposite to each other with a spacer interposed therebetween on a substrate having a back chamber, and a first insulating film is formed on the substrate. A step of forming a movable electrode on the first insulating film, a step of forming a second insulating film constituting the spacer on the movable electrode, and on the second insulating film In addition, a step of forming a fixed electrode, a step of forming a through hole in the fixed electrode, a first back chamber portion for removing a part of the substrate and exposing the movable electrode, and the spacer Forming a second back chamber section that partitions an electrode support section that supports the fixed electrode and the movable electrode, and a communication section that connects the first back chamber section and the second back chamber section; , Some from the hole of the second insulating film is removed by etching, characterized in that it comprises a step of forming a spacer of the second insulating film on the electrode support.

本願請求項4に係る発明は、請求項3記載のMEMS素子の製造方法において、前記スペーサーを形成する際、前記第2のバックチャンバー部上の前記第2の絶縁膜をエッチング除去し、該除去された空間と前記第2のバックチャンバー部とを連続させる工程を含むことを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a MEMS element according to the third aspect, when the spacer is formed, the second insulating film on the second back chamber is removed by etching, and the removal is performed. The method includes a step of continuing the formed space and the second back chamber portion.

本発明のMEMS素子は、第1のバックチャンバー部、第2のバックチャンバー部および連通部を1回のエッチングマスクの形成とエッチングのみで形成することができる構造となっており、追加の製造工程なしでバックチャンバーの容積を大きくすることができる。   The MEMS element of the present invention has a structure in which the first back chamber portion, the second back chamber portion, and the communication portion can be formed only by forming an etching mask once and etching, and an additional manufacturing process. Without this, the volume of the back chamber can be increased.

また本発明のMEMS素子は、電極支持部により可動電極の可動面積を任意の大きさに設定することができるとともに、第2のバックチャンバー部の大きさを適宜設定することで、バックチャンバーの容積を所望の大きさで拡大することができるという利点もある。   In addition, the MEMS element of the present invention can set the movable area of the movable electrode to an arbitrary size by the electrode support portion, and can appropriately set the size of the second back chamber portion so that the volume of the back chamber can be increased. There is also an advantage that can be enlarged in a desired size.

さらに本発明のMEMS素子の第2のバックチャンバー部は、スペーサーが除去されており、さらにバックチャンバーと連通する容積が大きくなり、MEMS素子の感度が向上することになる。   Furthermore, the spacer is removed from the second back chamber portion of the MEMS element of the present invention, and the volume communicating with the back chamber is increased, so that the sensitivity of the MEMS element is improved.

本発明のMEMS素子の平面図である。It is a top view of the MEMS element of this invention. 本発明のMEMS素子の製造工程を説明する図である。It is a figure explaining the manufacturing process of the MEMS element of this invention. 本発明のMEMS素子の製造工程を説明する図である。It is a figure explaining the manufacturing process of the MEMS element of this invention. 本発明のMEMS素子の製造工程を説明する図である。It is a figure explaining the manufacturing process of the MEMS element of this invention. 本発明のMEMS素子の製造工程を説明する図である。It is a figure explaining the manufacturing process of the MEMS element of this invention. 本発明のMEMS素子の製造工程を説明する図である。It is a figure explaining the manufacturing process of the MEMS element of this invention. 本発明のMEMS素子のバックチャンバー部の説明図である。It is explanatory drawing of the back chamber part of the MEMS element of this invention. 本発明のMEMS素子の製造工程を説明する図である。It is a figure explaining the manufacturing process of the MEMS element of this invention. 本発明のMEMS素子のバックチャンバー部の説明図である。It is explanatory drawing of the back chamber part of the MEMS element of this invention. 従来のMEMS素子の説明図である。It is explanatory drawing of the conventional MEMS element. 従来のMEMS素子のバックチャンバーの製造工程を説明する図である。It is a figure explaining the manufacturing process of the back chamber of the conventional MEMS element.

本発明のMEMS素子は、可動電極が基板側に露出するように基板が除去された第1のバックチャンバー部が形成され、その外側には可動電極、スペーサー、固定電極が積層形成された基板からなる電極支持部と、さらにその外側に基板が除去された第2のバックチャンバー部が形成されており、第1のバックチャンバー部と第2のバックチャンバー部とは、それぞれの空間が連続するように連通部が形成されている。この連通部は、基板が除去され形成されている。本発明の第1のバックチャンバー部と第2のバックチャンバー部は、それぞれその側壁がほぼ垂直に形成されており、一般的なバックチャンバーと同様に形成することができる。   In the MEMS element of the present invention, the first back chamber part from which the substrate is removed is formed so that the movable electrode is exposed to the substrate side, and the movable electrode, the spacer, and the fixed electrode are laminated on the outer side of the substrate. And the second back chamber part from which the substrate is removed is formed on the outer side of the electrode support part, and the first back chamber part and the second back chamber part are continuous with each other. A communication part is formed in the. The communication portion is formed by removing the substrate. The first back chamber portion and the second back chamber portion according to the present invention have side walls formed substantially vertically, and can be formed in the same manner as a general back chamber.

さらに本発明のMEMS素子は、第2のバックチャンバー部上に配置されたスペーサーが除去された構造とすることも可能である。以下、本発明の実施例について、詳細に説明する。   Furthermore, the MEMS element of the present invention can have a structure in which the spacer disposed on the second back chamber portion is removed. Examples of the present invention will be described in detail below.

本発明の実施例についてコンデンサマイクロフォンを例にとり、詳細に説明する。図1は本実施例のMEMS素子の平面図であり、このA−A面の断面図を図2乃至図6および図8に示す。図1において、点線で囲まれた領域のシリコン基板が除去され、第1のバックチャンバー部11、第2のバックチャンバー部12、第1のバックチャンバー部11と第2のバックチャンバー部12を連続させる連通部13が形成されている。第1のバックチャンバー部11と第2のバックチャンバー部12の間は、シリコン基板が残る電極支持部14となる。   The embodiment of the present invention will be described in detail by taking a condenser microphone as an example. FIG. 1 is a plan view of the MEMS element of this embodiment, and cross-sectional views of the AA plane are shown in FIGS. 2 to 6 and FIG. In FIG. 1, the silicon substrate in a region surrounded by a dotted line is removed, and the first back chamber portion 11, the second back chamber portion 12, the first back chamber portion 11 and the second back chamber portion 12 are continuously connected. A communicating portion 13 is formed. Between the first back chamber portion 11 and the second back chamber portion 12, an electrode support portion 14 in which the silicon substrate remains is formed.

以下、製造工程に従い説明する。まず、表面の結晶方位が(100)面のシリコン基板1上に、厚さ0.5μm程度の熱酸化膜2(第1の絶縁膜に相当)を形成する。さらに表面側の熱酸化膜2上に、CVD(Chemical Vapor Deposition)法により厚さ0.5μmの導電性ポリシリコン膜を積層形成する。次に通常のフォトリソグラフ法によりパターニングし、可動部となる可動電極3を形成する(図2)。可動電極13には、応力緩和のためスリットが形成される場合もある。   Hereinafter, it demonstrates according to a manufacturing process. First, a thermal oxide film 2 (corresponding to a first insulating film) having a thickness of about 0.5 μm is formed on a silicon substrate 1 having a (100) plane crystal orientation. Further, a conductive polysilicon film having a thickness of 0.5 μm is laminated and formed on the thermal oxide film 2 on the surface side by a CVD (Chemical Vapor Deposition) method. Next, patterning is performed by a normal photolithographic method to form the movable electrode 3 serving as a movable portion (FIG. 2). A slit may be formed in the movable electrode 13 for stress relaxation.

可動電極3上に、厚さ3μm程度のUSG(Undoped Silicate Glass)膜からなるスペーサー膜4a(第2の絶縁膜に相当)を積層形成する(図3)。このスペーサー膜4aは、エアギャップを形成するため一部が除去され、残された部分がスペーサーとなる。   On the movable electrode 3, a spacer film 4a (corresponding to a second insulating film) made of a USG (Undoped Silicate Glass) film having a thickness of about 3 μm is laminated (FIG. 3). The spacer film 4a is partially removed to form an air gap, and the remaining portion becomes a spacer.

スペーサー膜4a上に、厚さ0.1μmのポリシリコン膜を形成し、所定のパターニングを行い、固定電極5を形成する(図4)。可動電極3と固定電極5には、図1に示す配線部15が形成される。   A polysilicon film having a thickness of 0.1 μm is formed on the spacer film 4a, and predetermined patterning is performed to form the fixed electrode 5 (FIG. 4). A wiring portion 15 shown in FIG. 1 is formed on the movable electrode 3 and the fixed electrode 5.

スクライブライン上のスペーサー膜4aを除去した後、全面に窒化膜6を積層形成する。この窒化膜6は、固定電極5と一体となる(固定電極に相当)。窒化膜6および固定電極5の一部を除去し、貫通孔7を形成してスペーサー膜4a表面を露出させる。この貫通孔7は、音を可動電極3に伝えるための音孔の機能を果たすことになり、所望の特性となるように、径の大きさ、数、配置が設定される(図5)。   After removing the spacer film 4a on the scribe line, a nitride film 6 is laminated on the entire surface. The nitride film 6 is integrated with the fixed electrode 5 (corresponding to the fixed electrode). The nitride film 6 and a part of the fixed electrode 5 are removed, and a through hole 7 is formed to expose the surface of the spacer film 4a. The through-hole 7 functions as a sound hole for transmitting sound to the movable electrode 3, and the size, number, and arrangement of the diameter are set so as to obtain desired characteristics (FIG. 5).

その後、バックチャンバーを形成するため、シリコン基板1をRIE装置を用いてエッチングする。本発明のバックチャンバーは、可動電極3を開口する第1のバックチャンバー部11とその外側に第2のバックチャンバー部12からなり、その間に電極支持部14となるシリコン基板1が残る構造となっている(図6)。図7は、第1のバックチャンバー部11と第2のバックチャンバー部12が形成されたシリコン基板1の平面図を示している。図7に示すように、第1のバックチャンバー部11と第2のバックチャンバー部12の間には、電極支持部14となるシリコン基板が残され、可動電極が支持される構造となる。また、第1のバックチャンバー部11と第2のバックチャンバー部12が連続するように、電極支持部14の一部が除去され、連通部13が形成されている。   Thereafter, in order to form a back chamber, the silicon substrate 1 is etched using an RIE apparatus. The back chamber of the present invention has a structure in which a first back chamber portion 11 that opens the movable electrode 3 and a second back chamber portion 12 on the outside thereof, and the silicon substrate 1 that becomes the electrode support portion 14 remains therebetween. (FIG. 6). FIG. 7 shows a plan view of the silicon substrate 1 on which the first back chamber portion 11 and the second back chamber portion 12 are formed. As shown in FIG. 7, between the first back chamber portion 11 and the second back chamber portion 12, the silicon substrate that becomes the electrode support portion 14 is left, and the movable electrode is supported. Further, a part of the electrode support portion 14 is removed and the communication portion 13 is formed so that the first back chamber portion 11 and the second back chamber portion 12 are continuous.

その後、可動電極3と固定電極5の間を中空構造とするため、スペーサー膜4aの一部をエッチング除去し、スペーサー4を形成する(図8)。   Thereafter, in order to form a hollow structure between the movable electrode 3 and the fixed electrode 5, a part of the spacer film 4a is removed by etching to form the spacer 4 (FIG. 8).

このように形成されたMEMS素子であるコンデンサマイクロフォンは、貫通孔7を通過した音圧により可動電極3が振動し、固定電極5と可動電極3間の変位を電極間の容量変化として検出することになる。ここで本発明では、従来のバックチャンバーに相当する第1のバックチャンバー部11に加え、連続する第2のバックチャンバー部12が形成されており、バックチャンバーの容積を大きくすることができ、高感度のMEMS素子を形成することが可能となる。   The capacitor microphone, which is a MEMS element formed in this way, detects the displacement between the fixed electrode 5 and the movable electrode 3 as a change in capacitance between the electrodes by the vibration of the movable electrode 3 caused by the sound pressure that has passed through the through hole 7. become. Here, in the present invention, in addition to the first back chamber portion 11 corresponding to the conventional back chamber, a continuous second back chamber portion 12 is formed, and the volume of the back chamber can be increased. A sensitive MEMS element can be formed.

また、本発明では、スペーサー膜4aの一部をエッチングする際、第2のバックチャンバー部12上のスペーサー膜4aも同時にエッチング除去され、第2のバックチャンバー部12に連続する空間16が形成される。この空間16も第1のバックチャンバー部11と第2のバックチャンバー部12および連通部13を介して連続しているため、バックチャンバーの一部を構成し、MEMS素子の感度向上に寄与することになる。   Further, in the present invention, when a part of the spacer film 4a is etched, the spacer film 4a on the second back chamber portion 12 is also etched away, and a space 16 continuous with the second back chamber portion 12 is formed. The Since this space 16 is also continuous through the first back chamber part 11, the second back chamber part 12 and the communication part 13, it constitutes a part of the back chamber and contributes to the improvement of the sensitivity of the MEMS element. become.

バックチャンバーの形状は、図7に示す構造の他、図9に示すように種々変更可能である。なお、図9右図において17は、可動電極3が大きく変形して破損するのを防止するために設けられたストッパーである。   The shape of the back chamber can be variously changed as shown in FIG. 9 in addition to the structure shown in FIG. In addition, in the right figure of FIG. 9, 17 is a stopper provided in order to prevent the movable electrode 3 from being greatly deformed and damaged.

以上本発明の実施例について説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものでないことは言うまでもない。例えば、上記実施例では連通部13は、シリコン基板1がすべてエッチング除去された場合にについて説明したが、シリコン基板1を完全に除去する必要はない。図7に示す構造にシリコン基板をエッチングする場合、エッチングのためのマスクは、図7に示す構造とした場合であっても、シリコン基板の厚さに相当する深いエッチングを行うと、連通部13が完全にはエッチング除去されず、わずかにシリコン基板1が残る場合もある。その場合には、連通部はシリコン基板のエッチング除去された領域で構成され、電極支持部は、円形に残るシリコン基板となる。このような構造とすると、連通部においても可動電極と固定電極はスペーサーを介して電極支持部にしっかりと固定されるため、可動電極、固定電極の強度を保つことができるという利点もある。   As mentioned above, although the Example of this invention was described, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to the said Example. For example, in the above embodiment, the communication unit 13 has been described in the case where the silicon substrate 1 is entirely removed by etching, but it is not necessary to completely remove the silicon substrate 1. When the silicon substrate is etched into the structure shown in FIG. 7, even if the etching mask is the structure shown in FIG. 7, if the deep etching corresponding to the thickness of the silicon substrate is performed, the communicating portion 13 is formed. May not be completely removed by etching, and the silicon substrate 1 may remain slightly. In this case, the communication part is constituted by a region where the silicon substrate is removed by etching, and the electrode support part is a silicon substrate remaining in a circular shape. With such a structure, the movable electrode and the fixed electrode are also firmly fixed to the electrode support portion via the spacer even in the communication portion, and there is an advantage that the strength of the movable electrode and the fixed electrode can be maintained.

1:シリコン基板、2:熱酸化膜、3:可動電極、4:スペーサー、4a:スペーサー膜、5:固定電極、6:窒化膜、7:貫通孔、8:バックチャンバー、9a:第1のマスク膜、9b:第2のマスク膜、10a:第1の凹部、10b:第2の凹部、11:第1のバックチャンバー部、12:第2のバックチャンバー部、13:連通部、14:電極支持部、15:配線、16:空間、17:ストッパー 1: silicon substrate, 2: thermal oxide film, 3: movable electrode, 4: spacer, 4a: spacer film, 5: fixed electrode, 6: nitride film, 7: through-hole, 8: back chamber, 9a: first Mask film, 9b: second mask film, 10a: first recess, 10b: second recess, 11: first back chamber section, 12: second back chamber section, 13: communication section, 14: Electrode support, 15: wiring, 16: space, 17: stopper

Claims (4)

バックチャンバーを備えた基板上に、スペーサーを挟んで固定電極と可動電極とを対向配置したMEMS素子において、
前記可動電極が露出するように前記基板が除去された第1のバックチャンバー部と、該第1のバックチャンバー部を区画し、前記スペーサーを介して前記固定電極と前記可動電極を支持する電極支持部と、該電極支持部を区画するように前記基板が除去された第2のバックチャンバー部と、前記第1のバックチャンバー部と第2のバックチャンバー部とを連続される連通部とを備えていることを特徴とするMEMS素子。
In a MEMS element in which a fixed electrode and a movable electrode are arranged to face each other with a spacer on a substrate provided with a back chamber.
A first back chamber part from which the substrate is removed so that the movable electrode is exposed, and an electrode support that partitions the first back chamber part and supports the fixed electrode and the movable electrode via the spacer And a second back chamber part from which the substrate has been removed so as to partition the electrode support part, and a communication part in which the first back chamber part and the second back chamber part are continued. A MEMS element characterized by comprising:
請求項1記載のMEMS素子において、
前記第2のバックチャンバー部上に前記スペーサーが除去された空間を備え、該空間は、前記第2のバックチャンバー部と連続していることを特徴とするMEMS素子。
The MEMS device according to claim 1, wherein
A MEMS device comprising a space from which the spacer is removed on the second back chamber portion, the space being continuous with the second back chamber portion.
バックチャンバーを備えた基板上に、スペーサーを挟んで固定電極と可動電極とを対向配置したMEMS素子の製造方法において、
前記基板上に第1の絶縁膜を形成する工程と、
該第1の絶縁膜上に、可動電極を形成する工程と、
該可動電極上に、前記スペーサーを構成する第2の絶縁膜を形成する工程と、
該第2の絶縁膜上に、固定電極を形成する工程と、
該固定電極に貫通孔を形成する工程と、
前記基板の一部を除去し、前記可動電極を露出させる第1のバックチャンバー部と、前記スペーサーを介して前記固定電極と可動電極を支持する電極支持部を区画する第2のバックチャンバー部と、前記第1のバックチャンバー部と前記第2のバックチャンバー部とを連続させる連通部とを形成する工程と、
前記貫通孔から前記第2の絶縁膜の一部をエッチング除去し、前記電極支持部に前記第2の絶縁膜からなるスペーサーを形成する工程と、を含むことを特徴とするMEMS素子の製造方法。
In a method of manufacturing a MEMS element in which a fixed electrode and a movable electrode are arranged to face each other with a spacer interposed therebetween on a substrate provided with a back chamber.
Forming a first insulating film on the substrate;
Forming a movable electrode on the first insulating film;
Forming a second insulating film constituting the spacer on the movable electrode;
Forming a fixed electrode on the second insulating film;
Forming a through hole in the fixed electrode;
A first back chamber part for removing a part of the substrate and exposing the movable electrode; a second back chamber part for partitioning an electrode support part for supporting the fixed electrode and the movable electrode through the spacer; Forming a communication part that connects the first back chamber part and the second back chamber part;
And a step of etching away a part of the second insulating film from the through-hole and forming a spacer made of the second insulating film on the electrode support portion. .
請求項3記載のMEMS素子の製造方法において、前記スペーサーを形成する際、前記第2のバックチャンバー部上の前記第2の絶縁膜をエッチング除去し、該除去された空間と前記第2のバックチャンバー部とを連続させる工程を含むことを特徴とするMEMS素子の製造方法。   4. The method of manufacturing a MEMS device according to claim 3, wherein when the spacer is formed, the second insulating film on the second back chamber is removed by etching, and the removed space and the second back are removed. A method of manufacturing a MEMS device, comprising a step of making a chamber portion continuous.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108569672A (en) * 2017-03-13 2018-09-25 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 microphone and its manufacturing method
JP2020068448A (en) * 2018-10-24 2020-04-30 新日本無線株式会社 Transducer device

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007243768A (en) * 2006-03-10 2007-09-20 Yamaha Corp Condenser microphone
JP2008028512A (en) * 2006-07-19 2008-02-07 Yamaha Corp Pressure sensor and manufacturing method thereof

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007243768A (en) * 2006-03-10 2007-09-20 Yamaha Corp Condenser microphone
JP2008028512A (en) * 2006-07-19 2008-02-07 Yamaha Corp Pressure sensor and manufacturing method thereof

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108569672A (en) * 2017-03-13 2018-09-25 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 microphone and its manufacturing method
CN108569672B (en) * 2017-03-13 2020-08-25 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 Microphone and method for manufacturing the same
JP2020068448A (en) * 2018-10-24 2020-04-30 新日本無線株式会社 Transducer device
JP7219526B2 (en) 2018-10-24 2023-02-08 日清紡マイクロデバイス株式会社 transducer device

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