电容式传声器的制作方法

专利名称：电容式传声器的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有适用于微电子机械系统(MEMS: micro-electromechanical system)的隔膜的电容式传声器(或电容器传声器)。本发明还涉及电容式传 声器的制造方法和包含在电容式传声器中的隔膜的制造方法。
本申请要求日本专利申请No.2006-96703 (2006年3月31日递交)、曰 本专利申请No. 2006-59041 ( 2006年3月6日递交)，和日本专利申请No. 2006-48183 (2006年2月24日递交)的优先4又，这些专利申请的内容通过 引用合并于此。
背景技术：
通常，通过半导体装置的制造过程已经开发和生产出各种类型的电容式 传声器(或电容器传声器)。电容式传声器的典型例子包括由于声波而振动 的隔膜和经由诸如空气这样的电介质(dielectric)而与隔膜相对地定位的板 件。由隔膜和板件形成的静电电容(或电容)由于隔膜的振动而变化。电容 式传声器将静电电容的变化转换为电信号。
公开号为No. 2001-518246的日本专利申请教导了 一种微型硅电容式传 声器，其中，隔膜以悬臂的方式固定。该电容式传声器具有不会残留在隔膜 形成期间产生的4立伸应力的结构；因此，其优势在于，隔膜由于向其施加的 声压而产生的振幅可以增加，但是隔膜的强度减小，以使得有必要用止动件 防止隔膜中的过大的振幅。这使得制造过程很复杂。
公开号为No. 2002-95093的日本未审查专利申请教导了 一种电容式传 声器，在该传声器中，隔膜的周边部被整体地固定在其位，其中，具有导电 性的隔膜的总体区域被定位为与具有导电性的板件相对。隔膜的周边部引起 非常小的振幅，以使得电容(capacity)几乎不产生变化，其中，隔膜的周 边部的电容在电容式传声器的总电容中的比值变大。这降低了电容式传声器 的灵敏度。由于隔膜的周边部固定，使用在隔膜的形成期间残留的拉伸应力 没有被释放，使得隔膜由于向其施加的声压而产生的振幅被减d、。公开号为No. 2001-231099的日本未审查专利申请教导了一种电声换能 器(electroacoustictransducer),即， 一种电容式传声器，在该传声器中，隔 膜的四个角部被固定在其位，其中，具有导电性的隔膜被定位为与具有导电 性的板件相对。隔膜的周边部引起非常小的振幅，以使得电容几乎不发生变 化，其中，隔膜的周边部的电容在电容式传声器的总电容中的比值变大。这 降低了电容式传声器的灵敏度。将隔膜的四个角部固定减小了隔膜由于向其 施加的声压而产生的振幅。
具体地，前述^Hf教导了一种具有弯曲部的电容式传声器，该弯曲部在 隔膜的中心部和周边部之间。在此，向隔膜施加的残余应力通过弯曲部的变 形而被释放，以使得隔膜的振幅增加，以便增加灵敏度。弯曲部利用单个薄 膜形成，该薄膜沉积在台阶部的表面上，该台阶部形成在牺牲层(sacrifice layer)中；因而，随着弯曲部逼近台阶部的底部，弯曲部的厚度变小，因为 台阶部难以被沉积并由此密度减小。即，隔膜的强度随着台阶部的高度差增 加而减小。换句话说，在保持令人满意的隔膜强度的同时，难以通过增加弯 曲部的高度差来增加灵敏度。

发明内容
本发明的目的是提供一种具有高灵敏度的电容式传声器，该传声器能够 通过简单的半导体制造工艺来生产。
本发明的另一个目的是提供一种电容式传声器及其制造方法，该方法通 过利用弯曲部具有高强度的隔膜来实现高灵敏度。
在本发明的第一方面，电容式传声器包括具有腔体的基板；第一间隔件， 通过沉积在基板上的第一膜形成；第二间隔件，通过沉积在第一间隔件上的、 具有绝缘能力的第三膜形成；开口，贯穿第一间隔件和第二间隔件以便与腔 体连通；隔膜，通过形成在第一膜和第三膜之间的、具有导电性的第二膜形 成；以及板件，通过沉积在第三膜上的、具有导电性的第四膜形成。隔膜定 位在开口之内且与第 一间隔件和第二间隔件略微离开。板件以矩形形状形 成，该矩形形状由第一对相对侧和第二对相对侧限定，该板件被定位为与隔 膜大致平行，其中，第一对相对侧被固定到第二间隔件，并且第二对相对侧 在平面视图中被定位在隔膜的一区域之内。另外， 一对支承件通过第四膜形 成，并且被安附到第二间隔件上，以便向开口内凸出。此外， 一对第三间隔件与第一间隔件和第二间隔件离开并且被定位在开口内，其中，第三间隔件 件在支承件的凸出部和隔膜中的相对于板件的第二对相对侧的指定部分之 间连结。
以上，隔膜与限定开口的第一间隔件和第二间隔件略^f效离开；第三间隔 件的上端部被安附到向开口内凸出的支承件的凸出部；并且，第三间隔件的 下端部被安附到隔膜中的相对于板件的第二对相对侧的指定部分。通过适当 地调整形成第三间隔件的第三膜的厚度，可以调整隔膜的指定部分和支承件 的凸出部之间的距离(或高度)。随着第三膜的厚度变大，在形成隔膜的第 二膜形成之后残留的第二膜的内应力以扭矩形式显著地影响第三间隔件的 下端部。响应施加在第三间隔件的下端部的扭矩，第三间隔件略孩史旋转以便 引起支承件的变形。由于响应第二膜的内应力而被第三间隔件的旋转引起的 支承件变形，可以释放隔膜的内应力。电容式传声器被设计为使得隔膜的两 侧仅被固定在其位；从而，与隔膜的周边部分被整体地固定在其位的常规已 知电容式传声器相比，可以增加隔膜的由于向其施加的声压而引起的振幅。 在连结第三间隔件的隔膜的另外两侧上产生的振幅比在隔膜的中心部产生 的振幅小。因而，当板件固定在隔膜的另外两侧附近时，基本不变的固定电 容(fixed capacity)在形成在板件和隔膜之间的总电容中的比变高。相反，
电容式传声器被设计为使得仅有板件的第一对相对侧固定到第二间隔件；因 而，板件的第二对相对侧被定位在由连结第三间隔件的隔膜的另外两侧限定 的一范围之内。这减小了固定电容在形成在板件和隔膜之间的总电容中的 比。即，可以增加电容式传声器的灵敏度。板件和支承件二者都通过第四膜 形成；并且，形成第三间隔件的第三膜被插入在形成板件的第四膜和形成隔 膜的第二膜之间。即，电容式传声器以简单结构生产，该结构能够容易地通 过形成其主要膜的构图来实现。
此外，电容式传声器被设计为使得腔体用隔膜大致覆盖，并且第一膜具 有绝缘能力。电容式传声器进一步包括 一对板件连结部，通过第四膜形成 并且与板件的第一对相对侧整体地互连； 一对保护电极，通过第二膜形成并 且与隔膜略微离开并且被插入在板件连结部和基板之间；第一电路元件，用
于将保护电极和板件置于大致相同的电位；以及第二电路元件，用于将基板 和隔膜置于大致相同的电位。
由于隔膜大致覆盖基板的腔体，声波通过开口 (贯穿第一间隔件和第二间隔件)传播以到达隔膜，而声波略微经由隔膜的外部传播到腔体中。即， 允许声波经由隔膜的外部而传播到腔体中的传播路径具有相对高的声阻。与 声波直接传播到腔体中的常规电容式传声器相比，可以增加向隔膜施加的声 音能量，由此显著地改善灵^t度。由于电容式传声器被设计为使得基板和隔 膜被置于大致相同的电位，所以可以消除形成在隔膜和基板之间的电容。由 于板件与形成在板件和基板之间的保护电极被置于大致相同的电位，所以可 以消除形成在板件和保护电极之间电容。
此外，隔膜具有由一对长侧和一对短侧限定的矩形形状，其中，隔膜的 长侧被定位为与板件的第 一对相对侧平行，且隔膜的短侧被定位为与板件的 第二对相对側平行。这允许隔膜与长側一起振动并且垂直地弯曲。即，与隔 膜与其短侧一起振动并垂直地弯曲的另 一技术相比，可以增加隔膜的振幅。
在本发明的第二方面中，隔膜通过以下步骤制造对第一膜构图以便形 成隔膜的中心部；通过沉积而在第一膜的近端部上形成第二膜；以及对在第 二膜上的第三膜构图，以使得第三膜向第一膜之外延伸，以便形成隔膜的具 有多层结构的弯曲部，该多层结构包括第一膜、第二膜和第三膜，其中，弯 曲部向隔膜的中心部之外延伸。
以上，弯曲部形成在隔膜的中心部之外，而不弯曲第一膜、第二膜和第 三膜，其中，晶粒晶界不形成在隔膜的弯曲部中。例如，具有包括第一膜、 第二膜和第三膜的多层结构的弯曲部的台阶差(或高度)能够通过控制第二 膜的厚度而被容易地控制。即，可以在形成具有在隔膜中心部之外的所需台 阶差的弯曲部，同时保持令人满意的隔膜强度。
前述制造方法适用于包括板件、隔膜、以及多个支承件的电容式传声器， 该板件具有固定电极，该隔膜由于向其施加的声波而引起振动且在该隔膜中 中心部具有移动电极且弯曲部被形成并且向中心部之外延伸，该多个支承件 支承隔膜的弯曲部和板件，其方式是在固定电极和移动电极之间形成空气间 隙。因此，可以形成包括具有所需台阶差的弯曲部的高强度隔膜。定位在隔 膜中心部和与支承件固定的周边部分之间的弯曲部由于隔膜的中心部的残 余应力而变形；因而，可以释放隔膜的中心部的残余应力；并且，可以增加 产生在隔膜中心部上的振幅，该隔膜由于向其施加的声波而显著地变形。由 此，可以制造具有高强度隔膜的高灵敏性电容式传声器。
此外，板件能够利用第三膜形成。在这种情况下，板件和隔膜的弯曲部二者都通过第三膜的形成而被制造；因而，可以筒化电容式传声器的制造方 法。
在本发明的第三方面中，电容式传声器包括板件，具有固定电极；多 个支承件，用于支承板件；以及具有移动电极的隔膜，该隔膜与板件相对定 位且在它们之间具有空气间隙，其中，隔膜的两个端部被支承件支承，并且 其中，隔膜由于向其传递的声波引起的振动而部分地变形。即，隔膜的自由 端部由于声波而以相对较大的振幅移位，该振幅大于在周边被整体地固定在 且位的常规已知隔膜中产生的振幅。这增加了电容式传声器的可变电容；由 此，可以改进电容式传声器的灵敏度。
在以上中，隔膜具有矩形形状，在该隔膜中， 一对相对端部固定到支承 件，而另一对相对端部被定位为不与支承件固定，以使得隔膜跨接支承件。 另外，隔膜具有一对弹簧，该弹簧呈波浪形并且沿跨接方向延展一一该方向 是从隔膜的中心部至固定到支承件的那对相对端部，以便通过弹簧的变形来 吸收中心部的残余应力。此外，隔膜的矩形形状由短侧和长侧限定，其中， 长侧位于跨接方向，该方向是从隔膜的中心部至固定到支承件的那对相对端 部。
另外，板件三维地在固定到支承件的那对相对端部之内横跨隔膜，以使 得板件的一对相对侧被定位在隔膜的上方并且被定位为不与支承件固定。这 避免了在隔膜的固定端部和板件之间产生静电电容(electrostatic capacitance )。这极大地减小了不因为施加到电容式传声器的声波而改变的不 变电容(unchanged capacity);因而，可以改善电容式传声器的灵敏度。
此外，隔膜的另 一对相对端部之间的宽度随所述另 一对相对端部远离隔 膜的所述一对相对端部而减小。由于隔膜的所述另一对相对端部^^皮定位为不 与支承件固定，所以其残余应力得以有效地减小，由此，可以防止隔膜的所 述另 一对相对侧位置略孩么降低。


图1A是显示了根据本发明第一实施例的电容式传声器的传感部分的平 面视图IB是显示了电容式传声器的传感部分的平面视图，其中，从图1A 的示例中去掉板件和支承件；图1C是显示了电容式传声器的传感部分的平面视图，其中，从图IB
的示例中去掉第二间隔件和第三间隔件；
图2A是沿图1A中的线Y-Y截取的横截面视图2B是沿图1A中的线X-X截取的横截面视图3A是用于解释电容式传声器的制造方法的第一步的平面视图3B是沿图3A中的线Y-Y截取的横截面视图3C是沿图3A中的线X-X截取的横截面视图4A是用于解释电容式传声器的制造方法的第二步的平面视图4B是沿图4A中的线Y-Y截取的横截面视图4C是沿图4A中的线X-X截取的横截面视图5A是用于解释电容式传声器的制造方法的第三步的平面视图5B是沿图5A中的线Y-Y截取的横截面视图5C是沿图5A中的线X-X截取的横截面视图6A是用于解释电容式传声器的制造方法的第四步的平面视图6B是沿图6A中的线Y-Y截取的横截面视图6C是沿图6A中的线X-X截取的横截面视图7A是沿图8中的线B1-B1截取的横截面视图7B是沿图8中的线A1-A1截取的横截面视图8是显示根据本发明第二实施例的电容式传声器的平面视图9是示意地显示了与包含在电容式传声器中的隔膜的弯曲部相关的结
构的放大横截面视图10A是用于解释电容式传声器的制造方法的第一步的平面视图； 图IOB是用于解释电容式传声器的制造方法的第二步的平面视图； 图10C是用于解释电容式传声器的制造方法的第三步的平面视图； 图IOD是用于解释电容式传声器的制造方法的第四步的平面视图； 图10E是用于解释电容式传声器的制造方法的第五步的平面视图； 图10F是用于解释电容式传声器的制造方法的第六步的平面视图； 图IOG是用于解释电容式传声器的制造方法的第七步的平面视图； 图IIA是沿图10A中的线B4-B4截取的横截面视图，用于解释电容式
传声器的制造方法的第一步；
图11B是用于解释电容式传声器的制造方法的第二步的横截面视图；图IIC是用于解释电容式传声器的制造方法的第三步的横截面视图； 图11D是用于解释电容式传声器的制造方法的第四步的横截面视图； 图11E是用于解释电容式传声器的制造方法的第五步的横截面视图； 图11F是用于解释电容式传声器的制造方法的第六步的横截面视图； 图IIG是用于解释电容式传声器的制造方法的第七步的横截面视图； 图12A是沿图10A中的线C4-C4截取的横截面视图，用于解释电容式
传声器的制造方法的第一步；
图12B是用于解释电容式传声器的制造方法的第二步的横截面视图； 图12C是用于解释电容式传声器的制造方法的第三步的横截面视图； 图12D是用于解释电容式传声器的制造方法的第四步的横截面视图； 图12E是用于解释电容式传声器的制造方法的第五步的横截面视图； 图12F是用于解释电容式传声器的制造方法的第六步的横截面视图； 图12G是用于解释电容式传声器的制造方法的第七步的横截面视图； 图13A是显示根据本发明第二实施例的变化例的电容式传声器的平面
视图13B是沿图13A中的线B7-B7截取的横截面视图； 图14A是用于解释电容式传声器的制造方法的第一步的平面视图； 图14B是用于解释电容式传声器的制造方法的第二步的平面视图； 图14C是用于解释电容式传声器的制造方法的第三步的平面^L图； 图14D是用于解释电容式传声器的制造方法的第四步的平面视图； 图14E是用于解释电容式传声器的制造方法的第五步的平面视图； 图14F是用于解释电容式传声器的制造方法的第六步的平面视图； 图15A是沿图14A中的线B8-B8截取的横截面视图，用于解释电容式
传声器的制造方法的第一步；
图15B是用于解释电容式传声器的制造方法的第二步的横截面^L图； 图15C是用于解释电容式传声器的制造方法的第三步的横截面视图； 图15D是用于解释电容式传声器的制造方法的第四步的横截面^L图； 图15E是用于解释电容式传声器的制造方法的第五步的横截面视图； 图15F是用于解释电容式传声器的制造方法的第六步的横截面^L图； 图16A是沿图14A中的线C8-C8截取的横截面视图，用于解释电容式
传声器的制造方法的第一步；图16B是用于解释电容式传声器的制造方法的第二步的横截面视图； 图16C是用于解释电容式传声器的制造方法的第三步的横截面视图； 图16D是用于解释电容式传声器的制造方法的第四步的横截面视图； 图16E是用于解释电容式传声器的制造方法的第五步的横截面视图； 图16F是用于解释电容式传声器的制造方法的第六步的横截面视图； 图17A是沿图18A中的线A1-A1截取的横截面视图； 图17B是沿图18A中的线B1-B1截取的横截面视图； 图18A是显示根据本发明第三实施例的电容式传声器的平面视图； 图18B是沿图17B中的线B2-B2截取的横截面视图； 图19A是显示包含在电容式传声器中的隔膜的长侧端部被弯曲的横截 面视图19B是沿图19A中的线B3-B3截取的水平截面视图； 图20A是显示包含在电容式传声器中的隔膜的短侧端部被弯曲的横截 面视图20B是沿图20A中的线B4-B4截取的水平截面视图21是示意地显示出隔膜的透视图，该隔膜的中心部与该隔膜的长侧 端部相比是弯曲的；
图22是横截面视图，用于解释基于S/N比来确定包含在电容式传声器 中的后板的短側宽度的设计方法；
图23是显示后板的短侧宽度和电容式传声器的灵敏度之间关系的曲线
图24是显示后板的短侧宽度和电容式传声器的S/N比之间关系的曲线
图25A是用于解释电容式传声器的制造方法的第一步的平面视图； 图25B是用于解释电容式传声器的制造方法的第二步的平面视图； 图25C是用于解释电容式传声器的制造方法的第三步的平面视图； 图25D是用于解释电容式传声器的制造方法的第四步的平面^L图； 图25E是用于解释电容式传声器的制造方法的第五步的平面视图； 图25F是用于解释电容式传声器的制造方法的第六步的平面视图； 图25G是用于解释电容式传声器的制造方法的第七步的平面^f见图； 图26A是沿图25A中的线B9-B9截取的横截面视图，用于解释电容式传声器的制造方法的第一步；
图26B是用于解释电容式传声器的制造方法的第二步的横截面视图； 图26C是用于解释电容式传声器的制造方法的第三步的横截面视图； 图26D是用于解释电容式传声器的制造方法的第四步的横截面视图； 图26E是用于解释电容式传声器的制造方法的第五步的横截面视图； 图26F是用于解释电容式传声器的制造方法的第六步的横截面视图； 图26G是用于解释电容式传声器的制造方法的第七步的横截面视图； 图27A是沿图25A中的线C9-C9截取的横截面视图，用于解释电容式
传声器的制造方法的第一步；
图27B是用于解释电容式传声器的制造方法的第二步的横截面视图； 图27C是用于解释电容式传声器的制造方法的第三步的横截面视图； 图27D是用于解释电容式传声器的制造方法的第四步的横截面视图； 图27E是用于解释电容式传声器的制造方法的第五步的横截面视图； 图27F是用于解释电容式传声器的制造方法的第六步的横截面视图； 图27G是用于解释电容式传声器的制造方法的第七步的横截面视图； 图28A是显示根据第三实施例变化例的电容式传声器的构造的平面图28B是沿图28A中的线B12-B12截取的水平截面视图；以及
图29是电容式传声器的横截面视图，用于解释关于隔膜的次要问题。
具体实施例方式
本发明将通过实例参考附图进一步详细描述。 1、第一实施例
第一实施例涉及一种电容式传声器，即，硅电容器传声器(silicon capacitor microphone),其通过半导体制造过程生产，其中，声音经由板件传 递至隔膜并由此转换为电信号。图1A，图2A,和图2B显示了电容式传声 器l的传感部分；具体地，图l是平面视图，图2A是沿线Y-Y (显示了 Y 轴方向)截取的横截面视图，并且图2B是沿线X-X (显示了 X轴方向)截 取的横截面视图。图2B显示了电容式传声器1的检测部分的电3叙circuitry )。 图1B是电容式传声器1的平面视图，其中，从图1A的示例中去掉了板件3 和形成支承件IO的第四膜。图1C是电容式传声器1的平面视图，其中，从图IB的示例中去掉了形成第二间隔件6和第三间隔件9的第三膜。 (a)传感部分的多层结构
电容式传声器1的传感部分具有多层结构(或叠层结构)，该结构包括 基板17、第一膜、第二膜、第三膜和第四膜。
基板由单晶硅构成。腔体16形成在基板17中，以便减小沿与声波传播 方向相反的方向施加到隔膜12的压力。
第一膜是由二氧化硅构成的沉积在基板17上的绝缘薄膜。通过第一膜 形成的第一间隔件19将第二膜支承在基板17的上方，以使得空气间隙形成 在隔膜12和基板17之间。
沉积在第一膜上的第二膜是由掺杂有诸如磷(P)这样的杂质的多晶硅 构成的导电薄膜。通过第二膜形成的隔膜12形成可移动电极，该可移动电 极由于向其施加的声波而振动。通过第二膜形成的保护电极21被置于大致 和板件连结部4相同的电位(potential),该板件连结部将在之后描述。
第三膜经由第二膜沉积在第一膜上。与第一膜类似，第三膜是由二氧化 硅构成的绝缘薄膜。通过第三膜形成的第二间隔件6和第三间隔件9支承第 四膜，以使得空气间隙形成在隔膜12和板件3之间。隔膜12和板件3之间 的距离设定为大约4 |i m,该距离例如大致与第三膜的厚度相当。
开口 13被形成为贯穿第一间隔件19和第二间隔件6，并与腔体16连通。
第四膜被沉积在第三膜上。与第二膜类似，第四膜是由掺杂有诸如磷(P ) 这样的杂质的多晶硅构成的导电薄膜。通过第四膜形成的板件3形成被定位 为与隔膜12相对的固定电极。通过第四膜形成的支承件10形成在开口 13 的相对侧，其中，支承件10的末梢边缘从第二间隔件6向内朝向开口 13凸 出。
(b )传感部分的^L械结构
隔膜12是两侧通过支承件10和第三间隔件9固定的矩形膜，并且在开 口 13之内位于较低的位置，以便整体地覆盖腔体16的上部。具体地，设置 有使支承件IO和隔膜12连结的两个第三间隔件19，以便悬挂隔膜12,如 下
第三间隔件9通过第三膜沉积在隔膜12的短侧附近的指定部分形成。 即，第三间隔件9的下表面连结隔膜12以使得它们位于彼此相对定位的两 个短侧的附近。支承件10的末端与第四膜沉积在第三间隔件9的上表面上的指定部分相对应。即，第三间隔件9的上表面连结支承件IO的下表面。
就在形成隔膜12的第二膜形成之后，沿拉伸方向施加的强内应力残留 在隔膜12中。当隔膜12由于拉伸应力收缩时，力施加在第三间隔件9的下 表面上。由于支承件10的末端以悬臂的方式从第二间隔件6的连结部凸出， 所以支承件10和第三间隔件9容易地绕连结部旋转或弯曲，在该连结部处 第二间隔件6的壁(限定开口 13)连结支承件IO。假定支承件IO、第三间 隔件9和隔膜12形成单个结构。这样的单个结构在沿隔膜12的厚度方向延 长的第三间隔件9的上表面和下表面二者处弯曲。在此，由于隔膜12的内 应力而施加到第三间隔件9的下表面的力沿与相交虚线的方向施加，从第二 间隔件6的壁(限定开口 13 )与支谔义件10连结的连结部到第三间隔件9的 下表面存在该力。即，施加到第三间隔件9的下表面的力使得第三间隔件9 绕第二间隔件6的壁与支承件10连结的连结部旋转，由此使支承件10弯曲。 如图2A所示，当第三间隔件9旋转以使得支承件IO弯曲时，隔膜12的内 应力可部分地释放。在图2A中，虚线示出了隔膜12的内应力释放之前的初 始状态。当相对高的内应力(沿拉伸方向施加)残留在隔膜12中时，换句 话说，当相对高的拉伸应力施加到隔膜12时，无论是否有外力向其施加， 隔膜12都难以挠曲(deflected)。在本发明中，由于电容式传声器l具有用 于释放隔膜12的内应力的结构，所以隔膜12由于向其施加的外力而容易地 挠曲。即，本实施例的电容式传声器1因为由声压引起的隔膜12的增大振 幅而具有高灵敏度。
本实施例的特征在于，只有隔膜12的短侧被固定而长侧保持自由。即， 与隔膜的周边部分被整体地固定在其位的前述电容式传声器相比，本实施例 提供了在隔膜12挠曲时的更高的振幅。此外，支承件10和隔膜12具有从 基板17测量的不同的高度。换句话说，支承件IO、第三间隔件9和隔膜12 形成弹簧结构，该结构在沿隔膜12的厚度方向延长的第三间隔件9的上表 面和下表面二者处弯曲。这增加了隔膜12由于向其施加的声压引起的振幅。 附带地，本实施例可以被修正，其方式是只有隔膜12的长侧被固定在其位， 替代地，隔膜12具有正方形形状。
如图1A所示，隔膜12和板件3沿相互交叉的方向桥接在第二间隔件6 上。具体地，隔膜12沿与其长侧平行的方向横跨开口 13，而板件3沿与隔 膜12的长侧垂直的方向横跨开口 13。板件3的长侧被固定到第二间隔件6,其方式是从板件3的长侧延伸的板件连结部4与第二间隔件6的指定部分连 结。
隔膜12和板件3由于以下原因而桥接在第二间隔件6上。 为了增加隔膜12由于声压引起的振幅，优选的是，隔膜12被固定并沿 其长側弯曲。当板件3由于发生在板件3和隔膜12之间的静电吸引而挠曲 时，隔膜12的移位大致没有改变，但是隔膜12的移位的最大范围响应板件 3和隔膜12之间的距离的减小而略微减小，以使得声压检测的最大范围相应 地减小。在这点上，优选的是，板件3的短侧被桥接在第二间隔件6上，由 此使得板件3难以挠曲。在隔膜12中，中心部引起相对大的振幅，而朝向 固定部分振幅变小。即，隔膜12的固定部分用作寄生电容(parasitic capacitance )。通过减小板件3沿隔膜12 (其经历挠曲)长侧的长度(或板 件3的宽度)，可以减小寄生电容。此外，噪声水平随着板件3和隔膜12在 平面视图中的相对重叠面积变小而变高。这样的关系提供了与板件3的宽度 有关的优选的S/N比。依赖于板件3宽度的优选值，板件3的短侧被固定在 其位，替代地，板件3具有正方形形状。替代地，许多孔5形成在板件3中， 并且许多孔8形成在支承件10中。
(c) 传感部分的运行
由传声器l接收的声音通过孔5和8传递，以便传播到开口13中。经 由孑L 5和8传播到开口 13中的声音的能量通过引起隔膜12上的振动而大致 被消耗。即，非常小百分比的声音能量(经由孔5和8传播到开口 13中) 经由隔膜12的外部区域被传递到腔体16中(如图2B所示)。因为，腔体 16在声音传播方向上被隔膜12完全覆盖，并且在平面图中，隔膜12和基板 17彼此部分重叠的外部区域之间仅形成有非常小的间隙。在此，隔膜12和 基板17之间的重叠区域用作对声音的阻力。
腔体16在封装过程中被密封；因此，当隔膜12振动时，在腔体16中 发生空气压力振动(air-pressure vibration)。空气压力振动可抑制隔膜12的 振动。因此，随着腔体16的容积变大，腔体16的空气压力振动被极大地抑 制。
(d) ;险测部分的构造
如图2B所示，隔膜12被连接至偏置电压源。具体地，如图1C所示， 由具有导电性的第二膜形成的引线18将垫2 (由第二膜形成)连接至隔膜12。与偏置电压源的端子1104连接的引线1105连接至垫2。偏置电压源的 端子1104也连接至与基板17连接的引线1106;因而，隔膜12和基板17二 者被置于大致相同的电位。因此，隔膜12和基板17之间没有电容形成。
如图1A所示，由第四膜形成并不与隔膜12相对定位的板件3的短侧和 板件连结部4,以及垫14和引线7被定位为与形成在第四膜和基板17之间 的保护电极21相对。形成在开口 13的两端上的两个保护电极21经由引线 23被连接在一起(见图1B和1C)。如图2B所示，保护电极21和板件3被 连接在一起，以使得它们被置于大致相同的电位。具体地，实现阻抗变换 (impedance conversion)的运算放大器1101的输入端子经由引线1100、垫 14、引线7和板件连结部4连接至板件3。运算放大器1101的输出端子经由 引线1102被连接至保护电极21的垫11。运算放大器1101的放大因子被设 定为"1"。这使保护电极21和板件3被置于大致相同的电位。
具有绝缘能力的第一间隔件19被插入在保护电极21和基板17之间， 由此在保护电极21和基板17之间形成电容。该电容介入到运算放大器1101 和偏置电压源之间；因此，基本上不影响电容式传声器1的灵敏度。
(e) 检测部分的运行
板件3连接至具有相对高内阻的运算放大器1101;因而，即使当形成在 隔膜12和板件3之间的静电电容由于隔膜12的振动而变化时，存在于板件 3中的非常少量的分电荷也会朝向运算放大器1101移动。即，可以认为，存 在于板件3和隔膜12中的电荷基本上没有发生变化。即，可以通过形成在 隔膜12和板件3之间的静电电容的变化求出板件3的电位变化。
如上所述，电容式传声器1能够响应形成在隔膜12和板件3之间的静 电电容的非常小的变化而产生电信号。根据电容式传声器1,向隔膜12施加 的声压变化被转换为静电电容的变化，该静电电容的变化然后转换为电位变 化，基于该电位变化相对于声压变化产生电信号。
(f) 制造方法
接下来，将参考图3A-3C、图4A-4C、图5A - 5C和图6A - 6C详细 描述电容式传声器1的制造方法，其中，图3A、 4A、 5A和6A是平面视图； 图3B、 4B、 5B和6B是沿Y轴方向的横截面视图；以及图3C、 4C、 5C和 6C是沿X轴方向的横截面视图。
根据图3A至3C所示的制造方法的第一步，具有绝缘能力的第一膜51(用作第一间隔件19)和具有导电性的第二膜52沉积在晶片50 (用作基板 17)的表面上；然后，第二膜52经历构图以便形成隔膜12和保护电极21。 具体地，二氧化硅通过等离子体化学气相沉积(或等离子体CVD)而被沉 积在单晶硅晶片50的整个表面上，由此形成厚度例如大约为2um的第一膜 51。接下来，掺杂有磷的多晶硅通过减压CVD而被沉积在第一膜51上，由 此形成厚度大约为lym的第二膜52。接下来，光致抗蚀剂膜(photoresist film)被应用在第二膜52的整个表面上；随后，执行光刻(利用指定的抗蚀 剂掩^^莫实现曝光和显影)以便形成抗蚀图(resist pattern )。此后，通过诸如 反应离子蚀刻(RIE: reactive ion etching)这样的各向异性蚀刻而选择性地 移除第二膜52的指定部分，由此形成隔膜12和保护电极21。
根据图4A至4C所示的制造方法的第二步，具有绝缘能力的第三膜53 和具有导电性的第四膜54沉积在第二膜52上；然后，第四膜54经历构图， 由此形成板件3和支承件10。具体地，二氧化硅通过等离子体CVD而被沉 积在第二膜52的整个表面上，由此形成厚度例如大约为4nm的第三膜53。 接下来，掺杂有磷的多晶硅通过减压CVD沉积在第三膜53上，由此形成厚 度大约为1 Mm的第四膜54。接下来，光致抗蚀剂膜被应用在第四膜54的 整个表面上；随后，执行光刻(利用指定的抗蚀剂掩模实现曝光和显影)， 以便形成抗蚀图。此后，通过诸如RIE这样的各向异性蚀刻选择性地移除第 四膜54的指定部分，由此形成板件3和支承件10。
根据图5A至5C所示的制造方法的第三步，腔体16形成在晶片50中。 具体地，光致抗蚀剂膜被整体地应用在晶片50的背面上；随后，执行光刻
(利用指定的抗蚀剂掩模实现曝光和显影)，以便形成抗蚀图。此后，通过 诸如DEEP-RIE (深度反应离子蚀刻)这样的各向异性蚀刻选择性地移除 晶片50的指定部分，由此形成腔体16。
接下来，选择性地移除第三膜53和第一膜51的指定部分，以便形成第 一间隔件19、第二间隔件6和开口 13。具体地，光致抗蚀剂膜被应用在第 三膜53和第四膜54的整个表面上；随后，如图6A至6C所示，执行光刻
(利用指定的抗蚀剂掩模实现曝光和显影)，以便形成抗蚀图55。抗蚀图55 具有与开口 13对应的通孔58。在抗蚀图55的通孔58中，板件3(由第四 膜54形成)和支承件10从朝向开口 13凸出的第二间隔件6的凸出部经历 曝光。随后，例如，执行利用含緩冲剂的氢氟酸(bufferedhydrofluoric acid)(或含緩冲剂的HF)的各向同性湿法蚀刻，以便选择性地移除第三膜53和 第一膜51 (它们是硅氧化物膜)的指定部分。此时，以各向同性的方式从第 四膜54的孔5和8以及从第四膜54的间隙60部分地移除第一膜51和第三 膜53,该间隙与支承件10和板件3之间的间隙相对应。此外，第一膜51 和第三膜53以各向同性的方式从形成在晶片50中的腔体16部分地移除。 通过适当地设计与孔5和8以及第四膜60的间隙60有关的构图，可以可靠 地形成由第三膜53形成并保持在开口 13中的第三间隔件9，如图1A至1C 和图2A至2B所示。此后，执行切割和封装，以便完成电容式传声器1的 制造。
通常所知的是，弯曲部形成在包括隔膜及其周边部分的结构中，所有这 些一起振动，这时，隔膜的内应力由于弯曲部的变形而释放。根据用于在结 构中形成弯曲部的常规方法，小的不规则部预先形成在结构的膜所沉积的表 面上以使得弯曲部沿小的不规则部形成。然而在常规方法中，光刻的精确度 降低，并且台阶覆盖度(step coverage )也降低。这使得非常难以控制构图 和膜厚；即，非常难以形成准确的弯曲部。
相反，本实施例的制造方法允许通过第三膜53的抗蚀图(resist pattern ) 55的适当设计而任意地形成具有期望形状的第三间隔件9。例如，可以形成 侧边从隔膜12垂直地延伸的第三间隔件9;替代地，可以形成沿隔膜12长 侧具有小宽度的第三间隔件9。即，本实施例允许将弯曲部准确地形成在与 隔膜12—起振动的结构中。为此，与常规已知技术相比，本发明能够显著 地减小隔膜12的内应力。此外，本实施例的特征在于，包括支承件IO、第 三间隔件9和隔膜12的结构一体地形成；因此，没有必要进一步引入用于 形成具有基本结构(basic structure)的隔膜的其它步骤。
本发明不是必须限制为前述实例而是可以在本发明的范围内适当地修 正。例如，隔膜不是必须设计为矩形形状；隔膜能被修改以使得其中心部具 有与其固定端部的宽度相比相对小的宽度；替代地，其中心部具有与其固定
端部的宽度相比相对大的宽度。 2、第二实施例
接下来，将参考图7A、 7B和8详细描述本发明第二实施例的电容式传 声器，其中，图8是显示电容式传声器101的平面视图；图7A是沿图8中 的线B1-B1截取的横截面视图；图7B是沿图8中的线A1-A1截取的横截面视图。电容式传声器101是通过半导体制造工艺制造的硅电容器传声器。电
容式传声器101包括传感部分(见图7A和7B)以及;f企测部分(见图7A显 示的电路)。
(a)传感部分的构造
如图7A和7B所示，电容式传声器101包括隔膜110、后板(backplate) 130和支承件140。
隔膜110的两个端部被支承件140支承。隔膜110具有多层结构(见图 7B)，其中隔膜110的中心部112包括未固定到绝缘膜的导电膜221的指定 部分，并且其中，形成在中间部112之外的弯曲部114包括固定到绝缘膜231 的导电膜221的指定部分、和没有固定到绝缘膜211的导电膜222的指定部 分以及绝缘膜231和232和导电膜242。形成隔膜110的中心部112的导电 膜221用作移动电极。导电膜221、 222和114的每一个都是例如由多晶体 硅(或多晶硅)构成的半导体膜。绝缘膜231和232的每一个都是例如由 Si02构成的氧化物膜。
在术语中，导电膜221和222每一个都与第一膜对应；绝缘膜231和232 每一个都与第二膜对应；并且导电膜242与第三膜对应。第一膜、第二膜和 第三膜的每一个不是必须形成为单层膜；因而，可以形成为多层膜。附带地， 隔膜110的中心部112能够被形成为使得导电膜形成在绝缘膜的中心区域 中，以便用作移动电极。图7B显示出弯曲部114的每一个都利用由绝缘膜 231形成的台阶部和由绝缘膜232形成的台阶部而形成；但这不是限制。即， 弯曲部114的每一个具有至少一个台阶部；并且绝缘膜的形状不是必须与导 电膜相对应。
后板130 (或板件130)包括没有固定到绝缘膜233的导电膜241的指 定部分(见图7A),而后板130的两个端部固定到绝缘膜233。导电膜241 是例如由多晶硅构成的半导体膜。导电膜241的两个端部被支承件140支承， 以使得导电膜241与隔膜110的中心部112三维地相交。如以上所述，后板 130 4皮定位为仅与隔膜110的中心部112相对，该中心部由于向其施加的声 波而显著移位，由此减小形成在隔膜110和后板130之间的电容(后文中， 被称为传声器电容)，该电容基本不由于向其施加的声波而改变。如图7所 示，多个孔132形成在后板130中。从声源(未示出)发出的声波经由孔132 被传播到隔膜110。具有导电性的后板130被用作固定电极。支承件140被部分地安附到导电膜241的绝缘膜233并部分地安附到导 电膜222的绝缘膜211和233，其中它们包括绝缘膜233、导电膜223和绝 缘膜211以及基板200。绝缘膜211和233的每一个是由Si02构成的氧化物 膜；导电膜233是由多晶硅构成的半导体膜；并且基板200例如是单晶硅基 板。开口 142被形成为贯穿基板200和绝缘膜211,以使得该开口由支承件 140限定。开口 142形成电容式传声器101的后腔。
在图8中，电极160将隔膜110和检测部分连接在一起。电极160形成 在与导电膜222相同的层中。如图IOB所示，电极160经由位于电极160和 导电膜222之间的引线225和位于导电膜222和221之间的引线224连接至 导电膜221。电极161将后板130和检测部分连接在一起。电极161经由位 于电极161和导电膜241之间的引线243连接至导电膜241。
如图IOB所示，电极162经由位于电极162和导电膜223之间的引线 226连接至导电膜223。导电膜223与其它导电膜电绝缘并且形成在基板110 和形成后板130的导电膜241之间。通过向电极162施加与检测部分的输出 电压相同的电压，可以将导电膜223用作保护电极。将在之后详细描述。
电容式传声器ioi被重新设计，其方式是隔膜110而非后板130被定位 为更靠近声源，以使得声波直接传递至隔膜110。在这种情况下，后板130 的孔132用作通路，通过该通路，空气间隙150形成在隔膜IIO和后板130 之间并且后板130与后腔连通。 (b) 4全测部分的构造
如图7A所示，隔膜110连接至偏置电压电路2000;并且后板130被连 接至前置放大器2010并且还经由电阻器2002接地。基于施加在隔膜110和 地之间的电压，电容式传声器101的检测部分通过前置放大器2010产生电 信号。
具体地，也连接至偏置电压电路2000的引线2004被连接在电极160和 基板200之间。连接至电阻器2002的一端的引线1006连接至电极161。连 接至电阻器2002的另一端的引线2008接地(即，电容式传声器101的封装 板)。电阻器2002具有相对高的电阻；具体地，优选的是，电阻器2002具 有吉量级欧姆(giga-orderohm)。将后板130和电阻器2002连接在一起的引 线2006还连接至前置放大器2010的输入端子。优选的是，前置放大器2010 具有高^T入阻抗。如上所述，与检测部分的输出电压相同的电压被施加到电极162,以使 得导电膜223用作保护电极。保护电极减小产生在基板200和形成后板130 的导电膜241之间的寄生电容。为了将导电膜223用作保护电极，前置放大 器2010 (见图7A)用作电压跟随器电路并且前置放大器的输出端子被连接 至电极162。通过将导电膜241 (形成后板130)和导电膜223 二者置于同一 电位，可以消除导电膜241和223之间的寄生电容；从而，可以减小导电膜 241和基板200之间的寄生电容。 (c)电容式传声器的运行
当声波经由后板130的孔132传播至隔膜110时，隔膜110由于向其施 加的声波而振动。隔膜110的振动引起隔膜IIO和后板130之间的距离的变 化，由此改变隔膜IIO和后板130之间的静电电容(或电容)。
由于后板130被连接至具有相对高电阻的电阻器，所以在传声器电容中 积累的电荷基本上不流过电阻器2002,而不管可能由隔膜IIO的振动引起的 静电电容如何变化。即，可以认为在传声器电容中积累的电荷基本上不改变。 由此，可以将静电电容的变化转化为后板130和地之间的电压的变化。
如上所述，电容式传声器101能响应静电电容的非常小的变化而产生电 信号。即，电容式传声器101将施加到隔膜110的声压的变化转化为静电电 容的变化，该静电电容的变化随后被转化为电压的变化，基于该电压的变化， 响应声压的变化而产生电信号。
当弯曲部114由于隔膜110的中心部112的残余应力而变形时，中心部 112的残余应力被释放。当由于声波而在弯曲部114上产生相对大的变形时， 可以增加由于向隔膜110施加的声波而引起的中心部112振动幅度。
当隔膜110由于声波而振动时，隔膜110的变形引起应力并且该应力集 中在弯曲部114处。为此，当弯曲部114强度减小时，存在隔膜110在弯曲 部114处被损坏的可能性。
为了解决前述缺点，隔膜IIO的弯曲部114每一个都以由薄膜构成的多 层结构形成。这使得可以在隔膜110的中心部112周边形成弯曲部114，而 不引起形成弯曲部114的薄膜有不希望有的弯曲。这防止隔膜110的弯曲部 114密度减小。弯曲部114的台阶差(见图9的箭头1卯)能通过控制第二 膜(即，绝缘膜131和132)的厚度而被控制。由于隔膜IIO的弯曲部114 的多层结构，可以在可靠地形成具有理想台阶差的弯曲部114,同时保证隔膜110的令人满意的强度。
(d)电容式传声器的制造方法
接下来，将参考图10A至10G、图11A至11G，和图12A至12G详细 描述电容式传声器101的制造方法，其中，通过附图标记(Al)至(A7), (B1)至(B7),和(C1)至(C7)标出七个步骤，并且其中，附图标记(B1) 至(B7)表示沿图10A中的线B4-B4截取的横截面视图，并且附图标记(C1 ) 至(C7)表示沿图10A中的线C4-C4截取的横截面视图。
在第一步(见(C1),即，图12A)中，绝缘膜210形成在基板200上， 例如，该基板是诸如单晶硅基板这样的半导体基板。具体地，绝缘材料通过 化学气相沉积(CVD )而沉积在基板200的表面上，以便在基板200上形成 绝缘膜210。
接下来，导电膜220通过化学气相沉积而形成在绝缘膜210上。导电膜 220例如是多晶硅膜。该工艺能通过使用SOI ( Silicon On Insulator:绝缘体 上的硅)基板而被省略。
在第二步(见(A2),即，图10B)中，导电膜220经历构图以便形成 导电膜221至223、引线224以及电极160和162。导电膜221和222的每 一个都具有矩形形状，其中，形成隔膜110的中心部112的导电膜221沿隔 膜110的纵向方向定位并且被置于形成弯曲部114的两个导电膜222之间。 导电膜223被形成为在形状和位置方面与导电膜241 (在另一步骤中形成， 将在之后进一步描述)匹配。
具体地，导电膜220的构图执行如下
首先，抗蚀剂膜(resist film )通过光刻形成在导电膜220上，导电膜220 的不希望有的部分通过该抗蚀剂膜得以曝光。即，抗蚀剂被施加到导电膜220 以便形成抗蚀剂膜。之后，显影具有指定形状的掩膜被布置为使得抗蚀剂膜 经历曝光和显影，由此将抗蚀剂膜的不希望有的部分移除。这可靠地在导电 膜220上形成抗蚀剂膜，通过该抗蚀剂膜导电膜220的不希望有的部分被曝 光。接下来，提供抗蚀剂膜曝光的导电膜220的被曝光部分经历蚀刻，即， 反应离子蚀刻(RIE)，由此形成导电膜221至223、引线224和225以及电 极160和162 。之后，抗蚀剂膜利用由N-曱基-2-吡咯烷酮 (N-methyl-2-pyrolidone: NMP )构成的抗蚀剂脱落〉容液(resist peeling solution)而^皮完全移除。在第三步(见(A3)，即，图10C)中，厚度大于导电膜220厚度的绝 缘膜230通过CVD形成在绝缘膜210上。为了实现将绝缘膜210和230从 导电膜221至223和导电膜241和242 (见图8 )选择性地移除的步骤，绝 缘膜利用选择比(selectionratio)高于导电膜材料的选择比的指定材料形成。 例如，当导电膜由多晶硅构成时，绝缘膜由Si02构成。为了通过在用于选择 性地从导电膜移除绝缘膜的步骤中部分地移除绝缘膜而保留绝缘膜(形成电 容式传声器101)，优选的是，绝缘膜210和230二者都由同一材料形成。当 绝缘膜210和230由同一材料形成时，可对它们设定同一蚀刻速率。这提供 了用于控制与绝缘膜有关的蚀刻量的简单方法。
接下来，导电膜240通过CVD形成在绝缘膜230上。导电膜240例如 是多晶硅膜。
在第四步(见(B4)，即，图11D)中，导电膜240经历构图以便形成 能形成后板130的导电膜241和能形成隔膜110的弯曲部114以及电极161 和引线243的导电膜242。导电膜241具有矩形形状，该矩形形状的纵向方 向与导电膜221和222的排布方向以直角相交，并且经由绝缘膜230与导电 膜221三维地相交。每一个导电膜242具有矩形形状，其中，这些导电膜242 从靠近导电膜222定位的导电膜221的近端部221a延伸到靠近导电膜221 定位的导电膜222的近端部222a。
在第五步(见(A5),即，图10E)中，与由支承件140限定的开口 142 对应的开口 202形成在基板200中，如下所述
首先，用于使用来形成开口 202的基板200的指定部分曝光的抗蚀剂膜 通过光刻形成。接下来，基板200的从抗蚀剂膜曝光的曝光部分通过深度地 朝向绝缘膜210执行的深度RIE来移除，由此形成基板200的开口 202。之 后，抗蚀剂膜被移除。
接下来，绝缘膜210和230被局部地移除，以便形成电容式传声器101 的各个部分(见(7)和(C7),即，图IIG和12G)。具体地，绝缘膜230 被部分的移除，如下所述
首先，在第六步(见(A6), (B6)和(C6)即，图10F,图IIF和12F ) 中，用于覆盖留下来作为支承件140的指定部分的抗蚀剂膜250形成在绝缘 膜230上。接下来，绝缘膜230通过湿法蚀刻被移除。当绝缘膜210和230 例如由Si02构成时，可以使用氢氟酸作为蚀刻溶液。蚀刻溶液渗透到导电膜242的孔132、孔244、形成在导电膜241和242 与抗蚀剂膜250之间的空气间隙、以及基板200的开口 202中，由此，溶解 绝缘膜210和230。例如，当蚀刻溶液溶解存在于导电膜221和241之间的 绝缘膜230以便在隔膜110和后板130之间形成空气间隙150 (见图7A和 7B)时，用抗蚀剂膜250和基板200覆盖的绝缘膜230的指定部分仍保留， 以便形成支承件140。
此时，蚀刻溶液渗透到存在于导电膜221和导电膜222之间的间隙以及 导电膜242的孔244中，以便溶解绝缘膜230,其中，存在于导电膜221和 导电膜242之间的绝缘膜230的指定部分以及存在于导电膜242和导电膜 222之间的绝缘膜230的其它部分仍保留，以便形成第二膜，即，绝缘膜231 和232。通过部分地移除绝缘膜230,可以形成电容式传声器101的各个部 分，由此形成传感部分。
第二实施例能以各种方式进一步修正；因而，第二实施例的变化例将详 细描述。在此，根据第二实施例变化例的电容式传声器102(见图13A和13B) 在检测部分方面与电容式传声器101基本相同；因而，以下描述关于电容式 传声器102的传感部分和制造方法。 (e)传感部分的构造
图13A和13B显示了根据本发明第二实施例的变化例的电容式传感器 102的传感部分的构造。图13A是平面视图，并且图13B是图13A中的沿 线B7-B7截取的横截面视图，其中，与电容式传声器IOI部件相同的部件用 相同附图标记指示；因而，其具体详细的描述被省略。电容式传声器102的 传感部分包括与电容式传声器101的隔膜110和后板130不同的隔膜310和 后板330。
隔膜310具有中心部312和多个弯曲部314，该弯曲部朝向中心部312 之外延伸并且被支承件140支承。隔膜310的中心部312具有盘状形状，并 且弯曲部314沿中心部312的径向方向朝向支岸义件140延伸。
与包含在电容式传声器101中的弯曲部114类似，弯曲部314部分地安 附至导电膜221和绝缘膜231 ，并且部分地未安附至导电膜222和绝缘膜211, 其中，它们每一个都构造成包括绝缘膜231和232以及导电膜242的多层结 构。具体地，导电膜221具有盘状形状；导电膜222具有围绕导电膜221的 环形形状；和绝缘膜231和232具有柱状形状。具体地，绝缘膜231被定位在导电膜221的近端部上；而绝缘膜232被定位在导电膜222的内近端部上。 后板330在二维形状上与后板130不同。即，后板330的中心部为盘状
形状，且其近端部沿径向方向朝向支承件140延伸。后板330的膜构造与后
板130的大致相同。
(f)电容式传声器的制造方法 接下来，将参考图14A至14F、图15A至15F，和图16A至16F详细
描述电容式传声器102的制造方法，其中，通过附图标记(Al)至(A6), (B1)至(B6),和(C1)至(C6)标出六个步骤，并且其中，附图标记(B1)
至(B6)表示沿图14A中的线B8-B8截取的横截面视图，并且附图标记(C1 )
至(C6)表示沿图14A中的线C8-C8截取的横截面视图。
在第一步(见(C1),即，图16A)中，与电容式传声器101的制造方
法类似，绝缘膜210形成在基板200上，之后，导电膜220形成在绝缘膜210上。
在第二步(见(A2),即，图14B)中，导电膜220经历构图以便形成 导电膜221和222、引线224和225以及电极160。导电膜221具有盘状形 状；导电膜222具有围绕导电膜221的环状形状；引线224从导电膜221延 伸到导电膜222;并且引线225从导电膜222延伸到电极160。
在第三步(见(C3)，即，图16C)中，与电容式传声器101的制造方 法类似，绝缘膜230形成在绝缘膜210和导电膜220上，之后，导电膜240 形成在绝缘膜230上。
在第四步(见(A4)，即，图14D)中，导电膜240经历构图以便形成 能形成后板330的导电膜241和能形成隔膜310的弯曲部314的多个导电膜 242。导电膜241的中心部具有包括近端部的盘状形状，该近端部以径向的 方式从中心部延伸。导电膜242从导电膜221的近端部221a延伸到导电膜 222的近端部222a。
在第五步(见(A5),即，图14E)中，与电容式传声器101的制造方 法类似，与由支承件140限定的开口 142对应的开口 202形成在基板200中。 在第六步(见(A6)，即，图14F)中，与电容式传声器101的制造方法类 似，绝缘膜210和230部分地移除以便形成电容式传声器202的各个部分。
如上所述，本发明能应用于具有弯曲部的任何类型隔膜和隔膜具有弯曲 部的任何电容式传声器。当然，本发明不是必须应用于用于检测声压的传感器，而能够应用于具有隔膜的任何类型的压力传感器。
本实施例被描述为使得在第一膜(即，导电膜221和222 )和第三膜(即， 导电膜242)形成之后，前述绝缘膜被部分地移除以便形成第二膜(即，绝 缘膜231和232);但这不是限制。简而言之，可以自由地以所需的顺序形成 第一膜、第二膜和第三膜。
3、第三实施例
图17A、 17B、 18A和l犯显示了根据本发明第三实施例的电容式传声 器401的构造，其中，图17A是沿图18A中的线B1-B1截取的横截面视图； 图17B是沿图18A中的线A1-A1截取的横截面视图；以及图18B是沿图17B 中的线B2-B2截取的横截面视图。
与前述电容式传声器1和101类似，电容式传声器401是通过半导体制 造工艺生产的硅电容器传声器。电容式传声器401包括传感部分(见图17A 和17B)和检测部分(见图17A中的电路)。
(a)传感部分的构造
如图17A和17B所示，电容式传声器401的传感部分包括隔膜410、后 4反430和支承件440。
隔膜410由导电膜522的指定部分形成，其两个端部与绝缘膜510接触。 导电膜522是例如由多晶体硅(或多晶硅)构成的半导体膜。导电膜也用作 移动电极。隔膜410具有矩形形状，隔膜的两个端部被支承件440支承。
具体地，隔膜410的位于长侧方向的长侧端部410a固定到支承件440 (见图17B),而隔膜410的位于短侧方向的短侧端部410b不固定到且离开 支承件440 (见图17A )。开口 442形成在支承件440之间并且被彼此相对定 位的壁表面442a (见图17B)以及彼此相对定位并分别靠近壁表面442a定 位的其它壁表面442b (见图17A)限定。隔膜410的长侧端部410a固定到 壁表面442a而短侧端部410b不固定到且离开壁表面442b。即，隔膜410 沿其纵向方向跨接支承件440。这佳_得对于隔膜410来说可以由于声波而以 相对4交大的纟展幅纟展动。
隔膜410不是必须设计为矩形形状；因而，它可以设计为正方形形状或 其他形状。例如，如图19A和19B所示，隔膜410的长侧端部410a以一定 曲率弯曲。替代地，如图20A和20B所示，隔膜410的短侧端部410b以一 定曲率弯曲。另外，隔膜410的短侧可以^争接支承件440。无论如何，隔膜410能够沿与隔膜410的短侧方向或长侧方向匹配的指定J 争接方向任意^争接 支承件440。
隔膜410具有弹簧412,该弹簧呈波浪形并且从隔膜410的中心部沿长 側方向延展至长侧端部410a。弹簧412通过其变形吸收隔膜410的中心部的 残余应力。具体地，弹簧412由于向隔膜410的中心部施加的拉伸应力而拉 长，或者弹簧由于向隔膜410的中心部施加的压缩应力而收缩。弹簧412能 以任何形状形成，只要它们能够通过其变形来吸收隔膜410的中心部的残余 应力。例如，弹簧412能够沿隔膜410在二维方向中呈波浪形。
后板430利用导电膜540的指定部分形成。导电膜540例如是由多晶硅 构成的半导体膜。导电膜540也用作固定电极。后板430具有矩形形状，后 板的两个端部都被支承件440支承。后板430三维地在长侧端部410a之内 横跨隔膜410。
具体地，后板430的长侧端部430a固定在开口 442的壁表面442b处(见 图17A),而后板430的短侧端部430b不固定在开口 442的壁表面442a处 (见图17B)。即，后板430的短侧端部430b与隔膜410的"固定"长侧端 部410a远离并且定位为不与该长侧端部相对。这减小存在于隔膜410和后 板430之间的不变的电容；因而，可以增大电容式传声器401的灵敏度。
后板430具有多个孔432。从声源(未示出)发出的声波通过后板430 的孔432传播并且之后被传递至隔膜410。后板430不是必须以矩形形状形 成；因而，可以任意地地以任何类型的形状形成。附带地，后板430能以所 需的方式自由地跨接支承件440。例如，后板430能够沿其短侧方向跨接支 承件440;替代地，后板430的周边能够整体地固定到支承件440。
支承件440包括固定到绝缘膜530的导电膜540的指定部分和固定到绝 缘膜510的导电膜522的指定部分以及绝缘膜530、导电膜524、绝缘膜510 和基板500。绝缘膜510和530 二者都是由Si02构成的氧化物膜；导电膜524 是由多晶硅构成的半导体膜；并且基板500是单晶硅基板。开口 442由支承 件440限定，以便贯穿基板500和绝缘膜510。电容式传声器401的后腔通 过开口 442和隔膜410形成。
图18A显示的电极460将隔膜410和检测部分连接在一起。电极460 经由引线525连接至导电膜522，该引线从电极460延伸至导电膜522。电 极461连接后板430和检测部分。电极461经由引线541连接至导电膜540,该引线从电极461延伸至导电膜540。
如图25D(A4)所示，电极462经由引线526连接至导电膜524,该引 线从电极462延伸至导电膜524。导电膜524与其它导电膜电绝缘并形成在 后板430和基板500之间。通过向电极462施加与检测部分的输出电压相同 的电压，导电膜524用作保护电极，其细节将在以下讨论。
电容式传声器401能被重新设计，其方式是隔膜410而非后板430定位 为靠近声源(未示出)，其中声波被直接传递至隔膜410。在这种情况下，后 板430的孔432用作让后腔与形成在隔膜410和后板430间的空气间隙450 相连通的通道。
(b) 检测部分的构造
如图17A所示，隔膜410连接至偏置电压电路3000,并且后板430经 由电阻器3002接地。后板430还连接至前置放大器3010。电容式传声器401 的;f企测部分基于施加在隔膜410和地之间的电压通过前置^t大器3010产生 电信号。
具体地，与偏置电压电路3000连接的引线3004连接至电极460和基板 500;与电阻器3002的一端相连的引线3006连接至电极461;并且与电阻器 3002的另一端连接的引线3008接地，即，电容式传声器401的封装基板。 电阻器3002具有相对高的电阻，优选的是，将该电阻设定至吉量级欧姆。 在后板430和电阻器3002之间连接的引线3006连接至前置放大器3010的 输入端。优选的是，前置放大器3010具有高输入阻抗。
通过向电极462施加与检测部分的输出电压相同的电压，导电膜524用 作保护电极，用于减小存在于基板500和形成后板430的导电膜540之间的 寄生电容。例如，当导电膜524用作保护电极时，前置放大器3010(见图 17A)形成电压跟随电路，其中，前置放大器3010的输出端子被连接至电极 462。通过将导电膜524和形成后板430的导电膜540 二者置于同一电位， 可以消除存在于导电膜524和540之间的寄生电容；从而，可以减小存在于 导电膜540和基板500之间的寄生电容。
(c) 电容式传声器的运行
当声波通过后板430的孔432传播并传递至隔膜410时，隔膜410由于 向其施加的声波而纟展动。由于隔膜410的振动，后板430和隔膜410之间的 距离改变，以使得隔膜410和后板430之间的静电电容变化。如上所述，后板430被连接至具有相对高电阻的电阻器3002;因而，即 使当静电电容由于隔膜410的振动而变化时，在传声器电容中积累的电荷基 本上不流过电阻器3002。即，可以认为在传声器电容中积累的电荷基本上不 改变。由此，可以将静电电容的变化转化为后板430和地之间的电压的变化。
因此，电容式传声器401能基于静电电容的非常小的变化而产生电信号。 即，电容式传声器401将施加到隔膜410的声压的变化转化为静电电容的变 化，该静电电容的变化随后被转化为电压的变化，基于该电压的变化，电容 式传声器401响应声压的变化而产生电信号。
图21示意地示出隔膜410，该隔膜由于向其施加的电压而#>动。由于隔 膜410的两个端部被支承件440支承，隔膜410局部成波浪状并且变形以便 由于向其施加的声波而振动。隔膜410的变形显示出非常大的移位的振幅， 通过该振幅，隔膜410的中心部与长侧端部410a相比祐j及大地弯曲，即， 位于纵向方向的中心部的振幅变为最大。由于隔膜410的前述振动，短侧端 部410b以同一振幅移位，而长侧端部410a固定在其位。
仅被固定在其位的长侧端部410a的隔膜410的移位大于周边被完全固 定在其位的常规隔膜的移位。由于隔膜410沿短侧端部410b的这样的大移 位，可以增加电容式传声器的灵敏度。随着开口 442和隔膜410之间的距离 变大，与隔膜410的中心部的移位相比，短側端部410b的移位变小。与周 边被完全固定在其位的常规隔膜相比，电容式传声器401由于声波能够相对 于隔膜410的短侧端部410b实现相对大的移位。即使当短侧端部410b的移 位比隔膜410的中心部的移位变小时，也可以实现关于电容式传声器401的 与常规已知电容式传声器相比的高灵敏度。
由于电容式传声器401被设计为使得后板430被定位为不与隔膜410的 "固定"长侧端部410a相对，所以可以减小隔膜410和后板430之间的不 变的电容；因而，可以增加电容式传声器401的灵萄文度。
当后板430的短侧宽度被减小以使得后板430三维地在长侧端部410a 之内横跨隔膜410时，4皮定位为与隔膜410相对的后板430的面积减小以使 得静电电容相应地减小。因而，电容式传声器401极大地接收噪声，以使得 电容式传声器401的S/N比(即，信噪比)减小。因此，优选的是，基于电 容式传声器401的S/N比被确定后板430的短侧宽度。
接下来，将参考图22、 23和24详细描述基于电容式传声器401的S/N比确定后板430的短侧宽度。
图22是用于解释隔膜410的长侧宽度、后板430的短側宽度和电容式 传声器401的S/N比之间的关系的横截面视图。假设隔膜410的长侧方向被 指定为X轴，隔膜410的厚度方向被指定为Y轴，并且隔膜410的短侧方 向被指定为Z轴，从而相对于隔膜410,通过X轴、Y轴和Z轴限定了三维 空间。隔膜410的变形(见图22的曲线490)与等式(1)大致相符。在此， 隔膜410沿其短侧方向的中心位于X轴上，隔膜410沿其长侧方向的中心和 后板430沿其短側方向的中心二者都位于Z轴上。另外，后板430的短侧宽 度被指定为2a,隔膜410的长侧宽度被指定为2b，并且隔膜410的短侧宽 度被指定为2c。
y(jc) = A4+ex2+/ …(1)
其中，—b<x<b, -c〈z〈c。
由于隔膜410的长侧端部410a被固定并且不移位，所以建立等式(2)
和(3)，隔膜410的变形基于该等式(2)和(3)通过等式(4)表示，并
且电容式传声器401的灵敏度s通过等式(5)表示。电容式传声器401的
灵敏度s通过使用除数d而净皮归一化(normalize )。 湖=0 …("
^2 = 0
血 …(3) ;Kx) = ^>4-262x2+64)
其中—b<x<b, —c<z<c'
(4)
;y(a) = —X^2-=---+ 64
d2ac 5 3 ... (5)
图23是显示后板430的短侧宽度和电容式传声器401的灵敏度之间的 关系的曲线图。在此，曲线491显示了当隔膜410的长侧宽度2b设定为0.1mm 且后板430的短侧宽度2a从Omm到l.Omm变化时的灵敏度s的变化。曲线 491清楚地显示出，灵敏度s随着后板430的短侧宽度2a减小而增大。
然而，当后板430的短侧宽度2a减小时，隔膜410和后板430之间的 静电电容相应地减小；因而，与静电电容的平方根成反比的噪音n按照等式 (6)增加。
〃2" …(6)因此，优选的是，按照电容式传声器401的S/N比(见等式(7))确定 后板430的短側宽度。
广—4.5 ，1_2—2.5
a45 '4 0.5
3
...(7)
图24是显示后板430的短侧宽度和电容式传声器401的S/N比之间的 关系的曲线图。曲线492显示了当隔膜410的长侧宽度2b设定为0.1 mm ， 且后板430的短侧宽度2a从0mm到l.Omm变化时的S/N比的变化。曲线 492清楚地显示出，电容式传声器401的S/N比具有与后板430的短侧宽度 2a有关的最大值。产生电容式传声器401的S/N比最大值的后板430的短侧 宽度402a值能够基于线性微分变为O的等式(7)通过确定"a"而被算出。
因此，当后板430的短侧宽度402a比隔膜410的长侧宽度2b小0.6倍 时，电容式传声器401的S/N比变为最大值。即，当隔膜410的长侧宽度 2b是0.1mm时，优选的是，后板430被定位为沿其长侧方向与距隔膜410 的中心0.3mm宽的两側区域相对，并且后板430定位为不与距隔膜410的 两侧端部41(^有0.2111111宽的两侧区域相对。根据前述设计方法，背能基于 电容式传声器401的S/N比确定板430的短侧宽度2a。 (c)制造方法
接下来，将参考图25A至25G、图26A至26G,和图27A至27G详细 描述电容式传声器401的制造方法，其中，图26A至26G是沿图25A中的 线B9-B9截取的横截面视图；并且图27A至27G是沿图25A中的线C9-C9 截取的横截面视图。
在第一步(见(C1),即，图27A)中，绝缘膜510形成在基板500上， 该基板是诸如单晶硅基板这样的半导体基板。具体地，绝缘材料通过CVD 而沉积在基板500的表面上，由此在基板500上形成绝缘膜510。
在第二步(见(A2)和(C2),即，图25B和27B)中，直线形凹槽511 形成在绝缘膜510上。具体地，用于使绝缘膜510的指定部分曝光的抗蚀剂 膜通过光刻形成在绝缘膜510上，其中，该指定部分用于直线形凹槽511的 形成。即，抗蚀剂被施加到绝缘膜510以便形成前述抗蚀剂膜。通过具有指 定形状的罩，抗蚀剂膜经历曝光和显影，由此移除抗蚀剂膜的不必要部分。 由此，可以在绝缘膜510上形成使用于直线形凹槽511形成的绝缘膜510的 指定部分曝光的抗蚀剂膜。接下来，从抗蚀剂膜曝光的绝缘膜510的曝光部分经历诸如RIE这样的蚀刻，由此在绝缘膜510中形成直线形凹槽511。之 后，抗蚀剂膜被完全移除。
在第三步(见(C3)，即，图27C)中，导电膜520通过CVD而形成在 绝缘膜510上。导电膜520例如是多晶硅膜。
在第四步(见(A4)，即，图25D)中，导电膜520经历构图，由此形 成导电膜522和524、引线525和526,以及电极460和462。具体地，导电 膜520经历构图，其方式是用于将导电膜520的不必要部分曝光的抗蚀剂膜 通过光刻形成在导电膜520上，之后，从抗蚀剂膜曝光的导电膜520的曝光 部分经历诸如反应离子蚀刻这样的蚀刻，由此形成导电膜522和524、引线 525和526，以及电极460至462。之后，抗蚀剂膜被完全移除。
导电膜522具有矩形形状，在该矩形形状中，与直线形凹槽511对应的 导电膜522的指定部分呈波浪形。导电膜522的波浪形部分与隔膜410的弹 簧412相对应。导电膜524与导电膜540的形状和位置相对应地形成，以使 得导电膜524在随后的步骤中被定位为与导电膜540相对。
在以上中，隔膜410的弹簧412通过导电膜522在具有直线形凹槽511 的绝缘膜510上的形成而形成；但这不是限制。即，弹簧412可通过任何种 类的方式形成。例如，弹簧412可通过在具有直线形凸出部的导电膜522绝 缘膜510的形成而形成。替代地，弹簧412通过将薄膜层叠而形成。
在第五步(见(C5)，即，图27E)中，厚度大于导电膜520厚度的绝 缘膜530通过CVD而形成在绝缘膜510上。为了在随后步骤中从导电膜522 和524选择性地移除绝缘膜510和530，绝缘膜510和530由选择比高于导 电膜522和524的材料选择比的指定材料构成。例如，当导电膜由多晶硅构 成时，绝缘膜由Si02构成。在绝缘膜从导电膜选择性移除的步骤中，即使是 在绝缘膜被部分地移除时，也可以将形成电容式传声器401的绝缘膜的特定 部分保留；因而，优选的是，绝缘膜510和530二者由同一材料构成，由此 可以将它们设定为同 一蚀刻速率。这使得可以容易地控制与绝缘膜有关的蚀 刻量。
接下来，导电膜540、引线541和形成后板的电极462形成在绝缘膜530 (见(A5)，即，图25E)上。导电膜540、引线541和电极462所有都是 多晶硅膜。具体地，导电膜通过CVD形成在绝缘膜530;之后，导电膜经 历构图以便准确地形成导电膜540、引线541和电极462。在此，导电膜540具有矩形形状，该导电膜经由绝缘膜530三维地横跨导电膜522。
在第六步(见(C6)即，图27F)中，与由支承件440限定的开口 442 对应的开口 501形成在基板500中。具体地，用于将与开口 500相对应的基 板500的指定部分曝光的抗蚀剂膜通过光刻形成；之后，从基板500曝光的 基板500的曝光部分通过深度RIE来移除，蚀刻通过深度RIE执行以到达绝 缘膜510;之后，抗蚀剂膜被完全移除。
在第七步骤(见(C7),即，图27G)中，绝缘膜被部分地移除以便准 确地形成电容式传声器401的各个部分。具体地，用于对必须^皮保留以便形 成支承件440的指定部分进行覆盖的抗蚀剂膜550形成在绝缘膜530上；之 后，绝缘膜510和530通过湿法蚀刻被部分地移除。例如，当绝缘膜510和 530由Si02构成时，可以使用诸如氢氟酸这样的蚀刻溶液。
蚀刻溶液渗透到基板500的开口 501和孔432以便溶解绝缘膜。例如， 当存在于导电膜522和540之间的绝缘膜530的指定部分被溶解时，空气间 隙450形成在隔膜410和后板430之间，由此保留住用抗蚀剂膜550和基板 500覆盖的绝缘膜，以便形成支承件440。如上所述，绝缘膜510和530被 部分地移除以便准确地形成电容式传声器401的各个部分，由此可以产生电 容式传声器401的传感部分。
第三实施例能以各种方式进一步修正。参考图28A和28B描述根据第 三实施例变化例的电容式传声器402,其中，图28B是沿图28A中的线 B12-B12截取的水平截面视图。除了隔膜610的形状，电容式传声器402的 构造与电容式传声器401的大致相同。
如图28B所示，隔膜610具有由长侧端部610a和短侧端部610b限定的 矩形形状，其中长侧端部610a固定在其位，而短侧端部610b向内弯曲并且 被定位为离开支岸"牛440。在此，限定在短侧端部610b之间的隔膜610的短 侧宽度随着短侧端部远离固定到支承件440的长侧端部610a而减小。隔膜 610具有与包含在电容式传声器401中的隔膜410的弹簧412大致相同的弹 簧612。
在电容式传声器401中，施加到与定位为离开支岸义件440的短侧端部 410b靠近的隔膜410的近端部的残余应力减小，以使得近端部沿向内的方向 (见图29)位置略低。相反，电容式传声器402的特征在于隔膜610的形状， 其中，短侧端部610b向内弯曲以便防止近端部(靠近短侧端部610b)意外地位置降低。
最后，本发明不是必须限于前述实施例以及变化例，该实施例以及变化
例是示例性的而不是限制性的；因而，电容式传声器在如后附权利要求限定
的本发明的范围之内进一步修正。 工业应用
本发明可应用于电容式传声器，这些电容式传声器适于音频装置、通讯 装置和信息装置，诸如个人计算机和手机。
权利要求
1、一种电容式传声器，包括具有腔体的基板；第一间隔件，通过沉积在所述基板上的第一膜形成；第二间隔件，通过沉积在所述第一间隔件上的、具有绝缘能力的第三膜形成；开口，贯穿所述第一间隔件和所述第二间隔件以便与所述腔体连通；隔膜，定位在所述开口之内且与所述第一间隔件和所述第二间隔件略微离开，并且通过形成在所述第一膜和所述第三膜之间的、具有导电性的第二膜形成；板件，通过沉积在所述第三膜上的、具有导电性的第四膜以矩形形状形成，所述矩形形状由第一对相对侧和第二对相对侧限定，所述板件被定位为与所述隔膜大致平行，其中，所述第一对相对侧被固定到所述第二间隔件，并且所述第二对相对侧在平面视图中被定位在所述隔膜的一区域之内；一对桥接件，通过所述第四膜形成并且被安附到所述第二间隔件上，以便向所述开口内凸出；以及一对第三间隔件，与所述第一间隔件和所述第二间隔件离开并且被定位在所述开口之内，其中，所述第三间隔件在所述桥接件的凸出部和所述隔膜中的相对于所述第二对相对侧的指定部分之间连结。
2、 如权利要求1所述的电容式传声器，其中，所述腔体用所述隔膜大 致覆盖，并且所述第一膜具有绝缘能力。
3、 如权利要求2所述的电容式传声器，进一步包括 一对板件连结部，通过所述第四膜形成并且与所述板件的第 一对相对侧整体地互连；一对保护电极，通过所述第二膜形成并且与所述隔膜略微离开并且被插 入在所述板件连结部和所述基板之间；第一电路元件，用于将所述保护电极和所述板件置于大致相同的电位；以及第二电路元件，用于将所述基板和所述隔膜置于大致相同的电位。
4、 如权利要求1所述的电容式传声器，其中，所述隔膜具有由一对长侧和一对短侧限定的矩形形状，并且其中，所述隔膜的那对长侧被定位为与 所述板件的第一对相对侧平行，且所述隔膜的那对短侧被定位为与所述板件 的第二对相对侧平行。
5、 一种隔膜的制造方法，包括以下步骤 对第 一膜构图以便形成所述隔膜的中心部； 通过沉积而在所述第一膜的近端部上形成第二膜；以及 对在所述第二膜上的第三膜构图，以使得所述第三膜向所述第一膜之外延伸，以便形成所述隔膜的具有多层结构的弯曲部，该多层结构包括所述第 一膜、所述第二膜和所述第三膜，其中，所述弯曲部向所述隔膜的中心部之 外延伸。
6、 一种电容式传声器的制造方法，该电容式传声器包括板件、隔膜、 以及多个支承件，所述板件具有固定电极，所述隔膜由于向其施加的声波而 引起振动，在该隔膜中，中心部具有移动电极且弯曲部,皮形成并且向所述中 心部之外延伸，该多个支承件支承所述隔膜的弯曲部和所述板件，其方式是 在所述固定电极和所述移动电极之间形成空气间隙，该电容式传声器的所述 制造方法包括以下步骤对第 一膜构图以便形成所述隔膜的中心部； 通过沉积在所述第一膜的近端部上形成第二膜；以及 对在所述第二膜上的第三膜构图，以使得所述第三膜向所述第一膜之外 延伸，以便形成所述隔膜的具有多层结构的弯曲部，该多层结构包括所述第 一膜、所述第二膜和所述第三膜，其中，所述弯曲部向所述隔膜的中心部之 外延伸。
7、 如权利要求6所述的电容式传声器的制造方法，其中，所述板件利 用所述第三膜形成。
8、 一种隔膜，包括 中心部；以及具有多层结构的弯曲部，该多层结构包括形成所述中心部的第一膜、形 成在所述第一膜的近端部上的第二膜、和形成在所述第二膜上并且向所述第 一膜之外延伸的第三膜，其中，所述弯曲部向所述中心部之外延伸。
9、 一种电容式传声器，包括 板件，具有固定电极；隔膜，由于向其施加的声波而引起振动，其中，所述隔膜具有中心部和 弯曲部，所述中心部具有移动电极，所述弯曲部以多层结构形成，该多层结 构包括形成所述中心部的第一膜、形成在所述第一膜的近端部上的第二膜、 和形成在所述第二膜上并且向所述第一膜之外延伸的第三膜，以使得所述弯曲部向所述中心部之外延伸；以及多个支岸"牛，用于支承所述板件和所述隔膜的弯曲部，以使得在所述固 定电极和所述移动电极之间形成空气间隙。
10、 一种电容式传声器，包括 板件，具有固定电极； 多个支承件，用于支承所述板件；以及具有移动电极的隔膜，所述隔膜与所述板件相对定位且在它们之间具有 空气间隙，其中，所述隔膜的两个端部被所述支承件支承，并且其中，所述 隔膜由于向其传递的声波引起的振动而部分地变形。
11、 一种电容式传声器，包括 板件，具有固定电极； 多个支承件，用于支承所述板件；以及具有移动电极的隔膜，所述隔膜与所述板件相对定位且在它们之间具有 空气间隙，其中，所述隔膜的两个端部被所述支承件支承，以使得所述隔膜 跨接在所述支承件上，其中，所述隔膜由于向其传递的声波而振动，并且其 中，所述隔膜具有矩形形状，在该隔膜中， 一对相对端部固定到所述支承件， 而另 一对相对端部被定位为不与所述支承件固定。
12、 如权利要求11所述的电容式传声器，其中，所述隔膜具有一对弹 簧，所述弹簧呈波浪形并且沿从所述隔膜的中心部至固定到所述支承件的那对相对端部的跨接方向延展，以便通过所述弹簧的变形而吸收所述中心部的 残余应力。
13、 如权利要求11所述的电容式传声器，其中，所述隔膜具有由短侧 和长侧限定的矩形形状，并且其中，所述长侧位于从所述隔膜的中心部至固 定到所述支承件的那对相对端部的跨接方向。
14、 如权利要求12所述的电容式传声器，其中，所述隔膜具有由短侧 和长侧限定的矩形形状，并且所述长侧位于所述^争*接方向。
15、 如权利要求11或12所述的电容式传声器，其中，所述板件三维地在固定到所述支承件的那对相对端部之内横跨所述隔膜，以使得所述板件的 一对相对側被定位在所述隔膜的上方并且被定位为不与所述支承件固定。
16、如权利要求11或12所述的电容式传声器，其中，所述隔膜的另一 对相对端部之间的宽度随所述另一对相对端部远离所述隔膜的所述一对相 对端部而减小。
全文摘要
一种电容式传声器包括具有腔体的基板；限定开口的第一间隔件和第二间隔件；定位在开口之内的矩形形状隔膜；以及就在隔膜上方的矩形形状板件。与板件的两侧整体地互连的板件连结部直接安附到第二间隔件上。横跨开口并向开口之内凸出的、安附到第二间隔件上的支承件经由第三间隔件连接至隔膜的相对于板件其它两侧的指定部分。隔膜的中心部能被设计为多层结构，并且周边部分能向外弯曲。此外，隔膜的两个端部固定在且位，而隔膜的自由端部由于声波而振动。
文档编号H04R19/00GK101427592SQ20078001433
公开日2009年5月6日 申请日期2007年2月23日 优先权日2006年2月24日
发明者樱内一志, 谷口成泰, 铃木利尚, 铃木幸俊 申请人:雅马哈株式会社