KR101887537B1 - Acoustic sensor and manufacturing method thereof - Google Patents

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KR101887537B1
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Abstract

본 발명은 어쿠스틱 센서 및 그 제조방법에 관한 것으로, 진동판의 테두리와 멤브레인 전극 사이에 복수의 함몰부가 위에서 바라볼 때 띠 형태로 서로 이격되게 형성되고, 복수의 함몰부 저면에는 돌출부가 형성되고 복수의 함몰부와 테두리 사이에는 개구부가 형성됨으로써, 진동판의 평탄도와 연성 및 진동효율이 좋다. The present invention relates to an acoustic sensor and a method of manufacturing the same. More specifically, the present invention relates to an acoustic sensor and a method of manufacturing the same, wherein a plurality of depressions are formed between the rim An opening is formed between the depression and the rim, so that the flatness, ductility and vibration efficiency of the diaphragm are good.

Description

어쿠스틱 센서 및 그 제조방법{ACOUSTIC SENSOR AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to an acoustic sensor,

본 발명은 음압에 의해 진동하는 진동판(멤브레인 또는, 다이어프램)이 동작전압에서 진동효율이 좋고, 출력전압의 감도가 우수한 어쿠스틱 센서 및 그 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to an acoustic sensor in which a diaphragm (membrane or diaphragm) vibrating by a negative pressure has good vibration efficiency at an operating voltage and excellent sensitivity of an output voltage and a method of manufacturing the same.

일반적으로 어쿠스틱 센서는 음향신호를 전기적 신호로 변환하는 장치로서 마이크로폰을 포함한다. 마이크로폰은 재질이나 작동원리에 따라 매우 다양한 종류가 있다. 재질에 따라서는 카본 마이크로폰, 크리스탈 마이크로폰, 마그네틱 마이크로폰 등으로 구분되고, 작동원리에 따라서는 자기장에 의한 유도기전력을 이용하는 다이내믹 마이크로폰과, 멤브레인의 진동에 따른 커패시턴스 변화를 이용하는 콘덴서 마이크로폰으로 구분될 수 있다.Generally, an acoustic sensor includes a microphone as an apparatus for converting an acoustic signal into an electrical signal. Microphones are available in a wide variety of materials, depending on the material and operating principle. Depending on the material, it can be classified into a carbon microphone, a crystal microphone, and a magnetic microphone. Depending on the operation principle, it can be classified into a dynamic microphone using an induced electromotive force by a magnetic field and a condenser microphone using a capacitance change due to vibration of the membrane.

컴퓨터, 이동통신단말기, MP3녹음기, 카세트 녹음기, 캠코더, 헤드셋 등과 같은 휴대용 또는 소형 전자기기에는 ECM(Electret Condenser Microphone), MEMS(Micro Electro Mechanical System) 마이크로폰 등과 같은 초소형 콘덴서 마이크로폰이 주로 사용되고 있다. ECM 마이크로폰은 일렉트릿이라는 분극 유전체 물질을 이용한다. ECM 마이크로폰은 바이어스 전압이 인가되지 않는 동안 전하를 축적하는 기능을 갖고 있다. 일렉트릿 물질의 전하는 온도에 민감하고 Long-Term Drift로 인해 특성이 악화되어 마이크로폰 감도를 떨어뜨린다. 그래서, 일렉트릿 물질로 테프론(Teflon)을 마이크로폰에 적용했지만 표준 양산공정에 테프론(Teflon)을 적용하는 것은 많은 어려운 문제점들을 만들어 내었다.2. Description of the Related Art Micro condenser microphones such as ECM (Electret Condenser Microphone) and MEMS (Micro Electro Mechanical System) microphones are mainly used in portable or small electronic devices such as computers, mobile communication terminals, MP3 sound recorders, cassette recorders, camcorders and headsets. The ECM microphone uses a polarizable dielectric material called an electret. The ECM microphone has a function of accumulating charge while the bias voltage is not applied. Electronic charge of the electret material is sensitive to temperature and deteriorates microphone sensitivity due to long-term drift. So, applying Teflon as an electret material to microphones, but applying Teflon to standard mass production processes has created many difficult problems.

반면, 콘덴서 마이크로폰은 일렉트릿 물질이 필요하지 않고, 전하를 축적하기 위해 바이어스 전압을 인가해 주면 된다. 콘덴서 마이크로폰은 온도에 대해 적절한 Sensing 감도와 낮은 감도를 갖는다. 작은 사이즈와 저비용 양산화를 위해 대개 MEMS(Micro-Electro-Mechanical System )공정으로 제조됨으로, 콘덴서 마이크로폰은 멤즈 마이크로폰으로 통칭하기도 한다.On the other hand, a condenser microphone does not require an electret material, but a bias voltage may be applied to accumulate electric charges. Condenser microphones have appropriate sensitivity and low sensitivity to temperature. Because it is usually manufactured by MEMS (Micro-Electro-Mechanical System) process for small size and low cost mass production, condenser microphone is sometimes referred to as MEMSZ microphone.

콘덴서 마이크로폰은 두 개의 평판 캐패시턴스, 즉 진동판(멤브레인 또는, 다이어프램)과 백플레이트를 포함하며 두 개의 평판 캐패시턴스는 절연물질로 작용하는 에어갭을 통해 분리된다. 진동판(멤브레인 또는, 다이어프램)과 백플레이트를를 지지하는 베이스기판에는 백 챔버(Back Chamber)가 형성된다. 백플레이트에는 다수의 음향홀이 형성되어 에어 댐핑(Air Damping)을 완하시키는 역할을 하게 된다. 백플레이트의 음향홀을 통해 인입된 음파는 진동판(멤브레인 또는, 다이어프램)을 휘게 하는 원인이 되고, 진동판(멤브레인 또는, 다이어프램)과 백플레이트 간의 캐패시턴스는 에어갭의 변화에 따라 변한다. 판독 회로(Readout Circuit)을 구성하여 전기적 신호로 캐퍼시턴스 변화를 적절하게 바꿔 주게 된다. 지금까지 마이크로폰 상용화 제조 업체들은 감도 개선 및 노이즈 레벨(Noise Level)을 낮추기 위해 진동판(멤브레인 또는, 다이어프램)과 백플레이트의 구조와 물질을 계속 개선해 왔다.The condenser microphone includes two plate capacitances: a diaphragm (membrane or diaphragm) and a back plate, and the two plate capacitances are separated through an air gap acting as an insulating material. A back chamber is formed on the base substrate supporting the diaphragm (membrane or diaphragm) and the back plate. A plurality of acoustic holes are formed on the back plate to reduce air damping. The sound waves introduced through the acoustic holes of the back plate cause the diaphragm (membrane or diaphragm) to bend, and the capacitance between the diaphragm (membrane or diaphragm) and the back plate changes with the change of the air gap. A readout circuit is constructed to appropriately change the capacitance change by an electrical signal. Microphone commercialization manufacturers have continued to improve the structure and materials of diaphragms (membranes or diaphragms) and backplates to improve sensitivity and reduce noise levels.

콘덴서 마이크로폰(또는 멤스 마이크로폰)은 기생 캐패시턴스를 최소화하고 진동판(멤브레인 또는, 다이어프램)의 진동효율을 높이기 위해 진동판(멤브레인 또는, 다이어프램)의 효율적인 진동이 유지되어야 한다.The condenser microphone (or MEMS microphone) must maintain efficient vibration of the diaphragm (membrane or diaphragm) to minimize the parasitic capacitance and increase the vibration efficiency of the diaphragm (membrane or diaphragm).

도 1a 및 도 1b는 종래 콘덴서 마이크로폰(또는 멤스 마이크로폰)의 베이스기판(100)과 진동판(110)과 백플레이트(120)의 일부 구조를 도시하였다. 1A and 1B show a structure of a base board 100, a vibration plate 110 and a back plate 120 of a conventional condenser microphone (or MEMS microphone).

도 1a는 베이스기판(100)에 형성된 진동판(110)이 쉽게 진동할 수 있도록 진동판(110)의 일부에 접촉부(111B)를 형성하고 접촉부(111B)의 측벽(A3)을 꺾인 형태로 구현하였다. 그러나 진동판(110)의 접촉부(111B)의 면적이 협소한 경우, 진동판(110)의 진동시 접촉부(111B)가 Lift-Off되고 접촉부(111B)의 측벽(A3)에 변형이 발생할 수 있는 소지가 있다. 1A shows a contact portion 111B formed on a part of the diaphragm 110 and a side wall A3 of the contact portion 111B is bent so that the diaphragm 110 formed on the base substrate 100 can easily vibrate. However, when the area of the contact portion 111B of the diaphragm 110 is narrow, the vibration of the diaphragm 110 causes the contact portion 111B to be lifted off and the side wall A3 of the contact portion 111B to be deformed have.

이러한 부분접촉식 진동판의 구조는 1) 강성(Stiffness)에 문제가 있을 경우, 진동판(110)의 진동폭이 좁아지고 2) 진동판 접촉부의 접촉면적이 좁을 경우, 진동시 Lift-Off 발생, 진동판 변형 또는 파손의 문제를 일으킬 수 있고, 3) 진동판과 백플레이 간의 좁은 에어갭으로 인해 멤브레인 전극(112)과 백플레이트(120)의 대향 전극(122)이 비정상적으로 가까워져 편향적으로 충격을 줄 수 있다.The structure of the partial contact type diaphragm is as follows. 1) When there is a problem in stiffness, the vibration width of the diaphragm 110 becomes narrow. 2) When the contact area of the diaphragm contact portion is narrow, And 3) the membrane electrode 112 and the counter electrode 122 of the back plate 120 are abnormally close to each other due to a narrow air gap between the diaphragm and the back plate.

도 1b를 참조하면, 콘덴서 마이크로폰(또는 멤스 마이크로폰)은 음성신호에 대해서 백플레이트(120)와 진동판(110) 간의 정전용량을 극대화하고, 누설 정전용량을 최소화해야 한다. 동작중에 대표적으로 발생되는 누설 정전용량은 백플레이트(120)와 진동판(110) 간의 절연 연결부(130B)에서 발생하는 기생 캐패시턴스(Parasitic capacitance, CP1), 진동판(110)과 베이스기판(100) 간의 절연연결부(130A)에서 발생하는 기생 캐패시턴스(Parasitic capacitance, CP2) 등이 있다. 그 외에 마이크로폰 본체와 패드를 연결하는 와이어에서 발생하는 불필요한 캐패시턴스도 있다. 가능한 한 설계 및 공정개선을 통해 백플레이트(120)와 진동판(110)간의 평판 정전용량(Cmic)를 극대화하는 것이 중요한 과제이나, 도 1b에 나타난 바와 같이 멤브레인(110)이 진동할 때, 진동면의 편차에 의해 위치별 정전 용량의 차이가 발생한다. 즉, 중심부 정전용량(Cc)과 주변부 정전용량(Ce)이 같지 않기 때문에 출력 전압의 감도가 떨어지는 원인이 된다. 따라서, 중심부 정전용량(Cc)과 주변부 정전용량(Ce)을 최대한 유사하게 유지하는 것이 중요하다. Referring to FIG. 1B, a condenser microphone (or a MEMS microphone) needs to maximize the capacitance between the back plate 120 and the diaphragm 110 with respect to voice signals, and to minimize the leakage capacitance. The leakage capacitance typically generated during operation is determined by the parasitic capacitance CP1 generated in the insulating connection portion 130B between the back plate 120 and the diaphragm 110 and the insulation between the diaphragm 110 and the base substrate 100 And a parasitic capacitance (CP2) generated in the connection part 130A. In addition, there is an unnecessary capacitance generated in the wire connecting the microphone body and the pad. It is important to maximize the flat plate capacitance Cmic between the back plate 120 and the diaphragm 110 through design and process improvement as much as possible. However, when the membrane 110 vibrates as shown in FIG. 1B, There is a difference in capacitance by position due to the deviation. That is, since the capacitance Cc of the central portion and the capacitance Ce of the peripheral portion are not the same, the sensitivity of the output voltage is decreased. Therefore, it is important to keep the central portion capacitance Cc and the peripheral portion capacitance Ce as close to each other as possible.

한국공개특허 제10-2016-0127212호(공개일 2016.11.03)Korean Patent Publication No. 10-2016-0127212 (Publication date 2016.11.03)

본 발명은 종래의 문제점을 해결하기 위해서, 동작전압에서 진동판의 평탄도와 연성 및 진동효율이 좋은 콘덴서 마이크로폰을 포함하는 어쿠스틱 센서 및 그 제조방법을 제공한다.In order to solve the conventional problems, the present invention provides an acoustic sensor including a condenser microphone having a flatness, ductility, and vibration efficiency of a diaphragm at an operating voltage and a method of manufacturing the same.

또한, 본 발명은 출력전압의 감도가 우수한 콘덴서 마이크로폰을 포함하는 어쿠스틱 센서 및 그 제조방법을 제공한다.The present invention also provides an acoustic sensor including a condenser microphone having excellent sensitivity of an output voltage and a method of manufacturing the same.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 어쿠스틱 센서는 상, 하로 관통된 하나의 백 챔버(Back chamber)가 형성된 베이스기판과; 상기 베이스기판의 표면에 형성된 제1 희생층에 테두리가 고정되고, 중심 영역에 멤브레인 전극이 형성되고, 상기 멤브레인 전극과 테두리 사이에 복수의 함몰부가 위에서 바라볼 때 띠 형태로 서로 이격되게 형성되고, 상기 복수의 함몰부 저면에는 돌출부가 형성되고, 상기 복수의 함몰부와 테두리 사이에는 개구부가 형성되는 진동판과; 진동판의 표면에 형성되며, 바이어스 전압용 패드와 연결되는 커넥터와; 상기 커넥터와 제1 희생층 표면에 형성된 제2 희생층에 테두리가 고정되고, 중심 영역에 상기 진동판의 멤브레인 전극과 에어갭(Air Gap)을 사이로 마주하는 대향 전극이 형성되고, 상기 대향 전극이 형성된 중심 영역과 상기 대향 전극과 테두리 사이에 복수의 음향홀이 일정 간격으로 형성되고, 상기 대향 전극과 테두리 사이에 형성된 음향홀 주변에는 복수의 미세돌기가 형성되는 백플레이트와; 상기 백플레이트와 제2 희생층 사이에 형성되며, 출력 전압용 패드와 연결되는 커넥터를 포함하며, 상기 진동판이 진동할 때 상기 진동판의 멤브레인 전극과 상기 백플레이트의 대향 전극이 비정상적으로 가까워지는 것을 방지하기 위해서, 상기 대향 전극이 형성된 중심 영역에는 복수의 음향홀의 주변을 둘러싸는 형태의 환형돌기가 형성되며, 상기 진동판이 진동할 때 상기 진동판을 눌러서 상기 진동판이 상기 베이스기판으로부터 이탈하는 것을 방지하기 위해서, 상기 복수의 미세돌기는 상기 대향 전극과 상기 테두리 사이에 형성된 상기 복수의 음향홀 사이사이에 배치되는 형태로 형성되는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an acoustic sensor comprising: a base substrate having a back chamber formed therein; A plurality of depressions formed between the membrane electrode and the rim are spaced apart from each other in a strip shape when viewed from above, and a plurality of depressions are formed on the first sacrificial layer formed on the surface of the base substrate, A diaphragm having protrusions on the bottoms of the plurality of depressions, and an opening formed between the plurality of depressions and the rims; A connector formed on a surface of the diaphragm and connected to a pad for a bias voltage; An edge is fixed to the connector and the second sacrificial layer formed on the surface of the first sacrificial layer, and an opposite electrode facing the membrane electrode of the diaphragm and an air gap is formed in the central region, A back plate having a central region, a plurality of acoustical holes formed at regular intervals between the counter electrode and the frame, and a plurality of microprojections formed around the acoustic holes formed between the counter electrode and the frame; And a connector connected to the pad for output voltage formed between the back plate and the second sacrificial layer and preventing the membrane electrode of the diaphragm and the opposing electrode of the back plate from approaching abnormally when the diaphragm vibrates In order to prevent the diaphragm from separating from the base substrate by pressing the diaphragm when the diaphragm vibrates, a center region where the counter electrode is formed is formed with an annular projection surrounding the periphery of the plurality of acoustic holes. And the plurality of fine projections are formed between the counter electrode and the plurality of acoustic holes formed between the edges.

또한, 본 발명에 따른 어쿠스틱 센서는 백플레이트의 환형돌기가 대향 전극이 형성된 영역에 존재하는 음향홀 주변에 환형돌기가 형성되되, 상기 대향 전극이 형성된 중심 영역의 각 음향홀 마다 하나씩 대응되거나 또는 상기 대향 전극이 형성된 중심 영역의 최중심 및 가장자리에 형성된 각 음향홀에만 하나씩 대응되는 것을 특징으로 한다.Further, in the acoustic sensor according to the present invention, the annular protrusion of the back plate has annular protrusions formed around the acoustic holes existing in the regions where the opposite electrodes are formed, and correspond to each acoustic hole of the center region formed with the opposite electrodes, And only one acoustic hole is formed at the center and the edge of the central region where the counter electrodes are formed.

또한, 본 발명에 따른 어쿠스틱 센서는 진동판의 개구부가 서로 이격되게 형성되는 복수의 통풍홀로 구현되는 것을 특징으로 한다. 또한, 본 발명에 따른 어쿠스틱 센서는 진동판의 개구부가 서로 이격되게 형성되는 복수의 슬릿으로 구현되는 것을 특징으로 한다. 일례로, 진동판의 제1 함몰부에 형성되는 복수의 슬릿이 직선형 슬릿과 굴절형 슬릿이 서로 이웃하게 형성된다. 굴절형 슬릿은 제1 직선부, 상기 제1 직선부와 연결되는 제1 절곡부, 상기 제1 절곡부와 연결되는 제2 절곡부, 및 상기 제2 절곡부와 연결되는 제2 직선부를 포함하는 것을 특징으로 한다. In addition, the acoustic sensor according to the present invention is characterized in that the diaphragm is formed with a plurality of vent holes formed so that openings of the diaphragm are spaced apart from each other. The acoustic sensor according to the present invention is characterized in that the diaphragm is formed with a plurality of slits which are formed so that the openings of the diaphragm are spaced apart from each other. In one example, a plurality of slits formed in the first depression of the diaphragm are formed adjacent to each other with a straight slit and a refractive slit. The refraction type slit includes a first rectilinear section, a first bend section connected to the first rectilinear section, a second bend section connected to the first bend section, and a second rectilinear section connected to the second bend section .

본 발명의 다른 양상에 따른 어쿠스틱 센서 제조방법은, a) 베이스기판 표면에 제1 희생층을 형성하고, 상기 제1 희생층을 상기 베이스기판 표면이 노출되도록 선택적으로 식각하여 복수의 환형고리 패턴을 형성하는 단계와; b) 상기 복수의 환형고리 패턴이 형성된 제1 희생층 표면에 화학 기상 증착법으로 멤브레인층을 형성하되 상기 복수의 환형고리 패턴에 각각 함몰부를 형성하고, 상기 멤브레인층의 테두리와 함몰부 사이에 개구부를 형성하는 단계와;According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an acoustic sensor, comprising the steps of: a) forming a first sacrificial layer on a surface of a base substrate, selectively etching the first sacrificial layer to expose a surface of the base substrate, ; ≪ / RTI > b) forming a membrane layer on the surface of the first sacrificial layer on which the plurality of annular annular patterns are formed by chemical vapor deposition, wherein depressions are formed in the plurality of annular annular patterns, and openings are formed between the rims of the membrane layers and depressions ; ≪ / RTI >

c) 상기 멤브레인층 표면에 멤브레인 전극과 바이어스 전압용 패드를 형성한 후, 제2 희생층을 형성하는 단계와; d) 상기 제2 희생층에 출력 전압용 패드와 상기 멤브레인 전극과 마주하도록 대향 전극을 형성하고, 상기 대향 전극과 제2 희생층에 증착공정을 통해 백플레이트층을 형성하는 단계와; e) 상기 백플레이트층에 레지스트를 도포한 후 선택적인 레지스터 패터닝을 통해 상기 대향 전극이 형성된 영역에는 복수의 환형 식각부를 형성하고, 나머지 영역에는 복수의 돌기형 식각부를 형성하는 단계와;c) forming a membrane electrode and a pad for a bias voltage on the surface of the membrane layer, and then forming a second sacrificial layer; forming a counter electrode on the second sacrificial layer to face the pad for the output voltage and the membrane electrode, and forming a backplate layer on the counter electrode and the second sacrificial layer through a deposition process; e) applying a resist to the backplate layer, forming a plurality of annular etches in regions where the counter electrodes are formed through selective resistor patterning, and forming a plurality of protrusion-type etches in the remaining regions;

f) 상기 환형 식각부와 돌기형 식각부가 형성된 백플레이트층에 증착공정을 통해 복수의 환형돌기와 복수의 미세돌기를 형성하고, 상기 복수의 환형돌기와 복수의 미세돌기가 형성된 백플레이트층에 레지스트를 도포한 후 선택적인 레지스터 패터닝을 통해 상기 복수의 환형돌기 사이 및 복수의 미세돌기 사이에 음향홀을 형성하는 단계와;f) forming a plurality of annular protrusions and a plurality of fine protrusions on the back plate layer having the annular etch portion and the protrusion type etch portion by a deposition process, applying a resist to the back plate layer having the plurality of annular protrusions and the plurality of fine protrusions Forming an acoustic hole between the plurality of annular projections and between the plurality of microprojections through selective resistor patterning;

g) 상기 음향홀이 형성된 백플레이트층과 멤브레인층 사이에 에어갭(Air Gap)을 형성하는 단계와; h) 상기 베이스기판 내부를 식각하여 백 챔버(Back chamber)를 형성한 후, 백 챔버(Back chamber)와 상기 멤브레인층 하부에 존재하는 제1 희생층을 제거하는 단계를 포함하되, 상기 환형돌기는 상기 음향홀의 주변을 둘러싸는 형태로 형성되며 상기 미세돌기는 상기 나머지 영역에 형성된 복수의 음향홀 사이사이에 배치되는 형태로 형성되는 것을 특징으로 한다.g) forming an air gap between the back plate layer and the membrane layer in which the acoustic holes are formed; h) etching the inside of the base substrate to form a back chamber, and then removing a back chamber and a first sacrificial layer existing under the membrane layer, wherein the annular protrusion And the micro protrusions are formed between the plurality of acoustic holes formed in the remaining area.

상기와 같은 구성에 따르면, 본 발명에 따른 어쿠스틱 센서 및 그 제조방법은 다음과 같은 효과가 있다. According to the above configuration, the acoustic sensor and the method of manufacturing the same according to the present invention have the following effects.

첫째, 진동판의 테두리와 멤브레인 전극 사이에 복수의 함몰부가 위에서 바라볼 때 띠 형태로 서로 이격되게 형성되고, 복수의 함몰부 저면에는 돌출부가 형성되고 복수의 함몰부와 테두리 사이에는 개구부가 형성됨으로써, 진동판의 평탄도와 연성 및 진동효율이 좋다. First, a plurality of depressed portions are formed between the rim of the diaphragm and the membrane electrode so as to be spaced apart from each other in a strip shape when viewed from above, and protrusions are formed on the bottoms of the depressions, and openings are formed between the plurality of depressions and the rims, The flatness, ductility and vibration efficiency of the diaphragm are good.

둘째, 백플레이트에 형성되는 대향 전극의 음향홀 주변에 환형돌기가 형성됨으로써, 진동판이 진동할 때 진동판의 멤브레인 전극과 백플레이트의 대향 전극이 비정상적으로 가까워지는 것을 방지할 수 있다. Second, since the annular protrusion is formed around the acoustic hole of the counter electrode formed on the back plate, it is possible to prevent the membrane electrode of the diaphragm and the counter electrode of the back plate from approaching abnormally when the diaphragm vibrates.

셋째, 복수의 함몰부와 테두리 사이에 복수의 슬릿이 이격되게 형성됨으로써, 진동판이 진동할 때 수직 방향으로의 신축성(Flexibility)를 높여 수직 진동을 개선하고, 음압의 배출 통로 역할을 하여 패킹 후 감도 개선이 가능하다. 특히 저주파 개선이 가능한 벤틸레이션(Ventilation) 효과를 얻을 수 있다.Thirdly, since the plurality of slits are spaced apart from the plurality of depressed portions and the rim, the vertical vibration can be improved by increasing the flexibility in the vertical direction when the diaphragm vibrates, and the post-packing sensitivity Improvement is possible. In particular, a ventilation effect capable of improving the low frequency can be obtained.

넷째, 진동판이 진동할 때 백플레이트의 미세돌기가 진동판을 누름으로써 진동판이 베이스기판에서 이탈하는 것을 방지해 준다. 특히 미세돌기가 진동판을 누름으로써 진동판이 진동할 때 진동면의 편차에 의한 위치별 정전 용량의 차이를 최소화하여 평판 정전용량을 증가시킴으로써, 출력전압의 감도가 우수하다.Fourth, when the diaphragm vibrates, the micro projection of the back plate presses the diaphragm, thereby preventing the diaphragm from being detached from the base substrate. Especially, when the diaphragm is vibrated by pressing the diaphragm, the sensitivity of the output voltage is excellent by increasing the capacitance of the plate by minimizing the difference in capacitance by position due to the deviation of the vibration surface.

다섯째, 진동판의 테두리와 복수의 함몰부 사이에는 개구부가 형성됨으로써, 에어갭(Air Gap)에 축적된 공기 배출을 용이하게 조절 가능하다.Fifth, an opening is formed between the rim of the diaphragm and a plurality of depressions, so that the air discharge accumulated in the air gap can be easily adjusted.

여섯째, 진동판은 복수의 함몰부 중 최외각 함몰부에 복수의 통풍홀이 일정 거리로 이격되게 형성됨으로써, 저주파 개선이 가능한 벤틸레이션(Ventilation) 효과를 얻을 수 있다.Sixth, the diaphragm has a plurality of vent holes spaced at a certain distance from the outermost depressed portion of the plurality of depressions, thereby achieving a ventilation effect capable of improving the low frequency.

도 1a, 및 도 1b는 종래 콘덴서 마이크로폰(또는 멤스 마이크로폰)의 베이스기판과 진동판과 백플레이트의 일부 구조를 도시한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 어쿠스틱 센서에 포함된 콘덴서 마이크로폰의 구조를 설명하기 위한 예시도이다.
도 3 은 본 발명의 다른 실시예에 따른 어쿠스틱 센서에 포함된 콘덴서 마이크로폰의 구조를 설명하기 위한 예시도이다.
도 4 내지 도 7 은 본 발명에 따른 어쿠스틱 센서에 포함된 콘덴서 마이크로폰의 진동판 구조를 설명하기 위한 예시도이다.
도 8a 내지 도 8h는 본 발명에 따른 어쿠스틱 센서에 포함된 콘덴서 마이크로폰을 제조하는 과정을 설명하기 위한 예시도이다.
도 9 는 다른 콘덴서 마이크로폰을 설명하기 위한 예시도이다.
도 10 은 또다른 콘덴서 마이크로폰을 설명하기 위한 예시도이다.
도 11 은 또다른 콘덴서 마이크로폰을 설명하기 위한 예시도이다.
Figs. 1A and 1B show a structure of a base board, a vibration plate and a back plate of a conventional condenser microphone (or a MEMS microphone).
FIG. 2 is a diagram illustrating a structure of a condenser microphone included in an acoustic sensor according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
3 is an exemplary diagram illustrating a structure of a condenser microphone included in an acoustic sensor according to another embodiment of the present invention.
4 to 7 are diagrams for explaining a diaphragm structure of a condenser microphone included in an acoustic sensor according to the present invention.
8A to 8H are views for explaining a process of manufacturing a condenser microphone included in an acoustic sensor according to the present invention.
Fig. 9 is an exemplary view for explaining another condenser microphone. Fig.
10 is an exemplary view for explaining another condenser microphone.
11 is an exemplary view for explaining another condenser microphone.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 전술한, 그리고 추가적인 양상을 기술되는 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to the present embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings, wherein like reference numerals refer to the like elements throughout.

본 발명에 따른 어쿠스틱 센서는 콘덴서 마이크로폰은 상, 하로 관통된 하나의 백 챔버(Back chamber)가 형성된 베이스기판과 진동판과 백플레이트를 포함한다. 진동판의 표면에는 바이어스 전압용 패드와 연결되는 커넥터가 형성되고, 백플레이트에는 출력 전압용 패드와 연결되는 커넥터가 형성된다. 본 발명에 따른 어쿠스틱 센서는 진동판과 백플레이트의 구조를 개선하여 콘덴서 마이크로폰을 구현하였다.The acoustic sensor according to the present invention includes a condenser microphone having a base substrate on which a back chamber is formed, the diaphragm and the back plate. On the surface of the diaphragm is formed a connector to be connected to a pad for a bias voltage, and a connector to be connected to a pad for an output voltage is formed on the back plate. The acoustic sensor according to the present invention improves the structure of the diaphragm and the back plate to realize a condenser microphone.

도 2에 도시한 바와 같이, 진동판(110)은 중심 영역에 멤브레인 전극(112)이 형성되고, 링형 요철부(113A, 113B)가 반복적으로 형성된다. 이러한 링형 요철부(113A, 113B)는 진동판(110)의 평탄도와 연성을 모두 고려하여 제작된 것으로, 진동판(110)의 진동 시 진동효율을 좋게 해준다. 진동판(110)의 구조는 도 4 내지 도 7을 참조하여 후술하기로 한다.As shown in Fig. 2, the membrane electrode 112 is formed in the center region of the diaphragm 110, and the ring-shaped concave-convex portions 113A and 113B are repeatedly formed. The ring-like concave and convex portions 113A and 113B are manufactured in consideration of both the flatness and ductility of the diaphragm 110 and improve the efficiency of vibration when the diaphragm 110 vibrates. The structure of the diaphragm 110 will be described later with reference to Figs.

백플레이트(120)는 진동판(110)의 상부에 위치한다. 백플레이트(120)는 진동판(110)의 멤브레인 전극(112)과 에어갭(Air Gap)을 사이로 마주하는 대향 전극(122)이 형성된다. 백플레이트(120)는 대향 전극(122)이 형성된 중심 영역과 대향 전극(122)과 테두리 사이에 복수의 음향홀(123)이 일정 간격으로 형성된다. 도 2에 도시한 바와 같이, 백플레이트(120)는 대향 전극(122)과 테두리 사이에 형성된 음향홀(123) 주변에 복수의 미세돌기(125A, 125B)가 형성된다. 대향 전극(122)이 형성된 중심 영역에는 음향홀(124B) 주변에 환형돌기(126C)가 형성된다.  The back plate 120 is located on the top of the diaphragm 110. The back plate 120 is formed with a counter electrode 122 facing the membrane electrode 112 of the diaphragm 110 and an air gap. The back plate 120 has a plurality of acoustic holes 123 formed at regular intervals between the center region where the counter electrode 122 is formed, the counter electrode 122 and the rim. As shown in FIG. 2, the back plate 120 has a plurality of fine protrusions 125A and 125B formed around the acoustic hole 123 formed between the counter electrode 122 and the rim. An annular projection 126C is formed around the acoustic hole 124B in the center region where the counter electrode 122 is formed.

음향홀(124B) 주변에 형성되는 환형돌기(126C)는 미세돌기(125A, 125B) 보다 길이가 짧다. 환형돌기(126C)는 진동판(110)이 진동할 때 진동판(110)의 멤브레인 전극(112)과 백플레이트(120)의 대향 전극(122)이 비정상적으로 가까워지는 것을 방지하는 역할을 한다. 환형돌기(126C)의 폭은 음향홀보다 더 크며 일례로 0.5∼5.0㎛ 범위, 더욱 바람직하게는 0.8∼3.0㎛ 범위를 갖는다. 미세돌기(125A, 125B)는 진동판(110)이 진동할 때 진동판(120)을 누름으로써 진동판(110)이 베이스기판에서 이탈하는 것을 방지해 준다.The annular protrusion 126C formed around the acoustic hole 124B is shorter than the fine protrusions 125A and 125B. The annular projection 126C serves to prevent the membrane electrode 112 of the diaphragm 110 from abnormally approaching the counter electrode 122 of the back plate 120 when the diaphragm 110 vibrates. The width of the annular projection 126C is larger than the acoustic hole, for example, in the range of 0.5 to 5.0 mu m, more preferably 0.8 to 3.0 mu m. The fine protrusions 125A and 125B prevent the diaphragm 110 from separating from the base substrate by pressing the diaphragm 120 when the diaphragm 110 vibrates.

도 2 에 도시한 바와 같이, 대향 전극(122) 영역에 형성되는 환형돌기(126C)는 일례로, 대향 전극(122)의 중심과 테두리에 존재하는 음향홀 주변에 대칭적으로 형성될 수 있다. 다른 예로 대향 전극(122) 영역에 형성되는 환형돌기(126C)는 도 3 에 도시한 바와 같이, 대향 전극(122)이 형성된 영역에 존재하는 음향홀 주변에 환형돌기가 방사형으로 형성될 수 있다. 도 3 을 참조하면, 복수의 환형돌기(126C)를 연결하는 연결부(126D)가 형성될 수 있다. 연결부(126D)는 복수의 환형돌기(126C)의 내구성을 높여준다.2, the annular protrusion 126C formed in the region of the counter electrode 122 may be symmetrically formed around the center of the counter electrode 122 and around the acoustic hole at the rim of the counter electrode 122, for example. As another example, as shown in FIG. 3, the annular projection 126C formed in the region of the counter electrode 122 may be formed with an annular projection radially around the acoustic hole existing in the region where the counter electrode 122 is formed. Referring to FIG. 3, a connecting portion 126D connecting the plurality of annular protrusions 126C may be formed. The connecting portion 126D increases the durability of the plurality of annular projections 126C.

이하, 진동판(110)의 구조를 도 4 내지 도 7을 참조하여 자세히 설명하기로 한다. 도 4 내지 도 7은 진동판(110)의 단면도와 위에서 바라본 형태를 함께 도시하였다.Hereinafter, the structure of the diaphragm 110 will be described in detail with reference to FIGS. 4 to 7 show a cross-sectional view of the diaphragm 110 and a top view.

먼저, 도 4 를 참조하면 진동판(110)은 멤브레인 전극(112)의 외주부에 복수의 함몰부(111C1, 111C2, 111C3)가 위에서 바라볼 때 띠 형태로 서로 이격되게 형성되고, 복수의 함몰부(111C1, 111C2, 111C3) 저면에는 각각 돌출부(C1, C2, C3)가 형성된다. 복수의 함몰부(111C1, 111C2, 111C3)의 폭은 서로 다른 값(D1, D2, D3)을 갖도록 구현된다. 복수의 함몰부(111C1, 111C2, 111C3)의 폭은 함몰부가 멤브레인 전극(112)과 가까이 형성될수록 상대적으로 폭이 작도록 구현된다. 이는 진동판(110)의 진동 시 진동효과를 바깥쪽에서 가장 크게, 안쪽에서 좀 더 작게 하여, 중심부 정전용량과 주변부 정전용량을 최대한 유사하게 유지하기 위함이다. 4, the diaphragm 110 is formed such that a plurality of depressions 111C1, 111C2, and 111C3 are spaced apart from each other in a band shape when viewed from the top, and a plurality of depressions 111C1, 111C2, and 111C3 are formed with protrusions C1, C2, and C3, respectively. The widths of the plurality of depressions 111C1, 111C2, and 111C3 are implemented to have different values D1, D2, and D3. The widths of the depressions 111C1, 111C2, and 111C3 are formed to be relatively small as the depression is formed close to the membrane electrode 112. [ This is to keep the vibrating effect of the diaphragm 110 at the maximum at the outer side and at the inner side so as to keep the central capacitance and the peripheral capacitance as close as possible.

도 5 를 참조하면 진동판(110)은 복수의 함몰부(111C1', 111C2', 111C3')의 폭은 서로 동일하며, 복수의 함몰부(111C1', 111C2', 111C3')와 테두리 사이에는 개구부(350)가 형성된다. 개구부(350)가 형성됨으로써, 에어갭(Air Gap)에 축적된 공기 배출을 용이하게 조절 가능하다.5, the diaphragm 110 has a plurality of depressions 111C1 ', 111C2', and 111C3 'having the same width, and a plurality of depressions 111C1', 111C2 ', and 111C3' (350) is formed. By forming the openings 350, it is possible to easily adjust the air discharge accumulated in the air gap.

개구부(350)는 도 5 에 도시한 바와 같이 일례로 서로 이격되게 형성되는 복수의 슬릿(351, 352)으로 구현될 수 있다. 복수의 슬릿은 직선형 슬릿(351)과 굴절형 슬릿(352)이 서로 이웃하게 형성될 수 있다. 굴절형 슬릿(352)은 제1 직선부, 상기 제1 직선부와 연결되는 제1 절곡부, 상기 제1 절곡부와 연결되는 제2 절곡부, 및 상기 제2 절곡부와 연결되는 제2 직선부를 포함하여 구현될 수 있다.As shown in FIG. 5, the openings 350 may be embodied as a plurality of slits 351 and 352 spaced apart from each other. The plurality of slits may be formed such that the linear slit 351 and the refractive slit 352 are adjacent to each other. The refraction type slit 352 includes a first rectilinear section, a first bent section connected to the first rectilinear section, a second bent section connected to the first bent section, and a second rectilinear section connected to the second bent section, And the like.

복수의 슬릿(351, 352)이 형성됨으로써, 진동판(110)이 진동할 때 수직 방향으로의 신축성(Flexibility)를 높여 수직 진동을 개선하고, 음압의 배출 통로 역할을 하여 패킹 후 감도 개선이 가능하다. 특히 저주파 개선이 가능한 벤틸레이션(Ventilation) 효과를 얻을 수 있다. By forming the plurality of slits 351 and 352, the vertical vibration can be improved by increasing the flexibility in the vertical direction when the diaphragm 110 vibrates, and the post-packing sensitivity can be improved by acting as a discharge passage for negative pressure . In particular, a ventilation effect capable of improving the low frequency can be obtained.

개구부(350)는 다른 예로, 도 6 에 도시한 바와 같이 서로 이격되게 형성되는 복수의 통풍홀(H1)로 구현될 수 있다. 개구부(350)는 또다른 예로, 도 7 에 도시한 바와 같이 복수의 함몰부(111C1', 111C2', 111C3') 중 최외각 함몰부(111C3')에 복수의 통풍홀(H2)이 일정 거리로 이격되게 형성될 수 있다. As another example, the openings 350 may be embodied as a plurality of ventilation holes H1 formed to be spaced apart from each other as shown in FIG. As shown in FIG. 7, the opening 350 may be formed in the outermost depression 111C3 'of the depressions 111C1', 111C2 ', and 111C3' As shown in Fig.

도 8a 내지 도 8h는 본 발명에 따른 어쿠스틱 센서에 포함된 콘덴서 마이크로폰을 제조하는 과정을 설명하기 위한 예시도이다. 8A to 8H are views for explaining a process of manufacturing a condenser microphone included in an acoustic sensor according to the present invention.

먼저, 도 8a에 도시한 바와 같이, 베이스기판(100) 표면에 제1 희생층(131)을 형성한다. 이후, 제1 희생층(131)을 베이스기판(100) 표면이 노출되도록 선택적으로 식각하여 복수의 환형고리 패턴을 형성하고, 상기 복수의 환형고리 패턴이 형성된 제1 희생층 표면에 화학 기상 증착법으로 멤브레인층을 형성한다(도 8b).First, as shown in FIG. 8A, a first sacrificial layer 131 is formed on the surface of the base substrate 100. Thereafter, the first sacrificial layer 131 is selectively etched to expose the surface of the base substrate 100 to form a plurality of annular annular patterns, and the first sacrificial layer having the plurality of annular annular patterns formed thereon is subjected to chemical vapor deposition Thereby forming a membrane layer (Fig. 8B).

도 8b를 참조하면, 복수의 환형고리 패턴에는 각각 함몰부(111C1', 111C2', 111C3')가 형성된다. 함몰부(111C1', 111C2', 111C3')는 위에서 바라볼 때 띠 형태로 구현된다. 멤브레인층(110)의 테두리와 함몰부(111C1', 111C2', 111C3') 사이에 개구부(350)가 형성될 수 있다. 개구부(350)는 일례로 서로 이격되게 형성되는 복수의 슬릿(351, 352)으로 구현될 수 있다. 이후, 멤브레인층(110) 표면에 멤브레인 전극(112)과 바이어스 전압용 패드(114B)를 형성한다. 도 8c를 참조하면, 바이어스 전압용 패드(114B)에 커넥터(1141)를 형성하고, 제2 희생층(132)을 형성한다.Referring to FIG. 8B, depressions 111C1 ', 111C2', and 111C3 'are formed in the plurality of annular ring patterns, respectively. The depressions 111C1 ', 111C2', 111C3 'are formed in a strip shape when viewed from above. An opening 350 may be formed between the rim of the membrane layer 110 and depressions 111C1 ', 111C2', 111C3 '. The openings 350 may be formed as a plurality of slits 351 and 352 that are spaced apart from each other. Then, a membrane electrode 112 and a pad 114B for a bias voltage are formed on the surface of the membrane layer 110. Referring to FIG. 8C, a connector 1141 is formed on the pad 114B for a bias voltage, and a second sacrificial layer 132 is formed.

도 8d를 참조하면, 제2 희생층(132)에 출력 전압용 패드(1140)와 멤브레인 전극(112)과 마주하도록 대향 전극(122)을 형성하고, 대향 전극(122)과 제2 희생층(132)에 증착공정을 통해 백플레이트층(120)을 형성한다. 이후, 백플레이트층(120)에 레지스트(136)를 도포한 후 선택적인 레지스터 패터닝을 통해 대향 전극(122)이 형성된 영역에는 복수의 환형 식각부를 형성하고, 나머지 영역에는 복수의 돌기형 식각부를 형성한다. 8D, the counter electrode 122 is formed on the second sacrificial layer 132 so as to face the pad 1140 for output voltage and the membrane electrode 112, and the counter electrode 122 and the second sacrificial layer 132 to form a backplate layer 120 through a deposition process. Thereafter, a plurality of annular etching portions are formed in regions where the counter electrodes 122 are formed through selective resist patterning after the resist 136 is applied to the backplate layer 120, and a plurality of projection type etching portions are formed in the remaining regions do.

도 8e을 참조하면, 환형 식각부와 돌기형 식각부가 형성된 백플레이트층(120)에 증착공정을 통해 복수의 환형돌기(126C)와 복수의 미세돌기(1260C)를 형성한다. Referring to FIG. 8E, a plurality of annular protrusions 126C and a plurality of fine protrusions 1260C are formed on a back plate layer 120 having an annular etch portion and a protruded etch portion through a deposition process.

도 8f를 참조하면, 복수의 환형돌기(126C)와 복수의 미세돌기(1260C)가 형성된 백플레이트층(120)에 레지스트를 도포한 후 선택적인 레지스터 패터닝을 통해 복수의 환형돌기(126C)와 복수의 미세돌기(1260C) 사이에 음향홀(121)을 형성한다.8F, a resist is applied to a back plate layer 120 having a plurality of annular protrusions 126C and a plurality of fine protrusions 1260C, and a plurality of annular protrusions 126C and a plurality And an acoustic hole 121 is formed between the micro-protrusions 1260C.

도 8g를 참조하면, 음향홀(121)이 형성된 백플레이트층(120)과 멤브레인층(110) 사이에 습식 식각 또는 기상 식각을 통해, 에어갭(Air Gap)을 형성한다.Referring to FIG. 8G, an air gap is formed between the back plate layer 120 having the acoustic holes 121 and the membrane layer 110 by wet etching or vapor-phase etching.

도 8h를 참조하면, 베이스기판(100) 내부를 식각하여 백 챔버(Back chamber)(101)를 형성한 후, 백 챔버(Back chamber)(101)와 멤브레인층(110) 하부에 존재하는 제1 희생층(131)을 제거한다.Referring to FIG. 8H, a back chamber 101 is formed by etching the inside of the base substrate 100, and then a back chamber 101 and a first The sacrificial layer 131 is removed.

도 9 는 다른 콘덴서 마이크로폰을 설명하기 위한 예시도이다. 도 9에 따른 콘덴서 마이크로폰은 전술한 도 8a 내지 도 8h의 과정을 따라 제조된다. 다만, 복수의 미세돌기(1260C)가 진동판(110)의 함몰부(111C1', 111C2', 111C3') 내부면에 삽입되는 길이를 갖도록 구현된다. Fig. 9 is an exemplary view for explaining another condenser microphone. Fig. The condenser microphone according to Fig. 9 is manufactured according to the procedure of Figs. 8A to 8H described above. However, the plurality of fine protrusions 1260C are inserted into the depressions 111C1 ', 111C2', 111C3 'of the diaphragm 110 so as to have a length.

도 10 은 또다른 콘덴서 마이크로폰을 설명하기 위한 예시도이다. 도 10에 따른 콘덴서 마이크로폰은 전술한 도 8a 내지 도 8h의 과정을 따라 제조된다. 다만, 복수의 함몰부(111C1', 111C2', 111C3')와 테두리 사이에 개구부가 일정 거리로 이격되게 형성된다.10 is an exemplary view for explaining another condenser microphone. The condenser microphone according to Fig. 10 is manufactured according to the procedure of Figs. 8A to 8H described above. However, an opening is formed between the concave portions 111C1 ', 111C2', 111C3 'and the rim with a predetermined distance therebetween.

도 11 은 또다른 콘덴서 마이크로폰을 설명하기 위한 예시도이다. 도 11에 따른 콘덴서 마이크로폰은 전술한 도 8a 내지 도 8h의 과정을 따라 제조된다. 다만, 복수의 함몰부(111C1', 111C2', 111C3')와 테두리 사이에 개구부가 일정 거리로 이격되게 형성된다. 다만, 복수의 함몰부(111C1', 111C2', 111C3') 중 최외각 함몰부(111C3')에 복수의 통풍홀이 일정 거리로 이격되게 형성된다.11 is an exemplary view for explaining another condenser microphone. The condenser microphone according to Fig. 11 is manufactured according to the procedure of Figs. 8A to 8H described above. However, an opening is formed between the concave portions 111C1 ', 111C2', 111C3 'and the rim with a predetermined distance therebetween. However, a plurality of vent holes may be formed in the outermost depression 111C3 'of the depressions 111C1', 111C2 ', 111C3' so as to be spaced apart from each other by a predetermined distance.

지금까지, 본 명세서에는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 지닌 자가 본 발명을 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 도면에 도시한 실시예들을 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에 통상의 지식을 지닌 자라면 본 발명의 실시예들로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the scope of the invention as defined by the appended claims. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined only by the appended claims.

100 : 베이스기판
101 : 백 챔버(back chamber)
110 : 진동판, 멤브레인층
112 : 멤브레인 전극
120 : 백플레이트(Back Plate)
121 : 음향홀
122 : 대향 전극
123, 124B: 음향홀
126C : 환형돌기
1260C : 미세돌기
126D : 연결부
131 : 제1 희생층
132 : 제2 희생층
136 : 레지스트층
113A, 113B : 링형 요철부
1140: 출력 전압용 패드
1141 : 바이어스 전압용 패드
114A, 114B: 커넥터
C1, C2, C3 : 돌출부
111C1, 111C2, 111C3 : 함몰부
111C1',111C2',111C3' : 링형 함몰부
H1, H2: 통풍홀
133: 에어갭
100: Base substrate
101: back chamber
110: diaphragm, membrane layer
112: membrane electrode
120: Back Plate
121: Acoustic hole
122: opposing electrode
123, 124B: Acoustic hole
126C: annular projection
1260C:
126D: Connection
131: first sacrificial layer
132: second sacrificial layer
136: resist layer
113A and 113B:
1140: Pad for output voltage
1141: Pads for bias voltage
114A, 114B: connector
C1, C2, C3:
111C1, 111C2, 111C3:
111C1 ', 111C2', 111C3 ': ring-shaped depressions
H1, H2: Ventilation holes
133: Air gap

Claims (15)

상, 하로 관통된 하나의 백 챔버(Back chamber)가 형성된 베이스기판과;
상기 베이스기판의 표면에 형성된 제1 희생층에 테두리가 고정되고, 중심 영역에 멤브레인 전극이 형성되고, 상기 멤브레인 전극과 테두리 사이에 복수의 함몰부가 위에서 바라볼 때 띠 형태로 서로 이격되게 형성되고, 상기 복수의 함몰부 저면에는 돌출부가 형성되고, 상기 복수의 함몰부와 테두리 사이에는 개구부가 형성되는 진동판과;
상기 진동판의 표면에 형성되며, 바이어스 전압용 패드와 연결되는 커넥터와;
상기 커넥터와 제1 희생층 표면에 형성된 제2 희생층에 테두리가 고정되고, 중심 영역에 상기 진동판의 멤브레인 전극과 에어갭(Air Gap)을 사이로 마주하는 대향 전극이 형성되고, 상기 대향 전극이 형성된 중심 영역과 상기 대향 전극과 테두리 사이에 복수의 음향홀이 일정 간격으로 형성되고, 상기 대향 전극과 테두리 사이에 형성된 음향홀 주변에는 복수의 미세돌기가 형성되는 백플레이트와;
상기 백플레이트와 제2 희생층 사이에 형성되며, 출력 전압용 패드와 연결되는 커넥터를 포함하며,
상기 진동판이 진동할 때 상기 진동판의 멤브레인 전극과 상기 백플레이트의 대향 전극이 비정상적으로 가까워지는 것을 방지하기 위해서, 상기 대향 전극이 형성된 중심 영역에는 복수의 음향홀의 주변을 둘러싸는 형태의 환형돌기가 형성되며,
상기 진동판이 진동할 때 상기 진동판을 눌러서 상기 진동판이 상기 베이스기판으로부터 이탈하는 것을 방지하기 위해서, 상기 복수의 미세돌기는 상기 대향 전극과 상기 테두리 사이에 형성된 상기 복수의 음향홀 사이사이에 배치되는 형태로 형성되는 것,
을 특징으로 하는 어쿠스틱 센서.
A base substrate on which a back chamber is formed;
A plurality of depressions formed between the membrane electrode and the rim are spaced apart from each other in a strip shape when viewed from above, and a plurality of depressions are formed on the first sacrificial layer formed on the surface of the base substrate, A diaphragm having protrusions on the bottoms of the plurality of depressions, and an opening formed between the plurality of depressions and the rims;
A connector formed on a surface of the diaphragm and connected to a pad for a bias voltage;
An edge is fixed to the connector and the second sacrificial layer formed on the surface of the first sacrificial layer, and an opposite electrode facing the membrane electrode of the diaphragm and an air gap is formed in the central region, A back plate having a central region, a plurality of acoustical holes formed at regular intervals between the counter electrode and the frame, and a plurality of microprojections formed around the acoustic holes formed between the counter electrode and the frame;
And a connector formed between the back plate and the second sacrificial layer and connected to the pad for the output voltage,
In order to prevent the membrane electrode of the diaphragm and the opposing electrode of the back plate from approaching abnormally when the diaphragm is vibrated, an annular projection is formed in the central region where the counter electrode is formed to surround the plurality of acoustic holes And,
In order to prevent the diaphragm from separating from the base substrate by pressing the diaphragm when the diaphragm is vibrating, the plurality of microprojections are arranged between the counter electrode and the plurality of acoustic holes formed between the opposing electrodes , ≪ / RTI >
Wherein the acoustic sensor comprises:
청구항 1 에 있어서,
상기 복수의 환형돌기는 연결부에 의해 상호 연결되어 있으며,
상기 진동판의 개구부는,
서로 이격되게 형성되는 복수의 통풍홀로 구현되는 것,
을 특징으로 하는 어쿠스틱 센서.
The method according to claim 1,
The plurality of annular projections are interconnected by a connecting portion,
The opening of the diaphragm
A plurality of ventilation holes formed to be spaced apart from each other,
Wherein the acoustic sensor comprises:
청구항 1 에 있어서,
상기 복수의 환형돌기는 연결부에 의해 상호 연결되어 있으며,
상기 진동판의 개구부는,
서로 이격되게 형성되는 복수의 슬릿으로 구현되는 것,
을 특징으로 하는 어쿠스틱 센서.
The method according to claim 1,
The plurality of annular projections are interconnected by a connecting portion,
The opening of the diaphragm
A plurality of slits formed so as to be spaced apart from each other,
Wherein the acoustic sensor comprises:
청구항 3 에 있어서,
상기 복수의 슬릿은,
직선형 슬릿과 굴절형 슬릿이 서로 이웃하게 형성되며,
상기 굴절형 슬릿은,
제1 직선부, 상기 제1 직선부와 연결되는 제1 절곡부, 상기 제1 절곡부와 연결되는 제2 절곡부, 및 상기 제2 절곡부와 연결되는 제2 직선부를 포함하는 것,
을 특징으로 하는 어쿠스틱 센서.
The method of claim 3,
The plurality of slits may include a plurality of slits,
The linear slit and the refracting slit are formed adjacent to each other,
The refractive slit
A first linear portion, a first bend portion connected to the first straight portion, a second bend portion connected to the first bend portion, and a second straight portion connected to the second bend portion,
Wherein the acoustic sensor comprises:
청구항 1 에 있어서,
상기 진동판은,
상기 복수의 함몰부의 폭이 서로 다르며, 상기 멤브레인 전극과 가까이 형성될수록 상대적으로 폭이 작은 것,
을 특징으로 하는 어쿠스틱 센서.
The method according to claim 1,
The diaphragm includes:
The width of the plurality of depressed portions being different from each other,
Wherein the acoustic sensor comprises:
청구항 1 에 있어서,
상기 진동판은,
상기 복수의 함몰부 중 최외각 함몰부에 복수의 통풍홀이 일정 거리로 이격되게 형성되는 것,
을 특징으로 하는 어쿠스틱 센서.
The method according to claim 1,
The diaphragm includes:
A plurality of vent holes are formed at a predetermined distance in the outermost depression of the plurality of depressions,
Wherein the acoustic sensor comprises:
청구항 1 에 있어서,
상기 환형돌기는 상기 대향 전극이 형성된 중심 영역의 각 음향홀 마다 하나씩 대응되는 것,
을 특징으로 하는 어쿠스틱 센서.
The method according to claim 1,
Wherein the annular protrusions correspond one by one for each acoustic hole in the central region where the counter electrode is formed,
Wherein the acoustic sensor comprises:
청구항 1 에 있어서,
상기 환형돌기는 상기 대향 전극이 형성된 중심 영역의 최중심 및 가장자리에 형성된 각 음향홀에만 하나씩 대응되는 것,
을 특징으로 하는 어쿠스틱 센서.
The method according to claim 1,
The annular protrusions corresponding to only one acoustic hole formed at the center and the edge of the central region where the counter electrode is formed,
Wherein the acoustic sensor comprises:
청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
상기 백플레이트는,
상기 복수의 미세돌기가 상기 진동판의 함몰부 내부면에 삽입되는 길이를 갖도록 구현되는 것,
을 특징으로 하는 어쿠스틱 센서.
The method according to any one of claims 1 to 8,
The back plate includes:
Wherein the plurality of micro-projections are formed to have a length to be inserted into a depression of the diaphragm,
Wherein the acoustic sensor comprises:
a) 베이스기판 표면에 제1 희생층을 형성하고, 상기 제1 희생층을 상기 베이스기판 표면이 노출되도록 선택적으로 식각하여 복수의 환형고리 패턴을 형성하는 단계와;
b) 상기 복수의 환형고리 패턴이 형성된 제1 희생층 표면에 화학 기상 증착법으로 멤브레인층을 형성하되 상기 복수의 환형고리 패턴에 각각 함몰부를 형성하고, 상기 멤브레인층의 테두리와 함몰부 사이에 개구부를 형성하는 단계와;
c) 상기 멤브레인층 표면에 멤브레인 전극과 바이어스 전압용 패드를 형성한 후, 제2 희생층을 형성하는 단계와;
d) 상기 제2 희생층에 출력 전압용 패드와 상기 멤브레인 전극과 마주하도록 대향 전극을 형성하고, 상기 대향 전극과 제2 희생층에 증착공정을 통해 백플레이트층을 형성하는 단계와;
e) 상기 백플레이트층에 레지스트를 도포한 후 선택적인 레지스터 패터닝을 통해 상기 대향 전극이 형성된 영역에는 복수의 환형 식각부를 형성하고, 나머지 영역에는 복수의 돌기형 식각부를 형성하는 단계;
f) 상기 환형 식각부와 돌기형 식각부가 형성된 백플레이트층에 증착공정을 통해 복수의 환형돌기와 복수의 미세돌기를 형성하고, 상기 복수의 환형돌기와 복수의 미세돌기가 형성된 백플레이트층에 레지스트를 도포한 후 선택적인 레지스터 패터닝을 통해 상기 복수의 환형돌기 사이 및 복수의 미세돌기 사이에 음향홀을 형성하는 단계;
g) 상기 음향홀이 형성된 백플레이트층과 멤브레인층 사이에 에어갭(Air Gap)을 형성하는 단계;
h) 상기 베이스기판 내부를 식각하여 백 챔버(Back chamber)를 형성한 후, 백 챔버(Back chamber)와 상기 멤브레인층 하부에 존재하는 제1 희생층을 제거하는 단계를 포함하며,
상기 환형돌기는 상기 음향홀의 주변을 둘러싸는 형태로 형성되며,
상기 미세돌기는 상기 나머지 영역에 형성된 복수의 음향홀 사이사이에 배치되는 형태로 형성되는 것,
을 특징으로 하는 어쿠스틱 센서 제조방법.
a) forming a first sacrificial layer on a surface of a base substrate, selectively etching the first sacrificial layer to expose a surface of the base substrate to form a plurality of annular ring patterns;
b) forming a membrane layer on the surface of the first sacrificial layer on which the plurality of annular annular patterns are formed by chemical vapor deposition, wherein depressions are formed in the plurality of annular ring patterns, and an opening is formed between the rim of the membrane layer and the depressions ; ≪ / RTI >
c) forming a membrane electrode and a pad for a bias voltage on the surface of the membrane layer, and then forming a second sacrificial layer;
forming a counter electrode on the second sacrificial layer to face the pad for the output voltage and the membrane electrode, and forming a backplate layer on the counter electrode and the second sacrificial layer through a deposition process;
e) applying a resist to the backplate layer, forming a plurality of annular etches in the regions where the counter electrodes are formed through selective resistor patterning, and forming a plurality of protrusion-type etches in the remaining regions;
f) forming a plurality of annular protrusions and a plurality of fine protrusions on the back plate layer having the annular etch portion and the protrusion type etch portion by a deposition process, applying a resist to the back plate layer having the plurality of annular protrusions and the plurality of fine protrusions Forming an acoustic hole between the plurality of annular projections and between the plurality of microprojections through selective resistor patterning;
g) forming an air gap between the back plate layer and the membrane layer in which the acoustic holes are formed;
h) etching the inside of the base substrate to form a back chamber, and then removing a back chamber and a first sacrificial layer existing under the membrane layer,
The annular projection is formed to surround the periphery of the acoustic hole,
Wherein the fine protrusions are disposed between a plurality of acoustic holes formed in the remaining region,
Wherein the acoustic sensor is formed of a metal.
청구항 10 에 있어서,
상기 b) 단계는,
상기 멤브레인층의 개구부가 서로 이격되게 형성되는 복수의 통풍홀인 단계인 것,
을 특징으로 하는 어쿠스틱 센서 제조방법.
The method of claim 10,
The step b)
A plurality of vent holes formed in the membrane layer so that openings of the membrane layer are spaced apart from each other,
Wherein the acoustic sensor is formed of a metal.
청구항 10 에 있어서,
상기 b) 단계는,
상기 멤브레인층의 개구부가 서로 이격되게 형성되는 복수의 슬릿인 단계인 것,
을 특징으로 하는 어쿠스틱 센서 제조방법.
The method of claim 10,
The step b)
A plurality of slit-like steps in which openings of the membrane layer are spaced apart from each other,
Wherein the acoustic sensor is formed of a metal.
청구항 12 에 있어서,
상기 복수의 슬릿은,
직선형 슬릿과 굴절형 슬릿이 서로 이웃하게 형성되며,
상기 굴절형 슬릿은,
제1 직선부, 상기 제1 직선부와 연결되는 제1 절곡부, 상기 제1 절곡부와 연결되는 제2 절곡부, 및 상기 제2 절곡부와 연결되는 제2 직선부를 포함하는 것,
을 특징으로 하는 어쿠스틱 센서 제조방법.
The method of claim 12,
The plurality of slits may include a plurality of slits,
The linear slit and the refracting slit are formed adjacent to each other,
The refractive slit
A first linear portion, a first bend portion connected to the first straight portion, a second bend portion connected to the first bend portion, and a second straight portion connected to the second bend portion,
Wherein the acoustic sensor is formed of a metal.
청구항 10 에 있어서,
상기 b) 단계는,
상기 복수의 함몰부의 폭이 서로 다르며, 상기 멤브레인 전극과 가까이 형성될수록 상대적으로 폭이 작은 단계인 것,
을 특징으로 하는 어쿠스틱 센서 제조방법.
The method of claim 10,
The step b)
The width of the plurality of depressed portions being different from each other, and the width being relatively small as the membrane electrode is formed,
Wherein the acoustic sensor is formed of a metal.
청구항 10 에 있어서,
상기 b) 단계는,
상기 복수의 함몰부 중 최외각 함몰부에 복수의 통풍홀이 일정 거리로 이격되게 형성되는 단계인 것,
을 특징으로 하는 어쿠스틱 센서 제조방법.
The method of claim 10,
The step b)
Wherein a plurality of vent holes are spaced apart from each other by a predetermined distance in an outermost depression of the plurality of depressions,
Wherein the acoustic sensor is formed of a metal.
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