專利名稱：傳感器器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及檢測熱、聲音及壓力等的傳感器器件及其制造方法，尤其 涉及一種擴(kuò)音器器件及其制造方法。
背景技術(shù)：
電子設(shè)備被日益要求小型化及輕量化。針對電子設(shè)備的內(nèi)部安裝的檢 測熱、聲音及壓力等的傳感器器件，也要求小型化及輕量化。尤其在移動(dòng) 電話等便攜設(shè)備中，作為傳感器器件的一種的擴(kuò)音器被要求小型化及輕量化。
為了實(shí)現(xiàn)傳感器器件的小型化及輕量化，將檢測熱、聲音及壓力等的 變換體安裝到基板上，進(jìn)行了模塊化(例如參照專利文獻(xiàn)l)。
專利文獻(xiàn)l:特開平9—92670號公報(bào)
但是，在上述現(xiàn)有的傳感器器件中，只是簡單地將既有的變換體安裝 到基板上。因此，形狀及電極的位置等沒有為了實(shí)現(xiàn)小型化而被最佳化， 存在著無法使傳感器器件充分小型化的問題。
變換體具有在開口部形成的可動(dòng)膜，用于將基于聲音等在可動(dòng)膜上產(chǎn) 生的物理變位變換為電信號。為此，在由硅等構(gòu)成的變換體主體上形成用 于形成可動(dòng)膜的開口部。開口部的形狀一般為平面圓形狀或方形狀。開口 部的形成一般采用蝕刻，但由于對變換體主體進(jìn)行蝕刻時(shí)會(huì)產(chǎn)生側(cè)面腐 蝕，所以，導(dǎo)致開口部上部與下部相比，會(huì)沿水平方向大幅擴(kuò)展。因此， 考慮到開口部大幅擴(kuò)展的情況，變換體主體的尺寸也需要增大。結(jié)果，導(dǎo) 致傳感器器件的占有面積增大。
另外，變換體與基板通過接合線等連接。為此，需要在變換體上形成 變換體電極、在基板上形成基板電極。在開口部的周圍必須確保形成變換 體電極的空間，這成為變換體的大小增大的原因。而且，在基板側(cè)也必須 確保形成基板電極的區(qū)域，由此產(chǎn)生了無效區(qū)域(dead space)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，降低在變換體及基板上產(chǎn)生的無效區(qū)域，可以實(shí) 現(xiàn)高效、小型化的傳感器器件。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的傳感器器件具備變換體主體，其為平面 菱形狀且具有平面六角形狀的開口部。
具體而言，本發(fā)明的傳感器器件以檢測出可動(dòng)膜上產(chǎn)生的物理變位并
將其變換為電信號的傳感器為對象，具備由平面菱形狀的硅構(gòu)成，并具 有平面六邊形狀的開口部的變換體主體；從下面?zhèn)缺３肿儞Q體主體的基 板；形成在開口部的可動(dòng)膜；形成在變換體主體上的變換體電極；和形成 在基板上，與變換體電極電連接的基板電極；開口部具有下述平面形狀 構(gòu)成平面六邊形狀的六條邊中的四條邊沿著構(gòu)成變換體主體的平面菱形 狀的四條邊的方向。
在本發(fā)明的傳感器器件中，變換體主體具有平面六邊形狀的開口部。 因此，當(dāng)進(jìn)行蝕刻時(shí)，難以發(fā)生開口部在水平方向上大幅擴(kuò)展的現(xiàn)象。從 而，由于可以將變換體主休的大小抑制得小，所以，能夠容易地使傳感器 器件小型化。
在本發(fā)明的傳感器器件中，變換體主體的上面及下面的結(jié)晶的面方位 為(011)。
在本發(fā)明的傳感器器件中，變換體主體的平面形狀是鈍角的頂點(diǎn)的角 度約為127度的菱形狀，開口部在變換體主體的上面的平面形狀是與鈍角 的頂點(diǎn)對應(yīng)的頂點(diǎn)的角度約為127度的六邊形狀。
在本發(fā)明的傳感器器件中，變換體電極形成在變換體主體的銳角的頂 點(diǎn)與開口部之間的平面三角形狀的區(qū)域上。
在本發(fā)明的傳感器器件中，還具備形成在基板上的信號處理元件。另 外，還可以具備在變換體主體中的平面三角形狀區(qū)域形成的信號處理元 件。
在本發(fā)明的傳感器器件中，基板電極形成在基板中的以變換體主體的 兩個(gè)銳角的頂點(diǎn)的位置為對角頂點(diǎn)的平面長方形狀區(qū)域、且除了變換體主 體占據(jù)的部分以外的部分。
在本發(fā)明的傳感器器件中，變換體電極和基板電極通過接合線電連接。
在本發(fā)明的傳感器器件中，開口部的相互平行的三組內(nèi)壁中的至少一 組近似垂直，剩余兩組中的至少一組傾斜。
該情況下，可以是三組內(nèi)壁中的兩組近似垂直，也可以是傾斜的內(nèi)壁 與變換體主體的銳角的頂點(diǎn)相對。
本發(fā)明涉及的傳感器器件的制造方法包括準(zhǔn)備平面菱形狀、且上面 及下面的結(jié)晶的面方位為(011)的硅板的工序；通過選擇性地對硅板進(jìn) 行蝕刻，形成具有沿著構(gòu)成硅板的平面菱形狀的四條邊的方向的四條邊 的、平面六邊形狀的開口部的工序；在開口部形成可動(dòng)膜的工序；和將硅 板保持到基板上的工序。
本發(fā)明的傳感器器件的制造方法通過對上面及下面的面方位為(011) 的硅板選擇性地進(jìn)行蝕刻，形成了平面六邊形狀的開口部。因此，當(dāng)進(jìn)行 蝕刻時(shí)，開口部難以在水平方向擴(kuò)展。因此，可以減小傳感器器件的尺寸。
根據(jù)本發(fā)明的傳感器器件及其制造方法，可降低在變換體及基板上產(chǎn) 生的無效區(qū)域，實(shí)現(xiàn)被高效小型化的傳感器器件。


圖1 (a) (c)表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式涉及的傳感器器件，(a) 是俯視圖，(b)是(a)的Ib—Ib線的剖面圖，(c)是(a)的Ic一Ic線
的剖面圖。
圖2 (a)及(b)對本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式涉及的傳感器器件與現(xiàn)有 的傳感器器件進(jìn)行了比較表示，(a)是一個(gè)實(shí)施方式涉及的傳感器器件 的俯視圖，(b)是現(xiàn)有的傳感器器件的俯視圖。
圖3是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式涉及的傳感器器件的變形例的俯視圖。
圖4是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式涉及的傳感器器件的變換體的變形 例的俯視圖。
圖中l(wèi)l一基板，12 —變換體，13 —固定墊，14一粘接材料，15 —罩， 15a—音孔，16 —信號處理元件，21 —變換體主體，21a—開口部，22 —可 動(dòng)膜，25 —變換體電極，35—基板電極，36 —接合線，112 —變換體，121—變換體主體，121a—開口部，125 —變換體電極，135—基板電極。
具體實(shí)施例方式
參照附圖，對本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式進(jìn)行說明，本發(fā)明的傳感器器件 具有可動(dòng)膜，只要具有可檢測出在可動(dòng)膜上產(chǎn)生的物理變動(dòng)的機(jī)構(gòu)即可， 下面，以擴(kuò)音器器件為例進(jìn)行說明。
圖1 (a) (c)是本實(shí)施方式涉及的擴(kuò)音器器件，(a)表示平面結(jié) 構(gòu)，(b)表示(a)的Ib—Ib線的剖面結(jié)構(gòu)，(c)表示(a)的Ic一Ic線 的剖面結(jié)構(gòu)。如圖1所示，本實(shí)施方式的擴(kuò)音器器件在基板11上隔著固 定墊13及粘接材料14保持有變換體12。作為信號處理元件16，具體在 基板11上搭載了放大元件，變換體12輸出的電信號被信號處理元件16 放大后，從擴(kuò)音器器件輸出。變換體12及信號處理元件16被具有音孔15a 的罩15覆蓋。
變換體12具有變換體主體21，其由平面菱形狀且上面及下面的面方 位為(oil)的硅板構(gòu)成。變換體主體21具有平面六邊形狀的開口部21a。 在開口部21a的上部形成有可動(dòng)膜22。可動(dòng)膜22基于從音孔15a侵入的 聲音而振動(dòng)，將該振動(dòng)變換為電信號。變換后的電信號從變換體主體21 上形成的變換體電極25輸出。從變換體電極25輸出的信號經(jīng)由接合線36、 基板11上形成的基板電極35被輸入給信號處理元件16。
在圖1中，將變換體主體21形成為鈍角約為127度、銳角約為53度 的平面菱形狀。而且，使開口部21a為六邊形狀，構(gòu)成該六邊形狀的六條 邊中的四條邊按照沿著形成變換體主體21的平面菱形狀的四邊的方向配 置。通過如此配置，可以如下述說明那樣，高效地使擴(kuò)音器器件小型化。
圖2 (a)及(b)分別表示本實(shí)施方式的擴(kuò)音器器件和現(xiàn)有的擴(kuò)音器 器件，對開口部21a及開口部121a的面積幾乎相同的情況下的大小進(jìn)行 了比較。其中，在圖2中，省略了可動(dòng)膜、罩及信號處理元件的記載。
本實(shí)施方式的變換體主體21 ，其上面及下面的結(jié)晶的面方位為(011)。 因此，如果通過各向異性濕蝕刻形成與變換體主體21的鈍角的頂點(diǎn)對應(yīng) 的頂點(diǎn)的角度約為127度的平面六邊形狀的開口部21a，則如圖1 (b)所 示，由于結(jié)晶的面方位為(111)，所以開口部21a的與變換體主體21的邊平行的壁面近似垂直。因此，不需要在開口部21a的周圍設(shè)置開口部21a 因蝕刻而擴(kuò)展的富裕量。與變換體主體的銳角的頂點(diǎn)相對的壁面如圖l(c) 所示，擴(kuò)展成錐臺狀，由于在銳角的頂點(diǎn)側(cè)具有大的富裕量，所以不存在問題。
另一方面，當(dāng)如圖2 (b)所示的現(xiàn)有擴(kuò)音器器件那樣，在方形狀的變 換體主體121上形成方形狀的開口部121a時(shí)，開口部121a的壁面基于側(cè) 面蝕刻擴(kuò)展為錐臺狀。因此，需要在開口部121a的周圍設(shè)置開口部121a 通過蝕刻而擴(kuò)展的富裕量。
本實(shí)施方式的變換體12在變換體主體21的銳角的頂點(diǎn)與開口部2la 之間的平面三角形狀的區(qū)域(變換電極形成區(qū)域)21b上形成了變換體電 極25。因此，能夠?qū)⒆儞Q體主體21的無效區(qū)域抑制為最小限度。而在現(xiàn) 有的平面方形狀的變換體112的情況下，為了形成變換體電極125而產(chǎn)生 大的無效區(qū)域。
而且，本實(shí)施方式的擴(kuò)音器器件在以變換體12的銳角的頂點(diǎn)作為對 角頂點(diǎn)的平面長方形狀的區(qū)域中的、除了配置變換體12的部分以外的部 分(基板電極形成區(qū)域)11a上形成了基板電極35。由此，也能夠?qū)⒒?11上的無效區(qū)域抑制為最小限度。由于當(dāng)利用接合線在兩個(gè)電極間進(jìn)行布 線時(shí)，需要滑行距離，所以，需要將兩個(gè)電極的間隔至少隔開0.5mm以上。 因此，在使用了圖2 (b)所示的平面方形狀的變換體112的情況下，為了 形成變換體電極125與基板電極135之間的間隔，在變換體112的外側(cè)需 要大的無效區(qū)域。但是，如果像本實(shí)施方式這樣使用平面菱形狀的變換體 12，則即使如圖2 (a)所示那樣隔開變換體電極25與基板電極35的間隔， 也不會(huì)產(chǎn)生大的無效區(qū)域。
綜上所述，本實(shí)施方式的擴(kuò)音器器件與現(xiàn)有的擴(kuò)音器器件相比，難以 產(chǎn)生無效區(qū)域，能夠高效地使器件小型化。
本實(shí)施方式中，對在變換體12的左右分別形成了兩根將變換體12與 形成于基板11的信號元件16連接的接合線36進(jìn)行了例示。但是，只要 能夠在變換體12與信號元件16之間交換信號即可，也可以如圖3所示那 樣分別設(shè)置一個(gè)。另外，也可以不使用接合線36而通過其他的方法，將 變換體12與信號元件16電連接。在圖1中，將信號處理元件16形成在基板11上，但也可以形成在變
換體12上。該情況下如圖4所示，只要在變換體主體21的銳角的頂點(diǎn)與 開口部21a之間的平面三角形狀的區(qū)域，形成信號處理元件16即可。由 此，可進(jìn)一步降低變換體主體21的無效區(qū)域，能夠使擴(kuò)音器器件進(jìn)一步 小型化。
在本實(shí)施方式中，對變換體主體21是鈍角約為127度、銳角約為53 度的平面菱形狀，開口部21a的上面為平面六邊形狀的情況進(jìn)行了說明。 該情況下，能夠最有效地使擴(kuò)音器器件小型化，但不一定限定于此。只要 將開口部2la配置成構(gòu)成其六邊形狀的六條邊中的四條邊，沿著變換體主 體21的構(gòu)成平面菱形狀的四條邊的方向即可。
在本實(shí)施方式中，將傳感器器件作為擴(kuò)音器器件，但只要是能夠檢測 出在開口部形成的可動(dòng)膜的物理變位的傳感器即可。例如，在熱傳感器、 壓力傳感器及振動(dòng)傳感器等中，也能得到同樣的效果。
在本實(shí)施方式中，配置了放大元件作為信號處理元件16，但例如只要 是模擬數(shù)字變換電路或溫度特性補(bǔ)償電路等的在傳感器器件的信號處理 中需要的信號處理元件，就能夠得到同樣的效果。
在本實(shí)施方式中，對通過制造成本低的濕蝕刻形成平面六邊形狀的開 口部的例子進(jìn)行了說明，但也可以通過深溝干蝕刻形成六邊形狀的開口 部。在深溝干蝕刻的情況下，可以近似垂直地形成六邊形狀的六壁面。例 如，當(dāng)在現(xiàn)有的方形狀的傳感器器件中通過深溝干蝕刻近似垂直地形成了 開口部121a的四壁面時(shí)，難以在開口部121a的周邊設(shè)置足夠的區(qū)域。但 是，根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)成，即使在深溝干蝕刻的情況下，也能夠在變換體主 體21的平面菱形狀的銳角的頂點(diǎn)與六邊形狀的開口部21a之間，確保平 面三角形狀的區(qū)域，得到與本實(shí)施方式同樣的效果。
工業(yè)上的可利用性
本發(fā)明的傳感器器件及其制造方法可以降低在變換體及基板上產(chǎn)生 的無效區(qū)域，能夠?qū)崿F(xiàn)被高效小型化的傳感器器件，作為傳感器器件、尤 其是擴(kuò)音器器件及其制造方法等是有用的。
權(quán)利要求
1、一種傳感器器件，用于檢測出可動(dòng)膜上產(chǎn)生的物理變位并將其變換為電信號，具備由平面菱形狀的硅構(gòu)成，并具有平面六邊形狀的開口部的變換體主體；從下面?zhèn)缺３炙鲎儞Q體主體的基板；形成在所述開口部的所述可動(dòng)膜；形成在所述變換體主體上的變換體電極；和形成在所述基板上，與所述變換體電極電連接的基板電極；所述開口部具有下述平面形狀構(gòu)成平面六邊形狀的六條邊中的四條邊沿著構(gòu)成所述變換體主體的平面菱形狀的四條邊的方向。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器器件，其特征在于， 所述變換體主體的上面及下面的結(jié)晶的面方位為(011)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器器件，其特征在于， 所述變換體主體是鈍角的頂點(diǎn)的角度為127度的平面菱形狀， 所述開口部在所述變換體主體的上面的平面形狀是與所述鈍角的頂點(diǎn)對應(yīng)的頂點(diǎn)的角度為127度的六邊形狀。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器器件，其特征在于， 所述變換體電極形成在所述變換體主體的銳角的頂點(diǎn)與所述開口部之間的平面三角形狀的區(qū)域上。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的傳感器器件，其特征在于， 還具備形成在所述變換體主體中的所述平面三角形狀的區(qū)域的信號處理元件。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器器件，其特征在于， 還具備形成在所述基板上的信號處理元件。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器器件，其特征在于， 所述基板電極形成在所述基板中的以所述變換體主體的兩個(gè)銳角的頂點(diǎn)的位置為對角頂點(diǎn)的平面長方形狀區(qū)域、且除了所述變換體主體占據(jù) 的部分以外的部分。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器器件，其特征在于， 所述變換體電極和所述基板電極通過接合線電連接。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器器件，其特征在于，所述開口部的相互平行的三組內(nèi)壁中的至少一組近似垂直，剩余兩組 中的至少一組傾斜。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的傳感器器件，其特征在于，所述三組內(nèi)壁中的兩組近似垂直
11、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的傳感器器件，其特征在于， 所述傾斜的內(nèi)壁與所述變換體主體的銳角的頂點(diǎn)相對。
12、 一種傳感器器件的制造方法，包括準(zhǔn)備平面菱形狀、且上面及下面的結(jié)晶的面方位為(011)的硅板的 工序；通過選擇性地對所述硅板進(jìn)行蝕刻，形成具有沿著構(gòu)成所述硅板的平 面菱形狀的四條邊的方向的四條邊的、平面六邊形狀的開口部的工序； 在所述開口部形成可動(dòng)膜的工序；和 將所述硅板保持到基板上的工序。
全文摘要
本發(fā)明提供一種傳感器器件，具備由平面菱形狀的硅構(gòu)成，并具有平面六邊形狀的開口部(21a)的變換體主體(21)；從下面?zhèn)缺３肿儞Q體主體(21)的基板(11)；形成在開口部(21a)的可動(dòng)膜(22)；形成在變換體主體(21)上的變換體電極(25)；和形成在基板(11)上，與變換體電極(21)電連接的基板電極(36)。開口部(21a)具有下述平面形狀構(gòu)成平面六邊形狀的六條邊中的四條邊沿著構(gòu)成變換體主體的平面菱形狀的四條邊的方向。由此，可以降低在變換體及基板上產(chǎn)生的無效區(qū)域，實(shí)現(xiàn)被高效小型化的傳感器器件。
文檔編號H01L41/08GK101546806SQ200910129678
公開日2009年9月30日 申請日期2009年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月28日
發(fā)明者南尾匡紀(jì), 富田佳宏 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社