JP5345877B2

JP5345877B2 - 圧電型マイクロスピーカー及びその製造方法

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Publication number: JP5345877B2
Application number: JP2009058163A
Authority: JP
Inventors: 錫渙鄭; 東均金; 秉吉鄭
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2008-09-25
Filing date: 2009-03-11
Publication date: 2013-11-20
Anticipated expiration: 2029-03-11
Also published as: KR20100034883A; JP2014003675A; CN101686423B; KR101562339B1; JP2010081573A; US8280079B2; US20100074459A1; CN101686423A

Description

本発明は、マイクロスピーカー、特に、ＭＥＭＳ技術の圧電型マイクロスピーカー及びその製造方法に関する。

圧電効果（ＰｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃＥｆｆｅｃｔ）とは、圧電体を介して機械的エネルギーと電気的エネルギーとが相互変換する作用である。言い換えれば、圧電体に圧力や振動を加えれば電位差が生じ、逆に電位差を印加すれば圧電体に変形や振動が生じる効果を言う。

このように、圧電体に電位差を印加して変形や振動を起こして、このような振動によって音が発生する原理を利用したスピーカーが圧電スピーカーである。

一方、個人用携帯通信が飛躍的に発展するにつれて、去る数十年間マイクロ音響トランスデューサー（ａｃｏｕｓｔｉｃｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）関連研究が進められ、特に、圧電型マイクロスピーカーは、構造が単純で、かつ低電圧で駆動が可能であるために主要な研究対象となっている。

一般的な圧電型マイクロスピーカーの構造は、厚さ方向の両面に電極層が形成された圧電板と非圧電性である振動板とで構成され、前記電極層を通じて電圧を加えれば圧電板に形状変形が起きて、このような形状変形が振動板を振動させることで音を発生させる原理を利用する。

しかし、このような圧電型マイクロスピーカーは、音声コイル方式のマイクロスピーカーに比べて音響出力が低いために実用化の事例は少ない。従って、小型、かつ音響出力も高い圧電型マイクロスピーカーが必要な実情がある。

本明細書では、マイクロスピーカー、特に、ＭＥＭＳ技術の圧電型マイクロスピーカー及びその製造方法が開示される。

本発明の一態様による圧電型マイクロスピーカーは、電圧によって形状が変形される圧電板と前記圧電板の形状変形が伝達されて振動する振動板とを備える圧電型マイクロスピーカーにおいて、前記振動板は、相異なる材質で形成される第１領域及び第２領域を含み、前記第１領域は、前記圧電板と実質的に同一のヤング率を有する材質で形成され、前記第２領域は、前記第１領域より相対的に低ヤング率を有する材質で形成されることが可能である。

そして、本発明の一態様による圧電型マイクロスピーカーの製造方法は、基板上に絶縁薄膜を蒸着して振動板を形成する段階と、前記振動板上に金属薄膜を蒸着及びエッチングして下部電極を形成し、前記下部電極上に圧電薄膜を蒸着及びエッチングして圧電板を形成した後、前記圧電板上に金属薄膜を蒸着及びエッチングして、上部電極を形成する段階と、前記振動板の一部をエッチングして除去する段階と、前記振動板が除去された部分を含んで、前記圧電板より相対的にヤング率の低いポリマー薄膜を蒸着及びエッチングする段階と、を含みうる。

また、本発明の他の態様による圧電型マイクロスピーカーの製造方法は、基板上にエッチング防止層を形成した後、絶縁薄膜を蒸着して振動板を形成する段階と、前記振動板上に金属薄膜を蒸着及びエッチングして下部電極を形成し、前記下部電極上に圧電薄膜を蒸着及びエッチングして圧電板を形成した後、前記圧電板上に金属薄膜を蒸着及びエッチングして、上部電極を形成する段階と、前記圧電板より相対的にヤング率の低いポリマー薄膜を蒸着及びエッチングする段階と、前記基板の下部をエッチングして、前記振動板をリリースさせる段階と、前記基板の下部に表われた前記振動板の一部をエッチングして除去する段階と、前記エッチング防止層を除去する段階と、を含みうる。

また、本発明のまた他の態様による圧電型マイクロスピーカーの製造方法は、基板上に絶縁薄膜を蒸着して振動板を形成する段階と、前記振動板上に金属薄膜を蒸着及びエッチングして下部電極を形成し、前記下部電極上に圧電薄膜を蒸着及びエッチングして圧電板を形成した後、前記圧電板上に金属薄膜を蒸着及びエッチングして、上部電極を形成する段階と、前記基板の下部をエッチングして、前記振動板をリリースさせる段階と、前記基板の下部を通じて前記圧電板より相対的にヤング率の低いポリマー薄膜を蒸着する段階と、前記振動板の一部をエッチングして除去する段階と、を含みうる。

本発明の一態様によって、振動板の第１領域は、圧電板の真下側に対応する領域であり、振動板の第２領域は、前記第１領域を除いた残りの領域の全部または一部でありうる。圧電板と類似しているヤング率を有する材質で形成される振動板の第１領域は、圧電板と同様に約５０Ｇｐａ〜５００Ｇｐａ程度のヤング率を、振動板の第２領域は、これより低い約１００Ｍｐａ〜５Ｇｐａ程度のヤング率を有することができる。

本発明によれば、振動板の各部分が相異なるヤング率を有するために振動板の変形効率が上昇し、これにより、出力音圧を高めうる。

本発明の第１実施形態による圧電型マイクロスピーカーの平面図である。本発明の第１実施形態による圧電型マイクロスピーカーの断面図である。本発明の第１実施形態による圧電型マイクロスピーカーの製造方法に関する工程フローチャートである。本発明の第２実施形態による圧電型マイクロスピーカーの平面図である。本発明の第２実施形態による圧電型マイクロスピーカーの断面図である。本発明の第２実施形態による圧電型マイクロスピーカーの製造方法に関する工程フローチャートである。本発明の第３実施形態による圧電型マイクロスピーカーの平面図である。本発明の第３実施形態による圧電型マイクロスピーカーの断面図である。本発明の第３実施形態による圧電型マイクロスピーカーの製造方法に関する工程フローチャートである。本発明の第４実施形態による圧電型マイクロスピーカーの平面図である。本発明の第４実施形態による圧電型マイクロスピーカーの断面図である。本発明の第４実施形態による圧電型マイクロスピーカーの製造方法に関する工程フローチャートである。本発明の第５実施形態による圧電型マイクロスピーカーの平面図である。本発明の第５実施形態による圧電型マイクロスピーカーの断面図である。本発明の第５実施形態による圧電型マイクロスピーカーの製造方法に関する工程フローチャートである。本発明の第６実施形態による圧電型マイクロスピーカーの平面図である。本発明の第６実施形態による圧電型マイクロスピーカーの断面図である。本発明の第６実施形態による圧電型マイクロスピーカーの製造方法に関する工程フローチャートである。

以下、添付した図面を参照して、本発明の実施形態を詳しく説明する。

図１は、本発明の一実施形態による圧電型マイクロスピーカーに関する平面図であり、図２は、前記図１のＡ−Ｂ線に沿った断面構造を図示する。

図１及び図２を参照すれば、本実施形態による圧電型マイクロスピーカーは、電圧によって形状が変形される圧電板１０１、圧電板１０１に電圧を印加するための上／下部電極１０２、１０３及び圧電板１０１の形状変形を伝達されて振動する振動板１０４を含みうる。

上／下部電極１０２、１０３を通じて圧電板１０１に電圧が印加されれば、圧電板１０１が電圧によって形状変形を起こし、このような形状変形が振動板１０４の振動を誘発して音を発生させることが可能である。

振動板１０４は、第１領域２０１及び第２領域２０２を含みうる。例えば、第１領域２０１は、圧電板１０１の真下側に対応する領域になり、第２領域２０２は、第１領域２０１を除いた残りの領域の全部または一部になりうる。

第１領域２０１及び第２領域２０２は、相異なるヤング率（Ｙｏｕｎｇ’ｓｍｏｄｕｌｕｓ）を有する材質で形成されることが可能である。例えば、第１領域２０１は、圧電板１０１と類似しているヤング率を有する材質で形成され、第２領域２０２は、第１領域２０１より相対的に低ヤング率を有する材質で形成されることが可能である。

一例として、圧電板１０１は、約５０Ｇｐａ〜５００Ｇｐａ程度のヤング率を有する窒化アルミニウム（ＡｌＮ）薄膜または酸化亜鉛（ＺｎＯ）薄膜で形成される。そして、振動板１０４の第１領域２０１は、圧電板１０１と類似しているヤング率を有する窒化ケイ素（ｓｉｌｉｃｏｎｎｉｔｒｉｄｅ）で形成されることができ、振動板１０４の第２領域２０２は、約１００Ｍｐａ〜５Ｇｐａ程度のヤング率を有するポリマー薄膜１０５で形成されることが可能である。

本実施形態による圧電型マイクロスピーカーの構造を説明すれば、振動板１０４の中央部は、圧電板１０１と類似しているヤング率を有する材質で形成され、振動板１０４の周辺部は、これよりヤング率の低い軟質材料で形成されるので、本実施形態による圧電型マイクロスピーカーは、軟質なエッジを有するマイクロスピーカーと名づけられうる。

このように、圧電板１０１の直下部に対応する領域は、圧電板１０１と類似しているヤング率を有する材質で、それ以外の部分は、これより低ヤング率を有する材質で振動板１０４を二重に分けて形成したために、振動板１０４の変形効率を向上させ、構造剛性を低めて低周波帯域の出力音圧も向上させうる。

図３は、本発明の一実施形態による圧電型マイクロスピーカーの製造方法に関する工程フローチャートである。これは、図２による圧電型マイクロスピーカーを製造するための方法の一例になりうる。

図３及び図２を参照して、本実施形態による圧電型マイクロスピーカーの製造方法を説明すると、以下の通りである。

まず、図３（ａ）のように、シリコン基板１０６の上部に振動板１０４を形成する。例えば、振動板１０４は、ＣＶＤ（ＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）工程を用いて低応力窒化ケイ素（Ｌｏｗｓｔｒｅｓｓｓｉｌｉｃｏｎｎｉｔｒｉｄｅ）を約０．５μｍ〜３μｍ厚さに蒸着して形成することが可能である。

引き続き、図３（ｂ）のように、振動板１０４上に下部電極１０３を形成する。例えば、下部電極１０３は、スパッタリング（ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）や蒸着（ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ）を用いてＡｕ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ａｌなどの金属を約０．１μｍ〜３μｍ厚さに蒸着させた後、これをパターニングして形成することが可能である。

引き続き、図３（ｃ）のように、下部電極１０３上に圧電板１０１を形成する。例えば、圧電板１０１は、スパッタリング工程を通じてＡｌＮ、ＺｎＯなどの圧電物質を約０．１ｕｍ〜３ｕｍ厚さに蒸着し、これをパターニングして形成することが可能である。

引き続き、図３（ｄ）のように、圧電板１０１上に上部電極１０２を形成する。例えば、上部電極１０２は、スパッタリングや蒸着を用いてＡｕ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ａｌなどの金属を約０．１ｕｍ〜３μｍ厚さに蒸着させた後、これをパターニングして形成することが可能である。

引き続き、図３（ｅ）のように、振動板１０４の一部を除去する。例えば、エッチングマスクを使って圧電板１０１及び上／下部電極１０２、１０３を覆った後、残りの振動板１０４を選択的にエッチングして振動板１０４の一部を除去することが可能である。この際、除去される振動板１０４は、圧電板１０１の直下部に対応する領域を除いた残りの領域の全部または一部であり、除去された部分は、前述した第２領域２０２が形成される空間を提供する。

引き続き、図３（ｆ）のように、振動板１０４が除去された部分を含んで、全体的にポリマー薄膜１０５を蒸着し、これを選択的に除去する。例えば、パリレン（ｐａｒｙｌｅｎｅ）を約０．５μｍ〜１０μｍ厚さに蒸着した後、ＰＲをエッチングマスクとして使ったＯ_２プラズマエッチングを用いて、蒸着されたパリレンを選択的に除去することが可能である。この際、除去される部分は、上部電極１０２の上側部分を含み、これを通じて上部電極１０２が外部に露出させうる。

最後に、図３（ｇ）のように、基板１０６の背面をエッチングして振動板１０４をリリース（ｒｅｌｅａｓｅ）させる。

図４は、本発明の他の実施形態による圧電型マイクロスピーカーに関する平面図であり、図５は、前記図４のＡ−Ｂ線に沿った断面構造を図示する。

図４及び図５を参照すれば、本実施形態による圧電型マイクロスピーカーは、圧電板１０１、上／下部電極１０２、１０３及び振動板１０４を含む。また、振動板１０４は、相異なるヤング率を有する第１領域２０１及び第２領域２０２を含み、第１領域２０１は、圧電板１０１と類似しているヤング率を有する材質で形成され、第２領域２０２は、第１領域２０１より相対的に低ヤング率を有する材質で形成される。このような点は、図１及び図２で説明したものと同一である。

但し、図２の構造と図５の構造とを比べると、図２の構造は、ポリマー薄膜１０５が選択的に除去される時、上部電極１０２の上側をエッチングすることで上部電極１０２が外部に露出される構造であるが、図５の構造は、上部電極１０２が外部に露出されない構造であるということが分かる。

図６は、本発明の他の実施形態による圧電型マイクロスピーカーの製造方法に関する工程フローチャートである。これは、図５による圧電型マイクロスピーカーを製造するための方法の一例になりうる。

図６及び図５を参照して、本実施形態による圧電型マイクロスピーカーの製造方法を説明すると、以下の通りである。

まず、図６（ａ）のように、シリコン基板１０６の上部に振動板１０４を形成する。例えば、振動板１０４は、ＣＶＤ（ＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）工程を用いて低応力窒化ケイ素を約０．５μｍ〜３μｍ厚さに蒸着して形成することが可能である。

引き続き、図６（ｂ）のように、振動板１０４上に下部電極１０３を形成する。例えば、下部電極１０３は、スパッタリングや蒸着を用いてＡｕ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ａｌなどの金属を約０．１μｍ〜３μｍ厚さに蒸着させた後、これをパターニングして形成することが可能である。

引き続き、図６（ｃ）のように、下部電極１０３上に圧電板１０１を形成する。例えば、圧電板１０１は、スパッタリング工程を通じてＡｌＮ、ＺｎＯなどの圧電物質を約０．１μｍ〜３μｍ厚さに蒸着し、これをパターニングして形成することが可能である。

引き続き、図６（ｄ）のように、圧電板１０１上に上部電極１０２を形成する。例えば、上部電極１０２は、スパッタリングや蒸着を用いてＡｕ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ａｌなどの金属を約０．１μｍ〜３μｍ厚さに蒸着させた後、これをパターニングして形成することが可能である。

引き続き、図６（ｅ）のように、振動板１０４の一部を除去する。例えば、エッチングマスクを使って圧電板１０１及び上／下部電極１０２、１０３を覆った後、残りの振動板１０４を選択的にエッチングして振動板１０４の一部を除去することが可能である。この際、除去される振動板１０４は、圧電板１０１の直下部に対応する領域を除いた残りの領域の全部または一部であり、除去された部分は、前述した第２領域２０２が形成される空間を提供する。

引き続き、図６（ｆ）のように、振動板１０４が除去された部分を含んで、全体的にポリマー薄膜１０５を蒸着し、これを選択的に除去する。例えば、パリレンを約０．５μｍ〜１０μｍ厚さに蒸着した後、ＰＲをエッチングマスクとして使ったＯ_２プラズマエッチングを用いて蒸着されたパリレンを選択的に除去することが可能である。この際、上部電極１０２の上側部分は、エッチングされずに上部電極１０２が外部に露出されないようにする。

最後に、図６（ｇ）のように、基板１０６の背面をエッチングして振動板１０４をリリースさせる。

図７は、本発明のまた他の実施形態による圧電型マイクロスピーカーに関する平面図であり、図８は、前記図７のＡ−Ｂ線に沿った断面構造を図示する。

図７及び図８を参照すれば、本実施形態による圧電型マイクロスピーカーは、圧電板１０１、上／下部電極１０２、１０３及び振動板１０４を含む。また、振動板１０４は、相異なるヤング率を有する第１領域２０１及び第２領域２０２を含み、第１領域２０１は、圧電板１０１と類似しているヤング率を有する材質で形成され、第２領域２０２は、第１領域２０１より相対的に低ヤング率を有する材質で形成される。例えば、第２領域２０２は、振動板１０４の一部が除去され、その部分にポリマー薄膜１０５が満たされたと理解されることもできる。

図９は、本発明のさらに他の実施形態による圧電型マイクロスピーカーの製造方法に関する工程フローチャートである。これは、図８による圧電型マイクロスピーカーを製造するための方法の一例になりうる。

図９及び図８を参照して、本実施形態による圧電型マイクロスピーカーの製造方法を説明すると、以下の通りである。

まず、図９（ａ）のように、基板１０６上にエッチング防止層（ｅｔｃｈｓｔｏｐｌａｙｅｒ）１０７を形成し、その上に振動板１０４を形成する。ここで、振動板１０４は、低応力窒化ケイ素を蒸着して形成することが可能である。

引き続き、図９（ｂ）のように、振動板１０４上に金属薄膜を蒸着及びエッチングして下部電極１０３を形成し、下部電極１０３上に圧電薄膜を蒸着及びエッチングして圧電板１０１を形成した後、圧電板１０１上に再び金属薄膜を蒸着及びエッチングして、上部電極１０２を形成する。

引き続き、図９（ｃ）のように、ポリマー薄膜１０５を全体的に蒸着し、これを選択的に除去する。この際、除去される部分は、上部電極１０２の上側部分を含みうる。また、前記ポリマー薄膜１０５は、圧電体１０１より相対的にヤング率の低いパリレン薄膜でありうる。

引き続き、図９（ｄ）のように、基板１０６の下部をエッチングしてエッチング防止層１０７及び振動板１０４をリリースさせる。

引き続き、図９（ｅ）のように、振動板１０４の一部を除去する。例えば、振動板１０４を下部方向でエッチングしてエッチング防止層１０７が形成された部分を除く残りの部分の振動板１０４が除去されることが可能である。

最後に、図９（ｆ）のように、エッチング防止層１０７を除去する。

図１０は、本発明のさらに他の実施形態による圧電型マイクロスピーカーに関する平面図であり、図１１は、前記図４のＡ−Ｂ線に沿った断面構造を図示する。

図１０及び図１１を参照すれば、本実施形態による圧電型マイクロスピーカーは、圧電板１０１、上／下部電極１０２、１０３及び振動板１０４を含む。また、振動板１０４は、相異なるヤング率を有する第１領域２０１及び第２領域２０２を含み、第１領域２０１は、圧電板１０１と類似しているヤング率を有する材質で形成され、第２領域２０２は、第１領域２０１より相対的に低ヤング率を有する材質で形成される。このような点は、図７及び図８で説明したものと同じである。

但し、図１１の構造と図８の構造とを比べると、図８の構造は、ポリマー薄膜１０５が選択的に除去される時、上部電極１０２の上側をエッチングすることで上部電極１０２が外部に露出される構造であるが、図１１の構造は、上部電極１０２が外部に露出されない構造であるということが分かる。

図１２は、本発明のさらに他の実施形態による圧電型マイクロスピーカーの製造方法に関する工程フローチャートである。これは、図１１による圧電型マイクロスピーカーを製造するための方法の一例になりうる。

図１２及び図１１を参照して、本実施形態による圧電型マイクロスピーカーの製造方法を説明すると、以下の通りである。

まず、図１２（ａ）のように、基板１０６上にエッチング防止層１０７を形成し、その上に振動板１０４を形成する。ここで、振動板１０４は、低応力窒化ケイ素を蒸着して形成することが可能である。

引き続き、図１２（ｂ）のように、振動板１０４上に金属薄膜を蒸着及びエッチングして下部電極１０３を形成し、下部電極１０３上に圧電薄膜を蒸着及びエッチングして圧電板１０１を形成した後、圧電板１０１上に再び金属薄膜を蒸着及びエッチングして、上部電極１０２を形成する。

引き続き、図１２（ｃ）のように、ポリマー薄膜１０５を全体的に蒸着し、これを選択的に除去する。この際、上部電極１０２の上側部分に蒸着されたポリマー薄膜１０５は除去せず、上部電極１０２の外部への露出を防止する。また、前記ポリマー薄膜１０５は、圧電体１０１より相対的にヤング率の低いパリレン薄膜でありうる。

引き続き、図１２（ｄ）のように、基板１０６の下部をエッチングしてエッチング防止層１０７及び振動板１０４をリリースさせる。

引き続き、図１２（ｅ）のように、振動板１０４の一部を除去する。例えば、振動板１０４を基板１０６の下部方向でエッチングしてエッチング防止層１０７が形成された部分を除く残りの部分の振動板１０４が除去されることが可能である。この際、除去される振動板１０４の一部は、前述した第２領域２０２が形成される空間になりうる。

最後に、図１２（ｆ）のように、エッチング防止層１０７を除去する。

図１３は、本発明のさらに他の実施形態による圧電型マイクロスピーカーに関する平面図であり、図１４は、前記図４のＡ−Ｂ線に沿った断面構造を図示する。

図１３及び図１４を参照すれば、本実施形態による圧電型マイクロスピーカーは、圧電板１０１、上／下部電極１０２、１０３及び振動板１０４を含む。また、振動板１０４は、相異なるヤング率を有する第１領域２０１及び第２領域２０２を含み、第１領域２０１は、圧電板１０１と類似しているヤング率を有する材質で形成され、第２領域２０２は、第１領域２０１より相対的に低ヤング率を有する材質で形成される。例えば、第２領域２０２は、振動板１０４の一部が除去され、その位置にポリマー薄膜１０５が満たされたと理解することもできる。

図１５は、本発明のさらに他の実施形態による圧電型マイクロスピーカーの製造方法に関する工程フローチャートである。これは、図１４による圧電型マイクロスピーカーを製造するための方法の一例になりうる。

図１５及び図１４を参照して、本実施形態による圧電型マイクロスピーカーの製造方法を説明すると、以下の通りである。

まず、図１５（ａ）のように、基板１０６上に振動板１０４を形成する。例えば、振動板１０４は、ＣＶＤ（ＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）工程を用いて低応力窒化ケイ素を約０．５μｍ〜３μｍ厚さに蒸着して形成することが可能である。

引き続き、図１５（ｂ）のように、振動板１０４上に金属薄膜を蒸着及びエッチングして下部電極１０３を形成し、下部電極１０３上に圧電薄膜を蒸着及びエッチングして圧電板１０１を形成した後、圧電板１０１上に再び金属薄膜を蒸着及びエッチングして、上部電極１０２を形成する。

引き続き、図１５（ｃ）のように、基板１０６の下部をエッチングして振動板１０４をリリースさせる。

引き続き、図１５（ｄ）のように、基板１０６の下部を通じてポリマー薄膜１０５を形成する。例えば、ポリマー薄膜１０５は、圧電板１０１よりヤング率の低いパリレンを基板１０６の下部方向に沿って蒸着させて形成することが可能である。

最後に、図１５（ｅ）のように、振動板１０４の一部を除去する。例えば、エッチングマスクを使って圧電板１０１及び上／下部電極１０２、１０３を覆った後、残りの振動板１０４を選択的にエッチングして振動板１０４の一部を除去することが可能である。この際、除去される振動板１０４は、圧電板１０１の直下部に対応する領域を除いた残りの領域の全部または一部であり、除去された部分は、前述した第２領域２０２になりうる。

図１６は、本発明のさらに他の実施形態による圧電型マイクロスピーカーに関する平面図であり、図１７は、前記図１６のＡ−Ｂ線に沿った断面構造を図示する。

図１６及び図１７を参照すれば、本実施形態による圧電型マイクロスピーカーは、図１３及び図１４で説明された構造と基本的に同一であるが、ポリマー薄膜１０５が選択的に除去されるという点が異なる。すなわち、本実施形態による圧電型マイクロスピーカーは、ポリマー薄膜１０５が選択的にエッチングされて振動板１０４が一部露出される構造を有する。

図１８は、本発明のさらに他の実施形態による圧電型マイクロスピーカーの製造方法に関する工程フローチャートである。これは、図１７による圧電型マイクロスピーカーを製造するための方法の一例になりうる。

図１８及び図１７を参照して、本実施形態による圧電型マイクロスピーカーの製造方法を説明すると、以下の通りである。

まず、図１８（ａ）のように、基板１０６上に振動板１０４を形成する。例えば、振動板１０４は、ＣＶＤ（ＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）工程を用いて低応力窒化ケイ素を約０．５μｍ〜３μｍ厚さに蒸着して形成することが可能である。

引き続き、図１８（ｂ）のように、振動板１０４上に金属薄膜を蒸着及びエッチングして下部電極１０３を形成し、下部電極１０３上に圧電薄膜を蒸着及びエッチングして圧電板１０１を形成した後、圧電板１０１上に再び金属薄膜を蒸着及びエッチングして、上部電極１０２を形成する。

引き続き、図１８（ｃ）のように、基板１０６の下部をエッチングして振動板１０４をリリースさせる。

引き続き、図１８（ｄ）のように、基板１０６の下部を通じてポリマー薄膜１０５を形成する。例えば、ポリマー薄膜１０５は、圧電板１０１よりヤング率の低いパリレンを基板１０６の下部方向に沿って蒸着させて形成することが可能である。

引き続き、図１８（ｅ）のように、振動板１０４の一部を除去する。例えば、エッチングマスクを使って圧電板１０１及び上／下部電極１０２、１０３を覆った後、残りの振動板１０４を選択的にエッチングして振動板１０４の一部を除去することが可能である。この際、除去される振動板１０４は、圧電板１０１の直下部に対応する領域を除いた残りの領域の全部または一部であり、除去された部分は、前述した第２領域２０２になりうる。

最後に、図１８（ｆ）のように、振動板１０４の下部のポリマー薄膜１０５を除去して振動板１０４を外部に露出させる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、前述した特定の実施形態に限定されない。すなわち、当業者ならば、特許請求の範囲の思想及び範疇を逸脱せずに、本発明に対する多数の変更及び修正が可能であり、そのようなすべての適切な変更及び修正の均等物も、本発明の範囲に属するものと見なされなければならない。

本発明は、マイクロスピーカー、特に、ＭＥＭＳ技術の圧電型マイクロスピーカー及びその製造方法関連の技術分野に適用可能である。

１０１圧電板
１０２上部電極
１０３下部電極
１０４振動板
２０１第１領域
２０２第２領域
１０５ポリマー薄膜
１０６シリコン基板
１０７エッチング防止層

Claims

基板上に絶縁薄膜を蒸着して振動板を形成する段階と、
前記振動板上に金属薄膜を蒸着及びエッチングして下部電極を形成し、前記下部電極上に圧電薄膜を蒸着及びエッチングして圧電板を形成した後、前記圧電板上に金属薄膜を蒸着及びエッチングして上部電極を形成する段階と、
前記振動板の一部をエッチングして除去する段階と、
前記振動板が除去された部分を含んで、前記圧電板より相対的にヤング率の低いポリマー薄膜を蒸着及びエッチングする段階と、を含むことを特徴とする圧電型マイクロスピーカーの製造方法。
前記ポリマー薄膜をエッチングする場合、前記上部電極の上側を選択的にエッチングして、前記上部電極を露出させることを特徴とする請求項１に記載の圧電型マイクロスピーカーの製造方法。
前記除去される振動板の一部は、
前記圧電板の直下部に対応する領域を除いた残りの領域のうちから選択されることを特徴とする請求項１に記載の圧電型マイクロスピーカーの製造方法。
基板上にエッチング防止層を形成した後、絶縁薄膜を蒸着して振動板を形成する段階と、
前記振動板上に金属薄膜を蒸着及びエッチングして下部電極を形成し、前記下部電極上に圧電薄膜を蒸着及びエッチングして圧電板を形成した後、前記圧電板上に金属薄膜を蒸着及びエッチングして、上部電極を形成する段階と、
前記圧電板より相対的にヤング率の低いポリマー薄膜を蒸着及びエッチングする段階と、
前記基板の下部をエッチングして、前記振動板をリリースさせる段階と、
前記基板の下部に表われた前記振動板の一部をエッチングして除去する段階と、
前記エッチング防止層を除去する段階と、を含むことを特徴とする圧電型マイクロスピーカーの製造方法。
前記ポリマー薄膜をエッチングする場合、前記上部電極の上側を選択的にエッチングして、前記上部電極を露出させることを特徴とする請求項４に記載の圧電型マイクロスピーカーの製造方法。
前記エッチング防止層は、
前記圧電板の直下部に対応する領域にのみ形成されることを特徴とする請求項４に記載の圧電型マイクロスピーカーの製造方法。
基板上に絶縁薄膜を蒸着して振動板を形成する段階と、
前記振動板上に金属薄膜を蒸着及びエッチングして下部電極を形成し、前記下部電極上に圧電薄膜を蒸着及びエッチングして圧電板を形成した後、前記圧電板上に金属薄膜を蒸着及びエッチングして、上部電極を形成する段階と、
前記基板の下部をエッチングして、前記振動板をリリースさせる段階と、
前記基板の下部を通じて前記圧電板より相対的にヤング率の低いポリマー薄膜を蒸着する段階と、
前記振動板の一部をエッチングして除去する段階と、を含むことを特徴とする圧電型マイクロスピーカーの製造方法。
前記除去される振動板の一部は、
前記圧電板の直下部に対応する領域を除いた残りの領域のうちから選択されることを特徴とする請求項７に記載の圧電型マイクロスピーカーの製造方法。
前記基板の下部を通じて蒸着されたポリマー薄膜を選択的にエッチングして除去する段階をさらに含むことを特徴とする請求項７に記載の圧電型マイクロスピーカーの製造方法。