KR100756532B1 - Multi-channel micro sound device having a plurality of cantilevers and fabrication method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 길이가 각각 다른 캔틸레버를 제작하여 저주파수에서 고주파수까지의 음향에 응답성을 갖도록 하는 복수의 캔틸레버를 구비하는 다채널 마이크로 음향 장치 및 그 제조 방법을 개시한다. 본 발명에 따른 다채널 마이크로 음향 장치는 하면의 일부에 함몰부가 형성된 실리콘 기판과, 실리콘 기판의 함몰부상에 형성된 막이 복수의 장홈에 의하여 구분되는 띠형상의 복수의 캔틸레버와, 복수의 캔틸레버 단부의 상면에 형성된 하부 전극과, 하부 전극과 절연막으로 전기적으로 차단되도록 형성된 상부 전극과, 상부 전극 및 하부 전극에 전기적으로 각각 연결되도록 형성된 복수의 압전소자로 구성된다. 이에 따라, 본 발명은 서로 다른 공진 주파수를 가져 서로 다른 주파수 대역에서 동작하는 복수의 미세 캔틸레버를 구비하는 마이크로 음향 장치를 제조할 수 있다.The present invention discloses a multichannel micro-acoustic device having a plurality of cantilevers for producing cantilevers having different lengths and having responsiveness to sounds from low frequency to high frequency, and a method of manufacturing the same. The multichannel micro-acoustic device according to the present invention has a silicon substrate having a depression formed in a portion of a lower surface thereof, a plurality of band-shaped cantilevers in which a film formed on the depression of the silicon substrate is divided by a plurality of long grooves, and an upper surface of the plurality of cantilever ends. And a lower electrode formed on the upper electrode, an upper electrode formed to be electrically blocked by the lower electrode and the insulating film, and a plurality of piezoelectric elements formed to be electrically connected to the upper electrode and the lower electrode, respectively. Accordingly, the present invention can manufacture a micro-acoustic device having a plurality of fine cantilever to operate in different frequency bands having different resonance frequencies.

주파수 대역, 음향, 캔틸레버, 다채널, 증착, 전극, 압전소자 Frequency band, acoustic, cantilever, multichannel, evaporation, electrode, piezoelectric element

Description

복수의 캔틸레버를 구비하는 다채널 마이크로 음향 장치 및 그 제조 방법{MULTI-CHANNEL MICRO SOUND DEVICE HAVING A PLURALITY OF CANTILEVERS AND FABRICATION METHOD THEREOF}MULTI-CHANNEL MICRO SOUND DEVICE HAVING A PLURALITY OF CANTILEVERS AND FABRICATION METHOD THEREOF}

도 1은 본 발명에 따른 마이크로 음향 장치 제조 방법의 흐름도이다. 1 is a flowchart of a method for manufacturing a micro-acoustic device according to the present invention.

도 2는 본 발명에 따라 마이크로 음향 장치 제조용으로 준비된 실리콘 기판을 도시한 단면도이다.2 is a cross-sectional view showing a silicon substrate prepared for manufacturing a micro-acoustic device according to the present invention.

도 3은 실리콘막 함몰부가 형성된 실리콘 기판의 단면도이다.3 is a cross-sectional view of a silicon substrate on which a silicon film depression is formed.

도 4는 이방성 습식에칭된 실리콘 기판의 단면도이다.4 is a cross-sectional view of an anisotropic wet etched silicon substrate.

도 5는 이방성 화학에칭된 실리콘 기판의 경사면홈을 통하여 노출된 실리콘 산화막을 가공하는 공정의 단면도이다.5 is a cross-sectional view of a process of processing a silicon oxide film exposed through an inclined groove of an anisotropic chemically etched silicon substrate.

도 6은 본 발명에 따라 하부전극을 제작하는 공정을 도시한 단면도이다.6 is a cross-sectional view illustrating a process of manufacturing a lower electrode according to the present invention.

도 7은 하부 전극의 상부에 절연막을 증착하는 공정을 나타내는 단면도이다.7 is a cross-sectional view illustrating a process of depositing an insulating film on an upper portion of a lower electrode.

도 8은 절연막의 상부에 압전 소자를 증착하는 공정을 나타내는 단면도이다.8 is a cross-sectional view illustrating a process of depositing a piezoelectric element on an insulating film.

도 9는 본 발명에 따라 상부 전극을 증착하는 공정을 도시한 단면도이다.9 is a cross-sectional view illustrating a process of depositing an upper electrode according to the present invention.

도 10은 복수의 캔틸레버를 제작하기 위하여 실리콘 질화막을 에칭하는 공정을 나타내는 단면도이다.10 is a cross-sectional view showing a step of etching a silicon nitride film to produce a plurality of cantilevers.

도 11은 복수의 캔틸레버를 구비하는 다채널 마이크로 음향 장치의 사시도이 다. 11 is a perspective view of a multichannel micro acoustic device having a plurality of cantilevers.

도 12는 복수의 캔틸레버를 구비하는 다채널 마이크로 음향 장치의 저면도이다.12 is a bottom view of a multichannel micro acoustic device with a plurality of cantilevers.

♣도면의 주요부분에 관한 부호의 설명 ♣♣ Explanation of symbols for main parts of drawing ♣

1: 실리콘 기판 2: 실리콘 열산화막1: silicon substrate 2: silicon thermal oxide film

4: 실리콘 질화막 5: 상면4: silicon nitride film 5: top surface

6: 하면 7: 실리콘막 식각부6: side 7: silicon film etching part

8: 경사면홈 9: 실리콘 산화막 식각부8: Inclined groove 9: Silicon oxide etch

10: 하면 함몰부 12: 하부 전극10: bottom depression 12: lower electrode

14: 실리콘 증착산화막 16: 압전 소자14: silicon deposition oxide film 16: piezoelectric element

18: 상부 전극 20: 장홈18: upper electrode 20: long groove

21: 제1 X축장홈 22: 제2 X축장홈21: First X-axis groove 22: Second X-axis groove

23: 제3 X축장홈 25: 제1 Y축장홈23: 3rd X-axis groove 25: 1st Y-axis groove

26: 제2 Y축장홈 32: 제1 칸틸레버26: 2nd Y-axis groove 32: 1st cantilever

34: 제2 칸틸레버 36: 제3 칸틸레버34: second cantilever 36: third cantilever

38: 제4 칸틸레버38: fourth cantilever

본 발명은 복수의 캔틸레버를 구비하는 다채널 마이크로 음향 장치 및 그 제 조 방법에 관한 것으로서, 특히 길이가 각각 다른 캔틸레버를 제작하여 저주파수에서 고주파수까지의 음향에 응답성을 갖도록 하는 복수의 캔틸레버를 구비하는 다채널 마이크로 음향 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a multi-channel micro-acoustic device having a plurality of cantilevers and a method of manufacturing the same. In particular, the present invention relates to a multi-channel micro-acoustic apparatus and a method of manufacturing the same. A multichannel micro acoustic device and a method of manufacturing the same.

종래의 마이크로 음향 장치의 예로서 일반적인 보청기를 들 수 있다. 종래의 보청기는 마이크로폰, 증폭기, 스피커로 구성된다. 마이크로폰은 소리를 받아 들여 전기적 신호로 바꾸어 주고, 증폭기는 들어오는 전기적 신호를 증폭시켜 주며, 스피커는 증폭된 전기적 신호를 다시 소리 신호로 변환시킨다. As an example of a conventional micro-acoustic device, a general hearing aid is mentioned. Conventional hearing aids consist of a microphone, amplifier, and speaker. The microphone receives the sound and converts it into an electrical signal, the amplifier amplifies the incoming electrical signal, and the speaker converts the amplified electrical signal back into a sound signal.

음향 장치 중의 한 예시로서 스피커에 입력되는 신호는 소리의 정보를 갖고 있는 전기신호이다. 이 전기신호에는 소리의 크기, 진동수 등의 소리에 관련된 모든 정보가 포함되어 있으며, 전자석에 입력된다. 전자석은 이 신호에 따라 N극·S극의 방향과 자석의 세기가 다르게 나타난다. 전자석의 뒤쪽에는 자석의 세기가 일정한 영구자석이 자리잡고 있다. 전자석에서 N극의 방향에 따라 두 자석은 서로 밀기도 하고 당기기도 한다. 그리고 전자석의 자석 세기에 따라 밀고 당기는 힘은 커지기도 하고 작아지기도 한다.As an example of an acoustic device, a signal input to a speaker is an electric signal having sound information. The electrical signal contains all information related to the sound, such as the loudness and the frequency, and is input to the electromagnet. Electromagnets have different strengths of magnets and directions of N-pole and S-pole depending on this signal. Behind the electromagnet is a permanent magnet with a constant magnet strength. Depending on the direction of the N pole in the electromagnet, the two magnets can push or pull together. And, depending on the magnet strength of the electromagnet, the pushing and pulling force may increase or decrease.

전자석의 한쪽 끝은 스피커의 중앙에 있는 둥그런 모양의 콘이라는 것에 붙어있다. 전자석의 움직임에 따라 이 콘도 함께 움직이게 되고, 결국 콘에 붙어있는 고깔도 움직이게 된다. 북에서와 같이 이러한 움직임은 진동이라고 말할 수 있으며, 주변의 공기를 진동시켜 소리를 발생시키게 된다. 따라서, 음향 신호는 음향 신호 생성 구조물의 진동을 통하여 생성된다.One end of the electromagnet is attached to a round cone in the center of the speaker. As the electromagnet moves, the cone moves with it, eventually moving the cone attached to the cone. As in the drum, this movement can be said to be a vibration, and the sound of the surrounding air is vibrated. Thus, the acoustic signal is generated through vibration of the acoustic signal generating structure.

이와 같이, 마이크로폰은 소리 신호를 전기적 신호로 변환하고, 스피커는 전 기적 신호를 소리 신호로 변환하기 때문에, 마이크로폰과 스피커는 소리 신호를 감지하거나 소리 신호를 발생시키는 장치가 필요하다. 종래의 마이크로폰이나 스피커는 소리 진동을 감지하거나 소리 진동을 발생시키기 위하여, 길이가 긴 하나의 캔틸레버형의 구조물을 개시하고 있다.As such, since the microphone converts the sound signal into an electrical signal, and the speaker converts the electric signal into the sound signal, the microphone and the speaker need a device for detecting the sound signal or generating the sound signal. Conventional microphones or speakers disclose a single cantilevered structure of long length in order to detect or generate sound vibrations.

종래의 마이크로 음향 장치는 길이가 긴 하나의 캔틸레버로서 음향 진동을 수신하거나 생성하는 구조를 갖기 때문에 다양한 주파수 영역의 음향 신호를 수신하거나 생성하기 어려운 문제점을 갖는다. 이를 극복하기 위하여, 캔틸레버가 아닌 다른 형태의 구조물로 마이크로 음향 장치를 제작하려는 시도가 있으나, 이러한 마이크로 음향 장치는 길이가 긴 막대형의 구조물에 비하여 음향에 대한 수신 또는 생성이 어려운 문제점을 갖는다. 이에 따라, 최근에는 광범위한 주파수 대역에 대하여 음향 신호를 수신 또는 생성할 수 있는 마이크로 음향 장치의 제작의 필요성이 커지고 있다.The conventional micro-acoustic device has a problem that it is difficult to receive or generate acoustic signals in various frequency domains because it has a structure for receiving or generating acoustic vibrations as a single long cantilever. In order to overcome this, there have been attempts to fabricate the micro-acoustic device with a structure other than the cantilever, but such a micro-acoustic device has a problem that reception or generation of sound is difficult as compared with a long rod-shaped structure. Accordingly, in recent years, the necessity of manufacturing a micro acoustic apparatus capable of receiving or generating acoustic signals over a wide frequency band is increasing.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 각기 서로 다른 공진 주파수를 가져 서로 다른 주파수 대역에서 동작하는 복수의 미세 캔틸레버를 구비하는 마이크로 음향 장치 및 그 제조 방법을 제공하는 것에 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a micro-acoustic device having a plurality of fine cantilever operating in different frequency bands having different resonance frequencies, and a method of manufacturing the same. Is to provide.

본 발명의 다른 목적은 각 채널별로 외부 전극과 연결되어 증폭이 가능하기 때문에 다채널 보청기로 사용될 수 있는 복수의 캔틸레버를 구비하는 마이크로 음향 장치 및 그 제조 방법을 제공하는 것에 있다.Another object of the present invention is to provide a micro-acoustic device having a plurality of cantilevers that can be used as a multi-channel hearing aid because it is connected to an external electrode for each channel and can be amplified, and a method of manufacturing the same.

본 발명의 또 다른 목적은 미세한 음향 신호에도 응답성을 가질 뿐만 아니라, 미세한 음향 신호를 생성할 수 있는 복수의 캔틸레버를 구비하는 마이크로 음향 장치 및 그 제조 방법을 제공하는 것에 있다.Still another object of the present invention is to provide a micro-acoustic device having a plurality of cantilevers capable of generating fine sound signals as well as having responsiveness to fine sound signals and a method of manufacturing the same.

본 발명의 상술한 목적, 장점들 및 신규한 특징들은 첨부한 도면들을 참조하여 설명되는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 분명해질 것이나, 첨부한 도면들은 본 발명을 명확하게 기술하고자 하는 것으로서 본 발명의 보호범위가 도면에 나타난 구성에 국한되지는 않는다.The above objects, advantages, and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description and preferred embodiments described with reference to the accompanying drawings, but the accompanying drawings are intended to clearly describe the present invention. The protection scope of the present invention is not limited to the configuration shown in the drawings.

이와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징으로서, 본 발명에 따른 복수의 캔틸레버를 구비하는 다채널 마이크로 음향 장치는 하면의 일부에 함몰부가 형성된 실리콘 기판과, 실리콘 기판의 함몰부상에 형성된 막이 복수의 장홈에 의하여 구분되는 띠형상의 복수의 캔틸레버와, 복수의 캔틸레버 단부의 상면에 형성된 하부 전극과, 하부 전극과 절연막으로 전기적으로 차단되도록 형성된 상부 전극과, 상부 전극 및 하부 전극에 전기적으로 각각 연결되도록 형성된 복수의 압전소자로 구성된다.As a feature of the present invention for achieving the object of the present invention, a multi-channel micro-acoustic device having a plurality of cantilever according to the present invention is formed on a silicon substrate having a depression on a portion of the lower surface, and formed on the depression of the silicon substrate A plurality of band-shaped cantilevers whose films are divided by a plurality of long grooves, a lower electrode formed on the upper surface of the plurality of cantilever ends, an upper electrode formed to be electrically blocked by the lower electrode and the insulating film, and electrically connected to the upper electrode and the lower electrode. It is composed of a plurality of piezoelectric elements each formed to be connected.

본 발명의 다른 특징으로서, 본 발명에 따른 복수의 캔틸레버를 구비하는 다채널 마이크로 음향 장치의 제조 방법은 실리콘 기판을 열산화하여 상면과 하면에 실리콘 산화막을 형성시키는 단계와, 실리콘 산화막상에 실리콘 질화막을 저압화학 기상증착하는 단계와, 실리콘 기판의 하면에 형성된 실리콘 산화막과 실리콘 질화막을 식각하여 실리콘막 함몰부를 형성시키는 단계와, 실리콘막 함몰부를 통하여 노출된 실리콘 기판의 부분을 이방성 습식에칭하는 단계와, 실리콘 기판의 상면에 형성된 실리콘 질화막에 하부 전극을 증착하는 단계와, 하부 전극의 상부에 절연막을 증착하는 단계와, 절연막의 상부에 압전 소자를 증착하는 단계와, 압전 소자의 상부에 상부 전극을 증착하는 단계와, 실리콘 기판의 상부에 형성된 실리콘 질화막과 절연막에 반응성 이온식각을 통하여 복수의 장홈을 형성시키는 단계로 구성된다.In another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a multichannel micro-acoustic device having a plurality of cantilevers according to the present invention, by thermally oxidizing a silicon substrate to form a silicon oxide film on the top and bottom surfaces thereof, and on the silicon oxide film. Low pressure chemical vapor deposition, etching the silicon oxide film and the silicon nitride film formed on the lower surface of the silicon substrate to form a silicon film depression, and anisotropic wet etching a portion of the silicon substrate exposed through the silicon film depression; Depositing a lower electrode on the silicon nitride film formed on the upper surface of the silicon substrate, depositing an insulating film on the upper electrode, depositing a piezoelectric element on the insulating film, and depositing the upper electrode on the piezoelectric element. Depositing the silicon nitride film and the insulating film on the silicon substrate; Eungseong through the ion etching comprises a step of forming a plurality of janghom.

이하에서는, 본 발명에 따른 복수의 캔틸레버를 구비하는 다채널 마이크로 음향 장치 및 그 제조 방법의 실시예에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings with respect to an embodiment of a multi-channel micro-acoustic device having a plurality of cantilever and a method for manufacturing the same according to the present invention will be described in detail.

도 1은 본 발명에 따른 마이크로 음향 장치 제조 방법의 흐름도이고, 도 2는 본 발명에 따라 마이크로 음향 장치 제조용으로 준비된 실리콘 기판을 도시한 단면도이다. 도 2에서 도시한 실리콘 기판(1)의 상면(5)과 하면(6)은 이하의 도면에서 도시하지 않더라도, 단면도 상에서 상부방향의 면은 실리콘 기판(1)의 상면(5)을 하부방향의 면은 실리콘 기판(1)의 하면(6)을 정의한다. 본 발명에 따라 마이크로 음향 장치를 제조하기 위하여, 먼저 실리콘 기판(1)을 열산화하여 상면(5)과 하면(6)에 실리콘 산화막(2)을 형성시킨다(S10). 1 is a flowchart of a method for manufacturing a microacoustic device according to the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view showing a silicon substrate prepared for manufacturing a microacoustic device according to the present invention. Although the upper surface 5 and the lower surface 6 of the silicon substrate 1 shown in FIG. 2 are not shown in the drawings below, the upper surface of the silicon substrate 1 is the lower surface of the silicon substrate 1 in the lower direction. The surface defines the lower surface 6 of the silicon substrate 1. In order to manufacture a micro-acoustic device according to the present invention, first, the silicon substrate 1 is thermally oxidized to form a silicon oxide film 2 on the upper surface 5 and the lower surface 6 (S10).

실리콘 기판(1)은 500㎛ 내외의 두께를 갖고 결정방향이 실리콘 결정방향의 정의에서 실리콘 기판에 수직인 방향인 <100>이며, 저항이 5∼10Ω㎝인 실리콘으로 구성된다. 실리콘 기판(1)의 표면 손상 정도에 따라서 기판(1) 표면의 산화율이 영향을 받을 수 있기 때문에, 바람직하게 실리콘 기판(1)은 산화이전에 RCA 세척이 된다. The silicon substrate 1 has a thickness of about 500 μm, the crystal direction is <100> in the direction perpendicular to the silicon substrate in the definition of the silicon crystal direction, and is composed of silicon having a resistance of 5 to 10? Cm. Since the oxidation rate of the surface of the substrate 1 may be affected by the degree of surface damage of the silicon substrate 1, the silicon substrate 1 is preferably RCA cleaned before oxidation.

RCA 세척 단계에서 실리콘 기판(1)은 60∼100℃ 정도로 열이 가해지는 NH4OH+H2O2+H2O, HCl+H2O2+H2O, 및 희석화된 HF 용액 등을 통과하면서 세척된다. 실리콘 기판(1)은 이러한 용액들에 세척되는 공정 사이사이에 순수한 물에 세척될 수 있다. 이는 실리콘 기판(1)이 NH4OH+H2O2+H2O, HCl+H2O2+H2O 용액들을 통과하면서 재오염(Recontamination)될 수 있기 때문이다. 이와 같은 RCA 세척 단계에서 실리콘 기판(1)상에 형성된 금속잔류물, 유기물 등이 제거된다. In the RCA washing step, the silicon substrate 1 is subjected to NH 4 OH + H 2 O 2 + H 2 O, HCl + H 2 O 2 + H 2 O, and diluted HF solution, which are heated to about 60 to 100 ° C. It is washed while passing. The silicon substrate 1 can be washed in pure water between processes which are washed in such solutions. This is because the silicon substrate 1 can be recontaminated while passing through NH 4 OH + H 2 O 2 + H 2 O, HCl + H 2 O 2 + H 2 O solutions. In this RCA cleaning step, metal residues and organic substances formed on the silicon substrate 1 are removed.

연속적으로, 실리콘 기판(1)은 900℃∼1250℃의 온도 범위내에서 산소를 포함하는 기체에 노출되어 실리콘 표면이 산화되도록 하는 건식 산화 또는 동일한 온도 범위내에서 수분에 노출시켜 실리콘 표면이 산화되도록 하는 습식 산화의 방식으로 산화된다. 실리콘 산화막(2)은 열산화 시간에 따라서 그 두께가 조절되며 본 발명에 따라 2000Å 내외의 두께를 갖도록 실리콘 기판(1)상에서 성장된다.Subsequently, the silicon substrate 1 is exposed to a gas containing oxygen within a temperature range of 900 ° C to 1250 ° C to dry the silicon surface or to oxidize the silicon surface by exposure to moisture within the same temperature range. It is oxidized in the manner of wet oxidation. The thickness of the silicon oxide film 2 is adjusted according to the thermal oxidation time and is grown on the silicon substrate 1 so as to have a thickness of about 2000 kPa in accordance with the present invention.

실리콘 기판(1)이 열산화되어 실리콘 산화막(2)이 형성된 후, 실리콘 산화막(2)상에는 내부응력이 낮은 실리콘 질화막(4)이 저압화학 기상증착(LPCVD; Low Pressure Chemical Vapor Deposition)된다(S20). 실리콘 질화막(4)을 증착시키기 위한 증착용기에는 SiH2Cl2 및 NH3가 보유되고, 내부가 수십 mTorr∼수십 Torr 사이의 압력으로 유지된다. 또한, 증착용기 내부의 온도는 800℃∼1000℃ 내외로 유지된다. After the silicon substrate 1 is thermally oxidized to form the silicon oxide film 2, the silicon nitride film 4 having low internal stress is subjected to low pressure chemical vapor deposition (LPCVD) on the silicon oxide film 2 (S20). ). SiH 2 Cl 2 and NH 3 are retained in the deposition vessel for depositing the silicon nitride film 4, and the inside is maintained at a pressure between several tens of mTorr and several tens of Torr. In addition, the temperature inside the deposition vessel is maintained at about 800 to 1000 ℃.

이러한 온도, 압력 조건에서 실리콘 질화막(4)의 증착율은 20∼100Å/min으 로 유지된다. 따라서, 실리콘 기판(1)에 실리콘 질화막(4)을 증착시키는 시간을 조절함에 의하여 실리콘 질화막(4)이 형성되는 두께를 조절할 수 있다. 본 발명에 따라, 실리콘 질화막(4)은 1.5㎛ 내외의 두께로 증착된다. 실리콘 질화막(4)은 본 발명에 따라 가공되어 멀티캔틸레버의 부분으로 제작되기 때문에, 실리콘 질화막(4)의 두께는 본 발명에 따라 제조하고자 하는 다채널 마이크로 음향 장치의 멀티캔틸레버의 두께에 비례한다. 따라서, 멀티캔틸레버가 음향응답성이 높은 두께를 갖도록 실리콘 질화막(4)의 두께를 조절할 필요가 있다.Under such temperature and pressure conditions, the deposition rate of the silicon nitride film 4 is maintained at 20 to 100 mW / min. Therefore, by controlling the time for depositing the silicon nitride film 4 on the silicon substrate 1, the thickness of the silicon nitride film 4 can be adjusted. According to the present invention, the silicon nitride film 4 is deposited to a thickness of about 1.5 mu m. Since the silicon nitride film 4 is processed according to the present invention and manufactured as part of the multi-cantilever, the thickness of the silicon nitride film 4 is proportional to the thickness of the multi-cantilever of the multichannel micro-acoustic device to be manufactured according to the present invention. Therefore, it is necessary to adjust the thickness of the silicon nitride film 4 so that the multi-cantilever has a high acoustic responsiveness.

저압화학 기상증착의 방식으로 증착된 실리콘 질화막(4)은 매우 낮은 증착율로 표면에 차례로 증착되기 때문에 높은 증착율에 의하여 증착된 경우와 대비하여 상대적으로 낮은 내부 응력값을 갖는다. 구체적으로, 실리콘 질화막(4)의 압축응력과 인장응력은 50MPa∼300MPa의 범위내에서 형성된다. 이는 실리콘 질화막(4)의 증착율이 수천 Å/min일 경우 압축응력과 인장응력이 1000MPa 이상의 값을 갖는 경우에 비하여 상대적으로 낮은 내부응력값을 갖는다. Since the silicon nitride film 4 deposited by the low pressure chemical vapor deposition method is sequentially deposited on the surface at a very low deposition rate, it has a relatively low internal stress value as compared with the case where it is deposited by a high deposition rate. Specifically, the compressive stress and tensile stress of the silicon nitride film 4 are formed within the range of 50 MPa to 300 MPa. It has a relatively low internal stress value when the deposition rate of the silicon nitride film 4 is several thousand mW / min, compared to the case where the compressive stress and the tensile stress have a value of 1000 MPa or more.

도 3은 실리콘막 함몰부가 형성된 실리콘 기판의 단면도이다. 도 3을 참조하면, 실리콘 기판(1)의 하면(6)에 형성된 실리콘 산화막(2)과 실리콘 질화막(4)을 식각하여 실리콘막 함몰부(7)를 형성시킨다(S30). 실리콘막 함몰부(7)는 그에 대응되는 패턴이 형성된 마스크를 실리콘 기판(1)의 하면(6)에 정렬하여 자외선을 노광한 후, 노광된 실리콘 산화막(2)과 실리콘 질화막(4)을 현상 및 건식식각함에 의하여 형성된다. 3 is a cross-sectional view of a silicon substrate on which a silicon film depression is formed. Referring to FIG. 3, the silicon oxide film 2 and the silicon nitride film 4 formed on the lower surface 6 of the silicon substrate 1 are etched to form a silicon film recessed part 7 (S30). The silicon film recessed part 7 aligns a mask having a pattern corresponding to the lower surface 6 of the silicon substrate 1 to expose ultraviolet light, and then develops the exposed silicon oxide film 2 and the silicon nitride film 4. And dry etching.

다음으로, 실리콘 기판(1)은 에천트가 보유된 습식에칭 용기에 함침되어 이 방성 습식에칭된다(S40). 도 4는 이방성 습식에칭된 실리콘 기판의 단면도이다. 실리콘 기판(1)을 습식에칭하기 위한 에천트는 20% 내외의 질량비의 TMAH(TetraMethyl Ammonium Hydroxide)가 함유된 애칭액으로 구성된다. 이 경우, 실리콘 기판(1)의 실리콘 재질은 실리콘의 방향성이 <100>방향인 기판이 사용되고, TMAH 에칭액이 애천트로서 사용됨에 의하여 수평면에 대하여 54.74°의 일정한 각도를 갖도록 화학에칭된다. 이방성 습식에칭된 실리콘 기판(1)은 실리콘막 함몰부(7)를 통하여 노출된 부분이 식각되어 사다리꼴 기둥형의 경사면홈(8)으로 가공된다. Next, the silicon substrate 1 is impregnated in the wet etching container in which the etchant is held, and is then subjected to this wet type wet etching (S40). 4 is a cross-sectional view of an anisotropic wet etched silicon substrate. The etchant for wet etching the silicon substrate 1 is composed of a etch solution containing TetraMethyl Ammonium Hydroxide (TMAH) in a mass ratio of about 20%. In this case, the silicon material of the silicon substrate 1 is chemically etched to have a constant angle of 54.74 ° with respect to the horizontal plane by using a substrate in which the directionality of silicon is <100> and a TMAH etching solution is used as an etchant. The anisotropic wet-etched silicon substrate 1 is processed into a trapezoidal columnar inclined groove 8 by etching portions exposed through the silicon film recessed portion 7.

도 5는 이방성 화학에칭된 실리콘 기판의 경사면홈을 통하여 노출된 실리콘 산화막을 가공하는 공정의 단면도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 실리콘 기판(1)의 경사면홈(8)을 통하여 노출된 실리콘 산화막의 부분이 식각된다(S50). 그에 따라, 실리콘 기판(1)의 상면에 형성된 실리콘 산화막(2)에는 실리콘 산화막 식각부(9)가 형성된다.5 is a cross-sectional view of a process of processing a silicon oxide film exposed through an inclined groove of an anisotropic chemically etched silicon substrate. As shown in FIG. 5, a portion of the silicon oxide film exposed through the inclined groove 8 of the silicon substrate 1 is etched (S50). Accordingly, the silicon oxide film etching portion 9 is formed in the silicon oxide film 2 formed on the upper surface of the silicon substrate 1.

실리콘 산화막 식각부(9)의 가공을 위하여, 도 4에 도시된 공정을 통하여 이방성 습식에칭된 실리콘 기판은 세척이 된 후, BHF(Buffered HydroFluoric acid) 용액에 보유된다. BHF 용액은 실리콘 산화막과의 반응을 일으켜 실리콘 산화막을 선택적으로 식각하여 실리콘 산화막 식각부(9)를 형성시킨다. 그에 따라, 실리콘 기판(1)은 상면에 실리콘 질화막(4)이 형성되어 있고, 하면의 일부로부터 실리콘막 식각부(7), 경사면홈(8), 실리콘 산화막 식각부(9)로 가공된 하면 함몰부(10)가 형성된다.For the processing of the silicon oxide etched portion 9, the anisotropic wet etched silicon substrate through the process shown in FIG. 4 is washed and then retained in a BHF (Buffered HydroFluoric acid) solution. The BHF solution reacts with the silicon oxide film to selectively etch the silicon oxide film to form the silicon oxide film etching portion 9. As a result, the silicon substrate 1 has a silicon nitride film 4 formed on its upper surface, and is processed from a portion of the lower surface of the silicon substrate 1 by the silicon film etching portion 7, the inclined surface groove 8, and the silicon oxide film etching portion 9. The depression 10 is formed.

도 6은 본 발명에 따라 하부전극을 제작하는 공정을 도시한 단면도이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 실리콘 기판(1)의 상면(5)에 형성된 실리콘 질화막(4)에는 하부 전극(12)이 증착된다(S60). 하부 전극(12)은 실리콘 기판(1)의 경사면홈(8)이 형성된 실리콘 질화막(5)의 상면에 일부가 증착되는 제1 하부 전극(12a)과 제1 하부 전극(12a)과 소정의 간격으로 이격되어 증착되는 제2 하부 전극(12b)으로 제작된다. 도 6의 단면도에는 제1 하부 전극(12a)과 제2 하부 전극(12b)이 양측으로 하나씩만 증착되도록 도시되었으나, 본 발명에 따라 도 6의 지면방향을 향하여 복수의 제1 하부 전극(12a)과 제2 하부 전극(12b)이 증착된다.6 is a cross-sectional view illustrating a process of manufacturing a lower electrode according to the present invention. As shown in FIG. 6, a lower electrode 12 is deposited on the silicon nitride film 4 formed on the upper surface 5 of the silicon substrate 1 (S60). The lower electrode 12 has a predetermined distance from the first lower electrode 12a and the first lower electrode 12a on which a portion of the lower electrode 12 is deposited on the upper surface of the silicon nitride film 5 on which the inclined grooves 8 of the silicon substrate 1 are formed. The second lower electrode 12b is deposited to be spaced apart. In the cross-sectional view of FIG. 6, only one first lower electrode 12a and one second lower electrode 12b are deposited on both sides, but according to the present invention, the plurality of first lower electrodes 12a are directed toward the surface of FIG. 6. And the second lower electrode 12b are deposited.

하부 전극(12)은 전기전도성이 다른 물질에 비하여 상대적으로 높은 알루미늄 등의 재료가 증착되어 제조된다. 도면에는 도시되지 않았지만, 제1 하부 전극(12a)과 제2 하부 전극(12b)은 전기적으로 연결되도록 패턴되어 증착된다.The lower electrode 12 is manufactured by depositing a material such as aluminum having a relatively higher electrical conductivity than other materials. Although not shown in the drawing, the first lower electrode 12a and the second lower electrode 12b are patterned and deposited to be electrically connected.

도 7은 하부 전극의 상부에 절연막을 증착하는 공정을 나타내는 단면도이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 하부 전극(12)의 상부에 절연막(14)이 증착된다(S70). 본 발명의 제1 실시예로서, 절연막(14)은 실리콘 산화막으로 구성된다. 실리콘 산화막은 제1 하부 전극(12a)의 경우 완전히 커버하도록 증착되나, 제2 하부 전극(12b)의 경우 그 일부만 커버하도록 증착된다. 이는 실리콘 산화막이 제1 하부 전극(12a)을 보호하면서, 외부의 전원과 하부 전극(12)이 전기적으로 연결될 수 있도록 제2 하부 전극(12b)을 외부로 노출하여야 하기 때문이다. 7 is a cross-sectional view illustrating a process of depositing an insulating film on an upper portion of a lower electrode. As shown in FIG. 7, an insulating film 14 is deposited on the lower electrode 12 (S70). As a first embodiment of the present invention, the insulating film 14 is composed of a silicon oxide film. The silicon oxide film is deposited to completely cover the first lower electrode 12a, but is deposited to cover only a part of the second lower electrode 12b. This is because while the silicon oxide film protects the first lower electrode 12a, the second lower electrode 12b must be exposed to the outside so that the external power source and the lower electrode 12 can be electrically connected.

절연막(14)으로서 실리콘 산화막은 300∼500℃ 내외의 용기에서 2.45GHz내외의 주파수를 갖는 마이크로파에 의한 가공인 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 공정을 통하여 증착된다. PECVD 공정은 실리콘 산화막이 증착될 수 있도록 활성화 에너지를 마이크로파에 의하여 공급하는 공정으로서, 일반 화학기상증착에 비하여 실리콘 산화막의 증착을 원할하게 수행되도록 한다. 실리콘 산화막은 PECVD 공정에 의하여 2000Å 내외의 두께를 갖도록 증착된다.As the insulating film 14, a silicon oxide film is deposited through a PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) process, which is a process by microwaves having a frequency of about 2.45 GHz in a container at about 300 to 500 ° C. The PECVD process is a process of supplying activation energy by microwaves so that the silicon oxide film can be deposited, so that the deposition of the silicon oxide film can be performed more smoothly than the general chemical vapor deposition. The silicon oxide film is deposited to have a thickness of about 2000 kPa by a PECVD process.

도 8은 절연막의 상부에 압전 소자를 증착하는 공정을 나타내는 단면도이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 제1 하부 전극(12a)의 상부에 형성된 절연막(14)에 압전 소자(16)가 증착된다(S80). 압전 소자(16)는 제1 하부 전극(12a)의 상부에 형성된 절연막(14)상에 선택적으로 스퍼터링에 의하여 증착된다. 8 is a cross-sectional view illustrating a process of depositing a piezoelectric element on an insulating film. As shown in FIG. 8, the piezoelectric element 16 is deposited on the insulating layer 14 formed on the first lower electrode 12a (S80). The piezoelectric element 16 is deposited by sputtering selectively on the insulating film 14 formed on the first lower electrode 12a.

이를 위하여, Ar 재료를 함유하고 고자기장이 걸린 용기내에 실리콘 기판(1)을 보유하여 고에너지의 Ar 이온이 타겟인 압전 소자(16)의 재료를 때려서 타겟의 표면에서 물질이 떨여져 나오도록 한다. 본 발명에 따라, 압전 소자(16)로서 증착되는 물질은 산화아연(ZnO)이다. 산화아연은 Ar 이온에 의하여 입자로서 분해되어 실리콘 산화막(14)상에 증착된다. 스퍼터링의 시간을 조절함에 의하여 압전 소자(16)인 산화아연막의 두께가 조절되는데, 본 발명에 따라 산화아연막은 5000Å 내외의 두께를 갖도록 증착된다.To this end, the silicon substrate 1 is held in a container containing an Ar material and subjected to a high magnetic field so as to strike the material of the piezoelectric element 16 that is a target of high energy Ar ions so that the material comes out of the surface of the target. . According to the present invention, the material deposited as the piezoelectric element 16 is zinc oxide (ZnO). Zinc oxide is decomposed as particles by Ar ions and deposited on the silicon oxide film 14. By controlling the time of sputtering, the thickness of the zinc oxide film, which is the piezoelectric element 16, is controlled. According to the present invention, the zinc oxide film is deposited to have a thickness of about 5000 kPa.

도 9는 본 발명에 따라 상부 전극을 증착하는 공정을 도시한 단면도이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 산화아연막으로 구성된 압전 소자(16)의 상부에는 상부 전극(18)이 증착된다(S90). 상부 전극(18)은 하부 전극(12)과 마찬가지로 전기전도성이 다른 재료에 비하여 상대적으로 높은 알루미늄 등의 금속재료로 구성된다. 9 is a cross-sectional view illustrating a process of depositing an upper electrode according to the present invention. As shown in FIG. 9, the upper electrode 18 is deposited on the piezoelectric element 16 including the zinc oxide film (S90). The upper electrode 18, like the lower electrode 12, is made of a metal material such as aluminum, which is relatively higher in electrical conductivity than other materials.

도 10은 복수의 캔틸레버를 제작하기 위하여 실리콘 질화막을 에칭하는 공정 을 나타내는 단면도이다. 도 10에 도시된 바와 같이, 경사면홈(8)의 상부에 형성된 실리콘 질화막(4)과 실리콘 산화막(14)은 반응성 이온식각(RIE; Reactive Ion Etching) 공정에 의하여 장홈(20)이 가공된다(S100). 실리콘 질화막(4)과 절연막(14)은 반응성 가스를 이용한 이온의 가속에 의한 RIE 공정에 의하여 가로와 세로 방향으로 장홈의 형상을 갖도록 가공된다.10 is a cross-sectional view showing a step of etching a silicon nitride film to produce a plurality of cantilevers. As shown in FIG. 10, the long groove 20 is processed by a reactive ion etching (RIE) process of the silicon nitride film 4 and the silicon oxide film 14 formed on the inclined grooves 8 ( S100). The silicon nitride film 4 and the insulating film 14 are processed to have long grooves in the horizontal and vertical directions by a RIE process by acceleration of ions using a reactive gas.

도 11은 복수의 캔틸레버를 구비하는 다채널 마이크로 음향 장치의 사시도이고, 도 12는 복수의 캔틸레버를 구비하는 다채널 마이크로 음향 장치의 저면도이다. 도 11 및 도 12를 참조하면, 하부 전극(12)이 실리콘 질화막(4)의 상면의 X축 양단부 근처에 증착된다. 도 11에서 나타난 하부 전극(12)은 제2 하부 전극(12b)으로서 제1 하부 전극(12a; 도 11에 미도시)과 전기적으로 연결되어 있다. 하부 전극(12)은 도 11의 Y축 방향으로 배열형으로 배치된다. 도 11에서는 2쌍의 하부 전극(12)이 Y축 방향으로 배치되는 마이크로 음향 장치를 도시하였으나, 2쌍 이상의 복수의 배열로 배치될 수 있다.FIG. 11 is a perspective view of a multichannel microacoustic apparatus having a plurality of cantilevers, and FIG. 12 is a bottom view of the multichannel microacoustic apparatus having a plurality of cantilevers. 11 and 12, a lower electrode 12 is deposited near both ends of the X axis of the upper surface of the silicon nitride film 4. The lower electrode 12 shown in FIG. 11 is a second lower electrode 12b and is electrically connected to the first lower electrode 12a (not shown in FIG. 11). The lower electrodes 12 are arranged in an array in the Y-axis direction of FIG. 11. In FIG. 11, the micro-acoustic apparatus in which two pairs of lower electrodes 12 are disposed in the Y-axis direction is illustrated, but may be arranged in a plurality of pairs or more.

하부 전극(12)중 제1 하부 전극(12a)상에는 실리콘 산화막으로 제조된 절연막(14)이 형성된다. 절연막(14)은 X축 방향으로 긴 띠형상으로 형성된다. 절연막(14)의 X축방향 양단부의 상면에는 산화아연막으로 구성된 압전 소자(16)가 형성되어 있다. 압전 소자(16)의 상면에는 상부 전극(18)이 형성된다.An insulating film 14 made of a silicon oxide film is formed on the first lower electrode 12a of the lower electrode 12. The insulating film 14 is formed in a band shape long in the X-axis direction. On the upper surface of both ends of the X-axis direction of the insulating film 14, the piezoelectric element 16 which consists of a zinc oxide film is formed. The upper electrode 18 is formed on the upper surface of the piezoelectric element 16.

상부 전극(18)은 압전 소자(16)의 상면에 압전 소자(16)의 형상에 대응되도록 배치되는 제1 상부 전극(18a) 및 제1 상부 전극(18a)과 전기적으로 연결되고 압전 소자(16)와는 이격되어 증착되는 제2 상부 전극(18b)으로 구성된다. 제2 상부 전극(18b)은 캔틸레버의 유동으로부터 생성되는 전류를 외부로 전달할 수 있도록 외부 전극과 연결된다.The upper electrode 18 is electrically connected to the first upper electrode 18a and the first upper electrode 18a disposed on the upper surface of the piezoelectric element 16 so as to correspond to the shape of the piezoelectric element 16, and the piezoelectric element 16. ) Is configured to be spaced apart from the second upper electrode 18b. The second upper electrode 18b is connected to the external electrode so as to transfer the current generated from the flow of the cantilever to the outside.

실리콘 질화막(4)과 그 위에 형성된 절연막(14)에는 복수의 X축장홈들(21, 22, 23)과 복수의 Y축장홈들(25, 26)이 형성된다. 복수의 X축장홈들(21, 22, 23)은 제1 X축장홈(21)과 제2 X축장홈(22) 사이의 간격이 제2 X축장홈(22)과 제3 X축장홈(23) 사이의 간격과 동일하게 형성되는 것이 바람직하다. A plurality of X-axis grooves 21, 22, 23 and a plurality of Y-axis grooves 25, 26 are formed in the silicon nitride film 4 and the insulating film 14 formed thereon. The plurality of X-axis long grooves 21, 22, and 23 have a distance between the first X-axis long groove 21 and the second X-axis long groove 22, and the second X-axis long groove 22 and the third X-axis long groove ( It is preferable that it is formed equally to the space | interval between 23).

복수의 Y축장홈들(25, 26)은 X축에 대한 위치가 다르게, 즉 서로 엇갈리게 형성된다. 그에 따라, 복수의 캔틸레버들(32, 34, 36, 38)은 각각 길이가 서로 다르게 형성된다. 복수의 캔틸레버들(32, 34, 36, 38)은 길이가 서로 다르게 형성되어 서로 다른 주파수의 음향에 진동을 발생하도록 설계된다. 복수의 캔틸레버들(32, 34, 36, 38)중에서 가장 길이가 짧은 캔틸레버(36)는 상대적으로 고주파수의 음향에 진동을 일으키는 반면, 가장 길이가 긴 캔틸레버(38)는 상대적으로 저주파수의 음향에 진동을 일으킨다. The plurality of Y-axis grooves 25 and 26 are formed in different positions with respect to the X axis, that is, staggered from each other. Accordingly, the plurality of cantilevers 32, 34, 36, 38 are each formed in different lengths. The plurality of cantilevers 32, 34, 36, 38 are designed to have different lengths and generate vibrations in sounds of different frequencies. Among the plurality of cantilevers 32, 34, 36, 38, the shortest cantilever 36 vibrates at a relatively high frequency sound, while the longest cantilever 38 vibrates at a relatively low frequency sound. Causes

이러한 구성의 음향장치에 외부로부터의 음향진동이 가해져 올 경우 복수의 캔틸레버(32, 34, 36, 38)중 음향의 주파수 대역이 일치하는 캔틸레버가 진동하게 된다. 캔틸레버의 진동은 압전 소자(16)의 변형을 야기하여 압력이 가해진 압전 소자(16)로부터 전기가 발생하여 상부 전극(18)을 통하여 외부 전극에 전류로서 전달된다. 이러한 전기적 신호를 증폭하면 본 발명에 따른 마이크로 음향 장치는 마이크로폰 또는 마이크로 스피커 등의 다양한 미세 음향 증폭장치에 사용될 수 있다.When acoustic vibration from the outside is applied to the acoustic device of such a configuration, the cantilever of the plurality of cantilevers 32, 34, 36, and 38 with the same frequency band of the sound vibrates. Vibration of the cantilever causes deformation of the piezoelectric element 16 so that electricity is generated from the pressured piezoelectric element 16 and is transmitted as a current through the upper electrode 18 to the external electrode. When amplified such an electrical signal, the micro-acoustic device according to the present invention can be used in a variety of fine sound amplifiers, such as a microphone or a micro speaker.

도 11은 캔틸레버들(32, 34, 36, 38)이 4개인 마이크로 음향장치를 도시하였 으나, X축장홈들과 Y축장홈들의 배치를 더 늘려 6개, 8개 등의 4개이상의 캔틸레버가 형성되도록 할 수 있다. Fig. 11 shows a micro acoustic device having four cantilevers 32, 34, 36, and 38, but four or more cantilevers such as six, eight, etc. are further expanded by increasing the arrangement of the X and Y axis grooves. Can be formed.

또한, 본 발명의 실시예에 따라 일반적인 연마(Polished) 실리콘 기판에 실리콘 산화막과 실리콘 질화막을 증착하는 구성 대신에 2장이상의 실리콘 기판을 절연시킨 실리콘 기판인 SOI 웨이퍼에 실리콘 산화막만을 증착시키는 구성을 갖도록 할 수 있다. 이는 본 발명의 실시예에 따라 저응력의 실리콘 질화막을 증착함에 의하여 내부응력이 낮은 캔틸레버를 제작하는 효과를 표면이 일반 실리콘 기판에 비하여 상대적으로 균일한 면을 갖는 SOI 웨이퍼에 실리콘 산화막을 증착시키는 것에 의하여 달성할 수 있기 때문이다. 그에 따라, SOI 웨이퍼를 사용하는 경우에는 복수의 캔틸래버가 실리콘 질화막 대신에, SOI 웨이퍼의 상부웨이퍼와 그 상부웨이퍼상에 증착된 실리콘 산화막으로 구성된다.In addition, instead of depositing a silicon oxide film and a silicon nitride film on a general polished silicon substrate according to an embodiment of the present invention, a silicon oxide film is deposited on an SOI wafer, which is a silicon substrate insulated with two or more silicon substrates. can do. The effect of fabricating a low stress silicon nitride film by depositing a low stress silicon nitride film according to an embodiment of the present invention is to deposit a silicon oxide film on an SOI wafer whose surface has a relatively uniform surface compared to a general silicon substrate. This can be achieved by. Therefore, when using an SOI wafer, a plurality of cantilevers are composed of the upper wafer of the SOI wafer and the silicon oxide film deposited on the upper wafer instead of the silicon nitride film.

이상에서 설명된 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한 것에 불과하고, 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상과 특허청구범위내에서 이 분야의 당업자에 의하여 다양한 변경, 변형 또는 치환이 가능할 것이며, 그와 같은 실시예들은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다.The embodiments described above are merely to describe preferred embodiments of the present invention, the scope of the present invention is not limited to the described embodiments, those skilled in the art within the spirit and claims of the present invention It will be understood that various changes, modifications, or substitutions may be made thereto, and such embodiments are to be understood as being within the scope of the present invention.

본 발명은 각기 서로 다른 공진 주파수를 가져 서로 다른 주파수 대역에서 동작하는 복수의 미세 캔틸레버를 제작할 수 있다. 그리고, 본 발명은 각 채널별로 외부 전극과 연결되어 증폭이 가능하기 때문에 다채널 보청기로 사용될 수 있다. 뿐만 아니라, 다채널 캔틸레버가 각각 압전소자와 연결되어 음향진동을 전기적 신호로 또는 전기적 신호를 음향진동으로 변환이 가능하기 때문에, 마이크로폰, 마이크로 스피커 등으로 다양하게 활용될 수 있는 현저한 효과를 갖는다. The present invention can manufacture a plurality of fine cantilever to operate in different frequency bands having different resonant frequencies. In addition, the present invention can be used as a multi-channel hearing aid because each channel is connected to an external electrode and amplified. In addition, since the multi-channel cantilever is connected to the piezoelectric element, respectively, and converts the acoustic vibration into the electrical signal or the electrical signal into the acoustic vibration, it has a remarkable effect that can be variously used as a microphone, a micro speaker, and the like.

Claims (12)

하면의 일부에 함몰부가 형성된 실리콘 기판과;A silicon substrate having a depression formed in a portion of the lower surface thereof; 상기 실리콘 기판의 함몰부상에 형성된 막이 복수의 장홈에 의하여 구분되는 띠형상의 복수의 캔틸레버와;A plurality of band-shaped cantilevers in which a film formed on the depression of the silicon substrate is divided by a plurality of long grooves; 상기 복수의 캔틸레버 단부의 상면에 형성된 하부 전극과;Lower electrodes formed on upper surfaces of the plurality of cantilever ends; 상기 하부 전극과 절연막으로 전기적으로 차단되도록 형성된 상부 전극과;An upper electrode formed to be electrically blocked by the lower electrode and the insulating film; 상기 상부 전극 및 상기 하부 전극에 전기적으로 각각 연결되도록 형성된 복수의 압전소자로 구성되며Consists of a plurality of piezoelectric elements formed to be electrically connected to the upper electrode and the lower electrode, respectively 상기 복수의 캔틸레버는 실리콘 기판평면의 X축과 Y축에 대하여 형성된 복수개의 장홈으로 구분되며 상기 띠형상의 복수의 캔틸레버는 상기 실리콘 기판평면의 Y축에 대하여 형성된 복수개의 장홈이 서로 엇갈리게 배치되어 길이가 각기 다르게 형성되는 다채널 마이크로 음향 장치.The plurality of cantilevers are divided into a plurality of long grooves formed about the X-axis and the Y-axis of the silicon substrate plane, and the plurality of band-shaped cantilevers are formed by staggering a plurality of the long grooves formed with respect to the Y-axis of the silicon substrate plane. Multi-channel micro sound device with different shapes. 제 1항에 있어서, 상기 하면의 일부에 함몰부가 형성된 실리콘 기판은The silicon substrate of claim 1, wherein a recess is formed in a portion of the lower surface. 상기 함몰부가 일정한 경사각을 갖는 사다리꼴 기둥형으로 형성된 다채널 마이크로 음향 장치.The recess is a multi-channel micro sound device formed in a trapezoidal columnar shape having a constant inclination angle. 삭제delete 삭제delete 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 하부 전극과 절연막으로 전기적으로 차단되도록 형성된 상부 전극은The upper electrode of claim 1 or 2, wherein the upper electrode is formed to be electrically blocked by the lower electrode and the insulating layer. 상기 하부 전극에 증착된 실리콘 산화막으로 구성된 절연막 상에 형성되어 상기 하부 전극과 전기적으로 차단되는 다채널 마이크로 음향 장치.The multi-channel micro-acoustic device is formed on an insulating film consisting of a silicon oxide film deposited on the lower electrode is electrically isolated from the lower electrode. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 복수의 압전소자는The piezoelectric element of claim 1 or 2, wherein the plurality of piezoelectric elements 산화아연막으로 구성되는 다채널 마이크로 음향 장치.Multi-channel micro sound device composed of zinc oxide film. 실리콘 기판을 열산화하여 상면과 하면에 실리콘 산화막을 형성시키는 단계와;Thermally oxidizing the silicon substrate to form a silicon oxide film on the top and bottom surfaces; 상기 실리콘 산화막상에 실리콘 질화막을 저압화학 기상증착하는 단계와;Low pressure chemical vapor deposition of a silicon nitride film on the silicon oxide film; 상기 실리콘 기판의 하면에 형성된 상기 실리콘 산화막과 실리콘 질화막을 식각하여 실리콘막 함몰부를 형성시키는 단계와;Etching the silicon oxide film and the silicon nitride film formed on the bottom surface of the silicon substrate to form a silicon film depression; 상기 실리콘막 함몰부를 통하여 노출된 상기 실리콘 기판의 부분을 이방성 습식에칭하는 단계와;Anisotropic wet etching the portion of the silicon substrate exposed through the silicon film depression; 상기 실리콘 기판의 상면에 형성된 실리콘 질화막에 하부 전극을 증착하는 단계와;Depositing a lower electrode on a silicon nitride film formed on an upper surface of the silicon substrate; 상기 하부 전극의 상부에 절연막을 증착하는 단계와;Depositing an insulating film on the lower electrode; 상기 절연막의 상부에 압전 소자를 증착하는 단계와;Depositing a piezoelectric element on the insulating film; 상기 압전 소자의 상부에 상부 전극을 증착하는 단계와;Depositing an upper electrode on the piezoelectric element; 상기 실리콘 기판의 상부에 형성된 상기 실리콘 질화막과 상기 절연막에 반응성 이온식각을 통하여 복수의 장홈을 형성시키는 단계로 구성되며,Forming a plurality of long grooves in the silicon nitride film and the insulating film formed on the silicon substrate through reactive ion etching; 상기 장홈은 X축 방향과 Y축 방향으로 복수 개가 형성되며, Y축 방향으로 서로 엇갈리게 배치되어 길이가 각기 다르게 형성되는 다채널 마이크로 음향 장치의 제조 방법.The plurality of long grooves are formed in the X-axis direction and the Y-axis direction, are arranged alternately in the Y-axis direction, the length of the multi-channel micro-acoustic device is formed differently. 제 7항에 있어서, 상기 실리콘 산화막상에 실리콘 질화막을 저압화학 기상증착하는 단계는The method of claim 7, wherein the low pressure chemical vapor deposition of the silicon nitride film on the silicon oxide film 상기 실리콘 질화막을 저압화학 기상증착하는 시간을 조절하는 단계를 더 포함하는 다채널 마이크로 음향 장치의 제조 방법.And controlling the time for low pressure chemical vapor deposition of the silicon nitride film. 제 7항 또는 제 8항에 있어서, 상기 실리콘막 함몰부를 통하여 노출된 상기 실리콘 기판의 부분을 이방성 습식에칭하는 단계는The method of claim 7 or 8, wherein the step of anisotropic wet etching the portion of the silicon substrate exposed through the silicon film depression 상기 실리콘 기판을 사다리꼴 기둥형의 구멍을 갖도록 가공하는 다채널 마이크로 음향 장치의 제조 방법.And fabricating the silicon substrate to have a trapezoidal column-shaped hole. 제 7항 또는 제 8항에 있어서, 상기 절연막의 상부에 압전 소자를 증착하는 단계는The method of claim 7 or 8, wherein the depositing the piezoelectric element on the insulating film 산화아연으로 구성된 물질을 고에너지의 아르곤 이온이 충돌하여 상기 절연막의 상부에 증착하는 다채널 마이크로 음향 장치의 제조 방법. A method of manufacturing a multichannel micro-acoustic device in which a material composed of zinc oxide collides with high energy argon ions and is deposited on top of the insulating film. 삭제delete 제 10항에 있어서, 상기 실리콘 기판의 상부에 형성된 상기 실리콘 질화막과 상기 절연막에 반응성 이온식각을 통하여 복수의 장홈을 형성시키는 단계는The method of claim 10, wherein forming a plurality of long grooves in the silicon nitride film and the insulating film formed on the silicon substrate through reactive ion etching is performed. X축 방향으로 형성된 복수의 장홈이 배열형태로 일정한 간격을 갖고 배치되도록 반응성 이온 식각하는 다채널 마이크로 음향 장치의 제조 방법.A method of manufacturing a multi-channel micro-acoustic device for etching reactive ions such that a plurality of long grooves formed in the X-axis direction are arranged at regular intervals in an array form.
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