以下、本発明を実施するための形態につい� ��、図面を参照しつつ詳細に説明する。図1は 本発明の実施の形態におけるイオナイザ設置 設備の概略図である。図2はエレクトレット� �工程におけるイオナイザ設置設備を示す図� �図3はMEMSマイクロホンチップを示す図、図4� �その実装状態を示す図である。
 本実施の形態では、図1に示すように、エレ クトレット化された誘電体膜32の着電量の安� ��化と不要電荷の除去を目的とする除電工程� ��おいて、エレクトレット化された誘電体膜3 2を備えたMEMSマイクロホンチップ43を固定し� �いる基台としての実装基板42(絶縁物)に接触� ��ている設備筐体等の導電物4をアース5への� �続を行わないで非接地状態とした構造体を� �いたことを特徴とするものである。非接地� �態にすることにより、導電物4からイオナイ� ��1へ電流が流れずループ回路が形成されない ことから電界が生じず、電界による誘電体膜 32へのイオンの引き込みを抑制することがで� ��、着電量変化を抑制しマイクロホンの感度� ��化を低減することができる。本発明の徐電� ��置は、針状電極11と、これに給電するため� �高電圧電源12とを具備した、イオナイザ1で� �成されるが、筐体などの導電物4を、回路内� ��接続するかどうかが、重要な構成要件とな� ��。

 なお、本実施の形態では、図2に示すよう に、MEMSマイクロホンを載置する導電物4を接� ��するとともに、イオナイザ1と誘電体膜32と� ��距離を14mm、コンデンサマイクロホン用チッ プにおける固定電極31を接地電位と異なる電� ��にした状態で、固定電極31の上方において� �オナイザ1を用いてコロナ放電を行い、誘電� ��膜32をエレクトレット化し、この後の工程� �ついては、図1に示すように、導電物4をアー ス5への接続を行わない構造体とし、イオナ� �ザ1によるイオン照射を行い、不要電荷を除� ��する(除電工程)ようにしたものである。

 エレクトレット化工程においては、コロ� ��放電によって発生するイオンは、固定電極3 1の電位によって制御されながら固定電極31の 音孔35を経由して誘電体膜32に達し、それに� �って誘電体膜をエレクトレット化すること� �できる。さらに、着電による誘電体膜32の電 位が固定電極31の電位と等しくなるまで、誘� ��体膜32がエレクトレット化される。そのた� �、エレクトレット着電の条件と誘電体膜32に エレクトレット化される電圧(着電による誘� �体膜の電位)との関係を事前に調べることな� ��に、誘電体膜を目的の着電量に精度よくエ� ��クトレット化できる。

 なお、以上の説明では、図1のように材料 (絶縁物)3下に導電物4が設置された構造につ� �て説明したが、筐体の底部を、ポリカーボ� �ート等の耐熱性絶縁物で構成し、誘電体膜2� ��傍の導電物4を除去した場合についてもルー プ回路の形成による電界の発生が生じないこ とから、同様の効果を得ることが可能である 。

 次に、本発明の実施の形態1に係るエレク トレット化方法について図面を参照しながら 説明する。

 図3は、シリコン基板をマイクロ加工して 製造されるMEMSマイクロホン(シリコンマイク� ��ホン)の構造を説明するためのデバイスの断 面図である。

 図3に示すように、シリコンマイクロホン 43は、シリコン基板(シリコンダイヤフラム)34 と、シリコン基板34の除去領域を覆うように� ��けられ且つコンデンサの一極として機能す� ��振動膜33と、振動膜33上に設けられ且つエレ クトレット化対象の膜となる誘電体膜32と、� ��動膜33と対向するようにシリコン基板34上に スペーサ部37によって支持されており且つコ� ��デンサの他極として機能する固定電極31と� �備えている。固定電極31には、複数の音孔(� �波を振動膜33に導くための開口部)35が設けら れている。また、振動膜33と固定電極31との� �には、犠牲層のエッチングにより形成され� �エアギャップ36が介在する。シリコンマイク ロホン43を構成する振動膜33、固定電極31及び 無機誘電体膜32は、シリコンの微細加工技術� ��CMOS(相補型電界効果トランジスタ)の製造プ� ��セス技術とを利用して製造される。

 本実施の形態では、このMEMSマイクロホンチ ップに対してエレクトレット化を行なう。
 図2および図1のエレクトレット化に用いら� �るイオナイザ1は、1つのシリコンマイクロホ ンに対して、1つの針状電極を用いたコロナ� �電によりイオンを照射してエレクトレット� �を行う。

 図2に示すように、本実施形態のエレクト レット化処理には、針状電極11を用いたイオ� ��イザ1によるコロナ放電を利用する。すなわ ち、シリコンマイクロホン(半導体デバイス)4 3の上方に針状電極11を位置させる。針状電極 11には、コロナ放電を生じさせるための高電� ��電源12が接続されている。高電圧電源12は例 えば5~10kV程度の高電圧を針状電極11に印加す� ��。そして本発明の徐電装置は、針状電極11� �、これに給電するための高電圧電源12とを具 備した、イオナイザ1で構成されるが、さら� �、筐体などの導電物4を、回路内に接続する� ��どうかが、構成要件となる。ここで電極は� ��状電極に限定されるものではなく、コロナ� ��電を生起し得る形状であればよい。

 尚、エレクトレット着電工程時には、シ� ��コンマイクロホン43に対して、実装態様時� �は異なる配線がなされる。

 以上に述べた図2に示す状態で、シリコン マイクロホン43の内部の誘電体膜32(図3参照)� �対して、針状電極11によるコロナ放電によっ て生じたイオンを照射する。これにより、シ リコンマイクロホン43の誘電体膜32(図1参照)� �、固定電極31に印加している電圧でエレクト レット化することができる。

 このとき、固定電極31は接地されている� �、所定電位に設定されている。シリコンマ� �クロホン43の固定電極31を接地電位と異なっ� ��電位にすることによって、振動膜33と固定� �極31との間に電位差が生じ、その結果、針状 電極11によるコロナ放電によって生じたイオ� ��が、固定電極31に設けられた複数の音孔35を 経由して誘電体膜32に引き付けられる。

 そして、誘電体膜32が徐々にエレクトレ� �ト化されてその電位(エレクトレット電位)が 大きくなっていき、最終的には振動膜33上の� ��電体膜32表面の電位と固定電極31の電位とが 等しくなる。

 誘電体膜32の電位と固定電極31の電位とが 等しくなると、イオンは誘電体膜32まで照射� ��れなくなるため、誘電体膜32は、エレクト� �ット電位が固定電極31に印加した電位と等し くなるまでエレクトレット化されることにな る。

 着電工程においては、イオナイザ-誘電体 膜間距離14mm、イオナイザ照射時間2.5sec、エ� �ー流量0L/minで導電物4をアース接地しておこ� ��った(図2参照)。

 続いて、導電物4のアース接地を外し図1の� �態にして不要電荷の除電を実施した。
 不要電荷の除電においては、イオナイザ条� ��として、イオナイザ-誘電体膜間距離80mm、� �オナイザ照射時間180min、エアー流量10L/minで� ��った際、従来のように導電物4をアース接地 した場合、着電変化量が平均-0.83dB(感度換算) であったのに対し、アース接続を行わないこ とにより着電変化量が平均-0.04dBに減少する� �とを確認した。

 図4は、シリコン基板を用いたエレクトレ ットマイクロホンの実装構造(ケース封入後� �構造)を示す断面図である。尚、図4において 、図3と共通する部分には同じ符号を付すこ� �により、重複する説明を省略する。また、� �4において、シリコンマイクロホン(半導体デ バイス)43については簡略化して描いている(� �際の構造は図3に示すとおりである)。

 図4に示すように、プラスチック又はセラ ミックよりなる実装基板42上に、シリコンマ� ��クロホン(半導体デバイス)43とその他の素子 である電子部品(FET、抵抗、アンプ等)45が実� �されている。

 実装基板42の裏面には接地パターン46とマ イク信号出力パターン47とが配置されている� ��図3に示すように、実装態様ではシリコンマ イクロホン43は実装基板42上に実装されてい� �。コンデンサの一極をなす振動膜(振動電極) 33は、ボンディングワイヤ44aを介してその他� ��電子部品45に電気的に接続されている。ま� �、その他の電子部品45は、ボンディングワイ ヤ44cを介して、実装基板42上の配線パターン6 0bに電気的に接続されている。コンデンサの� ��極をなす固定電極31は、ボンディングワイ� �44bを介して、実装基板42上の配線パターン60a に電気的に接続されている。また、各配線パ ターン60a及び60bはそれぞれ、実装基板42の内� ��の配線L1及びL2を介して、実装基板42の裏面� ��設けられた接地パターン46及びマイク信号� �力パターン47に電気的に接続されている。

 シールドケース41は、エレクトレット化� �理が済んだ後に、実装基板42上に取り付けら れる。このシールドケース41には、音波を導� ��音孔としての広い開口部49が設けられてい� �。

 以上に説明したように、本実施の形態に� ��れば、シリコン基板をマイクロ加工して形� ��されるコンデンサマイクロホンにおいて、� ��的の着電量に誘電体膜32を高精度でエレク� �レット化し、この後、アース接続を外して� �電を行なうことで、着電量変化を招くこと� �く、不要電荷の除電を実現することができ� �マイクロホンの感度変化を抑制することが� �き、着電された誘電体膜の着電量変化を抑� �することが可能となる。

 なお前記実施の形態では、MEMSマイクロホ ンチップに対して、エレクトレット化を行な う方法について説明したが、ウェハレベルで エレクトレット化する場合、あるいは実装後 にエレクトレット化を行う場合にも適用可能 である。

 また、本発明は上記の実施の形態におい� ��示されたものに限定されるものではなく、� ��細書の記載、並びに周知の技術に基づいて� ��当業者が変更、応用することも本発明の予� ��するところであり、保護を求める範囲に含� ��れる。

 また、本出願は、2008年6月4日出願の日本� ��許出願(特願2008-147023)に基づくものであり、 その内容はここに参照として取り込まれる。