JP2011064688A - 微小電気機械装置、半導体装置、微小電気機械装置の製造方法、および半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】微小電気機械装置を、半導体層(1)と、前記半導体層中のチャネル領域の両側に形成されたソース、ドレイン領域(13)と、前記半導体層上に形成されたゲート絶縁膜(19)と、前記ゲート絶縁膜上に形成された空洞(15a)と、前記空洞上に形成されたゲート電極(17)と、を有し、前記ゲート電極は、前記ゲート絶縁膜と接触するよう可動に構成され、前記ゲート電極上に加わる力を、前記ゲート電極と前記ゲート絶縁膜との接触面積により検出するように構成する。このように、上記接触面積によりゲート電極上に加わる力を検出することができる。また、一時的なFET構造を利用することにより、装置および製造工程の簡略化を図ることができる。
【選択図】図1
Description
図1は、本実施の形態のMEMSセンサ(圧力センサ、微小電気機械装置)の構成を模式的に示す断面図および平面図である。
次いで、図2〜図9を参照しながら、本実施の形態のMEMSセンサの製造方法について説明するとともに、その構成をより明確にする。図2〜図9は、本実施の形態のMEMSセンサの製造方法を示す断面図又は平面図である。断面図は、平面図のA−A断面に対応する。
Claims (13)
- 半導体層と、
前記半導体層中のチャネル領域の両側に形成されたソース、ドレイン領域と、
前記半導体層上に形成されたゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜上に形成された空洞と、
前記空洞上に形成されたゲート電極と、
を有し、
前記ゲート電極は、前記ゲート絶縁膜と接触するよう可動に構成され、
前記ゲート電極上に加わる力を、前記ゲート電極と前記ゲート絶縁膜との接触面積により検出することを特徴とする微小電気機械装置。 - 前記検出は、前記接触面積と重なる前記チャネル領域に流れる電流により行われることを特徴とする請求項1記載の微小電気機械装置。
- 前記ソース、ドレイン領域は、歯部が交互に配置された、一対の櫛歯形状であることを特徴とする請求項1又は2記載の微小電気機械装置。
- 前記半導体層の上部に前記空洞を囲む第1絶縁膜を有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項記載の微小電気機械装置。
- 前記ゲート電極は、前記空洞に至る貫通孔を有することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項記載の微小電気機械装置。
- 前記ゲート電極上に第2絶縁膜よりなる保護膜を有することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項記載の微小電気機械装置。
- 前記ゲート電極は、多結晶シリコン又は高融点金属、若しくはこれらの複合膜又は化合物膜より構成されることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項記載の微小電気機械装置。
- 半導体素子と微小電気機械センサとを有する半導体装置であって、
半導体層と、
前記半導体層の第1領域に形成され、
前記半導体層中のチャネル領域の両側に形成されたソース、ドレイン領域と、
前記半導体層上に形成されたゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜上に形成された空洞と、
前記空洞上に形成されたゲート電極と、
を有し、
前記ゲート電極は、前記ゲート絶縁膜と接触するよう可動に構成され、
前記ゲート電極上に加わる力を、前記ゲート電極と前記ゲート絶縁膜との接触面積により検出する微小電気機械センサと、
前記半導体層の第2領域に形成された半導体素子と、
を有することを特徴とする半導体装置。 - 前記半導体素子は、MISFETであり、
前記MISFETのゲート電極と前記微小電気機械センサの前記ゲート電極とは、同一材料よりなることを特徴とする請求項8記載の半導体装置。 - 半導体層を有する基板を準備する工程と、
前記半導体層の所定の領域に不純物を注入することによりソース、ドレイン領域を形成する工程と、
前記半導体層上に、第1絶縁膜を形成する工程と、
前記第1絶縁膜上に導電性膜を形成する工程と、
前記導電性膜に前記第1絶縁膜に至る貫通孔を形成する工程と、
前記貫通孔を介して前記第1絶縁膜をエッチングし、前記導電性膜の下部に前記半導体層を露出する空洞を形成する工程と、
熱処理を施すことにより露出した前記半導体層の表面に第2絶縁膜を形成する工程と、
を有することを特徴とする微小電気機械装置の製造方法。 - 前記ソース、ドレイン領域は、歯部が交互に配置された、一対の櫛歯形状であることを特徴とする請求項10記載の微小電気機械装置の製造方法。
- 半導体素子と微小電気機械センサとを有する半導体装置の製造方法であって、
半導体層を有する基板を準備する工程と、
前記半導体層の第1領域に微小電気機械センサを形成する工程であって、
前記第1領域の所定の領域に不純物を注入することによりソース、ドレイン領域を形成する工程と、
前記半導体層上に、第1絶縁膜を形成する工程と、
前記第1絶縁膜上に導電性膜を形成する工程と、
前記導電性膜に前記第1絶縁膜に至る貫通孔を形成する工程と、
前記貫通孔を介して前記第1絶縁膜をエッチングし、前記導電性膜の下部に前記半導体層を露出する空洞を形成する工程と、
熱処理を施すことにより露出した前記半導体層の表面に第2絶縁膜を形成する工程と、
を有し、
前記半導体層の第2領域に半導体素子を形成する工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 前記半導体素子は、MISFETであり、
前記導電性膜を前記第1および第2領域に形成し、
前記第2領域の前記導電性膜をパターニングすることにより前記MISFETのゲート電極を形成する工程を有することを特徴とする請求項12記載の半導体装置の製造方法。
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