JP2015211988A - Ｍｅｍｓ構造体、電子機器および移動体 - Google Patents

Abstract

【課題】設計の自由度を高めつつ、固定電極に対する可動電極のスティッキングを低減することができるＭＥＭＳ構造体を提供すること、また、かかるＭＥＭＳ構造体を備える電子機器および移動体を提供すること。【解決手段】本発明のＭＥＭＳ構造体１は、基板２と、基板２に配置されている下部電極５１と、下部電極５１に対して離間して対向配置されている可動部５３１を有する上部電極５３と、可動部５３１の下部電極５１に対向している側の面から突出していて、可動部５３１と異なる材料で構成されている凸部５４１と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、ＭＥＭＳ構造体、電子機器および移動体に関するものである。

ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）技術を用いて製造したＭＥＭＳ構造体（ＭＥＭＳデバイス）は、可動部を有する様々な構造体（例えば、振動子、フィルター、センサー、モーター等）に適用されている。

例えば、特許文献１に記載のＭＥＭＳデバイスは、基板および可動構造体を備え、可動構造体が、基板に間隔を隔てて配置される可動部と、基板に固定される固定部と、可動部と固定部とを連結する支持梁と、を備えている。このＭＥＭＳデバイスは、基板と可動部との間の静電容量変化に基づいて、ＭＥＭＳデバイスに作用した加速度や角速度を算出することができる。

このようなＭＥＭＳデバイスを製造するに際しては、例えば、特許文献１に開示されているように、可動構造体の形状に合わせてＳＯＩ基板の一方のシリコン層をエッチングした後に、ＳＯＩ基板のシリコン酸化膜（犠牲層）をエッチングして可動構造体を形成する。このような犠牲層をエッチングにより除去して基板との間に微小な隙間を形成した可動構造体は、エッチング後のリンス液を乾燥させる時等において基板に固着（スティッキング）しやすい。

そこで、特許文献１に記載のＭＥＭＳデバイスでは、基板の可動構造体側の面、および、可動構造体の基板側の面のそれぞれに、凸部が設けられている。

しかし、特許文献１に記載のＭＥＭＳデバイスは、スティッキング低減のための凸部が基板または可動構造体と同一材料（具体的にはシリコン）で構成されているため、凸部を設けることによって不本意な特性変化が生じる場合があり、設計の自由度が低くなってしまうという問題があった。

特開２０１２−１３５８１９号公報

本発明の目的は、設計の自由度を高めつつ、固定電極に対する可動電極のスティッキングを低減することができるＭＥＭＳ構造体を提供すること、また、かかるＭＥＭＳ構造体を備える電子機器および移動体を提供することにある。

このような目的は、下記の本発明により達成される。
［適用例１］
本発明のＭＥＭＳ構造体は、基板と、
前記基板上に配置されている固定電極と、
前記固定電極に対して離間して対向配置されている可動部を有する可動電極と、
前記固定電極の前記可動部に対向している側の面、および、前記可動部の前記固定電極に対向している側の面のうちの少なくとも一方の面から突出していて、前記固定電極または前記可動部と異なる材料を含む凸部と、
を備えることを特徴とする。

このようなＭＥＭＳ構造体によれば、凸部が固定電極または可動部と異なる材料で構成されているため、凸部を構成する材料を適宜選択することによって、特性を調整することができる。そのため、固定電極または可動部に凸部を設けても、凸部を設けることによる特性変化を所望のものとすることができる。このようなことから、設計の自由度を高めつつ、固定電極に対する可動電極のスティッキングを低減することができる。

［適用例２］
本発明のＭＥＭＳ構造体では、前記凸部が金属を含んでいることが好ましい。

これにより、凸部の導電性を優れたものとし、固定電極または可動部の電気的特性を優れたものとすることができる。また、成膜により凸部を簡単かつ高精度に形成することができる。また、一般に固定電極および可動電極はシリコンを用いて形成されるが、多くの金属は、シリコンよりも比重が大きい。そのため、凸部を金属で構成することにより、可動部を含む振動系の質量を大きくして、可動部の小型化を図ったり、かかる振動系の低周波数化を図ったりすることもできる。

［適用例３］
本発明のＭＥＭＳ構造体では、前記金属は、タングステンであることが好ましい。

タングステンは、融点が極めて高い。そのため、凸部を介して可動部と固定電極とが短絡して凸部に過電流が流れたとしても、凸部が溶けるのを低減することができる。また、タングステンは、硬度が極めて高いため、凸部が可動部または固定電極と接触しても変形しにくく、凸部の変形による特性変化を低減することができる。

［適用例４］
本発明のＭＥＭＳ構造体では、前記可動部を貫通していて前記金属を含んでいる金属部を備え、
前記金属部の前記可動部から突出している部分が前記凸部を構成していることが好ましい。
これにより、簡単かつ高精度に可動部に凸部を形成することができる。

［適用例５］
本発明のＭＥＭＳ構造体では、前記凸部を構成している材料の融点は、前記可動電極および前記固定電極のうちの少なくとも一方を構成している材料の融点よりも高いことが好ましい。

これにより、凸部を介して可動部と固定電極とが短絡して凸部に過電流が流れたとしても、凸部が溶けるのを低減することができる。

［適用例６］
本発明のＭＥＭＳ構造体では、前記凸部を構成している材料のヤング率は、前記可動電極および前記固定電極のうちの少なくとも一方を構成している材料のヤング率よりも大きいことが好ましい。

これにより、凸部が可動部または固定電極と接触しても変形しにくく、凸部の変形による特性変化を低減することができる。

［適用例７］
本発明のＭＥＭＳ構造体では、前記凸部を構成している材料は、フッ酸を含むエッチング液に対する耐性を有することが好ましい。

これにより、シリコン酸化膜で構成された犠牲層をエッチングして、可動部と固定電極との間に隙間を形成する際に、凸部がエッチングされるのを低減することができる。

［適用例８］
本発明のＭＥＭＳ構造体では、前記可動部の数が複数であることが好ましい。
これにより、可動部から外部への振動漏れを低減することができる。

［適用例９］
本発明のＭＥＭＳ構造体では、前記可動部は、片持ち支持されており、
前記凸部は、前記可動部の自由端側に配置されていることが好ましい。
これにより、可動部が固定電極に固着するのを効果的に低減することができる。

［適用例１０］
本発明のＭＥＭＳ構造体では、前記固定電極と前記可動部とが並ぶ方向から見たときに、前記凸部は、前記固定電極と前記可動部とが重なる領域内に配置されていることが好ましい。

これにより、凸部の高さを抑えて、凸部を設けることによる振動特性の変化を低減しつつ、可動部が固定電極に固着するのを効果的に低減することができる。

［適用例１１］
本発明のＭＥＭＳ構造体では、前記固定電極と前記可動部との間に周期的に変化する電界を生じさせて前記可動部を振動させる静電駆動型の振動子であることが好ましい。

これにより、設計の自由度を高めつつ、固定電極に対する可動電極のスティッキングを低減することができる静電駆動型の振動子を提供することができる。

［適用例１２］
本発明のＭＥＭＳ構造体の製造方法は、基板を準備する工程と、
前記基板に固定電極形成用膜を形成する工程と、
前記固定電極形成用膜上に犠牲層を形成する工程と、
前記犠牲層上に可動電極形成用膜を形成する工程と、
前記可動電極形成用膜の前記固定電極形成用膜側の面から突出する凸部を金属で形成する工程と、
前記犠牲層をエッチングする工程と、
を有することを特徴とする。

これにより、設計の自由度を高めつつ、固定電極に対する可動電極のスティッキングを低減することができるＭＥＭＳ構造体を製造することができる。

［適用例１３］
本発明の電子機器は、本発明のＭＥＭＳ構造体を備えることを特徴とする。

これにより、設計の自由度を高めつつ、固定電極に対する可動電極のスティッキングを低減することができるＭＥＭＳ構造体を備える電子機器を提供することができる。

［適用例１４］
本発明の移動体は、本発明のＭＥＭＳ構造体を備えることを特徴とする。

これにより、設計の自由度を高めつつ、固定電極に対する可動電極のスティッキングを低減することができるＭＥＭＳ構造体を備える移動体を提供することができる。

本発明のＭＥＭＳ構造体の第１実施形態を示す断面図である。 図１に示すＭＥＭＳ構造体が備える振動素子を示す図であって、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図である。 図１に示すＭＥＭＳ構造体の製造工程（固定電極形成工程）を示す図である。 図１に示すＭＥＭＳ構造体の製造工程（可動電極形成工程）を示す図である。 図１に示すＭＥＭＳ構造体の製造工程（キャビティ形成工程）を示す図である。 本発明の第２実施形態に係るＭＥＭＳ構造体が備える振動素子を示す図であって、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図である。 本発明の第３実施形態に係るＭＥＭＳ構造体が備える振動素子を示す図であって、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図である。 本発明のＭＥＭＳ構造体の第４実施形態を示す断面図である。 本発明の電子機器の第１例であるモバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピューターの構成を示す斜視図である。 本発明の電子機器の第２例である携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成を示す斜視図である。 本発明の電子機器の第３例であるディジタルスチルカメラの構成を示す斜視図である。 本発明の移動体の一例である自動車の構成を示す斜視図である。

以下、本発明のＭＥＭＳ構造体、電子機器および移動体を添付図面に示す各実施形態に基づいて詳細に説明する。

＜第１実施形態＞
１．ＭＥＭＳ構造体
図１は、本発明のＭＥＭＳ構造体の第１実施形態を示す断面図である。また、図２は、図１に示すＭＥＭＳ構造体が備える振動素子を示す図であって、図２（ａ）は断面図、図２（ｂ）は平面図である。

図１に示すＭＥＭＳ構造体１は、基板２（基体）と、基板２上に配置されている振動素子５と、振動素子５を収納している空洞部Ｓ（キャビティ）を基板２との間に形成している積層構造体６と、を有している。以下これらの各部について順次説明する。

−基板２−
基板２は、半導体基板２１と、半導体基板２１の一方の面に設けられた絶縁膜２２と、絶縁膜２２上に設けられた絶縁膜２３と、絶縁膜２３上に設けられた導体層２４と、を有している。

半導体基板２１は、シリコン等の半導体で構成されている。なお、半導体基板２１は、シリコン基板のような単一材料で構成された基板に限定されず、例えば、ＳＯＩ基板のような積層構造を有する基板であってもよい。

絶縁膜２２は、例えば、シリコン酸化膜であり、絶縁性を有する。また、絶縁膜２３は、例えば、シリコン窒化膜であり、絶縁性を有するとともに、フッ酸を含むエッチング液に対する耐性をも有する。ここで、半導体基板２１（シリコン基板）と絶縁膜２３（シリコン窒化膜）との間に絶縁膜２２（シリコン酸化膜）が介在していることにより、絶縁膜２３の成膜時に生じた応力が半導体基板２１に伝わるのを絶縁膜２２により緩和することができる。また、絶縁膜２２は、半導体基板２１およびその上方に半導体回路を形成する場合、素子間分離膜として用いることもできる。なお、絶縁膜２２、２３は、前述した構成材料に限定されず、また、必要に応じて、絶縁膜２２、２３のうちのいずれか一方を省略してもよい。

導体層２４は、例えば、単結晶シリコン、多結晶シリコン（ポリシリコン）またはアモルファスシリコンにリン、ボロン等の不純物をドープ（拡散または注入）して構成されており、導電性を有する。また、導体層２４は、図示しないが、振動素子５に電気的に接続される配線を構成する第１部分と、その第１部分と離間して電気的に絶縁された第２部分とを有するようにパターニングされている。

−振動素子５−
図２に示すように、振動素子５は、基板２の絶縁膜２３上に配置されている１対の下部電極５１、５２と、下部電極５２に支持されている上部電極５３と、を有している。

下部電極５１、５２は、それぞれ、基板２に沿った板状またはシート状をなし、互いに離間して配置されている。また、図示しないが、下部電極５１、５２は、それぞれ、前述した導体層２４が有する配線に電気的に接続されている。ここで、下部電極５１は、「固定電極」を構成している。なお、下部電極５２は、省略することができる。この場合、上部電極５３を絶縁膜２３に対して直接固定すればよい。

上部電極５３は、下部電極５１に対して間隔を隔てて対向している板状またはシート状の可動部５３１と、下部電極５２に固定されている固定部５３２と、可動部５３１と固定部５３２とを連結している連結部５３３と、を有している。この上部電極５３は、前述した下部電極５２に電気的に接続されている。ここで、上部電極５３は、「可動電極」を構成している。

このような下部電極５１、５２および上部電極５３は、それぞれ、単結晶シリコン、多結晶シリコン（ポリシリコン）またはアモルファスシリコンにリン、ボロン等の不純物をドープ（拡散または注入）して構成されており、導電性を有する。

また、下部電極５１、５２の膜厚は、それぞれ、特に限定されないが、例えば、０．１μｍ以上、１．０μｍ以下とすることができる。また、上部電極５３の膜厚は、特に限定されないが、例えば、０．１μｍ以上、１．０μｍ以下とすることができる。

このように固定部５３２に対して片持ち支持されている可動部５３１の自由端側（固定部５３２とは反対側）の部分には、その厚さ方向に貫通する金属部５４が設けられている。この金属部５４は、可動部５３１の下部電極５１側の面から突出する凸部５４１を有している。この凸部５４１は、可動部５３１が下部電極５１に固着（スティッキング）するのを低減する機能を有する。なお、金属部５４および凸部５４１については、後に詳述する。

−積層構造体６−
積層構造体６は、振動素子５を収納している空洞部Ｓを画成するように形成されている。この積層構造体６は、基板２上に平面視で振動素子５を取り囲むように形成された層間絶縁膜６１と、層間絶縁膜６１上に形成された層間絶縁膜６２と、層間絶縁膜６２上に形成された配線層６３と、配線層６３および層間絶縁膜６２上に形成された層間絶縁膜６４と、層間絶縁膜６４上に形成され、複数の細孔６５２（開孔）が形成された被覆層６５１を有する配線層６５と、配線層６５および層間絶縁膜６４上に形成された表面保護膜６６と、被覆層６５１上に設けられた封止層６７と、を有している。

層間絶縁膜６１、６２、６４は、それぞれ、例えば、シリコン酸化膜である。また、配線層６３、６５および封止層６７は、それぞれ、アルミニウム等の金属で構成されている。また、表面保護膜６６は、例えば、シリコン窒化膜である。

なお、半導体基板２１上およびその上方には、上述した構成以外に、半導体回路が作り込まれていてもよい。この半導体回路は、ＭＯＳトランジスタ等の能動素子、その他必要に応じて形成されたコンデンサ、インダクタ、抵抗、ダイオード、配線（下部電極５１に接続されている配線や上部電極５３に接続されている配線、配線層６３、６５を含む）等の回路要素を有している。また、図示しないが、配線層６３と絶縁膜２３との間には、前述した振動素子５に電気的に接続された配線が空洞部Ｓの内外を跨って配置されており、配線層６３は、かかる配線に対して離間するように形成されている。

基板２と積層構造体６とによって画成された空洞部Ｓは、振動素子５を収容する収容部として機能している。また、空洞部Ｓは、密閉された空間である。本実施形態では、空洞部Ｓが真空状態（３００Ｐａ以下）となっている。これにより、振動素子５の振動特性を優れたものとすることができる。ただし、空洞部Ｓは、真空状態でなくてもよく、大気圧であってもよいし、大気圧よりも気圧が低い減圧状態であってもよいし、大気圧よりも気圧が高い加圧状態であってもよい。また、空洞部Ｓには、窒素ガス、希ガス等の不活性ガスが封入されていてもよい。
以上、ＭＥＭＳ構造体１の構成について簡単に説明した。

このように構成されたＭＥＭＳ構造体１では、下部電極５１と上部電極５３との間に周期的に変化する電圧を印加することにより、可動部５３１が下部電極５１に対して接近する方向と離間する方向とに交互に変位して屈曲振動する。このように、ＭＥＭＳ構造体１は、下部電極５１と可動部５３１との間に周期的に変化する電界を生じさせて可動部５３１を振動させる静電駆動型の振動子として用いることができる。

このようなＭＥＭＳ構造体１は、例えば、発振回路（駆動回路）と組み合わせることにより、所定の周波数の信号を取り出す発振器として用いることができる。なお、かかる発振回路は、基板２上に半導体回路として設けることができる。また、ＭＥＭＳ構造体１は、ジャイロセンサー、圧力センサー、加速度センサー、傾斜センサー等の各種のセンサーにも適用できる。

（金属部および凸部）
ここで、上部電極５３に設けられた凸部５４１を有する金属部５４について説明する。

前述したように、固定部５３２に対して片持ち支持されている可動部５３１の自由端側（固定部５３２とは反対側）の部分には、その厚さ方向に貫通する金属部５４が設けられている。この金属部５４は、図２（ａ）に示すように、可動部５３１に形成された貫通孔５３４に挿通されている。そして、金属部５４は、可動部５３１の下部電極５１側の面から突出する凸部５４１を有している。本実施形態では、金属部５４は、可動部５３１の幅方向（平面視で固定端と自由端とが並ぶ方向に対して垂直な方向）での中央部に１つ設けられている。ここで片持ち支持とは、一端が自由で、他端が固定であることを意味する。

本実施形態では、金属部５４および凸部５４１の横断面形状（平面視形状）は、円形をなしている。そして、金属部５４は、可動部５３１の幅方向での中央部に設けられている。なお、金属部５４および凸部５４１の横断面形状は、円形に限定されず、例えば、楕円形、四角形等の多角形等であってもよい。また、本実施形態では、金属部５４の数が１つであるが、金属部５４の数が複数であってもよく、この場合、複数の金属部５４は、可動部５３１の幅方向に並んでいてもよいし、可動部５３１の固定端と自由端とが並ぶ方向に沿って並んでいてもよく、また、配列が規則的であっても不規則であってもよい。また、凸部５４１の先端部は、図示では先端面が平坦面であるが、これに限定されず、例えば、丸み付けされていてもよいし、尖っていてもよい。

このような凸部５４１は、下部電極５１に対して離間して対向配置されている可動部５３１の下部電極５１に対向している側の面から突出しているので、可動部５３１が下部電極５１に固着（スティッキング）するのを低減することができる。特に、凸部５４１は、可動部５３１と異なる材料（本実施形態では金属）で構成されているので、凸部５４１（金属部５４）を構成する材料を適宜選択することによって、特性を調整することができる。そのため、可動部５３１に凸部５４１を設けても、凸部５４１を設けることによる特性変化を所望のものとすることができる。このようなことから、設計の自由度を高めつつ、下部電極５１に対する上部電極５３のスティッキングを低減することができる。

ここで、片持ち支持された可動部５３１の自由端側に凸部５４１が配置されているため、可動部５３１が下部電極５１に固着するのを効果的に低減することができる。

また、下部電極５１と可動部５３１とが並ぶ方向から見たときに（すなわち平面視で）、凸部５４１は、下部電極５１と可動部５３１とが重なる領域内に配置されている。これにより、凸部５４１の高さを抑えて、凸部５４１を設けることによる振動特性の変化を低減しつつ、可動部５３１が下部電極５１に固着するのを効果的に低減することができる。

また、可動部５３１を貫通している金属部５４の可動部５３１から突出した部分が凸部５４１を構成しているため、後に詳述するように、半導体製造プロセスと同様のプロセスを用いて、簡単かつ高精度に可動部５３１に凸部５４１を形成することができる。

また、凸部５４１が金属で構成されているため、凸部５４１の導電性を優れたものとし、可動部５３１の電気的特性を優れたものとすることができる。また、後に詳述するように、成膜により凸部５４１を簡単かつ高精度に形成することができる。また、一般に下部電極５１、５２および上部電極５３はそれぞれシリコンを用いて形成されるが、多くの金属は、シリコンよりも比重が大きい。そのため、凸部５４１を金属で構成することにより、可動部５３１を含む振動系の質量を大きくして、可動部５３１の小型化を図ったり、かかる振動系の低周波数化を図ったりすることもできる。

ここで、金属部５４を構成する金属としては、凸部５４１が下部電極５１に対する可動部５３１の固着を低減可能な材料であれば、可動部５３１の設計に応じて適宜選択されるものであり、特に限定されず、各種金属を用いることができるが、半導体プロセスにおいて成膜可能な材料を用いることが好ましい。

また、凸部５４１を構成している材料の融点は、下部電極５１および上部電極５３のうちの少なくとも一方を構成している材料（すなわちシリコン）の融点よりも高いことが好ましい。これにより、凸部５４１を介して可動部５３１と下部電極５１とが短絡して凸部５４１に過電流が流れたとしても、凸部５４１が溶けるのを低減することができる。

また、凸部５４１を構成している材料のヤング率は、下部電極５１を構成している材料のヤング率よりも大きいことが好ましい。これにより、凸部５４１が下部電極５１と接触しても変形しにくく、凸部５４１の変形による特性変化（例えば可動部５３１の振動特性の変化）を低減することができる。なお、下部電極５１の可動部５３１側の面に凸部を設ける場合、かかる凸部の構成材料のヤング率を可動部５３１の構成材料のヤング率よりも小さくすればよい。

また、凸部５４１を構成している材料は、フッ酸を含むエッチング液に対する耐性を有することが好ましい。これにより、後に詳述するように、シリコン酸化膜で構成された犠牲層をエッチングして、可動部５３１と下部電極５１との間に隙間を形成する際に、凸部５４１がエッチングされるのを低減することができる。

以上のような凸部５４１の構成材料に関する観点から、金属部５４を構成する金属としては、タングステンまたはタングステン合金を用いることが好ましい。タングステンは、融点が極めて高い。そのため、凸部５４１を介して可動部５３１と下部電極５１とが短絡して凸部５４１に過電流が流れたとしても、凸部５４１が溶けるのを低減することができる。また、タングステンは、硬度が極めて高いため、凸部５４１が下部電極５１と接触しても変形しにくく、凸部５４１の変形による特性変化を低減することができる。

また、凸部５４１の高さｈ（突出量）は、可動部５３１と下部電極５１との間の距離ｇ１によっても異なり、可動部５３１が下部電極５１に固着（スティッキング）するのを低減することができれば、特に限定されないが、例えば、０．１μｍ以上１０μｍ以下程度である。

また、凸部５４１の幅Ｗは、可動部５３１が下部電極５１に固着（スティッキング）するのを低減することができれば、特に限定されないが、例えば、０．１μｍ以上１０μｍ以下程度である。

また、凸部５４１の先端と下部電極５１との間の距離ｇ２は、前述したように振動素子５を駆動させた際に凸部５４１が下部電極５１に接触しない程度に設定される。

（ＭＥＭＳ構造体の製造方法）
次に、ＭＥＭＳ構造体１の製造方法を簡単に説明する。

図３は、図１に示すＭＥＭＳ構造体の製造工程（固定電極形成工程）を示す図、図４は、図１に示すＭＥＭＳ構造体の製造工程（可動電極形成工程）を示す図、図５は、図１に示すＭＥＭＳ構造体の製造工程（キャビティ形成工程）を示す図である。以下、これらの図に基づいて説明する。

［振動素子形成工程］
−基板を準備する工程−
まず、図３（ａ）に示すように、半導体基板２１（シリコン基板）を用意する。

なお、半導体基板２１上およびその上方に半導体回路を形成する場合には、半導体基板２１の上面のうち絶縁膜２２および絶縁膜２３を形成しない部分に、半導体回路のＭＯＳトランジスタのソースおよびドレインをイオンドープして形成する。

次に、図３（ｂ）に示すように、半導体基板２１の上面に絶縁膜２２（シリコン酸化膜）を形成する。

絶縁膜２２（シリコン酸化膜）の形成方法としては、特に限定されず、例えば、熱酸化法、スパッタリング法、ＣＶＤ法等を用いることができる。なお、絶縁膜２２は、必要に応じてパターニングしてもよく、例えば、半導体基板２１の上面またはその上方に半導体回路を形成する場合には、半導体基板２１の上面の一部が露出するように絶縁膜２２をパターニングする。

その後、図３（ｃ）に示すように、絶縁膜２２上に絶縁膜２３（シリコン窒化膜）を形成する。

絶縁膜２３（シリコン窒化膜）の形成方法としては、特に限定されず、例えば、スパッタリング法、ＣＶＤ法等を用いることができる。なお、絶縁膜２３は、必要に応じてパターニングしてもよく、例えば、半導体基板２１の上面またはその上方に半導体回路を形成する場合には、半導体基板２１の上面の一部が露出するように絶縁膜２３をパターニングする。

−固定電極形成用膜を形成する工程−
次に、図３（ｄ）に示すように、絶縁膜２３上に、導体層２４および下部電極５１、５２を形成するための導体膜７１（固定電極形成用膜）を形成する。

具体的には、例えば、絶縁膜２３上に、多結晶シリコンまたはアモルファスシリコンで構成されたシリコン膜をスパッタリング法、ＣＶＤ法等により形成した後に、そのシリコン膜にリン等の不純物をドープすることにより導体膜７１を形成する。なお、絶縁膜２３の構成によっては、エピタキシャル成長させたシリコン膜にリン等の不純物をドープすることによって導体膜７１を形成してもよい。

次に、導体膜７１をパターニングして、図３（ｅ）に示すように、導体層２４および下部電極５１、５２を形成する。

具体的には、例えば、導体膜７１上にフォトレジストを塗布し、導体層２４および下部電極５１、５２の形状（平面視形状）にパターニングして、フォトレジスト膜を形成する。そして、そのフォトレジスト膜をマスクとして用いて、導体膜７１をエッチングした後、フォトレジスト膜を除去する。これにより、導体層２４および下部電極５１、５２が形成される。

なお、半導体基板２１の上面またはその上方に半導体回路を形成する場合には、例えば、下部電極５１、５２等のパターンニングと同時に導体膜７１をパターンニングして、半導体回路のＭＯＳトランジスタのゲート電極を形成する。

−犠牲層を形成する工程−
次に、図４（ａ）に示すように、下部電極５１上に、犠牲層７２を形成する。本実施形態では、下部電極５２上の一部（固定部５３２が形成される部分）以外の全域にわたって犠牲層７２を形成する。この犠牲層７２には、固定部５３２が形成される部分に対応して開口７２１が形成されている。

本実施形態では、犠牲層７２は、シリコン酸化膜であり、後述する工程において、一部が除去され、残部が層間絶縁膜６１となる。なお、層間絶縁膜６１を省略する場合、犠牲層７２は、下部電極５１のみを覆うように形成してもよい。また、犠牲層７２は、ＰＳＧ（リンドープガラス）等で構成されていてもよい。

また、犠牲層７２の形成方法としては、特に限定されず、例えば、スパッタリング法またはＣＶＤ法等を用いることができる。

−可動電極形成用膜を形成する工程−
次に、図４（ｂ）に示すように、開口７２１内および犠牲層７２上に、上部電極５３を形成するための導体膜７３（可動電極形成用膜）を形成する。

具体的には、例えば、開口７２１内および犠牲層７２上に、スパッタリング法、ＣＶＤ法等により多結晶シリコンまたはアモルファスシリコンを堆積させてシリコン膜を形成した後に、そのシリコン膜にリン等の不純物をドープすることにより導体膜７３を形成する。なお、犠牲層７２の構成によっては、エピタキシャル成長させたシリコン膜にリン等の不純物をドープすることによって導体膜７３を形成してもよい。また、シリコン膜は、エッチバックまたはＣＭＰ（chemical mechanical plishing）等により平坦化してもよい。

−凸部を金属で形成する工程−
次に、図４（ｃ）に示すように、導体膜７３に貫通孔５３４を形成する。このとき、貫通孔５３４に連続するように、凸部５４１に対応する形状の凹部７２２を犠牲層７２に形成する。すなわち、導体膜７３および犠牲層７２からなる積層体に、金属部５４に対応する形状をなすように、貫通孔５３４および凹部７２２で構成された凹部７３１を形成する。

凹部７３１の形成方法としては、特に限定されないが、例えば、ドライエッチングを用いることができる。ドライエッチングを用いることにより、貫通孔５３４を形成する際のオーバーエッチングを利用して、微小な凹部７２２を簡単に形成することができる。また、ドライエッチングの際には、フォトリソグラフィを利用したレジスト膜をマスクとして用いることができる。

次に、凹部７３１内に金属を充填して、図４（ｄ）に示すように、金属部５４を形成する。

具体的には、例えば、凹部７３１内および導体膜７３上に、スパッタリング法、ＣＶＤ法等によりタングステン等の金属を堆積させて金属膜を形成した後に、その金属膜をエッチバックまたはＣＭＰ等により凹部７３１内以外の不要部分を除去し、凹部７３１内のみに金属を残す。これにより、導体膜７３の導体膜７１側の面から突出する凸部５４１を有する金属部５４を金属で形成することができる。なお、金属膜を形成する際、複数回に分けて金属を堆積させてもよく、この場合、１回目または２回目の金属の堆積において、金属としてチタンや窒化チタン等を用いてグルーレイヤを形成してもよい。

次に、図４（ｅ）に示すように、導体膜７３をパターニングして、上部電極５３を形成する。

具体的には、例えば、導体膜７３上にフォトレジストを塗布し、上部電極５３の形状（平面視形状）にパターニングして、フォトレジスト膜を形成する。そして、そのフォトレジスト膜をマスクとして用いて、導体膜７３をエッチングした後、フォトレジスト膜を除去する。これにより、上部電極５３が形成される。

以上のようにして、下部電極５１、５２および上部電極５３を有する振動素子５が形成される。

［キャビティ形成工程］
図５（ａ）に示すように、上部電極５３および犠牲層７２の上側に、層間絶縁膜７４、７５、配線層６３、６５および表面保護膜６６を形成する。

具体的には、例えば、上部電極５３および犠牲層７２上に、シリコン酸化膜をスパッタリング法、ＣＶＤ法等により形成し、そのシリコン酸化膜をエッチングによりパターニングすることにより、配線層６３に対応した形状をなす貫通孔が形成された層間絶縁膜７４を形成する。そして、層間絶縁膜７４の貫通孔を埋めるように、層間絶縁膜７４上に、アルミニウムからなる膜をスパッタリング法、ＣＶＤ法等により形成し、その膜をエッチングによりパターニング（不要部分を除去）することにより、配線層６３を形成する。

その後、層間絶縁膜７４と同様にして、層間絶縁膜７５を形成した後、配線層６３と同様にして、配線層６５を形成する。また、配線層６５の形成後、スパッタリング法、ＣＶＤ法等によりシリコン酸化膜、シリコン窒化膜、ポリイミド膜、エポキシ樹脂等である表面保護膜６６を形成する。

なお、このような層間絶縁膜と配線層との積層構造は、通常のＣＭＯＳプロセスにより形成され、その積層数は、必要に応じて適宜に設定される。すなわち、必要に応じてさらに多くの配線層が層間絶縁膜を介して積層される場合もある。また、半導体基板２１の上面またはその上方に半導体回路を形成する場合には、例えば、配線層６３、６５の形成と同時に、半導体回路のＭＯＳトランジスタのゲート電極等に電気的に接続される配線層を形成する。

−犠牲層をエッチングする工程−
次に、図５（ｂ）に示すように、犠牲層７２および層間絶縁膜７４、７５の一部を除去することにより、空洞部Ｓおよび層間絶縁膜６１、６２、６４を形成する。

具体的には、被覆層６５１に形成された複数の細孔６５２を通じたエッチングにより、振動素子５の周囲や下部電極５１と可動部５３１との間にある犠牲層７２および層間絶縁膜７４、７５を除去する。これにより、振動素子５が収納される空洞部Ｓが形成されるとともに、下部電極５１と可動部５３１との間に空隙が形成され、振動素子５が駆動し得る状態となる。

ここで、層間絶縁膜７４、７５および犠牲層７２の除去（リリース工程）は、例えば、複数の細孔６５２からエッチング液としてのフッ酸、緩衝フッ酸等を供給するウェットエッチングや、複数の細孔６５２からエッチングガスとしてフッ化水素酸ガス等を供給するドライエッチングにより行うことができる。このとき、絶縁膜２３および配線層６３、６５は、リリース工程において実施されるエッチングに対する耐性を有しており、いわゆるエッチングストップ層として機能する。なお、エッチングの前に、必要に応じて、エッチングの対象となる部分を含む構造体の外表面にフォトレジスト等で保護膜を形成してもよい。

次に、図５（ｃ）に示すように、被覆層６５１上に、封止層６７を形成する。
具体的には、例えば、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、Ａｌ、Ｃｕ、Ｗ、Ｔｉ、ＴｉＮ等の金属膜等で構成された封止層６７をスパッタリング法、ＣＶＤ法等により形成し、各細孔６５２を封止する。
以上のような工程により、ＭＥＭＳ構造体１を製造することができる。

以上説明したようなＭＥＭＳ構造体１の製造方法は、半導体基板２１を準備する工程と、半導体基板２１に導体膜７１（固定電極形成用膜）を形成する工程と、導体膜７１上に犠牲層７２を形成する工程と、犠牲層７２上に導体膜７３（可動電極形成用膜）を形成する工程と、導体膜７３の導体膜７１側の面から突出する凸部５４１を金属で形成する工程と、犠牲層７２をエッチングする工程と、を有する。これにより、設計の自由度を高めつつ、下部電極５１に対する上部電極５３のスティッキングを低減することができるＭＥＭＳ構造体１を製造することができる。

＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について説明する。

図６は、本発明の第２実施形態に係るＭＥＭＳ構造体が備える振動素子を示す図であって、図６（ａ）は断面図、図６（ｂ）は平面図である。

以下、本発明の第２実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。

第２実施形態は、可動電極に設けられた金属部および凸部の形状が異なる以外は、前述した第１実施形態と同様である。

図６に示すＭＥＭＳ構造体１Ａは、振動素子５Ａを備えている。振動素子５Ａは、１対の下部電極５１、５２と、下部電極５２に支持されている上部電極５３Ａと、を有している。そして、上部電極５３Ａ（可動電極）は、下部電極５１に対して間隔を隔てて対向している可動部５３１Ａと、下部電極５２上に設けられている固定部５３２と、可動部５３１Ａと固定部５３２とを連結している連結部５３３と、を有している。

図６（ａ）に示すように、可動部５３１Ａの自由端側の部分には、その厚さ方向に貫通する金属部５４Ａが設けられている。この金属部５４Ａは、可動部５３１Ａの下部電極５１側の面から突出する凸部５４１Ａを有している。本実施形態では、図６（ｂ）に示すように、金属部５４Ａおよび凸部５４１Ａは、可動部５３１の幅方向に沿って延びている形状をなしている。なお、金属部５４Ａは、金属部５４Ａが延在する方向に並ぶ複数の凸部を有していてもよい。

このような凸部５４１Ａによっても、可動部５３１Ａが下部電極５１に固着（スティッキング）するのを低減することができる。また、金属部５４Ａが可動部５３１Ａの幅方向に沿って延びているので、金属部５４Ａにより可動部５３１Ａを補強したり、可動部５３１Ａを含む振動系の共振周波数を低めたりする効果が大きい。

＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態について説明する。

図７は、本発明の第３実施形態に係るＭＥＭＳ構造体が備える振動素子を示す図であって、図７（ａ）は、断面図、図７（ｂ）は、平面図である。

以下、本発明の第３実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。

第３実施形態は、可動電極および固定電極の数が異なる以外は、前述した第１実施形態と同様である。

図７に示すＭＥＭＳ構造体１Ｂは、振動素子５Ｂを備えている。振動素子５Ｂは、４つの下部電極５１と、下部電極５２Ｂと、下部電極５２Ｂに支持されている上部電極５３Ｂと、を有している。

４つの下部電極５１（固定電極）は、平面視で、下部電極５２Ｂを挟んで第１方向（図７（ｂ）中の左右方向）に沿って並んでいる２つの下部電極５１ａ、５１ｂと、下部電極５２Ｂを挟んで第１方向に直交する第２方向（図７（ｂ）中の上下方向）に沿って並んでいる２つの下部電極５１ｃ、５１ｄと、で構成されている。また、４つの下部電極５１は、それぞれ、平面視で、下部電極５２Ｂに対して離間して配置されている。

２つの下部電極５１ａ、５１ｂは、図示しない配線を介して互いに電気的に接続されていて、互いに同電位となるように構成されている。同様に、２つの下部電極５１ｃ、５１ｄは、図示しない配線を介して互いに電気的に接続されていて、互いに同電位となるように構成されている。

上部電極５３Ｂ（可動電極）は、４つの可動部５３１Ｂと、下部電極５２Ｂに固定されている固定部５３２Ｂと、各可動部５３１Ｂと固定部５３２Ｂとを連結している連結部５３３Ｂと、を有している。

４つの可動部５３１Ｂは、前述した４つの下部電極５１に対応して設けられており、各可動部５３１Ｂは、対応する下部電極５１に対して間隔を隔てて対向している。すなわち、４つの可動部５３１Ｂは、固定部５３２Ｂを挟んで第１方向（図７（ｂ）中の左右方向）に沿って並んでいる２つの可動部５３１ａ、５３１ｂと、固定部５３２Ｂを挟んで第１方向に直交する第２方向（図７（ｂ）中の上下方向）に沿って並んでいる２つの可動部５３１ｃ、５３１ｄと、で構成されている。

このような上部電極５３Ｂの各可動部５３１Ｂの自由端側（固定部５３２Ｂとは反対側）の部分には、その厚さ方向に貫通する金属部５４が設けられている。この金属部５４は、可動部５３１Ｂの下部電極５１側の面から突出する凸部５４１を有している。

このように構成されたＭＥＭＳ構造体１Ｂでは、下部電極５１ａ、５１ｂと上部電極５３Ｂとの間に周期的に変化する第１電圧（交番電圧）が印加されるとともに、下部電極５１ｃ、５１ｄと上部電極５３Ｂとの間に位相が１８０°ずれている以外は第１電圧と同様の第２電圧が印加される。

すると、可動部５３１ａ、５３１ｂが下部電極５１ａ、５１ｂに対して接近する方向と離間する方向とに交互に変位して屈曲振動するとともに、可動部５３１ａ、５３１ｂとは逆相で、可動部５３１ｃ、５３１ｄが下部電極５１ｃ、５１ｄに対して接近する方向と離間する方向とに交互に変位して屈曲振動する。すなわち、可動部５３１ａ、５３１ｂが下部電極５１ａ、５１ｂに対して接近する方向に変位しているとき、可動部５３１ｃ、５３１ｄが下部電極５１ｃ、５１ｄに対して離間する方向に変位し、一方、可動部５３１ａ、５３１ｂが下部電極５１ａ、５１ｂに対して離間する方向に変位しているとき、可動部５３１ｃ、５３１ｄが下部電極５１ｃ、５１ｄに対して接近する方向に変位する。

このように可動部５３１ａ、５３１ｂと可動部５３１ｃ、５３１ｄとを逆相で振動させることにより、可動部５３１ａ、５３１ｂから固定部５３２Ｂに伝わる振動と、可動部５３１ｃ、５３１ｄから固定部５３２Ｂに伝わる振動とを互いに相殺させることができる。その結果、これらの振動が固定部５３２Ｂを介して外部に漏れること、いわゆる振動漏れを低減し、ＭＥＭＳ構造体１Ｂの振動効率を高めることができる。このように、ＭＥＭＳ構造体１Ｂは、可動部５３１Ｂの数が複数であることにより、可動部５３１Ｂから外部への振動漏れを低減することができる。

＜第４実施形態＞
次に、本発明の第４実施形態について説明する。
図８は、本発明のＭＥＭＳ構造体の第４実施形態を示す断面図である。

以下、本発明の第４実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。

第４実施形態は、ダイヤフラム部を備えている以外は、前述した第１実施形態と同様である。

図８に示すＭＥＭＳ構造体１Ｃは、圧力を検出可能に構成されている。このＭＥＭＳ構造体１Ｃは、第１実施形態のＭＥＭＳ構造体１において、基板２に代えて、ダイヤフラム部２０を有する基板２Ｃを備えている。

基板２Ｃは、半導体基板２１Ｃと、半導体基板２１Ｃの一方の面に設けられた絶縁膜２２と、絶縁膜２２上に設けられた絶縁膜２３と、絶縁膜２３上に設けられた導体層２４と、を有している。

この基板２Ｃには、周囲の部分よりも薄肉であり、受圧によって撓み変形するダイヤフラム部２０が設けられている。ダイヤフラム部２０は、半導体基板２１Ｃの下面に有底の凹部２１１を設けることで形成されている。このようなダイヤフラム部２０は、その下面が受圧面２１３となっている。なお、凹部２１１は、エッチングにより形成することができる。

本実施形態の基板２Ｃでは、凹部２１１が半導体基板２１Ｃを貫通しておらず、ダイヤフラム部２０が半導体基板２１Ｃの薄肉部分２１２、絶縁膜２２および絶縁膜２３の３層で構成されている。

このようなダイヤフラム部２０の受圧面２１３とは反対側の面上には、振動素子５が設けられている。本実施形態では、振動素子５は、平面視で、ダイヤフラム部２０の中央部に配置されている。

また、振動素子５を収納している空洞部Ｓは、ＭＥＭＳ構造体１Ｃが検出する圧力の基準値となる圧力基準室として機能する。空洞部Ｓを真空状態とすることによって、ＭＥＭＳ構造体１Ｃを、真空状態を基準として圧力を検出する「絶対圧センサー」として用いることができ、その利便性が向上する。

このような構成のＭＥＭＳ構造体１Ｃは、受圧面２１３に圧力が加わると、ダイヤフラム部２０が、空洞部Ｓ側に撓み変形する。その変形に伴って、上部電極５３の可動部５３１と下部電極５１との間のギャップ（離間距離）が変化する。

上部電極５３の可動部５３１と下部電極５１との間のギャップが変化すると、下部電極５１および上部電極５３で構成される振動系の共振周波数が変化するため、この共振周波数の変化から、受圧面２１３で受けた圧力の大きさ（絶対圧）を求めることができる。

２．電子機器
次いで、本発明のＭＥＭＳ構造体を備える電子機器（本発明の電子機器）について、図９〜図１１に基づき、詳細に説明する。

図９は、本発明の電子機器の第１例であるモバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピューターの構成を示す斜視図である。この図において、パーソナルコンピューター１１００は、キーボード１１０２を備えた本体部１１０４と、表示部２０００を備えた表示ユニット１１０６とにより構成され、表示ユニット１１０６は、本体部１１０４に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持されている。このようなパーソナルコンピューター１１００には、ＭＥＭＳ構造体１が内蔵されている。

図１０は、本発明の電子機器の第２例である携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成を示す斜視図である。この図において、携帯電話機１２００は、複数の操作ボタン１２０２、受話口１２０４および送話口１２０６を備え、操作ボタン１２０２と受話口１２０４との間には、表示部２０００が配置されている。このような携帯電話機１２００には、ＭＥＭＳ構造体１が内蔵されている。

図１１は、本発明の電子機器の第３例であるディジタルスチルカメラの構成を示す斜視図である。なお、この図には、外部機器との接続についても簡易的に示されている。ここで、通常のカメラは、被写体の光像により銀塩写真フィルムを感光するのに対し、ディジタルスチルカメラ１３００は、被写体の光像をＣＣＤ（Charge Coupled Device）などの撮像素子により光電変換して撮像信号（画像信号）を生成する。

ディジタルスチルカメラ１３００におけるケース（ボディー）１３０２の背面には、表示部が設けられ、ＣＣＤによる撮像信号に基づいて表示を行う構成になっており、表示部は、被写体を電子画像として表示するファインダーとして機能する。また、ケース１３０２の正面側（図中裏面側）には、光学レンズ（撮像光学系）やＣＣＤなどを含む受光ユニット１３０４が設けられている。

撮影者が表示部に表示された被写体像を確認し、シャッタボタン１３０６を押下すると、その時点におけるＣＣＤの撮像信号が、メモリー１３０８に転送・格納される。また、このディジタルスチルカメラ１３００においては、ケース１３０２の側面に、ビデオ信号出力端子１３１２と、データ通信用の入出力端子１３１４とが設けられている。そして、図示されるように、ビデオ信号出力端子１３１２にはテレビモニター１４３０が、デ−タ通信用の入出力端子１３１４にはパーソナルコンピューター１４４０が、それぞれ必要に応じて接続される。さらに、所定の操作により、メモリー１３０８に格納された撮像信号が、テレビモニター１４３０や、パーソナルコンピューター１４４０に出力される構成になっている。このようなディジタルスチルカメラ１３００には、ＭＥＭＳ構造体１が内蔵されている。
以上説明したような電子機器は、優れた信頼性を有する。

なお、本発明のＭＥＭＳ構造体を備える電子機器は、図９のパーソナルコンピューター（モバイル型パーソナルコンピューター）、図１０の携帯電話機、図１１のディジタルスチルカメラの他にも、例えば、インクジェット式吐出装置（例えばインクジェットプリンター）、ラップトップ型パーソナルコンピューター、テレビ、ビデオカメラ、ビデオテープレコーダー、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳（通信機能付も含む）、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニター、電子双眼鏡、ＰＯＳ端末、医療機器（例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電図計測装置、超音波診断装置、電子内視鏡）、魚群探知機、各種測定機器、計器類（例えば、車両、航空機、船舶の計器類）、フライトシミュレーター等に適用することができる。

３．移動体
図１２は、本発明の移動体の一例である自動車の構成を示す斜視図である。

この図において、移動体１５００は、車体１５０１と、４つの車輪１５０２とを有しており、車体１５０１に設けられた図示しない動力源（エンジン）によって車輪１５０２を回転させるように構成されている。このような移動体１５００には、ＭＥＭＳ構造体１が内蔵されている。

以上説明したような移動体は、優れた信頼性を有する。なお、本発明の移動体は、自動車に限定されず、例えば、航空機、船舶、オートバイ等の各種移動体に適用可能である。

以上、本発明のＭＥＭＳ構造体、電子機器および移動体を図示の各実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、他の任意の構成物が付加されていてもよい。

また、前述した実施形態では、固定電極の平面視における面積が、可動電極の可動部の面積よりも大きい場合について説明したが、固定電極の平面視における面積は、可動電極の可動部の面積と同じであってもよいし、可動電極の可動部の面積よりも小さくてもよい。

また、前述した実施形態では、振動素子の可動部が片持ち支持されている構成について説明したが、これに限定されず、可動部が両端固定されていてもよい。この場合、固定電極とのスティッキングを好適に低減する観点から、可動部の中央部に凸部を設けることが好ましい。

また、前述した実施形態では、固定電極に対する可動電極のスティッキング低減のための凸部を可動電極の固定電極側の面に設けた場合を例に説明したが、かかる凸部は、固定電極の可動電極側の面に設けてもよい。この場合、可動電極の凸部を省略してもよい。

また、前述した実施形態では、固定電極に対する可動電極のスティッキング低減のための凸部を可動電極の可動部の自由端側の部分に設けた場合を例に説明したが、かかる凸部は、可動部の固定端側に設けてもよい。この場合、可動部が固定電極側に変位した際に、可動部の自由端よりも先に凸部が、基板に固定された固定電極または他の構造体に接触するように構成することが好ましい。

また、前述した実施形態では、固定電極に対する可動電極のスティッキング低減のための凸部を平面視で固定電極と可動電極とが重なる領域内に配置した場合を例に説明したが、かかる凸部は、固定電極と可動電極とが重なる領域の外側に配置されていてもよい。この場合、可動部が固定電極側に変位した際に、可動部の自由端よりも先に凸部が、基板に固定された固定電極または他の構造体に接触するように構成することが好ましい。

また、前述した実施形態では、固定電極に対する可動電極のスティッキング低減のための凸部を金属で構成した場合を例に説明したが、かかる凸部の構成材料は、可動電極または固定電極の設計に応じて、金属以外の材料から、固定電極または可動電極と異なる材料を適宜選択してもよい。

また、前述した実施形態では、固定電極に対する可動電極のスティッキング低減のための凸部を有する金属部が可動部を貫通している場合を例に説明したが、これに限定されず、例えば、固定電極の可動電極側の面、または、可動電極の固定電極側の面に、金属部を局所的に固着させてもよい。

また、前述した実施形態では、固定電極および可動電極を成膜により形成した場合を例に説明したが、これに限定されず、例えば、基板をエッチングすることにより固定電極または可動電極を形成してもよい。

１‥‥ＭＥＭＳ構造体
１Ａ‥‥ＭＥＭＳ構造体
１Ｂ‥‥ＭＥＭＳ構造体
１Ｃ‥‥ＭＥＭＳ構造体
２‥‥基板
２Ｃ‥‥基板
５‥‥振動素子
５Ａ‥‥振動素子
５Ｂ‥‥振動素子
６‥‥積層構造体
２０‥‥ダイヤフラム部
２１‥‥半導体基板
２１Ｃ‥‥半導体基板
２２‥‥絶縁膜
２３‥‥絶縁膜
２４‥‥導体層
５１‥‥下部電極（固定電極）
５１ａ‥‥下部電極（固定電極）
５１ｂ‥‥下部電極（固定電極）
５１ｃ‥‥下部電極（固定電極）
５１ｄ‥‥下部電極（固定電極）
５２‥‥下部電極
５２Ｂ‥‥下部電極
５３‥‥上部電極（可動電極）
５３Ａ‥‥上部電極（可動電極）
５３Ｂ‥‥上部電極（可動電極）
５４‥‥金属部
５４Ａ‥‥金属部
６１‥‥層間絶縁膜
６２‥‥層間絶縁膜
６３‥‥配線層
６４‥‥層間絶縁膜
６５‥‥配線層
６６‥‥表面保護膜
６７‥‥封止層
７１‥‥導体膜（可動電極形成用膜）
７２‥‥犠牲層
７３‥‥導体膜
７４‥‥層間絶縁膜
７５‥‥層間絶縁膜
２１１‥‥凹部
２１２‥‥薄肉部分
２１３‥‥受圧面
５３１‥‥可動部
５３１Ａ‥‥可動部
５３１Ｂ‥‥可動部
５３１ａ‥‥可動部
５３１ｂ‥‥可動部
５３１ｃ‥‥可動部
５３１ｄ‥‥可動部
５３２‥‥固定部
５３２Ｂ‥‥固定部
５３３‥‥連結部
５３３Ｂ‥‥連結部
５３４‥‥貫通孔
５４１‥‥凸部
５４１Ａ‥‥凸部
６５１‥‥被覆層
６５２‥‥細孔
７２１‥‥開口
７２２‥‥凹部
７３１‥‥凹部
１１００‥‥パーソナルコンピューター
１１０２‥‥キーボード
１１０４‥‥本体部
１１０６‥‥表示ユニット
１２００‥‥携帯電話機
１２０２‥‥操作ボタン
１２０４‥‥受話口
１２０６‥‥送話口
１３００‥‥ディジタルスチルカメラ
１３０２‥‥ケース
１３０４‥‥受光ユニット
１３０６‥‥シャッタボタン
１３０８‥‥メモリー
１３１２‥‥ビデオ信号出力端子
１３１４‥‥入出力端子
１４３０‥‥テレビモニター
１４４０‥‥パーソナルコンピューター
１５００‥‥移動体
１５０１‥‥車体
１５０２‥‥車輪
２０００‥‥表示部
Ｓ‥‥空洞部

図６（ａ）に示すように、可動部５３１Ａの自由端側の部分には、その厚さ方向に貫通
する金属部５４Ａが設けられている。この金属部５４Ａは、可動部５３１Ａの下部電極５
１側の面から突出する凸部５４１Ａを有している。本実施形態では、図６（ｂ）に示すよ
うに、金属部５４Ａおよび凸部５４１Ａは、可動部５３１Ａの幅方向に沿って延びている形状をなしている。なお、金属部５４Ａは、金属部５４Ａが延在する方向に並ぶ複数の凸部を有していてもよい。

また、凸部５４１を構成している材料のヤング率は、下部電極５１を構成している材料
のヤング率よりも大きいことが好ましい。これにより、凸部５４１が下部電極５１と接触
しても変形しにくく、凸部５４１の変形による特性変化（例えば可動部５３１の振動特性
の変化）を低減することができる。なお、下部電極５１の可動部５３１側の面に凸部を設
ける場合、かかる凸部の構成材料のヤング率を可動部５３１の構成材料のヤング率よりも
大きくすればよい。

Claims (14)

1. 基板と、
   前記基板上に配置されている固定電極と、
   前記固定電極に対して離間して対向配置されている可動部を有する可動電極と、
   前記固定電極の前記可動部に対向している側の面、および、前記可動部の前記固定電極に対向している側の面のうちの少なくとも一方の面から突出していて、前記固定電極または前記可動部と異なる材料を含む凸部と、
   を備えることを特徴とするＭＥＭＳ構造体。
2. 前記凸部が金属を含んでいる請求項１に記載のＭＥＭＳ構造体。
3. 前記金属は、タングステンである請求項２に記載のＭＥＭＳ構造体。
4. 前記可動部を貫通していて前記金属を含んでいる金属部を備え、
   前記金属部の前記可動部から突出している部分が前記凸部を構成している請求項２または３に記載のＭＥＭＳ構造体。
5. 前記凸部を構成している材料の融点は、前記可動電極および前記固定電極のうちの少なくとも一方を構成している材料の融点よりも高い請求項１ないし４のいずれか１項に記載のＭＥＭＳ構造体。
6. 前記凸部を構成している材料のヤング率は、前記可動電極および前記固定電極のうちの少なくとも一方を構成している材料のヤング率よりも大きい請求項１ないし５のいずれか１項に記載のＭＥＭＳ構造体。
7. 前記凸部を構成している材料は、フッ酸を含むエッチング液に対する耐性を有する請求項１ないし６のいずれか１項に記載のＭＥＭＳ構造体。
8. 前記可動部の数が複数である請求項１ないし７のいずれか１項に記載のＭＥＭＳ構造体。
9. 前記可動部は、片持ち支持されており、
   前記凸部は、前記可動部の自由端側に配置されている請求項１ないし８のいずれか１項に記載のＭＥＭＳ構造体。
10. 前記固定電極と前記可動部とが並ぶ方向から見たときに、前記凸部は、前記固定電極と前記可動部とが重なる領域内に配置されている請求項１ないし９のいずれか１項に記載のＭＥＭＳ構造体。
11. 前記固定電極と前記可動部との間に周期的に変化する電界を生じさせて前記可動部を振動させる静電駆動型の振動子である請求項１ないし１０のいずれか１項に記載のＭＥＭＳ構造体。
12. 基板を準備する工程と、
    前記基板に固定電極形成用膜を形成する工程と、
    前記固定電極形成用膜上に犠牲層を形成する工程と、
    前記犠牲層上に可動電極形成用膜を形成する工程と、
    前記可動電極形成用膜の前記固定電極形成用膜側の面から突出する凸部を金属で形成する工程と、
    前記犠牲層をエッチングする工程と、
    を有することを特徴とするＭＥＭＳ構造体の製造方法。
13. 請求項１ないし１１のいずれか１項に記載のＭＥＭＳ構造体を備えることを特徴とする電子機器。
14. 請求項１ないし１１のいずれか１項に記載のＭＥＭＳ構造体を備えることを特徴とする移動体。

Images