JP2613760B2 - 半導体デバイスとその製造方法 - Google Patents

半導体デバイスとその製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、センサ及び電磁エネルギーの放射源の分野
における集積半導体デバイスに関する。
本発明のデバイスは、流速センサ、可燃性ガスセン
サ、湿度センサ及び圧力センサを含む分野に応用され
る。しかし、本発明はこれらの応用に限定されるもので
はない。
[従来の技術] これらのセンサに使用するデバイスとして、半導体基
板の表面に所定の形状のパターンを形成させ、その後に
基板をエッチングしてそのパターンの下側にくぼみを形
成させたものが知られている(特開昭57−178149)。こ
の従来例は、半導体表面にパターンを形成させてから、
その表面から異方性エッチングし、その後に等方性エッ
チングを行って半導体基板にくぼみを形成し、上述した
パターンがこのくぼみを横断するように形成させている
例が示されている。この例の場合、パターン形成位置周
辺を単に異方性エッチングするだけであるので所望の位
置に所望の形状のくぼみを形成する事は極めて困難であ
る。
[発明が解決しようとする課題] 本発明は、所望のパターンの下に所望の形状のくぼみ
を形成し、しかもそのくぼみの周辺形状が正確に形成さ
れるよう製造する方法とくぼみが正確に形成された半導
体デバイスとを提供することを目的とするものである。
[課題を解決するための手段] このような目的を達成するために、本発明の一実施態
様では、まず、半導体の結晶構造に対して所定の方向を
持つ前記第1表面を持つ半導体基板を用意し、その第1
表面に薄膜部材を形成する薄膜材料層を形成させる。こ
の薄膜部材は、後に形成するくぼみを横断するようにさ
れるものである。このように薄膜材料層を形成させてか
ら薄膜部材となる部分の一方の側縁を部分的な境界とし
て区画された第1開口部と、他方の側縁を部分的な境界
として区画された第2開口部とを薄膜材料層に形成さ
せ、その第1開口部と第2開口部から前記第1表面を露
出させることが特徴である。さらにこれらの開口部は、
所定の周辺形状とされることが特徴である。すなわち、
その一辺を前記の通り薄膜部材の側縁とし、その他の境
界形状は、3つの直角な頂角の頂点を持つ境界によって
構成され、第1及び第2開口部から異方性エッチングを
行ってくぼみを形成させるときにその所定の境界形状が
実質的にアンダーカットされない形状となるようにした
ことを特徴とするものである。
[作用] 本発明は、上記のようにくぼみを横断する薄膜部材の
両側に所定の形状の第1及び第2の開口部を形成させ、
その他の部分は薄膜材料層をそのままに残して異方性エ
ッチングを行うので、くぼみの形状を希望の形状とする
ことができる。また第1及び第2開口部の薄膜部材に沿
った周辺以外の周辺が異方性エッチングで実質的にアン
ダーカットされない方向を向いているので、くぼみの周
辺形状、すなわち薄膜材料層がオーバーハングを生ぜ
ず、正確となる。
このようにオーバーハングを生じないことは極めて重
要なことである。このオーバーハングは、半導体チップ
上のスペースを無駄にするだけでなく、取扱い中や処理
の際に破損されるからである。このオーバーハングを生
じた個所に万一金などの薄膜導体を形成させると、薄膜
導体がオーバーハングに応力を与え、欠落する恐れがあ
る。その場合、電気的開回路が生じるだけでなく、その
破片がくぼみを横断しているブリッジ構造の下に溜ま
り、機械的、熱的干渉を生じることがある。さらに、こ
のオーバーハングによって空気の流れが悪くなる。
本発明は上述したように、オーバーハングをなくすこ
とができるので、そのような問題を一掃できる。
また、第1開口部及び第2開口部の薄膜部材の側縁を
除く他の形状を3つの直角な頂角の頂点を有するものに
すれば、薄膜部材の下のくぼみの大きさを変えることな
く開口部を大きくできるので、大きな流量をブリッジの
下に導くことができ、流速、流量の計測感度をあげるこ
とができる。
[実施例] 上述のように、本発明の半導体デバイスは、種々の応
用に用いることができるが、ここでは、一部流速センサ
を例として実施例を説明する。しかしながら、本発明は
流速センサに限定されるものではない。
本発明のデバイスは、第1A図に示されるように薄膜部
材としてのブリッジ部材を一つのものとして良いが、第
1B図及び第1〜第5図に示すように複数のブリッジ部材
32、34を持っても良い。この場合には、両部材の間にス
リットが形成されることになる。
本実施例の構造は、ブリッジ部材の一部に、静電の、
熱電のさらには電熱の薄膜抵抗素子を含むのが一般的で
ある。
前記ブリッジ部材32、34は、半導体基板20の第1表面
36にエッチングにより形成させたくぼみ30を横断してお
り、両者の間にスリットが形成されている。このブリッ
ジ部材32、34は、所定の形状をしており、その両端部が
第1表面36に結合してくる。くぼみ30は、ブリッジ部材
の両側縁110、110A、110B、110Cに沿って開放されてい
る。単一のブリッジ部材の場合は、その両側縁に沿って
開放されるのは言うまでもない。
製造方法は、次のステップからなる。
結晶構造に対して所定の方向を持つ第1表面36を持つ
半導体基板20を用意する。
その第1表面36の上に薄膜材料層を形成する。前記薄
膜部材は、この薄膜材料層で形成される。
この薄膜材料層に第1及び第2の開口部82を形成して
第1表面36を露出させる。第1開口部の一つの境界は、
ブリッジ部材の一つの側縁110、110Cであり、第2開口
部の一つの境界はブリッジ部材の他の側縁110A、110Bで
ある。第1図の実施例においては、二つのブリッジ部材
の外側に形成される、側縁110Cおよび110に沿った開口
部をそれぞれ第1および第2開口部とし、単一のブリッ
ジ部材の場合は、そのブリッジ部材のいずれか側が第1
開口部でありその反対側が第2開口部である。これらの
開口部のブリッジ部材に沿わない他の境界111、113は、
異方性エッチングを行ったときにアンダーカットされな
い方向を向いている。これらの境界の方法は、(100)
面と[110]方向とを有するシリコンで半導体を形成さ
せた場合には[110]方向とそれに直角な方向である。
この第1図の実施例では、二つのブリッジ部材の左右
の前記第1開口部および第2の開口部を区画する他の境
界は、それぞれ前記薄膜部材の側縁につながる所定の境
界形状であって、この所定環境形状は、3つの直角な頂
角の頂点P1、P2、P3を持つ境界によって構成されてい
る。なお、2つのブリッジ部材の間には、スリットが形
成されている。また、第1A図及び第1B図の場合には、所
定境界形状は、一つの直角な頂点P2を持つ境界によって
構成されている。
このようにして薄膜材料層に第1及び第2開口部を形
成した後、第1及び第2開口部から露出した表面82に異
方性エッチング液を加えてエッチングを行う。境界111
及び113は、エッチングされずに、第1及び第2開口部8
2及びブリッジ部材32、34の下側のみがエッチングさ
れ、くぼみ32が所定の形状に形成される。そして、この
くぼみの境界は、正確に境界111及び113に沿いオーバー
ハングを生じることがない。
本発明による流速センサの実施例は、一対の薄膜熱セ
ンサ22、24、薄膜ヒータ26及びそれらが基板と接触しな
いように支持する基板20とからなる。熱センサ22、24
は、ヒータ26の互いに反対側に配置されている。基板20
は、シリコン基板を使用している。
この第1図の実施例では、前記薄膜部材の各側縁側に
形成される各くぼみの各頂点うちの中央の頂点P2を結ぶ
線CLは、前記薄膜部材上に形成される熱センサ22、24及
びヒータ26の中心線とほぼ一致するように配置されてい
る。この状態では、薄膜部材の側縁110Cは、線CLに対し
て正面を向き、第1及び第2開口部と薄膜部材の下に形
成されるくぼみは、上記線CLに対して対称となってい
る。このことは、第1A図及び第1B図の場合も同様であ
る。
流速センサは、薄膜熱センサとして機能する2個の同
等の温度検出抵抗グリッド(以下センサグリッドとい
う)22、24と、薄膜ヒータとして機能する中央に配置さ
れたヒータ抵抗グリッド(以下ヒータグリッドという)
26とを含む。
センサグリッド22、24及びヒータグリッド26は、Ni80
%、鉄20%の成分を持つパーマロイであることが望まし
い。
センサとヒータの各グリッドは、誘電体、例えば窒化
シリコンなどの薄膜層28、29によりカプセル封じされ、
一つの薄膜部材を形成する。
第1図の実施例の流速センサは、2個の薄膜部材32、
34からなる、薄膜部材32は、センサグリッド22を、薄膜
部材34は、センサグリッド24を有し、さらにそれぞれが
ヒータグリッド26の半分づつを含んでいる。この実施例
は、さらにセンサグリッド22、24と、ヒータグリッド26
とを取り囲む正確な形状寸法の空間を有する。この空間
は、窒化シリコンの薄膜にセンサーグリッド22、23とヒ
ータグリッド26を含む構造を基板20の第1表面36に形成
し、薄膜部材32、34を形成してその下側を前述のように
エッチングすることによって形成される。また、この第
1図の実施例では、くぼみを横切るように渡された薄膜
部材32、34の側縁を除く第1及び第2の開口部の他の境
界は、直角な方向に向いた境界111と113によって3つの
頂点を有する。
空気の流速センサとしての本発明のセンサの動作を第
1図を参照して説明する。
ヒータ抵抗グリッド26は、基板20の温度より100〜200
℃高い一定の平均温度で動作する。基板20の温度は、周
囲を流れる空気の温度とほぼ等しい。
ヒータグリッド26を周囲温度より200℃上昇させるに
要する電力は、極めて小さく、0.010W程度である。ヒー
タグリッド26からの熱伝導は、ほとんど空間30を含む周
囲空気を通るものである。
流速零の場合、センサグリッド22、24は、この熱伝導
によりヒータグリッド26の温度上昇の約60〜70%の平均
温度まで加熱される。
第1図の実施例では、センサグリッド22、24は、ヒー
タグリッド26に対し、正確に対称に配置されているの
で、それらの温度は等しく、その抵抗値にも差がない。
したがって、センサグリッド22、24を流れる0.1〜1.0mA
の微小電流による電圧の差が生じない。
空気がセンサグリッド22の方から流れる場合、上流に
あるセンサグリッド22からヒータグリッド26の方へ熱が
流れるので、センサグリッド22は、冷却される。一方、
ヒータグリッド26から下流にあるセンサグリッド24へは
熱が流れるので、センサグリッド24は、加熱される。そ
の結果、センサグリッド22、24の抵抗値に差が生じ、電
圧の差が生じる。この差異により空気流速の測定ができ
る。代表的な電圧の差は流速474m/min(1500ft/min)で
0.1Vである。
本動作例では、センサグリッド22、24は、上述の流れ
の条件下で温度分布変化が検出できるように定電流で駆
動されるが、他の駆動モードも可能である。
ヒータ、センサの構造の熱容量が極めて小さく、シリ
コン基板で支持されている窒化シリコンの熱絶縁が極め
て良いので、本流速センサの応答時間は、極めて短い。
応答時間は0.005秒が測定された。
本センサの実施例において、周囲温度は、半導体基板
20に埋め込まれた参照用抵抗38によって監視されてい
る。この参照用抵抗38は、グリッド22、24及び26と同様
に形成され、代表的には誘電体層28、29によりカプセル
封じされたパーマロイグリッドである。
誘電体層28、29の合計厚さは、0.8μmと非常に薄い
ので比較的良い熱伝導性を示し、グリッド22、24、26、
38から及びそれらへ層を通して良く熱を伝える。したが
って、基板20の第1表面36に直接誘電体で封じて取り付
けられた抵抗38は、基板の温度を容易に監視できる。ヒ
ータグリッド26が周囲温度より200℃引き上げられて
も、半導体基板の温度は、周囲温度の0.5℃以内にとど
まる。したがって、参照用抵抗38は、周囲温度に極めて
近い基板の温度に極めて近い温度を監視することにより
周囲空気有の温度を監視することができる。
上述のように、本センサの動作例では、ヒータグリッ
ド26は、周囲温度より一定温度高く、センサグリッド2
2、24は、定電流で動作させられ、センサグリッド22、2
4の温度変化は抵抗変化として検出される。第6図にこ
れらの機能を果たす回路が示されている。小さい回路が
ヒータ26の温度を制御するもので、大きい回路がセンサ
グリッド22、24の抵抗差に比例する出力電圧を供給す
る。
また、第1図に示されるセンサの第1及び第2開口部
の境界を定める、薄膜部材の側縁以外の形状は、3つの
直角な頂角の頂点を持つ境界によって構成されているた
め、第1A図あるいは第1B図に示される開口部の形状より
も大きな開口部を持つことになり、大きな流量をブリッ
ジ部材32、34の下に導くことができ、流速、流量の計測
感度をあげることができる。
図6に示されたヒータを制御する回路は、ホイートス
トンブリッジ46を用いてヒータグリッド26の温度を参照
抵抗38によって検出される周囲温度より一定温度上昇さ
せて維持する。ホイートストンブリッジ46は、その第1
枝にヒータ抵抗26及び抵抗40を、その第2枝に抵抗42、
参照用抵抗38及び抵抗44を有する。増幅器50からなる誤
差積分器がホイートストンブリッジ46へかかる電圧を変
化させ、その結果としてヒータ抵抗26で消費される電力
を変化させることによってブリッジ46の平衡を保つ。
下流センサ24と上流センサ22の抵抗値の差を検出する
回路は、増幅器72を含む定電流源52と増幅器68、70を含
む差動増幅器54を有する。定電流源は、第1枝に2個の
高抵抗56、58を持ち、第2枝に零調整用のポテンシオメ
ータ60と2個のセンサ抵抗22、24を持つホイートストン
ブリッジを駆動する。差動増幅器54の利得はポテンシオ
メータ62によって調整される。出力64は2個のセンサ抵
抗22、24の抵抗値の差に比例する電圧である。
増幅器50、66及び72は、それぞれLM423の1/4からな
る。増幅器68、70はそれぞれOP−10の1/2からなる。
上流のセンサ抵抗22の内側縁76は、ヒータグリッド26
の縁78に極めて接近している(例えば5〜10μm)。こ
のような距離の空気温度は、流速零の場合、内側縁76
は、ヒータグリッド26の縁78の温度に極めて近い。セン
サグリッド22、24がほぼ100μmの幅を持つので、セン
サグリッド22の外側縁80は、ヒータグリッド26の縁78か
ら約100μm以上離れている。このような距離の空気温
度は、流速零の場合、ヒータグリッド26の温度よりも周
囲空気流の温度及び基板20の温度に近い。
第1図に示されるように、開口部82の窒化シリコン層
がエッチングを容易にするために除去される。引き出し
線92を含む全体の幾何学的形状は、薄膜部材32、34の熱
導電性の対称性を確保するために対称的であることが望
ましい。引き出し線92は、センサ及びヒータグリッド2
2、24、26、38を電気的に接続するためにパッド領域90
に接続されている。
一例では、センサグリッド22、24は1200Ω、ヒータグ
リッド26は520Ωの抵抗値を持っている。この例では、
センサグリッド22、24の幅は、約100μmで長さが175μ
mである。前述のようにセンサグリッドとヒータグリッ
ドとの間は5〜10μmである。この寸法は、実際のデバ
イスで用いられたものであるが、これに限定されるもの
ではない。
第2図に示されるように、センサグリッド22、24は、
壁に囲まれたくぼみ30の境界の間に配置することができ
る。また第4図に示すように上流側の壁を除いたくぼみ
30Aに配置することができ、さらに第5図に示すように
下流側の壁を除いたくぼみ30AAに配置することもでき
る。第4図の例の場合、さらに図の線120のところで切
断して118の部分を除去しても良い。
本実施例のデバイスの製造方法についてさらに詳細に
説明する。
まず、第1表面36を有する(100)シリコンウエハ20
を用意する。この第1表面に窒化シリコン層29を形成す
る。代表的には、低圧ガス放出下における標準スパッタ
リング法により4000オングストロームの厚さとする。そ
の上に厚さ800オングストロームのニッケル80%、鉄20
%からなるパーマロイ層をスパッタリングで付着させ
る。適当なフォトマスク、フォトレジスト及びエッチン
グを用いてパターン化してパーマロイによる素子22、2
4、26、38を形成する。
さらに、厚さ4000オングストロームの窒化シリコンの
第2の層28でパーマロイを完全に被覆させる。これは各
素子の酸化を防止するためである。次に薄膜部材32、34
を形成させるように第1及び第2開口部82をエッチング
で形成する。すなわち、それらの開口部の窒化シリコン
を除去する。この開口部82の相対的な寸法は、主として
設計上の選択である。点線114は、薄膜部材32、34の下
の後にできるくぼみ30の形状である。
最後に、窒化シリコンにほとんど影響を与えない異方
性エッチング液を用いて、薄膜部材32、34の下のシリコ
ンを除去してくぼみ30を形成する。エッチング液として
は、KOH−イソプロピルアルコールが適当である。エッ
チングされたくぼみ30の斜面は、エッチング液に侵され
にくい(111)面及びその他の結晶面によって形成され
る。
くぼみの底面は、エッチング液に侵され易い(100)
面で、エッチング時間の調節でその深さを調節すること
ができる。本実施例の場合、薄膜部材32、34から125μ
mに調節されている。フッ素をドーピングした層を形成
させておいてくぼみの深さを制御することもできる。エ
ッチング時間の調整でくぼみの深さを約3μmまたは2
%の精度まで制御することができる。この精度で、薄膜
部材を囲む空間の熱伝導及び空気流の応答の正確な再現
性を得ることができる。
カンチレバー型または第3図に示すブリッジ型の薄膜
部材32、34の下側を効率よくアンダーカットするため
に、その部材の側縁110(第1図)またはその部材の軸
を基板20の[110]軸に対して零でない角度112の方向を
向くようにする。
上記実施例において、薄膜部材の形状は、直線状の側
縁を有しているが、必ずしも側縁は直線状とは限らな
い。そのような場合でもアンダーカットでき、しかも最
小時間でアンダーカットできる方向を持たせる形状を考
えることができる。
前記角度112を45゜とすれば最小時間でアンダーカッ
トすることができる。この零でない角度を持たせること
で第3図に示すようなブリッジ型のものをアンダーカッ
トすることができる。薄膜部材32、34が[110]方向を
向いていると、単一の処理ステップでこのようなアンダ
ーカットは不可能である。薄膜部材の側縁が[110]方
向を向いていると薄膜部材の縁に沿って(111)面がく
るのでアンダーカットができないからである。異方性エ
ッチングを用いずに等方性エッチングを用いるとくぼみ
の形状の再現性や精度が良くない。
前記角度112を45゜にすると、薄膜部材32、34の端部
を点線114のように丸く滑らかにして、二つの(111)面
が薄膜部材の下で交差するのは防ぐことができる。角度
112をほぼ45゜にするとともに、開口部82の残りの側
縁、すなわち薄膜部材32、34に沿った側縁以外の側縁11
1、113をほぼ[110]方向に平行(第1図、第1A図、第1
B図の側縁111)または直角(第1図、第1A図、第1B図の
側縁113)を向くようにすることが望ましい。
もし第1及び第2開口部82の形状の薄膜部材に沿った
側縁以外の側縁を上記のように[110]方向またはそれ
と直角方向を向くようにすると、誘電体層29の下の望ま
しくないアンダーカットを生じない。すなわち、くぼみ
30を形成するときに生じる唯一のアンダーカットを薄膜
部材の下にのみ生じさせ、くぼみの形状を正確に設定す
ることができる。くぼみ30の傾斜壁115はアンダーカッ
トに対する自然のエッチングストップである(111)面
によって形成される。この開口部82、すなわち、くぼみ
の形状は、主として設計上の選択の問題である。
第3図には、例えば第6図に示される回路を形成させ
る領域116が示されている。
実施例における薄膜部材32、34の代表的な寸法は、幅
0.13〜0.18mm(0.005〜0.007インチ)、長さ0.25〜0.51
mm(0.010〜0.020インチ)、厚さ0.8〜1.2μmである。
代表的なパーマロイによる素子22、24、26、38は、厚
さ800オングストローム(範囲としては800〜1600オング
ストローム)、成分ニッケル80%鉄20%、室温(例えば
20〜25℃)における抵抗値200〜2000Ωである。この素
子は、400℃まで温度が上昇すると抵抗値は約3倍にな
る。各グリッドの線幅は、約5μm、線間距離は約5μ
mである。
くぼみ30は薄膜部材と基板20との間、すなわち、くぼ
みの深さは、125μmであるが20〜250μmの範囲で適宜
変更し得る。半導体基板20の代表的な厚さは、0.20mm
(0.008インチ)である。
ヒータグリッド26の代表的な動作温度は、100〜200℃
であり、好ましい周囲温度より約160℃高い温度であ
る。25℃で抵抗値200〜1000Ωを持つヒータグリッド
は、数Vの電圧と2〜5mAの電流で、好ましい動作温度
となる電力消費量を得ることができる。
[発明の効果] 本発明の半導体デバイスとその製造方法によれば、第
1図に示されるセンサの第1及び第2開口部の境界を定
める、薄膜部材の側縁以外の形状と、3つの直角な頂角
の頂点を持つ境界によって構成することにより、第1A図
あるいは第1B図に示される開口部の形状よりも大きな開
口部を持つことになり、大きな流量をブリッジ部材32、
34の下に導くことができ、流速、流量の計測感度をあげ
ることができる。
当業者は、この特許請求の範囲内で実施例を工夫する
ことができるので、本発明は特許請求の範囲によっての
み限定されるべきである。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第5図は、本発明による流速センサの実施例を
示す図である。第6図は流速センサを動作させる回路を
示す図である。 22、24……センサグリッド、 26……ヒータグリッド、 28、29……薄膜材料層、 30、30A、30AA……くぼみ、 32、34……薄膜部材、 82……第1及び第2開口部 P1、P2、P3……直角な頂角の頂点 CL……中央の頂点を結ぶ線。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロバート・イー・ヒガシ アメリカ合衆国 55420 ミネソタ州 ブルーミングトン ニコレツト アベニ ユー.サウス10000 エーピーテイー212 (72)発明者 ロバート・ジー・ジヨンソン アメリカ合衆国 55343 ミネソタ州 ミネトンカ マーチサークル 12814 (56)参考文献 特開 昭57−178149(JP,A) 特開 昭60−142268(JP,A) IBM Technical Dis closure Bulletin,V ol.22,No.9,P.4176〜4177

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】半導体基板の第1表面をエッチングして形
    成したくぼみを横切るように渡された所定の形状の薄膜
    部材を有し、その薄膜部材は、前記所定の形状の第1及
    び第2端部を前記第1表面に結合し、前記くぼみは、前
    記薄膜部材の両側縁に沿って前記第1表面から開放され
    ている半導体デバイスの製造方法において、 (100)面、[110]方向および前記(100)面に平行な
    第1の表面を有する(100)シリコンからなる半導体基
    板を用意し、 前記薄膜部材を形成する薄膜材料層を前記第1表面の上
    に形成し、 前記薄膜材料層に前記薄膜部材の一方の側縁を部分的な
    境界として区画された第1開口部と、他方の側縁を部分
    的な境界として区画された第2開口部とを、前記薄膜部
    材が[110]方向と零でない角度を持つように形成させ
    てその第1開口部と第2開口部とから前記第1表面を露
    出させるにあたって、前記第1開口部及び第2開口部を
    区画する他の境界は、それぞれ[110]方向と[110]方
    向に直角な方向の線を含む3つの直角な頂角の頂点を持
    つ境界によって構成され、前記露出した第1及び第2開
    口部から異方性エッチングを行なって薄膜部材をアンダ
    ーカットして前記くぼみを形成することにより、[11
    0]方向および「110]方向に直角な方向の境界線に沿っ
    て前記薄膜材料層が実質的にアンダーカットされない形
    状の前記他の境界を持った前記くぼみを形成するように
    したことを特徴とする半導体デバイスの製造方法。
  2. 【請求項2】上記零でない角度はほぼ45度で、最大効率
    で薄膜部材をアンダーカットする特許請求の範囲第1項
    記載の半導体デバイスの製造方法。
  3. 【請求項3】半導体結晶構造に対して所定の方向を持つ
    第1表面を持ち、かつその表面からへこんだくぼみを形
    成させられる半導体基板と、 前記第1の表面の少なくとも一部を覆う薄膜材料層と、 所定の形状とされかつその第1及び第2端部を前記第1
    表面に結合させて前記くぼみを横切るように渡された前
    記薄膜材料層から構成される薄膜部材からなり、 前記くぼみは、前記薄膜部材の両側縁に沿って開放され
    ており、前記薄膜材料層に前記薄膜部材の一方の側縁を
    部分的な境界として区画された第1開口部と、他方の側
    縁を部分的な境界として区画された第2開口部とを形成
    させて、その第1開口部と第2開口部とから前記第1表
    面を露出させ、前記第1開口部及び第2開口部を区画す
    る他の境界は、それぞれ前記薄膜部材の側縁につながる
    所定の境界形状とし、この所定の境界形状は、3つの直
    角な頂角の頂点を持つ境界によって構成され、前記くぼ
    みの形状は、前記第1及び第2開口部からの異方性エッ
    チングにより画定された実質的にアンダーカットされな
    い前記他の境界を持った形状であることを特徴とする半
    導体デバイス。
  4. 【請求項4】半導体基板の第1表面をエッチングして形
    成したくぼみを横切るように渡された所定の形状の薄膜
    部材を有し、その薄膜部材は、前記所定の形状の第1及
    び第2端部を前記第1表面に結合し、前記くぼみは、前
    記薄膜部材の両側縁に沿って前記第1表面から開放され
    ている半導体デバイスであって、 (100)面、[110]方向および前記(100)面に平行な
    第1表面を有し、その第1表面からへこんだくぼみを有
    する(100)シリコンからなる半導体基板と、 前記第1表面の少なくとも一部を覆う薄膜材料層と、 所定の形状とされ、かつその第1及び第2端部を前記第
    1表面に結合させ、その所定の形状が[110]方向に対
    して零でない方向を向くように前記くぼみを横切って渡
    された前記薄膜材料層から構成された薄膜部材とからな
    り、 前記くぼみは、前記薄膜部材の両側縁に沿って開放され
    ており、前記薄膜材料層に前記薄膜部材の一方の側縁を
    部分的な境界として区画された第1開口部と、他方の側
    縁を部分的な境界として区画された第2開口部とを前記
    薄膜部材が[110]方向と零でない角度を持つように形
    成させてその第1開口部と第2開口部とから前記第1表
    面を露出させるにあたって、前記第1開口部及び第2開
    口部を区画する他の境界は、それぞれ[110]方向と[1
    10]方向に直角な方向の境界線を含む3つの直角な頂角
    の頂点を持つ境界によって構成され、前記くぼみの形状
    は、前記第1及び第2開口部からの異方性エッチングに
    より画定された実質的にアンダーカットされない前記他
    の境界を持った形状であることを特徴とする半導体デバ
    イス。
  5. 【請求項5】上記零でない角度はほぼ45度で、最大効率
    で薄膜部材をアンダーカットする特許請求の範囲第4項
    記載の半導体デバイス。
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