JP3347203B2 - 微細空洞形成方法及び微細空洞を有する微小装置 - Google Patents
微細空洞形成方法及び微細空洞を有する微小装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、微細空洞を形成する基
板の加工技術に関し、特にシリコン基板に微細な空洞を
形成する加工技術に関する。
板の加工技術に関し、特にシリコン基板に微細な空洞を
形成する加工技術に関する。
【０００２】シリコン基板中に形成された微細空洞は、
マイクロマシン、微小圧力計、微細真空管等に応用する
ことが可能である。特に、シリコン基板に集積回路を形
成する半導体プロセス技術と組み合わせることにより、
微細空洞と同一基板上に電子回路を形成することが可能
であり、その応用分野は広い。
マイクロマシン、微小圧力計、微細真空管等に応用する
ことが可能である。特に、シリコン基板に集積回路を形
成する半導体プロセス技術と組み合わせることにより、
微細空洞と同一基板上に電子回路を形成することが可能
であり、その応用分野は広い。
【０００３】
【従来の技術】従来、シリコン基板の加工技術として
は、基板表面に対して垂直方向にのみエッチングするＲ
ＩＥ等の異方性エッチング、結晶の面指数によってエッ
チング速度が異なることを利用したＫＯＨ水溶液等によ
る異方性エッチング等が知られている。
は、基板表面に対して垂直方向にのみエッチングするＲ
ＩＥ等の異方性エッチング、結晶の面指数によってエッ
チング速度が異なることを利用したＫＯＨ水溶液等によ
る異方性エッチング等が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】シリコン基板の加工技
術、特に微細加工技術は非常に進んでいるが、新たな加
工技術の提供により、さらにシリコン基板の応用分野を
広げることができる。
術、特に微細加工技術は非常に進んでいるが、新たな加
工技術の提供により、さらにシリコン基板の応用分野を
広げることができる。
【０００５】本発明の目的は、シリコン基板に微細な空
洞を制御性よく形成することができる加工技術を提供す
ることである。
洞を制御性よく形成することができる加工技術を提供す
ることである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の微細空洞形成方
法は、基板表面の少なくとも一部に多数の微細孔を有す
る多孔質膜を形成する多孔質膜形成工程と、前記多孔質
膜の所定領域に含まれる微細孔を通して前記基板をエッ
チングし、前記多孔質膜の少なくとも前記所定領域の下
に空洞を形成する基板エッチング工程と、少なくとも前
記多孔質膜上に前記微細孔を塞ぐように上層膜を形成す
る工程とを含み、前記多孔質膜形成工程の前に、さら
に、前記基板表面に所定の厚さの下層薄膜を形成する下
層薄膜形成工程と、前記下層薄膜の前記所定領域に、前
記基板表面を露出させるように開口を形成する開口形成
工程とを含み、前記多孔質膜形成工程は、前記開口の底
面に露出した前記基板表面に自然酸化膜を形成する。
法は、基板表面の少なくとも一部に多数の微細孔を有す
る多孔質膜を形成する多孔質膜形成工程と、前記多孔質
膜の所定領域に含まれる微細孔を通して前記基板をエッ
チングし、前記多孔質膜の少なくとも前記所定領域の下
に空洞を形成する基板エッチング工程と、少なくとも前
記多孔質膜上に前記微細孔を塞ぐように上層膜を形成す
る工程とを含み、前記多孔質膜形成工程の前に、さら
に、前記基板表面に所定の厚さの下層薄膜を形成する下
層薄膜形成工程と、前記下層薄膜の前記所定領域に、前
記基板表面を露出させるように開口を形成する開口形成
工程とを含み、前記多孔質膜形成工程は、前記開口の底
面に露出した前記基板表面に自然酸化膜を形成する。
【０００７】
【０００８】
【０００９】
【００１０】
【００１１】
【００１２】
【作用】自然酸化膜を通して基板をエッチングすること
により、自然酸化膜をそのまま残して、その下に空洞を
形成することができる。自然酸化膜は空洞の蓋をするよ
うに残される。
により、自然酸化膜をそのまま残して、その下に空洞を
形成することができる。自然酸化膜は空洞の蓋をするよ
うに残される。
【００１３】自然酸化膜上に上層膜を堆積すると、当初
は自然酸化膜の微細孔を通過して空洞内にも堆積する。
しかし、自然酸化膜上に堆積した上層膜は横方向にも成
長するため、最終的には微細孔を塞ぐ。微細孔が塞がれ
た後は、空洞内には堆積しないため、自然酸化膜と上層
膜とによって蓋をされた空洞を形成することができる。
は自然酸化膜の微細孔を通過して空洞内にも堆積する。
しかし、自然酸化膜上に堆積した上層膜は横方向にも成
長するため、最終的には微細孔を塞ぐ。微細孔が塞がれ
た後は、空洞内には堆積しないため、自然酸化膜と上層
膜とによって蓋をされた空洞を形成することができる。
【００１４】
【００１５】
【００１６】
【実施例】図１を参照して本発明の第１の実施例につい
て説明する。図１（Ａ）に示すように、シリコン基板１
の表面に、ドライ酸素雰囲気中１０００℃で厚さ約３０
０ｎｍのＳｉＯ2 膜２を形成する。ＳｉＯ2 膜２の表面
にレジスト膜３を塗布する。レジスト膜３にフォトリソ
グラフィにより、所定の開口４を設ける。
て説明する。図１（Ａ）に示すように、シリコン基板１
の表面に、ドライ酸素雰囲気中１０００℃で厚さ約３０
０ｎｍのＳｉＯ2 膜２を形成する。ＳｉＯ2 膜２の表面
にレジスト膜３を塗布する。レジスト膜３にフォトリソ
グラフィにより、所定の開口４を設ける。
【００１７】図１（Ｂ）に示すように、リアクティブイ
オンエッチング（ＲＩＥ）によって、レジスト膜３をマ
スクとしてＳｉＯ2 膜２を選択的にエッチングする。Ｓ
ｉＯ 2 膜２のエッチングにより、開口４の底面にシリコ
ン基板１の表面が露出する。
オンエッチング（ＲＩＥ）によって、レジスト膜３をマ
スクとしてＳｉＯ2 膜２を選択的にエッチングする。Ｓ
ｉＯ 2 膜２のエッチングにより、開口４の底面にシリコ
ン基板１の表面が露出する。
【００１８】図１（Ｃ）に示すように、レジスト膜３を
取り除き、アンモニア−過酸化水素溶液及び硝酸で基板
を洗浄する。基板洗浄することにより、シリコン基板１
表面の露出した部分には、自然酸化膜５が形成される。
自然酸化膜５の膜厚をＸＰＳ（X-ray photoelectron sp
ectroscopy）で測定した結果、８〜１０Å程度であっ
た。
取り除き、アンモニア−過酸化水素溶液及び硝酸で基板
を洗浄する。基板洗浄することにより、シリコン基板１
表面の露出した部分には、自然酸化膜５が形成される。
自然酸化膜５の膜厚をＸＰＳ（X-ray photoelectron sp
ectroscopy）で測定した結果、８〜１０Å程度であっ
た。
【００１９】なお、自然酸化膜の形成には、濃硫酸、濃
硝酸、過酸化水素、過酸化水素と酸もしくはアンモニア
との混合液、またはこれらと純水との混合液、または長
時間の純水中浸漬等のシリコン表面を酸化させる作用を
有する薬品中で処理してもよい。または、酸素を含む純
水中に１０分間程度浸漬しておいてもよい。もしくは、
室温〜７５０℃の温度で、酸素、オゾン等酸化性を有す
るガスまたは蒸気にさらしてもよい。
硝酸、過酸化水素、過酸化水素と酸もしくはアンモニア
との混合液、またはこれらと純水との混合液、または長
時間の純水中浸漬等のシリコン表面を酸化させる作用を
有する薬品中で処理してもよい。または、酸素を含む純
水中に１０分間程度浸漬しておいてもよい。もしくは、
室温〜７５０℃の温度で、酸素、オゾン等酸化性を有す
るガスまたは蒸気にさらしてもよい。
【００２０】このように形成した自然酸化膜は、微細な
島状にシリコン基板表面が露出しているか、またはＳｉ
−Ｓｉ結合もしくはＳｉ−Ｈ結合が密な部分が微細な島
状に存在する不完全なＳｉＯ2 膜である。本明細書で
は、８００℃以上の熱酸化による完全な酸化膜以外の不
完全な酸化膜を自然酸化膜と呼ぶ。
島状にシリコン基板表面が露出しているか、またはＳｉ
−Ｓｉ結合もしくはＳｉ−Ｈ結合が密な部分が微細な島
状に存在する不完全なＳｉＯ2 膜である。本明細書で
は、８００℃以上の熱酸化による完全な酸化膜以外の不
完全な酸化膜を自然酸化膜と呼ぶ。
【００２１】図１（Ｄ）に示すように、塩素雰囲気中
で、圧力２０Ｔｏｒｒ、温度４５０℃で１５分間、２５
０〜４５０ｎｍの波長を有する紫外線を２０ｍＷ／ｃｍ
2 の強度で照射しながらエッチングを行う。塩素は、Ｓ
ｉＯ2 をほとんどエッチングせず、シリコン基板のみを
エッチングする。このため、自然酸化膜５中に微細な島
状に存在するＳｉＯ2 膜の不完全な部分からエッチング
が進行し、アンダーエッチにより、自然酸化膜５の下部
のシリコン基板１をエッチングする。
で、圧力２０Ｔｏｒｒ、温度４５０℃で１５分間、２５
０〜４５０ｎｍの波長を有する紫外線を２０ｍＷ／ｃｍ
2 の強度で照射しながらエッチングを行う。塩素は、Ｓ
ｉＯ2 をほとんどエッチングせず、シリコン基板のみを
エッチングする。このため、自然酸化膜５中に微細な島
状に存在するＳｉＯ2 膜の不完全な部分からエッチング
が進行し、アンダーエッチにより、自然酸化膜５の下部
のシリコン基板１をエッチングする。
【００２２】このようにして、開口４の下部に、島状に
多数の微細孔を有する自然酸化膜５によって蓋をされた
空洞６が形成される。塩素は、シリコン単結晶の（１１
１）面をほとんどエッチングしないため、空洞６の内面
には（１１１）面が露出する。例えば、（１００）面の
シリコン基板の場合には、空洞６は四角錐状になる。
多数の微細孔を有する自然酸化膜５によって蓋をされた
空洞６が形成される。塩素は、シリコン単結晶の（１１
１）面をほとんどエッチングしないため、空洞６の内面
には（１１１）面が露出する。例えば、（１００）面の
シリコン基板の場合には、空洞６は四角錐状になる。
【００２３】なお、自然酸化膜５の機械的強度の問題か
ら、図１（Ｂ）の工程で形成する開口４の大きさは、開
口４が一方向に長い場合はその幅が２μｍ以下であるこ
とが好ましい。または、直径約３μｍの円に内包される
大きさであることが好ましい。
ら、図１（Ｂ）の工程で形成する開口４の大きさは、開
口４が一方向に長い場合はその幅が２μｍ以下であるこ
とが好ましい。または、直径約３μｍの円に内包される
大きさであることが好ましい。
【００２４】図１（Ｅ）に示すように、基板表面にＣＶ
Ｄで厚さ２００ｎｍのＳｉＯ2 膜７を堆積する。ＳｉＯ
2 膜７の堆積中、当初は自然酸化膜５の孔から原料分子
が空洞６内に進入し空洞６の内面にＳｉＯ2 膜が堆積す
るであろうが、同時に自然酸化膜５上にもＳｉＯ2 膜が
堆積する。自然酸化膜５上にＳｉＯ2 膜が堆積すると、
その側方にもＳｉＯ2 膜が成長し、自然酸化膜５の孔を
塞ぐ。なお、ＳｉＯ2膜７の堆積には、スパッタ、蒸着
等を使用してもよい。
Ｄで厚さ２００ｎｍのＳｉＯ2 膜７を堆積する。ＳｉＯ
2 膜７の堆積中、当初は自然酸化膜５の孔から原料分子
が空洞６内に進入し空洞６の内面にＳｉＯ2 膜が堆積す
るであろうが、同時に自然酸化膜５上にもＳｉＯ2 膜が
堆積する。自然酸化膜５上にＳｉＯ2 膜が堆積すると、
その側方にもＳｉＯ2 膜が成長し、自然酸化膜５の孔を
塞ぐ。なお、ＳｉＯ2膜７の堆積には、スパッタ、蒸着
等を使用してもよい。
【００２５】自然酸化膜５中の微細孔が塞がれた後は、
空洞６内にはＳｉＯ2 膜が成長せず、ＳｉＯ2 膜７によ
って密閉された空洞が形成される。上記実施例では、シ
リコン基板１の塩素によるエッチングのマスクとしてＳ
ｉＯ2 膜を使用する場合について説明したが、塩素によ
ってエッチングされない物質であればその他のものでも
よい。
空洞６内にはＳｉＯ2 膜が成長せず、ＳｉＯ2 膜７によ
って密閉された空洞が形成される。上記実施例では、シ
リコン基板１の塩素によるエッチングのマスクとしてＳ
ｉＯ2 膜を使用する場合について説明したが、塩素によ
ってエッチングされない物質であればその他のものでも
よい。
【００２６】また、シリコンのエッチングガスは、シリ
コンをエッチングし、ＳｉＯ2 をエッチングしないもの
であれば塩素以外のガスでもよい。例えば、ＨＣｌ、Ｂ
ｒ2、ＨＢｒ等のガスでもよい。
コンをエッチングし、ＳｉＯ2 をエッチングしないもの
であれば塩素以外のガスでもよい。例えば、ＨＣｌ、Ｂ
ｒ2、ＨＢｒ等のガスでもよい。
【００２７】図２を参照して、本発明の第２の実施例に
ついて説明する。図２（Ａ）に示すように、シリコン基
板１表面に、ＣＶＤにより厚さ５００ｎｍのポリシリコ
ン層１０を堆積する。図１（Ａ）〜図１（Ｃ）の工程と
同様に、ポリシリコン層１０を選択的にエッチングして
所定のパターンを形成し、露出したシリコン基板１表面
に自然酸化膜５を形成する。
ついて説明する。図２（Ａ）に示すように、シリコン基
板１表面に、ＣＶＤにより厚さ５００ｎｍのポリシリコ
ン層１０を堆積する。図１（Ａ）〜図１（Ｃ）の工程と
同様に、ポリシリコン層１０を選択的にエッチングして
所定のパターンを形成し、露出したシリコン基板１表面
に自然酸化膜５を形成する。
【００２８】図２（Ｂ）に示すように、塩素雰囲気中で
１分間エッチングを行う。塩素によってポリシリコン層
１０がエッチングされるが、１分間のエッチングであれ
ば、全てエッチングされることはなく、一部のポリシリ
コンが残る。また、自然酸化膜５の下部には、図１
（Ｄ）の工程と同様に、空洞６が形成される。
１分間エッチングを行う。塩素によってポリシリコン層
１０がエッチングされるが、１分間のエッチングであれ
ば、全てエッチングされることはなく、一部のポリシリ
コンが残る。また、自然酸化膜５の下部には、図１
（Ｄ）の工程と同様に、空洞６が形成される。
【００２９】このように、十分な厚さのマスクを形成し
ておくことにより、シリコン基板エッチング時のマスク
として塩素によってエッチングされるものを使用するこ
ともできる。
ておくことにより、シリコン基板エッチング時のマスク
として塩素によってエッチングされるものを使用するこ
ともできる。
【００３０】図３を参照して本発明の第３の実施例につ
いて説明する。図３（Ａ）に示すように、図１（Ａ）〜
図１（Ｂ）の工程と同様にシリコン基板１表面に開口４
を有するＳｉＯ2 膜２、レジスト膜３を形成する。レジ
スト膜３及びＳｉＯ2 膜２をマスクとして、リン、砒素
等のＶ族の不純物をシリコン基板１にイオン注入し、ｎ
+ 型領域１ａを形成する。なお、ＳｉＯ2 膜２をマスク
として熱拡散によって、ｎ+ 型領域を形成してもよい。
いて説明する。図３（Ａ）に示すように、図１（Ａ）〜
図１（Ｂ）の工程と同様にシリコン基板１表面に開口４
を有するＳｉＯ2 膜２、レジスト膜３を形成する。レジ
スト膜３及びＳｉＯ2 膜２をマスクとして、リン、砒素
等のＶ族の不純物をシリコン基板１にイオン注入し、ｎ
+ 型領域１ａを形成する。なお、ＳｉＯ2 膜２をマスク
として熱拡散によって、ｎ+ 型領域を形成してもよい。
【００３１】図３（Ｂ）に示すように、レジスト膜３を
除去し、図１（Ｃ）〜図１（Ｄ）の工程と同様に自然酸
化膜５を形成し、塩素雰囲気中でシリコン基板１をエッ
チングする。塩素はｎ+ 型のシリコンとよく反応し、ｎ
+ 型領域のエッチング速度が速い。このエッチング速度
の差を利用して、ほぼｎ+ 型領域１ａのみをエッチング
することができる。
除去し、図１（Ｃ）〜図１（Ｄ）の工程と同様に自然酸
化膜５を形成し、塩素雰囲気中でシリコン基板１をエッ
チングする。塩素はｎ+ 型のシリコンとよく反応し、ｎ
+ 型領域のエッチング速度が速い。このエッチング速度
の差を利用して、ほぼｎ+ 型領域１ａのみをエッチング
することができる。
【００３２】図３（Ｃ）に示すように、図１（Ｅ）の工
程と同様に基板上にＳｉＯ2 膜７を堆積する。このよう
にして、ｎ+ 型領域であった部分に空洞６が形成され
る。上記第３の実施例では、ｎ+ 型領域１ａを形成する
ためのマスク及びシリコン基板１をエッチングするため
のマスクとして、共にＳｉＯ2 膜２を使用したが、異な
るマスクを使用してもよい。ＳｉＯ2 膜２を形成する前
に他のＳｉＯ2 膜を形成し、このＳｉＯ2 膜をマスクと
して所定の領域にｎ+ 型領域１ａを形成する。ｎ+ 型領
域形成のためのＳｉＯ2 膜を除去した後、ＳｉＯ2 膜２
を形成し図３（Ａ）〜図３（Ｃ）の工程を行う。
程と同様に基板上にＳｉＯ2 膜７を堆積する。このよう
にして、ｎ+ 型領域であった部分に空洞６が形成され
る。上記第３の実施例では、ｎ+ 型領域１ａを形成する
ためのマスク及びシリコン基板１をエッチングするため
のマスクとして、共にＳｉＯ2 膜２を使用したが、異な
るマスクを使用してもよい。ＳｉＯ2 膜２を形成する前
に他のＳｉＯ2 膜を形成し、このＳｉＯ2 膜をマスクと
して所定の領域にｎ+ 型領域１ａを形成する。ｎ+ 型領
域形成のためのＳｉＯ2 膜を除去した後、ＳｉＯ2 膜２
を形成し図３（Ａ）〜図３（Ｃ）の工程を行う。
【００３３】ｎ+ 型領域１ａの形成とシリコン基板１の
エッチングのために共通のマスクを使用すると、自然酸
化膜５の機械的強度の問題から、幅が約２μｍ以上の空
洞を形成することは困難である。しかし、異なるマスク
を使用することにより、ｎ+型領域１ａを、幅２μｍ以
上に形成することができる。
エッチングのために共通のマスクを使用すると、自然酸
化膜５の機械的強度の問題から、幅が約２μｍ以上の空
洞を形成することは困難である。しかし、異なるマスク
を使用することにより、ｎ+型領域１ａを、幅２μｍ以
上に形成することができる。
【００３４】図３（Ｂ）の工程で、自然酸化膜５の孔を
通してｎ+ 型領域１ａがエッチングされる際に、横方向
にもエッチングが進む。このため、自然酸化膜５の幅が
２μｍ以下であっても、ｎ+ 型領域１ａを大きく形成し
ておくことにより、幅２μｍ以上の空洞を形成すること
ができる。この場合、空洞６の開口部の一部は、自然酸
化膜５よりも厚いＳｉＯ2 膜２によって蓋がされている
ため、十分な機械的強度を保つことができる。
通してｎ+ 型領域１ａがエッチングされる際に、横方向
にもエッチングが進む。このため、自然酸化膜５の幅が
２μｍ以下であっても、ｎ+ 型領域１ａを大きく形成し
ておくことにより、幅２μｍ以上の空洞を形成すること
ができる。この場合、空洞６の開口部の一部は、自然酸
化膜５よりも厚いＳｉＯ2 膜２によって蓋がされている
ため、十分な機械的強度を保つことができる。
【００３５】図４を参照して本発明の第４の実施例につ
いて説明する。図４（Ａ）に示すように、図１（Ｄ）の
工程でシリコン基板１をエッチングする際に、紫外線光
源１５から波長２５０ｎｍ〜４５０ｎｍの紫外線１６を
基板表面に照射する。塩素分子は波長２５０ｎｍ〜４５
０ｎｍの紫外線によって励起させられ、塩素ラジカルが
発生する。塩素ラジカルでシリコン基板１をエッチング
することにより、エッチング速度を増加させることがで
きる。また、紫外線の強度等を制御することにより、エ
ッチング速度の制御性を向上することができる。
いて説明する。図４（Ａ）に示すように、図１（Ｄ）の
工程でシリコン基板１をエッチングする際に、紫外線光
源１５から波長２５０ｎｍ〜４５０ｎｍの紫外線１６を
基板表面に照射する。塩素分子は波長２５０ｎｍ〜４５
０ｎｍの紫外線によって励起させられ、塩素ラジカルが
発生する。塩素ラジカルでシリコン基板１をエッチング
することにより、エッチング速度を増加させることがで
きる。また、紫外線の強度等を制御することにより、エ
ッチング速度の制御性を向上することができる。
【００３６】図４（Ｂ）に示すように、マイクロ波プラ
ズマ発生装置１７を通して、塩素プラズマを発生し、プ
ラズマのダウンフローを利用してシリコン基板１をエッ
チングしてもよい。プラズマの発生には、２．４５ＧＨ
ｚのマイクロ波等を使用することができる。
ズマ発生装置１７を通して、塩素プラズマを発生し、プ
ラズマのダウンフローを利用してシリコン基板１をエッ
チングしてもよい。プラズマの発生には、２．４５ＧＨ
ｚのマイクロ波等を使用することができる。
【００３７】図５を参照して、本発明の第５の実施例に
ついて説明する。図５（Ａ）に示すように、ガラス基板
２０上に、厚さ約５００ｎｍのポリシリコン層２１を形
成する。ポリシリコン層２１の表面にレジスト膜２２を
塗布し、フォトリソグラフィによりレジスト膜に所定の
パターンを形成する。
ついて説明する。図５（Ａ）に示すように、ガラス基板
２０上に、厚さ約５００ｎｍのポリシリコン層２１を形
成する。ポリシリコン層２１の表面にレジスト膜２２を
塗布し、フォトリソグラフィによりレジスト膜に所定の
パターンを形成する。
【００３８】図５（Ｂ）に示すように、レジスト膜２２
をマスクとしてポリシリコン層２１をエッチングし、所
定パターンのポリシリコン領域２１ａを形成する。レジ
スト膜２２を除去した後、ＣＶＤにより、ポリシリコン
層２１と等しい膜厚またはそれ以上の膜厚を有するＳｉ
Ｏ2 膜２３を堆積する。ＣＶＤにより膜を堆積すると、
膜はほぼ等方的に成長する。このため、ポリシリコン領
域２１ａの側面にもＳｉＯ2 膜２３が成長する。
をマスクとしてポリシリコン層２１をエッチングし、所
定パターンのポリシリコン領域２１ａを形成する。レジ
スト膜２２を除去した後、ＣＶＤにより、ポリシリコン
層２１と等しい膜厚またはそれ以上の膜厚を有するＳｉ
Ｏ2 膜２３を堆積する。ＣＶＤにより膜を堆積すると、
膜はほぼ等方的に成長する。このため、ポリシリコン領
域２１ａの側面にもＳｉＯ2 膜２３が成長する。
【００３９】図５（Ｃ）に示すように、ＳｉＯ2 膜２３
を堆積した膜厚分ＲＩＥによりエッチングする。ＲＩＥ
でエッチングすると、基板表面に対してほぼ垂直な方向
にのみエッチングされるため、ポリシリコン領域２１ａ
の側面にＳｉＯ2 の側壁保護膜２３ａが残される。
を堆積した膜厚分ＲＩＥによりエッチングする。ＲＩＥ
でエッチングすると、基板表面に対してほぼ垂直な方向
にのみエッチングされるため、ポリシリコン領域２１ａ
の側面にＳｉＯ2 の側壁保護膜２３ａが残される。
【００４０】次に、図１（Ｃ）の工程と同様にポリシリ
コン領域２１ａの表面に自然酸化膜２４を形成する。こ
のとき、ポリシリコン領域２１ａ表面はＲＩＥによりダ
メージを受けている。このダメージを除去するために、
自然酸化膜２４形成前に、ポリシリコン領域２１ａの表
面を薄く酸化して弗酸を含むエッチャントで薄い酸化膜
をエッチングしてもよい。または、ダメージを与えない
エッチングによりポリシリコン領域２１ａの表面を薄く
エッチングしておいてもよい。
コン領域２１ａの表面に自然酸化膜２４を形成する。こ
のとき、ポリシリコン領域２１ａ表面はＲＩＥによりダ
メージを受けている。このダメージを除去するために、
自然酸化膜２４形成前に、ポリシリコン領域２１ａの表
面を薄く酸化して弗酸を含むエッチャントで薄い酸化膜
をエッチングしてもよい。または、ダメージを与えない
エッチングによりポリシリコン領域２１ａの表面を薄く
エッチングしておいてもよい。
【００４１】図５（Ｄ）に示すように、図１（Ｄ）の工
程と同様の方法により、塩素雰囲気中で、自然酸化膜２
４を介してポリシリコン領域２１ａをエッチングする。
自然酸化膜２４は、側壁保護膜２３ａで支えられて元の
位置に残る。
程と同様の方法により、塩素雰囲気中で、自然酸化膜２
４を介してポリシリコン領域２１ａをエッチングする。
自然酸化膜２４は、側壁保護膜２３ａで支えられて元の
位置に残る。
【００４２】図５（Ｅ）に示すように、基板上にＣＶＤ
によりＳｉＯ2 膜２５を堆積する。自然酸化膜２４上に
堆積したＳｉＯ2 膜２５が、自然酸化膜２４の微細孔を
塞ぐため、ガラス基板２０、側壁保護膜２３ａ及び自然
酸化膜２４、ＳｉＯ2 膜２５によって囲まれた空洞２６
が形成される。
によりＳｉＯ2 膜２５を堆積する。自然酸化膜２４上に
堆積したＳｉＯ2 膜２５が、自然酸化膜２４の微細孔を
塞ぐため、ガラス基板２０、側壁保護膜２３ａ及び自然
酸化膜２４、ＳｉＯ2 膜２５によって囲まれた空洞２６
が形成される。
【００４３】なお、基板２０は、必ずしもガラスである
必要はなく、塩素によって侵されないものであればその
他の材質であってもよい。また、ＳｉＯ2 膜２５は、自
然酸化膜上に堆積するものであればその他のものでもよ
い。例えば、ポリシリコン膜等でもよい。
必要はなく、塩素によって侵されないものであればその
他の材質であってもよい。また、ＳｉＯ2 膜２５は、自
然酸化膜上に堆積するものであればその他のものでもよ
い。例えば、ポリシリコン膜等でもよい。
【００４４】このように、自然酸化膜をＳｉＯ2 等の側
壁保護膜で支えることにより、シリコン基板に限らずガ
ラス基板等の表面にも微細空洞を形成することができ
る。図６を参照して、本発明の第６の実施例について説
明する。
壁保護膜で支えることにより、シリコン基板に限らずガ
ラス基板等の表面にも微細空洞を形成することができ
る。図６を参照して、本発明の第６の実施例について説
明する。
【００４５】シリコン基板３１表面に、図１（Ａ）〜図
１（Ｅ）に示す第１の実施例と同様の方法でＶ字状の下
部空洞溝３６を形成する。シリコン基板３１表面の下部
空洞溝３６以外の部分は、ＳｉＯ2 膜３２で覆われてい
る。下部空洞溝３６上には、自然酸化膜３５が残ってお
り、自然酸化膜３５及びＳｉＯ2 膜３２はＳｉＯ2 膜３
７で覆われている。
１（Ｅ）に示す第１の実施例と同様の方法でＶ字状の下
部空洞溝３６を形成する。シリコン基板３１表面の下部
空洞溝３６以外の部分は、ＳｉＯ2 膜３２で覆われてい
る。下部空洞溝３６上には、自然酸化膜３５が残ってお
り、自然酸化膜３５及びＳｉＯ2 膜３２はＳｉＯ2 膜３
７で覆われている。
【００４６】次に、ＳｉＯ2 膜３７上に、図５（Ａ）〜
図５（Ｅ）に示す第５の実施例と同様の方法で、側壁保
護膜４３、自然酸化膜４４で囲まれた上部空洞溝４６
を、下部空洞溝３６と交差するように形成する。基板表
面は、例えばＳｉＯ2 膜４５で覆われている。このよう
に、複数本の空洞溝を交差して配置することもできる。
図５（Ｅ）に示す第５の実施例と同様の方法で、側壁保
護膜４３、自然酸化膜４４で囲まれた上部空洞溝４６
を、下部空洞溝３６と交差するように形成する。基板表
面は、例えばＳｉＯ2 膜４５で覆われている。このよう
に、複数本の空洞溝を交差して配置することもできる。
【００４７】また、交差部分のＳｉＯ2 膜３７及び自然
酸化膜３５に、表面のＳｉＯ2 膜４５及び自然酸化膜４
４を介して接合孔３７を形成することにより、２本の空
洞溝を接合することができる。
酸化膜３５に、表面のＳｉＯ2 膜４５及び自然酸化膜４
４を介して接合孔３７を形成することにより、２本の空
洞溝を接合することができる。
【００４８】図７を参照して本発明の第７の実施例につ
いて説明する。図７（Ａ）に示すように、島状に微細孔
を有する不完全な自然酸化膜５１が表面に形成されたシ
リコン基板５０を準備する。シリコン基板５０を塩素雰
囲気中に配置し、レーザビーム５３を基板表面の所定領
域に照射する。レーザビームが照射された部分で塩素ラ
ジカルが発生し、この部分でシリコン基板５０がエッチ
ングされる。レーザビームが照射されない部分では、条
件を適切に選ぶことによりほとんどエッチングが進まな
いようにする。
いて説明する。図７（Ａ）に示すように、島状に微細孔
を有する不完全な自然酸化膜５１が表面に形成されたシ
リコン基板５０を準備する。シリコン基板５０を塩素雰
囲気中に配置し、レーザビーム５３を基板表面の所定領
域に照射する。レーザビームが照射された部分で塩素ラ
ジカルが発生し、この部分でシリコン基板５０がエッチ
ングされる。レーザビームが照射されない部分では、条
件を適切に選ぶことによりほとんどエッチングが進まな
いようにする。
【００４９】レーザビーム５２のレーザ光源５２として
は、アルゴンレーザ、Ｈｅ−Ｎｅレーザ、ＡｒＦ等のエ
キシマレーザ等のシリコン表面を活性化し、もしくは塩
素ラジカルを生成することができるレーザを使用するこ
とができる。なお、レーザビームの強度は、自然酸化膜
５１の変質または蒸発を防ぐため、１Ｗ／μｍ2 以下に
することが好ましい。
は、アルゴンレーザ、Ｈｅ−Ｎｅレーザ、ＡｒＦ等のエ
キシマレーザ等のシリコン表面を活性化し、もしくは塩
素ラジカルを生成することができるレーザを使用するこ
とができる。なお、レーザビームの強度は、自然酸化膜
５１の変質または蒸発を防ぐため、１Ｗ／μｍ2 以下に
することが好ましい。
【００５０】図７（Ｂ）に示すように、自然酸化膜５１
上にＳｉＯ2 膜５５をＣＶＤ等により堆積する。このよ
うにして、シリコン基板５０のエッチング保護のための
マスクを使用することなく、レーザビーム５３を照射し
た部分にのみ空洞５４を形成することができる。レーザ
ビームを走査することにより、所望のパターンに空洞を
形成することもできる。
上にＳｉＯ2 膜５５をＣＶＤ等により堆積する。このよ
うにして、シリコン基板５０のエッチング保護のための
マスクを使用することなく、レーザビーム５３を照射し
た部分にのみ空洞５４を形成することができる。レーザ
ビームを走査することにより、所望のパターンに空洞を
形成することもできる。
【００５１】図８を参照して本発明の第８の実施例につ
いて説明する。図８（Ａ）に示すように、熱酸化膜１０
０上に、ＣＶＤ等によりポリシリコン層１０１を堆積
し、その表面を熱酸化しＳｉＯ2 膜１０２を形成する。
ＳｉＯ2膜１０２上に所定のパターンのレジスト膜を形
成し、ＲＩＥ等によりＳｉＯ2 膜１０２を選択的にエッ
チングする。続いてＲＩＥ等によりポリシリコン層１０
１を選択的にエッチングし、その側面を露出させる。
いて説明する。図８（Ａ）に示すように、熱酸化膜１０
０上に、ＣＶＤ等によりポリシリコン層１０１を堆積
し、その表面を熱酸化しＳｉＯ2 膜１０２を形成する。
ＳｉＯ2膜１０２上に所定のパターンのレジスト膜を形
成し、ＲＩＥ等によりＳｉＯ2 膜１０２を選択的にエッ
チングする。続いてＲＩＥ等によりポリシリコン層１０
１を選択的にエッチングし、その側面を露出させる。
【００５２】ポリシリコン層１０１の露出した側面に、
図１（Ｃ）の工程と同様の方法で自然酸化膜１０３を形
成する。図８（Ｂ）に示すように、図１（Ｄ）の工程と
同様の方法で自然酸化膜１０３を通してポリシリコン層
１０１を所定の深さエッチングする。自然酸化膜１０３
は、その上辺をＳｉＯ2 膜１０２に支えられているた
め、元の位置に残留する。
図１（Ｃ）の工程と同様の方法で自然酸化膜１０３を形
成する。図８（Ｂ）に示すように、図１（Ｄ）の工程と
同様の方法で自然酸化膜１０３を通してポリシリコン層
１０１を所定の深さエッチングする。自然酸化膜１０３
は、その上辺をＳｉＯ2 膜１０２に支えられているた
め、元の位置に残留する。
【００５３】ポリシリコン層１０１の紙面に平行な側面
が、ＳｉＯ2 膜１０２で覆われている場合には、上面が
ＳｉＯ2 膜１０２、下面がＳｉＯ2 膜１００、側面がポ
リシリコン層１０１及び自然酸化膜１０３で囲まれた空
洞１０４が形成される。また、ポリシリコン層１０１の
周囲の側面が全て露出している場合には、ポリシリコン
層１０１を取り囲む環状の空洞１０４が形成される。
が、ＳｉＯ2 膜１０２で覆われている場合には、上面が
ＳｉＯ2 膜１０２、下面がＳｉＯ2 膜１００、側面がポ
リシリコン層１０１及び自然酸化膜１０３で囲まれた空
洞１０４が形成される。また、ポリシリコン層１０１の
周囲の側面が全て露出している場合には、ポリシリコン
層１０１を取り囲む環状の空洞１０４が形成される。
【００５４】図８（Ｃ）に示すように、ＣＶＤ等により
基板表面にポリシリコン層１０５を堆積する。ポリシリ
コン層１０５はほぼ等方的に堆積するため、自然酸化膜
１０３の側面にも堆積する。このようにして、空洞１０
４を密閉することができる。
基板表面にポリシリコン層１０５を堆積する。ポリシリ
コン層１０５はほぼ等方的に堆積するため、自然酸化膜
１０３の側面にも堆積する。このようにして、空洞１０
４を密閉することができる。
【００５５】次に、基板中に形成された微細空洞の微小
装置への適用例について説明する。図９は、基板中に形
成した微細空洞を利用した微小圧力計を示す。シリコン
基板６０内に、図３に示す第３の実施例と同様の方法で
空洞６４が形成されている。シリコン基板６０上には、
空洞６４に相当する部分に開口を有するＳｉＯ2 膜６１
が形成されている。ＳｉＯ2 膜６１の開口部には自然酸
化膜６５が形成されている。ＳｉＯ2 膜６１及び自然酸
化膜６５上に、ポリシリコン膜６２が形成されている。
ポリシリコン膜６２上の空洞６４に相当する位置には薄
膜の圧電体６３が貼り付けられている。圧電体６３に
は、図には示さない電極が設けられており、電極からリ
ード線６６が引き出されている。
装置への適用例について説明する。図９は、基板中に形
成した微細空洞を利用した微小圧力計を示す。シリコン
基板６０内に、図３に示す第３の実施例と同様の方法で
空洞６４が形成されている。シリコン基板６０上には、
空洞６４に相当する部分に開口を有するＳｉＯ2 膜６１
が形成されている。ＳｉＯ2 膜６１の開口部には自然酸
化膜６５が形成されている。ＳｉＯ2 膜６１及び自然酸
化膜６５上に、ポリシリコン膜６２が形成されている。
ポリシリコン膜６２上の空洞６４に相当する位置には薄
膜の圧電体６３が貼り付けられている。圧電体６３に
は、図には示さない電極が設けられており、電極からリ
ード線６６が引き出されている。
【００５６】ポリシリコン膜６２は、キャリアガスとし
てアルゴン等の不活性ガスを使用して堆積することが好
ましい。不活性ガスを使用することにより、空洞６４内
には、不活性ガスが閉じ込められる。
てアルゴン等の不活性ガスを使用して堆積することが好
ましい。不活性ガスを使用することにより、空洞６４内
には、不活性ガスが閉じ込められる。
【００５７】空洞６４内の圧力と外部の圧力とに差があ
れば、圧電体６３に圧力差に対応する歪みが生ずる。こ
の歪みにより、圧電体６３に設けられた電極間に電圧が
生ずる。この電圧を検出し、圧力を求めることができ
る。このように、大きさが数μｍ程度の微小圧力計を作
製することができる。
れば、圧電体６３に圧力差に対応する歪みが生ずる。こ
の歪みにより、圧電体６３に設けられた電極間に電圧が
生ずる。この電圧を検出し、圧力を求めることができ
る。このように、大きさが数μｍ程度の微小圧力計を作
製することができる。
【００５８】図１０は、シリコン基板に形成した微細空
洞で素子分離を行う例を示す。シリコン基板７０表面に
微細空洞７１、７２が所定の間隔で形成されている。微
細空洞７１、７２に挟まれたシリコン基板７０表面に
は、例えば、ソース領域７６、ドレイン領域７７及び絶
縁ゲート構造を有するゲート電極７３が形成されてい
る。ソース領域７６、ドレイン領域７７上には、それぞ
れソース電極７４、ドレイン電極７５が形成されてい
る。
洞で素子分離を行う例を示す。シリコン基板７０表面に
微細空洞７１、７２が所定の間隔で形成されている。微
細空洞７１、７２に挟まれたシリコン基板７０表面に
は、例えば、ソース領域７６、ドレイン領域７７及び絶
縁ゲート構造を有するゲート電極７３が形成されてい
る。ソース領域７６、ドレイン領域７７上には、それぞ
れソース電極７４、ドレイン電極７５が形成されてい
る。
【００５９】このようにして、空洞７１、７２に挟まれ
た領域を、電気的に他の領域から分離することができ
る。本方法によれば、ＬＯＣＯＳ法またはＶ字状の溝を
ＳｉＯ 2 で埋める方法によって素子分離する場合にくら
べて寄生容量が小さく、歪みの少ないシリコン基板表面
を得ることができる。
た領域を、電気的に他の領域から分離することができ
る。本方法によれば、ＬＯＣＯＳ法またはＶ字状の溝を
ＳｉＯ 2 で埋める方法によって素子分離する場合にくら
べて寄生容量が小さく、歪みの少ないシリコン基板表面
を得ることができる。
【００６０】図１１は、シリコン基板内の微細空洞中に
微細真空管を形成した例を示す。図１１（Ａ）に示すよ
うに、ｎ+ 型シリコン基板８０上にＣＶＤ等によりＳｉ
Ｏ2 膜８１を形成する。ＳｉＯ2 膜８１上に塩素でエッ
チングされ難いタングステン、チタンまたはニッケル等
の金属膜を蒸着等により形成する。
微細真空管を形成した例を示す。図１１（Ａ）に示すよ
うに、ｎ+ 型シリコン基板８０上にＣＶＤ等によりＳｉ
Ｏ2 膜８１を形成する。ＳｉＯ2 膜８１上に塩素でエッ
チングされ難いタングステン、チタンまたはニッケル等
の金属膜を蒸着等により形成する。
【００６１】図１１（Ｂ）に示すように、ＳｉＯ2 膜８
１及び金属膜８２に所定の形状の開口８５を設ける。さ
らに、開口８５を埋めるようにして、ポリシリコン膜８
３及びＳｉＯ2 膜８４を基板上に形成する。ポリシリコ
ン膜８３は、開口８５を形成後直ちに堆積し、シリコン
基板８０の露出した表面に自然酸化膜が形成されないよ
うにする。
１及び金属膜８２に所定の形状の開口８５を設ける。さ
らに、開口８５を埋めるようにして、ポリシリコン膜８
３及びＳｉＯ2 膜８４を基板上に形成する。ポリシリコ
ン膜８３は、開口８５を形成後直ちに堆積し、シリコン
基板８０の露出した表面に自然酸化膜が形成されないよ
うにする。
【００６２】図１１（Ｃ）に示すように、ＳｉＯ2 膜８
４に、開口８５の直上からわずかにずれた位置に開口８
６を形成する。開口８６の底面に露出したポリシリコン
膜８３の表面に自然酸化膜８７を形成する。
４に、開口８５の直上からわずかにずれた位置に開口８
６を形成する。開口８６の底面に露出したポリシリコン
膜８３の表面に自然酸化膜８７を形成する。
【００６３】図１１（Ｄ）に示すように、塩素雰囲気中
で自然酸化膜８７に形成されている孔を介してポリシリ
コン膜８３をエッチングする。金属膜８２は、塩素によ
ってエッチングされないため、エッチングは主に横方向
に進み、開口８５に達する。ポリシリコン膜８３が、開
口８５の底面までエッチングされると、次にｎ+ 型シリ
コン基板８０がエッチングされ、空洞８９が形成され
る。
で自然酸化膜８７に形成されている孔を介してポリシリ
コン膜８３をエッチングする。金属膜８２は、塩素によ
ってエッチングされないため、エッチングは主に横方向
に進み、開口８５に達する。ポリシリコン膜８３が、開
口８５の底面までエッチングされると、次にｎ+ 型シリ
コン基板８０がエッチングされ、空洞８９が形成され
る。
【００６４】シリコン基板８０がエッチングされ、所定
の大きさの空洞８９が形成された後、基板表面にＣＶＤ
等によりＳｉＯ2 膜８８を堆積する。なお、ポリシリコ
ン膜８３のエッチングの際に、所定領域のみを除去した
い場合には、ポリシリコン膜８３の堆積後イオン注入等
により除去したい部分のみをｎ+ 型領域にしておけばよ
い。
の大きさの空洞８９が形成された後、基板表面にＣＶＤ
等によりＳｉＯ2 膜８８を堆積する。なお、ポリシリコ
ン膜８３のエッチングの際に、所定領域のみを除去した
い場合には、ポリシリコン膜８３の堆積後イオン注入等
により除去したい部分のみをｎ+ 型領域にしておけばよ
い。
【００６５】図１１（Ｅ）は、ＳｉＯ2 膜８４及び８８
を取り除いたときの空洞８９部分の平面図を示す。金属
膜８２により形成されたエミッタ電極Ｅ、コレクタ電極
Ｃが空洞８９の互いに対向する辺から空洞内に突出して
いる。また、他の辺からは、同じく金属膜８２により形
成されたベース電極Ｂが空洞内に突出し、その先端は、
エミッタ電極Ｅ、コレクタ電極Ｃの先端近傍に配置され
ている。
を取り除いたときの空洞８９部分の平面図を示す。金属
膜８２により形成されたエミッタ電極Ｅ、コレクタ電極
Ｃが空洞８９の互いに対向する辺から空洞内に突出して
いる。また、他の辺からは、同じく金属膜８２により形
成されたベース電極Ｂが空洞内に突出し、その先端は、
エミッタ電極Ｅ、コレクタ電極Ｃの先端近傍に配置され
ている。
【００６６】このように、微細空洞内にエミッタ電極
Ｅ、コレクタ電極Ｃ及びベース電極Ｂが突出して形成さ
れた微細真空管を形成することができる。なお、開口８
７を開口８５の直上からずらせたのは、ＳｉＯ2 膜８８
形成時に、自然酸化膜８７の微細孔を通して各電極先端
にＳｉＯ2 膜が堆積するのを避けるためである。
Ｅ、コレクタ電極Ｃ及びベース電極Ｂが突出して形成さ
れた微細真空管を形成することができる。なお、開口８
７を開口８５の直上からずらせたのは、ＳｉＯ2 膜８８
形成時に、自然酸化膜８７の微細孔を通して各電極先端
にＳｉＯ2 膜が堆積するのを避けるためである。
【００６７】図１２は、重水素（Ｄ）と白金（Ｐｔ）系
の余剰熱を検出するための装置構成を示す。第１の実施
例と同様の方法で、シリコン基板９０、ＳｉＯ2 膜９
１、自然酸化膜９４、ポリシリコン膜９２により構成さ
れる空洞９５を形成する。ポリシリコン膜９２は、Ｓｉ
Ｄ4 とＤ2 とを含む混合ガスを使用してＣＶＤにより形
成する。ＳｉＤ4 とＤ2 を使用することにより、空洞９
５内にはＤ2 が満たされ、ポリシリコン膜９２中にもＤ
が含まれる。
の余剰熱を検出するための装置構成を示す。第１の実施
例と同様の方法で、シリコン基板９０、ＳｉＯ2 膜９
１、自然酸化膜９４、ポリシリコン膜９２により構成さ
れる空洞９５を形成する。ポリシリコン膜９２は、Ｓｉ
Ｄ4 とＤ2 とを含む混合ガスを使用してＣＶＤにより形
成する。ＳｉＤ4 とＤ2 を使用することにより、空洞９
５内にはＤ2 が満たされ、ポリシリコン膜９２中にもＤ
が含まれる。
【００６８】ポリシリコン膜９２上の空洞９５直上部に
Ｐｔ電極９３を形成する。Ｐｔ電極９３にシリコン基板
９０に対して負の電圧を印加すると、Ｄ2 ／Ｐｔ系の余
剰熱を検出することができる。
Ｐｔ電極９３を形成する。Ｐｔ電極９３にシリコン基板
９０に対して負の電圧を印加すると、Ｄ2 ／Ｐｔ系の余
剰熱を検出することができる。
【００６９】また、本装置構成においては、装置全体が
微細であり、かつ密封性に優れており、外部からの不純
物の影響が極めて少ないため、安定して余剰熱を検出す
ることができる。
微細であり、かつ密封性に優れており、外部からの不純
物の影響が極めて少ないため、安定して余剰熱を検出す
ることができる。
【００７０】上記実施例では、空洞を形成する際にエッ
チングガスを透過させる膜として、自然酸化膜を使用す
る場合について説明したが、当該エッチングガスによっ
てほとんどエッチングされず、かつエッチングガスを透
過させる孔を有するものであれば、自然酸化膜以外の膜
を使用してもよい。エッチングも気相に限らず液相で行
ってもよい。
チングガスを透過させる膜として、自然酸化膜を使用す
る場合について説明したが、当該エッチングガスによっ
てほとんどエッチングされず、かつエッチングガスを透
過させる孔を有するものであれば、自然酸化膜以外の膜
を使用してもよい。エッチングも気相に限らず液相で行
ってもよい。
【００７１】以上実施例に沿って本発明を説明したが、
本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種
々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に
自明であろう。
本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種
々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に
自明であろう。
【００７２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
シリコン基板内に、またはガラス等の基板上に微細な空
洞を形成することができる。
シリコン基板内に、またはガラス等の基板上に微細な空
洞を形成することができる。
【図１】本発明の第１の実施例による微細空洞形成方法
を説明するための基板の断面図である。
を説明するための基板の断面図である。
【図２】本発明の第２の実施例による微細空洞形成方法
を説明するための基板の断面図である。
を説明するための基板の断面図である。
【図３】本発明の第３の実施例による微細空洞形成方法
を説明するための基板の断面図である。
を説明するための基板の断面図である。
【図４】本発明の第４の実施例による微細空洞形成方法
を説明するための基板の断面図及び紫外線光源、プラズ
マ源の概略側面図である。
を説明するための基板の断面図及び紫外線光源、プラズ
マ源の概略側面図である。
【図５】本発明の第５の実施例による微細空洞形成方法
を説明するための基板の断面図である。
を説明するための基板の断面図である。
【図６】本発明の第６の実施例によって形成した微細空
洞を有する基板の斜視図である。
洞を有する基板の斜視図である。
【図７】本発明の第７の実施例による微細空洞形成方法
を説明するための基板の断面図及びレーザ光源の概略側
面図である。
を説明するための基板の断面図及びレーザ光源の概略側
面図である。
【図８】本発明の第８の実施例による微細空洞形成方法
を説明するための基板の断面図である。
を説明するための基板の断面図である。
【図９】本発明の実施例によって形成した微細空洞を利
用した微小圧力計の断面図である。
用した微小圧力計の断面図である。
【図１０】本発明の実施例によって形成した微細空洞を
利用して素子分離を行った基板の断面図である。
利用して素子分離を行った基板の断面図である。
【図１１】本発明の実施例を利用して微細空洞を利用し
た微細真空管を形成する方法を説明するための基板の断
面図、及び電極の平面図である。
た微細真空管を形成する方法を説明するための基板の断
面図、及び電極の平面図である。
【図１２】本発明の実施例によって形成した微細空洞を
利用してＤ2 ／Ｐｔ系余剰熱を検出する方法を説明する
ための基板の断面図である。
利用してＤ2 ／Ｐｔ系余剰熱を検出する方法を説明する
ための基板の断面図である。
１ シリコン基板 １ａ ｎ+ 型領域 ２、７ ＳｉＯ2 膜 ３ レジスト膜 ４ 開口 ５ 自然酸化膜 ６ 空洞 １０ ポリシリコン層 １５ 紫外線光源 １６ 紫外線 １７ マイクロ波プラズマ発生装置 ２０ ガラス基板 ２１ ポリシリコン層 ２１ａ ポリシリコン領域 ２２ レジスト膜 ２３、２５ ＳｉＯ2 膜 ２３ａ 側壁保護膜 ２４ 自然酸化膜 ２６ 空洞 ３１ シリコン基板 ３２、３７、４５ ＳｉＯ2 膜 ３５ 自然酸化膜 ３６ 下部空洞溝 ３７ 接合孔 ４３ 側壁保護膜 ４４ 自然酸化膜 ４６ 上部空洞溝 ５０ シリコン基板 ５１ 自然酸化膜 ５２ レーザ光源 ５３ レーザビーム ５４ 空洞 ５５ ＳｉＯ2 膜 ６０ シリコン基板 ６１ ＳｉＯ2 膜 ６２ ポリシリコン膜 ６３ 圧電体 ６４ 空洞 ６５ 自然酸化膜 ６６ リード線 ７０ シリコン基板 ７１、７２ 空洞 ７３ ゲート電極 ７４ ソース電極 ７５ ドレイン電極 ７６ ソース領域 ７７ ドレイン領域 ８０ ｎ+ 型シリコン基板 ８１、８４、８８ ＳｉＯ2 膜 ８２ 金属膜 ８３ ポリシリコン膜 ８５、８６ 開口 ８７ 自然酸化膜 ８９ 空洞 ９０ シリコン基板 ９１ ＳｉＯ2 膜 ９２ ポリシリコン膜 ９３ Ｐｔ電極 ９４ 自然酸化膜 ９５ 空洞 １００、１０２ ＳｉＯ2 膜 １０１、１０５ ポリシリコン層 １０３ 自然酸化膜 １０４ 空洞
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/3065 C23F 1/12 H01L 29/84
Claims (5)
- 【請求項１】 基板表面の少なくとも一部に多数の微細
孔を有する多孔質膜を形成する多孔質膜形成工程と、 前記多孔質膜の所定領域に含まれる微細孔を通して前記
基板をエッチングし、前記多孔質膜の少なくとも前記所
定領域の下に空洞を形成する基板エッチング工程と、 少なくとも前記多孔質膜上に前記微細孔を塞ぐように上
層膜を形成する工程とを含み、 前記多孔質膜形成工程の前に、さらに、 前記基板表面に所定の厚さの下層薄膜を形成する下層薄
膜形成工程と、 前記下層薄膜の前記所定領域に、前記基板表面を露出さ
せるように開口を形成する開口形成工程とを含み、 前記多孔質膜形成工程は、前記開口の底面に露出した前
記基板表面に自然酸化膜を形成する 微細空洞形成方法。 - 【請求項２】 前記基板表面の前記所定領域を内包する
領域にｎ型不純物を添加してｎ+ 型領域を形成する工程
を含む請求項１に記載の微細空洞形成方法。 - 【請求項３】 エッチング耐性のある下地基板上に、中
層膜を形成する工程と、 前記中層膜の上に、前記中層膜とはエッチング特性の異
なる上層膜を形成する工程と、 前記上層膜及び前記中層膜の所定領域を選択的にエッチ
ングする工程と、 前記中層膜の露出した側面に前記中層膜とはエッチング
特性の異なる多数の微細孔を有する多孔質膜を形成する
工程と、 前記多孔質膜を通して前記中層膜を所定の深さエッチン
グする工程と、 少なくとも前記多孔質膜表面に、前記微細孔を塞ぐよう
に被覆膜を形成する工程とを含む微細空洞形成方法。 - 【請求項４】 前記多孔質膜は少なくとも完全なＳｉＯ
2膜が形成されていない不完全部分を島状に含む自然酸
化膜である請求項１〜３のいずれかに記載の微細空洞形
成方法。 - 【請求項５】 表面の所定の領域に一方向に長い凹部が
形成されたシリコン基板と、 前記凹部の開口面の少なくとも一部に形成された島状に
微細孔を有する自然酸化膜と、 前記自然酸化膜上に、微細孔を塞ぐように形成された、
エッチング耐性のある中層膜と、 前記中層膜上に設けられ、側面の内面にはエッチング耐
性のある表面が露出し、上面の内面には島状に微細孔を
有する他の自然酸化膜が露出し、前記凹部と交差するよ
うに設けられた一方向に長い空洞と、 少なくとも前記他の自然酸化膜上に設けられ、微細孔を
塞ぐように形成された上層膜と、 前記中層膜及び前記自然酸化膜の前記凹部と前記空洞が
交差する部分に設けられ、前記凹部と前記空洞とを空間
的に接続する接合孔とを含む微細空洞を有する微小装
置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33272793A JP3347203B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 微細空洞形成方法及び微細空洞を有する微小装置 |
| US08/653,977 US5662814A (en) | 1993-12-27 | 1996-05-28 | Micro-machining minute hollow using native oxide membrane |
| US08/837,107 US5909048A (en) | 1993-12-27 | 1997-04-14 | Micro-machining minute hollow using native oxide membrane |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33272793A JP3347203B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 微細空洞形成方法及び微細空洞を有する微小装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07193052A JPH07193052A (ja) | 1995-07-28 |
| JP3347203B2 true JP3347203B2 (ja) | 2002-11-20 |
Family
ID=18258194
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33272793A Expired - Lifetime JP3347203B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 微細空洞形成方法及び微細空洞を有する微小装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5662814A (ja) |
| JP (1) | JP3347203B2 (ja) |
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| US6042736A (en) * | 1997-11-17 | 2000-03-28 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Method for preparing samples for microscopic examination |
| US6180536B1 (en) | 1998-06-04 | 2001-01-30 | Cornell Research Foundation, Inc. | Suspended moving channels and channel actuators for microfluidic applications and method for making |
| US6110836A (en) * | 1999-04-22 | 2000-08-29 | Applied Materials, Inc. | Reactive plasma etch cleaning of high aspect ratio openings |
| US6221747B1 (en) * | 1999-07-02 | 2001-04-24 | United Integrated Circuits Corp. | Method of fabricating a conductive plug with a low junction resistance in an integrated circuit |
| DE10046622B4 (de) * | 2000-09-20 | 2010-05-20 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zur Herstellung einer Membransensoreinheit sowie Membransensoreinheit |
| US6759265B2 (en) * | 2001-12-12 | 2004-07-06 | Robert Bosch Gmbh | Method for producing diaphragm sensor unit and diaphragm sensor unit |
| US7514283B2 (en) * | 2003-03-20 | 2009-04-07 | Robert Bosch Gmbh | Method of fabricating electromechanical device having a controlled atmosphere |
| JP4273517B2 (ja) | 2003-03-25 | 2009-06-03 | 横河電機株式会社 | 集積回路 |
| JP4562004B2 (ja) * | 2006-11-01 | 2010-10-13 | セイコーエプソン株式会社 | 角速度センサの製造方法 |
| TWI354382B (en) * | 2007-06-01 | 2011-12-11 | Huga Optotech Inc | Semiconductor substrate with electromagnetic-wave- |
| US8368155B2 (en) | 2010-08-26 | 2013-02-05 | The Aerospace Corporation | Systems and methods for preparing freestanding films using laser-assisted chemical etch, and freestanding films formed using same |
| US9583354B2 (en) | 2011-03-30 | 2017-02-28 | The Aerospace Corporation | Systems and methods for depositing materials on either side of a freestanding film using laser-assisted chemical vapor deposition (LA-CVD), and structures formed using same |
| US9679779B2 (en) | 2011-03-30 | 2017-06-13 | The Aerospace Corporation | Systems and methods for depositing materials on either side of a freestanding film using selective thermally-assisted chemical vapor deposition (STA-CVD), and structures formed using same |
| JP5925704B2 (ja) * | 2013-01-17 | 2016-05-25 | 東京エレクトロン株式会社 | シリコン膜の形成方法およびその形成装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US4665610A (en) * | 1985-04-22 | 1987-05-19 | Stanford University | Method of making a semiconductor transducer having multiple level diaphragm structure |
| US4671852A (en) * | 1986-05-07 | 1987-06-09 | The Standard Oil Company | Method of forming suspended gate, chemically sensitive field-effect transistor |
| US5677560A (en) * | 1990-05-29 | 1997-10-14 | Fraunhofer Gesellschaft Zur Forderung Der Angewandten Forschung E.V. | Micromechanical component and process for the fabrication thereof |
| CN1018844B (zh) * | 1990-06-02 | 1992-10-28 | 中国科学院兰州化学物理研究所 | 防锈干膜润滑剂 |
| US5256587A (en) * | 1991-03-20 | 1993-10-26 | Goldstar Electron Co., Ltd. | Methods of patterning and manufacturing semiconductor devices |
| KR950009740B1 (ko) * | 1991-11-12 | 1995-08-26 | 금성일렉트론주식회사 | 메모리 캐패시터 제조방법 및 그 구조 |
| KR960010002B1 (ko) * | 1991-12-18 | 1996-07-25 | 삼성전자 주식회사 | 고집적 반도체 메모리장치의 커패시터 제조방법 |
| DE4202454C1 (ja) * | 1992-01-29 | 1993-07-29 | Siemens Ag, 8000 Muenchen, De | |
| DE4202455C1 (ja) * | 1992-01-29 | 1993-08-19 | Siemens Ag, 8000 Muenchen, De | |
| US5393375A (en) * | 1992-02-03 | 1995-02-28 | Cornell Research Foundation, Inc. | Process for fabricating submicron single crystal electromechanical structures |
| US5324683A (en) * | 1993-06-02 | 1994-06-28 | Motorola, Inc. | Method of forming a semiconductor structure having an air region |
| US5461003A (en) * | 1994-05-27 | 1995-10-24 | Texas Instruments Incorporated | Multilevel interconnect structure with air gaps formed between metal leads |
-
1993
- 1993-12-27 JP JP33272793A patent/JP3347203B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1996
- 1996-05-28 US US08/653,977 patent/US5662814A/en not_active Expired - Lifetime
-
1997
- 1997-04-14 US US08/837,107 patent/US5909048A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5662814A (en) | 1997-09-02 |
| US5909048A (en) | 1999-06-01 |
| JPH07193052A (ja) | 1995-07-28 |
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