JP4888908B2 - メンブレン構造素子及びその製造方法 - Google Patents
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Description
また、本発明のメンブレン構造素子の製造方法によれば、メンブレンベース部材の主体および被覆層となる酸化ケイ素膜を予め未収縮酸化ケイ素膜で形成しておき、これを加熱して熱収縮させるので、前記未収縮酸化ケイ素膜に内在する圧縮応力を軽減することができ、金属配線を所定の絶縁密着層の上に形成することと相まって、平坦性、耐久性に優れたメンブレン構造素子を容易に製造することができる。
σ=1/6×{1/Rpost−1/Rpre}×E/(1−ν)×ts2/tf
但し、E:基板(シリコン)のヤング率、ν:基板(シリコン)のポワソン比、Rpost:成膜後の基板の反りの曲率半径、Rpre:成膜前の基板の反りの曲率半径、ts:基板の厚さ、tf:膜の厚さ、(E/(1−ν)の値:単結晶シリコン(100)基板の場合、1.8×1011Paである。
2 基板
6 金属配線
13 収縮酸化ケイ素膜
13A 未収縮酸化ケイ素膜
14 絶縁密着層
15 被覆層
Claims (7)
- メンブレンベース部材と、前記メンブレンベース部材の周辺の一部を支持することによって前記メンブレンベース部材を中空状態で支持する基板とを備え、前記メンブレンベース部材にPt、Auおよびこれらを主成分とする合金で形成された金属配線が形成されたメンブレン構造素子であって、
前記メンブレンベース部材は酸化ケイ素膜を主体とし、表面側に酸化アルミを主成分とする酸化化合物で形成され、厚さが10nm〜50nmの絶縁密着層を備え、前記絶縁密着層は前記メンブレンベース部材の表面側に全面に、あるいは前記メンブレンベース部材と前記金属配線との間にのみ局所的に形成され、前記絶縁密着層に前記金属配線が形成され、
前記メンブレンベース部材の上に配置された前記金属配線を覆うように酸化ケイ素膜で形成された被覆層が設けられ、
前記メンブレンベース部材および前記被覆層を形成する酸化ケイ素膜は、加熱により熱収縮する未収縮酸化ケイ素膜を成膜後に熱収縮させた収縮酸化ケイ素膜であり、その熱収縮により前記メンブレンベース部材が平坦状に支持されている、メンブレン構造素子。 - 前記メンブレンベース部材は、常温における基板表面に対する膜厚方向の最大変位が前記メンブレンベース部材の最大幅の2%以下である、請求項1に記載したメンブレン構造素子。
- メンブレンベース部材と、前記メンブレンベース部材の周辺の一部を支持することによってメンブレンベース部材を中空状態で支持する基板とを備え、前記メンブレンベース部材に金属配線が形成されたメンブレン構造素子の製造方法であって、
酸化ケイ素よりも熱膨張係数が大きい材料で形成された基板の表面側に、熱収縮可能な酸化ケイ素膜である未収縮酸化ケイ素膜を形成する第1未収縮酸化ケイ素膜形成工程と、
前記未収縮酸化ケイ素膜を加熱して、熱収縮させた収縮酸化ケイ素膜を形成する第1加熱収縮工程と、
前記収縮酸化ケイ素膜の上に全面的あるいは局所的に酸化アルミを主成分とする酸化化合物で形成された、厚さが10nm〜50nmの絶縁密着層を形成する絶縁密着層形成工程と、
前記絶縁密着層の上にPt、Auおよびこれらを主成分とする合金で形成された金属配線を形成する金属配線形成工程と、
前記金属配線形成工程によって前記絶縁密着層の上に形成された金属配線を覆うように未収縮酸化ケイ素膜を形成する第2未収縮酸化ケイ素膜形成工程と、
前記第2未収縮酸化ケイ素膜形成工程によって形成された未収縮酸化ケイ素膜を加熱して熱収縮させた収縮酸化ケイ素膜からなる被覆層を形成する第2加熱収縮工程と、
前記絶縁密着層および金属配線を備えた収縮酸化ケイ素膜の、前記メンブレンベース部材に対応する対応部分を前記基板に対して中空状態で支持されるように前記基板の一部を凹状に除去して前記メンブレンベース部材を形成する除去工程を備えた、メンブレン構造素子の製造方法。 - 前記未収縮酸化ケイ素膜はプラズマCVD法で形成された、請求項3に記載したメンブレン構造素子の製造方法。
- 前記プラズマCVD法における成膜条件は、成膜原料ガスとしてシランガスを用い、成膜時における基板温度を200℃以下とし、投入電力を0.21W/cm2 以下とする、請求項4に記載したメンブレン構造素子の製造方法。
- 前記未収縮酸化ケイ素膜を400℃以上の温度で加熱して熱収縮させた、請求項3から5のいずれか1項に記載したメンブレン構造素子の製造方法。
- 前記基板は単結晶シリコンからなり、前記除去工程において、シリコン異方性エッチングにより前記基板の一部を除去する、請求項3から6のいずれか1項に記載したメンブレン構造素子の製造方法。
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