JP7073876B2 - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents
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Description
第1実施形態について説明する。ここでは、シリコンに対してトレンチを形成する半導体装置として振動型角速度センサ、いわゆるジャイロセンサを例に挙げて説明する。振動型角速度センサは、物理量として角速度を検出するためのセンサであり、例えば車両の上下方向に平行な中心線周りの回転角速度の検出に用いられるが、勿論、車両用以外に適用されても良い。
まず、支持基板11とシリコン層12との間に埋込酸化膜13を挟み込んだSOI基板を用意し、シリコン層12の上に、表面構造部130を形成する。
続いて、表面構造部130のうちの表面に露出している金属を覆うように絶縁膜140を形成し、パターニングすることで少なくともトレンチ形成予定領域から離れた位置で絶縁膜140が終端するようにする。ここでは表面構造部130の表面全面に絶縁膜140が残るようにしている。なお、ここでいう「離れた位置」とは、絶縁膜140のうち後工程で形成されるトレンチ30側の端部とトレンチ30の側面との間に距離があることを意味している。すなわち、絶縁膜140のうちトレンチ30側の端部とトレンチ30の側面とが同一平面となるのではなく、絶縁膜140の端部がトレンチ30よりも外側に位置していて、絶縁膜140がトレンチ30の形成用マスクになっていないことを意味している。
シリコン層12や絶縁膜140を含めた表面構造部130の全体を覆うようにレジスト20を成膜する。レジスト20としては、例えば熱硬化型の厚膜レジストなどのように、導電性レジストではない一般的なポジ型レジストを用いている。そして、露光によりレジスト20をパターニングし、トレンチ形成予定領域のレジスト20を除去する。これにより、レジスト20にてセンサ構造体などシリコン層12のうちの除去しない部分が覆われた状態となる。また、絶縁膜140をトレンチ形成予定領域から離れた位置で終端させるようにしているため、トレンチ形成予定領域側の開口端はすべてレジスト20で構成され、絶縁膜140は露出していない状態となる。
レジスト20をマスクとして、ボッシュプロセスに基づくエッチングを行うことで、トレンチ30を形成する。例えば、トレンチ30の側面を図示しない保護膜で覆いながらプラズマイオンエッチングなどを行ってトレンチ30の底部を掘り進めていくことでトレンチ30を形成し、埋込酸化膜13が露出するまでエッチングを行う。
上記第1実施形態では、表面構造部130のうちの上面全面に絶縁膜140が形成されるようにしているが、図7に示すように、表面構造部130の上面のうち少なくともトレンチ形成予定領域側が絶縁膜140で覆われていれば良い。また、図7に示したように、表面構造部130のうちのトレンチ形成予定領域側の端部も絶縁膜140で覆われるようにすると、より金属40のプラス帯電の影響を少なくできるため好ましい。
第2実施形態について説明する。本実施形態は、第1実施形態に対してトレンチ形成工程を変更したものであり、その他については第1実施形態と同様であるため、第1実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
上記第2実施形態では、表面構造部130から離れた状態の絶縁膜140を形成する場合の一例を示したが、他の手法でも良い。
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。
12 シリコン層
30 トレンチ
30a 凹部
130 表面構造部
140 絶縁膜
Claims (7)
- 半導体装置であって、
トレンチ(30)が形成されたシリコン層(12)と、
前記シリコン層の上において、前記トレンチから離れた位置に形成され、表面が金属(40)とされている表面構造部(130)と、
前記金属の表面に形成され、少なくとも前記金属の上面のうち前記トレンチ側の部分を覆っている前記金属よりも電気伝導度が低い低電気伝導部(140)と、を有しており、
前記金属と前記トレンチとの距離が変化するように前記金属がレイアウトされており、
前記シリコン層における前記金属が配置されている側を前記トレンチの入口側として、前記トレンチの側面のうち前記入口側には縦キズで構成される凹部(30a)が形成されており、前記トレンチのうち前記金属までの距離が異なった位置でも前記凹部の深さが等しくなっている半導体装置。 - 前記低電気伝導部は、絶縁膜(140)で構成されている請求項1に記載の半導体装置。
- 前記絶縁膜は、酸化膜である請求項2に記載の半導体装置。
- 前記絶縁膜は、TEOS膜である請求項2に記載の半導体装置。
- 前記シリコン層に形成された前記トレンチにより、MEMS構造が構成されている請求項1ないし4のいずれか1つに記載の半導体装置。
- 前記MEMS構造として、前記シリコン層が前記トレンチにて形作られたセンサ構造体とされたセンサとされている請求項5に記載の半導体装置。
- シリコン層(12)に対してトレンチ(30)が形成される半導体装置の製造方法であって、
前記シリコン層(12)を用意することと、
前記シリコン層のうち、前記トレンチが形成される予定であるトレンチ形成予定領域から離れた位置の上に、表面が金属(40)とされている表面構造部(130)を形成することと、
前記表面構造部および前記シリコン層の上にレジスト(20)を形成することと、
前記レジストのうち前記トレンチ形成予定領域を除去したのち、前記レジストをマスクとしてボッシュプロセスにより前記シリコン層をエッチングすることで前記トレンチを形成することと、を含み、
さらに、前記表面構造部を形成することの後に、少なくとも前記金属よりも前記トレンチ形成予定領域側、かつ、前記レジストの内側に前記金属よりも電気伝導度が低い低電気伝導部(140)を配置することを行い、
前記トレンチを形成することは、前記低電気伝導部が配置された状態で行われる半導体装置の製造方法。
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