JPH04506253A - 半導体トランスジューサまたは波形状支持部を用いるアクチュエータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 半導体トランスジューサまたは波形状支持部を用いるアクチュエータ（技術分野 ） 本発明は、半導体トランスジューサおよび撓み部材を備えたアクチュエータに関 し、特に撓み部材の支持部における波形部を用いるトランスジューサおよびアク チュエータに関する。

（背景技術） 典型的なダイアフラム型トランスジューサおよびアクチュエータは、円形、四角 または矩形状の平面形状の薄いダイアフラムを使用する。このダイアフラムが作 用力を受ける時、ダイアフラムの撓みがこの作用力の大きさをそらす。このよう なダイアフラムの撓みは、撓みがダイアフラムの厚さの小さな割合である限り、 加えられる作用力あるいは圧力に対して線形的である。作用力または圧力がこの 点を超えて増加すると、ダイアプラムの伸びのため、撓みは加えられる作用力ま たは圧力の非線形関数となる。多くの用途において、このような非線形的進行は 装置の有効範囲を制限する。加えられる作用力または圧力を受ける時伸びる平坦 な撓み梁材は、同様な問題を呈する。これらのダイアフラムまたは梁材は、典型 的には圧力ドランスジューサおよびアクチュエータにおける可動要素として使用 されるが、加速度計、作用カドランスジューサあるいは変位トランスジューサに おいても使用できる。

ダイアフラムは比較的薄（作られるため、ダイアフラムの上記の非線形撓み特性 は悪化する。従って、典型的には、満足し得る線形作動範囲を持つ低圧トランス ジューサあるいはアクチュエータを提供するには、ダイアフラムを比較的太き（ することを要する。これは、寸法限度がある多くの用途においては受入れられな い。例えば、半導体材料を用いて形成された圧力ドランスジューサはできるだけ 小さいことが重要である。

縁部で絞られた平坦なダイアプラムが圧力差を受ける時には別の問題が生じる。

ダイアフラムの中心領域は、ピストン状に上下に運動するのではなく湾曲した形 状に曲げられる。もし典型的に見受けられるようにダイアプラムの撓みの測定が ダイアプラム上の１つの板に取付けられたコンデンサ極板およびダイアフラムと 反対面上の第２の板により行われるならば、ダイアフラム板の形状が加えられる 作用力または圧力と共に変化する故に測定は複雑となる。更に、キャパシタンス における変化がコンデンサの極板間の間隔の往復運動と関連するため、ダイアプ ラムの比較的大きな運動が有利であることが知られている。非常に敏感である平 坦ダイアフラムにおいては、線形撓みはダイアフラムの厚さの小部に過ぎない。

このため、コンデンサ極板がダイアフラムの厚さの一部となる幅を持つ間隔で配 Ｉされることが要求される。このような小さなコンデンサ間隔の達成は、このよ うな構造の組立体を非常に複雑にし得る。もし小さな間隔が実現できなければ、 与えられる印加作用力または圧力に対するキャパシタンスの変化は厳密に制限さ れることになろう。

圧力ドランスジューサにおいて使用される時、波形状ダイアフラムが平坦ダイア フラムよりも幾つかの利点を呈することが知られている。本明細書の目的から、 波形により意味されるものは、しなやかな運動を許容する薄い部分により分離さ れた１つ以上の溝を持つ構造である。波形状ダイアフラムでは、溝におけるしな やかさは、平坦ダイアフラムにおいて生じる伸びに代わるものである。波形状ダ イアフラムの主な利点は、加えられる作用力の単位当たりより線形的な垂直方向 の移動が生じることである。例えば、Ｍ、Ｄｉ　Ｇｉｏｖａｎｎｉ著「平坦およ び波形状ダイアプラムの設計ハンドブックＪ　（Ｍａｒｃｅｌ　Ｄｅｋｋｅｒ社 発行）には、もしダイアフラムが平坦な支持でなく波形状の支持を持つならば、 同様な感度および直径のダイアフラムがより大きな線形的範囲および剛性を持つ ことが教示されている。従って、波形状ダイアフラムは、加えられる作用力の関 数としてトランスジューサの線形移動範囲を増加するように有利に用いられる。

従って、伸びによるダイアフラムの非線形性を軽減するため、ダイアフラムが波 形で形成される金属構造が用いられてきた。この形式の波形状ダイアプラムは、 加えられる圧力に対して更に広い範囲の線形撓みを呈することにより伸び効果を 最小限に抑えることが判った。典型的には、このようなダイアフラｔ１は、比較 的複雑な圧力応答機構を形成するためブツシュ・ロッドおよび梁材と関連して用 いられている。このようなダイアフラムの問題は、適当な金属から加工あるいは 形成しなければならず製造が困難であることである。更にまた、これに取付けた 緊張センサをこれらの波形構造上に離して配置し取付ける必要があり、線形範囲 内の性能に影響を及ぼす別の問題をもたらす結果となる。

波形状ダイアフラム・センサの上記の製造および性能上の問題は、半導体処理手 法を用いることができるならば最小限に抑えられる。Ｍａｉｌｏｎ等の米国特許 第４．４６７．６５６号は、波形状ダイアプラムをシリコンで作ることができる ことを教示する。集積回路法を用いてピエゾ抵抗デバイスを渦巻き状に分散する 。結果は、基板の両面に同心円状の凹部あるいは波形をエツチングすることによ りシリコン基板から作ることができる圧力ドランスジューサとなる。波形は、堅 固な周部により囲まれている。

ＫｕｒＬｚ等の米国特許出願第４．２３６，１３７号は、連続する溝により囲ま れた台形状の断面の中心のボス領域を持つ半導体ダイアフラムを備えた圧力ドラ ンスジューサを開示している。複数のピエゾ抵抗センサが、第１のセンサを溝の 外縁部に隣接させ第２のセンサを第１のセンサと平行にして溝の内縁部に隣接さ せて、ダイアフラム上に形成されている。溝は、センサに対する応力集中域とし て働く。しかし、１つの溝が平坦ダイアプラム構造に勝るダイアフラｔ１の移動 線形性を実質的に改善しないことが知られている。従って、この構造は縁部応力 の測定のためのある用途においては有効であるが、平坦ダイアフラムが有効でな い同じセンサに対する多くの用途においては有効ではない。

加速度計の如き多（のトランスジューサ用途においては、ダイアフラノ、の面と 直角をなす作用力を測定することが必要である。加速度計は、典型的には、加え られる作用力に応答して撓む中心に煮かれた撓み部材を有し、撓み部材の垂ｊｒ ｊ：方向の移動が加えられる作用力の測定値である。

波形を用いる従来のトランスジューサにおける主要な問題は、トランスジューサ の動作に悪影響を及ぼすおそれがある波形内に置かれた応力点があることである 。異方性エツチング法により形成される波形は形状が台形状であること、また台 形状波形は応力を波形の隅部に集中させることである。従って、もし過度の圧力 がトランスジューサに加えられるならば、波形はこれらの隅部で割損を生じてト ランスジューサを作動不能にする。

Ｍａｌｌｏｎ等は、等方性エツチング法は丸い形態を提供するため使用すること はできるがこのような構造を達成する方法は開示していない。実際に、ＭａｌＩ ｏｎ等は、異方性エツチング法が選好され、このような種類の波形により生じる 応力問題には向いていないことを教示する。従来の等方性エツチング法は制御が 困難であり、等方性エツチング法を用いて作られた波形は均一でなく、このため 依然として応力をその内部に集中させることがよく知られている。

また、公知の処理法を用いる波形の製造は、低圧測定用の薄いダイアプラムが形 成される時には非常に困難となり得る。典型的なプロセスにおいては、シリコン 材料の両側を７オトリソグラフ法を用いてマスキングし、次いでいずれか一方の 側を所要のパターンにエツチングする。このプロセスは、典型的には、前後の面 の均衡を保証するために正確な整合計器を必要とする。もし表面が均衡しなけれ ば、結果として得る波形は適正に形成されず、これがトランスジューサの性能に 重大な影響を及ぼす。特に、薄い（０，５μｍ乃至ｌＯμｍ程度の）構造が形成 される時、不整合は非常に重大となり、しばしばトランスジューサを作動不能に するに至る。

波形状ダイアフラム構造における最後に関連する問題は、波形の深さおよび撓み 部材の厚さがそれぞれ構造部の撓み特性に影響を及ぼすことである。波形状ダイ アフラム構造が上記のプロセスにより作られる時、撓み部材は波形でマスクされ なければならない。結果として得る構造において、波形は撓み部材と同じ厚さと なり得るに過ぎない。従うて、波形および撓み部材の厚さが関連しているため、 これらのプロセスにより形成されるトランスジューサの寸法はこの依存性により 制約を受ける。

従って、本発明の主な目的は、加えられる作用力または圧力の単位当たりの移動 線形性が増した半導体トランスジューサまたは半導体アクチュエータの提供にあ る。

本発明の別の目的は、公知の半導体処理法と関連する製造問題の幾つかを克服す るトランスジューサまたはアクチュエータにより使用されるべき波形構造を作る ための方法の提供にある。

本発明の更に別の目的は、従来のダイアフラノ・・トランスジューサまたはアク チュエータ組立体と関連する諸問題の幾っがを克服する半導体トランスジューサ または半導体アクチュエータの提供にある。

本発明の他の目的は、波形の形成が半導体出発材料の前後の整合にそれほど依存 しないようにすることを可能にすることにある。

本発明の更に他の目的は、与えられた印加力または圧力に対する撓みを最大にす るトランスジューサまたはアクチュエータの提供にある。

本発明の他の目的は、撓み部材の予め定めた厚さを波形の予め定めた厚さに依存 させない半導体トランスジューサまたは半導体アクチュエータの改善された形成 法の提供にある。

（発明の要約） 本発明の第１の特質において、改善された半導体トランスジューサが開示される 。このトランスジューサは、中心に置かれた堅固な撓み部材を有する半導体層と 、支持部材と、撓み部材および支持部材間に結合された複数の波形部とを含む。

このトランスジューサはまた、前記撓み部材の撓みを検出して、前記撓み部材の 検出された撓みの関数として電気信号を生じる手段をも含む。この波形部は、同 様な平坦半導体トランスジューサよりも、加えられる作用力の単位当たり大きな 撓み部材の垂直方向の線形移動量をもたらす。

本発明の第２の特質において、改善された半導体アクチュエータが開示される。

このアクチュエータは、中心に配置された堅固な撓み部材を有する半導体層と、 支持部材と、撓み部材および支持部材間に結合された複数の波形部とを含む。ア クチュエータはまた、撓み部材に対して作用力を加えて、別個の構造部、デバイ スまたは物理的媒体と関連する撓みを利用する手段をも含む。この波形部は、同 じような大きさの平坦ダイアフラムと比較して大きな撓み部材の垂直方向移動量 をもたらし、このため影響を受ける構造部、デバイスまたは媒体に対して大きな 影響を許す。

本発明の別の特質において、半導体材料に波形部を形成するための方法が開示さ れる。本方法は、前記半導体材料上の第１の面を予め定めたパターンと関連して マスキングし、この面をパターンに従ってエツチングしてこの面上に予め定めた 輪郭を生じ、前記面からマスクを除去し、予め定めた輪郭に従って前記第１の面 上にエツチング停止点を設け、前記第１の面と反対側の面を前記エツチング停止 点までエツチングして波形部を形成するステップを含む。

本方法を用いることにより、従来の波形構造より応力集中を受けにくい半導体ト ランスジューサまたはアクチュエータが作られる。更に、エツチング停止工程に より、前後の標定を行うため構造部の整合の必要がない。本方法はまた、撓み部 材の厚さが波形部の厚さとは独立的になることを可能にする。最後に、本発明の 方法は、従来の方法よりも制御が実質的に容易であり、製造法の利用が広がった 。

（図面の簡単な説明） 図１は、従来技術の半導体トランスジューサの平面図、図２は、図１の従来技術 の半導体トランスジューサの断面側面図、図３は、本発明によるダイアプラムの 半導体トランスジューサの底面図、図４は、本発明によるダイアプラムの半導体 トランスジューサの断面側面図、 図５Ａ乃至図５Ｄは、本発明による半導体トランスジューサまたはアクチュエー タを作る方法の概略図、 図６は、本発明によるビーム半導体トランスジューサの断面側面図、および図７ は、本発明によるダイアプラムの半導体アクチュエータの断面側面図である。

（実施例） 平坦（非波形）半導体ダイアプラムは、加えられる作用力または圧力の非線形関 数である変位を呈することが知られている。従って、平坦ダイアプラムは低規格 としなければならず、あるいはその線形変位の全範囲を低圧での線形応答を維持 するように少な（しなければならない。従って、平坦ダイアプラムは一般に低圧 の測定には不適当である。

前述の如く、波形ダイアフラム構造は、縁部応力の測定のための半導体デバイス において利用されてきた。図１および図２は、この形式のダイアワラｌ−構造を 例示している。

図１は、波形ダイアフラム１１を用いる従来技術の圧力ドランスジューサ１０の 平面図である。ダイアフラム１１は、略々四角形状で示されるが、他の形態も使 用できる。ダイアフラム１１は、例えば単結晶シリコンから作ることができる。

ダイアフラム１１の表面は、一連の同心円状の溝即ち平面図において四角形を形 成する大きさが大きくなる波形部１４を含む。

図２は、図１の圧力ドランスジューサ１０の断面２−２に関する断面側面図であ る。圧力ドランスジューサ１０は、ガラス接着剤等により、ダイアフラム１１の 周部に結合される支持部材１７上に取付けることができるう支持部材１７は、シ リコン、金属またはガラスから作られ、圧力ボートとして働く開口１９を有する 。

明らかなように、ダイアフラム１１の波形部１４は、断面が台形状であって全体 的に１８および２０で示される山部と谷部とを形成する。全体的に１６で示され るダイアフラム１１の中心域は、波形状を呈しある厚さを有する。各波形部１４ は、勾配のある側壁部２２を生じる異方性エツチングにより形成される。

図１および図２の圧力ドランスジューサ１０は、その外縁部における縁部応力を 測定するため使用される。典型的には、ピエゾ抵抗センサがトランスジューサ１ ０の縁部に置かれ、応力の変化に応じて電気信号を生じることにより加えられた 作用力のレベルの測定値を生じる。波形部１４の線形移動は、平坦ダイアフラム のそれよりも大きいが、圧力ドランスジューサ１０はある用途には適さない。

上記の従来技術の構造の問題は、中心部の撓みがダイアフラムの周部におけるピ エゾ抵抗要素により間接的に測定されることである。ピエゾ抵抗検出は、（１） 温度により感度に大きな変化が生じる、（２）抵抗要素からの漏洩電流による誤 差があり、（３）応力における典型的な変化が正確に検出されねばならない抵抗 における小さな変化を生じる故に、多（の用途において最適ではない。従って、 多くの用途では、ピエゾ抵抗要素を必要としない構造が望ましいことになる。

公知の波形状圧力ドランスジューサにおける別の問題は、前後の溝の整合が要求 されること、およびその達成が困難であることである。典型的なプロセスにおい ては、７オトリソグラフ・マスクが出発材料の両面に置かれる。次いで、両面は 構造体が形成されるまでエツチングされる。このステップにおいては、前後の面 のマスクが形成された波形部が適正な形態を持つことを保証するため一致するこ とが重要である。波形部の厚さが減少するに伴い、ダイアプラムの前後のこのよ うな整合は重要度を増す。低圧トランスジューサにおいては、波形部の厚さは通 常０．３乃至２０μｍの範囲内にある。

これらの厚さでは、例えマスクの前後の面の小さな不整合でもトランスジューサ を作動不能にすることになる。従って、前記材料の整合においてはかなりの時間 および経費を要しこれが製造越すとを著しく増加し、このことが更に商業的な実 施の可能性を妨げ得る。

更に、先に述べたように、従来技術の製造においては、撓み部材および波形部の 厚さは相互に依存している。このことが、材料および製造プロセスの使用を妨げ ている。

従来技術の波形状の圧力ドランスジューサにおける別の問題は、異方性エツチン グによる溝の内隅部が非常に早く腐食することである。このことは、Ｂｅａ口。

Ｋ、Ｅ、著［シリコンの異方性エツチングＪ　（ＩＥＥＥ　ＴｒａｎｓａｃＬｉ 。

ｎｓ　ｏｎ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎ　Ｄｅｖｉｃｅｓ、第ＥＤ−２５巻、第１０号、 １１８５〜１１９３頁、１９７８年１０月発行）に記載されている。これは、エ ツチングした溝を作るため使用されるマスクが隅部の補償手段を含まねばならず 、これは制御が困難でありかつ製造プロセスを非常に複雑化することを意味する 。

例えば、もし隅部の補償が最適値より極めて僅かに大きければ、ダイアフラムは 隅部においてかなり厚（なることになる。これは、ダイアフラムの剛性を増し、 構造部に応力を集中させることになる。もし補償が最適値より非常に僅かだけ小 さければ、ダイアフラムは隅部から腐食し、ダイアフラムに穴を生じる結果とな り、これにより構造全体を使用不能にする。

波形状圧力ドランスジューサの従来技術の製造プロセスはまた、ダイアフラムの 厚さを正確に管理することができない。例えば、ダイアフラム１１の台形部の頂 部１８の厚さく図２）は、エッチャントの腐食速度、エッチャントの時間および 出発材料ウェーハの厚さによって定まる。従来技術のプロセスは、エツチングさ れる溝の深さの約５％までの厚さに対しては充分である。０．５μｍもの薄さの ダイアフラムを提供することが望ましく、これは出発材料の厚さを約１０μｍに 制限する。この厚さのウェーハは、従来の方法を用いて実際に処理することがで きない。

波形部については主として圧力ドランスジューサにおけるダイアフラムにおける 使用に関して論述したが、波形部が用途を持つ半導体材料で形成される他の微小 な機械的装置があることが理解される。例えば、Ｔｒａｎｓｅｎｓｏｒｙ　Ｄｅ ｖｉｃｅｓ社に譲渡された米国特許第４．５４３．４５７号は、圧力に応じて曲 がる半導体装ｌにおいて使用されるビームについて記載している。

図３は、本発明によるトランスジューサ３０の第１の実施例の平面図である。

トランスジューサ３０は、略々四角形態をしているが、矩形状、円形状、または 円弧、螺旋、渦巻きおよび放射形状の如き他の形状もまた本発明の範囲内にある 。

典型的には、トランスジューサ３０は、シリコン材料から作られる。しかし、当 業者は、使用可能な色々な他の種類の材料があることを認識されよう。例えば、 本発明においては、トランスジューサ３０のダイアフラムは、スパッタリングま たは蒸着された金属、メッキされた金属、二酸化シリコンまたは窒化シリコン、 ポリイミドまたはパリレーン（Ｐａ　ｒｙ　ｌ　ｅｎｅ、商標）または当業にお いて公知の他の材料の如き蒸着された誘電材からなるものでよい。デバイスに対 して所要の特性を与えるため特性が有効に使用できる異なる用途において、色々 な材料が使用できる。

トランスジューサ３０は、複数の波形部３４により囲まれた中心に配置された堅 固な撓み部材３８を有する半導体材料層３２と、波形部３４の外周部に結合され た支持部材３６とを含む。本実施例においては、層３２がトランスジーサ−サ３ ０のダイアフラムを形成している。

図４は、図３の断面４−４に関する断面側面図である。図４に示されるように、 本発明によるトランスジューサ３０は半導体層３２から形成されることが望まし い。半導体層３２は、支持部材３６とダイアフラム３５とを含み、このダイアフ ラムは更に撓み部材３８の側面に撓み部材３８および波形部３４を有する。撓み 部材３８の頂面４０は、支持部材３６の頂面４２と同じ面上にあることが望まし い。撓み部材３８の底面４１は而４０と平行であることが望ましい５、第１の面 −ｈに形成されたウェル４６を持つ上層部４４は、支持部材３６の面４２に対し て結合されることが望ましい。撓み部材３８の移動を検出するための検出手段は 、撓み部材３８と対向するウェル４６内の上層部４４の第１の面上に置かれた検 出要素５０と、検出要素５０と対向して撓み部材３８に置かれた検出要素４８と を含む。検出要素４８．５０は、撓み部材３８の運動を検出してその運動に応じ て電気信号を生じるどんな手段でもよい。望ましい一実施態様においては、検出 手段４８．５０は、２つの容量性板を含む。しかし、検出手段４８．５０は、上 記目的を遂行するどんな機械的、光学的等の手段でもよい。上層部４４に貫通す る開口３７はウェル４６と連通して圧力ボートとして慟（。

波形部３４は、波形状でないダイアフラムで可能なよりも大きな垂直方向距離だ け撓み部材３８がピストン状に上下に運動することを許容する。このため、垂直 方向の移動と加えられた作用力との間の線形的関係は、平坦状ダイアツクｔ・の 場合よりも大きな距離にわたって妥当する。更に、波形部３４は、従来技術のト ランスジューサと比較して、トランスジューサ３０の全体の線形性を著しく増す 。

この理由から、圧力ドランスジューサ３０は、前に公知の半導体トランスジュー サよりも容量性センサにより更に有効に使用することができる。

本発明の別の利点は、波形部３４が而４０．４２により延びた面に沿う広範囲の 異なる経路を持つように形成することができることである。トランスジューサ３ ０においては、図１に示されるように、この経路は一般に隅部が僅かに丸くなつ た方形であるが、円形、螺旋形、渦巻き型、放射型、あるいは一連の円弧の如き 広範囲のあり得る経路のいずれかとすることもできる。このような経路は、従来 技術の金属ダイアフラムで使用されているが、半導体の波形状ダイアフラムに対 して従来技術の製造法を用いて作ることはできない。

本発明の更に別の利点は、波形部が断面において波形部の応力を最小限に抑える ように湾曲されることが望ましいことである。先に述べた文献、特にＭａｉｌｏ ｎ等の文献は、望ましい方法として、台形状断面を持つ波形部を作るシリコン等 方性エツチング加工することは可能であるとのみ述べているが、典型的な等方性 エツチング法が制御が困難であること、およびこれにより形成された波形部が厚 さにおいて均一でな（作動不能を結果として生じるおそれがある応力の根源を生 じることは周知である。

また先に述べたように、従来の方法においては、シリコン材料の結晶は公知のフ ォトリソグラフ法を用いてマスクされる。次いで、材料の前後面が所要の波形面 を形成するように異方性エツチングされる。この形式のエツチングは、図２のト ランスジューサの波形部に示される鋭い隅部を生じる。

しかし、材料が等方性の手法を用いてエツチングされるならば、波形部の幅およ び深さを制御することが更に難しい。このことは、波形部の均一性を保証する上 でこれに匹敵する難しさをもたらす。もし波形部が均一でなければ、異方性エッ チャントにより形成される波形部と同様に、応力が幾つかの地点に集中する大き な可能性がある。

先に述べたように、従来技術のエツチング法はまた、正確な前後の整合を行うの が難しいという問題を有する。エツチングは材料の両面に生じるため、各面が相 互に整合されることが重要である。これは、反対側のエツチングを「見る」こと が不可能であるため難しい。これは、低圧トランスジューサが半導体材料がら形 成される時に大きな問題となる。先に述べたように、これらのトランスジューサ と関連するダイアフラムは非常に薄い（０，３ないし２０μｍ程度）。従って、 均一な波形部を作るためにエツチング法は非常に正確でなければならない。

最後に、従来技術のプロセスでは、支持部材および撓み部Ｈの厚さは、波形部の 厚さと直接関連していた。前述の如（、これはトランスジューサ製造の容易性を 制限してきた。

本発明は、上記の諸問題を克服する波形状圧力ドランスジューサおよびアクチュ エータを形成するためのプロセスを提供する。図５Ａ乃至図５Ｄは、本発明によ るプロセスの簡単にした断面図である。

シリコン・ウェーハ即ち層５８は、波形状の撓み部材を形成する出発材料からな る。第１に、層５８の頂面６０が、酸化物あるいは窒化物の層７０を蒸着するこ とによりマスクされる。層５８の第２の面６２は、以下に述べるようにこの時点 あるいは後で同じようにマスクされる。その後、図５Ａに示されるように、層７ ０の一部が波形部がエツチングされるべき領域（全体的に６４で示される）にお いて除去される。次いで、シリコン材料の頂面６０が、六フッ化硫黄（ｓｕｌｆ ｕｒ　ｈｅｘａｆｌｕｏｒｉｄｅ）の如き標準的なシリコン・エツチング材を用 いてエツチングされる。典型的には、この形式のエツチングは、従来のプラズマ ・エツチング法により行われる。あるいはまた、化学的湿式エツチングを使用す ることができる。例えば、等方性エツチングは、例えば、９０％の硝酸および１ ０％のフッ化水素酸の液体混合物を用いて実施することができる。

ガス圧力および使用されるプラズマ・エッチャントの種類に応じて、エツチング の特性は、略々垂直な側壁面から図５Ｂに示される如き等方性形の輪郭６１まで 変化し得る。エツチングされた輪郭６１の深さは、標準的な処理法に従って、エ ツチング時間、ＲＦ主電力よびガス圧力を変えることにより制御される。等方性 エツチングが使用される時、エツチング・マスクにおける開口が異方性エツチン グ法に固有のアンダーカット量を補償する。

図５Ｃにおいては、エツチング・マスク７０が頂面６０から除去される８、その 後、エツチング停止膜（ストップ）６６は、典型的には頂面６０を不純物でドー プすることにより設けられる。このようなエツチング−ストップの１つは厚くド ープされたホウ素域である。ドープ層の厚さは、集積回路産業において公知であ る標準的なプリデポジションおよび熱駆動法を用いて制御することができる。典 型的には、トープされた層は、厳しい精度で０．３乃至２０μｍの範囲内の深さ にすることができる。

第２の予め定めたパターンに従って底面６２上に形成された層７０にマスクが生 成される。このマスク・パターンは、図５Ｄに示されるように、中心部撓み部材 ７６と、支持部材７８とを形成するように設計される。次いで、底面６２がエツ チングされてエツチング・ストップ６６までのシリコン材料を除去する。これを 行う際に波形部６８が生成され、これは従来技術の波形部のこれまでに述べた欠 点は呈さない。本発明の本実施例においては、底面６２から行われるエツチング は、エツチング・ストップ層６６がエツチングされる領域に残る唯一の材料とな るまで進行する異方性エツチング法である。

本発明の方法の第２の実施例は、エツチング・ストップ６６を含むことの代わり に、薄膜材料の蒸着を行うことを含む。この薄膜材料は、スパッタリングまたは 蒸着による金属膜、メッキ金属膜、蒸着された二酸化シリコン、窒化シリコン、 ポリイミドまたはパリレーン（商ｅりまたは当技術で公知の他の材料の如き誘電 材料膜でよい。適当な蒸着条件下では、これらの膜は、層６６と略々同じ層を形 成するようにエツチングされた溝６１の輪郭に従って略々同形となる１、エツチ ング・ストップ６６に代わる薄膜は、底面６２をパターン化するため使用される エツチングにより侵されないように選定することができ、これにより波形部は図 ５Ｄに示される波形部６８と略々同じである波形部が生成されることになる。こ のため、波形部６８の形成のため用いられる材料は、半導体基板５８の波形部に 制限されることがない。このような他の材料は、中心部撓み部材７６の撓みに所 要の特性を与えるため異なる材料特性を有効に使用できる色々な用途において使 用可能である。

本発明のプロセスは、従来技術のプロセスに勝る幾つかの利点を有する。第１に 、エツチング・ストップ６６がウェーハの頂面上に設けられるため、波形部はど んな形態のものでもよい。例えば、図５Ｄに示されるように、波形部６８は丸み を帯び、これにより従来技術の台形状に特有な多くの応力を除去する。

第２に、エツチング・ストップ６６はまた前後の整合問題をも排除する。エツチ ング−ストップ６６は、波形部の所要深さのみならず、領域の輪郭をも制御する 。先に述べたように、従来技術の方法により形成された波形部は、前後間の正確 な整合を必要とする。本発明の方法によれば、整合の問題はない。このため、螺 旋形、渦巻き形、放射形状等の如き種々の経路の半導体その他の材料を用いて、 有効でコスト効率のよい波形部の製造を可能にする。

本発明の第３の方法においては、波形部の厚さは、撓み部材の厚さとは独立して いる。このため、いずれか一方の部材の厚さは他方により制限を受けないつ第４ に、エツチング・ストップ６６の使用は、輪郭の形状の如何に拘わらず、実質的 に均一な厚さのダイアフラム等の部材を生成する。これは、厚さの変化によるダ イアフラム等の部材における応力の集中を低減し、これによりダイアフラムの移 動距離を増す。

第５に、パターン化、および（または）エツチング、および（または）面頂面６ ０上のエツチング・ストップ領域の形成の諸プロセスは、更に複雑な構造を形成 するため反復可能であることが認識されよう。波形状金属ダイアツクｔ、の分野 では、比較的深い縁部ビード即ち外側支持部がある状況において改善されたダイ アフラム応答をもたらすことは周知である。これは、エツチング・ストップ６６ の内包前の１対のマスキングまたはエツチング・ステップにより、本発明の範囲 内で提供することができる。同様に、波形部６８またはその周囲に更に厚いか薄 い支持領域を提供することがしばしば有利である。これは、各々個々のマスキン グおよび蒸着ステップにより形成される複数のエツチング・ストップを設けるこ とにより、本発明の範囲内で提供することができる。これらのエツチング・スト ップ領域は、層５８のあり得る結晶性によるのではなく面６０上に層７０と似た マスキング層を配量することによって画成されるため、これらの支持領域は、矩 形状、円形状、環状、螺旋状、放射状および渦巻き状を含む種々の形態で設ける ことができる。このため、例えば、中心部撓み部材７６は、波形部６８に対して 内側に比較的深いエツチング・ストップ領域を含めることにより設けることがで きる。同様に、波形部６８と支持部材７８との間の比較的厚いエツチング−スト ップ領域は、これらの構造間の応力の集中を制御するために設けることができ従 って、上記の諸理由により、本発明は、従来技術のトランスジューサ、アクチュ エータおよびその製造法に勝る著しい利点を有する。

本発明については主としてダイアフラム構造に関して記述したが、波形部により 生じる垂直方向の移動および線形性の範囲を増加する利点が他の構造にも適用し 得ることが理解されよう。図６は、曲り部材８３を使用するトランスジューサ８ ０の断面側面図である。

図６において、半導体トランスジューサ８０は、曲り部材８２と結合された基板 ８４を含む。基板８４は、底部８１と、この底部８１の一端部に結合された上方 に延長する部分８５とを含む。曲り部材８２は、梁部材８３と、支持部材８６と 、その間に結合された複数の波形部８８とからなる。基板８４は、底部８１に配 置されたウェル９０を有する。梁部材８３は、ウェル９０の上方に長手方向に支 持されている。ウェル９０内の基板８４の第１の面には、ウェル検出要素９２が 配ｌされる。梁部材８３の第１の面に対し検出要素９２と対向して取付けられる のは梁検出要素９３である。

梁部材８３は、波形部８８の故に、従来技術の平坦梁材と比較して、加わる単位 作用力当たりの移動量を増やすことができる。従って、トランスジューサ８０は 、図３および図４のトランスジューサ３０と関連して述べたものと同じ利点を有 する。曲り部材８３はまたダイアフラノ）・トランスジューサに関して前に述べ た如き他の材料から作ることもでき、選定される材料に従って望ましい特性を呈 することになる。

本文の記述は、主としてトランスジューサに関して行ったが、本発明はアクチュ エータの如き他のデバイスをも構成することが理解されよう。

図７は、本発明による波形状ダイアフラム構造１０９を用いるアクチュエータ１ ０１の断面側面図である。ダイアフラノ・１０９は、波形部１１０を介して支持 部材１０６に取付けられた撓み部材１０８を含んでいる。開口１１１および基板 ウェル１１２を有する基板１０７は、支持部材１０６に対して取付けられている 。。

支持部材１０６の反対側には、開口１０４．１０５および基板ウェル１１３を有 する上層部１０３が取付けられている。ダイアフラム１０９は、シリコンまたは ダイアフラム・トランスジューサに関して前に述べた如き他の材料から作ること ができ、選定される材料に従って望ましい特性を持つことになる。

動作においては、開口１１１を介して基板ウェル１１２に対し制御圧力を加える ことで撓み部材１０８を運動させる。開口１０４から基板ウェル１１３に対する 流体の流れ、および開口１０５を介する逆流は、それ自体基板ウェル１１２にお ける制御圧力により制御される撓み部材１０８の変位によって制御することがで きる。このため、アクチュエータ１０１は、例えば弁として作動することができ る。

このように、アクチュエータ１０１は、比較的大きな垂直方向の変位、および波 形部１１０によるダイアプラム１０９の比較的大きな線形応答範囲が存在する点 で従来技術の平坦ダイアフラム・アクチュエータに勝る利点を有する。このため 、本発明のアクチュエータを従来技術のアクチュエータより更に正確に、更に敏 感に、かつはるかに小さくすることを可能にする。

要約すれば、本発明のトランスジューサおよびアクチュエータは従来技術のトラ ンスジューサおよびアクチュエータに勝る著しい利点を持つことが示された。

また、本発明の製造方法は、従来技術の装置よりも信頼度が高く、製造が容易で 、制御が更に容易な、コストが比較的安いトランスジューサおよびアクチュエー タを作るものである。

本発明については特定の実施例に従って記述したが、当業者にはこれらの実施例 に対して種々の変更が可能であり、かかる変更が本発明の趣旨および範囲内にあ ることが認識されよう。従って、本発明の範囲は、請求の範囲により規定される 。

ＦＩＧ、　３ ＦＩＧ、　５Ｂ ＦＩＧ、６ ＦＩＧ、７ 補正書の翻訳文提出書 （特許法第１８４条の８） 平成　３年１０月　７日 特許庁長官　深　沢　亘　殿　８町 １、特許出願の表示 ＰＣＴ／ＵＳ９０１０１８８５ ２、発明の名称 半導体トランスジューサまたは波形状支持部を用いるアクチュエータ３、特許出 願人 マツカーシー・プールヴアード　１７０１名　称　アイ〃シー・センサーズ・イ ンコーホレーテッド４、代理人 住　所　東京都千代田区大手町二丁目２番１号新大手町ビル　２０６区 電話　３２７０−６６４１〜６６４６ ５、補正書の提出日 平成　３年　５月１７日 図３は、本発明によるトランスジューサ３０の第１の実施例の平面図である。

トランスジューサ３０は、略々四角形態をしているが、矩形状、円形状、または 円弧、螺旋、渦巻きおよび放射形状の如き他の形状もまた本発明の範囲内にある 。

典型的には、トランスジューサ３０は、シリコン材料から作られる。しかし、当 業者は、使用可能な色々な他の種類の材料があることを認識されよう。例えば、 本発明においては、トランスジューサ３０のダイアフラムは、スパッタリングま たは蒸着された金属、メッキされた金属、二酸化シリコンまたは窒化シリコン、 ポリイミドまたはパリレーン（Ｐａｒｙｌｅｎｅ、商標）の如きポリマー、また は当業において公知の他の材料の如き蒸着された誘電材からなるものでよい。デ バイスに対して所要の特性を与えるため特性が有効に使用できる異なる用途にお いて、色々な材料が使用できる。

トランスジューサ３０は、複数の波形部３４により囲まれた中心に配置された堅 固な撓み部材３８を有する半導体材料層３２と、波形部３４の外周部に結合され た支持部材３６とを含む。本実施例においては、層３２がトランスジューサ３０ のダイアフラムを形成している。

図４は、図３の断面４−４に関する断面側面図である。図４に示されるように、 本発明によるトランスジューサ３０は半導体層３２から形成されることが望まし い。半導体層３２は、支持部材３６とダイアフラム３５とを含み、このダイアフ ラムは更に撓み部材３８の側面に撓み部材３８および波形部３４を有する。撓み 部材３８の頂面４０は、」 前記支持部材に対して前記撓み部材を支持する複数の波形部とを設け、該波形部 が、前記撓み部材が加えられた作用力に応じて前記支持部材に対して撓むことを 可能にし、前記複数の波形部が、シリコン、スパッタリング処理金属、蒸着金属 、メッキ金属、蒸着誘電材およびポリマーからなるグループから選定された材料 からなり、 材料撓み部材の撓みを検出して、該撓み部材の検出された撓みの関数として電気 信号を生じる手段を設けてなることを特徴とする半導体トランスジューサ。

１３、底部と、該底部の一端部に結合された上方に延長する部分とを持つ半導体 基板と、 梁材と、該梁材と前記上方に延長する部材との間に結合された複数の波形部とを 含む曲げ部材と、 前記梁材の運動を検出して、前記梁材の検出された運動の関数として電気信号を 生じる手段と を設けてなることを特徴とする半導体トランスジューサ。

１４、前記梁材および前記基板がシリコンからなることを特徴とする請求項１３ 記載の半導体トランスジューサ。

１５、前記波形部が、シリコン、スパッタリング処理金属、蒸着金属、メッキ金 属、蒸着された」 ４６．７アツプ（ｄ）が前記予め定めた輪郭に一致する薄膜材料の蒸着を含み、 該薄膜材料がステップ（ｅ）の前記第２の面のエツチングにより反応されないこ とを特徴とする請求項４０記載の方法。

４７、前記薄膜材料が、スパッタリング処理金属膜、蒸着金属膜、メッキ金属膜 、蒸着された誘電膜およびポリマーからなるグループから選定されることを特徴 とする請求項４６記載の方法。

４８、ステップ（ｄ）が、スパッタリング処理金属膜、蒸着金属膜、メッキ金属 膜、蒸着された誘電膜およびポリマーからなるグループから前記撓み部材および 前記波形部を形成することを含むことを特徴とする請求項４０記載の方法。

４９、ステップ（ｅ）が前記反対側の面を異方性エツチングすることを含むこと を特徴とする請求項４０記載の方法。

５０、ステップ（ｅ）が前記反対側の面を等方性エツチングすることを含むこと を特徴とする請求項４０記載の方法。

５１、前記エッチ〉グ・ストップが、ホウ素、リン、ヒ素、アンチモ二またはア ルミニウムからなるグループから選定される材料によるエツチングを含むことを 特徴とする請求項４０記載の方法。

５７、ステップ（ｄ）が前記材料に分散された半導体ドーパントの深さで決定さ れる深さに分散することを含むことを特徴とする請求項５２記載の方法。

５８、ステップ（ｄ）が前記予め定めた輪郭に一致する薄膜材料の蒸着を含み、 該薄膜材料がステップ（ｆ）の前記第２の面のエツチングにより反応されないこ とを特徴とする請求項５２記載の方法。

５９、前記薄膜材料が、スパッタリング処理金属膜、蒸着金属膜、メッキ金属膜 、蒸着された誘電膜およびポリマーからなるグループがら選定されることを特徴 とする請求項５８記載の方法。

６０、ステップ（ｄ）が、スパッタリング処理金属膜、蒸着金属膜、メッキ金属 膜、蒸着された誘電膜およびポリマーからなるグループから前記撓み部材および 前記波形部を形成することを含むことを特徴とする請求項５２記載の方法。

６１、ステップ＜ｒ）が前記第２の面を異方性エツチングすることを含むことを 特徴とする請求項５２記載の方法。

６２、ステップ（ｆ）が前記第２の面を等方性エツチングすることを含むことを 特徴とする請求項５２記載の方法。

６３、前記エツチング・ストップがホウ素を含むことを特徴とする請求項５２記 載の方法。

国際調査報告

Claims (64)

【特許請求の範囲】
1. １．中心部に位置され、実質的に堅固な撓み部材と、支持部材と、該撓み部材と 該支持部材との間に形成された複数の波形部とを有する半導体層を設け、該波形 部は、加えられた作用力に応答して前記撓み部材が前記支持部材に対して運動す ることを可能にし、 前記撓み部材の撓みを検出し、該撓み部材の検出された撓みの関数として電気信 号を生じる手段を設けてなることを特徴とする半導体トランスジューサ。
2. ２．前記検出手段が前記撓み部材上に選択的に配置されて、前記半導体層の面と 直角をなす作用力が測定できるようにすることを特徴とする請求項１記載の半導 体トランスジューサ。
3. ３．前記検出手段が、前記撓み部材上に配置された第１の金属板と、隔てられか つ該第１の板に対して実質的に平行な位置に固定された第２の金属板とを含むこ とを特徴とする請求項２記載の半導体トランスジューサ。
4. ４．１つの面に形成されたウエルを持つ基板を更に設け、前記支持部材が前記ウ エルの周部で前記基板に対して結合されることを特徴とする請求項１記載の半導 体トランスジューサ。
5. ５．前記検出手段が、前記基板に対する前記撓み部材の撓み量を容量的に検出す る手段を含むことを特徴とする請求項４記載の半導体トランスジューサ。
6. ６．前記撓み部材が、第１の予め定めた厚さを持ち、前記複数の波形部が第２の 予め定めた厚さを有することを特徴とする請求項１記載の半導体トランスジュー サ。
7. ７．前記半導体層がシリコンであることを特徴とする請求項１記載の半導体トラ ンスジューサ。
8. ８．前記複数の波形部が前記撓み部材に対して同心円状に配置されることを特徴 とする請求項１記載の半導体トランスジューサ。
9. ９．前記複数の波形部が、前記撓み部材と前記支持部材との間に螺旋形状を形成 することを特徴とする請求項１記載の半導体トランスジューサ。
10. １０．前記複数の波形部が、前記支持部材の厚さより実質的に小さい深さを持つ 溝を含むことを特徴とする請求項１記載の半導体トランスジューサ。
11. １１．前記撓み部材の厚さが、前記複数の波形部の厚さより実質的に大きいこと を特徴とする請求項１記載の半導体トランスジューサ。
12. １２．中心部に位置された開口が画成された支持部材と、前記開口に位置された 実質的に堅固な撓み部材と、前記支持部材に対して前記撓み部材を支持する複数 の波形部とを設け、該波形部が、前記撓み部材が加えられた作用力に応じて前記 支持部材に対して撓むことを可能にし、前記複数の波形部が、シリコン・スパッ タリング処理金属、蒸着金属、メッキ金属、蒸着誘電材およびポリマーからなる グループから選定された材料からなり、 材料撓み部材の撓みを検出して、該撓み部材の検出された撓みの関数として電気 信号を生じる手段を設けてなることを特徴とする半導体トランスジューサ。
13. １３．底部と、該底部の一端部に結合された上方に延長する部分とを持つ半導体 基板と、 梁材と、該梁材と前記上方に延長する部材との間に結合された複数の波形部とを 含む曲げ部材と、 前記梁材の運動を検出して、前記梁材の検出された運動の関数として電気信号を 生じる手段と を設けてなることを特徴とする半導体トランスジューサ。
14. １４．前記梁材および前記基板がシリコンからなることを特徴とする請求項１３ 記載の半導体トランスジューサ。
15. １５．前記波形部が、シリコン、スパッタリング処理金属、蒸着金属、メッキ金 属、蒸着された誘電材、およびポリマーからなるグループから選定された材料か らなることを特徴とする請求項１３記載の半導体トランスジューサ。
16. １６．前記検出手段が、前記基板の前記底部に対する前記誘電材の撓み量を容量 的に検出する手段を含むことを特徴とする請求項１３記載の半導体トランスジュ ーサ。
17. １７．前記検出手段が、前記梁材上の第１の接点と前記底部上の第２の接点とを 有するスイッチを含み、予め定めた量より大きな印加作用力に対して、前記梁材 が前記スイッチを閉路するに充分なだけ撓むようにすることを特徴とする請求項 １３記載の半導体トランスジューサ。
18. １８．前記複数の波形部が、前記上方に延長する部分の厚さより実質的に小さい 深さを持つ溝を含むことを特徴とする請求項１３記載の半導体トランスジューサ 。
19. １９．前記梁材の厚さが、前記複数の波形部の厚さより実質的に大きいことを特 徴とする請求項１３記載の半導体トランスジューサ。
20. ２０．前記基板および前記曲げ部材がシリコン材料の１枚のウエーハから形成さ れることを特徴とする請求項１３記載の半導体トランスジューサ。
21. ２１．中心部に位置され実質的に堅固な撓み部材と、支持部材と、該撓み部材と 前記支持部材との間に結合された複数の波形部とを有する半導体層と、前記撓み 部材を変位させる手段と を設けてなることを特徴とする半導体アクチュエータ。
22. ２２．前記撓み部材が前記支持部材上に選択的に配置されて、該撓み部材が変位 される時、これにより前記撓み部材に近い流体の流れの速度が変更されることを 特徴とする請求項２１記載の半導体アクチュエータ。
23. ２３．１つの面に形成されたウエルを持つ基板を更に設け、前記支持部材が前記 ウエルの周部で前記基板に結合され、前記基板が貫通して前記ウエルと連通する よう形成された開口を持つことを特徴とする請求項２１記載の半導体アクチュエ ータ。
24. ２４．１つの面に形成された上層部ウエルを持つ上層部を更に設け、前記支持部 材が前記上層部ウエルの周部で前記上層部と結合され、前記上層部は、前記上層 部ウエルと連通する貫通した少なくとも１つの開口を有することを特徴とする請 求項２３記載の半導体アクチュエータ。
25. ２５．前記撓み部材が第１の予め定めた厚さを持ち、前記複数の波形部が第２の 予め定めた厚さを持つことを特徴とする請求項２１記載の半導体アクチュエータ 。
26. ２６．前記半導体層がシリコンであることを特徴とする請求項２１記載の半導体 アクチュエータ。
27. ２７．前記複数の波形部が、前記撓み部材に対して同心円状に配置されることを 特徴とする請求項２１記載の半導体アクチュエータ。
28. ２８．前記複数の波形部が、前記中心部に位置された撓み部材に対して配置され た同心円状の円弧の形状を呈することを特徴とする請求項２１記載の半導体アク チュエータ。
29. ２９．前記複数の波形部が、前記撓み部材と前記支持部材との間に螺旋形状を形 成することを特徴とする請求項２１記載の半導体アクチュエータ。
30. ３０．前記複数の波形部が、前記支持部材の厚さより実質的に小さい深さを有す る溝を含むことを特徴とする請求項２１記載の半導体アクチュエータ。
31. ３１．前記撓み部材の厚さが、前記複数の波形部の厚さより実質的に大きいこと を特徴とする請求項２１記載の半導体トランスジューサ。
32. ３２．中心部に位置して画成された開口を持つ支持部材と、前記開口に位置され た実質的に堅固な撓み部材と、前記支持部材に対して前記撓み部材を支持する複 数の波形部とを設け、該波形部は、前記撓み部材が加えられる作用力に応じて前 記支持部材に対して撓むことを可能にし、前記複数の波形部は、シリコン、スパ ッタリング処理金属、蒸着金属、メッキ金属、蒸着誘電材およびポリマーからな るグループから選定された材料からなり、 前記撓み部材を変位させる手段を設けてなることを特徴とする半導体アクチュエ ータ。
33. ３３．ダイヤフラム部材に形成された複数の溝により囲まれかつ薄い部分で分離 された中心部に位置された実質的に堅固な平坦半導体撓み部材を含むダイヤフラ ム部材と、外側の撓まない支持部材とを設けてなることを特徴とする半導体デバ イス。
34. ３４．前記撓み部材が第１の予め定めた厚さを持ち、前記複数の溝が第２の予め 定めた厚さを持つことを特徴とする請求項３３記載の半導体デバイス。
35. ３５．前記複数の溝が前記撓み部材に対して同心円状を呈することを特徴とする 請求項３３記載の半導体デバイス。
36. ３６．前記複数の溝が、前記撓み部材から出た螺旋形状を形成することを特徴と する請求項３３記載の半導体デバイス。
37. ３７．前記複数の溝が、前記撓み部材の厚さよりも実質的に小さい深さを有する ことを特徴とする請求項３３記載の半導体デバイス。
38. ３８．前記複数の溝が、０．３乃至２０μｍの範囲内の厚さを有することを特徴 とする請求項３３記載の半導体デバイス。
39. ３９．前記撓み部材がシリコンからなることを特徴とする請求項３３記載の半導 体デバイス。
40. ４０．少なくとも１つの波形部を半導体材料に形成する方法において、（ａ）前 記半導体材料の第１の面を予め定めたパターンに従ってマスクし、（ｂ）前記予 め定めたパターンにより前記第１の面をエッチングして前記第１の面上に予め定 めた輪郭を提供し、 （ｃ）前記マスクを前記第１の面から除去し、（ｄ）前記予め定めた輪郭に従っ て前記面上にエッチング・ストップを提供し、 （ｅ）前記エッチング・ストップに対して前記第１の面と対向する第２の面をエ ッチングして前記波形部を形成する ステップを含むことを特徴とする方法。
41. ４１．支持部材を形成するため前記エッチング・ストップが設けられた後、前記 第２の面上にマスクを提供するステップを更に含むことを特徴とする請求項４０ 記載の方法。
42. ４２．ステップ（ａ）が前記半導体材料を酸化させることを含むことを特徴とす る請求項４０記載の方法。
43. ４３．ステップ（ｂ）が前記半導体材料をプラズマ・エッチャントによりエッチ ングすることを含むことを特徴とする請求項４０記載の方法。
44. ４４．ステップ（ｄ）が前記材料に０．３乃至２０μｍの深さにエッチング・ス トップを分散することを含むことを特徴とする請求項４０記載の方法。
45. ４５．ステップ（ｄ）が前記材料に分散された半導体ドーパントの深さで決定さ れる深さに分散することを含むことを特徴とする請求項４０記載の方法。
46. ４６．ステップ（ｄ）が前記予め定めた輪郭に一致する薄膜材料の蒸着を含み、 該薄膜材料がステップ（ｅ）の前記第２の面のエッチングにより反応されないこ とを特徴とする請求項４０記載の方法。
47. ４７．前記薄膜材料が、スパッタリング処理金属膜、蒸着金属膜、メッキ金属膜 、蒸着された誘電膜およびポリマーからなるグループから選定されることを特徴 とする請求項４６記載の方法。
48. ４８．ステップ（ｄ）が、スパッタリング処理金属膜、蒸着金属膜、メッキ金属 膜、蒸着された誘電膜およびポリマーからなるグループから前記撓み部材および 前記波形部を形成することを含むことを特徴とする請求項４０記載の方法。
49. ４９．ステップ（ｅ）が前記反対側の面を異方性エッチングすることを含むこと を特徴とする請求項４０記載の方法。
50. ５０．ステップ（ｅ）が前記反対側の面を等方性エッチングすることを含むこと を特徴とする請求項４０記載の方法。
51. ５１．前記エッチング・ストップが、ホウ素、リン、ヒ素、アンチモニまたはア ルミニウムからなるグループから選定される材料によるエッチングを含むことを 特徴とする請求項３９記載の方法。
52. ５２．少なくとも１つの波形部により支持される撓み部材を持つ半導体トランス ジューサを半導体材料から形成する方法において、（ａ）第１の予め定めたパタ ーンに従って前記半導体材料上に第１の面をマスクし、 （ｂ）前記半導体材料上に第２の予め定めたパターンに従って第２の面をマスク し、 （ｃ）前記予め定めたパターンに従って前記第１の面をエッチングして前記第１ の面上に予め定めた輪郭を提供し、 （ｄ）前記第１の面から前記マスクを除去し、（ｅ）前記予め定めた輪郭に従っ て前記第１の面上にエッチング・ストップを提供し、 （ｆ）前記第２の面のマスクしない部分をエッチングして前記波形部および前記 撓み部材を形成する ステップを含むことを特徴とする方法。
53. ５３．前記エッチング・ストップが設けられて支持部材を形成した後、前記第２ の面上にマスクを提供するステップを更に含むことを特徴とする請求項５２記載 の方法。
54. ５４．ステップ（ａ）が前記半導体材料を酸化させることを含むことを特徴とす る請求項５２記載の方法。
55. ５５．ステップ（ｂ）がプラズマ・エッチャントにより前記半導体材料をエッチ ングすることを含むことを特徴とする請求項５２記載の方法。
56. ５６．ステップ（ｄ）が前記材料に０．３乃至２０μｍの深さにエッチング・ス トップを分散することを含むことを特徴とする請求項５２記載の方法。
57. ５７．ステップ（ｄ）が前記材料に分散された半導体ドーパントの深さで決定さ れる深さに分散することを含むことを特徴とする請求項５２記載の方法。
58. ５８．ステップ（ｄ）が前記予め定めた輪郭に一致する薄膜材料の蒸着を含み、 該薄膜材料がステップ（ｆ）の前記第２の面のエッチングにより反応されないこ とを特徴とする請求項５２記載の方法。
59. ５９．前記薄膜材料が、スパッタリング処理金属膜、蒸着金属膜、メッキ金属膜 、蒸着された誘電膜およびポリマーからなるグループから選定されることを特徴 とする請求項５８記載の方法。
60. ６０．ステップ（ｄ）が、スパッタリング処理金属膜、蒸着金属膜、メッキ金属 膜、蒸着された誘電膜およびポリマーからなるグループから前記撓み部材および 前記波形部を形成することを含むことを特徴とする請求項５２記載の方法。
61. ６１．ステップ（ｆ）が前記第２の面を異方性エッチングすることを含むことを 特徴とする請求項５２記載の方法。
62. ６２．ステップ（ｆ）が前記第２の面を等方性エッチングすることを含むことを 特徴とする請求項６２記載の方法。
63. ６３．前記エッチング・ストップがホウ素を含むことを特徴とする請求項５２記 載の方法。
64. ６４．１つ以上の波形部により支持される撓み部材を有する半導体構造を形成す る方法において、 （ａ）１つ以上の予め定めたパターンに従って半導体材料の第１の面をエッチン グして、前記第１の面上に予め定めた輪郭を提供し、（ｂ）前記予め定めた輪郭 に従い、かつ１つ以上の予め定めたパターンに従って、前記第１の面上に１つ以 上のエッチング・ストップ特性を提供し、（ｃ）別の予め定めたパターンに従っ て前記半導体材料の第２の面をエッチングして前記波形部および前記撓み部材を 形成するステップを含むことを特徴とする方法。