JPH08115898A - ダイヤモンドブリッジまたはダイヤモンドカンチレバーとその製造方法並びに該ダイヤモンドブリッジまたはダイヤモンドカンチレバーを使用した電子デバイス - Google Patents
ダイヤモンドブリッジまたはダイヤモンドカンチレバーとその製造方法並びに該ダイヤモンドブリッジまたはダイヤモンドカンチレバーを使用した電子デバイスInfo
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- JPH08115898A JPH08115898A JP24972394A JP24972394A JPH08115898A JP H08115898 A JPH08115898 A JP H08115898A JP 24972394 A JP24972394 A JP 24972394A JP 24972394 A JP24972394 A JP 24972394A JP H08115898 A JPH08115898 A JP H08115898A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 耐環境性が良好で寸法精度と強度が十分で比
較的簡単に製作できるダイヤモンドブリッジ、ダイヤモ
ンドカンチレバー及びその製造方法の提供、及び該ダイ
ヤモンドブリッジ等を使用した量産可能な電子デバイス
を提供する 【構成】 シリコン等の基板１上に成膜したダイヤモン
ド膜３であって、該ダイヤモンド膜は該基板面からこれ
に一時的に設けた犠牲層上にまたがって成膜されたのち
に該犠牲層４ａを除去して形成した空洞２を該基板との
間に有する。シリコン等の基板に酸化膜を付け、該酸化
膜の傷つけ処理後に該膜の一部を除去して基板表面を露
出させ、その露出面上及びこれに連続した該酸化膜の一
部であって犠牲層となるべき酸化膜の膜面上にレジスト
を設けたのちイオン注入し、該レジストを除去してそこ
にダイヤモンド膜を形成し、酸化膜の犠牲層および残り
の酸化膜を除去して該ダイヤモンド膜と基板との間に空
洞を形成する。
較的簡単に製作できるダイヤモンドブリッジ、ダイヤモ
ンドカンチレバー及びその製造方法の提供、及び該ダイ
ヤモンドブリッジ等を使用した量産可能な電子デバイス
を提供する 【構成】 シリコン等の基板１上に成膜したダイヤモン
ド膜３であって、該ダイヤモンド膜は該基板面からこれ
に一時的に設けた犠牲層上にまたがって成膜されたのち
に該犠牲層４ａを除去して形成した空洞２を該基板との
間に有する。シリコン等の基板に酸化膜を付け、該酸化
膜の傷つけ処理後に該膜の一部を除去して基板表面を露
出させ、その露出面上及びこれに連続した該酸化膜の一
部であって犠牲層となるべき酸化膜の膜面上にレジスト
を設けたのちイオン注入し、該レジストを除去してそこ
にダイヤモンド膜を形成し、酸化膜の犠牲層および残り
の酸化膜を除去して該ダイヤモンド膜と基板との間に空
洞を形成する。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、耐環境性が要求される
電子デバイスや歪センサ等のセンサその他の測定用或い
は制御用の電子デバイスに適用されるダイヤモンドブリ
ッジまたはダイヤモンドカンチレバーとその製造方法、
並びに該ダイヤモンドブリッジまたはダイヤモンドカン
チレバーを使用した電子デバイスに関する。
電子デバイスや歪センサ等のセンサその他の測定用或い
は制御用の電子デバイスに適用されるダイヤモンドブリ
ッジまたはダイヤモンドカンチレバーとその製造方法、
並びに該ダイヤモンドブリッジまたはダイヤモンドカン
チレバーを使用した電子デバイスに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、振動ロッドトランスデューサーに
使用するユニットとして、反対両側にそれぞれ主面を形
成しているダイヤモンド層と、各々のダイヤモンド層に
於ける一方の主面に結合されたサポートと、ダイヤモン
ドを橋架するブリッジングストリップであって、サポー
トされたダイヤモンド層を連結し且つそれと一体的に形
成されている少なくとも１つのサポートされていないブ
リッジングストリップとを有する構成のものが公知であ
る（特開平５−１４９７６０号公報）。このユニット
は、基板となるサポートを加工することによりブリッジ
ングストリップを形成するものである。
使用するユニットとして、反対両側にそれぞれ主面を形
成しているダイヤモンド層と、各々のダイヤモンド層に
於ける一方の主面に結合されたサポートと、ダイヤモン
ドを橋架するブリッジングストリップであって、サポー
トされたダイヤモンド層を連結し且つそれと一体的に形
成されている少なくとも１つのサポートされていないブ
リッジングストリップとを有する構成のものが公知であ
る（特開平５−１４９７６０号公報）。このユニット
は、基板となるサポートを加工することによりブリッジ
ングストリップを形成するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前記従来ユニットは、
基板となる微細なサポートを加工するところに産業分野
への応用が制約される不都合があった。即ち、この微細
な基板の加工に多大な時間と労力が必要であり、且つ基
板の寸法精度と強度を出すことが甚だ困難で、量産に不
向きで高価になる。また、上記のものにダイヤモンドカ
ンチレバーについての記載は見られない。
基板となる微細なサポートを加工するところに産業分野
への応用が制約される不都合があった。即ち、この微細
な基板の加工に多大な時間と労力が必要であり、且つ基
板の寸法精度と強度を出すことが甚だ困難で、量産に不
向きで高価になる。また、上記のものにダイヤモンドカ
ンチレバーについての記載は見られない。
【０００４】本発明は、耐環境性が良好で寸法精度と強
度が十分で比較的簡単に製作できるダイヤモンドブリッ
ジまたはダイヤモンドカンチレバーおよびその製造方法
を提供すること、および該ダイヤモンドブリッジまたは
ダイヤモンドカンチレバーを使用した量産可能な電子デ
バイスを提供することを目的とするものである。
度が十分で比較的簡単に製作できるダイヤモンドブリッ
ジまたはダイヤモンドカンチレバーおよびその製造方法
を提供すること、および該ダイヤモンドブリッジまたは
ダイヤモンドカンチレバーを使用した量産可能な電子デ
バイスを提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明では、ダイヤモン
ドブリッジまたはダイヤモンドカンチレバーの構成を、
シリコン、ＳｉＣまたはＳｉ3 Ｎ4 の基板上に成膜した
ダイヤモンド膜であって、該ダイヤモンド膜は該基板面
から一時的に設けた犠牲層上にまたがって成膜されたの
ちに該犠牲層を除去して形成された空洞を該基板との間
に有する構成とすることにより、上記の目的を達成する
ようにした。また、上記の目的は、ダイヤモンドブリッ
ジまたはダイヤモンドカンチレバーの構成を、シリコ
ン、ＳｉＣ、Ｓｉ3 Ｎ4 、Ｔａ、ＭｏまたはＷＣの基板
上に設けたダイヤモンド基礎膜上に成膜したダイヤモン
ド膜であって、該ダイヤモンド膜は該ダイヤモンド基礎
膜面から一時的に設けた犠牲層上にまたがって成膜され
たのちに該犠牲層を除去して形成された空洞を該ダイヤ
モンド基礎膜との間に有する構成とすることによっても
達成できる。更に、該ダイヤモンドブリッジまたはダイ
ヤモンドカンチレバーは、シリコン、ＳｉＣまたはＳｉ
3 Ｎ4 の基板に酸化膜を付け、この酸化膜の傷つけ処理
後に該酸化膜の一部を除去して基板表面を露出させ、そ
の露出面上及びこれに連続した該酸化膜の一部であって
犠牲層となるべき酸化膜の膜面上にレジストを設けたの
ち該レジストをマスクとして該酸化膜面にイオン注入
し、該レジストを除去してその除去面にダイヤモンド膜
を形成し、該酸化膜の犠牲層および残りの酸化膜を除去
して該ダイヤモンド膜と基板との間に空洞を形成するこ
とにより、或いは、シリコン、ＳｉＣ、Ｓｉ3 Ｎ4 、Ｔ
ａ、ＭｏまたはＷＣの基板上にダイヤモンド基礎膜を形
成し、該ダイヤモンド基礎膜上に酸化膜を付け、この酸
化膜の傷つけ処理後に該酸化膜の一部を除去して該基礎
膜の表面を露出させ、その露出面及びこれに連続した該
酸化膜の一部であって犠牲層となるべき酸化膜の膜面上
にレジストを設けたのち該レジストをマスクとして該酸
化膜面にイオン注入し、該レジストを除去してその除去
面にダイヤモンド膜を形成し、該酸化膜の犠牲層および
残りの酸化膜を除去して該ダイヤモンド膜とダイヤモン
ド基礎膜との間に空洞を形成することにより、比較的簡
単に製作できる。更に、本発明のダイヤモンドブリッジ
またはダイヤモンドカンチレバーのダイヤモンド膜上に
島状にボロンドープダイヤモンド膜を形成し、該ボロン
ドープダイヤモンド膜上にチタン層と白金層とを順次に
形成して積層電極を設けることにより、電子デバイスが
比較的簡単に量産可能になる。
ドブリッジまたはダイヤモンドカンチレバーの構成を、
シリコン、ＳｉＣまたはＳｉ3 Ｎ4 の基板上に成膜した
ダイヤモンド膜であって、該ダイヤモンド膜は該基板面
から一時的に設けた犠牲層上にまたがって成膜されたの
ちに該犠牲層を除去して形成された空洞を該基板との間
に有する構成とすることにより、上記の目的を達成する
ようにした。また、上記の目的は、ダイヤモンドブリッ
ジまたはダイヤモンドカンチレバーの構成を、シリコ
ン、ＳｉＣ、Ｓｉ3 Ｎ4 、Ｔａ、ＭｏまたはＷＣの基板
上に設けたダイヤモンド基礎膜上に成膜したダイヤモン
ド膜であって、該ダイヤモンド膜は該ダイヤモンド基礎
膜面から一時的に設けた犠牲層上にまたがって成膜され
たのちに該犠牲層を除去して形成された空洞を該ダイヤ
モンド基礎膜との間に有する構成とすることによっても
達成できる。更に、該ダイヤモンドブリッジまたはダイ
ヤモンドカンチレバーは、シリコン、ＳｉＣまたはＳｉ
3 Ｎ4 の基板に酸化膜を付け、この酸化膜の傷つけ処理
後に該酸化膜の一部を除去して基板表面を露出させ、そ
の露出面上及びこれに連続した該酸化膜の一部であって
犠牲層となるべき酸化膜の膜面上にレジストを設けたの
ち該レジストをマスクとして該酸化膜面にイオン注入
し、該レジストを除去してその除去面にダイヤモンド膜
を形成し、該酸化膜の犠牲層および残りの酸化膜を除去
して該ダイヤモンド膜と基板との間に空洞を形成するこ
とにより、或いは、シリコン、ＳｉＣ、Ｓｉ3 Ｎ4 、Ｔ
ａ、ＭｏまたはＷＣの基板上にダイヤモンド基礎膜を形
成し、該ダイヤモンド基礎膜上に酸化膜を付け、この酸
化膜の傷つけ処理後に該酸化膜の一部を除去して該基礎
膜の表面を露出させ、その露出面及びこれに連続した該
酸化膜の一部であって犠牲層となるべき酸化膜の膜面上
にレジストを設けたのち該レジストをマスクとして該酸
化膜面にイオン注入し、該レジストを除去してその除去
面にダイヤモンド膜を形成し、該酸化膜の犠牲層および
残りの酸化膜を除去して該ダイヤモンド膜とダイヤモン
ド基礎膜との間に空洞を形成することにより、比較的簡
単に製作できる。更に、本発明のダイヤモンドブリッジ
またはダイヤモンドカンチレバーのダイヤモンド膜上に
島状にボロンドープダイヤモンド膜を形成し、該ボロン
ドープダイヤモンド膜上にチタン層と白金層とを順次に
形成して積層電極を設けることにより、電子デバイスが
比較的簡単に量産可能になる。
【０００６】
【作用】本発明のダイヤモンドブリッジまたはダイヤモ
ンドカンチレバーは、ダイヤモンド膜をブリッジ状また
はカンチレバー状とするための空間はその下の犠牲層の
除去により形成したものであるため、シリコン等の基板
自体に特別な切削加工やエッチング加工等を施さずに製
作ができ、耐環境性が良好で寸法精度が高くしかも基板
の強度が損なわれることもなく、簡単に製作できる。ま
た、本発明の製造方法は、シリコン等の基板に直接或い
はダイヤモンド基礎膜上に酸化膜を付け、この酸化膜を
傷つけ処理後に該酸化膜の一部を除去して基板表面を露
出させ、その露出面上及び該酸化膜の一部の犠牲層とな
るべき酸化膜の膜面上に連続してレジストを設け、該レ
ジストをマスクとして該酸化膜面にイオン注入し、該レ
ジストを除去してその除去面にダイヤモンド膜を形成
し、該酸化膜の犠牲層および残りの酸化膜を除去して該
ダイヤモンド膜と基板との間に空洞を形成する簡単なプ
ロセスであるので、多大な時間と労力が軽減され、しか
も高精度、高強度なダイヤモンドブリッジまたはダイヤ
モンドカンチレバーを製造できる。更に、本発明のダイ
ヤモンドブリッジまたはダイヤモンドカンチレバーのダ
イヤモンド膜上に島状にボロンドープダイヤモンド膜を
形成し、各ボロンドープダイヤモンド膜上にチタン層と
白金層とを順次に形成して積層電極を設けることで、簡
単に耐環境性の良い電子デバイスが得られる。
ンドカンチレバーは、ダイヤモンド膜をブリッジ状また
はカンチレバー状とするための空間はその下の犠牲層の
除去により形成したものであるため、シリコン等の基板
自体に特別な切削加工やエッチング加工等を施さずに製
作ができ、耐環境性が良好で寸法精度が高くしかも基板
の強度が損なわれることもなく、簡単に製作できる。ま
た、本発明の製造方法は、シリコン等の基板に直接或い
はダイヤモンド基礎膜上に酸化膜を付け、この酸化膜を
傷つけ処理後に該酸化膜の一部を除去して基板表面を露
出させ、その露出面上及び該酸化膜の一部の犠牲層とな
るべき酸化膜の膜面上に連続してレジストを設け、該レ
ジストをマスクとして該酸化膜面にイオン注入し、該レ
ジストを除去してその除去面にダイヤモンド膜を形成
し、該酸化膜の犠牲層および残りの酸化膜を除去して該
ダイヤモンド膜と基板との間に空洞を形成する簡単なプ
ロセスであるので、多大な時間と労力が軽減され、しか
も高精度、高強度なダイヤモンドブリッジまたはダイヤ
モンドカンチレバーを製造できる。更に、本発明のダイ
ヤモンドブリッジまたはダイヤモンドカンチレバーのダ
イヤモンド膜上に島状にボロンドープダイヤモンド膜を
形成し、各ボロンドープダイヤモンド膜上にチタン層と
白金層とを順次に形成して積層電極を設けることで、簡
単に耐環境性の良い電子デバイスが得られる。
【０００７】
【実施例】本発明の実施例を別紙図面に基づき説明す
る。図１および図２は請求項１の発明のダイヤモンドブ
リッジの実施例を示し、これらの図に於いて符号１は、
シリコン、ＳｉＣまたはＳｉ3 Ｎ4 の基板で、その上に
該基板１との間に後述の犠牲層の除去により形成した空
洞２を有するブリッジ状のダイヤモンド膜３が設けられ
ている。ブリッジ部のダイヤモンド膜３の厚みは３．５
μｍであり、空洞２の高さは２μｍである。このブリッ
ジ部の中央に１ｍｇから４０ｍｇの荷重を加えることに
より、荷重に比例したたわみが検出された。荷重とたわ
み量とブリッジ部のサイズから計算されるヤング率は、
１２４２ＧＰａであった。
る。図１および図２は請求項１の発明のダイヤモンドブ
リッジの実施例を示し、これらの図に於いて符号１は、
シリコン、ＳｉＣまたはＳｉ3 Ｎ4 の基板で、その上に
該基板１との間に後述の犠牲層の除去により形成した空
洞２を有するブリッジ状のダイヤモンド膜３が設けられ
ている。ブリッジ部のダイヤモンド膜３の厚みは３．５
μｍであり、空洞２の高さは２μｍである。このブリッ
ジ部の中央に１ｍｇから４０ｍｇの荷重を加えることに
より、荷重に比例したたわみが検出された。荷重とたわ
み量とブリッジ部のサイズから計算されるヤング率は、
１２４２ＧＰａであった。
【０００８】該ダイヤモンドブリッジは図３乃至図７に
示す製造方法により比較的簡単に製作でき、これを詳述
すると、まず図３のように基板１にスパッタ法により厚
さ２μｍの酸化シリコン膜の酸化膜４を形成し、該酸化
膜４の表面に傷つけ処理を施す。尚、該酸化膜４の形成
に先立ち、基板１の表面に傷つけ処理しておく。続いて
該酸化膜４の表面に例えば電子線リソグラフィにより図
４のようにレジスト５を所定のパターンに現像し、この
レジスト５をマスクとして、バッファードふっ酸で酸化
膜４をエッチングして基板１に達する穴６をあける（図
５）。この穴６により図示の断面図では酸化膜４が３つ
の部分に分かれるが、後述するように中央部の酸化膜４
の上にはダイヤモンド膜３が形成される。このように、
ダイヤモンド膜３が形成される酸化膜の部分を犠牲層４
ａと称し、該犠牲層４ａは、平面から見て穴６に連続し
て設けられる。
示す製造方法により比較的簡単に製作でき、これを詳述
すると、まず図３のように基板１にスパッタ法により厚
さ２μｍの酸化シリコン膜の酸化膜４を形成し、該酸化
膜４の表面に傷つけ処理を施す。尚、該酸化膜４の形成
に先立ち、基板１の表面に傷つけ処理しておく。続いて
該酸化膜４の表面に例えば電子線リソグラフィにより図
４のようにレジスト５を所定のパターンに現像し、この
レジスト５をマスクとして、バッファードふっ酸で酸化
膜４をエッチングして基板１に達する穴６をあける（図
５）。この穴６により図示の断面図では酸化膜４が３つ
の部分に分かれるが、後述するように中央部の酸化膜４
の上にはダイヤモンド膜３が形成される。このように、
ダイヤモンド膜３が形成される酸化膜の部分を犠牲層４
ａと称し、該犠牲層４ａは、平面から見て穴６に連続し
て設けられる。
【０００９】次に図５の犠牲層４ａ及び穴６にのみレジ
スト５が存在するように電子線リソグラフィによりパタ
ーニングし（図６）、該レジストをマスクとして１００
ｋｅＶのアルゴンイオンを１×１０１６／cm2 注入し
た。その後、硫酸と過酸化水素水混合液を用いてレジス
トを溶解除去した。このイオン注入により、犠牲層４ａ
及び穴６以外はダイヤモンド膜が成長しなくなる。該犠
牲層４ａの大きさは、４６０μｍ×２４０μｍである。
スト５が存在するように電子線リソグラフィによりパタ
ーニングし（図６）、該レジストをマスクとして１００
ｋｅＶのアルゴンイオンを１×１０１６／cm2 注入し
た。その後、硫酸と過酸化水素水混合液を用いてレジス
トを溶解除去した。このイオン注入により、犠牲層４ａ
及び穴６以外はダイヤモンド膜が成長しなくなる。該犠
牲層４ａの大きさは、４６０μｍ×２４０μｍである。
【００１０】次に、図７に示すようにダイヤモンド膜３
を形成する。上記したようにレジストによりイオン注入
を受けない犠牲層４ａ及び穴６にのみダイヤモンドが成
長し、基板面から犠牲層上に連続したダイヤモンド膜３
が形成される。その後、犠牲層４ａおよび酸化膜４をバ
ッファードふっ酸でエッチングすると、ダイヤモンド膜
３の下に犠牲層４ａの除去による空洞２が形成され図１
及び図２に示すダイヤモンドブリッジが得られる。
を形成する。上記したようにレジストによりイオン注入
を受けない犠牲層４ａ及び穴６にのみダイヤモンドが成
長し、基板面から犠牲層上に連続したダイヤモンド膜３
が形成される。その後、犠牲層４ａおよび酸化膜４をバ
ッファードふっ酸でエッチングすると、ダイヤモンド膜
３の下に犠牲層４ａの除去による空洞２が形成され図１
及び図２に示すダイヤモンドブリッジが得られる。
【００１１】尚、ダイヤモンド膜の形成は、図２１に示
した構成の装置により電子衝撃ＣＶＤ法（ＥＡＣＶＤ
法）により行った。具体的には、該装置の真空容器１０
内に図６の工程を終えた基板１を設置し、該真空容器１
０内にガス導入口１１からメタン濃度１％の水素稀釈の
メタンを導入して圧力３０Torrとし、フィラメント１２
を約２０００℃に通電加熱して基板を約８００℃にし
た。そして、基板１を正電圧とし、フィラメント１２と
基板間に１．５Ａの電流が流れるように直流電圧を印加
した。この方法により、成長速度約１μｍ／ｈでダイヤ
モンド膜を形成した。１３は直流電源、１４は交流電源
である。
した構成の装置により電子衝撃ＣＶＤ法（ＥＡＣＶＤ
法）により行った。具体的には、該装置の真空容器１０
内に図６の工程を終えた基板１を設置し、該真空容器１
０内にガス導入口１１からメタン濃度１％の水素稀釈の
メタンを導入して圧力３０Torrとし、フィラメント１２
を約２０００℃に通電加熱して基板を約８００℃にし
た。そして、基板１を正電圧とし、フィラメント１２と
基板間に１．５Ａの電流が流れるように直流電圧を印加
した。この方法により、成長速度約１μｍ／ｈでダイヤ
モンド膜を形成した。１３は直流電源、１４は交流電源
である。
【００１２】ダイヤモンドカンチレバーを製作する場
合、図５の穴６を１箇所とし、図８のようにレジストを
パターニングしてイオン注入を施す。これにより該レジ
ストを除去して上記の方法によりダイヤモンド膜３を形
成すると、図９のように約Ｌ字形の断面に成長し、酸化
膜４及び犠牲層４ａを除去すると図１０のダイヤモンド
カンチレバーが得られる。
合、図５の穴６を１箇所とし、図８のようにレジストを
パターニングしてイオン注入を施す。これにより該レジ
ストを除去して上記の方法によりダイヤモンド膜３を形
成すると、図９のように約Ｌ字形の断面に成長し、酸化
膜４及び犠牲層４ａを除去すると図１０のダイヤモンド
カンチレバーが得られる。
【００１３】基板１がＴａ、ＭｏまたはＷＣの金属基板
である場合、酸化膜４のエッチング時に該基板１がエッ
チングされないように保護する必要があり、また、基板
１がシリコン、ＳｉＣ、Ｓｉ3 Ｎ4 であっても電気的絶
縁用、耐環境性の向上、基板全体の温度を均一に保つ要
望が存するが、これを満足するために該基板１上にダイ
ヤモンド膜が設けられていることが望ましい。図１２及
び図１８は、ダイヤモンド基礎膜７を設けた基板１に、
ダイヤモンドブリッジまたはダイヤモンドカンチレバー
を設けた請求項２の実施例であり、ダイヤモンド膜３は
ダイヤモンド基礎膜７との間に犠牲層４ａの除去による
空洞２を有するもので、これの製造方法は上記した基板
１に直接ダイヤモンドブリッジまたはダイヤモンドカン
チレバーを形成する場合と略同様である。即ち、基板１
に設けたダイヤモンド基礎膜７の上にスパッタ法により
厚さ２μｍの酸化シリコン膜の酸化膜４を形成し（図１
３）、該酸化膜４の表面に傷つけ処理を施し、該酸化膜
４の表面にレジスト５を所定のパターンに現像し（図１
４）、バッファードふっ酸で酸化膜４をエッチングして
ダイヤモンド基礎膜７に達する穴６をあけ（図１５）、
犠牲層４ａ及び穴６にのみレジスト５を設け（図１
６）、該レジストをマスクとしてアルゴンイオンを注入
し、該レジストを溶解除去した後に犠牲層４ａ上から各
穴６内のダイヤモンド基礎膜７に連続するダイヤモンド
膜３を形成し（図１７）、犠牲層４ａおよび酸化膜４を
エッチングで除去すると、図１２に示すダイヤモンドブ
リッジが得られる。尚、ダイヤモンドカンチレバーを製
作する場合、穴６を１箇所とすればよい。
である場合、酸化膜４のエッチング時に該基板１がエッ
チングされないように保護する必要があり、また、基板
１がシリコン、ＳｉＣ、Ｓｉ3 Ｎ4 であっても電気的絶
縁用、耐環境性の向上、基板全体の温度を均一に保つ要
望が存するが、これを満足するために該基板１上にダイ
ヤモンド膜が設けられていることが望ましい。図１２及
び図１８は、ダイヤモンド基礎膜７を設けた基板１に、
ダイヤモンドブリッジまたはダイヤモンドカンチレバー
を設けた請求項２の実施例であり、ダイヤモンド膜３は
ダイヤモンド基礎膜７との間に犠牲層４ａの除去による
空洞２を有するもので、これの製造方法は上記した基板
１に直接ダイヤモンドブリッジまたはダイヤモンドカン
チレバーを形成する場合と略同様である。即ち、基板１
に設けたダイヤモンド基礎膜７の上にスパッタ法により
厚さ２μｍの酸化シリコン膜の酸化膜４を形成し（図１
３）、該酸化膜４の表面に傷つけ処理を施し、該酸化膜
４の表面にレジスト５を所定のパターンに現像し（図１
４）、バッファードふっ酸で酸化膜４をエッチングして
ダイヤモンド基礎膜７に達する穴６をあけ（図１５）、
犠牲層４ａ及び穴６にのみレジスト５を設け（図１
６）、該レジストをマスクとしてアルゴンイオンを注入
し、該レジストを溶解除去した後に犠牲層４ａ上から各
穴６内のダイヤモンド基礎膜７に連続するダイヤモンド
膜３を形成し（図１７）、犠牲層４ａおよび酸化膜４を
エッチングで除去すると、図１２に示すダイヤモンドブ
リッジが得られる。尚、ダイヤモンドカンチレバーを製
作する場合、穴６を１箇所とすればよい。
【００１４】本発明のダイヤモンドブリッジまたはダイ
ヤモンドカンチレバーは、図１９のように、そのダイヤ
モンド膜３上にボロンドープダイヤモンド膜８を島状に
形成し、このドープダイヤモンド膜の上にチタン層９と
白金層１５を積層して積層電極を設けることにより、電
子デバイスが得られ、例えば歪みセンサ等の検出素子と
して利用できる。該ダイヤモンドブリッジまたはダイヤ
モンドカンチレバーは腐蝕に対して強く、ミクロンのオ
ーダーで精密に製作でき、強度が十分であるので、耐環
境性が良好で高精度、高強度な電子デバイスが得られ
る。
ヤモンドカンチレバーは、図１９のように、そのダイヤ
モンド膜３上にボロンドープダイヤモンド膜８を島状に
形成し、このドープダイヤモンド膜の上にチタン層９と
白金層１５を積層して積層電極を設けることにより、電
子デバイスが得られ、例えば歪みセンサ等の検出素子と
して利用できる。該ダイヤモンドブリッジまたはダイヤ
モンドカンチレバーは腐蝕に対して強く、ミクロンのオ
ーダーで精密に製作でき、強度が十分であるので、耐環
境性が良好で高精度、高強度な電子デバイスが得られ
る。
【００１５】
【発明の効果】以上のように請求項１、２の発明によれ
ば、シリコン、ＳｉＣまたはＳｉ3 Ｎ 4 の基板上、また
はシリコン、ＳｉＣ、Ｓｉ3 Ｎ4 、Ｔａ、ＭｏまたはＷ
Ｃの基板上に設けたダイヤモンド基礎膜上に成膜したダ
イヤモンド膜は、該基板面または該基礎膜面から一時的
に設けた犠牲層上にまたがって成膜されたのちに該犠牲
層を除去して形成された空洞を該基板または該基礎膜面
との間に有するので、耐環境性に優れ、寸法精度も良好
で高強度を有するダイヤモンドブリッジまたはダイヤモ
ンドカンチレバーが得られる効果があり、請求項４、５
の発明によれば、シリコン、ＳｉＣまたはＳｉ3 Ｎ4 の
基板上またはシリコン、ＳｉＣ、Ｓｉ3 Ｎ4 、Ｔａ、Ｍ
ｏまたはＷＣの基板に形成したダイヤモンド基礎膜上
に、酸化膜を付けてこれの傷つけ処理後に該酸化膜の一
部を除去して基板または該基礎膜の表面を露出させ、そ
の露出面上及びこれに連続した該酸化膜の一部であって
犠牲層となるべき酸化膜の膜面上にレジストを設けたの
ちイオン注入し、該レジストを除去してその除去面にダ
イヤモンド膜を形成し、該酸化膜の犠牲層および残りの
酸化膜を除去して該ダイヤモンド膜と基板または該基礎
膜の間に空洞を形成するので、該ダイヤモンドブリッジ
またはダイヤモンドカンチレバーを高精度で比較的簡単
に大量生産できる等の効果があり、該ダイヤモンドブリ
ッジまたはダイヤモンドカンチレバーのダイヤモンド膜
上に島状にボロンドープダイヤモンド膜を形成し、該ド
ープダイヤモンド膜上にチタン層と白金層とを順次に形
成して積層電極を設けることにより、耐環境性に優れ、
高精度で高強度の電子デバイスが得られる等の効果があ
る。
ば、シリコン、ＳｉＣまたはＳｉ3 Ｎ 4 の基板上、また
はシリコン、ＳｉＣ、Ｓｉ3 Ｎ4 、Ｔａ、ＭｏまたはＷ
Ｃの基板上に設けたダイヤモンド基礎膜上に成膜したダ
イヤモンド膜は、該基板面または該基礎膜面から一時的
に設けた犠牲層上にまたがって成膜されたのちに該犠牲
層を除去して形成された空洞を該基板または該基礎膜面
との間に有するので、耐環境性に優れ、寸法精度も良好
で高強度を有するダイヤモンドブリッジまたはダイヤモ
ンドカンチレバーが得られる効果があり、請求項４、５
の発明によれば、シリコン、ＳｉＣまたはＳｉ3 Ｎ4 の
基板上またはシリコン、ＳｉＣ、Ｓｉ3 Ｎ4 、Ｔａ、Ｍ
ｏまたはＷＣの基板に形成したダイヤモンド基礎膜上
に、酸化膜を付けてこれの傷つけ処理後に該酸化膜の一
部を除去して基板または該基礎膜の表面を露出させ、そ
の露出面上及びこれに連続した該酸化膜の一部であって
犠牲層となるべき酸化膜の膜面上にレジストを設けたの
ちイオン注入し、該レジストを除去してその除去面にダ
イヤモンド膜を形成し、該酸化膜の犠牲層および残りの
酸化膜を除去して該ダイヤモンド膜と基板または該基礎
膜の間に空洞を形成するので、該ダイヤモンドブリッジ
またはダイヤモンドカンチレバーを高精度で比較的簡単
に大量生産できる等の効果があり、該ダイヤモンドブリ
ッジまたはダイヤモンドカンチレバーのダイヤモンド膜
上に島状にボロンドープダイヤモンド膜を形成し、該ド
ープダイヤモンド膜上にチタン層と白金層とを順次に形
成して積層電極を設けることにより、耐環境性に優れ、
高精度で高強度の電子デバイスが得られる等の効果があ
る。
【図１】 請求項１の発明のダイヤモンドブリッジの実
施例の斜視図
施例の斜視図
【図２】 図１の断面図
【図３】 請求項４の発明の酸化膜形成工程の断面図
【図４】 請求項４の発明のレジストパターン形成工程
の断面図
の断面図
【図５】 請求項４の発明のエッチング工程の断面図
【図６】 請求項４の発明のレジストパターン形成工程
の断面図
の断面図
【図７】 請求項４の発明のダイヤモンド膜形成工程の
断面図
断面図
【図８】 請求項４の発明の他の実施例の酸化膜形成工
程の断面図
程の断面図
【図９】 請求項４の発明の他の実施例のレジストパタ
ーン形成工程の断面図
ーン形成工程の断面図
【図１０】 請求項１の発明の他の実施例の断面図
【図１１】 請求項２の発明のダイヤモンドブリッジの
実施例の斜視図
実施例の斜視図
【図１２】 図１１の断面図
【図１３】 請求項５の発明の酸化膜形成工程の断面図
【図１４】 請求項５の発明のレジストパターン形成工
程の断面図
程の断面図
【図１５】 請求項５の発明のエッチング工程の断面図
【図１６】 請求項５の発明のレジストパターン形成工
程の断面図
程の断面図
【図１７】 請求項５の発明のダイヤモンド膜形成工程
の断面図
の断面図
【図１８】 請求項２の発明の他の実施例の断面図
【図１９】 請求項６の発明の実施例の製造工程の断面
図
図
【図２０】 請求項６の発明の実施例の製造工程の断面
図
図
【図２１】 ダイヤモンド膜形成工程の説明図
１ 基板 ２ 空洞 ３ ダ
イヤモンド膜 ４ 酸化膜 ４ａ 犠牲層 ５ レ
ジスト ６ 穴 ７ ダイヤモンド基礎膜 ８ ホウ素ドープダイヤモンド膜 ９ チ
タン層 １５ 白金層
イヤモンド膜 ４ 酸化膜 ４ａ 犠牲層 ５ レ
ジスト ６ 穴 ７ ダイヤモンド基礎膜 ８ ホウ素ドープダイヤモンド膜 ９ チ
タン層 １５ 白金層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０１Ｄ 21/00 Ｇ Ｇ０１Ｌ 9/00 Ｃ
Claims (6)
- 【請求項１】 シリコン、ＳｉＣまたはＳｉ3 Ｎ4 の基
板上に成膜したダイヤモンド膜であって、該ダイヤモン
ド膜は該基板面からこれに一時的に設けた犠牲層上にま
たがって成膜されたのちに該犠牲層を除去して形成した
空洞を該基板との間に有することを特徴とするダイヤモ
ンドブリッジまたはダイヤモンドカンチレバー。 - 【請求項２】 シリコン、ＳｉＣ、Ｓｉ3 Ｎ4 、Ｔａ、
ＭｏまたはＷＣの基板上に設けたダイヤモンド基礎膜上
に成膜したダイヤモンド膜であって、該ダイヤモンド膜
は該ダイヤモンド基礎膜面から一時的に設けた犠牲層上
にまたがって成膜されたのちに該犠牲層を除去して形成
された空洞を該ダイヤモンド基礎膜との間に有すること
を特徴とするダイヤモンドブリッジまたはダイヤモンド
カンチレバー。 - 【請求項３】 上記犠牲層は酸化シリコン膜であること
を特徴とする請求項１または２に記載のダイヤモンドブ
リッジまたはダイヤモンドカンチレバー。 - 【請求項４】 シリコン、ＳｉＣまたはＳｉ3 Ｎ4 の基
板に酸化膜を付け、この酸化膜の傷つけ処理後に該酸化
膜の一部を除去して基板表面を露出させ、その露出面上
及びこれに連続した該酸化膜の一部であって犠牲層とな
るべき酸化膜の膜面上にレジストを設けたのち該レジス
トをマスクとして該酸化膜面にイオン注入し、該レジス
トを除去してその除去面にダイヤモンド膜を形成し、該
酸化膜の犠牲層および残りの酸化膜を除去して該ダイヤ
モンド膜と基板との間に空洞を形成することを特徴とす
るダイヤモンドブリッジまたはダイヤモンドカンチレバ
ーの製造方法。 - 【請求項５】 シリコン、ＳｉＣ、Ｓｉ3 Ｎ4 、Ｔａ、
ＭｏまたはＷＣの基板上にダイヤモンド基礎膜を形成
し、該ダイヤモンド基礎膜上に酸化膜を付け、この酸化
膜の傷つけ処理後に該酸化膜の一部を除去して該基礎膜
の表面を露出させ、その露出面及びこれに連続した該酸
化膜の一部であって犠牲層となるべき酸化膜の膜面上に
レジストを設けたのち該レジストをマスクとして該酸化
膜面にイオン注入し、該レジストを除去してその除去面
にダイヤモンド膜を形成し、該酸化膜の犠牲層および残
りの酸化膜を除去して該ダイヤモンド膜とダイヤモンド
基礎膜との間に空洞を形成することを特徴とするダイヤ
モンドブリッジまたはダイヤモンドカンチレバーの製造
方法。 - 【請求項６】 請求項１または請求項２または請求項３
のいずれかに記載されたダイヤモンドブリッジまたはダ
イヤモンドカンチレバーにおいて、ダイヤモンド膜上に
島状にボロンドープダイヤモンド膜を形成し、該ボロン
ドープダイヤモンド膜上にチタン層と白金層とを順次に
形成して積層電極を設けたことを特徴とする電子デバイ
ス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06249723A JP3076954B2 (ja) | 1994-10-14 | 1994-10-14 | ダイヤモンドブリッジまたはダイヤモンドカンチレバーとその製造方法並びに該ダイヤモンドブリッジまたはダイヤモンドカンチレバーを使用した電子デバイス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06249723A JP3076954B2 (ja) | 1994-10-14 | 1994-10-14 | ダイヤモンドブリッジまたはダイヤモンドカンチレバーとその製造方法並びに該ダイヤモンドブリッジまたはダイヤモンドカンチレバーを使用した電子デバイス |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08115898A true JPH08115898A (ja) | 1996-05-07 |
| JP3076954B2 JP3076954B2 (ja) | 2000-08-14 |
Family
ID=17197246
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06249723A Expired - Lifetime JP3076954B2 (ja) | 1994-10-14 | 1994-10-14 | ダイヤモンドブリッジまたはダイヤモンドカンチレバーとその製造方法並びに該ダイヤモンドブリッジまたはダイヤモンドカンチレバーを使用した電子デバイス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3076954B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011102474A1 (ja) | 2010-02-22 | 2011-08-25 | 独立行政法人物質・材料研究機構 | 単結晶ダイヤモンド可動構造体及びその作製方法 |
| WO2018191096A1 (en) * | 2017-04-10 | 2018-10-18 | The Government Of The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy | Diamond air bridge for thermal management of high power devices |
-
1994
- 1994-10-14 JP JP06249723A patent/JP3076954B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011102474A1 (ja) | 2010-02-22 | 2011-08-25 | 独立行政法人物質・材料研究機構 | 単結晶ダイヤモンド可動構造体及びその作製方法 |
| US8808560B2 (en) | 2010-02-22 | 2014-08-19 | National Institute For Materials Science | Method for producing single-crystal diamond movable structure |
| WO2018191096A1 (en) * | 2017-04-10 | 2018-10-18 | The Government Of The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy | Diamond air bridge for thermal management of high power devices |
| US10312175B1 (en) | 2017-04-10 | 2019-06-04 | The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy | Diamond air bridge for thermal management of high power devices |
| US10424643B2 (en) | 2017-04-10 | 2019-09-24 | The Government Of The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy | Diamond air bridge for thermal management of high power devices |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3076954B2 (ja) | 2000-08-14 |
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