JPH10261806A - 微小機械およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】可動部が固定部に接触した際の付着、可動部が
ベンディングを受けた際の破壊、可動部が薬品やガスで
処理された際の粒界腐食や粒界割れ等の問題を解決す
る。 【解決手段】可動部３１１が単結晶シリコンで、固定部
（基板３００）には可動部が固定部に接触する際の接触
面積を低減する凸部３０７が設けられている微小機械。
上記凸部が、可動部の底部表面が固定部の最外表面と接
触する際に、その接触面積を低減することにより、付着
する傾向を低減する。また可動部の底面と上面が凸凹の
ない平坦な面で形成されるので、可動部がベンディング
を受けた際の応力集中による破損を低減できる。また可
動部に粒界が無く、転位や欠陥の少ない単結晶シリコン
で形成されるので、可動部が外力でベンディングを受け
た際の応力集中による破損を低減し、かつ可動部が薬品
やガスで処理された際の粒界腐食や粒界割れを免れるこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロ構造を有
する微小機械（微小装置、微小構造体等）およびその製
造方法に関し、更に詳しくは、可動するマイクロ構造が
対向する部材に接触する事があっても、破損や固着の起
こりにくい微小機械とその製造技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】ポリシリコンを構造材とする微小機械お
よびその製造方法の従来例を、図１に従って簡単に説明
する。詳しくは、例えば文献（ Theresa A.Core, W.K.T
sang,Steven J.Sherman “Fabrication Technology for
an Integrated Surface−Micromachined Sensor”, So
lid State Technology, October 1993, pp39-47）に記
載されている。ここでは前記文献の記載を簡略化し、本
発明に係る部位のみを記載している。

【０００３】従来の微少機械およびその製法は、図１７
（Ａ）に示すように、先ずシリコン基板１００の主面
に、熱酸化により酸化膜１０１を、ＬＰ−ＣＶＤ（低圧
−化学気相成長法）によりシリコン窒化膜１０２を、Ｃ
ＶＤによりＬＴＯ（低温酸化物）膜１０３を、順次層状
に成膜する。この後、図１７（Ｂ）に示すようにＬＴＯ
膜１０３を貫通しない程度にエッチングしてディンプル
１０４を形成すると共に、ＬＴＯ膜１０３、シリコン窒
化膜１０２および酸化膜１０１を貫通するエッチングを
行なってアンカー部１０９に相当する開口１０５を形成
する。次いで、図１７（Ｃ）に示すようにＬＰ−ＣＶＤ
によりポリシリコン膜１０６を成膜し、フオトリゾグラ
フィーおよびエッチングによりパターニングする。

【０００４】そして、図１７（Ｄ）に示すようにＬＴＯ
膜１０３をフッ酸等により犠牲エッチングすることによ
り、自立する微小構造体１０７を得る。

【０００５】この微小構造体１０７は、可動部１０８
と、可動部１０８を支持基体であるシリコン基板１００
に固定するアンカー部１０９とから構成される。また、
ＬＴＯ膜１０３のディンプル１０４の位置に対応して可
動部１０８の底部表面にはバンプ（凸部）１１０が、ま
た、可動部１０８の表面にはディンプル（凹部）１１１
が形成されている。このバンプ１１０は、可動部１０８
の底部表面がシリコン基板１００の表面と接触する際
に、その接触面積を低減し、これにより付着する可能性
を低減する作用がある。また、シリコン窒化膜１０２
は、ＬＴＯ膜１０３を犠牲エッチングする際のエッチン
グストッパとして作用するが、可動部１０８の底部表面
がシリコン基板１００の表面と擦れ合う際の摩擦力を低
減し、摩耗を低減する作用と、可動部１０８の底部表面
がシリコン基板１００の表面と接触して付着する可能性
を低減する作用とを合わせ持っている。

【０００６】さて、このようにして得られた微小機械
に、振動や落下衝撃等の種々の外力が作用した場合につ
いて、図１８に従って説明する。図１８（Ａ）に示すよ
うに図中下方向への加速度運動をした場合、可動部１０
８は下に凸のベンディングを受ける。図１８（Ｂ）に示
すように図中下方向へ落下、衝突した場合、可動部１０
８はシリコン基板１００の表面に叩き付けられ、可動部
１０８は下に凸のベンディングを受ける。図１８（Ｃ）
に示すように図中上方向への加速度運動をした場合、可
動部１０８は上に凸のベンディングを受ける。図１８
（Ｄ）に示すように図中上方向へ落下、衝突した場合、
可動部１０８はカバー２０２の裏面に叩き付けられ、可
動部１０８は上に凸のベンディングを受ける。

【０００７】図１８（Ａ）および（Ｂ）で示したよう
に、可動部１０８が下に凸のベンディングを受けた場
合、同図中○印の記載されている、バンプ１１０の根元
２００に引っ張り応力が集中し、ここから破壊される傾
向を有するので望ましくない。また図１８（Ｃ）および
（Ｄ）の場合のように、可動部１０８が上に凸のベンデ
ィングを受けた場合、同図中○印の記載されているディ
ンプル１１１の底２０１に引っ張り応力が集中し、ここ
から破壊される傾向を有するので望ましくない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来例で
は、可動部１０８の底部表面がシリコン基板１００の表
面と接触する際に、その接触面積を低減し、従って付着
する可能性を低減するように作用するバンプ１１０を、
可動部１０８に設ける構造およびその製造方法であった
ために、外力によってベンディングを受ける可動部１０
８に応力を集中させる構造（上記２００、２０１の点）
をも同時に作り込んでしまうという問題点があった。

【０００９】また、この従来例は、可動部を構成する構
造体がポリシリコンにより形成されており、多結晶とい
う材料が本質的に有している多数の粒界および転位とい
った分子構造も外力が加えられた際に応力が集中される
構造であり、ここから脆性破壊される傾向を有する。さ
らに粒界には、粒界腐食あるいは粒界割れといった特異
な現象もあり、脆性破壊の傾向を増長する。更に、ポリ
シリコンは強い圧縮応力を有しており、その応力を制御
することが難しく、このため成膜速度も遅く、厚い構造
体を得ることが難しい。

【００１０】また、ポリシリコンによって、例えば応力
を検出する素子であるピエゾ抵抗を安定的に形成するこ
とは難しく、このため微小機械の可動部の変位量は低感
度の静電式に頼らざるを得ない。また、ポリシリコンで
形成された半導体素子は、単結晶シリコンで形成された
半導体素子に比べると、特性のバラツキが大きく、耐圧
が低い、逆方向飽和電流が大きいなど著しく性能が劣っ
てしまうために、微小機械の外部領域の支持基板である
単結晶シリコン基板に形成する必要があった。本発明
は、このような従来の問題点に鑑みなされたもので、可
動部と、可動部に対向する固定部を有する微小機械にお
いて、可動部が固定部に接触する際の付着する傾向を低
減し、また可動部がベンディングを受けた際の破壊され
る傾向を低減し、さらには可動部が薬品やガスにより処
理された際の粒界腐食や粒界割れといった現象を免れる
ことのできる微小機械及びその製造方法を提供すること
を目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明においては特許請求の範囲に記載するように
構成している。すなわち、請求項１においては、可動部
と、前記可動部に対向する固定部を有する微小機械にお
いて、前記可動部が単結晶シリコンであって、前記固定
部には、前記可動部が前記固定部に接触する際の接触面
積を低減せしめる凸部が設けられるように構成してい
る。上記の構造は、例えば後記図２（Ｃ）に示すごと
く、可動部３１１と、基板３００（固定部に相当）と、
凸部３０７に相当する。

【００１２】また、請求項２は、前記凸部の最外表面
に、摩擦係数の小さな膜を設けたものであり、例えば後
記図２のシリコン窒化膜３０３がこれに相当する。

【００１３】また、請求項３〜請求項６は、上記のごと
き微小機械の製造方法であり、請求項３は、表面に凸部
を有するＳＯＩ基板を形成し、該ＳＯＩ基板のＳＯＩ層
（単結晶シリコン層）を貫通する開口部を形成し、該開
口部をエッチング・ホールとしてエッチングすることに
より、自立した構造体（基本的にはこの構造体と基板と
で微小機械が構成される）を得る方法である。また、請
求項４および請求項５は、請求項３において、それぞれ
前記ＳＯＩ基板を形成する工程の内容を規定したもので
ある。また、請求項６は、請求項４および請求項５にお
いて、シリコンと摩擦係数の小さな膜を成膜する工程を
設けたものである。なお、請求項３および請求項４の構
成は例えば後記図１に示す実施の形態に相当し、請求項
５は例えば後記図３に示す実施の形態に相当し、請求項
６は図１および図３の両方に相当する。

【００１４】また、請求項７は、本発明の微小機械の他
の製造方法であり、単結晶シリコン基板の主面にスペー
サを形成し、支持基板の主面に凸部を形成し、前記支持
基板と前記単結晶シリコン基板をスペーサを介して接合
して、キャビティを形成し、前記単結晶シリコン基板を
薄膜化して単結晶シリコン層を形成し、前記単結晶シリ
コン層を貫通するエッチングを行ない、前記キャビティ
に達する開口部を形成することにより、前記単結晶シリ
コン層からなる自立した構造体を得る方法である。この
構成は例えば後記図９に示す実施の形態に相当する。

【００１５】また、請求項８も本発明の他の製造方法で
あり、ＳＯＩ基板を形成した後、エッチング行って単結
晶シリコン層からなる自立した構造体を形成した後、支
持基板の、前記埋込絶縁膜をエッチングした領域に電気
化学的処理を行ないうことによって上記部分を平坦でな
くす（凸凹を設ける）ものである。この構成は例えば後
記図１０に示す実施の形態に相当する。

【００１６】また、請求項９および請求項１０は、請求
項８における電気化学的処理が陽極酸化によるエッチン
グ処理であるもの、および電解析出処理であるものを示
す。

【００１７】また、請求項１１は、請求項２に記載の摩
擦係数の小さな膜として、窒化硅素膜を用いたものであ
る。例えば、後記図１３の窒化珪素膜１００４がこれに
相当する。

【００１８】また、請求項１２は、請求項３に示した製
造方法における凸部のあるＳＯＩ基板を形成する工程の
他の方法を示すものであり、活性基板に酸化膜を形成
し、その構造体の主面に凸凹を形成し、その構造体の主
面に、張り合わせのための接合層を形成し、その構造体
の主面と支持基板を張り合わせることにより、ＳＯＩ基
板を形成するものである。これは例えば図１１に示す実
施の形態に相当する。

【００１９】また、請求項１３〜請求項１７は、請求項
１２における構造体の主面に凸凹を形成する工程の内容
を規定するものであり、それぞれ後記図１１、図１３、
図１４、図１５、図１６の実施の形態に相当する。

【００２０】また、請求項１８は、請求項１２に記載の
微小機械の製造方法において、主面に凸凹を形成された
構造体の主面に、摩擦係数の小さな膜を成膜する工程を
設けたものであり、例えば後記図１３（Ｅ）において、
窒化珪素膜１００４を形成する工程に相当する。

【００２１】

【発明の効果】本発明の微小機械では、固定部に設けら
れた凸部が、可動部の底部表面が支持基板（固定部）の
最外表面と接触する際に、その接触面積を低減する作用
があり、従って付着する傾向を低減する効果がある。ま
た、可動部の底面および上面が凸凹のない平坦な面から
形成されるので、可動部がベンディングを受けた際の応
力集中による破損の傾向を低減する効果がある。また、
可動部に粒界が無く、転位や欠陥の少ない単結晶シリコ
ンから形成されるので、可動部が外力によってベンディ
ングを受けた際の応力集中による破損の傾向を低減する
効果と、可動部が薬品やガスで処理された際の粒界腐食
や粒界割れの現象を免れる効果がある。

【００２２】また、単結晶シリコンという安定した物性
の材料により微小機械が構成されるため、例えば応力を
検出する素子であるピエゾ抵抗を微小機械に安定して形
成することができ、従って可動部の変位検出の高感度
化、ひいては例えば力学量センサ部の高感度化が図れ
る。さらには、半導体素子を微小機械内部の例えばアン
カー部に作り込むことができ、微小機械の高度化（イン
テリジェント化）・小型化が実現される。さらには、Ｍ
ＯＳやバイポーラといった電子素子を、微小機械内部
の、例えばアンカー部につくり込むことができ、微小機
械の高度化、インテリジェント化がはかれる。

【００２３】また、本発明の製造方法においては、可動
部と、可動部に対向する固定部を有する微小機械におい
て、可動部が単結晶シリコンであって、可動部が固定部
に接触する際の接触面積を低減せしめる凸部が固定部に
設けられている微小機械を実現することができる、とい
う効果が得られる。また、埋め込み絶縁膜とＳＯＩ層と
の界面が平坦で、埋め込み絶縁膜と支持基板との界面が
凸凹、というＳＯＩ基板を形成してから微小機械を形成
する方法では、トレンチ絶縁分離によって高密度に集積
された回路と微小機械とを一体で形成でき、微小機械の
高度化、インテリジェント化、小型化がはかれる。

【００２４】また、請求項１３〜請求項１８に記載のよ
うに、活性基板を研磨してＳＯＩ層を得る方法では、基
板程度の厚さまでの厚い構造体を実現することができ、
従って微小機械の重り部の大質量化、クシ歯電極の大容
量化ができ、例えば力学量センサ部の高感度化や、例え
ば静電アクチュエータの大パワー化が実現される、とい
う効果が得られる。また、２枚のシリコン基板を張り合
わせてＳＯＩ層を得る方法では、低応力の構造材が得ら
れ、多結晶シリコンを微小機械の構造材に用いた場合の
ように、応力制御の工程を必要としないという効果が得
られる。またウエハ内、ウエハ間、ロット間での応力値
のバラツキが小さく、歩留まりが高い、という効果が得
られる。

【００２５】また、埋め込み絶縁膜と支持基板との界面
を凸凹にするためのマスクを必要とせず、また、結晶粒
や結晶子を利用して凸凹を形成する方法では、標準的な
フォトリソグラフィー手法よりも微細な凸凹を形成でき
るという効果が得られる。また、支持基板に加工を施す
のではなく、活性基板に加工を施すため、平面度、平行
度、ソリの規格の厳しい支持基板に外乱を与えず、従っ
て張り合わせ工程の歩留まりを向上させることができ
る、という効果が得られる。

【００２６】また、請求項１３の構成では、埋め込み絶
縁膜とＳＯＩ層との界面が平坦で、埋め込み絶縁膜と支
持基板との界面が凸凹、というＳＯＩ基板を形成する工
程数が短く、コストを低減できる、という効果が得られ
る。また、請求項１１のように、窒化硅素膜を用いた構
成においては、可動部が対向する固定部と接触する際の
接触面積を低減せしめる凸部と擦れ合う際の摩擦係数を
窒化硅素膜が低減するため、摩耗を低減する効果が得ら
れる。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の微小機械およびそ
の製造方法における実施の形態を図面に基づいて詳細に
説明する。 （第１の実施の形態）図１および図２は本発明の第１の
実施の形態における微小機械の製造工程を示す断面図で
あり、図２の（Ｄ）のみは平面図を示す。図１（Ａ）に
示すように、第一のシリコン基板３００の主面に、トレ
ンチ・エッチングの手法により凹部３０１を形成する。
この後、図１（Ｂ）に示すように、上記構造体に熱酸化
の手法により酸化膜３０２を、ＬＰ−ＣＶＤ（低圧化学
気相成長法）の手法によりシリコン窒化膜３０３を、そ
れぞれ成膜する。このシリコン窒化膜は、シリコンとの
間で摩擦係数の小さな膜であり、これによって接触した
際の摩擦を低減することが出来る。次いで、図１（Ｃ）
に示すように、上記構造体の主面に、ＣＶＤ（化学気相
成長法）の手法により酸化膜３０４を成膜し、その表面
を研磨の手法により平坦化する。そして、図１（Ｄ）に
示すように、上記構造体の主面に第二のシリコン基板を
接合し、第二のシリコン基板を研磨の手法により薄膜化
して単結晶シリコン層３０５を得る。

【００２８】以上の工程により、酸化膜３０４を埋込酸
化膜とし、第一のシリコン基板３００を支持基板とし、
薄膜化された単結晶シリコン層３０５をＳＯＩ（シリコ
ン・オン・インスレータ）層とする、いわゆるＳＯＩ基
板３０６が形成される。埋込酸化膜である酸化膜３０４
とＳＯＩ層である単結晶シリコン層３０５との界面３０
９は、凸凹のない平坦な面から構成され、埋込酸化膜で
ある酸化膜３０４と、第一のシリコン基板３００からな
る支持基板との界面３１０は、凸部３０７と凹部３０８
を有する。

【００２９】図２（Ａ）に上記ＳＯＩ基板３０６の主面
の構成を示す。構成を再記すると、３００は第一のシリ
コン基板、３０２は酸化膜、３０３はシリコン窒化膜、
３０４は埋込酸化膜、３０５は単結晶シリコン層、３１
０は埋込酸化膜である酸化膜３０４と支持基板である第
一のシリコン基板３００との界面、３０８は界面３１０
の凹部、３０７は界面３１０の凸部である。図２（Ｂ）
に示すように上記単結晶シリコン層３０５を貫通するエ
ッチングを行ない、酸化膜３０４に達する開口部３１６
を形成する。図２（Ｃ）に示すように上記開口部３１６
より、フッ酸を含むエッチング液にて、酸化膜３０４を
エッチングし、自立する単結晶シリコンからなる微小構
造体３４０を得る。３１１は可動部であり、３１２は可
動部３１１を支持基体であるシリコン基板３００に固定
するアンカー部である。

【００３０】以上の工程により、可動部３１１と、可動
部に対向する固定部（シリコン基板３００）を有する微
小機械において、可動部が単結晶シリコンであって、可
動部が固定部に接触する際の接触面積を低減せしめる凸
部３０７が、固定部に設けられていることを特徴とする
微小機械が得られる。

【００３１】なお、単結晶シリコンからなる微小構造体
３４０において、可動部となるかアンカー部となるか
は、前記工程の図２（Ｂ）における開口部３１６のパタ
ーンに依存する。図２（Ｄ）にパターン例の平面図を示
す。表示されているのは図２（Ｂ）のパターニングされ
た単結晶シリコン層３１７である。３１３は大パターン
部で例えば２００μｍ角とし、３１４、３１９はライン
・パターン部で例えば幅１０μｍとし、３１５は虫食い
パターン部で例えば２００μｍ角で、内部に１０μｍ角
の穴３１８が２０μｍピッチで多数開口されているもの
とする。酸化膜３０４の厚さは１μｍとする。

【００３２】上記構造体を、フツ酸を含むエッチング液
に浸漬し、酸化膜３０４を１０μｍエッチングするのに
相当する時間だけエッチング処理する。するとパターニ
ングされた単結晶シリコン層３１７をマスクとして、酸
化膜３０４が等方的にエッチング除去され、単結晶シリ
コン層３１７の下に進行するアンダー・エッチング量は
１０μｍとなる。この時、大パターン部３１３の直下の
酸化膜は前後左右１０μｍずつアンダー・エッチングさ
れ、１８０μｍ角のサイズで残存する。従って大パター
ン部３１３は、残存する酸化膜３０４によって支持基板
へと接続するアンカー部３１２となる。

【００３３】ライン・パターン部３１４、３１９の直下
の酸化膜３０４は、前後１０μｍずつアンダー・エッチ
ングされ、このアンダー・エッチングがオーバー・ラッ
プし、もはや残存することはなく、ライン・パターン部
３１４、３１９は宙に浮く。

【００３４】図２ではライン・パターン部３１４、３１
９の端がアンカー部３１２に接続され、これにより自立
した構造体となる。この場合、アンカー部への接続が全
くなければ、いわゆるリフト・オフされることになる。
また、虫食いパターン部３１５の直下の酸化膜３０４
は、前後左右１０μｍずつアンダー・エッチングされる
だけでなく、多数の穴３１８からも等方的にアンダー・
エッチングされ、これら多数のアンダー・エッチングが
オーバー・ラツプしてもはや残存することはなく、虫食
いパターン部３１５は宙に浮く。図２ではライン・パタ
ーン部３１４を介してアンカー部３１２に接続されてお
り、自立した構造体となる。従って、図２（Ｄ）のＬ−
Ｌ断面図とＭ−Ｍ断面図は図２（Ｃ）となり、図２
（Ｄ）のＮ−Ｎ断面図は図２（Ｅ）となる。

【００３５】なお、微小機械では、例えばライン・パタ
ーン部３１４のように細い部分を梁やばねとして、虫食
いパターン部３１５のように大きくて宙に浮いている部
分を重りとして設計する。

【００３６】（第２の実施の形態）図３および図４は本
発明の第２の実施の形態における微小機械の製造工程を
示す断面図である。図３（Ａ）に示すように、先ず第一
の単結晶シリコン基板４００の主面にＣＶＤの手法によ
り酸化膜４０４を成膜し、酸化膜４０４の主面に、酸化
膜４０４を貫通しない程度の凹部４０１を、フツ酸を含
むエッチング液にて形成する。

【００３７】次いで、図３（Ｂ）において上記構造体に
ＬＰ−ＣＶＤの手法によりシリコン窒化膜４０３を成膜
し、ＣＶＤの手法により多結晶シリコン膜４０２を成膜
し、多結晶シリコン膜４０２の主面を研磨の手法により
平坦化する。

【００３８】この後、図３（Ｃ）において上記構造体の
主面に第二の単結晶シリコン基板４２０を接合し、単結
晶シリコン基板４００を研磨の手法により薄膜化して単
結晶シリコン層４０５を得る。なお、図３（Ｃ）では図
３（Ｂ）の構造を上下反転して示している。

【００３９】以上の工程により、酸化膜４０４を埋込酸
化膜とし、第二の単結晶シリコン基板４２０を支持基板
とし、第一の単結晶シリコン基板４００を薄膜化して得
られた単結晶シリコン層４０５をＳＯＩ層とする、いわ
ゆるＳＯＩ基板４０６が形成される。埋込酸化膜である
酸化膜４０４とＳＯＩ層である単結晶シリコン層４０５
との界面４０９は、凸凹のない平坦な面から構成され、
埋込酸化膜である酸化膜３０４と、第二の単結晶シリコ
ン基板４２０からなる支持基板との界面４１０は、凸部
４０７と凹部４０８を有する。

【００４０】図４（Ａ）に上記ＳＯＩ基板４０６の主面
の構成を示す。構成を再記すると、４００は支持基板で
ある第二の単結晶シリコン基板、４０２は多結晶シリコ
ン膜、４０３はシリコン窒化膜、４０４は埋込酸化膜、
４０５は単結晶シリコン層、４１０は埋込酸化膜である
酸化膜３０４と支持基板である第二の単結晶シリコン基
板４２０との界面、４０８は界面４１０の凹部、４０７
は界面４１０の凸部である。図４（Ｂ）において、上記
単結晶シリコン層４０５を貫通するエッチングを行な
い、酸化膜４０４に達する開口部４１６を形成する。図
４（Ｃ）において上記開口部４１６より、フツ酸を含む
エッチング液にて、酸化膜４０４をエッチングし、自立
する単結晶シリコンからなる微小構造体４４０を得る。
４１１は可動部であり、４１２は可動部４１１を支持基
体である単結晶シリコン基板４２０に固定するアンカー
部である。単結晶シリコンからなる微小構造体４４０に
おいて、可動部となるかアンカー部となるかは、上記工
程の図４（Ｂ）における開口部４１６のパターンに依存
することは、第１の実施の形態と同様である。

【００４１】以上の工程を含む製造方法により、第１の
実施の形態と同様に、可動部４１１と、可動部に対向す
る固定部（４０２、４２０）を有する微小機械におい
て、可動部が単結晶シリコンであって、可動部が固定部
に接触する際の接触面積を低減せしめる凸部４０７が、
固定部に設けられていることを特徴とする微小機械が得
られる。また、図４（Ｄ）は、図３（Ｂ）において平坦
化された多結晶シリコン膜４０２の主面に、ＣＶＤの手
法により酸化膜４２１を形成し、以下同様の工程を行な
った場合に得られる構造である。

【００４２】（第３の実施の形態）図５および図６は本
発明の第３の実施の形態における微小機械の製造工程を
示す断面図である。図５（Ａ）に示すように第一の単結
晶シリコン基板５００の主面に熱酸化の手法により酸化
膜５０１を成膜し、フッ酸を含むエッチング液にてパタ
ーニングする。図５（Ｂ）に示すように上記構造体にＣ
ＶＤの手法により酸化膜５０４を成膜し、ＣＶＤの手法
によりシリコン窒化膜５０３を成膜する。図５（Ｃ）に
示すように上記構造体に、ＣＶＤの手法により多結晶シ
リコン膜５０２を成膜し、多結晶シリコン膜５０２の主
面を研磨の手法により平坦化する。図５（Ｄ）に示すよ
うに上記構造体の主面に、第二の単結晶シリコン基板５
２０を接合し、上記単結晶シリコン基板５００を研磨の
手法により薄膜化して単結晶シリコン層５０５を得る。
なお、図５（Ｄ）では図５（Ｃ）の構造を上下反転して
示している。

【００４３】以上の工程により、酸化膜５０１、５０４
を埋込酸化膜とし、第二の単結晶シリコン基板５２０を
支持基板とし、第一の単結晶シリコン基板５００を薄膜
化し、得られた単結晶シリコン層５０５をＳＯＩ層とす
る、いわゆるＳＯＩ基板５０６が形成される。埋込酸化
膜である酸化膜５０１、５０４とＳＯＩ層である単結晶
シリコン層５０５との界面５０９は、凸凹のない平坦な
面から構成され、埋込酸化膜である酸化膜５０１、５０
４と第二の単結晶シリコン基板５２０からなる支持基板
との界面５１０は、凸部５０７と凹部５０８を有する。

【００４４】図６（Ａ）に上記ＳＯＩ基板５０６の主面
の構成を示す。構成を再記すると、５２０は支持基板で
ある第二の単結晶シリコン基板、５０２は多結晶シリコ
ン膜、５０３はシリコン窒化膜、５０１、５０４は埋込
酸化膜、５０５は単結晶シリコン層、５１０は埋込酸化
膜である酸化膜５０４と第二の単結晶シリコン基板５２
０からなる支持基板との界面、５０８は界面５１０の凹
部、５０７は界面５１０の凸部である。図６（Ｂ）にお
いて上記単結晶シリコン層５０５を貫通するエッチング
を行ない、酸化膜５０１、５０４に達する開口部５１６
を形成する。図６（Ｃ）において上記開口部５１６よ
り、フッ酸を含むエッチング液にて酸化膜５０４をエッ
チングし、自立する単結晶シリコンからなる微小構造体
５４０を得る。５１１は可動部であり、５１２は可動部
５１１を支持基体である単結晶シリコン基板５２０に固
定するアンカー部である。単結晶シリコンからなる微小
構造体５４０において、可動部となるかアンカー部とな
るかは、上記工程の図６（Ｂ）における開口部５１６の
パターンに依存することは、第１の実施の形態と同様で
ある。

【００４５】以上の工程を含む製造方法により、第１の
実施の形態と同様に、可動部５１１と、可動部に対向す
る固定部（５０２、５２０）を有する微小機械におい
て、可動部が単結晶シリコンであって、可動部が固定部
に接触する際の接触面積を低減せしめる凸部５０７が固
定部に設けられていることを特徴とする微小機械が得ら
れる。また、図６（Ｄ）は、図５（Ｃ）において平坦化
された多結晶シリコン膜５０２の主面に、ＣＶＤの手法
により酸化膜５３０を形成し、以下同様の工程を行なっ
た場合に得られる構造である。

【００４６】（第４の実施の形態）図７および図８は本
発明の第４の実施の形態における微小機械の製造工程を
示す断面図である。図７（Ａ）に示すように、先ず、単
結晶シリコン基板６００の主面に、凹部６０１をパター
ニングし、熱酸化の手法により酸化膜６０２を、ＬＰ−
ＣＶＤの手法によりシリコン窒化膜６０３を、順次成膜
する。次いで、図７（Ｂ）において上記構造体に、ＣＶ
Ｄの手法により酸化膜６０４を成膜し、酸化膜６０４の
主面を研磨の手法により平坦化し、単結晶シリコン基板
６００に達する開口部６３０とシリコン窒化膜６０３に
達する開口部６３１を形成する。この後、図７（Ｃ）に
おいて、上記構造体の主面にＣＶＤの手法により多結晶
シリコン膜を成膜し、開口部６３０の単結晶シリコン基
板６００を種とし、多結晶シリコン膜のレーザー走査に
よる横方向結晶成長により、単結晶シリコン層６０５を
得る。

【００４７】以上の工程により、酸化膜６０４を埋込酸
化膜とし、単結晶シリコン基板６００を支持基板とし、
多結晶シリコン膜の横方向結晶成長により得られた単結
晶シリコン層６０５をＳＯＩ層とする、いわゆるＳＯＩ
基板６０６が形成される。埋込酸化膜である酸化膜６０
４とＳＯＩ層である単結晶シリコン層６０５との界面６
０９は、凸凹のない平坦な面から構成され、埋込酸化膜
である酸化膜６０４と、単結晶シリコン基板４２０から
なる支持基板との界面６１０は、凸部６０７と凹部６０
８を有する。

【００４８】図８（Ａ）において、上記ＳＯＩ基板６０
６の主面の構成を示す。構成を再記すると、６００は支
持基板である単結晶シリコン基板、６０２は酸化膜、６
０３はシリコン窒化膜、６０４は埋込酸化膜、６０５は
単結晶シリコン層、６１０は埋込酸化膜である酸化膜６
０４と単結晶シリコン基板６００からなる支持基板の界
面、６０８は界面６１０の凹部、６０７は界面６１０の
凸部である。この後、図８（Ｂ）において上記単結晶シ
リコン層６０５を貫通するエッチングを行ない、酸化膜
６０４に達する開口部６１６を形成する。そして、図８
（Ｃ）において上記開口部６１６よりフッ酸を含むエッ
チング液にて酸化膜６０４をエッチングし、自立する単
結晶シリコンからなる微小構造体６４０を得る。６１１
は可動部であり、６１２は可動部６１１を支持基体であ
る単結晶シリコン基板６００に固定するアンカー部であ
る。単結晶シリコンからなる微小構造体６４０におい
て、可動部となるかアンカー部となるかは、上記工程の
図８（Ｂ）における開口部６１６のパターンに依存する
ことは、第１の実施の形態と同様である。

【００４９】以上の工程を含む製造方法により、第１の
実施の形態と同様に、可動部６１１と、可動部に対向す
る固定部（６００）を有する微小機械において、可動部
が単結晶シリコンであって、可動部が固定部に接触する
際の接触面積を低減せしめる凸部（６０７）が、固定部
に設けられていることを特徴とする微小機械が得られ
る。

【００５０】（第５の実施の形態）図９は本発明の第５
の実施の形態における微小機械の製造工程を示す断面図
である。図９（Ａ）に示すように、先ず、高不純物濃度
の単結晶シリコン基板７００の主面にエピタキシャル成
長の手法により単結晶シリコン層７０５を成膜すると共
に、単結晶シリコン層７０５を貫通しない程度のエッチ
ングを行なって凹部７３０を形成する。これにより、エ
ッチングされない領域は相対的に出っ張って凸部７３１
となる。次いで、図９（Ｂ）に示すように、ガラス基板
７３２の主面にエッチングにより凹部７０８を形成す
る。これによりエッチングされない領域は相対的に出っ
張って、凸部７０７となる。この後、図９（Ｃ）に示す
ように、図９（Ａ）の構造体と図９（Ｂ）の構造体の主
面を接合し、フッ酸：硝酸：酢酸＝１：３：８の組成か
らなる高不純物濃度のシリコンのみを選択的に溶解する
選択エッチング液を用いて、高不純物濃度の単結晶シリ
コン基板７００のみをエッチングする。これにより、図
９（Ａ）の構造体と図９（Ｂ）の構造体の主面の接合
は、凸部７３１を介して成され、従ってキャビティ７３
３が形成される。そして、図９（Ｄ）において、ドライ
・エッチングの手法により、上記構造体の単結晶シリコ
ン層７０５を貫通し、キャビティ７３３に達する開口部
７１６を形成し、自立する単結晶シリコンからなる微小
構造体７４０を得る。７１１は可動部であり、７１２は
可動部７１１を支持基体であるガラス基板７３２に固定
するアンカー部である。

【００５１】以上の工程を含む製造方法により、第１の
実施の形態と同様に、可動部７１１と、可動部に対向す
る固定部（７３２）を有する微小機械において、可動部
が単結晶シリコンであって、可動部が固定部に接触する
際の接触面積を低減せしめる凸部（７０７）が、固定部
に設けられていることを特徴とする微小機械が得られ
る。

【００５２】（第６の実施の形態）図１０は本発明の第
６の実施の形態における微小機械の製造工程を示す断面
図である。図１０（Ａ）に示すように、標準的なＳＯＩ
基板の主面の構造を示す。構成を説明すると、８０５は
ＳＯＩ層である単結晶シリコン層、８０４は埋込絶縁膜
である埋込酸化膜、８００は支持基板であるシリコン基
板である。図１０（Ｂ）において、上記単結晶シリコン
層８０５を貫通するエッチングを行ない、酸化膜８０４
に達する開口部８１６を形成する。図１０（Ｃ）におい
て、上記開口部８１６より、フッ酸を含むエッチング液
にて、酸化膜８０４をエッチングし、自立する単結晶シ
リコンからなる微小構造体８４０を得る。８１１は可動
部であり、８１２は可動部８１１を支持基体であるシリ
コン基板８００に固定するアンカー部である。図１０
（Ｄ）において、上記構造体をフッ酸を含むエッチング
液に浸漬し、シリコン基板８００に電圧を印加しながら
電解エッチングし、ポーラス・シリコン層８３０を形成
する。ポーラス・シリコン層８３０は、シリコン基板８
００の埋込酸化膜８０４の除去された領域にのみセルフ
アラインで形成される。微小構造体８４０はシリコン基
板８００に電気的に接続されておらず、電解エッチング
をうけず、従ってポーラス・シリコン層は形成されな
い。

【００５３】以上の工程により、可動部８１１と、可動
部に対向する固定部（８００）を有する微小機械におい
て、可動部が単結晶シリコンであって、可動部が固定部
に接触する際の接触面積を低減せしめる凸部（８３０）
が、固定部に設けられていることを特徴とする微小機械
が得られる。なお、ポーラス・シリコン層８３０は表面
に微小な凸凹があり、凸部として作用する。

【００５４】同様に、上記図１０（Ｃ）の構造体を図１
０（Ｅ）に示すように電解めっき液に浸漬し、シリコン
基板８００に電圧を印加しながら電解めっきし、めっき
層８３１を形成してもよい。めっき層８３１は、シリコ
ン基板８００の埋込酸化膜８０４の除去された領域にの
みセルフアラインで形成される。微小構造体８４０はシ
リコン基板８００に電気的に接続されておらず、電解め
っきをうけず、従ってめっき層は形成されない。なお、
めっき層８３１は表面に微小な凸凹があり、凸部として
作用する。

【００５５】以上、第１〜第６の実施の形態の説明にお
いて、具体的な例を用いて説明してきたが、これらの文
言と図に限定される訳ではない。以下、その例を説明す
る。

【００５６】例えば、第１、第２、第３および第４の実
施の形態において、シリコンとの間で摩擦係数の小さな
膜としては、シリコン窒化膜３０３、４０３、５０３お
よび６０３を例に説明してきたが、これに限定される訳
ではなく、他の部材でも良く、場合によっては無くても
良い。また、シリコン窒化膜３０３、４０３および５０
３の成膜方法としてＬＰ−ＣＶＤを例に説明してきた
が、これに限定される訳ではなく、他の方法、例えばプ
ラズマ−ＣＶＤやシリコンの直接窒化でも良い。

【００５７】また、第１および第４の実施の形態におい
て、夫々、酸化膜３０２および６０２は、ＬＰ−ＣＶＤ
により成膜したシリコン窒化膜３０３および６０３の応
力緩衝膜として設けたものであり、成膜条件によっては
無くても良い。また、第１、第２、第３および第５の実
施の形態において、夫々、２枚の基板の直接接合を例に
説明してきたが、これに限定される訳ではなく、共晶合
金接合であっても良いし、陽極接合などの他の接合方法
であってもよい。

【００５８】また、第２、第３の実施の形態において、
夫々、多結晶シリコン膜４０２、５０２を、支持基板に
接合するための中間層として説明してきたが、これに限
定される訳ではなく、多結晶シリコン膜４０２、５０２
を可動部に対向する下部電極として用いてもよい。この
際、図４（Ｄ）および図６（Ｄ）に示したように、多結
晶シリコン膜４０２、５０２とシリコン基板４２０、５
２０との間に絶縁膜として、酸化膜４２１、５３０を形
成してもよい。

【００５９】また、第６の実施の形態において、電解エ
ッチングと電解めっきを例に説明してきたが、これに限
定される訳ではなく、シリコン基板８００の埋込酸化膜
８０４の除去された領域にのみセルフアラインで電気化
学的に凸凹を設けられればよく、例えば電解重合により
他の部材を析出させても良い。また、第１、第２、第３
および第４の実施の形態において、夫々、酸化膜３０
４、多結晶シリコン膜４０２、５０２および酸化膜６０
４の平坦化において、研磨を例に説明してきたが、これ
に限定される訳ではなく、他の平坦化方法、例えばエッ
チバツクでも良い。

【００６０】また、第１、第２および第３の実施の形態
において、夫々、単結晶シリコン層３０５、４０５、５
０５を得る際のシリコン基板の薄膜化を研磨を例に説明
してきたが、これに限定される訳ではなく、他の薄膜化
方法、例えば第５の実施の形態の如く、選択エッチング
であってもよいし、時間コントロールによるエッチング
や、ｎ型シリコン層のみを電気化学的にエッチングを停
止させ、ｐ型シリコン基板のみをエッチングする、いわ
ゆるエレクトロ・ケミカル・エッチングでもよい。もち
ろん第５の実施の形態においても、薄膜化の手法を限定
するものではない。

【００６１】また、第１〜第３の実施の形態において、
夫々、酸化膜３０４、４０４、５０４が全面形成された
ＳＯＩ基板構造を例に説明してきたが、これに限定され
る訳ではなく、例えば微小機械を形成する領域にのみ埋
込絶縁膜を形成した部分ＳＯＩ基板構造であってもよ
い。酸化膜３０２、４０２および５０２と、シリコン窒
化膜３０３、４０３および５０３についても同様であ
る。また、第４の実施の形態において、アンカー部６１
２を開口部６３１に設け、微小機械６４０がシリコン基
板６００から絶縁されている構造を例に説明してきた
が、これに限定される訳ではなく、例えば開口部６３０
にアンカー部を設け、シリコン基板に直接接続しても良
い。また、第５の実施の形態において、キャビティ７３
３を形成するためのスペーサ、すなわち凸部７３１を単
結晶シリコン層７０５に設けたが、ガラス基板７３２に
設けてもよい。単結晶シリコンからなるスペーサを、他
の部材で設けても良い。また、第１〜第３の実施の形態
において、埋込絶縁膜と支持基板との界面の凸部を、基
板全面に形成したが、可動部に対向する部位のみに設け
ても良い。

【００６２】また、第１〜第６の実施の形態において、
夫々、微小機械３４０、４４０、５４０、６４０、７４
０および８４０を例に説明してきたが、これに限定され
る訳ではなく、例えば微小機械を駆動する等の半導体素
子や回路を形成しても良い。半導体素子や回路を形成す
る領域は、微小機械を形成していない領域であっても良
いし、微小機械の形成された領域の例えばアンカー部で
あっても良い。また、半導体素子や回路を形成する領域
は、ＳＯＩ構造部の領域であっても良いし、ＳＯＩ構造
部でない領域であっても良い。

【００６３】また、第１〜第３および第６の実施の形態
において、夫々、シリコン基板３００、４２０、５２０
および８００を支持基板の例に説明してきたが、これに
限定される訳ではなく、他の基板、例えばガラス基板で
も良い。もちろん第５の実施の形態においても、支持基
板を限定するものではない。第４の実施の形態における
支持基板は、シリコンがエピタキシャル成長できる基板
であれば良く、例えばサファイア基板でも良い。

【００６４】また、第１〜第５の実施の形態において、
夫々、凸部３０７、４０７、５０７、６０７および７０
７の形状については特に言及しなかったが、テーパー・
エッチングやリフローなどの技術を用いて凸部の角部を
丸めたり、台形や液滴型としても良い。この場合、強大
な外力により可動部が凸部に衝突した際の凸部あるいは
可動部の破損の傾向を減ずることができる。

【００６５】また、第１〜第６の実施の形態において、
微小機械の構造材として単結晶シリコンを例に説明して
きたが、他の単結晶材料、例えばガリウム砒素、水晶あ
るいは単結晶金属に本発明を適用することは、同業者で
あれば可能である。

【００６６】上記した第１〜第４の実施の形態によれ
ば、埋込酸化膜とＳＯＩ層との界面が、凸凹のない平坦
な面から構成され、埋込酸化膜と支持基板との界面に、
凸部を有することを特徴とするＳＯＩ基板を形成してか
ら微小機械を形成する点が共通であり、従ってトレンチ
絶縁分離によって高密度に集積された回路と微小機械と
を一体で形成でき、従って微小機械の高度化（インテリ
ジェント化）・小型化が実現される。

【００６７】また、シリコン窒化膜３０３、４０３、５
０３および６０３により、可動部３１１、４１１、５１
１および６１１の底部表面が支持基板の最外表面と擦れ
合う際の摩擦力を低減し、摩耗を低減する効果と、可動
部の底部表面が支持基板の最外表面と接触し付着する傾
向を低減させることができる。

【００６８】第１、第２、第３、第５および第６の実施
の形態によれば、シリコン基板の薄膜化により単結晶シ
リコン層３０５、４０５、５０５、７０５および８０５
を得ているため、厚い構造体を実現することができる。
従って微小機械の重り部の大質量化、櫛歯電極容量の大
容量化ができ、微小機械の、例えば力学量センサ部の高
感度化や、例えば静電アクチュエータの大パワー化が実
現される。

【００６９】第１〜第４および第６の実施の形態によれ
ば、２枚のシリコン基板の接合により単結晶シリコン層
３０５、４０５、５０５、６０５および８０５を得てい
るため低応力の構造材が得られ、特に応力制御のための
工程を必要としない。

【００７０】第１の実施の形態によれば、埋込酸化膜と
ＳＯＩ層との界面が、凸凹のない平坦な面から構成さ
れ、埋込酸化膜と支持基板との界面に、凸部を有するこ
とを特徴とするＳＯＩ基板を形成する第１〜第４の実施
の形態において、上記ＳＯＩ基板を形成する工程が比較
的短く、シリコン窒化膜を直接窒化の手法により成膜す
る場合、特に工程が短い。

【００７１】第２および第３の実施の形態によれば、研
磨された多結晶シリコン層と単結晶シリコン層とを接合
することにより、埋込酸化膜とＳＯＩ層との界面が、凸
凹のない平坦な面から構成され、埋込酸化膜と支持基板
との界面に、凸部を有することを特徴とするＳＯＩ基板
を形成しているため、第１の実施の形態の、酸化膜と単
結晶シリコン層との接合により形成するＳＯＩ基板に比
較して接合強度が高いという効果が得られる。犠牲エツ
チングされる埋込酸化膜の上下界面は、順次成膜によっ
て得られたものであり、酸化膜と単結晶シリコン層との
接合界面で発生する異常なエツチング速度の増加現象が
発生しないという効果が得られる。

【００７２】また、接合する際の支持基板となる基板
（研磨による薄膜化をうけない基板）にパターニングを
施さずに済むため、平面度、平行度およびソリの規格の
厳しい支持基板となる基板に外乱を与えず、従って接合
工程の歩留りを向上させることができる。また、圧縮応
力となる多結晶シリコンを薄膜化をうける基板の接合面
側に設けており、該基板の接合面が上に凸となる作用が
あり、従って接合工程の歩留りを向上させることができ
る。また多結晶シリコン層４０２および５０２を、可動
部に対向する下部電極として用いることができる。

【００７３】第６の実施の形態によれば、ＳＩＭＯＸや
貼り合わせＳＯＩとして標準的なＳＯＩ基板を用いるこ
とができ、しかもマスクを１枚も追加することなく、セ
ルフアラインで行なわれる電気化学的処理を１工程追加
するだけで済むので、コストの上昇を低く抑えることが
できる。また、電解めっきを用いた場合、めっき層を、
可動部に対向する低抵抗な下部電極として用いることが
できる。

【００７４】（第７の実施の形態）図１１および図１２
は本発明の第７の実施の形態における微小機械の製造工
程を示す断面図であり、図１２の（Ｄ）のみは平面図を
示す。まず、埋め込み絶縁膜に凸凹を有するＳＯＩ基板
の製造方法について、図１１に従って説明する。 （Ａ）単結晶シリコンの活性基板９００の主面に、酸化
膜９０１を、熱酸化の手法により成膜する。なお、活性
基板の裏面は、最終的には研削・研磨されるので図面に
は記載されていない。またウエハ周辺についても、本実
施の形態の本質的な部位ではないので記載されていな
い。 （Ｂ）上記構造体の主面に多結晶シリコン膜９０２を、
ＬＰＣＶＤの手法により、例えば６２０℃にて厚さ１０
００Å成膜する。９０６は、多結晶シリコン膜９０２の
粒界である。

【００７５】（Ｃ）上記構造体の主面に、多結晶シリコ
ン膜９０２を核形成層として、多結晶シリコン膜９０３
を、常圧ＣＶＤの手法により、例えばジクロロシランを
用いて１１６０℃にて厚さ１５μｍ成膜する。本工程に
おいて、上記構造体は、高温の水素雰囲気にさらされ、
酸化膜９０２は、多結晶シリコン膜９０２を拡散してき
た水素によって、一部がシリコンに還元される。そして
多結晶シリコン膜９０２の粒界やグレインでの水素の拡
散常数が異なるために、酸化膜９０２と多結晶シリコン
膜９０３との界面に凸凹が形成される。この凸凹は、常
圧ＣＶＤの成膜温度が高いほど大きくなる。核形成層と
してアモルファスシリコンを用いた場合、常圧ＣＶＤ装
置でランプアップされている間に緻密な微結晶粒の多結
晶シリコンヘと転移するため、界面の凸凹は緻密で均一
性が高くなる。界面の凸凹のピッチや高低差は、核形成
層のグレインサイズや厚さ、多結晶シリコン膜９０３の
成膜条件によって制御される。多結晶シリコン膜９０２
と多結晶シリコン膜９０３との界面は、結晶シリコン膜
９０２を核形成層としてその上部に多結晶シリコン膜９
０３が成長するために、はっきりしなくなる。

【００７６】（Ｄ）上記構造体の多結晶シリコン膜９０
３を研磨の手法によりミラーポリッシュし、研磨面と単
結晶シリコン基板である支持基板９０４の主面とを重ね
合わせ、酸素雰囲気中にて１１００℃の熱処理を行い張
り合わせる。ミラーポリッシュされた多結晶シリコン膜
９０３は、活性基板９００を支持基板９０４と接合する
ための接合層である。そして活性基板９００を研削・研
磨し、ＳＯＩ層９０５を得る。なお、図１１（Ｄ）では
図１１（Ｃ）の構造を上下反転して示している。以上の
（Ａ）〜（Ｄ）の工程により、埋め込み絶縁膜に凸凹を
有するＳＯＩ基板が得られる。

【００７７】次に、上記の埋め込み絶縁膜に凸凹を有す
るＳＯＩ基板を用いた微小機械の製造方法について、図
１２に従って説明する。 （Ａ）図１１（Ｄ）の、埋め込み絶縁膜に凸凹を有する
ＳＯＩ基板である。構成を再度記載すると、９０５はＳ
ＯＩ層、９０１は凸凹を有する埋め込み絶縁膜である酸
化膜、９０３は活性基板９００を支持基板９０４と接合
するための多結晶シリコン膜、９０４は支持基板であ
る。 （Ｂ）上記構造体の、ＳＯＩ層９０５を貫通し、酸化膜
９０１に達する開口部９２０を、トレンチエッチングの
手法により形成する。

【００７８】（Ｃ）上記構造体の上記開口部９２０よ
り、フッ酸を含むエッチング液にて、酸化膜９０１をエ
ッチングし、自立する単結晶シリコンからなる微小構造
体９２１を得る。９１２は可動部であり、９１１は該可
動部９１２を支持基体であるシリコン基板９０４に固定
するアンカー部である。９２２は、酸化膜９０１と多結
晶シリコン膜９０３の界面の凸凹のうち、酸化膜側に出
っ張っている部位であり、可動部９１２が対向する支持
基板の表面と接触する際の接触面積を低減せしめる凸部
である。

【００７９】なお、単結晶シリコンからなる微小構造体
９２１において、可動部となるかアンカーとなるかは、
図１２の工程（Ｂ）における開口部９２０のパターンに
依存する。図１２（Ｄ）にパターンの例の平面図を示
す。表示されているのは、同図（Ｂ）のパターニングさ
れたＳＯＩ層９１０である。９１１’は大パターン部で
例えば２００μｍ角とし、９１３、９１５はライン・パ
ターン部で例えば幅１０μｍとし、９１４は虫食いパタ
ーン部で２００μｍ角で、内部に１０μｍ角の穴９１６
が２０μｍピッチで多数開口されているとする。酸化膜
９０１の最大厚さを１μｍとする。

【００８０】上記構造体を、フッ酸を含むエッチング液
に浸漬し、酸化膜９０１を１０μｍエッチングするのに
相当する時間だけエッチング処理する。するとパターニ
ングされたＳＯＩ層９１０をマスクとして、酸化膜９０
１が等方的にエッチング除去され、ＳＯＩ層９１０の下
に進行するアンダーエッチング量は１０μｍとなる。こ
の時、大パターン部９１１’の直下の酸化膜９０１は前
後左右１０μｍずつアンダー・エッチングされ、１８０
μｍ角のサイズで残存する。従って大パターン部９１
１’は、残存する酸化膜によって支持基板へと接続さ
れ、アンカー部９１１となる。一方、ライン・パターン
部９１３、９１５の直下の酸化膜は、両側から１０μｍ
ずつアンダー・エッチングされ、このアンダー・エッチ
ングがオーバー・ラップするため、もはや残存すること
はなく、従ってライン・パターン部９１３、９１５はリ
リースされ、宙に浮く。

【００８１】図１２ではライン・パターン部９１３、９
１５の端がアンカー部９１１に接続されており、自立し
た構造となる。アンカー部への接続が無ければ、リフト
・オフされる。虫食いパターン部９１４の直下の酸化膜
は、前後左右から１０μｍずつアンダー・エッチングさ
れるだけでなく、多数の穴９１６からも等方的にアンダ
ー・エッチングされ、これら多数のアンダー・エッチン
グがオーバー・ラップするため、もはや残存することは
なく、虫食いパターン部９１４は宙に浮く。図では、ラ
イン・パターン部９１３を介してアンカー部９１１に接
続されており、自立した構造体となる。同図（Ｄ）のＬ
−Ｌ断面が同図（Ｃ）、同図（Ｄ）のＭ−Ｍ断面が同図
（Ｅ）である。

【００８２】上記のごとき構造の微小機械では、例え
ば、ライン・パターン部９１３のように細いパターンを
梁や板バネとして、虫食いパターン部９１４のように大
きいパターンを重りとして設計する。

【００８３】（第８の実施の形態）図１３は、本発明の
第８の実施の形態における微小機械の製造工程を示す断
面図である。まず、埋め込み絶縁膜に凸凹を有するＳＯ
Ｉ基板の製造方法について、図１３に従って説明する。 （Ａ）単結晶シリコンの活性基板１０００の主面に、酸
化膜１００１を、熱酸化の手法により成膜する。 （Ｂ）上記構造体の主面に多結晶シリコン膜１００２
を、ＬＰＣＶＤの手法により、例えば６２０℃にて厚さ
１０００Å成膜する。１００６は多結晶シリコン膜１０
０２の粒界である。

【００８４】（Ｃ）上記構造体の主面に、多結晶シリコ
ン膜１００２を核形成層として、多結晶シリコン膜１０
０３を、常圧ＣＶＤの手法により、例えばジクロロシラ
ンを用いて１１６０℃にて厚さ５μｍ成膜する。この工
程により、実施の形態１と同様に酸化膜１００１の表面
に凸凹が形成される。 （Ｄ）上記構造体の多結晶シリコン膜１００３を、ドラ
イエッチングの手法により除去する。 （Ｅ）上記構造体の主面に、ＬＰ−ＣＶＤの手法により
窒化硅素膜１００４を成膜する。この窒化硅素膜はシリ
コンとの間で摩擦係数の小さな膜である。 （Ｆ）上記構造体の主面に、ＬＰ−ＣＶＤの手法により
核形成層を成膜し、さらに常圧ＣＶＤの手法により多結
晶シリコン膜１００５を成膜する。 （Ｇ）上記構造体の多結晶シリコン膜１００５を研磨の
手法によりミラーポリッシュし、研磨面と支持基板１０
０８の主面とを重ね合わせ、熱処理を行い張り合わせ
る。そして活性基板１０００を研削・研磨し、ＳＯＩ層
１００７を得る。なお、図１３（Ｇ）では図１３（Ｆ）
の構造を上下反転して示している。 以上の（Ａ）〜（Ｇ）の工程により、埋め込み絶縁膜に
凸凹を有するＳＯＩ基板が得られる。

【００８５】上記のようにして形成した埋め込み絶縁膜
に凸凹を有するＳＯＩ基板を用いて微小機械を製造する
方法は、前記第７の実施の形態の図１２と同様である。
ただし本実施の形態においては、酸化膜１００１と多結
晶シリコン膜１００５との間に、耐フッ酸性の窒化硅素
膜１００４があるため、多結晶シリコン膜１００５の凸
凹のうち、酸化膜側に出っ張っている部位の、可動部が
対向する支持基板の表面と接触する際の接触面積を低減
せしめる凸部の表面が、窒化硅素膜で覆われたものとな
る。この窒化珪素膜は可動部と凸部が接触した際の摩擦
を軽減する作用を有する。

【００８６】（第９の実施の形態）図１４は、本発明の
第９の実施の形態における微小機械の製造工程を示す断
面図である。まず、埋め込み絶縁膜に凸凹を有するＳＯ
Ｉ基板の製造方法について、図１４に従って説明する。 （Ａ）単結晶シリコンの活性基板１１００の主面に、酸
化膜１１０１を、熱酸化の手法により成膜する。 （Ｂ）上記構造体の主面に多結晶シリコン膜１１０２
を、ＬＰＣＶＤの手法により、例えば６２０℃にて厚さ
２０００Å成膜する。１１０６は、多結晶シリコン膜１
１０２の粒界である。

【００８７】（Ｃ）上記構造体の、上記多結晶シリコン
膜１１０２の粒界１１０６を、フッ酸および硝酸からな
るエッチング液により、粒界エッチングを行い、上記多
結晶シリコン膜１１０２にス（多数の細かい空所）を形
成する。 （Ｄ）上記構造体の、スの入った上記多結晶シリコン膜
１１０２を、熱酸化の手法により酸化し、表面に凸凹の
形成された酸化膜１１０３を形成する。 （Ｅ）上記構造体の主面に、ＬＰ−ＣＶＤの手法により
窒化硅素膜１１０４を成膜する。 （Ｆ）上記構造体の主面に、ＬＰ−ＣＶＤの手法により
核形成層を成膜し、さらに常圧ＣＶＤの手法により多結
晶シリコン膜１１０５を成膜する。 （Ｇ）上記構造体の多結晶シリコン膜１１０５を研磨の
手法によりミラーポリッシュし、研磨面と支持基板１１
０８の主面とを重ね合わせ、熱処理を行って張り合わせ
る。そして活性基板１１００を研削・研磨し、ＳＯＩ層
１１０７を得る。なお、図１４（Ｇ）では図１４（Ｆ）
の構造を上下反転して示している。 以上の（Ａ）〜（Ｇ）の工程により、埋め込み絶縁膜に
凸凹を有するＳＯＩ基板が得られる。

【００８８】上記のようにして形成した埋め込み絶縁膜
に凸凹を有するＳＯＩ基板を用いて微小機械を製造する
方法は、第７の実施の形態の図１２と同様である。また
第８の実施の形態と同様に、可動部が対向する支持基板
の表面と接触する際の接触面積を低減せしめる凸部の表
面が、窒化硅素膜で覆われたものとなる。

【００８９】（第１０の実施の形態）図１５は、本発明
の第１０の実施の形態における微小機械の製造工程を示
す断面図である。まず、埋め込み絶縁膜に凸凹を有する
ＳＯＩ基板の製造方法について、図１５に従って説明す
る。 （Ａ）単結晶シリコンの活性基板１２００の主面に、酸
化膜１２０１を、熱酸化の手法により成膜する。 （Ｂ）上記構造体の主面に多結晶シリコン膜１２０２
を、ＬＰＣＶＤの手法により、例えば１２２０℃にて厚
さ２０００Å成膜する。１２０６は多結晶シリコン膜１
２０２の粒界である。 （Ｃ）上記構造体の主面の多結晶シリコン膜１２０２を
熱酸化の手法により一部酸化する。粒界の酸化速度はグ
レインの酸化速度よりも速いために、粒界に対応する部
位の酸化膜が厚く成膜される。その後、グレインに対応
する部位の酸化膜厚さ程度だけ全面をエッチバックする
と、粒界に対応する部位の酸化膜のみが部分的に残存す
る。１２０９が部分的に残存する酸化膜である。

【００９０】（Ｄ）上記構造体の、上記多結晶シリコン
膜１２０２のグレインを、上記部分的に残存する酸化膜
１２０９をマスクにエッチングし、上記多結晶シリコン
膜１２０２を凸凹にする。 （Ｅ）上記構造体の、上記多結晶シリコシ膜１２０２
を、熱酸化の手法により酸化し、表面に凸凹の形成され
た酸化膜１２０３を形成する。 （Ｆ）上記構造体の主面に、ＬＰ−ＣＶＤの手法により
窒化硅素膜１２０４を成膜する。 （Ｇ）上記構造体の主面に、ＬＰ−ＣＶＤの手法により
核形成層を成膜し、さらに常圧ＣＶＤの手法により多結
晶シリコン膜１２０５を成膜する。 （Ｈ）上記構造体の多結晶シリコン膜１２０５を研磨の
手法によりミラーポリッシュし、研磨面と支持基板１２
０８の主面とを重ね合わせ、熱処理を行って張り合わせ
る。そして活性基板１２００を研削・研磨し、ＳＯＩ層
１２０７を得る。なお、図１５（Ｈ）では図１５（Ｇ）
の構造を上下反転して示している。 以上の（Ａ）〜（Ｈ）の工程により、埋め込み絶縁膜に
凸凹を有するＳＯＩ基板が得られる。

【００９１】上記のようにして形成した埋め込み絶縁膜
に凸凹を有するＳＯＩ基板を用いて微小機械を製造する
方法は、第７の実施の形態の図１２と同様である。また
第８および第９の実施の形態と同様に、可動部が対向す
る支持基板の表面と接触する際の接触面積を低減せしめ
る凸部の表面が、窒化硅素膜で覆われたものとなる。

【００９２】（第１１の実施の形態）図１６は、本発明
の第１１の実施の形態における微小機械の製造工程を示
す断面図である。まず、埋め込み絶縁膜に凸凹を有する
ＳＯＩ基板の製造方法について、図１６に従って説明す
る。 （Ａ）単結晶シリコンの活性基板１３００の主面に、酸
化膜１３０１を、熱酸化の手法により成膜する。 （Ｂ）上記構造体の主面に多数のシリコン結晶子１３０
２を形成する。シリコン結晶子の詳細については、例え
ば特願昭６３−７４７５５号に記載されているが、以
下、簡単に説明する。酸化膜１３０１を形成した単結晶
シリコンの活性基板１３００をＣＶＤ装置内で１０００
℃に保持したまま、ＨｃｌガスとＳｉＨ₄ガスをそれぞ
れガス分圧７.２×１０~³ｂａｒ、７.３×１０~⁴ｂａｒ
で１０秒間供給し、ＣＶＤ反応を行なわせる。このＣＶ
Ｄ反応により、酸化膜１３０１の表面上に、例えば約１
０００〜数１０００Å径のシリコン結晶子１３０２が形
成密度約１０⁴〜１０⁵個／ｃｍ²で微小島状に形成され
る。 （Ｃ）上記構造体の主面の多数のシリコン結晶子１３０
２を熱酸化の手法により酸化し、表面に凸凹の形成され
た酸化膜１３０３を形成する。

【００９３】（Ｄ）上記構造体の主面に、ＬＰ−ＣＶＤ
の手法により窒化硅素膜１３０４を成膜する。 （Ｅ）上記構造体の主面に、ＬＰ−ＣＶＤの手法により
核形成層を成膜し、さらに常圧ＣＶＤの手法により多結
晶シリコン膜１３０５を成膜する。 （Ｆ）上記構造体の多結晶シリコン膜１３０５を研磨の
手法によりミラーポリッシュし、研磨面と支持基板１３
０８の主面とを重ね合わせ、熱処理を行って張り合わせ
る。そして活性基板１３００を研削・研磨し、ＳＯＩ層
１３０７を得る。なお、図１６（Ｆ）では図１６（Ｅ）
の構造を上下反転して示している。 以上の（Ａ）〜（Ｆ）の工程により、埋め込み絶縁膜に
凸凹を有するＳＯＩ基板が得られる。

【００９４】上記のようにして形成した埋め込み絶縁膜
に凸凹を有するＳＯＩ基板を用いて微小機械を製造する
方法は、第７の実施の形態の図１２と同様である。また
第８、第９および第１０の実施の形態と同様に、可動部
が対向する支持基板の表面と接触する際の接触面積を低
減せしめる凸部の表面が、窒化硅素膜で覆われたものと
なる。

【００９５】以上の第７〜第１１の実施の形態の説明に
おいて、具体的な例を用いて説明してきたが、これらの
数値や文言、あるいは図に限定される訳ではない。以
下、その例を説明する。第７〜第１１の実施の形態にお
いて、多結晶シリコン膜と支持基板との直接接合を例に
説明してきたが、多結晶シリコン膜と酸化膜の形成され
た支持基板とを接合しても良いし、他の接合層、例えば
ボロンガラスにて張り合わせても良い。また、第８〜第
１１の実施の形態の説明において、摩擦係数を低減する
膜として窒化硅素膜を例に説明してきたが、他の部材で
も良いし、場合によっては削除しても良い。

【００９６】また、第８の実施の形態において、酸化膜
の表面を凸凹にする工程として第７の実施の形態と同じ
高温の常圧ＣＶＤを例に説明したが、高温の水素アニー
ル処理を行ってもよい。また、第７〜第１１の実施の形
態において、張り合わせのための接合層である多結晶シ
リコン膜の成膜を、核形成層を成膜してから行う例を説
明してきたが、モノシランを用いて１段で形成してもよ
い。場合によっては、張り合わせのための接合層である
多結晶シリコン膜のうち、平坦化研磨される部位を、Ｌ
Ｐ−ＣＶＤあるいは常圧ＣＶＤにて低温で成膜しても良
い。この場合、結晶粒が小さくなるため、平坦化研磨を
行いやすくなる。

【００９７】また、第７〜第１１の実施の形態におい
て、埋め込み絶縁膜が全面に形成されたＳＯＩ基板を例
に説明してきたが、これに限られる訳ではなく、微小機
械や微小構造体を形成する領域にのみに部分的に形成さ
れていても良い。また、第７〜第１１の実施の形態にお
いて、支持基板として単結晶シリコン基板を例に説明し
てきたが、これに限られる訳ではなく、他の部材、例え
ばガラス基板でも良い。場合によっては、接合用の多結
晶シリコン膜を基板の厚さ程度まで厚く成膜し、支持基
板として用いてもよい。また、また、第７〜第１１の実
施の形態において、微小機械の構造材として単結晶シリ
コンを例に説明してきたが、これに限られる訳ではな
く、他の単結晶部材、例えばガリウムヒ素、水晶あるい
は単結晶金属に本発明を適用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態におけるＳＯＩ基板
形成までを説明する断面図。

【図２】本発明の第１の実施の形態におけるＳＯＩ基板
形成後、微小機械形成までを説明する図であり、
（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）および（Ｅ）は断面図、（Ｄ）
は平面図。

【図３】本発明の第２の実施の形態におけるＳＯＩ基板
形成までを説明する断面図。

【図４】本発明の第２の実施の形態におけるＳＯＩ基板
形成後、微小機械形成までを説明する断面図。

【図５】本発明の第３の実施の形態におけるＳＯＩ基板
形成までを説明する断面図。

【図６】本発明の第３の実施の形態におけるＳＯＩ基板
形成後、微小機械形成までを説明する断面図。

【図７】本発明の第４の実施の形態におけるＳＯＩ基板
形成までを説明する断面図。

【図８】本発明の第４の実施の形態におけるＳＯＩ基板
形成後、微小機械形成までを説明する断面図。

【図９】本発明の第５の実施の形態におけるＳＯＩ基板
形成から微小機械形成までを説明する断面図。

【図１０】本発明の第６の実施の形態におけるＳＯＩ基
板形成から微小機械形成までを説明する断面図。

【図１１】本発明の第７の実施の形態におけるＳＯＩ基
板形成までを説明する断面図。

【図１２】本発明の第７の実施の形態におけるＳＯＩ基
板形成後、微小機械形成までを説明する断面図。

【図１３】本発明の第８の実施の形態におけるＳＯＩ基
板形成までを説明する断面図。

【図１４】本発明の第９の実施の形態におけるＳＯＩ基
板形成までを説明する断面図。

【図１５】本発明の第１０の実施の形態におけるＳＯＩ
基板形成までを説明する断面図。

【図１６】本発明の第１１の実施の形態におけるＳＯＩ
基板形成までを説明する断面図。

【図１７】従来の微小機械の構造およびその製造方法を
示す断面図。

【図１８】従来の微小機械の問題点を示す断面図。

【符号の説明】

１００…シリコン基板 １０１…酸化膜 １０２…シリコン窒化膜 １０３…ＬＴＯ膜 １０４…ディンプル １０５…開口 １０６…ポリシリコン膜 １０７…微小構造体 １０８…可動部 １０９…アンカー部 １１０…バンプ １１１…ディンプル ２００…バンプ１１０の根元 ２０１…ディンプル１
１１の底 ３００…シリコン基板 ３０１…凹部 ３０２…酸化膜 ３０３…シリコン窒化
膜 ３０４…酸化膜 ３０５…単結晶シリコ
ン層 ３０６…ＳＯＩ基板 ３０７…凸部 ３０８…凹部 ３０９、３１０…界面 ３１１…可動部 ３１２…アンカー部 ３１３…大パターン部 ３１４…ライン・パタ
ーン部 ３１５…虫食いパターン部 ３１６…開口部 ３１７…単結晶シリコン層 ３１８…多数の穴 ３１９…ライン・パターン部 ３４０…微小構造体 ４００…単結晶シリコン基板 ４０１…凹部 ４０２…多結晶シリコン膜 ４０３…シリコン窒化
膜 ４０４…酸化膜 ４０５…単結晶シリコ
ン層 ４０６…ＳＯＩ基板 ４０７…凸部 ４０９、４１０…界面 ４１１…可動部 ４１２…アンカー部 ４１６…開口部 ４２０…単結晶シリコン基板 ４２１…酸化膜 ４４０…微小構造体 ５００…単結晶シリコン基板 ５０１…酸化膜 ５０２…多結晶シリコン膜 ５０３…シリコン窒化
膜 ５０４…酸化膜 ５０５…単結晶シリコ
ン層 ５０６…ＳＯＩ基板 ５０７…凸部 ５０９、５１０…界面 ５１１…可動部 ５１２…アンカー部 ５１６…開口部 ５２０…単結晶シリコン基板 ５３０…酸化膜 ５４０…微小構造体 ６００…単結晶シリコン基板 ６０１…凹部 ６０２…酸化膜 ６０３…シリコン窒化
膜 ６０４…酸化膜 ６０５…単結晶シリコ
ン層 ６０６…ＳＯＩ基板 ６０７…凸部 ６０９、６１０…界面 ６１１…可動部 ６１２…アンカー部 ６１６…開口部 ６３０、６３１…開口部 ６４０…微小構造体 ７００…単結晶シリコン基板 ７０５…単結晶シリコ
ン層 ７０７…凸部 ７０８…凹部 ７１１…可動部 ７１２…アンカー部 ７１６…開口部 ７３０…凹部 ７３１…凸部 ７３２…ガラス基板 ７３３…キャビティ ７４０…微小構造体 ８００…シリコン基板 ８０４…埋込酸化膜 ８０５…単結晶シリコン層 ８１１…可動部 ８１２…アンカー部 ８１６…開口部 ８３０…ポーラス・シリコン層 ８３１…めっき層 ８４０…微小構造体 ９００…活性基板 ９０１…酸化膜 ９０２…多結晶シリコン膜 ９０３…多結晶シリコ
ン膜 ９０４…支持基板 ９０５…ＳＯＩ層 ９０６…粒界 ９１１…アンカー部 ９１２…可動部 ９１１’…大パターン
部 ９２２…凸部 ９１３、９１５…ライ
ン・パターン部 ９１４…虫食いパターン部 ９２１…微小構造体 １０００…活性基板 １００１…酸化膜 １００２…多結晶シリコン膜 １００３…多結晶シリ
コン膜 １００４…窒化硅素膜 １００５…多結晶シリ
コン膜 １００６…多結晶シリコン膜１００２の粒界 １００７…ＳＯＩ層 １００８…支持基板 １１００…活性基板 １１０１…酸化膜 １１０２…多結晶シリコン膜 １１０３…酸化膜 １１０４…窒化硅素膜 １１０５…多結晶シリ
コン膜 １１０６…多結晶シリコン膜１１０２の粒界 １１０７…ＳＯＩ層 １１０８…支持基板 １２００…活性基板 １２０１…酸化膜 １２０２…多結晶シリコン膜 １２０３…酸化膜 １２０４…窒化硅素膜 １２０５…多結晶シリ
コン膜 １２０６…粒界 １２０７…ＳＯＩ層 １２０８…支持基板 １２０９…部分的に残
存する酸化膜 １３００…活性基板 １３０１…酸化膜 １３０２…シリコン結晶子 １３０３…酸化膜 １３０４…窒化硅素膜 １３０５…多結晶シリ
コン膜 １３０８…支持基板 １３０７…ＳＯＩ層

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】可動部と、前記可動部に対向する固定部を
   有する微小機械において、 前記可動部が単結晶シリコンであって、 前記固定部には、前記可動部が前記固定部に接触する際
   の接触面積を低減せしめる凸部が設けられていることを
   特徴とする微小機械。
2. 【請求項２】前記固定部に設けられている前記凸部の最
   外表面に、摩擦係数の小さな膜が設けられていることを
   特徴とする請求項１に記載の微小機械。
3. 【請求項３】可動部と、前記可動部に対向する固定部を
   有する微小機械であって、前記可動部が単結晶シリコン
   であり、前記可動部が前記固定部に接触する際の接触面
   積を低減せしめる凸部を前記固定部に設けている微小機
   械の製造方法が、下記の工程を含んでいることを特徴と
   する微小機械の製造方法。 （１）支持基板、埋込絶縁膜および単結晶シリコン層か
   ら構成される、いわゆるＳＯＩ基板であって、ＳＯＩ層
   となる前記単結晶シリコン層と前記埋込絶縁膜との界面
   が平坦であり、かつ、前記埋込絶縁膜と前記支持基板と
   の界面に凸部を有するＳＯＩ基板を形成する工程。 （２）前記ＳＯＩ基板の前記ＳＯＩ層を貫通するエッチ
   ングを行ない、前記埋込絶縁膜に達する開口部を形成す
   る工程。 （３）前記開口部をエッチング・ホールとして、前記埋
   込絶縁膜をエッチングすることにより、前記単結晶シリ
   コン層からなる自立した構造体を得る工程。
4. 【請求項４】ＳＯＩ層と埋込絶縁膜との界面が平坦であ
   り、かつ、埋込絶縁膜と支持基板との界面に凸部を有す
   る前記ＳＯＩ基板を形成する工程が、下記の工程を含ん
   でいることを特徴とする請求項３に記載の微小機械の製
   造方法。 （１）前記支持基板の主面に凹部を形成する工程。 （２）前記構造体の主面に絶縁膜を成膜し、前記絶縁膜
   の主面を平坦化する工程。 （３）前記構造体にシリコン基板を接合し、前記シリコ
   ン基板を薄膜化する工程。
5. 【請求項５】ＳＯＩ層と埋込絶縁膜との界面が平坦であ
   り、かつ、埋込絶縁膜と支持基板との界面に凸部を有す
   る前記ＳＯＩ基板を形成する工程が、下記の工程を含ん
   でいることを特徴とする請求項３に記載の微小機械の製
   造方法。 （１）前記シリコン基板の主面に絶縁膜を成膜し、前記
   絶縁膜の主面に凹部を形成する工程。 （２）前記構造体の主面に、中間膜を成膜し、前記中間
   膜の主面を平坦化する工程。 （３）前記構造体を前記中間膜を介して支持基板に接合
   し、前記シリコン基板を薄膜化する工程。
6. 【請求項６】前記工程（１）と前記工程（２）との間
   に、シリコンと摩擦係数の小さな膜を成膜する工程を含
   んでいることを特徴とする請求項４または請求項５に記
   載の微小機械の製造方法。
7. 【請求項７】可動部と、前記可動部に対向する固定部を
   有する微小機械であって、前記可動部が単結晶シリコン
   であり、前記可動部が前記固定部に接触する際の接触面
   積を低減せしめる凸部を前記固定部に設けている微小機
   械の製造方法が、下記の工程を含んでいることを特徴と
   する微小機械の製造方法。 （１）支持基板および単結晶シリコン基板を用意し、前
   記支持基板ないしは前記単結晶シリコン基板のいずれか
   の主面に、スペーサを形成する工程。 （２）前記支持基板の主面に凸部を形成する工程。 （３）前記支持基板および前記単結晶シリコン基板を、
   前記スペーサを介して接合し、キャビティを形成する工
   程。 （４）前記単結晶シリコン基板を薄膜化し、単結晶シリ
   コン層を得る工程。 （５）前記単結晶シリコン層を貫通するエッチングを行
   なって、前記キャビティに達する開口部を形成すること
   により、前記単結晶シリコン層からなる自立した構造体
   を得る工程。
8. 【請求項８】可動部と、前記可動部に対向する固定部を
   有する微小機械であって、前記可動部が単結晶シリコン
   であり、前記可動部が前記固定部に接触する際の接触面
   積を低減せしめる凸部を前記固定部に設けている微小機
   械の製造方法が、下記の工程を含んでいることを特徴と
   する微小機械の製造方法。 （１）支持基板、埋込絶縁膜および単結晶シリコン層か
   ら構成される、いわゆるＳＯＩ基板の、ＳＯＩ層となる
   前記単結晶シリコン層を貫通するエッチングを行ない、
   前記埋込絶縁膜に達する開口部を形成する工程。 （２）前記開口部をエッチング・ホールとし、前記埋込
   絶縁膜をエッチングすることにより、前記単結晶シリコ
   ン層からなる自立した構造体を得る工程。 （３）前記支持基板の、前記埋込絶縁膜をエッチングし
   た領域に電気化学的処理を行ない、前記電気化学的処理
   の被処理部を平坦でなくする工程。
9. 【請求項９】前記電気化学的処理が陽極酸化によるエッ
   チング処理であることを特徴とする請求項８に記載の微
   小機械の製造方法。
10. 【請求項１０】前記電気化学的処理が電解析出処理であ
    ることを特徴とする請求項８に記載の微小機械の製造方
    法。
11. 【請求項１１】前記摩擦係数の小さな膜が窒化硅素膜で
    あることを特徴とする請求項２に記載の微小機械。
12. 【請求項１２】前記ＳＯＩ層と前記埋め込み絶縁膜との
    界面が平坦であり、かつ、前記埋め込み絶縁膜と前記支
    持基板との界面に凸部を有する前記ＳＯＩ基板を形成す
    る工程が、下記の工程を含んでいることを特徴とする請
    求項３に記載の微小機械の製造方法。 （１）活性基板に酸化膜を形成する工程。 （２）前記構造体の主面に凸凹を形成する工程。 （３）前記構造体の主面に、張り合わせのための接合層
    を形成する工程。 （４）前記構造体の主面と支持基板を張り合わせる工
    程。
13. 【請求項１３】前記工程（２）の、前記構造体の主面に
    凸凹を形成する工程が、下記の工程を含んでいることを
    特徴とする請求項１２に記載の微小機械の製造方法。 （１）高温の水素雰囲気中にて、前記酸化膜を一部還元
    する工程。
14. 【請求項１４】前記工程（２）の、前記構造体の主面に
    凸凹を形成する工程が、下記の工程を含んでいることを
    特徴とする請求項１２に記載の微小機械の製造方法。 （１）多結晶シリコンを成膜する工程。 （２）前記多結晶シリコンを凸凹にする工程。 （３）前記凸凹の多結晶シリコンを酸化する工程。
15. 【請求項１５】前記工程（２）の、前記多結晶シリコン
    を凸凹にする工程が、粒界エッチングの工程であること
    を特徴とする請求項１４に記載の微小機械の製造方法。
16. 【請求項１６】前記工程（２）の、前記多結晶シリコン
    を凸凹にする工程が、グレインエッチングの工程である
    ことを特徴とする請求項１４に記載の微小機械の製造方
    法。
17. 【請求項１７】前記工程（２）の、前記構造体の主面に
    凸凹を形成する工程が、下記の工程を含んでいることを
    特徴とする請求項１２に記載の微小機械の製造方法。 （１）前記酸化膜上に、島状にシリコン結晶子を析出さ
    せる工程。 （２）前記島状に析出されたシリコン結晶子を酸化する
    工程。
18. 【請求項１８】主面に凸凹を形成された構造体の主面
    に、摩擦係数の小さな膜を成膜する工程を含むことを特
    徴とする請求項１２に記載の微小機械の製造方法。