JPS62502645A

JPS62502645A - シ−ル型空胴の半導体による圧力トランスジユ−サ及び圧力変換方法

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Publication number: JPS62502645A
Application number: JP50264986A
Authority: JP
Inventors: グツケル　ヘンリー; バーンズ　デイヴイツド　ダブリユー
Original assignee: ウイスコンシン　アラムニ　リサ−チ　フアンデ−シヨン
Priority date: 1985-04-26
Filing date: 1986-04-24
Publication date: 1987-10-08
Anticipated expiration: 2012-09-30
Also published as: EP0219543B1; CA1271930A; EP0219543A4; JP2659944B2; EP0219543A1; WO1986006548A1; DE3689403D1; DE3689403T2

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】シール型空調の半導体による圧力゛トランスジューサ及び圧力変換方法致死立夏本発明は、一般に、半導体装置及び処理技術の分野に係り。

特に、半導体基体上に形成された圧力及び変位トランスジューサに係る。

先丘致穫電子部品の小型化については著しい進歩がなされていて、部品コスト及びサイズが減少されてきている。近代的な集積回路技術によれば、シリコン及び他の基体に対して大量生産技術を用いて、非常に小さく然も複雑な回路を形成することができる。従って、圧力や力を感知するといった分野では、電子回路と周囲環境とをインターフェイスするのに必要なトランスジューサが典型的に相当の体積を占め、トランスジューサからの信号を処理するのに使用される電子部品よりも非常にコストが高い。

変位トランスジューサは、幾何学的な変形を電子的に監視して加えた力を測定する三次元の電気／機械的な構造体である。

圧力ドランスジューサは、変形可能なバリアにまたがる圧力の差によって変位が生じるような変位トランスジューサであるが。

バリアの片側に基準圧力を維持しなければならないという必要性が付加される。

現在の市販の圧力ドランスジューサは、典型的に、金属ダイヤフラムを圧力バリアとして使用して形成される比較的大型の個別装置である１部品のコスト及びサイズを最小にすると共に、処理回路のパッケージング及び製造コストを低減化するためには、電子処理回路を形成する基体上又は基体内に圧力ドランスジューサ又は多数のトランスジューサを直接組み込むことが所望される。然し乍ら、圧力ドランスジューサに必要とされる物理的な構造体は、従来の集積回路処理技術を用いたのでは容易に実現できない。

強くドープされた層によってエツチングが終了するまで基体を透析的にエツチングして萄い堕を形成し、その後、この膜の上に別の膜を接合して空胴を形成することにより、シリコン基体に圧力トランスジューサを形成することができる。このような構造体の例がギュケル（Ｇｕｃｋｅｌ）氏等の米国特許第４，２０３．１２８号に開示されている。このような構造体は有用であるが、それらを製造する場合には、基体の片側のみに電子部品を形成する通常の集積回路処理に利用されていない処理工程が必要とされる。エツチング停止層を設けるために基体の片面に強くドーピングを行なわねばならない場合は、従来の蒸着技術を用いてドープ面に電子部品を形成する能力に制約が課せられる。

３退じＢ」鼠本発明によれば、変形可能な膜がシールされた空胴にまたがるような構造体を、従来の集積回路処理技術を用いて半導体基体の片面に形成することができる。これらの空胴構造体は。

圧力センサとして使用することができ、基体上に電子回路部品を形成するための基体の容量に影響を及ぼさないように形成され、これにより、単一の半導体チップ上に圧力センサと処理回路とを完全に集積化することができる。

結晶シリコンのような基体上に空胴センサを形成する方法は、二酸化シリコンのようなエツチング可能な材料のポストを基体の表面上に選択された高さ及び形状に形成するという初期段階を含む。このポストより高さの低いエツチング可能な二酸化シリコンの張出し部が、次いで、ポストに接触して内方に延びるように基体表面上に形成される。その後、構造材料がこれらの張出し部及びポストの上の層として蒸気から付着され、この付着層が、張出し部間でポストを取り巻く周囲領域において基体の上面に接触するようにされる。低圧力の化学蒸着によって付着された多結晶シリコンは、特に効果的な電気的及び構造的な特性を有する付着層を形成する。この付着層の外周は、二酸化シリコンの張出し部の端を露出するように切断され、次いで、基体は、エツチング剤のバスに入れられる。このエツチング剤は、張出し部に向かってエツチングするが、基体又は付着層はエツチングせず、最終的に、ポスト領域に向かってエツチングし、これを除去してこの位置に空胴を残す、エツチング剤を引き出すと、付着層は、空胴の上に持ち上がったその部分を取り巻く周囲領域において基体に接合されたまシとなる。張出し部の前者の位置のチャンネルは、空胴から外部環境へと延びる。

周囲環境がら空胴をシールすることが所望される場合には、基体がガス又は蒸気の雰囲気に曝され、これにより、チャンネルを閉じるに充分な程材料がチャンネルに成長される。１つのシール技術においては、基体がシランのようなガス状の形態のシリコンに曝され、空胴及びチャンネルの内面を含む全ての露出面にポリシリコン層が成長される。最終的に、充分なポリシリコンがチャンネル表面上に成長し、これらチャンネルを完全に閉じると共に、シランガスが空胴にそれ以上入らないようにする。空胴に捕らえられたシランは、このシランガスが尽きるまで、空胴の壁にポリシリコンを付着し続ける。別の技術においては、基体が酸化雰囲気に露出され、これにより、露出したシリコン面に二酸化シリコンが形成され、最終的にチャンネルを閉じるように外方に成長する。空胴に捕らえられた残りの酸化ガスは、空凋の表面を酸化し続け、空胴内の酸素が尽きるまで、該表面に二酸化シリコンを形成する。いずれの技術においても、空胴に捕らえられた残留ガスの圧力は、基体を露出する反応ガスを１選択された量の不活性ガス、例えば、窒素又はアルゴンと混合することによって制御することができる。

空胴にまたがる膜を形成する付着材料は、マイクロ回路寸法において構造上強力で且つフレキシブルであって、然も１周囲のガスを浸透しないようにすることができる。膜における残留歪みの大きさは、所望の歪みレベルを生じるように適当なアニールサイクルによって制御することができる。このような膜を形成する場合には、ポリシリコンが特に望ましい、というのは、ポリシリコンは、膜の撓みの検出に使用できる歪み感知装置を形成するように所望の導電率レベルまでドープすることができるからである。然し乍ら、空胴構造体は、ガス相から付着できる他の材料１例えば、優れた絶縁材である窒化シリコンで形成することもできる。所望の回路構造体は、窒化シリコンの膜の上に適当な半導体材料を付着することによって形成することができる。又、窒化シリコンや他の絶縁材料の層を、より導電性の材料例えばポリシリコンで形成された膜の外面上に付着して、電気絶縁された回路素子（例えば、ピエゾ抵抗性ポリシリコン抵抗）を上に形成するところの優れた絶縁面を形成できると共に、複合膜の全歪みを制御することができる。

本発明の更に別の目的、特徴及び効果は、添付図面を参照した以下の詳細な説明より明らかとなろう。

図面の簡単な説明添付図面において。

第１図は、二酸化シリコンの層が形成されたシリコン基体の断面図。

第２図は、第１図と同様の断面図であって、基体上にポストを形成するところを示す図、第３図は、第２図の基体及びポストの部分平面図、第４図は、二酸化シリコンの第２の薄い層を基体に付着した後の基体の断面図、第５図は、下部の二酸化シリコン層において選択的なマスキング及びエツチングを行なうことにより形成されてポストに向かって延びる張出し部のパターンを示す平面図、第６図は、一般的に第５図の６−６線に沿った第５図の構造体の断面図、第７図は、張出し部及びポスト上に付着材料の層を有する基体の断面図、第８図は、第７図と同様の断面図であって、付着層の周囲を切断して張出し部の外端を露出させた後の断面図。

第９図は、第８図と同様の断面図であって、付着層の下に空胴を形成するように構造体にエツチング剤を付与した後の断面図、第１０図は、第９図と同様の断面図であって、蒸着材料でチャンネルをシールした後の断面図、第１１図は、本発明の空胴構造体で形成された圧力センサの断面図、第１２図は、歪み感知抵抗が形成された圧力センサの平面図、第１３図ないし第３３図は、ピエゾ抵抗素子が形成される窒化シリコン表面層を有するポリシリコン膜を備えた圧力センサの製造工程処理段階を順次に示す基体の断面図、そして第３４図は、第１３図ないし第３３図に示す処理段階によって形成された圧力センサの平面図である。

実施例の説明添付図面を参照すれば、本発明のシール型空胴構造体を形成するのに利用できる処理段階が第１図ないし第１０図に示されている。最初の製造段階は、典型的に結晶シリコンの半導体基体２０上に、所望の空胴深さに等しい深さまで酸化物層２１を形成することである。第２図に示すように、この酸化物層２１は、その中央領域がエツチングレジストでマスクされ、エツチング剤が塗布されて、中央領域以外の材料がエツチング除去される。エツチングの後に、二酸化シリコンの中央ポスト２２が残され、第３図の基体の平面図に示すように、ポスト２２を取り巻く領域において基体２０の上面２３が露出される。ポスト２２は、方形の形状を有するものとして第３区に示されているが、実質状、いかなる形状のポストを利用できることも理解されよう。

次の処理段階は、ポスト２２の上面にマスクを形成しそしてポストの周囲領域において基体２０の表面上に第２の酸化物層２５を形成することである。ポストの上面からレジスト層を除去すると、第４図の構造体が形成され、第２の酸化物層２５は、ポストの高さより実質的に低い高さにおいてポスト２２まで形成される。説明上、第２の酸化物層２５の高さは、ポスト２２の高さの相当の部分に及ぶものとして示されているが、以下で述べる理由で、ポストが第２の二酸化シリコン層２５よりも１ｏないし２０倍高いのが望ましい、典型的に適当なポスト高さは、１０００人ないし５μの範囲であるが、第２の二酸化シリコン層は、２００ないし１０００人の厚みに形成されるのが好ましい。

次の処理段階は、二酸化シリコン層２５の上にマスク（図示せず）を配置してパターンを露出させ、露出した材料にエツチング剤を塗布した後に、中央ポスト２２をそのまシに残し、第５図に示すように、張出し部２７のネットワークが中央ポスト２２から周囲領域へと延びるようにすることである。張出し部２７のパターンは、好ましくは５第１の内方に延びる張出し部２８を含み、これは、それらの内端において、横方向に延びる張出し部２９と合流する。第２の内方に延びる張出し部３０は、第１の張出し部２８が張出し部２９に合流する位置から離れた位置において横方向の張出し部２９に合流し、この内側の張出し部３０は、中央ポスト２２の外周に接触するように延びる。以下で述べる理由で、ボスト２２に合流するように内方に延びる張出し部２７のパターンは、直線状に延びないのが好ましく、張出し部２８．２９及び３０によって定められた分岐形状を有している。

ポスト２２及び張出し部２７が形成された基体は、次いで、ガスに曝され、第７図に３２で示すように構造上凝集した層として固体材料が基体と基体上の二酸化シリコンとの上に付着される。この付着Ｎ３２は、マイクロ回路寸法（例えば、１０００人ないし１５μの厚み、横方向寸法で５０ないし１０００μ以上）において構造上凝集性があって且つフレキシブルでなければならないと共に、好ましくは張力である比較的低い歪みを有するか又は有するように処置できねばならない、又１層３２の材料は、最終的な構造体を圧力センサとして使用すべき場合には、周囲のガスを実質的に浸透しないものでなければならない、又、付着層は、基体面に充分に接合しなければならないと共に、共通のエツチング剤に対し基体のエツチング対抗性と同様の対抗性を有しているのが好ましい、付着層として適した材料は１例えば、シランガス（Ｓ　ｉ　Ｈ，）から付着される多結晶シリコン（ポリシリコン）と、これら材料の蒸気相から付着される窒化シリコン又はアルミニウムである。ポスト２２及び張出し部２７の上に重なる付着層３２の部分は１次いで、エツチングレジストでカバーされ、エツチング剤が塗布されて、エツチングレジストマスク以外の付着層の全ての領域がエツチング除去される。

マスクを除去した後は、第８図に示すような構造体が残る。

層３２は、張出し部２７の外端３４が露出した端子壁３３まで外方に延びる。この構造体は、次いで、適当なエツチング剤（例えば、二酸化シリコンの場合はフッ化水素酸、これは、結晶シリコンもポリシリコンも侵さない）中に浸漬され、これにより、露出端３４において張出し部のエツチングが開始される。

張出し部２７の全空間がエツチング除去されて、それらの位置にチャンネル３５が残され、エツチング剤は、ボスト２２に向かって内方に進んでこれをエツチング除去し、基体の上面２３と付着層３２の中央膜部分３７の内面との間に画成された空胴３６が残される。これにより、完全な空胴構造体が形成され、膜３７を用いてこれにか＼る力を検出することができる。然し乍ら、これが圧力センサとして使用される場合には、内部空胴を８囲の雰囲気からシールすることが好ましい、これは、基体及び付着Ｍ３２を酸化雰囲気か又は更に別の材料蒸気に曝すことによって行なうことができる。両方のプロセスにおいて、固体材料の層４０は、付着層３２の全ての露出面及び基体２０の面２３（チャンネル３５及び空胴３６の内面を含む）に堆積する。チャンネル３５は、空胴３６の高さよりも相当に低いので（例えば、空胴の高さの１／１０ないし１／２０）、空胴３６の内壁の成長層が空胴の実質的な部分を占有する前に、チャンネル壁の材料堆積層が急速にたまってチャンネルを閉塞する。

チャンネルは、適度に短い時間内に固体反応生成ガスが充填されるに充分な程低いものでなければならない一方、エッチング工程中にエツチング剤の液体を流せるに充分な程大きいものでなければならない。ポリシリコンの付着層については、２００ないし１０００人のチャンネル高さが一般的に適当である。

チャンネル３５が閉じた時に空胴３６に捕らえられた付着ガスは、これが尽きるまで反応を続けて空胴の壁に付着層を形成し、その後、空ＩＭ３６は周囲から完全にシールされ、それ以れ、空胴内の反応ガス自体が尽きた時に、残りの不活性ガスが空胴内に所望のガス基準圧力を与えるようにされる。

張出し部２８．２９及び３０の分岐パターンの目的は、張出し部がチャンネル３５に取って代わった第９図の断面図から最も良く明らかであろう。チャンネル３５が空胴へとまっすぐに延びる場合には、支持のための酸化物張出し部２７が除去されるにつれて、チャンネル上のポリシリコンが浅いチャンネルに向かって容易に変形し得る。更に、チャンネルの分岐構造体は、チャンネルがまっすぐである場合よりも、ガス中の付着材料をより迅速にチャンネルに充満させてチャンネルを閉塞し。

一般に、より強いガス密シールをチャンネルに形成することができる。更に、付着層３２は、空胴３６の周囲の全ての位置でチャンネル３５間の周囲領域において基体２３の上面と接触し、これにより、空胴上の膜に対する堅固な支持基部を形成する。

この周囲の基部は、処理中及び付着層３２が張力下にある時に基体面からの反発が起こり難いようにする。

以上の手順は、多数の付着空胴構造体を同時にバッチ式に製造するために大きな基体の表面で実行される。この基体は、次いで、単一チップ上の各空胴を分離するように従来の技術に基づいて切断されるか、或いは、種々の所望のセンサ特性を発揮するように１つのチップ上に多数の空胴が維持されてもよい。

例えば、異なった寸法の空胴と、色々な寸法及び厚みの空胴橋絡膜３７と髪各々有する多数のセンサ空胴構造体を単一の基体上に形成することができる。これらの多数の構造体は、広い範囲にわたって圧力感知特性を発揮するか又は単一のセンサで可能である以上に高い感度を発揮するように電気的に相互接続することができる。

基体４６上に設けられた完成した空胴センサ４５の断面が第１１図に示されている。基体４６は付着層４７を有し、該層は、空胴４９を橋絡する中央の膜部分４８を有している。付着層４７の周囲に設けられたシールされたチャンネルが第１１図に５０で示されている。空胴４９は５周囲の雰囲気からシールされ、周囲の雰囲気圧力が変化する時に中央膜４８に撓みを生じさせる。この撓みを感知し、種々の方法で電気信号に変換することができる。付着層４７がポリシリコンで形成されている場合には、ポリシリコン自体をドープして、膜４８に導電性ストリップ（第１１１’Ｊには示さず）を形成することができる。これらのストリップは、膜が撓んだ時に膜の歪みに応答して抵抗を変化させる。これらの歪み感知ストリップは、次いで、外部の処理回路に接続され、電気的特性の検出された変化が膜の相対的な撓みに変換され、ひいては、圧力の変化に変換される。

或いは又、膜４８の外面に導電性ストリップ５２が付着されてもよい、ストリップ５２は、抵抗歪計として形成することができ、膜４８の撓み及びこれに伴うストリップ５２の歪みを外部回路によって検出することができる。このような構造体は、付着層４７が良好な絶縁体である窒化シリコンである時に用いるのに特に適している。例えば、ポリシリコンストリップは、更に別の化学蒸着段階により窒化シリコン膜上に容易に形成することができ、ポリシリコンのピエゾ抵抗特性を用いて膜の撓みを検出することができる。膜４８の撓みを感知する更に別の構成は、中央膜４８の下に重なる基体４６の表面上に導電層５３を形成することである。この層５３は、通常は、基体上に付着Ｍ４７を形成する前に付着されるかもしくはイオンインプランテーションされる６次いで、膜４８の上面は、これに金属層を蒸着するか或いは膜の上面にイオンインプランテーションを行なうことによって導電性とされ、ＷＩ５３及び膜４８の上面は、［４８の撓みに応答してキャパシタンスを変化させるキャパシタの２つのプレートを形成する。導電層５３は、センサ構造体４５によって占有された領域の外側で接点５４まで外方に延びていて、層５３を外部回路に電気的に接続できるようになっている。

結晶シリコン基体６１に形成された圧力センサ６０の平面図が第１２図に示されている。ポリシリコンの付着層６２は、空胴にまたがる方形の中央膜部分６３と、空胴を取り巻いていてこれを通して延びるポリシリコン充填チャンネル（第１２回には示さず）を有している周囲部分６４とを備えているや膜６３の表面の４つの細いストリップ６６にボロンを軽くドープすることにより（拡散又はイオンインプランテーションで）歪感知抵抗が形成される。膜の下の空胴の隣接縁に対して２つのストリップは平行で且つ２つのストリップは垂直である。ボロンが強くドープされたＰ中領域６７は、ポリシリコンＷＩ６２にボロンを拡散することによって形成され、抵抗６６の端に対して高い導電性の接続部が形成される。導電性のＰ中領域は、ポリシリコン層６２の外側のパッド部分６９まで延びる。抵抗６６をブリッジ形態で接続できるようにパッド部分６９に金属パッド７０が形成される。軽くドープされた抵抗６６は、これら抵抗における膜の歪みに基づいて抵抗値が変化し、膜６３の撓みを検出及び測定できるようにする。

第１図ないし第１ｏ図に示して上記で述べたシールされた空胴構造体の形成例として、シリコン結晶ウェハ上に多数の空胴構造体をアレイとして形成した。この形成した空胴は、実質的に、第１２図に示す構成であり、−辺が５０ミクロンないし２５０ミクロンの寸法の方形であり、空胴の高さが１．５ミクロンであった。各空胴に通じているチャンネルは、巾が５ミクロンで、高さが１０００人に形成された。

Ｐ−型で、直径が２インチで、方向が＜１１１＞の結晶シリコンウェハを基体２ｏとして使用した。この基体は、先ず。

清掃し、次いで、１１５０℃の酸素及び水蒸気雰囲気中で４゜５時間にわたってウェット酸化され、厚み１．５６ミクロンの酸化物層が形成された０次いで、基体は、１１５０℃の窒素で少なくとも２０分間アニールサイクルを受け、その後、酸化物層（第１図の２１）の表面にホトレジストが付着された。その後、ポスト２２の横方向形状を定めるマスクが基体の上面と整列され、露光を行ない、ホトレジストを現像し、ポストをべ一りした。＠像されないレジスト及びその下の二酸化シリコンを０ｘｅ−３５（フッ化水素酸）エツチング剤でエツチング除去し、その後、ポストを覆っている残りのホトレジストを硫酸及び過酸化水素の混合物中で剥離した。

第２の［２５を形成するための第２の酸化を、最初に基体を清掃して行ない、１０００℃で１０分間のウェット酸化を行なって、約１２００人厚みの酸化物層を形成し、その後、１０００℃の窒素において最低２０分間のアニーリングを行ない。

露出面にホトレジストを付着し、ホトレジストの予めのベーキングを行なった。

次いで、張出し部２７を画成する基本レベルマスクを整列させ、露光を行ない、ホトレジストを現像しそしてポストをベークした。次いで、現像されないホトレジスト及びその下の二酸化シリコンをエツチング除去し、ホトレジストを上記したように剥離する。

次いで、シランガスから多結晶シリコンを付着することにより［３２を形成した０例えば、厚みが約１．５ミクロンのポリシリコンＭ３２を形成するために、第５図及び第６図に一般的に示すようなパターン化された基体が、圧力１５０ミリＴｏｒｒ、温度約６３５℃の１００％シランガスに２時間露出された。ポリシリコン層３２の付着に続いて、約１１５０℃の窒素雰囲気中で３時間ウェハにアニーリングサイクルを施し、ポリシリコンの歪みレベルを減少させた。アニーリングサイクルが完了した後に、露出面上にホトレジストを付着し、予めのベーキングを行なった。次いで、マスクをウェハ上に整列して配置して。

張出し部の外縁３４まで層３２の領域を露出させ、露光を行ない、ホトレジストを現像し、ポストのベーキングを行なった。

その後、アニールしたポリシリコン層３２を四フッ化炭素−酸素プラズマでエツチングし、現像されないホトレジストの下の全てのポリシリコンを除去し、その後、残りのホトレジストを剥離して、第８図に示す構造体が残るようにした。ここでは、酸化物張出し部の外端３４が露出され、ポリシリコン層３２を越えて外方に延びる。次いで、基体ウェハを高濃度のフッ化水素酸に浸漬し、全ての二酸化シリコンが除去されるまでエツチングを続けられるようにする。エツチングの速度は、オーバーエツチングを行なえるようにしてコントラスト顕微鏡を用いて目で検査することによって確立することができる。フッ化水素酸は、ウェット酸化−自由シリコン面とならないことに注意されたい。その結果、エツチング剤は、完全にエツチングされたウェハがエツチング剤から取り出された時に、空胴内部からエツチングされたチャンネルを通して引き出される。二酸化シリコンのエツチングが完了した後に、ウェハをアルコール及び水で１５分間洗浄して、残留するフッ素を除去し、次いで、真空チャンバに入れ、０ないし５０ミリＴｏｒｒの圧力で３０分間焼き尽くす。

２つの別々のシール技術を用いて、チャンネル３５をシールすることができる。

第１の技術においては、上記したように処理したウェハを８５０℃の酸素及び水蒸気の雰囲気に約１時間入れ、その後、全てのエツチングされたチャンネルは、チャンネル面から成長する二酸化シリコンによって閉じることが分かった。このようなシール技術は、非常に滑らかな空胴内面を形成し、これらの内面は、装置の外部よりも和尚に薄い酸化物によって覆われる。シールは、本質的に機械的に完全で、優れたバッチ収率が得られる。然し乍ら、酸化により、ポリシリコン膜３７において歪みフィールドに成る程度の増加が生じる。

第２のシール技術においては、上記したように処理されたウェハが約６３５℃及び１５０ミリＴｏｒｒ圧力の１００％シラン雰囲気に約２５分間入れられ、その後、全てのエツチングされたチャンネルがポリシリコンの付着層によって閉じたことが分かった。チャンネルに付着したポリシリコンは１周囲がら空胴３６を完全にシールした。

上記のいずれかの技術によってシールされた空胴３６を覆う撓み可能な膜３７は、この腹の撓みを検出するように膜上に電気回路素子を形成することにより圧力感知に使用することができる。上記のプロセスによって形成されたポリシリコン膜は。

強力で且つフレキシビリティがあり、その測定した張力強度は約２０００００ｐ　ｓ　ｉである。アニーリングサイクルは、ポリシリコン膜の歪みを実質的に減少することが分がっており、典型的な残留歪みフィールドは、１．５ないし２ミクロン厚みのポリシリコン層に対して約０．１％である。膜の歪みの若干の変化は、腹のドーピングレベルで生じるが、これは、ドープされるか又は非ドープの高品質の構造体を形成できるに充分な程、小さなものである。もし所望ならば、ポリシリコン膜は、レーザアニーリングによって単結晶シリコンに実質的に変換することができる。

チャンネルをシールするのに使用されるガスの組成は、シールされた空胴内に所望の残留圧力レベルを得るように調整することができる１例えば、酸化シール技術においては、空胴に捕らえられた水及び酸素が、空胴の内壁に酸化物を形成する際に実質的に完全に消費され、空胴に捕らえられた残留ガス、例えば、窒素又はアルゴンが残るようにされる。従って、空欄の残留圧力は、酸化界囲気中に存在する時の「不活性」ガスの分圧にほり等しくなる。同様に、シランからのポリシリコンの付着を用いて空胴をシールする場合には、空胴の内壁にポリシリコンが付着される時に空胴に捕らえられる不活性ガスとシランが混合される。シランの分解により空胴に捕らえられた水素ガスは、空胴の壁を通して拡散し、重たい不活性ガスが残る。従って、シールサイクル中に雰囲気中の不活性ガスの分圧を選択することにより空胴内の所望の圧力レベルを選択することができる。もし所望ならば、シーリング中の空胴の雰囲気が、空胴の壁への付着又は空胴内のシリコンとの反応によって実質的に完全に消費されるようなガスで構成される場合には、空胴を比較的低い相対的圧力に維持することができる。

上記したように、ポリシリコン以外の材料で付着層を形成することができる。凝集的な膜構造体を形成するようにガス又は蒸気相から付着することのできる材料を使用することができる。本発明を限定するものではなく、−例を挙げれば、これらの材料は、低圧力の化学蒸着によって（例えば、８００”Ｃ１４００ミリＴｏｒｒのジクロシラン及びアンモニアの蒸気相から）付着することのできる窒化シリコンや、スパッタリング又は冶金化学的な蒸着（例えば、トリメチルアルミニウムの分解）によって付着できるアルミニウムを含む、窒化シリコンや、アルミニウムのような金属が付着Ｍ３２を形成する場合には、ボスト２２及び張出し部２７がポリシリコンで形成され、これは、窒化シリコン又はアルミニウムに実質的に影響を及ぼさないエツチング剤によって侵食される。ポリシリコン空胴構造体のチャンネルは、チャンネルに窒化シリコンを付着することによってシールすることができ、窒化シリコンの空胴構造体は、ポリシリコンの付着によってシールすることができる。前者の場合。

空胴の膜の外面に形成された窒化シリコンの層は、電気的に分離された回路素子（例えば、ピエゾ抵抗ポリシリコン抵抗器）を形成することのできる優れた絶縁面を形成すると共に、複合膜における全歪みを制御することができる。もちろん、基体自体は、半４体処理に一般に使用される種々の基体材料１例えば。

結晶シリコン、ゲルマニウム、サファイア、サファイア上のシリコン、スピネル、二酸化シリコン及びセラミック組成物から形成することができる。

ピエゾ抵抗素子は、前記したように、歪みの測定に使用することができ、ポリシリコン抵抗器は、本発明の装置に組み込むのに特に適している。方形型の膜の縁の中心にピエゾ抵抗器を取り付けた時に圧力変化に対して最大の感度が得られることを示すことができる。一般に、膜の縁に一般的に平行に取り付けられたポリシリコン抵抗器は、歪みに対する感度が非常に低く、一方、その縁に垂直に取り付けた抵抗器は、適度な歪み感度を発揮する。膜の２つの対向する側縁に形成された抵抗器にｐ又はｎの一方の形式のドープ剤をドープしそして他の２つの縁に形成された抵抗器に逆の形式のドープ剤をドープすることにより、加えた力に対して抵抗値が逆に変化するようなポリシリコンピエゾ抵抗器を膜上に形成することができる。このようにして、膜上に完全に能動的なブリッジを得ることができる。

又、ブリッジアームのうちの２つを呵の中心付近に取り付けることができ、該位置は、圧力に対する感度が低い位置であるが、膜の縁に取り付けられた同じドープ剤形式の抵抗器で得られるものに比して、加えた力に対して逆の抵抗値変化を与える。

膜のサイズが小さくなるにつれて、抵抗器を光学的に整列させて、膜に取り付けられた抵抗器に対して正確な抵抗値を得ることが益々困難となる。整列の問題を最小にすることのできる１つの方法は、いずれかの端がゼロ歪み点となるようにピエゾ抵抗器を取り付けて使用することである。このような１つのゼロ歪み位置は、もちろん、膜が基体に固定された膜の縁から離れた位置である。縁で固定される方形膜の他のゼロ歪み点は、縁から膜の中心までの経路の約１／３の位置である。従って、これら２つの点を横ぎり且つ整列エラーに対して良好な裕度を有する曲がりくねった抵抗器を形成することが可能となる。抵抗器に対して曲がりくねった形状を用いることにより、抵抗器の長さの作用が増大され、これにより、全抵抗値を増加すると共に、抵抗器の発熱による電力消費を減少することができる。

平らに処理された圧力ドランスジューサの最適な形状は。

製造技術及び材料の特性によって課せられた制約を維持しながらも、加えた力に対して最大の歪み変化を生じさせるものである。歪み感度、ひいては、圧力感度は、ａ”／Ｅｈ”に比例する。

但し、ｈは膜の厚みであり、ａは膜の巾であり、Ｅはヤング係数である。従って、厚みが薄く、膜の面積が大きい程、圧力感度は良好となる。然し乍ら、曲げによる最大ストレスも、ａ２／ｈ”に比例し、特に、内蔵張カ歪みフィールドで作られた膜の場合には、圧力感度を最大にするための制約係数となり得る。

内蔵圧縮歪みフィールドで形成されたプレート膵の場合には、ａ　”　／　ｈ　 ”の比が通常膜のかさによって制限される。最大の撓みは膜の中心に生じて、Ｑａ’／ｈ３に比例し、従って、ａ／ｈの比が固定の場合、最大の撓みは膜の巾ａが大きくなるにつれて増加する。膜とその下の基体との間のギャップ間隔は、最大の撓みに対して機械的な制約を与えることが明らかである。このギャップ間隔を適切に指定することにより、効果的な過圧力停止機能を設けることができる。

好ましくは、直線性を保持するための膜の最大の撓みは、膜の厚みの約１７５未満でなければならない、これ以上の撓みが生じると、膜の中間面が引っ張られ、加えた力に対して歪みが非直線性となる。然し乍ら、膜の厚みと同程度のギャップをもつように形成された多くの装置は、膜がその下の基体に接触するような圧力に対して適度の良好な直線性をもつことが示されている。膜の厚みは、処理中に何の変化も生じないようにするに充分な強度と、荷重ががぎらない時にたるまないようにするに充分な厚み及び均一さを発揮しつつ、最大の歪み感度を得るようにできるだけ簿くするのが好ましい、膜と基体との間のギャップ自体の厚みは、できるだけ小さいトランスジューサを形成するように小さくしなければならない。ギャップの厚み及び膜の厚みは、装置の製造に要する時間と材料を減少するために薄くするのが好ましい、好ましくは、圧力に伴う歪みの直線性及び予想可能な変化を維持するために。

膜の巾は、膜の厚みの１０倍以上なければならない、又、膜の巾は、適度な整列裕度を加味しつつ、歪み感知抵抗を膜上に取り付けできるに充分な大きさであるのが好ましい。

蒸着した窒化シリコンでシールされた平らなポリシリコントランスジューサを形成する処理シーケンスが第１３図ないし第３３図に示されている。この技術においては、空胴領域を画成するボストは、形成される膜が基体にのせられる膜の支持部分と実質的に同一平面となるように基体面に対して成長される。

窒化シリコン層は、ポリシリコン抵抗器の絶縁分離を果たす。

第１３図を説明すれば、出発材料は、結晶シリコン基体８０である。二酸化シリコンの４００人厚みの層８１がウェハ上に熱的に成長される。約４００人厚みのはゾ化学量の窒化シリコンの第２の薄いＪｆ！ｉ８２が次いで付着される０例えば、窒化物は。

アンモニアガス及びジクロロシランの混合物より成るガス相から付着される。例示的な状態として、アンモニアガスは１６０ミリリッタ／分の流量で供給されそしてジクロロシランは３８ミリリッタ／分の流量で供給され、それらの圧力は約１５０ミリ丁ｏｒｒでありそして付着温度は８００’Ｃである。空胴を画成する第１のマスクレベルを次いでパターン化し、窒化物層８２をＣＦ　４　／　Ｏｚプラズマ中でエツチングし、その後、酸化物層８１をＨＦでエツチングして、第１４図に示すように空胴の周囲を画成する開いた領域８３を形成する。酸化物層は、窒化物エツチング剤に対するエツチング停止部を形成する。

次いで、基体を例えば１０５０℃において湿性窒素のもとで酸化し、第１５図に示すように、二酸化シリコンの７５００人の層８４を形成する０次いで、パターン化されない全基体をＨＦ溶液に浸漬して酸化物８４を除去し、第１５図に示すように基体８０にくぼみ８６を残す０次いで、ウェハを同じ条件のもとで同じ温度及び時間で再び酸化し、基体に形成したくぼみに酸化物を成長させる。その結果、厚みが約７５００人の酸化物充填されたくぼんだボスト領域８７が形成され、その上面は、はゾ基体８０の上面の高さにある。窒化物層８２は、１０５０℃ の温度において１分出たり１人未満しか酸化しない効果的な酸化バリアであることが分かっている。

次いで、層８１及び８２がパターン化され、窒化物／酸化物層に窓８８を開けるようにエツチングされ、膜を基体に固定すべき場所においてシリコン基体が露出される。窒化物及び酸化物の他の領域即ちアイランド８９は、上記の張出し部２７のネットワークに類似した分岐ネットワークパターンで延びる。

従って、第１８図に示すアイランド領域８９は、本質的に張出し部２７として働き、以下で述べるようにエツチング剤チャンネルのための型として働く。

ＬＰＧＶＤポリシリコン（例えば、厚み２ミクロン）の層９０が第１９図に示すように基体上に付着され、くぼんだボスト２７の上に重なるポリシリコン層の部分が冗長膜９１を形成する。例えば、ポリシリコンの２ミクロン厚みの層が６３５℃のシランガスから１００分間付着され１次いで、残留歪みフィールドを減少するために１１５０℃で３時間アニールされる。

次いで、ポリシリコン層９０は、トランスジューサ本体を形成するようにパターン化され、第２０図に示すように、本体を画成するようにエツチングされる。窒化物層８２及び酸化物層８１は、このエツチング、好ましくは、２段階エツチングに対してエツチング停止部を形成する。例えば、大部分の切断についてはＮＦ、反応イオンエツチングを使用し、残りのポリシリコンは、ＣＦ４１０２プラズマを用いてエツチングし、均一なエツチングが得られる。

次いで、ウェハ全体を高濃度のフッ化水素酸に数時間浸漬し、ウェハ上の全ての酸化物及び窒化物（反転したボスト８７内を含む）を除去する。このエツチングの結果が第２１図に示されており、エツチングされたチャンネル９３がアイランド即ち張出し部８９に代わって残り、空胴９４が反転したボスト８７に代わって残る。エツチングが完了した後に、膜９１を画成するポリシリコン層９０の部分が空胴９４の上に自立し、支持されない状態となっている。第１８図ないし第２１図に示すように、張出し部即ちアイランド８９は、内部に成長したボスト８７の上に延び、張出し部８９をエツチングするエツチング剤は、内部に成長したボスト８７の領域に到達してこれをエツチングすることができる。これは、第１７図に示したウェハの第２の酸化によって、第１７図に示すように酸化物層８１及び窒化物Ｎ８２の下に酸化が進行するために生じる。ウェハを希釈した水で洗浄し、真空状態で３０分間乾燥させた後に、膜は平坦で且つ歪みがないことが分からなければならない０次いで、チャンネル９３をシールするための反応シール技術を開始することができる。

例えば、約４００人厚みの第２の酸化物層９６は、湿性窒素の雰囲気において８００℃で４０分間成長される。その後、これも又、約４００人厚みの低歪みのＬＰＧＶＤ窒化シリコンの第２の層９７が付着される。又、空胴内の酸素が消費される時に５チヤンネル９３に酸化物が形成されてチャンネルを閉じるように助成すると共に、空胴９０内にも酸化物が形成される。

更に、酸化物層が成長した後にチャンネル９３が完全にシールされない場合には、第２２図に示すように、窒化物層が付着された時にチャンネルが完全にシールされ１周囲から完全に閉鎖される。ジクロロシランとアンモニアの大きな比を用いることにより所望の低歪みの窒化物層９７を得ることができる。

窒化シリコン層を付着した直後に、ウェハがＬＰＧＶＤポリシリコン付着システムに移され、ポリシリコンの層９８（例えば、厚みが約５０００人）が第２３図に示すように付着される。

次いで、多数のパターン段階を実行して、ポリシリコン層９８に形成すべきポリシリコン抵抗を適切にドープする。これらの抵抗は、ボロン又は燐のドープ剤を用いて、ｎ型又はＰ型にドープすることができる。１枚の膜に画形式のドープ剤を用いることにより、完全に活性なブリッジを膜上に得ることができる。或いは又、プレートの中心に対して対称的に４つの曲がりくねった抵抗器を取り付けるように形成し、最大の整列裕度、最高の抵抗値及び膜から膜への最良のマツチングを与えるように直列に接続することができる。このような抵抗器の形成が第２４図ないし第３３図に順次示されている。

最初、第２４図に示すように、単一ドープ剤の抵抗インブラントを全ポリシリコン層９８に施す０次いで、第２５図に示すように、ホトレジスト１００をポリシリコン層９８の領域の所望の部分に付着し、第２６図に示すように１層９８の露出領域にドープ剤の更に別のインブラントを施す、これは、ポリシリコン抵抗器の接触領域及び転移点のインブラント量を強くすることができる。これらの転移点は、抵抗値を低くして歪み感度への影響を少なくすることが所望される０次いで、ホトレジスト１００を除去し、別のホトレジスト層１０１を、第２７図に示すように、保持すべきポリシリコン層の領域上で該層に付着する。このホトレジストＮ１０１によってカバーされた領域以外の全ての領域においてポリシリコンをエツチング除去するようにウェハにエツチング剤を塗布し２次いで、ホトレジストを除去し、第２８図に示す構造体が残る。次いで、ウェハを酸化雰囲気に露出し、例えば、４００人厚みの酸化物層１０３がポリシリコンの上に成長されると共に、窒化シリコン層９７の上に酸化物がゆっくりと成長される（第２９図）。

次いで、第３０図に示すように、接点を形成すべき酸化物層１０３の領域を露出したまＮとするようにして、ホトレジスト層１０４が付着される。次いで、露出すべき層１０３の部分をエツチングするようにウェハにエツチング剤を塗布し、ポリシリコン４９８までエツチングする。次いで、ホトレジスト１０４を除去し、第３１図に示すように、金属層１ｏ５（例えば、アルミニウム）を露出面上に付着する。これは、ポリシリコンＮ９Ｂの強くドープした部分に金属が接触する部分を含む。

次いで、金属の表面が、第３２図に示すように、ホトレジスト層１０７でパターン化され、ホトレジストで覆われていない金属層をエツチング除去するようにエツチング剤を塗布し、その後、ホトレジストを除去して、第３３図に示すように、金属化した導電層１０５を適切なパターンで有する完全な構造体が残るようにする。次いで、金属の表面ｊ’＃１０５をアニールし、製造手順が完了する。これで、空胴９４にまたがる膜９１を有する圧力ドランスジューサをボンディングしてテストする用意ができる。

上記したように形成された圧力ドランスジューサの上面図が第３４図に示されている０図示されたように、金属層１０５が接触バッド１０６まで延びており、これにより、窒化シリコンの絶縁層上で膜９１の上面に設けられたポリシリコンの抵抗材料９８の経路によって形成された４つの曲がりくねった抵抗器に対して接触を行なうことができる。膜９１の境界の位置が第３４図に線１０７で示されており、基体上に残留する付着したポリシリコン［９０の境界が第３４図に線１０８で示されている。充填されたチャンネル９３のネットワークの１つが第３４図に点線で膜の片面に示されており、膜１０７の縁及びポリシリコンＭ９０の外、９１０８に対するチャンネル９３のネットワークの相対的な位置が示されている。膜９１の面に形成された抵抗器９０は、ブリッジ型構成で接続するのに適している。

もし所望ならば、抵抗器間の接続は、パッド１０６間に接点を必要とするものではなく、隣接する層１０５間に直接延びる金属層によって行なうことができる。

窒化シリコンＮ９７は、ポリシリコン抵抗器９８を分離するための絶縁分離層として働く、この目的で、酸化アルミニウム又は二酸化シリコンのような別の絶縁材の層を用いてもよい。

上記した装置は、膜が基体の表面上に上方に延びるように形成された装置よりも、基体表面上の高さが低く、内蔵ストレス及び持ち上がった膜によって生じるモーメントを減少することができる。又、このような平らな装置は、持ち上がった装置よりもパターン化が若干容易であると分かっている。

本発明は、上記した特定の部品構造及び構成もしくは特定の段階に限定されるものではなく、以下の請求の範囲内に入る全ての変更を包含するものとする。

ＦＩＧ−１２国際調企報告ｐｃＴ／ｕ；８６１００８６０Ａヒｔａｃｈｅｍｅｎｔ　ｔｏ　Ｆｏｒｍ　ｐｃ’ｒ／工ＳＡ／２１０ｚ　Ｐａｒｔ　ＶＸｌ、　Ｃｌａｉｍｓ　１−２６　ｄｒａｗｎ　セｏ　ａ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ　ａｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ　ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ　ｐｒｏｖｉｄｉｎｇ　ａ　５ｕｂｓｔｒａ仁ｅ、　ｍａｓｋｉｎｇ　ａｎｄｅｔｃｈｉｎｇ、％ｌ／ｈｉｃｈ　ｍｅセｈｏｄ　ｉｓ　ｃｌａｓｓｉｆｉｅｄ　ｉｎ　Ｃ１ａｓｓ　１５６ｓｕｂｃｌａｓｓ　６２５゜ｃｌａｓｓｉｆｉｅｄ　ｉｎ　Ｃ１ａｓｓ　３３８　５ｕｂｃｌａｓｓ　２゜

Claims

【特許請求の範囲】

１．基体上に変形可能な膜を有するトランスジューサを製造する方法において、（ａ）トランスジューサの空胴を配置すべき選択きれた領域を露出するように基体の表面をマスクし、（ｂ）上記基体の露出された領域にエッチング可能な物質を形成してエッチング可能なポストを画成し、（ｃ）基体上に分離されたエッチング可能なポスト領域を残すように基体から上記マスクを除去し、（ｄ）少なくとも１つの連続する露出領域がポスト領域から離れた基体上の位置へポスト領域から延びるようなパターンでポスト領域に隣接した基体表面の領域において基体をマスクし、（ｅ）基体上に少なくとも１つの張出し部を画成するように基体の露出領域にエッチング可能な物質を形成し、（ｆ）基体上に分離した張出し部及びポスト領域を残すように基体からマスクを除去し、（ｇ）上記ポスト領域及び張出し部並びに基体の隣接領域の上の層としてガス相から固体材料を付着し、（ｈ）ポスト領域から離れた位置において張出し部の外縁を露出するように上記付着された層の周囲部分を除去し、（ｉ）上記基体及びその上の付着層にエッチング剤を施して、ポスト領域及び張出し部の材料をエッチングするが、基体又は付着層の材料は実質的にエッチングしないようにし、上記エッチング剤は張出し部をエッチング除去して上記付着層にチャンネルを形成し、次いで、ポストをエッチング除去して空胴が残るようにし、この空胴は、膜を画成するカバー付着層によって橋絡されると共に、チャンネルを通して周囲の雰囲気に連通するものであることを特徴とする方法。
２．エッチング剤を施す上記段階の後に、チャンネルをシールするに充分な時間チャンネルにガス相から固体材料を付着して、雰囲気ガスがチャンネルを通して空胴に出入りできないようにする段階を更に具備した請求の範囲第１項に記載の方法。
３．上記付着層の材料は、この材料から成長する酸化物を酸素ガスで形成し、エッチング剤を施す上記段階の後に、上記チャンネルの付着層に成長する酸化物を形成してチャンネルをシールし周囲のガスがチャンネルを通して空胴に出入りできないようにするに充分な時間中、酸素を含む酸化ガスに上記基体及びその上の付着層を曝すという更に別の段階を具備した請求の範囲第１項に記載の方法。
４．上記基体は結晶シリコンで形成され、ポスト及び張出し部を画成するように基体上にエッチング可能な材料を形成する前記の段階は、基体のシリコンが周囲ガス中の酸素と結合して基体上に二酸化シリコン層を成長させベースポスト及び張出し部を画成するような温度条件のもとで基体のマスクされない領域を酸化ガスに曝すことにより基体上に二酸化シリコンを成長させることにより実行される請求の範囲第１項に記載の方法。
５．基体表面に張出し部を形成する前記段階は、張出し部の高さが約１５００Å 以下の高さになるまで実行する請求の範囲第１項に記載の方法。
６．固体材料の層を付着する前記段階は、多結晶シリコンの固体層が張出し部、ポスト及び隣接基体面上に形成されるような温度及び圧力条件においてシランガスから多結晶シリコンを付着することによって実行される請求の範囲第１項に記載の方法。
７．上記付着材料の層は多結晶シリコンで形成され、エッチング剤を施す上記段階のエッチング剤は、フッ化水素酸を含む請求の範囲第４項に記載の方法。
８．上記付着層はポリシリコンで形成され、基体にエッチング剤を施す前記段階の後に、周囲のガスが空胴に出入りできないようにチャンネルをシールするに充分な時間及び空胴に捕らえられたガス相からの実質的に全てのシリコンが空胴の内壁に付着するに充分な時間、ガス状のシリコン保持相からチャンネルの壁にポリシリコンを付着する段階を具備した請求の範囲第４項に記載の方法。
９．ガス相から付着される層は１０００Åないし１５ミクロンの厚みに形成され、これにより、ポスト上に付着された層の部分であって、ポストがエッチング除去された後に残る部分は、圧力の変化に応じて変形する固体膜を画成する請求の範囲第１項に記載の方法。
１０．上記基体は、結晶シリコン、ゲルマニウム、サファイア、サファイア上のシリコン、スピネル、二酸化シリコン及びセラミック組成物より成るグループから選択される請求の範囲第１項に記載の方法。
１１．上記ポストは１０００Åないし５ミクロンの範囲の高さに形成され、上記張出し部は、上記ポストの高さの１／１０以下の高であって２００ないし１０００Åの範囲に形成される請求の範囲第１項に記載の方法。
１２．複数の持ち上がった張出し部が基体上に形成され、これらの張出し部は、ポストから横に延びる張出し部へと延びる内側の張出し部と、上記横に延びる張出し部から外方に延びていて上記内側の張出し部と整列されない外側の張出し部とを備えている請求の範囲第１項に記載の方法。
１３．空胴の上に変形可能な膜を有するトランスジューサを基体上に形成する方法において、（ａ）エッチング可能な材料のポスト領域を基体上に選択された深さ及び形状で形成し、（ｂ）ポスト領域から離れた位置まで外方にポスト領域から延びるエッチング可能な材料の張出し部を上記基体上に形成し、（ｃ）ポスト領域、張出し部及び基体の隣接面上に材料のガス相から凝集的な層として固体材料を付着し、そして（ｄ）上記付着された材料層の下にチャンネルを残すように上記張出し部のエッチング可能な材料をエッチング除去すると共に、上記付着層によってカバーされた空胴を残すように上記ポスト領域をエッチング除去して空胴上の上記層の部分が変形可能な膜を面成するように、基体面にエッチング剤を施して張出し部内のエッチング可能な材料をエッチング除去するという段階を具備したことを特徴とする方法。
１４．層として付着される固体材料は、多結晶シリコン及び窒化シリコンより成るグループから選択される請求の範囲第１３項に記載の方法。
１５．エッチング剤を施す上記段階の後に、チャンネルをシールするに充分な時間チャンネルにガス相から固体材料を付着して、周囲のガスがチャンネルを通して空胴に出入りできないようにする段階を更に具備した請求の範囲第１３項に記載の方法。
１６．チャンネルに付着される固体材料は、多結晶シリコン及び窒化シリコンより成るグループから選択される請求の範囲第１５項に記載の方法。
１７．上記付着層の材料は、この材料から成長する酸化物を酸素ガスで形成し、エッチング剤を施す上記段階の後に、上記チャンネルの付着層に成長する酸化物を形成してチャンネルをシールし周囲のガスがチャンネルを通して空胴に出入りできないようにするに充分な時間中、酸素を含む酸化ガスに上記基体及びその上の付着層を曝すという更に別の段階を具備した請求の範囲第１３項に記載の方法。
１８．上記基体は結晶シリコンで形成され、ポスト及び張出し部を画成するように基体上にエッチング可能な材料を形成する前記の段階は、ポストを画成するように第１の層として基体上に二酸化シリコンを成長させ、ポストの周りに第２の薄い層として二酸化シリコンを成長させ、そしてポストまで延びる二酸化シリコンの張出し部を残すように上記第２の層をマスクしてエッチングすることによって実行される請求の範囲第１３項に記載の方法。
１９．基体表面上に張出し部を形成する上記段階は、張出し部の高さが約１５０ＯÅ以下の高さとなるように行なわれる請求の範囲第１３項に記載の方法。
２０．固体材料の層を付着する前記段階は、多結晶シリコンの固体層が張出し部、ポスト及び隣接基体面上に形成されるような温度及び圧力条件においてシランガスから多結晶シリコンを付着することによって実行される請求の範囲第１３項に記載の方法。
２１．上記付着材料の層は多結晶シリコンで形成され、エッチング剤を施す上記段階のエッチング剤は、フッ化水素酸を含む請求の範囲第１８項に記載の方法。
２２．上記付着層はポリシリコンで形成され、エッチング剤を施す前記段階の後に、周囲のガスが空胴に出入りできないようにチャンネルをシールするに充分な時間及び空胴に捕らえられたガス相からの実質的に全てのシリコンが空胴の内壁に付着するに充分な時間、ガス状のシリコン保持相からチャンネルの壁にポリシリコンを付着する段階を具備した請求の範囲第１８項に記載の方法。
２３．上記付着層は１０００Åないし１５ミクロンの厚みに形成され、ポスト上に付着された層であって、ポストがエッチング除去された後に残る層は、圧力の変化に応じて変形する固体膜を画成する請求の範囲第１３項に記載の方法。
２４．上記基体は、結晶シリコン、ゲルマニウム、サファイア、サファイア上のシリコン、スピネル、二酸化シリコン及びセラミック組成物より成るグループから選択される請求の範囲第１３項に記載の方法。
２５．上記ポストは１０００Åないし５ミクロンの範囲の高さに形成され、上記張出し部は、上記ポストの高さの１／１０以下の高であって２００ないし１０００Åの範囲に形成される請求の範囲第１３項に記載の方法。
２６．複数の持ち上がった張出し部が基体上に形成され、これらの張出し部は、ポストから横に延びる張出し部へと延びる内側の張出し部と、上記横に延びる張出し部から外方に延びていて上記内側の張出し部と整列されない外側の張出し部とを備えている請求の範囲第１３項に記載の方法。
２７．中央の空胴と、この空胴より実質的に高さが低く且つこの空胴から周囲位置の周囲雰囲気と連通するように外方に延びているチャンネルとの上の材料層によって画成された基体上の構造体をシールする方法において、周囲のガスがチャンネルを通して空胴に出入りできず且つ空胴に捕らえられたガス相からの材料が空胴の壁に付着するようにうに付着材料でチャンネルをシールするに充分な時間、材料のガス相からの固体材料をチャンネルに付着することを特徴とする方法。
２８．上記固体材料は、ガス相から付着される多結晶シリコンである請求の範囲第２７項に記載の方法。
２９．上記基体は結晶シリコンであり、その上の材料層は多結晶シリコンである請求の範囲第２８項に記載の方法。
３０．上記固体材料は、ガス層から付着される窒化シリコンである請求の範囲第２７項に記載の方法。
３１．中央の空胴と、この空胴より実質的に高さが低く且つこの空胴から周囲位置の周囲雰囲気と連通するように外方に延びているチャンネルとの上の多結晶シリコン層によって画成された基体上の構造体をシールする方法において、周囲のガスがチャンネルを通して空胴に出入りできず且つ空胴に捕らえられたガス中の酸素が空胴の壁と反応して二酸化シリコンの層を形成するようにチャンネルをシールするに充分な成長する酸化物をチャンネル内に形成するに充分な時間、酸素を含む酸化雰囲気ガスに上記基体上の構造体を曝すことを特徴とする方法。
３２．多結晶シリコン層をアニールするように、選択された時間中、基体及びその上のシールされた構造体を非酸化雰囲気中で加熱するという段階を具備する請求の範囲第３１項に記載の方法。
３３．圧力トランスジューサ構造体において、（ａ）上面を有する基体と、（ｂ）基体の上面にある固体材料の層であって、変形可能な膜を画成する中央部分を有し、上記膜は、これと基体との間に空胴を画成するように基体から離間されており、更に、基体の上面に接合される周囲部分を有し、空胴からこの周囲部分を通して上記層の周囲へチャンネルが延びているような固体材料の層と、（ｃ）上記チャンネルをシールして周囲のガスがチャンネルを通して空胴に出入りできないように上記層のチャンネル及び空胴に材料のガス層から付着された固体材料とを具備することを特徴とする圧力トランスジューサ構造体。
３４．上記膜の撓みをピエゾ抵抗素子の抵抗値の変化によって検出できるように上記膜上に形成された少なくとも１つのピエゾ抵抗素子を備えた請求の範囲第３３項に記載のトランスジューサ構造体。
３５．固体材料及び付着した固体材料の層は、多結晶シリコンである請求の範囲第３３項に記載のトランスジューサ構造体。
３６．固体材料の層は、多結晶シリコン及び窒化シリコンより成るグループから選択される請求の範囲第３３項に記載のトランスジューサ構造体。
３７．上記付着材料は、多結晶シリコン及び窒化シリコンより成るグループから選択される請求の範囲第３３項に記載のトランスジューサ構造体。
３８．圧力トランスジューサ構造体において、（ａ）上面を有するシリコン基体と、（ｂ）基体の上面にある多結晶シリコンの層であって、中央の変形可能な膜部分を有し、この膜部分は、これと基体との間に空胴を画成するように基体から離間されており、更に、基体の上面に接合される周囲部分を有し、空胴からこの周囲領域を通してポリシリコン層の周囲へ外方にチャンネルが延びているような多結晶シリコンの層と、（ｃ）上記チャンネルをシールして周囲のガスがチャンネルを通して空胴に出入りできないように上記チャンネルに形成された二酸化シリコン、及び空胴を画成する内壁上の二酸化シリコンの層とを具備することを特徴とする圧力トランスジューサ構造体。
３９．上記膜の撓みをピエゾ抵抗素子の抵抗値の変化によって検出できるように上記膜上に形成された少なくとも１つのピエゾ抵抗素子を備えた請求の範囲第３８項に記載のトランスジューサ構造体。
４０．圧力トランスジューサ構造体において、（ａ）上面を有する基体と、（ｂ）基体の上面にある固体材料の層であって、変形可能な腹を画成する中央部分を有し、上記膜は、空胴を画成するようにその下の基体の一部分から離間されており、更に、基体の表面に接合された周囲部分を有し、空胴からこの周囲部分を通して上記層の周囲へチャンネルが延びているような固体材料の層と、（ｃ）上記チャンネルをシールして周囲のガスがチャンネルを通して空胴に出入りできないように上記層のチャンネルに材料のガス層から付着された絶縁固体材料とを具備することを特徴とする圧力トランスジューサ構造体。
４１．上記固体材料の層は多結晶シリコンであり、付着された固体材料は窒化シリコンである請求の範囲第４０項に記載のトランスジューサ構造体。
４２．上記膜の撓みをピエゾ抵抗素子の抵抗値の変化によって検出できるように上記膜上に形成された少なくとも１つのピエゾ抵抗素子を備えた請求の範囲第４０項に記載のトランスジューサ構造体。
４３．空胴から上記層の周囲へと延びるチャンネルは、直線的には延びない請求の範囲第４０項に記載の圧力トランスジューサ。
４４．複数のチャンネルが空胴から分岐ネットワークで層の周囲へと延びている請求の範囲第４３項に記載の圧力トランスジューサ。
４５．変形可能な膜を画成する基体上の固体材料の層は、多結晶シリコンで形成され、チャンネルをシールするようにガス相から付着される固体材料は窒化シリコンであり、更に、非導電性の絶縁層を形成するように多結晶シリコンの層上に付着された窒化シリコンの層と、膜の撓みをピエゾ抵抗素子の抵抗値の変化によって検出できるように窒化シリコンの絶縁表面上に形成された少なくとも１つのピエゾ抵抗素子とを備えた請求の範囲第４０項に記載の圧力トランスジューサ。