WO2008044381A1 - Capteur de vibrations et son procédé de fabrication - Google Patents

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WO2008044381A1
WO2008044381A1 PCT/JP2007/064368 JP2007064368W WO2008044381A1 WO 2008044381 A1 WO2008044381 A1 WO 2008044381A1 JP 2007064368 W JP2007064368 W JP 2007064368W WO 2008044381 A1 WO2008044381 A1 WO 2008044381A1
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semiconductor substrate
thin film
etching
etchant
sacrificial layer
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PCT/JP2007/064368
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Takashi Kasai
Yasuhiro Horimoto
Fumihito Kato
Masaki Munechika
Shuichi Wakabayashi
Toshiyuki Takahashi
Masayuki Inuga
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Omron Corporation
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Definitions

  • the present invention relates to a vibration sensor and a manufacturing method thereof, and more particularly to a vibration sensor including an element thin film such as a diaphragm and a manufacturing method thereof.
  • a vibration sensor By applying semiconductor integrated circuit manufacturing technology, a vibration sensor has been developed in which a single crystal silicon or polycrystalline silicon is laminated on a silicon substrate to form a thin film, and this thin film is used as a diaphragm.
  • the diaphragm made of silicon has less internal stress and lower density than metals such as aluminum and titanium, so that a highly sensitive vibration sensor can be obtained and compatibility with the semiconductor integrated circuit manufacturing process is good.
  • An example of a vibration sensor having such a diaphragm is a condenser microphone disclosed in Patent Document 1.
  • a diaphragm (movable electrode) and a fixed electrode are formed on the surface of a semiconductor substrate composed of a single crystal silicon (100) surface, and then an etching mask is formed on the outer periphery of the back surface of the semiconductor substrate. Then, the semiconductor substrate is etched from the back side to the surface, and a through hole is formed in the central portion of the semiconductor substrate.
  • the periphery of the diaphragm is fixed to the surface of the semiconductor substrate, and the central portion is hollowly supported above the through hole, and can be vibrated by sound vibration or the like.
  • the (100) plane semiconductor substrate is crystal-anisotropically etched from the back side, the inner peripheral surface of the through hole is inclined by the (111) plane. Appears, and the through hole becomes a truncated pyramid-like space that is largely open on the back surface side.
  • the opening area on the back side of the through hole is larger than the area of the diaphragm, making it difficult to reduce the size of the condenser microphone.
  • the thickness of the semiconductor substrate is reduced, the ratio of the opening area of the back surface to the opening area of the surface of the through hole can be reduced. There is also a limit to reducing the thickness of the semiconductor substrate.
  • the cost of the apparatus is expensive, and the wafer processing is in a single sheet form, so that the productivity is bad.
  • the (100) plane semiconductor substrate is crystal anisotropically etched from the back side to form a through hole in the substrate, and the ratio of the back surface opening area to the front surface opening area can be reduced.
  • Patent Document 3 a sacrificial layer is first formed in a rectangular region to be opened on the surface of a silicon wafer, which is a semiconductor substrate, and a thin film made of silicon nitride is deposited on the sacrificial layer. Should be large enough to allow the through hole to reach this sacrificial layer by anisotropic etching!
  • Patent Document 1 Japanese Translation of Special Publication 2004-506394
  • Patent Document 2 Special Table 2003-530717
  • Patent Document 3 Japanese Patent Laid-Open No. 1309384
  • the present invention has been made in view of the technical problems as described above, and is intended to be the object.
  • the purpose of the present invention is to provide a vibration sensor that is small in size and has high productivity and excellent vibration characteristics, and a method for manufacturing the same.
  • a part of the surface of a semiconductor substrate made of single crystal silicon is isotropically etched by an etchant for etching the semiconductor substrate.
  • a step of opening a back surface etching window in a back surface protection film having resistance to the unit, and applying the etchant from the back surface etching window, the semiconductor By performing crystal anisotropic etching on the back side of the plate, the sacrificial layer was isotropically etched by the etchant when the etching reached the surface of the semiconductor substrate, and the sacrificial layer was etched away.
  • the semiconductor substrate made of single crystal silicon is crystal-anisotropically etched from both the front and back surfaces to form through-holes. It is possible to reduce the size of the vibration sensor without making the opening area of the hole too large compared to the area of the element thin film. Therefore, the number of elements that can be manufactured from one wafer is increased, and the cost of the vibration sensor can be reduced.
  • the through hole can be formed from both sides by a single etching process, so that the manufacturing process is simplified.
  • the element thin film is not resistant to the etchant of the semiconductor substrate! /, And is formed of a material! However, it is possible to prevent the element thin film from being attacked by the etchant when forming the through hole. it can. Furthermore, since the element thin film is made of single crystal silicon, polycrystalline silicon, or amorphous silicon, it is possible to obtain a vibration sensor with high productivity and high sensitivity.
  • the second method for manufacturing a vibration sensor according to the present invention provides resistance to the first etchant for etching the semiconductor substrate on a part of the surface of the semiconductor substrate made of single crystal silicon.
  • the opening area of the through hole is the area of the element thin film.
  • the vibration sensor can be downsized without becoming too large. Therefore, the number of elements that can be fabricated from a single wafer increases, and the cost of the vibration sensor can be reduced.
  • the etchant is switched between the crystal anisotropic etching process of the through hole and the etching process of the sacrificial layer, so that the first etchant and the second etchant are switched. There are fewer restrictions when selecting.
  • the element thin film is made of single crystal silicon, polycrystalline silicon, or amorphous silicon, it is possible to obtain a vibration sensor with high productivity and high sensitivity.
  • a vent hole for communicating the front surface side and the back surface side of the element thin film is formed between the holding portions. It is a feature. According to this embodiment, a long vent hole can be formed, so that when used in a microphone or the like, the acoustic resistance can be increased and good acoustic characteristics can be obtained. In addition, since the front surface side and the back surface side of the device thin film can be communicated with each other through the vent hole, the static pressure on the front and back surfaces of the device thin film can be balanced.
  • Another embodiment of the first or second method for manufacturing a vibration sensor of the present invention is characterized in that the element thin film is rectangular. According to this embodiment, the opening formed by the crystal anisotropic etching of the single crystal silicon substrate can be used effectively.
  • the holding portions are provided at four corners of the element thin film. According to such an embodiment, the element thin film can be flexibly deformed, so that the sensitivity of the vibration sensor is improved.
  • the sacrificial layer is provided in a part of a region where the element thin film is formed, whereby the element thin film is formed. Bending. According to the embodiment, the displacement of the element thin film can be increased or the stagnation due to stress can be reduced.
  • the sacrificial layer is provided in a part of a region where the element thin film is formed, whereby the element thin film is formed. Projections are formed on the surface. According to such an embodiment, when an electrode or the like is disposed above the element thin film, the deformed element thin film can be prevented from sticking in contact with the electrode or the like.
  • Still another embodiment of the method for manufacturing the first or second vibration sensor of the present invention is a cross-section parallel to the opening inside the through hole rather than the opening area of the surface of the through hole. It is characterized by a larger area. According to the embodiment, since the volume of the through hole can be increased, an acoustic compliant device is used when the vibration sensor is used as an acoustic sensor. Can be increased.
  • the sacrificial layer is polycrystalline silicon or amorphous silicon.
  • the sacrificial layer can be etched simultaneously with the etching of the semiconductor substrate made of single crystal silicon, and the process can be simplified.
  • polycrystalline silicon and amorphous silicon have high temperature resistance, a high-temperature process can be used in the post-process, and the compatibility with the semiconductor integrated circuit manufacturing process is good.
  • the first microphone manufacturing method of the present invention includes a sacrificial layer made of a material that is isotropically etched by an etchant for etching the semiconductor substrate on a part of the surface of the semiconductor substrate made of single crystal silicon.
  • a thin film protective film of a material having resistance to the etchant on the sacrificial layer and the surface of the semiconductor substrate around the sacrificial layer; and above the sacrificial layer A step of forming a device thin film made of single crystal silicon, polycrystalline silicon or amorphous silicon, a step of forming a fixed electrode above the device thin film, and the semiconductor formed on the back surface of the semiconductor substrate.
  • the through hole is formed by crystal anisotropic etching of the semiconductor substrate from both the front and back surfaces, so that the opening area of the through hole is larger than the area of the element thin film. Therefore, it is possible to reduce the size of the vibration sensor that does not become too large. Therefore, the number of elements that can be manufactured from one wafer increases, and the cost of the vibration sensor can be reduced. . Also, according to the first vibration sensor manufacturing method, crystal anisotropic etching can be started from the back side of the semiconductor substrate and the semiconductor substrate can be crystal anisotropic etched from both the front and back surfaces. There is no risk of lowering the strength of the element thin film or changing the characteristics of the element thin film. In addition, according to the first method for manufacturing a vibration sensor, through holes can be formed from both sides by a single etching process.
  • the manufacturing process is simplified.
  • a part of the surface of the semiconductor substrate made of single crystal silicon is sacrificed with a material having resistance to the first etchant for etching the semiconductor substrate.
  • Forming a device thin film made of single crystal silicon, polycrystalline silicon, or amorphous silicon above the sacrificial layer forming a fixed electrode above the device thin film; and forming on a back surface of the semiconductor substrate.
  • the through hole is formed by crystal anisotropic etching of the semiconductor substrate from both the front and back surfaces, so that the opening area of the through hole is larger than the area of the element thin film. Therefore, it is possible to reduce the size of the vibration sensor that does not become too large. Therefore, the number of elements that can be manufactured from one wafer increases, and the cost of the vibration sensor can be reduced.
  • crystal anisotropic etching can be started from the back side of the semiconductor substrate and the semiconductor substrate can be crystal anisotropic etched from both the front and back surfaces. There is no risk of lowering the strength of the element thin film or changing the characteristics of the element thin film.
  • the etchant is switched between the crystal anisotropic etching process of the through hole and the etching process of the sacrificial layer, so the first etchant and the second etchant are switched. There are fewer restrictions when selecting.
  • the vibration sensor of the present invention is composed of a semiconductor substrate made of single crystal silicon and formed with through holes penetrating the front and back surfaces, and an etchant for etching the semiconductor substrate to form the through holes.
  • a holding part disposed on the surface of the semiconductor substrate, a corner thin film supported by the holding part and covering an opening on the substrate surface side of the through hole,
  • the force of a cross-sectional area parallel to the substrate surface of the through hole gradually decreases or increases as it goes from the surface of the semiconductor substrate to the back surface, and turns from decrease to increase in the middle of the surface and back surface of the semiconductor substrate, Or, change from increasing to decreasing! /, Specially!
  • the area of the cross section of the through hole parallel to the substrate surface gradually decreases or increases as the force from the surface to the back surface of the semiconductor substrate increases.
  • the ratio of the opening area of the through hole on the surface of the semiconductor substrate to the opening area of the through hole on the back surface is changed from decreasing to increasing or increasing to decreasing in the middle between the front surface and the back surface of the semiconductor substrate. Can be close to 1, so the vibration sensor can be downsized. In addition, since the volume of the through hole can be increased, acoustic compliance can be increased when the vibration sensor is used as an acoustic sensor.
  • FIG. 1 (a) is a plan view showing a structure of a vibration sensor according to Embodiment 1 of the present invention
  • FIG. 1 (b) is a sectional view thereof.
  • FIG. 2 (a) to (d) are cross-sectional views illustrating the manufacturing process of the vibration sensor of Embodiment 1.
  • FIGS. 3 (a) to 3 (d) are cross-sectional views illustrating the manufacturing process of the vibration sensor according to the first embodiment and are continued from FIG. 2 (d).
  • 4 (a) to 4 (c) are cross-sectional views illustrating the manufacturing process of the vibration sensor according to the first embodiment and are continued from FIG. 3 (d).
  • FIG. 5 (a) is a plan view showing a vibration sensor according to Embodiment 2 of the present invention
  • FIG. 5 (b) is a sectional view thereof.
  • FIGS. 6 (a) to 6 (d) are cross-sectional views illustrating the manufacturing process of the vibration sensor of Embodiment 2.
  • FIG. 7 (a) to (d) are vibrations of Embodiment 2.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view for explaining the manufacturing process of the sensor and is a continuation of FIG. 6 (d).
  • FIG. 8 (a) is a plan view showing the structure of the vibration sensor according to the third embodiment of the present invention
  • FIG. 8 (b) is a sectional view taken along the line XX of FIG. 8 (a).
  • FIGS. 9 (a) and 9 (b) are a plan view and a cross-sectional view illustrating the manufacturing process of the vibration sensor of the third embodiment.
  • FIGS. 10 (a) to 10 (d) are cross-sectional views illustrating the manufacturing process of the vibration sensor according to the third embodiment, which is a continuation of FIG.
  • FIGS. 11 (a) and 11 (b) are a plan view and a cross-sectional view for explaining the manufacturing process of the vibration sensor according to the third embodiment, and are continued from FIG. 10 (d).
  • 12 (a) and 12 (b) are a plan view and a cross-sectional view for explaining the manufacturing process of the vibration sensor of the third embodiment, and are a continuation of FIG.
  • 13 (a) and 13 (b) are a plan view and a cross-sectional view for explaining the manufacturing process of the vibration sensor according to the third embodiment, and are continued from FIG.
  • FIG. 14 (a) is a plan view showing the structure of a vibration sensor according to Embodiment 4 of the present invention
  • FIG. 14 (b) is a sectional view thereof.
  • FIG. 15 (a) is a plan view showing the structure of another vibration sensor according to Embodiment 4 of the present invention
  • FIG. 15 (b) is a sectional view thereof.
  • FIG. 16 is a diagram for explaining the function of a vent hole.
  • FIGS. 17 (a), 17 (b), and 17 (c) are cross-sectional views showing a process of continuing etching until the inner peripheral surface of the through hole is depressed.
  • FIG. 18 (a) is a plan view of a microphone that is effective in the present invention
  • FIG. 18 (b) is a plan view of the microphone with the backplate 72 removed.
  • FIG. 19 is a cross-sectional view of the microphone.
  • FIG. 20 (a) to (d) are cross-sectional views showing the manufacturing process of the microphone which is effective in the present invention.
  • FIGS. 21 (a) to 21 (d) are cross-sectional views showing a manufacturing process of a microphone which is effective in the present invention and is a continuation of FIG. 20 (d).
  • FIG. 1 (a) is a plan view showing the structure of the vibration sensor 11 according to Embodiment 1 of the present invention
  • FIG. 1 (b) is a sectional view thereof.
  • the vibration sensor 11 is used for an acoustic sensor such as a semiconductor microphone or an ultrasonic sensor, a thin film filter, or the like.
  • the vibration sensor 11 has a Si substrate 12 and an element thin film 13 (diaphragm).
  • This Si substrate 12 is a (100) plane substrate.
  • the Si substrate 12 penetrates the front and back surfaces by etching from the back side, and is further provided with a rectangular through hole 14 in which the sides in the vertical and horizontal directions are along the (110) direction.
  • inclined surfaces 15 and 17 are formed by the (111) plane or an equivalent crystal surface on the front surface side and the back surface side, and a vertical surface 16 is formed between the inclined surfaces 15 and 17.
  • the vertical plane 16 is actually composed of a plurality of crystal planes such as the (110) plane, the (311) plane, and the (411) plane, but is simply shown as a vertical plane. Therefore, the substrate cross section at the edge of the through hole 14 has a tapered shape on both sides.
  • the element thin film 13 is arranged on the upper surface of the Si substrate 12 so as to cover the opening on the surface side of the through hole 14, and the entire periphery of the lower surface is fixed to the upper surface of the Si substrate 12 by the holding portion 18. .
  • a narrow gap 19 is formed between the opening on the front surface side of the through hole 14 (or the surface that was the surface of the Si substrate 12) and the back surface of the element thin film 13 by the holding portion 18.
  • the through hole 14 is formed by etching the Si substrate 12 from the back side, but compared to the opening on the front side of the through hole 14. Back side open Mouth area is not too large. Therefore, the area of the Si substrate 12 does not increase due to the through hole 14 as in the first conventional example.
  • the Si substrate 12 need only be large enough to mount the element thin film 13 and, if necessary, circuit components, and the vibration sensor 11 can be miniaturized.
  • the force with which a large number of vibration sensors 11 are manufactured on the wafer at a time will be described with only one vibration sensor 11 shown in the following description.
  • protective films 20 and 21 having a SiO force are formed on the front and back surfaces of the (100) -plane Si substrate 12 by a thermal oxidation method or the like.
  • Si substrate 12 On the surface of the Si substrate 12,
  • the protective film 20 in the region where the gap 19 is to be formed is partially removed using a photolithography technique, and a rectangular etching window 22 is opened.
  • a polycrystalline silicon thin film is formed on the surface of the Si substrate 12 from above the protective film 20, and the polycrystalline silicon thin film on the protective film 20 is removed using a photolithographic technique.
  • a rectangular sacrificial layer 23 made of a polycrystalline silicon thin film is formed on the surface of the Si substrate 12 in the etching window 22. The state at this time is shown in Fig. 2 (b).
  • a protective film 24 made of SiO is formed on the surface of the Si substrate 12 from above the sacrificial layer 23.
  • a polycrystalline silicon thin film is formed on the protective film 24, and unnecessary portions of the polycrystalline silicon thin film are removed using a photolithography technique, and as shown in FIG.
  • An element thin film 13 made of a polycrystalline silicon thin film is formed on the protective film 24.
  • a rectangular protective film 25 made of SiO is formed on the element thin film 13 to protect the element thin film 13.
  • a part of the protective film 21 is partially removed on the back surface of the Si substrate 12 by using a photolithography technique, and a back surface etching window 26 is formed on the protective film 21. Open in a rectangular shape.
  • the back-side etching window 26 should be large enough for crystal anisotropic etching starting from the back-side etching window 26 to reach the surface of the Si substrate 12. For example, if the Si substrate 12 has a thickness of 400 ⁇ m, 1 A relatively small backside etching window 26 with a side of about 570 ⁇ m is sufficient.
  • the size of the sacrificial layer 23 in the vertical and horizontal sizes is the same as the required element thin film 13. It is determined by the size of the vertical and horizontal sizes, for example, one side is about 650 m.
  • etching is performed from the back surface etching window 26 by dipping in an etchant such as TMAH, KOH, or EDP (hereinafter referred to as an etchant such as TMAH).
  • Etchant such as TMAH performs crystal anisotropic etching on Si. Therefore, on the back surface of Si substrate 12, etching proceeds along the (111) plane and the equivalent crystal plane (tilted plane 17).
  • a through hole 14 having a truncated pyramid shape is formed on the back surface of the Si substrate 12.
  • the sacrificial layer 23 made of polycrystalline silicon is isotropically etched by an etchant such as TMAH. Therefore, when the sacrificial layer 23 is exposed in the through hole 14, the sacrificial layer 23 is etched from the exposed portion in the through hole 14 to the periphery as shown in FIG. A gap 19 is formed between the surface of the Si substrate 12.
  • the element thin film 13 and the protective films 24 and 25 have the surface force of the Si substrate 12 floating due to the gaps 19, and thus can be made to function as thin films.
  • this gap 19 is a thin space, a damping effect occurs when the element thin film 13 and the protective films 24 and 25 vibrate, degrading the vibration characteristics in the high frequency band, and causing mechanical noise.
  • the element thin film 13 and the protective films 24 and 25 are easily sticked to the Si substrate 12. In order to prevent these, the etching of the Si substrate 12 is further continued under the element thin film 13.
  • the sacrificial layer 23 takes a long time to be formed, or the protective film 24 has poor coating properties. Therefore, it is designed with these factors in mind, for example, about l ⁇ m.
  • the thickness of the element thin film 13 is designed in consideration of the trade-off between sensitivity and strength of the vibration sensor 11, and is set to about 1 am, for example.
  • the etchant enters the gap 19 and the Si substrate 12 is crystal-anisotropically etched from the surface side.
  • etching proceeds in the direction indicated by the arrow in FIG. 4A, and the inclined surface 15 is formed in the through hole 14.
  • the etching rate is high at the tip of the edge of the through hole 14. Therefore, the inner peripheral surface of the through hole 14 is rounded to form the vertical surface 16, and the through hole 14 is etched into a shape like a donut hole.
  • the Si substrate 12 is pulled up from the etchant.
  • Etching is terminated when only the holding part 18 is left by a part of the protective films 20 and 24 as shown in FIG. 4C, and the vibration sensor 11 is completed by washing and drying.
  • the through-hole 14 having a small spread on the back surface side can be opened only by etching from the back surface side of the Si substrate 12, and the vibration sensor 11 can be downsized. be able to.
  • the force S for opening the through-hole 14 by etching only from the back surface side can be achieved, the physical characteristics of the element thin film 13 in the vibration sensor 11 can be changed without having to open an etching hole in the element thin film 13, The risk of reducing the strength of the element thin film 13 is reduced.
  • the opening area on the back surface side of the through hole 14 is determined by the size of the back surface etching window 26 opened in the protective film 21, and the opening area on the front surface side of the through hole 14 is determined by the size of the sacrificial layer 23. According to the manufacturing method as described above, the force S can control the opening area of the through hole 14 with high accuracy.
  • the force S obtained by forming the sacrificial layer 23 with polycrystalline silicon, amorphous silicon may be used.
  • FIG. 5 (a) is a plan view showing a vibration sensor 31 according to Embodiment 2 of the present invention
  • FIG. 5 (b) is a sectional view thereof.
  • the element thin film 13 made of polycrystalline silicon is formed on the Si substrate 12 so as to cover the upper surface of the through hole 14.
  • the element thin film 13 is supported by the holding portion 18 on the upper surface of the Si substrate 12 and is floated from the upper surface of the Si substrate 12, so that the region surrounded by the holding portion 18 can be deformed. .
  • FIGS. 6A to 6D and FIGS. 7A to 7D are cross-sectional views illustrating the manufacturing process of the vibration sensor 31.
  • FIG. Hereinafter, the manufacturing process of the vibration sensor 31 will be described with reference to FIGS. 6 (a) to (d) and FIGS. 7 (a) to (d).
  • an SiO thin film is formed on the upper surface of the Si substrate 12, and then S is formed using photolithography technology. Remove the unnecessary part of the iO thin film and remove the element thin film from the top surface of the Si substrate 12 as shown in Fig. 6 (a).
  • a sacrificial layer 32 made of a SiO thin film is formed only in the region where 13 is to float.
  • a protective film 34 made of SiN is formed on the surface of the Si substrate 12 from above the sacrificial layer 32.
  • the sacrificial layer 32 is covered with a protective film 34 as shown in FIG.
  • the element thin film 13 having a polycrystalline silicon force is formed on the surface of the protective film 34.
  • the upper force of the element thin film 13 is also formed with a protective film 35 made of SiN on the surface of the protective film 34, and the element thin film 13 is covered with the protective film 35. Further, a protective film 33 having a material force other than SiO is formed on the back surface of the Si substrate 12. At this time, the protective film 33 is made of SiN thin film.
  • the protective film 34 or the protective film 35 and the protective film 33 can be formed at the same time in the same process.
  • a part of the protective film 33 is opened in a rectangular shape by using a photolithography technique to form a back surface etching window 26.
  • the back surface etching window 26 only needs to be large enough for the crystal anisotropic etching from the back surface etching window 26 to reach the surface of the Si substrate 12.
  • the Si substrate 12 is immersed in an etchant such as TMAH and the Si substrate 12 is etched from the back surface etching window 26, and the through hole 14 is formed in the Si substrate 12.
  • Etchant such as TMAH is crystal anisotropic etching for Si, so that the etching progresses along the (111) plane and its equivalent crystal plane on the back surface of the Si substrate 12, and finally FIG. As shown in a), the through hole 14 reaches the surface of the Si substrate 12 and the sacrificial layer 32 is exposed in the through hole 14.
  • the sacrificial layer 32 having SiO force is not etched by an etchant such as TMAH,
  • the etching process is terminated and the Si substrate 12 is cleaned.
  • the Si substrate 12 is immersed in an HF aqueous solution. Although the HF aqueous solution does not attack the Si substrate 12, SiO isotropically etched, so it enters the through hole 14 from the back side of the Si substrate 12.
  • the sacrificial layer 32 is etched from the exposed portion to the periphery by the HF aqueous solution, and a gap 19 is generated between the element thin film 13 and the surface of the Si substrate 12 as shown in FIG.
  • the Si substrate 12 is washed and then immersed again in an etchant such as TMAH.
  • TMAH etchant
  • This etchant penetrates into the gap 19 and crystal anisotropically etches the Si substrate 12 from the surface side.
  • the Si substrate 12 is rounded at the inner peripheral surface of the through hole 14 to form an inclined surface 15 and a vertical surface 16, and the through hole 14 is etched into a shape like a donut hole.
  • the Si substrate 12 is lifted from the etchant and cleaned and dried.
  • the protective films 33, 34, and 35 made of SiN are removed with a heated phosphoric acid aqueous solution or the like to complete the vibration sensor 31.
  • the through-hole 14 having a small spread on the back surface side can be opened only by etching from the back surface side of the Si substrate 12, and the vibration sensor 31 can be downsized. be able to. Moreover, since the force S for opening the through-hole 14 by etching only from the back side can be achieved, the physical characteristics of the element thin film 13 in the vibration sensor 31 can be changed without having to open an etching hole in the element thin film 13, The risk of reducing the strength of the element thin film 13 is reduced.
  • the opening area on the back surface side of the through hole 14 is determined by the size of the back surface etching window 26 opened in the protective film 33, and the opening area on the front surface side of the through hole 14 is determined by the size of the sacrificial layer 32. According to the manufacturing method as described above, the force S can control the opening area of the through hole 14 with high accuracy.
  • Embodiment 1 since crystal anisotropic etching and isotropic etching are performed by the same etchant, crystal anisotropic etching and isotropic etching are continuously performed in the same apparatus. The work efficiency is high.
  • Embodiment 2 since the crystal anisotropic etching and the isotropic etching are separate processes, the restrictions on the means for crystal anisotropic etching and the means for isotropic etching are reduced.
  • isotropic etching can be chemical etching using a corrosive gas other than an aqueous solution.
  • FIG. 8 (a) is a plan view showing the structure of the vibration sensor 41 according to Embodiment 3 of the present invention
  • FIG. 8 (b) is a sectional view taken along the line XX of FIG. 8 (a).
  • the vibration sensor 41 is a device in which the element thin film 13 is provided with functional portions such as a wrinkle structure and a stopper 43.
  • the wrinkle structure of the element thin film 13 is composed of two bent portions 42 having a quadrangular annular shape. Each bent portion 42 is bent such that its cross section protrudes toward the upper surface side of the element thin film 13. By forming a wrinkle structure in the element thin film 13 in this way, the displacement of the element thin film 13 is increased, or the rubbing force due to the force is reduced. "The fabrication and use of micromachined corrugated silicon diaphragms. Jerman, Sensors and Actuators A21-A23 pp.9 98-992, 1992).
  • the stagger 43 is obtained by projecting the surface of the element thin film 13 into a round projection.
  • the element thin film 13 serves as a movable electrode, and a counter electrode (fixed electrode) is disposed on the upper surface of the element thin film 13.
  • a capacitance-type vibration sensor if the stopper 43 is provided on the upper surface of the element thin film 13, even if the element thin film 13 is greatly deformed, the stopper 43 comes into contact with the fixed electrode, so that the vibration sensor The element thin film 13 can be prevented from being adsorbed by the counter electrode due to electrostatic force caused by the charge of 41 or capillary force caused by moisture fixation.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a manufacturing process of the vibration sensor 41.
  • the manufacturing process of the vibration sensor 41 will be described with reference to FIGS.
  • a sacrificial layer made of a polycrystalline silicon thin film is formed on the surface of the Si substrate 12 in a predetermined pattern.
  • This sacrificial layer includes a rectangular sacrificial layer 44a located at the center, a rectangular annular sacrificial layer 44b, 44c formed in the formation region of the bent portion 42, and a linear sacrificial layer 44d that connects the sacrificial layers 44a-44c, It consists of a sacrificial layer 44e formed in the region where the stopper 43 is formed.
  • the surface of the Si substrate 12 is covered with a protective film 45 that also has Si 2 O force from above the sacrificial layers 44a to 44e, and the back surface of the Si substrate 12 is also protected to have SiO force.
  • a protective film 45 that also has Si 2 O force from above the sacrificial layers 44a to 44e, and the back surface of the Si substrate 12 is also protected to have SiO force.
  • the protective film 45 is formed on each of the sacrificial layers 44a to 44e, the protective film 45 protrudes upward at each sacrificial layer 44a to 44e.
  • a device thin film 13 having a polycrystalline silicon thin film force on the protective film 45 As shown in FIG. 10 (b), a device thin film 13 having a polycrystalline silicon thin film force on the protective film 45. Form. Since the element thin film 13 is lifted by the sacrificial layers 44a to 44e via the protective film 45 in the regions of the sacrificial layers 44a to 44e, the bent portion 42 is formed on the sacrificial layers 44b and 44c, and the sacrificial layer is formed. A stopper 43 is formed on 44e. Note that the element thin film 13 swells upward also on the sacrificial layers 44a and 44d, and protrusions 47 and 48 are formed.
  • a protective film 49 is formed to cover the element thin film 13 with the protective film 49, and a back surface etching window 50 is opened in the protective film 46 on the back surface of the Si substrate 12.
  • the Si substrate 12 is immersed in an etchant such as TMAH and crystal anisotropic etching is performed from the back surface etching window 50 to form a through-hole 14 having a truncated pyramid shape on the back surface of the Si substrate 12.
  • the through hole 14 stops when etching on the lower surface of the Si substrate 12 reaches the edge of the back surface etching window 50.
  • the sacrificial layer 44 a is exposed to the through hole 14 as shown in FIG.
  • the sacrificial layer 44a is isotropically etched with an etchant such as TMAH.
  • TMAH etchant
  • the isotropic etching thus started from the sacrificial layer 44a proceeds in the order of sacrificial layer 44a ⁇ sacrificial layer 44d ⁇ sacrificial layer 44b ⁇ sacrificial layer 44c, as indicated by the thin line arrows in FIG.
  • FIG. 12 (a) represent the surface of the Si substrate 12).
  • the crystal anisotropic etching of the Si substrate 12 proceeds from the edge of the gaps 51a to 51d where the sacrificial layers 44a to 44d have been removed, and penetrates from the surface side of the Si substrate 12 as indicated by the thick arrows in FIG. Hole 14 is etched.
  • the upper surface of the Si substrate 12 is etched in a region inside the outer periphery of the sacrificial layer 44c, and the Si substrate 12 has through holes 14 etched from the front surface side and the back surface side.
  • the sacrificial layer 44e is removed by etching.
  • the Si substrate 12 is pulled up from the etchant.
  • the protective films 45 and 49 having SiO force with HF aqueous solution or the like are applied to the ethtin.
  • the through-hole 14 having a small spread on the back surface side can be opened only by etching from the back surface side of the Si substrate 12, and the vibration sensor 41 can be downsized.
  • the through-hole 14 can be opened only by etching from the back side, the physical characteristics of the element thin film 13 in the vibration sensor 41 can be changed without having to open an etching hole in the element thin film 13, The risk of reducing the strength of the element thin film 13 is reduced.
  • FIG. 14 (a) is a plan view showing the structure of the vibration sensor 61 according to Embodiment 4 of the present invention
  • FIG. 14 (b) is a sectional view thereof.
  • the vibration sensor 11 of the first embodiment the force that forms the holding portion 18 around the entire lower surface of the element thin film 13
  • the holding portion 18 is provided only at a part of the corner (four corners) of the element thin film 13. Is forming.
  • the vibration sensor 61 of the fourth embodiment since the holding portions 18 are provided only at the corner portions of the element thin film 13, the upper surface side of the element thin film 13 is connected to the four sides through the vent holes 63 between the holding portions 18 of the element thin film 13. The bottom side is in communication.
  • FIG. 15 (a) is a plan view showing the structure of another vibration sensor 62 according to Embodiment 4 of the present invention.
  • (b) is a sectional view thereof.
  • the holding portion 18 is formed only on one side of the element thin film 13.
  • the element thin film 13 is supported in a cantilevered manner by the holding portion 18, so that the upper surface side and the lower surface side of the element thin film 13 communicate with each other through the vent holes 63 on three sides.
  • the width of the protective film is widened at the portion where the holding portion 18 is to be formed, or from the etchant loading position. If the distance (distance from the etching start position to the end position) is increased and the etching time is managed to remove part of the protective film and leave part of the protective film, the remaining protective film Thus, the holding portion 18 can be formed.
  • the holding portion 18 is formed at a position far from the center.
  • the width of the protective film on one side is made larger than the width of the protective film on the other side so that it remains after etching.
  • Structures such as the vibration sensors 61 and 62 are desirable for use as a microphone (acoustic sensor). That is, in the vibration sensors 61 and 62, the element thin film 13 is only partially fixed, so that the element thin film 13 becomes flexible and easily deforms elastically. Therefore, it is suitable for use as a microphone for detecting a dynamic pressure difference!
  • the element thin film 13 is rectangular, if only four corners of the element thin film 13 are fixed like the vibration sensor 61, the element thin film 13 becomes a flexible panel. Furthermore, according to the fixing method of only the four corners, most of the element thin film 13 is deformed like a parallel plate, so that the sensitivity of the electrostatic capacity type microphone is remarkably improved.
  • the fixed portions at the four corners of the element thin film 13 may have a shape extending in the diagonal direction so that external stress due to deformation does not concentrate. Further, if the electrode pad 73 is connected to the extended portion, the electrode can be taken out from the element thin film 13 without inhibiting the vibration of the element thin film 13.
  • the vibration characteristics of the element thin film 13 can be changed by controlling the internal stress of the holding portion 18. For example, when the element thin film 13 has a strong tensile stress, the tensile stress of the element thin film 13 can be weakened and the sensitivity can be improved by making the holding portion 18 an oxide film having a compressive stress.
  • H is the friction loss coefficient of the vent hole
  • t is the length of the vent hole in the ventilation direction
  • a is the area of the diaphragm
  • Sv is the cross-sectional area of the vent hole.
  • fL the critical frequency at which the sensitivity decreases
  • Equation 2 It is represented by However, Rv is the resistance component of the above equation, Cbc is the acoustic compliance of the through hole 14, and Csp is the stiffness constant of the element thin film 13.
  • the length t of the vent hole 63 between the upper surface of the Si substrate 12 and the element thin film 13 can be increased. Therefore, in the vibration sensors 61 and 62, as can be seen from the above (Equation 1), the acoustic resistance can be made extremely high by increasing the length t of the vent hole 63, and the component force can be obtained from the above (Equation 2). As described above, since the low frequency characteristics of the vibration sensors 61 and 62 can be improved, it is preferable as a microphone! /.
  • the acoustic compliance of the through hole 14 (acoustic compliance of the back chamber) and cav is
  • Vbc is the volume of the through hole 14 (one volume of the back chamber)
  • pc 2 is the volume modulus of air
  • Sbc is the area of the opening of the through hole 14.
  • the through hole 14 having an opening area smaller than the volume can be formed.
  • the acoustic compliance of the through hole 14 can be increased, and even if the vent hole 63 is opened, the sensitivity can hardly be lowered.
  • FIG. 17 (a) after the crystal anisotropic etching is performed so that the central portion of the through hole 14 protrudes inward, the etching is further continued, as shown in FIG. 17 (b).
  • Etching proceeds to a state as shown in FIG. 17 (c) through the above state, and etching of the through hole 14 stops when the (111) plane or a crystal plane equivalent thereto appears. Therefore, if the etching is performed to the state as shown in FIG. 17 (c), the volume of the through hole 14 becomes larger, and the acoustic compliance Ccav can be made larger.
  • the state of FIG. 17C is the final form of crystal anisotropic etching, and the shape of the back chamber is determined by the size and relative position of the openings on the front and back surfaces.
  • the back chamber through hole 14 Since the shape is kept almost constant, there is an advantage that the process stability is high and the yield is high.
  • FIG. 18A is a plan view of the microphone 71
  • FIG. 18B is a plan view of the microphone 71 (that is, the vibration sensor 61) with the back plate 72 removed
  • FIG. 19 is a cross-sectional view of the microphone 71.
  • a back plate 72 is fixed on the vibration sensor 61 so as to cover the element thin film 13.
  • the back plate 72 has a cap shape having a recess on the lower surface, and is fixed to the surface of the Si substrate 12 so that the element thin film 13 is accommodated in the recess.
  • a gap is formed between the lower surface of the back plate 72 and the element thin film 13 so as not to disturb the vibration of the element thin film 13.
  • a metal electrode 73 is provided on the upper surface of the back plate 72. As shown in FIG. 18, the metal electrode 73 is provided not on the entire surface of the back plate, but on a portion of the back plate 72 that faces the portion of the element thin film 13 having a relatively large amplitude. This is to reduce the parasitic capacitance and improve the characteristics of the capacitive microphone 71. In the case where the element thin film 13 is fixed at the four corners as in the present embodiment, if the shape of the metal electrode 73 is almost octagonal as shown in FIG. This area can be used effectively. A plurality of acoustic holes 74 and 75 are opened in the metal electrode 73 and the back plate 72.
  • the acoustic vibration from above passes through the acoustic holes 74 and 75 of the metal electrode 73 and the back plate 72 and reaches the element thin film 13 to vibrate the element thin film 13.
  • the element thin film 13 (movable electrode) made of polycrystalline silicon has conductivity.
  • the capacitance between the element thin film 13 and the metal electrode 73 (fixed electrode) changes. Therefore, acoustic vibrations can be detected by taking them out as electrical signals through the electrode pads 76 on the element thin film 13 side and the electrode pads 77 on the back plate 72 side, and detecting this change in capacitance.
  • FIG. 20 (a) a protective film 20, a sacrificial layer 23, a protective film 24, an element thin film 13, and a protective film 25 are sequentially stacked on the surface of the Si substrate 12, and the back surface of the Si substrate 12 is also formed.
  • Protective film 21 Is deposited. This is the same structure as FIG. 3A of the first embodiment, and is manufactured through the same steps as FIG. 2A to FIG. 2D of the first embodiment.
  • a SiN film is formed from the surface of the protective film 25 to the outer peripheral surfaces of the protective films 24 and 25, and a back plate 72 is formed of the SiN film. Thereafter, an acoustic hole 75 is opened in the back plate 72 by etching, as shown in FIG. At this time, although not shown in FIG. 20, the SiN film in the electrode extraction portion is also etched.
  • a Cr film is formed on the surface of the back plate 72, Au is formed thereon to obtain an Au / Cr film, and then the Au / Cr film is formed into a predetermined shape.
  • the metal electrode 73 and the electrode pads 76 and 77 are manufactured by etching.
  • a back surface etching window 26 is opened in the back surface protective film 21 using a photolithography technique.
  • the size of the back surface etching window 26 about 570 m per side is sufficient for the (100) plane Si substrate 12 having a thickness of 400 m.
  • the Si substrate 12 is immersed in an etchant such as TMAH, and the Si substrate 12 is crystal anisotropic etched from the back surface side, and the through hole 14 is opened in the Si substrate 12. This state is shown in Fig. 21 (a).
  • the sacrificial layer 23 of polycrystalline silicon is isotropically etched by an etchant such as TMAH. As shown, a gap 19 is formed on the surface of the Si substrate 12. When the gap 19 is formed, an etchant such as T MAH enters the gap 19 to etch the Si substrate 12 from the surface side, and further the etching proceeds in the horizontal direction. As shown in (), the taper is on the front and back and has a cross-sectional shape.
  • the Si substrate 12 is pulled up from the etchant.
  • the protective films 21, 24, and 25 that protect the element thin film 13 are etched with HF aqueous solution or the like to remove the protective film 20 and the holding portion 18 on the lower surface of the knock plate 72.
  • the protective film 25 is etched mainly with an HF aqueous solution that has entered through the acoustic holes 74 and 75. Accordingly, it is desirable that the arrangement intervals of the acoustic holes 74 and 75 be substantially equal so that the etching is performed uniformly as shown in FIG. 18 (a). Here, if the arrangement interval is reduced, the etching time can be shortened.
  • the number of acoustic holes 74 and 75 increases, and the sensitivity decreases as the electrode area decreases.
  • the arrangement interval of the holes is also related to the size of the holding portion 18. That is, if the arrangement interval is too large, the etching time becomes long and the holding portion 18 is entirely etched. Taking these facts into consideration, the interval between the acoustic holes 74 and 75 was set to 50 ⁇ 01.
  • the holding portion 18 is formed only at the corner portion of the element thin film 13, and a vent hole 63 is opened between the holding portions 18. In this way, the microphone 71 having the structure shown in FIG. 20 (d) is completed.
  • the through hole 14 can be etched from the front surface side and the back surface side of the Si substrate 12, and the area loss due to the inclined surface of the through hole 14 can be reduced. Can be achieved.
  • etching is started from the back side, and Si substrate 12 is crystal anisotropic etched from the front side and the back side to open through holes 14. That power S can be. Therefore, the through-hole 14 can be opened by a simple process, and both cost reduction and high mass productivity can be achieved.
  • it is not necessary to open an etching hole in the element thin film 13 there is less possibility that the strength of the element thin film 13 is lowered and the vibration characteristics are deteriorated.
  • the element thin film 13 is partially supported by the holding part 18, the element thin film 13 is easily vibrated, and the sensitivity of the microphone 71 is improved. Since the long vent hole 63 can be formed in the gap between the Si substrates 12, the acoustic resistance of the microphone 71 can be increased and the low frequency characteristics can be improved. Furthermore, since the volume of the through hole 14 can be increased, the acoustic compliance can be increased and the characteristics of the microphone 71 can be improved.

Description

明 細 書
振動センサ及びその製造方法
技術分野
[0001] 本発明は、振動センサ及びその製造方法に関し、特にダイァフラムのような素子薄 膜を備えた振動センサ及びその製造方法に関する。
背景技術
[0002] 半導体集積回路製造技術を応用して、シリコン基板上に単結晶シリコンや多結晶 シリコンを積層させて薄膜を形成し、この薄膜をダイァフラムとして用いる振動センサ が開発されてきている。シリコンから成るダイアフラムはアルミニウムやチタンなどの金 属に比べて内部応力が少なぐまた密度が低いために、高感度の振動センサが得ら れるとともに、半導体集積回路製造工程との整合性も良い。このようなダイアフラムを 有する振動センサとしては、例えば特許文献 1に開示されたコンデンサマイクロフォン がある。このコンデンサマイクロフォンにあっては、単結晶シリコン（100)面からなる半 導体基板の表面にダイアフラム（可動電極）と固定電極を形成した後、当該半導体基 板の裏面外周部にエッチング用マスクを形成し、裏面側から表面に達するまで半導 体基板をエッチングし、半導体基板の中央部に貫通孔をあけている。その結果、ダイ ァフラムは、その周囲を半導体基板の表面に固定され、中央部が貫通孔の上で中空 支持され、音声振動などによって振動可能となる。
[0003] しかしながら、このような構造のコンデンサマイクロフォンでは、（100)面半導体基 板を裏面側から結晶異方性エッチングするため、貫通孔の内周面には（ 111 )面によ る傾斜面が出現し、貫通孔は裏面側で大きく開口した角錐台状の空間となる。その ためダイァフラムの面積に比べて貫通孔の裏面側における開口面積が大きくなり、コ ンデンサマイクロフォンの小型化が困難であった。なお、半導体基板の厚みを薄くす れば、貫通孔の表面の開口面積に対する裏面の開口面積の比率を小さくすることが できる力 半導体基板の強度が低下するために製造時の取り扱いが難しくなり、半導 体基板の厚みを薄くするにも限度がある。
[0004] また、特許文献 2に記載された膜型センサでは、 V、わゆる DRIE (Deep Reactive Ion Etching)や ICP (誘導結合プラズマ）などの垂直エッチングによって、半導体基板に 裏面側から貫通孔を開口している。従って、貫通孔が角錐台状に広がらない分だけ 膜型センサの小型化を図ることができる。し力、しながら、 DRIEや ICPなどの装置では
、装置価格が高価であると共にウェハの加工が枚様式であり、生産性が悪力、つた。
[0005] また、表面側（ダイァフラム側）から半導体基板を結晶異方性エッチングする方法も ある力 このような方法ではダイァフラムにエッチングホールを開口しなければならず 、時としてエッチングホールがダイァフラムの振動特性や強度等に悪影響を及ぼす 恐れがあった。
[0006] なお（100)面半導体基板を裏面側から結晶異方性エッチングして基板に貫通孔を 形成し、かつ表面の開口面積に対する裏面の開口面積の比率を小さくすることがで きるエッチング方法としては、特許文献 3に記載された方法がある。この方法にあって は、半導体基板であるシリコンウェハ表面上の開口させたい矩形領域にまず犠牲層 を形成し、その上に窒化シリコンから成る薄膜を蒸着させているので、シリコンウェハ 裏面の開口面積は、異方性エッチングによって貫通孔がこの犠牲層に到達すること ができるだけの大きさがあればよ!/、。
[0007] しかしながら、このエッチング方法では、表面の犠牲層をエッチングした後の基板を エッチングする際に、薄膜が基板のエツチャントにさらされるため、薄膜の材料として 単結晶シリコンや多結晶シリコンを使用することができない。また、薄膜が基板上に直 接形成されるため、薄膜の応力制御やベントホール等、振動センサの特性を向上さ せるための工程や構造を組み込むことが困難である。よって特許文献 3に開示された エッチング方法は、マイクロフォン等の高レ、感度を必要とする振動センサの製造方法 としては適していなかった。
[0008] 特許文献 1 :特表 2004— 506394号公報
特許文献 2：特表 2003— 530717号公報
特許文献 3：特開平 1 309384号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0009] 本発明は上記のような技術的課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするとこ ろは、小型でかつ生産性が高ぐし力、も振動特性に優れた振動センサ及びその製造 方法を提供することにある。
課題を解決するための手段
[0010] 本発明に力、かる第 1の振動センサの製造方法は、単結晶シリコンからなる半導体基 板の表面の一部に、前記半導体基板をエッチングするためのエツチャントによって等 方的にエッチングされる材料で犠牲層を形成する工程と、前記犠牲層および前記犠 牲層の周囲の前記半導体基板の表面の上に、前記エツチャントに対して耐性を有す る材料で素子薄膜保護膜を形成する工程と、前記犠牲層の上方に、単結晶シリコン 、多結晶シリコンもしくはアモルファスシリコンからなる素子薄膜を形成する工程と、前 記半導体基板の裏面に形成された、前記半導体基板をエッチングするためのエッチ ヤントに対して耐性を有する裏面保護膜に裏面エッチング窓を開口する工程と、前記 裏面エッチング窓からエツチャントを適用して前記半導体基板を裏面側から結晶異 方性エッチングすることにより、当該エッチングが前記半導体基板の表面に達したと きに前記エツチャントによって前記犠牲層を等方性エッチングさせ、前記犠牲層がェ ツチング除去された跡の空間に広がった前記エツチャントによって前記半導体基板を 表面側から結晶異方性エッチングさせ、前記半導体基板に貫通孔を形成する工程と 、前記素子薄膜保護膜を一部を残して除去し、残された前記素子薄膜保護膜によつ て前記半導体基板の上面で前記素子薄膜を支持するための保持部を設ける工程と を有することを特 ί毁として!/、る。
[0011] 本発明の第 1の振動センサの製造方法によれば、単結晶シリコンからなる半導体基 板を表裏両面から結晶異方性エッチングして貫通孔を形成して!/、るので、貫通孔の 開口面積が素子薄膜の面積に比べて大きくなり過ぎることが無ぐ振動センサの小型 化を図ること力 Sできる。よって、 1枚のウェハから作製できる素子数が増加し、振動セ ンサを低コスト化することができる。また、第 1の振動センサの製造方法によれば、 1回 のエッチング工程によって両面から貫通孔を形成できるので、製造工程が簡略化さ れる。また、犠牲層と素子薄膜の間に保護層を形成しているため、前記素子薄膜が 半導体基板のエツチャントに対して耐性を有さな!/、材料で形成されて!、る場合であつ ても、貫通孔を形成する際に素子薄膜がエツチャントで侵されるのを防止することが できる。さらに前記素子薄膜は、単結晶シリコン、多結晶シリコンもしくはアモルファス シリコンで形成されているため、生産性が高ぐし力、も高感度の振動センサが得られる
[0012] 本発明にかかる第 2の振動センサの製造方法は、単結晶シリコンからなる半導体基 板の表面の一部に、前記半導体基板をエッチングするための第 1のエツチャントに対 して耐性を有する材料で犠牲層を形成する工程と、前記犠牲層および前記犠牲層 の周囲の前記半導体基板の表面の上に、前記第 1のエツチャントに対して耐性を有 する材料で素子薄膜保護膜を形成する工程と、前記犠牲層の上方に、単結晶シリコ ン、多結晶シリコンもしくはアモルファスシリコンからなる素子薄膜を形成する工程と、 前記半導体基板の裏面に形成された、前記半導体基板をエッチングするためのエツ チャントに対して耐性を有する裏面保護膜に裏面エッチング窓を開口する工程と、前 記裏面エッチング窓から第 1のエツチャントを適用して前記半導体基板を裏面側から 結晶異方性エッチングする工程と、前記第 1のエツチャントによるエッチングが前記半 導体基板の表面に達した後、前記半導体基板の裏面側から第 2のエツチャントを適 用することによって前記犠牲層を等方性エッチングする工程と、前記犠牲層がエッチ ング除去された後、前記犠牲層がエッチング除去された跡の空間に前記半導体基板 の裏面側から再び前記第 1のエツチャントを適用することによって前記半導体基板を 表面側から結晶異方性エッチングし、前記半導体基板に貫通孔を形成する工程と、 前記素子薄膜保護膜を一部を残して除去し、残された前記素子薄膜保護膜によつ て前記半導体基板の上面で前記素子薄膜を支持するための保持部を設ける工程と を有することを特 ί毁として!/、る。
[0013] 本発明の第 2の振動センサの製造方法によれば、半導体基板を表裏両面から結晶 異方性エッチングして貫通孔を形成しているので、貫通孔の開口面積が素子薄膜の 面積に比べて大きくなり過ぎることが無ぐ振動センサの小型化を図ることができる。よ つて、 1枚のウェハから作製できる素子数が増加し、振動センサを低コスト化すること 力できる。しかも、第 2の振動センサの製造方法によれば、貫通孔の結晶異方性エツ チングの工程と犠牲層をエッチングする工程とでエツチャントを切り替えているので、 第 1のエツチャントと第 2のエツチャントを選択する際の制約が少なくなる。さらに前記 素子薄膜は、単結晶シリコン、多結晶シリコンもしくはアモルファスシリコンで形成され ているため、生産性が高ぐし力、も高感度の振動センサが得られる。
[0014] 本発明の第 1又は第 2の振動センサの製造方法のある実施態様は、前記素子薄膜 の表面側と裏面側とを連通させるためのベントホールを前記保持部間に形成すること を特徴としている。力、かる実施態様によれば、長さの長いベントホールを形成すること ができるので、マイクロフォンなどに用いた場合には、その音響抵抗を大きくでき、良 好な音響特性を得ることができる。また、ベントホールで素子薄膜の表面側と裏面側 を連通させることができるので、素子薄膜の表裏における静的圧力を均衡させること ができる。
[0015] 本発明の第 1又は第 2の振動センサの製造方法の別な実施態様は、前記素子薄膜 が矩形であることを特徴としている。力、かる実施態様によれば、単結晶シリコン基板の 結晶異方性エッチングにより形成される開口部を有効に利用することができる。
[0016] 本発明の第 1又は第 2の振動センサの製造方法のさらに別な実施態様は、前記保 持部を前記素子薄膜の四隅に設けている。かかる実施態様によれば、素子薄膜が 柔軟に変形できるようになるので、振動センサの感度が向上する。
[0017] 本発明の第 1又は第 2の振動センサの製造方法のさらに別な実施態様は、前記犠 牲層を前記素子薄膜の形成領域の一部に設けておくことにより、前記素子薄膜を屈 曲させている。力、かる実施態様によれば、素子薄膜の変位を大きくしたり、応力による 橈みを少なくできる。
[0018] 本発明の第 1又は第 2の振動センサの製造方法のさらに別な実施態様は、前記犠 牲層を前記素子薄膜の形成領域の一部に設けておくことにより、前記素子薄膜の表 面に突起を形成している。かかる実施態様によれば、素子薄膜の上方に電極などが 配置されている場合に、変形した素子薄膜が電極などに面接触して貼り付いてしまう のを防止できる。
[0019] 本発明の第 1又は第 2の振動センサの製造方法のさらに別な実施態様は、前記貫 通孔の表面の開口面積よりも、前記貫通孔の内部の、前記開口と平行な断面の面積 の方が大きいことを特徴としている。力、かる実施態様によれば、貫通孔の体積を大き くすることができるので、振動センサを音響センサに用いたときに音響コンプライアン スを大きくできる。
[0020] 本発明の第 1の振動センサの製造方法の別な実施態様は、前記犠牲層が多結晶 シリコンもしくはアモルファスシリコンであることを特徴としている。かかる実施態様によ れば、単結晶シリコンからなる半導体基板をエッチングすると同時に犠牲層をエッチ ングでき、工程が簡略化できる。また、多結晶シリコンやアモルファスシリコンは温度 耐性が高いため、後工程に高温プロセスを用いることができるとともに、半導体集積 回路製造工程との整合性も良い。
[0021] 本発明の第 1のマイクロフォンの製造方法は、単結晶シリコンからなる半導体基板 の表面の一部に、前記半導体基板をエッチングするためのエツチャントによって等方 的にエッチングされる材料で犠牲層を形成する工程と、前記犠牲層および前記犠牲 層の周囲の前記半導体基板の表面の上に、前記エツチャントに対して耐性を有する 材料で素子薄膜保護膜を形成する工程と、前記犠牲層の上方に、単結晶シリコン、 多結晶シリコンもしくはアモルファスシリコンからなる素子薄膜を形成する工程と、前 記素子薄膜の上方に固定電極を形成する工程と、前記半導体基板の裏面に形成さ れた、前記半導体基板をエッチングするためのエツチャントに対して耐性を有する裏 面保護膜に裏面エッチング窓を開口する工程と、前記裏面エッチング窓からエツチヤ ントを適用して前記半導体基板を裏面側から結晶異方性エッチングすることにより、 当該エッチングが前記半導体基板の表面に達したときに前記エツチャントによって前 記犠牲層を等方性エッチングさせ、前記犠牲層がエッチング除去された跡の空間に 広がった前記エツチャントによって前記半導体基板を表面側から結晶異方性エッチ ングさせ、前記半導体基板に貫通孔を形成する工程と、前記素子薄膜保護膜を一 部を残して除去し、残された前記素子薄膜保護膜によって前記半導体基板の上面 で前記素子薄膜を支持するための保持部を設ける工程とを有することを特徴としてい
[0022] 本発明の第 1のマイクロフォンによれば、半導体基板を表裏両面から結晶異方性ェ ツチングして貫通孔を形成しているので、貫通孔の開口面積が素子薄膜の面積に比 ベて大きくなり過ぎることが無ぐ振動センサの小型化を図ることができる。よって、 1 枚のウェハから作製できる素子数が増加し、振動センサを低コスト化することができる 。また、第 1の振動センサの製造方法によれば、半導体基板の裏面側から結晶異方 性エッチングを開始して半導体基板を表裏両面から結晶異方性エッチングできるの で、素子薄膜にエッチングホールを設ける必要が無ぐ素子薄膜の強度を低下させ たり、素子薄膜の特性を変化させたりする恐れがない。しかも、第 1の振動センサの 製造方法によれば、 1回のエッチング工程によって両面から貫通孔を形成できるので
、製造工程が簡略化される。
[0023] 本発明の第 2のマイクロフォンの製造方法は、単結晶シリコンからなる半導体基板 の表面の一部に、前記半導体基板をエッチングするための第 1のエツチャントに対し て耐性を有する材料で犠牲層を形成する工程と、前記犠牲層および前記犠牲層の 周囲の前記半導体基板の表面の上に、前記第 1のエツチャントに対して耐性を有す る材料で素子薄膜保護膜を形成する工程と、前記犠牲層の上方に、単結晶シリコン 、多結晶シリコンもしくはアモルファスシリコンからなる素子薄膜を形成する工程と、前 記素子薄膜の上方に固定電極を形成する工程と、前記半導体基板の裏面に形成さ れた、前記半導体基板をエッチングするためのエツチャントに対して耐性を有する裏 面保護膜に裏面エッチング窓を開口する工程と、前記裏面エッチング窓から第 1のェ ッチャントを適用して前記半導体基板を裏面側から結晶異方性エッチングする工程と 、前記第 1のエツチャントによるエッチングが前記半導体基板の表面に達した後、前 記半導体基板の裏面側から第 2のエツチャントを適用することによって前記犠牲層を 等方性エッチングする工程と、前記犠牲層がエッチング除去された後、前記犠牲層 がエッチング除去された跡の空間に前記半導体基板の裏面側から再び前記第 1の エツチャントを適用することによって前記半導体基板を表面側から結晶異方性エッチ ングし、前記半導体基板に貫通孔を形成する工程と、前記素子薄膜保護膜を一部を 残して除去し、残された前記素子薄膜保護膜によって前記半導体基板の上面で前 記素子薄膜を支持するための保持部を設ける工程とを有することを特徴としている。
[0024] 本発明の第 2のマイクロフォンによれば、半導体基板を表裏両面から結晶異方性ェ ツチングして貫通孔を形成しているので、貫通孔の開口面積が素子薄膜の面積に比 ベて大きくなり過ぎることが無ぐ振動センサの小型化を図ることができる。よって、 1 枚のウェハから作製できる素子数が増加し、振動センサを低コスト化することができる 。また、第 1の振動センサの製造方法によれば、半導体基板の裏面側から結晶異方 性エッチングを開始して半導体基板を表裏両面から結晶異方性エッチングできるの で、素子薄膜にエッチングホールを設ける必要が無ぐ素子薄膜の強度を低下させ たり、素子薄膜の特性を変化させたりする恐れがない。しかも、第 1の振動センサの 製造方法によれば、貫通孔の結晶異方性エッチングの工程と犠牲層をエッチングす る工程とでエツチャントを切り替えているので、第 1のエツチャントと第 2のエツチャント を選択する際の制約が少なくなる。
[0025] 本発明の振動センサは、単結晶シリコンからなり、表裏に貫通する貫通孔を形成さ れた半導体基板と、前記半導体基板をエッチングして貫通孔を形成するためのエツ チャントに対して耐性を有する材料からなり、前記半導体基板の表面上に配設された 保持部と、前記保持部によって隅部を支持され、前記貫通孔の基板表面側の開口を 覆う素子薄膜とからなり、前記貫通孔の基板表面と平行な断面の面積が、前記半導 体基板の表面から裏面に向かうにつれて次第に減少もしくは増加すると共に、前記 半導体基板の表面と裏面の中間において減少から増加に転じる力、、もしくは増加か ら減少、に転じて!/、ることを特 ί毁として!/、る。
[0026] 本発明の振動センサによれば、前記貫通孔の基板表面と平行な断面の面積が、前 記半導体基板の表面から裏面に向力、うにつれて次第に減少もしくは増加すると共に
、前記半導体基板の表面と裏面の中間において減少から増加に転じるか、もしくは 増加から減少に転じているので、半導体基板の表面における貫通孔の開口面積と裏 面における貫通孔の開口面積との比率を 1に近づけることができるので、振動センサ の小型化を図ることができる。また、貫通孔の体積を大きくすることができるので、振 動センサを音響センサに用いたときに音響コンプライアンスを大きくできる。
[0027] なお、本発明の以上説明した構成要素は、可能な限り任意に組み合わせることが できる。
図面の簡単な説明
[0028] [図 1]図 1 (a)は、本発明の実施形態 1による振動センサの構造を示す平面図、図 l (b )はその断面図である。
[図 2]図 2 (a)〜（d)は、実施形態 1の振動センサの製造工程を説明する断面図であ 園 3]図 3 (a)〜（d)は、実施形態 1の振動センサの製造工程を説明する断面図であ つて、図 2 (d)の続図である。
[図 4]図 4 (a)〜（c)は、実施形態 1の振動センサの製造工程を説明する断面図であ つて、図 3 (d)の続図である。
園 5]図 5 (a)は、本発明の実施形態 2による振動センサを示す平面図、図 5 (b)はそ の断面図である。
[図 6]図 6 (a)〜（d)は、実施形態 2の振動センサの製造工程を説明する断面図であ 園 7]図 7 (a)〜（d)は、実施形態 2の振動センサの製造工程を説明する断面図であ つて、図 6 (d)の続図である。
園 8]図 8 (a)は、本発明の実施形態 3による振動センサの構造を示す平面図、図 8 (b )は図 8 (a)の X— X線断面図である。
園 9]図 9 (a) (b)は、実施形態 3の振動センサの製造工程を説明する平面図及び断 面図である。
園 10]図 10 (a)〜（d)は、実施形態 3の振動センサの製造工程を説明する断面図で あって、図 9の続図である。
[図 11]図 11 (a) (b)は、実施形態 3の振動センサの製造工程を説明する平面図及び 断面図であって、図 10 (d)の続図である。
[図 12]図 12 (a) (b)は、実施形態 3の振動センサの製造工程を説明する平面図及び 断面図であって、図 11の続図である。
[図 13]図 13 (a) (b)は、実施形態 3の振動センサの製造工程を説明する平面図及び 断面図であって、図 12の続図である。
[図 14]図 14 (a)は、本発明の実施形態 4による振動センサの構造を示す平面図、図 14 (b)はその断面図である。
園 15]図 15 (a)は、本発明の実施形態 4の別な振動センサの構造を示す平面図、図 15 (b)はその断面図である。
[図 16]図 16は、ベントホールの働きを説明する図である。 [図 17]図 17 (a) (b) (c)は、貫通孔の内周面が窪むまでエッチングを継続する工程を 示す断面図である。
[図 18]図 18 (a)は、本発明に力、かるマイクロフォンの平面図、図 18 (b)はバックプレ ート 72を取り除いた状態におけるマイクロフォンの平面図である。
[図 19]図 19は、同上のマイクロフォンの断面図である。
園 20]図 20 (a)〜（d)は、本発明に力、かるマイクロフォンの製造工程を示す断面図で ある。
園 21]図 21 (a)〜（d)は、本発明に力、かるマイクロフォンの製造工程を示す断面図で あって、図 20 (d)の続図である。
符号の説明
11 振動センサ
12 Si基板
13 素子薄膜
14 貫通孔
18 保持部
20、 21 保護膜
22 エッチング窓
23 犠牲層
24、 25 保護膜
26 裏面エッチング窓
31 振動センサ
32 犠牲層
33 保護膜
41 振動センサ
42 屈曲部
43 ストッノ
44a〜44e 犠牲層
45、 46 保護膜 49 保護膜
50 裏面エッチング窓
71 マイクロフォン
72 バックプレート
73 金属電極
74 アコースティックホール
75 アコースティックホール
発明を実施するための最良の形態
[0030] 以下、本発明の実施形態を図面に従って詳細に説明する。但し、本発明は以下の 実施形態に限定されるものではない。
[0031] (実施形態 1)
図 1 (a)は本発明の実施形態 1による振動センサ 11の構造を示す平面図、図 1 (b) はその断面図である。この振動センサ 11は、例えば半導体マイクロフォンや超音波 センサ等の音響センサ、薄膜フィルタ等に用いられるものである。振動センサ 11は、 Si基板 12と、素子薄膜 13 (ダイァフラム）とを有している。この Si基板 12は（100)面 基板である。 Si基板 12は、裏面側からエッチングすることによって表裏に貫通し、さら に縦横の各方向の辺が（110)方向に沿った矩形の貫通孔 14を設けられている。貫 通孔 14は、表面側と裏面側とに (111)面又はそれと等価な結晶面による傾斜面 15 、 17が形成され、両傾斜面 15、 17間には垂直面 16が形成されている。ここで、垂直 面 16は実際には（110)面、（311)面、（411)面などの複数の結晶面で構成されて いるが、簡易的に垂直面で示している。従って、貫通孔 14の縁における基板断面は 、表裏でテーパーの付いた形状となっている。
[0032] 素子薄膜 13は、前記貫通孔 14の表面側開口を覆うようにして Si基板 12の上面に 配置されており、下面の全周を保持部 18によって Si基板 12上面に固定されている。 保持部 18により貫通孔 14の表面側開口（あるいは、 Si基板 12の表面であった面）と 素子薄膜 13の裏面との間に狭い隙間 19が形成されている。
[0033] このような構造の振動センサ 11であると、裏面側から Si基板 12をエッチングして貫 通孔 14を形成しているにも拘わらず、貫通孔 14の表面側開口に比較して裏面側開 口の面積があまり大きくならない。従って、最初の従来例のように貫通孔 14のために Si基板 12の面積が大きくならない。 Si基板 12は素子薄膜 13及び必要であれば回 路部品を実装できるだけの大きさがあれば足り、振動センサ 11を小型化することがで きる。
[0034] 次に、図 2 (a)〜（d)、図 3 (a)〜（d)及び図 4 (a)〜（c)により、上記振動センサ 11 の製造工程を説明する。ただし、振動センサ 11はウェハ上で多数個一度に製造され る力 以下の説明では、 1個の振動センサ 11だけを図示して説明する。
[0035] まず、図 2 (a)に示すように、（100)面 Si基板 12の表面及び裏面に熱酸化法などに よって SiO力もなる保護膜 20、 21を成膜する。ついで、 Si基板 12の表面において、
2
上記隙間 19を形成しょうとする領域の保護膜 20をフォトリソグラフィ技術を用いて部 分的に除去し、矩形状のエッチング窓 22を開口する。
[0036] 保護膜 20の上から Si基板 12の表面に多結晶シリコン薄膜を成膜し、フォトリソダラ フィ技術を用いて保護膜 20の上に乗っている多結晶シリコン薄膜を除去する。これ により、エッチング窓 22内において Si基板 12の表面に多結晶シリコン薄膜からなる 矩形状の犠牲層 23を成膜する。このときの状態を図 2 (b)に示す。
[0037] 次に、犠牲層 23の上から Si基板 12の表面に、 SiOよりなる保護膜 24を成膜し、図
2
2 (c)に示すように、犠牲層 23を保護膜 24で覆!/、隠す。
[0038] つ!/、で、保護膜 24の上に多結晶シリコン薄膜を形成し、フォトリソグラフィ技術を用 いて多結晶シリコン薄膜の不要部分を除去し、図 2 (d)に示すように、保護膜 24の上 に多結晶シリコン薄膜からなる素子薄膜 13を形成する。さらに、図 3 (a)に示すように 、素子薄膜 13の上に SiOよりなる矩形状の保護膜 25を成膜し、素子薄膜 13を保護
2
膜 25で覆い隠す。
[0039] この後、図 3 (b)に示すように、 Si基板 12の裏面において保護膜 21の一部をフォト リソグラフィ技術を用いて部分的に除去し、保護膜 21に裏面エッチング窓 26を矩形 状に開口する。裏面エッチング窓 26は、裏面エッチング窓 26から開始した結晶異方 性エッチングが Si基板 12の表面に達するだけの大きさがあればよぐ例えば厚みが 400 μ mの Si基板 12であれば、 1辺が 570 μ m程度の比較的小さな裏面エッチング 窓 26で十分である。なお、犠牲層 23の縦横サイズの大きさは必要な素子薄膜 13の 縦横サイズの大きさで決まり、例えば一辺が 650 m程度である。
[0040] 裏面エッチング窓 26を開口したら、 TMAHや KOH、 EDP等のエツチャント（以下 、 TMAH等のエツチャントという。 )に浸漬して裏面エッチング窓 26からエッチングを 行なう。 TMAH等のエツチャントは、 Siに対しては結晶異方性エッチングを行なうの で、 Si基板 12の裏面では、（111)面及びそれに等価な結晶面 (傾斜面 17)に沿って エッチングが進み、 Si基板 12の裏面に角錐台状をした貫通孔 14が形成される。
[0041] こうして貫通孔 14が Si基板 12の表面に達すると、図 3 (c)に示すように、貫通孔 14 力、ら犠牲層 23が露出する。 SiO力、らなる保護膜 20、 21、 24、 25は、 TMAH等のェ
2
ッチャントではエッチングされないが、多結晶シリコンからなる犠牲層 23は TMAH等 のエツチャントにより等方性エッチングされる。よって、貫通孔 14内に犠牲層 23が露 出すると、図 3 (d)に示すように、犠牲層 23は貫通孔 14内に露出した部分から周囲 へとエッチングされていき、保護膜 24と Si基板 12の表面との間に隙間 19が生じる。
[0042] この状態では、素子薄膜 13及び保護膜 24、 25は、隙間 19により Si基板 12の表面 力も浮いているため、薄膜として機能させること力 Sできる。しかし、この隙間 19は厚み の薄い空間であるので、素子薄膜 13及び保護膜 24、 25が振動するとダンピング効 果が起こり、周波数の高い帯域の振動特性を劣化させたり、機械的ノイズの原因とな つたりし、また素子薄膜 13及び保護膜 24、 25が Si基板 12へスティック (貼り付き）し やすくなる。これらを防止するため、素子薄膜 13の下方において Si基板 12のエッチ ングをさらに継続する。
[0043] なお、隙間 19 (犠牲層 23)の厚みは、厚い方がそのエッチング速度は速くなるが、 厚すぎると犠牲層 23の成膜時間が多くかかったり、保護膜 24の被膜性が悪くなつた りするため、それら加味して設計し、例えば l ^ m程度とする。一方、素子薄膜 13の厚 みは振動センサ 11の感度と強度のトレードオフを考慮して設計し、例えば 1 a m程度 とする。
[0044] 保護膜 24と Si基板 12の表面との間に隙間 19が生じると、エツチャントは隙間 19に 浸入し、 Si基板 12を表面側から結晶異方性エッチングする。この異方性エッチング では、図 4 (a)において矢印で示した方向にエッチングが進み、貫通孔 14内に傾斜 面 15が形成される。さらに、貫通孔 14の縁の尖端部分ではエッチング速度が大きい ので、貫通孔 14の内周面は角が取れて垂直面 16が形成され、貫通孔 14はドーナツ の孔のような形状にエッチングされる。こうして、図 4 (b)のように犠牲層 23が完全に エッチング除去された時点で Si基板 12をエツチャントから引き上げる。
[0045] Si基板 12を洗浄した後、 HF水溶液などで SiO力もなる保護膜 20、 21、 24、 25を
2
エッチングし、図 4 (c)のように保護膜 20、 24の一部による保持部 18だけが残った時 点でエッチングを終了し、洗浄及び乾燥を行なって振動センサ 11を完成する。
[0046] このようにして振動センサ 11を製作すれば、 Si基板 12の裏面側からのエッチング のみで、裏面側における広がりの小さな貫通孔 14を開口することができ、振動センサ 11を小型化することができる。また、裏面側からのみのエッチングで貫通孔 14を開口 すること力 Sできるので、素子薄膜 13にエッチングホールを開口する必要が無ぐ振動 センサ 11における素子薄膜 13の物理的特性を変化させたり、素子薄膜 13の強度を 低下させたりする恐れが小さくなる。
[0047] また、貫通孔 14の裏面側の開口面積は保護膜 21に明けた裏面エッチング窓 26の 大きさによって決まり、貫通孔 14の表面側の開口面積は犠牲層 23の大きさによって 決まるので、上記のような製造方法によれば、貫通孔 14の開口面積を精度良くコント ローノレすること力 Sでさる。
[0048] なお、上記実施形態では、犠牲層 23を多結晶シリコンによって成膜した力 S、ァモル ファスシリコンを用いてもょレ、。
[0049] (実施形態 2)
図 5 (a)は本発明の実施形態 2による振動センサ 31を示す平面図、図 5 (b)はその 断面図である。この振動センサ 31では、貫通孔 14の上面を覆うようにして Si基板 12 の上に多結晶シリコンからなる素子薄膜 13が形成されている。素子薄膜 13は、 Si基 板 12の上面で保持部 18によって外周部下面を支持されていて Si基板 12の上面か ら浮かされており、保持部 18で囲まれた領域が変形可能となっている。
[0050] 図 6 (a)〜（d)及び図 7 (a)〜（d)は、この振動センサ 31の製造工程を説明する断 面図である。以下、図 6 (a)〜（d)及び図 7 (a)〜（d)に従って、振動センサ 31の製造 工程を説明する。
[0051] まず、 Si基板 12の上面に SiO薄膜を形成した後、フォトリソグラフィ技術を用いて S iO薄膜の不要部分を除去し、図 6 (a)に示すように、 Si基板 12の上面から素子薄膜
2
13を浮かそうとする領域にのみ SiO薄膜からなる犠牲層 32を形成する。
2
[0052] 次に、犠牲層 32の上から Si基板 12の表面に、 SiNからなる保護膜 34を成膜し、図
6 (b)に示すように、犠牲層 32を保護膜 34で覆い隠す。ついで、図 6 (c)に示すよう に、保護膜 34の表面に多結晶シリコン力もなる素子薄膜 13を成膜する。
[0053] さらに、図 6 (d)に示すように、素子薄膜 13の上力も保護膜 34の表面に SiNよりなる 保護膜 35を成膜し、素子薄膜 13を保護膜 35で覆い隠す。また、 Si基板 12の裏面に SiO以外の材料力もなる保護膜 33を成膜する。このとき、保護膜 33を SiN薄膜によ
2
つて形成すれば、保護膜 34もしくは保護膜 35と保護膜 33とを同一工程により一度に 形成すること力できる。 Si基板 12の裏面に保護膜 33が成膜されたら、図 6 (d)に示す ように保護膜 33の一部をフォトリソグラフィ技術を用いて矩形状に開口し、裏面エッチ ング窓 26を形成する。裏面エッチング窓 26は、裏面エッチング窓 26からの結晶異方 性エッチングが Si基板 12の表面に達するだけの大きさがあればよい。
[0054] 裏面エッチング窓 26が開口されたら、 TMAH等のエツチャントに Si基板 12を浸漬 して裏面エッチング窓 26から Si基板 12をエッチングし、 Si基板 12に貫通孔 14を設 ける。 TMAH等のエツチャントは、 Siに対しては結晶異方性エッチングとなるので、 S i基板 12の裏面では、（111)面及びそれに等価な結晶面に沿ってエッチングが進み 、ついには図 7 (a)に示すように、貫通孔 14が Si基板 12の表面に達して犠牲層 32が 貫通孔 14内に露出する。
[0055] SiO力もなる犠牲層 32は TMAH等のエツチャントではエッチングされないので、
2
犠牲層 32が露出したら当該エッチング処理を終了し、 Si基板 12を洗浄する。
[0056] ついで、 Si基板 12を HF水溶液に浸漬する。 HF水溶液は Si基板 12を侵さないが 、 SiOを等方的にエッチングするので、 Si基板 12の裏面側から貫通孔 14内に入つ
2
た HF水溶液により、犠牲層 32が露出部分から周囲へとエッチングされていき、図 7 ( b)に示すように、素子薄膜 13と Si基板 12の表面との間に隙間 19が生じる。
[0057] 犠牲層 32がエッチングにより完全に除去されたら、 Si基板 12を洗浄した後、再び T MAH等のエツチャントに浸漬する。このエツチャントは、隙間 19に浸入して Si基板 1 2を表面側から結晶異方性エッチングする。その結果、実施形態 1の場合と同様に、 貫通孔 14の内周面で Si基板 12の角が取れて傾斜面 15と垂直面 16が形成され、貫 通孔 14がドーナツの孔のような形状にエッチングされる。こうして、図 7 (c)のように所 望の貫通孔 14が形成されたら Si基板 12をエツチャントから引き上げ、洗浄及び乾燥 を行なう。最後に図 7 (d)に示すように、 SiNからなる保護膜 33、 34、 35を、加熱した 燐酸水溶液などにより除去し、振動センサ 31を完成する。
[0058] このようにして振動センサ 31を製作すれば、 Si基板 12の裏面側からのエッチング のみで、裏面側における広がりの小さな貫通孔 14を開口することができ、振動センサ 31を小型化することができる。また、裏面側からのみのエッチングで貫通孔 14を開口 すること力 Sできるので、素子薄膜 13にエッチングホールを開口する必要が無ぐ振動 センサ 31における素子薄膜 13の物理的特性を変化させたり、素子薄膜 13の強度を 低下させたりする恐れが小さくなる。
[0059] また、貫通孔 14の裏面側の開口面積は保護膜 33に明けた裏面エッチング窓 26の 大きさによって決まり、貫通孔 14の表面側の開口面積は犠牲層 32の大きさによって 決まるので、上記のような製造方法によれば、貫通孔 14の開口面積を精度良くコント ローノレすること力 Sでさる。
[0060] さらに、貫通孔の結晶異方性エッチングの工程と犠牲層をエッチングする工程とで エツチャントを切り替えてレ、るので、それぞれの工程でエツチャントを選択する際の制 約が少なくなる。また、結晶異方性エッチングから等方性エッチングへと連続して移 行しないために、各エッチング工程で歩留まり検査などの工程管理をすることができ るという利点もある。
[0061] また、実施形態 1の場合には、結晶異方性エッチングと等方性エッチングとを同一 のエツチャントによって行なったので、結晶異方性エッチングと等方性エッチングとを 同一装置内で連続して行え、作業効率が高力、つた。これに対し、実施形態 2の場合 には、結晶異方性エッチングと等方性エッチングとを別工程としているので、結晶異 方性エッチングの手段と等方性エッチングの手段の制約が少なくなり、例えば等方性 エッチングは水溶液以外の腐食性のガスなどを用いた化学的エッチングとすることも できる。
[0062] (実施形態 3) 図 8 (a)は本発明の実施形態 3による振動センサ 41の構造を示す平面図、図 8 (b) は図 8 (a)の X—X線断面図である。この振動センサ 41は、素子薄膜 13にしわ（皺） 構造やストッパ 43などの機能部分を設けたものである。
[0063] 素子薄膜 13のしわ構造は、四角環状をした 2つの屈曲部 42によって構成されてい る。各屈曲部 42は、その断面が素子薄膜 13の上面側へ突出するように屈曲している 。このように素子薄膜 13にしわ構造を形成すれば、素子薄膜 13の変位が大きくなつ たり、 、力による擦み力、少なくなることは、 "The fabrication and use of micromachined corrugated silicon diaphragms り. H. Jerman, Sensors and Actuators A21-A23 pp.9 98-992， 1992)に報告されている。
[0064] ストツバ 43は、素子薄膜 13の表面が丸い突起状に突出したものである。静電容量 型の振動センサ (例えば、後述のマイクロフォンなど）の場合には、素子薄膜 13が可 動電極となり、素子薄膜 13の上面に対向電極（固定電極）が配置される。静電容量 型の振動センサの場合には、素子薄膜 13の上面にストツバ 43を設けておけば、素 子薄膜 13が大きく変形した場合でも、ストツバ 43が固定電極に当接することにより、 振動センサ 41の電荷帯電に起因する静電力や、水分固着に起因する毛細管力など によって素子薄膜 13が対向電極に吸着されるのを防ぐことができる。
[0065] 図 9 (a) (b)、図 10 (a)〜（d)、図 11 (a) (b)、図 12 (a) (b)、図 13 (a) (b)は、上記 振動センサ 41の製造工程を説明する図である。以下、図 9〜図 13に従って振動セン サ 41の製造工程を説明する。まず、図 9 (a) (b)に示すように、 Si基板 12の表面に多 結晶シリコン薄膜からなる犠牲層を所定パターンに形成する。この犠牲層は、中央部 に位置する四角形の犠牲層 44a、屈曲部 42の形成領域に形成された四角環状の犠 牲層 44b、 44c、犠牲層 44a〜44cをつなぐ線状の犠牲層 44d、ストッパ 43の形成領 域に形成された犠牲層 44eからなる。
[0066] ついで、図 10 (a)に示すように、犠牲層 44a〜44eの上から Si基板 12の表面を Si O力もなる保護膜 45で覆い、 Si基板 12の裏面にも SiO力もなる保護膜 46を形成す
2 2
る。このとき保護膜 45は、各犠牲層 44a〜44eの上に成膜されるので、各犠牲層 44a 〜44eの部分では保護膜 45は上に突出している。
[0067] 図 10 (b)に示すように、保護膜 45の上に多結晶シリコン薄膜力もなる素子薄膜 13 を形成する。素子薄膜 13は、各犠牲層 44a〜44eの領域では、保護膜 45を介して 各犠牲層 44a〜44eによって持ち上げられるので、犠牲層 44b、 44cの上で屈曲部 4 2が形成され、犠牲層 44eの上にストッパ 43が形成される。なお、犠牲層 44a及び 44 dの上でも素子薄膜 13が上に膨らんで突部 47、 48が形成される。
[0068] さらに、図 10 (c)に示すように、素子薄膜 13の上から保護膜 45の表面に SiOから
2 なる保護膜 49を成膜して保護膜 49で素子薄膜 13を覆い隠し、 Si基板 12の裏面の 保護膜 46に裏面エッチング窓 50を開口する。
[0069] この後、 Si基板 12を TMAH等のエツチャントに浸漬して裏面エッチング窓 50から 結晶異方性エッチングを行ない、 Si基板 12の裏面に角錐台状をした貫通孔 14を形 成する。貫通孔 14は、 Si基板 12下面におけるエッチングが裏面エッチング窓 50の 縁に達すると停止する。
[0070] 貫通孔 14が Si基板 12の表面に達すると、図 10 (d)に示すように、犠牲層 44aが貫 通孔 14に露出する。犠牲層 44aが露出すると、犠牲層 44aは TMAH等のエッチヤン トで等方的エッチングされる。こうして犠牲層 44aから始まった等方的エッチングは、 図 11 (a)に細線矢印で示すように、犠牲層 44a→犠牲層 44d→犠牲層 44b→犠牲 層 44cというように進んでいく。そして、犠牲層 44a〜44dがエッチングされた後の隙 間にエツチャントが浸入すると、図 11 (a) (b)及び図 12 (a) (図 12 (a)は Si基板 12の 表面を表わす。）に太線矢印で示すように、犠牲層 44a〜44dの除去された跡の隙 間 51a〜51dのエッジ部から Si基板 12の結晶異方性エッチングが進み、 Si基板 12 の表面側からも貫通孔 14のエッチングが行なわれる。
[0071] この結果、犠牲層 44cの外周よりも内側の領域で Si基板 12の上面がエッチングさ れ、 Si基板 12には表面側と裏面側とからエッチングされた貫通孔 14ができる。また、 この際に犠牲層 44eをエッチングにより除去される。こうして、貫通孔 14が完全に形 成された時点で Si基板 12をエツチャントから引き上げる。
[0072] Si基板 12を洗浄した後、 HF水溶液などで SiO力もなる保護膜 45、 49をエツチン
2
グ除去し、図 13 (a) (b)に示すように、素子薄膜 13の四隅に保護膜 45による保持部 18だけが残った時点でエッチングを終了し、洗浄及び乾燥を行なって振動センサ 41 を完成する。 [0073] この実施形態でも、 Si基板 12の裏面側からのエッチングのみで、裏面側における 広がりの小さな貫通孔 14を開口することができ、振動センサ 41を小型化することがで きる。また、裏面側からのみのエッチングで貫通孔 14を開口することができるので、素 子薄膜 13にエッチングホールを開口する必要が無ぐ振動センサ 41における素子 薄膜 13の物理的特性を変化させたり、素子薄膜 13の強度を低下させたりする恐れ が小さくなる。また、同じ工程により素子薄膜 13にしわ構造やストツバ等を容易に形 成すること力 Sでさる。
[0074] (実施形態 4)
図 14 (a)は本発明の実施形態 4による振動センサ 61の構造を示す平面図、図 14 ( b)はその断面図である。実施形態 1の振動センサ 11では、素子薄膜 13の下面全周 に保持部 18を形成していた力 実施形態 4の振動センサ 61では素子薄膜 13のコー ナ一部（四隅）にのみ保持部 18を形成している。実施形態 4の振動センサ 61では、 素子薄膜 13のコーナー部にのみ保持部 18を設けているので、 4辺において素子薄 膜 13の保持部 18間のベントホール 63を通じて素子薄膜 13の上面側と下面側とが 連通している。
[0075] 図 15 (a)は本発明の実施形態 4の別な振動センサ 62の構造を示す平面図、図 15
(b)はその断面図である。この振動センサ 62では、素子薄膜 13の一辺にのみ保持 部 18を形成している。この振動センサ 62では、素子薄膜 13が保持部 18によって片 持ち状に支持されているので、素子薄膜 13の上面側と下面側とが 3辺のベントホー ル 63を通して連通して!/、る。
[0076] 振動センサ 61、 62のように部分的に保持部 18を形成するためには、保持部 18を 形成しょうとする部分で保護膜の幅を広くしておいたり、エツチャント投入位置からの 距離 (エッチング開始位置から終了位置までの距離)を大きくしておいたりして、エツ チング時間を管理することで一部保護膜を除去し一部保護膜を残してやれば、残つ た保護膜によって保持部 18を形成することができる。例えば、振動センサ 61では、 中心から遠い位置に保持部 18が形成されている。また、振動センサ 62では、 1辺の 保護膜の幅を他 3辺の保護膜の幅よりも大きくしておいてエッチング後に残るようにし ている。 [0077] 振動センサ 61、 62のような構造は、マイクロフォン（音響センサ）としての用途に望 ましいものである。すなわち、振動センサ 61、 62では、素子薄膜 13は一部分を固定 されているだけであるので、素子薄膜 13が柔軟になって弾性変形し易くなる。従って 、動的な圧力差を検知するマイクロフォンなどとして用いるのに適して!/、る。
[0078] 特に素子薄膜 13が矩形の場合に、振動センサ 61のように素子薄膜 13の 4つのコ ーナ一部のみを固定すると、素子薄膜 13が柔軟なパネとなる。さらにこの四隅のみ の固定方法によると、素子薄膜 13の大部分が平行平板のように変形するために、静 電容量式マイクロフォンの感度が飛躍的に向上する。
[0079] なお、素子薄膜 13の四隅の固定部分は、変形による外部からの応力が集中しない よう、対角線方向に延伸した形状とするのがよい。またこの延伸した部位に電極パッ ド 73を接続するようにすれば、素子薄膜 13の振動を阻害せずに素子薄膜 13から電 極を取り出すことができる。
[0080] また、保持部 18の内部応力は素子薄膜 13の振動特性に影響を与えるため、保持 部 18の内部応力を制御することで素子薄膜 13の振動特性を変化させられる。例え ば、素子薄膜 13が強い引張応力の場合には、保持部 18を圧縮応力を持った酸化 膜とすることで素子薄膜 13の引張応力を弱め、感度を向上させることができる。
[0081] また、振動センサ 61、 62のような構造によれば、 Si基板 12の表面と素子薄膜 13と の間で通気性を有するので、素子薄膜 13の両面で静的な圧力差を無くすことができ ベントホールの機能を持たせることができる。
[0082] 米国特許第 5,452,268号などでは、音響抵抗を高めるために平面方向のベントホ 一ルの幅を短くしている。し力、し、ベントホールの幅を狭くするのにはプロセスルール 的に限界があり、あまり効果を期待することができない。
[0083] ベントホールの抵抗成分 Rvは、
Rv= (8 - ^ -t - a2) / (Sv2) …（数 1)
で表わされる。但し、 Hはベントホールの摩擦損失係数、 tはベントホールの通気方 向の長さ、 aはダイァフラムの面積、 Svはベントホールの断面積である。また、マイクロ フォンのロールオフ周波数 fL (感度の低下する限界周波数）は、
l/fL = 2 7r .Rv (Cbc + Csp) …（数 2) で表わされる。但し、但し、 Rvは上式の抵抗成分、 Cbcは貫通孔 14の音響コンプライ アンス、 Cspは素子薄膜 13のスティフネス定数である。
[0084] 振動センサ 61、 62では、図 16に示すように、 Si基板 12の上面と素子薄膜 13との 間のベントホール 63の長さ tを長くとることができる。よって振動センサ 61、 62では、 上記 (数 1)から分かるように、ベントホール 63の長さ tを長くとることによって音響抵抗 を非常に高くすることができ、また上記 (数 2)から分力、るように、振動センサ 61、 62の 低周波特性を改善することができるので、マイクロフォンとして好まし!/、特性を得ること ができる。
[0085] また、貫通孔 14の音響コンプライアンス（バックチャンバ一の音響コンプライアンス） し cavは、
Ccav=Vbc/ ( c2 - Sbc) …（数 3)
で表わされる。但し、 Vbcは貫通孔 14の体積（バックチャンバ一体積）、 p c2は空気 の体積弾性率、 Sbcは貫通孔 14の開口部の面積である。
[0086] 振動センサ 61、 62では、 Si基板 12の表裏両面からエッチングすることにより、体積 に比べて開口面積の小さな貫通孔 14を形成することができるので、上記 (数 3)から 分かるように、貫通孔 14の音響コンプライアンスを大きくすることができ、ベントホール 63を開口していても感度が下がりにくくできる。
[0087] また、図 17 (a)のように、貫通孔 14がその中央部が内側へ突出するように結晶異方 性エッチングされた後、さらにエッチングを継続すると、図 17 (b)のような状態を経て 最終的に図 17 (c)のような状態までエッチングが進み、（111)面又はそれに等価な 結晶面が現れたところで貫通孔 14のエッチングが停止する。従って、図 17 (c)のよう な状態までエッチングすれば、貫通孔 14の体積がより大きくなり、音響コンプライアン ス Ccavをより大きくできる。あるいは、図 17 (a)の状態から図 17 (c)の状態へエツチン グする際に、エッチング時間を制御することにより適切な貫通孔 14の体積と振動セン サのサイズを得ることができる。
[0088] また、図 17 (c)の状態は、結晶異方性エッチングの最終形態であり、表面と裏面の 開口部の大きさと相対位置によってバックチャンバ一の形状が決まる。最終形態とな つた場合には、それ以上エッチング時間を長くしてもバックチャンバ一（貫通孔 14)の 形状はほぼ一定に保たれるため、プロセス安定性がよぐ歩留まりが高くなる利点が ある。
[0089] つぎに、上記のような構造の振動センサ 61を利用して構成した静電容量型のマイ クロフオン 71の構造とその製造方法を説明する。図 18 (a)はマイクロフォン 71の平面 図、図 18 (b)はバックプレート 72を取り除いた状態におけるマイクロフォン 71 (つまり 、振動センサ 61)の平面図、図 19はマイクロフォン 71の断面図である。このマイクロ フォン 71は、素子薄膜 13を覆うようにして振動センサ 61の上にバックプレート 72を固 定している。バックプレート 72は下面に凹部を有するキャップ状をしており、凹部内に 素子薄膜 13を納めるようにして Si基板 12の表面に固定されている。また、バックプレ ート 72の下面と素子薄膜 13との間には、素子薄膜 13の振動を妨げない程度の隙間 が形成されている。
[0090] バックプレート 72の上面には金属電極 73が設けられている。金属電極 73は、図 18 に示す通りバックプレートの全面に設けられているのではなぐバックプレート 72の一 部分、特に素子薄膜 13の比較的振幅が大きい部分に対向する部分に設けられてい る。これは、寄生容量を少なくし、静電容量型のマイクロフォン 71の特性を向上させる ためである。本実施形態のように素子薄膜 13が四隅で固定されている場合には、金 属電極 73の形状を図 18 (a)に示すようにほぼ八角形とすると、寄生容量を少なくし、 かつ限られた領域を有効に活用することができる。金属電極 73及びバックプレート 7 2には複数のアコースティックホール 74、 75を開口している。よって、上方からの音響 振動は、金属電極 73及びバックプレート 72のアコースティックホール 74、 75を通過 して素子薄膜 13に達し、素子薄膜 13を振動させる。多結晶シリコンからなる素子薄 膜 13 (可動電極）は導電性を有しており、素子薄膜 13が振動すると素子薄膜 13と金 属電極 73 (固定電極）との間の静電容量が変化するので、これらを素子薄膜 13側の 電極パッド 76、バックプレート 72側の電極パッド 77を通じて外部へ電気信号として取 り出し、この静電容量の変化を検出することによって音響振動を検知できる。
[0091] 次に、マイクロフォン 71の製造工程を図 20 (a)〜（d)及び図 21 (a)〜（d)により説 明する。まず、図 20 (a)に示すように、 Si基板 12の表面に保護膜 20、犠牲層 23、保 護膜 24、素子薄膜 13、保護膜 25を順次積層し、また Si基板 12の裏面に保護膜 21 を成膜する。これは実施形態 1の図 3 (a)と同じ構造であって、実施形態 1の図 2 (a) 〜図 2 (d)と同じ工程を経て作製される。
[0092] ついで、図 20 (b)に示すように、保護膜 25の表面から保護膜 24及び 25の外周面 に掛けて SiN膜を成膜し、 SiN膜によってバックプレート 72を形成する。その後、図 2 0 (c)に示すように、エッチングによってバックプレート 72にアコースティックホール 75 を開口する。この際に、図 20には記載していないが、電極取り出し部分の SiN膜もェ ツチングしておく。ついで、図 20 (d)に示すように、バックプレート 72の表面に Cr膜を 成膜し、その上に Auを成膜して Au/Cr膜を得た後、 Au/Cr膜を所定形状にエツ チングして金属電極 73及び電極パッド 76、 77を作製する。
[0093] 次に、フォトリソグラフィ技術を用いて裏面の保護膜 21に裏面エッチング窓 26を開 口する。裏面エッチング窓 26の大きさは、厚み 400 mの（100)面 Si基板 12であれ ば、 1辺 570 m程度で十分である。裏面エッチング窓 26が開口されたら、 Si基板 1 2を TMAH等のエツチャントに浸漬して裏面側から Si基板 12を結晶異方性エツチン グし、 Si基板 12に貫通孔 14を開口する。この状態を図 21 (a)に示す。
[0094] 図 21 (a)に示すように、貫通孔 14内に犠牲層 23が露出すると、多結晶シリコンの 犠牲層 23が TMAH等のエツチャントによって等方性エッチングされ、図 21 (b)に示 すように、 Si基板 12の表面に隙間 19ができる。隙間 19ができると、この隙間 19に T MAH等のエツチャントが浸入して Si基板 12を表面側からもエッチングし、さらに水平 方向にもエッチングが進むので、貫通孔 14の縁は図 21 (c)に示すように表裏にテー パーのっレ、た断面形状となる。
[0095] 所望の貫通孔 14の形状が得られたら Si基板 12をエツチャントから引き上げる。そし て、素子薄膜 13を保護している保護膜 21、 24、 25を HF水溶液などでエッチングし 、ノ ックプレート 72の下面の保護膜 20と保持部 18を残して除去する。このとき、保護 膜 25は、主にアコースティックホール 74、 75から入り込んだ HF水溶液でエッチング される。よって、アコースティックホール 74、 75の配置間隔は、図 18 (a)に示される通 り、エッチングが均等になされるようにほぼ等間隔とすることが望ましい。ここで配置間 隔を小さくするとエッチング時間を短縮できる力 その分アコースティックホール 74、 7 5の数が増え、電極面積が小さくなつて感度が減少してしまう。また、アコースティック ホールの配置間隔は保持部 18の大きさにも関係している。すなわち配置間隔が大き 過ぎると、エッチング時間が長くなつて保持部 18が全てエッチングにされてしまう。こ れらのことを加味し、アコースティックホール 74、 75の間隔は 50 ^ 01とした。保持部 1 8は素子薄膜 13のコーナー部にのみ形成され、保持部 18間にはベントホール 63が 開口される。こうして、図 20 (d)のような構造のマイクロフォン 71を完成する。
[0096] このようにしてマイクロフォン 71を製作することにより、 Si基板 12の表面側と裏面側 とから貫通孔 14をエッチングでき、貫通孔 14の傾斜面による面積ロスを少なくでき、 マイクロフォン 71の小型化を図ることができる。しかも、結晶異方性エッチングと等方 性エッチングとを組み合わせることで、裏面側からエッチングを開始して表面側と裏 面側から Si基板 12を結晶異方性エッチングして貫通孔 14を開口させること力 Sできる 。よって、簡略な工程により貫通孔 14を開口することができ、低コスト化と高量産性と を両立できる。また、素子薄膜 13にエッチングホールを開口する必要がないので、素 子薄膜 13の強度を低下させたり、振動特性を劣化させたりする恐れも少なくなる。
[0097] さらに、素子薄膜 13を保持部 18で部分的に支持しているので、素子薄膜 13が振 動しやすくなつてマイクロフォン 71の感度が向上し、また保持部 18間で素子薄膜 13 と Si基板 12の隙間に長いベントホール 63を形成できるので、マイクロフォン 71の音 響抵抗を高くして低周波特性を改善できる。さらに、貫通孔 14の体積を大きくできる ので、音響コンプライアンスを大きくしてマイクロフォン 71の特性を改善できる。
[0098] なお、上記各実施形態においては、基板として（100)面 Si基板を用いた場合につ いて説明したが、（110)面 Si基板などを用いてもよい。

Claims

請求の範囲
[1] 単結晶シリコンからなる半導体基板の表面の一部に、前記半導体基板をエツチン グするためのエツチャントによって等方的にエッチングされる材料で犠牲層を形成す る工程と、
前記犠牲層および前記犠牲層の周囲の前記半導体基板の表面の上に、前記エツ チャントに対して耐性を有する材料で素子薄膜保護膜を形成する工程と、
前記犠牲層の上方に、単結晶シリコン、多結晶シリコンもしくはアモルファスシリコン からなる素子薄膜を形成する工程と、
前記半導体基板の裏面に形成された、前記半導体基板をエッチングするためのェ ッチャントに対して耐性を有する裏面保護膜に裏面エッチング窓を開口する工程と、 前記裏面エッチング窓力、らエツチャントを適用して前記半導体基板を裏面側力、ら結 晶異方性エッチングすることにより、当該エッチングが前記半導体基板の表面に達し たときに前記エツチャントによって前記犠牲層を等方性エッチングさせ、前記犠牲層 がエッチング除去された跡の空間に広がった前記エツチャントによって前記半導体基 板を表面側から結晶異方性エッチングさせ、前記半導体基板に貫通孔を形成する 工程と、
前記素子薄膜保護膜を一部を残して除去し、残された前記素子薄膜保護膜によつ て前記半導体基板の上面で前記素子薄膜を支持するための保持部を設ける工程と を有することを特徴とする振動センサの製造方法。
[2] 単結晶シリコンからなる半導体基板の表面の一部に、前記半導体基板をエツチン グするための第 1のエツチャントに対して耐性を有する材料で犠牲層を形成する工程 と、
前記犠牲層および前記犠牲層の周囲の前記半導体基板の表面の上に、前記第 1 のエツチャントに対して耐性を有する材料で素子薄膜保護膜を形成する工程と、 前記犠牲層の上方に、単結晶シリコン、多結晶シリコンもしくはアモルファスシリコン からなる素子薄膜を形成する工程と、
前記半導体基板の裏面に形成された、前記半導体基板をエッチングするためのェ ッチャントに対して耐性を有する裏面保護膜に裏面エッチング窓を開口する工程と、 前記裏面エッチング窓から第 1のエツチャントを適用して前記半導体基板を裏面側 から結晶異方性エッチングする工程と、
前記第 1のエツチャントによるエッチングが前記半導体基板の表面に達した後、前 記半導体基板の裏面側から第 2のエツチャントを適用することによって前記犠牲層を
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前記犠牲層がエッチング除去された後、前記犠牲層がエッチング除去された跡の 空間に前記半導体基板の裏面側から再び前記第 1のエツチャントを適用することによ つて前記半導体基板を表面側から結晶異方性エッチングし、前記半導体基板に貫 通孔を形成する工程と、
前記素子薄膜保護膜を一部を残して除去し、残された前記素子薄膜保護膜によつ て前記半導体基板の上面で前記素子薄膜を支持するための保持部を設ける工程と を有することを特徴とする振動センサの製造方法。
[3] 前記素子薄膜の表面側と裏面側とを連通させるためのベントホールを前記保持部 間に形成することを特徴とする、請求項 1又は 2に記載の振動センサの製造方法。
[4] 前記素子薄膜は矩形であることを特徴とする、請求項 1又は 2に記載の振動センサ の製造方法。
[5] 前記保持部を前記素子薄膜の四隅に設けたことを特徴とする、請求項 4に記載の 振動センサの製造方法。
[6] 前記犠牲層を前記素子薄膜の形成領域の一部に設けておくことにより、前記素子 薄膜を屈曲させることを特徴とする、請求項 1又は 2に記載の振動センサの製造方法
[7] 前記犠牲層を前記素子薄膜の形成領域の一部に設けておくことにより、前記素子 薄膜の表面に突起を形成することを特徴とする、請求項 1又は 2に記載の振動センサ の製造方法。
[8] 前記貫通孔の表面の開口面積よりも、前記貫通孔の内部の、前記開口と平行な断 面の面積の方が大きいことを特徴とする、請求項 1又は 2に記載の振動センサの製造 方法。
[9] 前記犠牲層は、多結晶シリコンもしくはアモルファスシリコンであることを特徴とする 、請求項 1に記載の振動センサの製造方法。
[10] 単結晶シリコンからなる半導体基板の表面の一部に、前記半導体基板をエツチン グするためのエツチャントによって等方的にエッチングされる材料で犠牲層を形成す る工程と、
前記犠牲層および前記犠牲層の周囲の前記半導体基板の表面の上に、前記エツ チャントに対して耐性を有する材料で素子薄膜保護膜を形成する工程と、
前記犠牲層の上方に、単結晶シリコン、多結晶シリコンもしくはアモルファスシリコン からなる素子薄膜を形成する工程と、
前記素子薄膜の上方に固定電極を形成する工程と、
前記半導体基板の裏面に形成された、前記半導体基板をエッチングするためのェ ッチャントに対して耐性を有する裏面保護膜に裏面エッチング窓を開口する工程と、 前記裏面エッチング窓力、らエツチャントを適用して前記半導体基板を裏面側力、ら結 晶異方性エッチングすることにより、当該エッチングが前記半導体基板の表面に達し たときに前記エツチャントによって前記犠牲層を等方性エッチングさせ、前記犠牲層 がエッチング除去された跡の空間に広がった前記エツチャントによって前記半導体基 板を表面側から結晶異方性エッチングさせ、前記半導体基板に貫通孔を形成する 工程と、
前記素子薄膜保護膜を一部を残して除去し、残された前記素子薄膜保護膜によつ て前記半導体基板の上面で前記素子薄膜を支持するための保持部を設ける工程と を有することを特徴とするマイクロフォンの製造方法。
[11] 単結晶シリコンからなる半導体基板の表面の一部に、前記半導体基板をエツチン グするための第 1のエツチャントに対して耐性を有する材料で犠牲層を形成する工程 と、
前記犠牲層および前記犠牲層の周囲の前記半導体基板の表面の上に、前記第 1 のエツチャントに対して耐性を有する材料で素子薄膜保護膜を形成する工程と、 前記犠牲層の上方に、単結晶シリコン、多結晶シリコンもしくはアモルファスシリコン からなる素子薄膜を形成する工程と、
前記素子薄膜の上方に固定電極を形成する工程と、 前記半導体基板の裏面に形成された、前記半導体基板をエッチングするためのェ ッチャントに対して耐性を有する裏面保護膜に裏面エッチング窓を開口する工程と、 前記裏面エッチング窓から第 1のエツチャントを適用して前記半導体基板を裏面側 力 結晶異方性エッチングする工程と、
前記第 1のエツチャントによるエッチングが前記半導体基板の表面に達した後、前 記半導体基板の裏面側から第 2のエツチャントを適用することによって前記犠牲層を 等方性エッチングする工程と、
前記犠牲層がエッチング除去された後、前記犠牲層がエッチング除去された跡の 空間に前記半導体基板の裏面側から再び前記第 1のエツチャントを適用することによ つて前記半導体基板を表面側から結晶異方性エッチングし、前記半導体基板に貫 通孔を形成する工程と、
前記素子薄膜保護膜を一部を残して除去し、残された前記素子薄膜保護膜によつ て前記半導体基板の上面で前記素子薄膜を支持するための保持部を設ける工程と を有することを特徴とするマイクロフォンの製造方法
[12] 単結晶シリコンからなり、表裏に貫通する貫通孔を形成された半導体基板と、 前記半導体基板をエッチングして貫通孔を形成するためのエツチャントに対して耐 性を有する材料からなり、前記半導体基板の表面上に配設された保持部と、 前記保持部によって隅部を支持され、前記貫通孔の基板表面側の開口を覆う素子 薄膜とからなり、
前記貫通孔の基板表面と平行な断面の面積が、前記半導体基板の表面から裏面 に向かうにつれて次第に減少もしくは増加すると共に、前記半導体基板の表面と裏 面の中間にお!/、て減少から増加に転じる力、、もしくは増加から減少に転じて!/、ること を特徴とする振動センサ。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010034641A (ja) * 2008-07-25 2010-02-12 Omron Corp 静電容量型振動センサ

Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8327711B2 (en) * 2008-02-20 2012-12-11 Omron Corporation Electrostatic capacitive vibrating sensor
WO2010029656A2 (en) 2008-09-10 2010-03-18 Panasonic Corporation Mems device and method for manufacturing the same
JP5158442B2 (ja) * 2009-02-27 2013-03-06 三菱電機株式会社 半導体圧力センサおよびその製造方法
JP5092167B2 (ja) * 2009-03-24 2012-12-05 三菱電機株式会社 半導体圧力センサおよびその製造方法
CN101665231B (zh) * 2009-09-18 2013-08-21 上海芯敏微系统技术有限公司 一种基于(100)硅片采用双面对穿腐蚀制造薄膜器件结构及方法
JP5532394B2 (ja) * 2009-10-15 2014-06-25 セイコーエプソン株式会社 半導体装置及び回路基板並びに電子機器
JP2011226941A (ja) * 2010-04-21 2011-11-10 Seiko Epson Corp 振動型力検出センサー、及び振動型力検出装置
JP5083369B2 (ja) * 2010-04-28 2012-11-28 オムロン株式会社 音響センサ及びその製造方法
JP5402823B2 (ja) * 2010-05-13 2014-01-29 オムロン株式会社 音響センサ
JP2012114672A (ja) * 2010-11-24 2012-06-14 Panasonic Corp Ｍｅｍｓマイクモジュール及びその製造方法
JP5875243B2 (ja) 2011-04-06 2016-03-02 キヤノン株式会社 電気機械変換装置及びその作製方法
JP5267627B2 (ja) * 2011-08-30 2013-08-21 オムロン株式会社 音響センサ及びその製造方法
JP5177311B1 (ja) * 2012-02-15 2013-04-03 オムロン株式会社 静電容量型センサ及びその製造方法
JP6010968B2 (ja) * 2012-03-29 2016-10-19 セイコーエプソン株式会社 振動デバイス及び振動デバイスの製造方法
CN103999483B (zh) * 2012-04-19 2017-03-01 奥林巴斯株式会社 超声波产生装置的制造方法及超声波产生装置的组装系统
CN103449355B (zh) * 2012-05-31 2016-03-30 中国科学院微电子研究所 纳米孔阵列的制作方法
DE102012222426B4 (de) 2012-12-06 2015-01-08 Robert Bosch Gmbh Herstellungsverfahren für ein mikromechanisches Bauelement
US9102519B2 (en) * 2013-03-14 2015-08-11 Infineon Technologies Ag Semiconductor devices and methods of forming thereof
US9085120B2 (en) * 2013-08-26 2015-07-21 International Business Machines Corporation Solid state nanopore devices for nanopore applications to improve the nanopore sensitivity and methods of manufacture
WO2015083874A1 (ko) * 2013-12-03 2015-06-11 재단법인 멀티스케일 에너지시스템 연구단 크랙 함유 전도성 박막을 구비하는 고감도 센서 및 그의 제조방법
CN104843633A (zh) * 2014-02-14 2015-08-19 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 硅的各向异性刻蚀方法
CN105984836B (zh) * 2015-02-16 2021-02-26 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 一种mems器件及其制作方法
US9978621B1 (en) * 2016-11-14 2018-05-22 Applied Materials, Inc. Selective etch rate monitor
CN108122790B (zh) * 2016-11-29 2020-12-18 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 半导体装置及其制造方法
CN106961649B (zh) * 2017-05-12 2019-08-09 佛山市合宏泰业科技有限公司 一种振动传感器
JP7067891B2 (ja) * 2017-10-18 2022-05-16 Ｍｍｉセミコンダクター株式会社 トランスデューサ
IT201700124348A1 (it) * 2017-10-31 2019-05-01 St Microelectronics Srl Dispositivo mems di tipo piezoelettrico con membrana sospesa e relativo processo di fabbricazione
US10952642B2 (en) * 2017-11-09 2021-03-23 Amorepacific Corporation Strain sensor unit and skin sensor module comprising the same
CN207910959U (zh) * 2018-01-31 2018-09-25 瑞声声学科技(深圳)有限公司 麦克风
CN111908420B (zh) * 2019-05-09 2024-02-27 无锡华润上华科技有限公司 微机电系统器件制备方法
KR20220104023A (ko) * 2019-12-25 2022-07-25 가부시키가이샤 덴소 압전 소자, 압전 장치 및 압전 소자의 제조 방법

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01309384A (ja) 1988-02-22 1989-12-13 Honeywell Inc 集積薄膜ダイアフラム用バックサイドエッチング方法
US5452268A (en) 1994-08-12 1995-09-19 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Acoustic transducer with improved low frequency response
JPH09113390A (ja) * 1995-10-17 1997-05-02 Yokogawa Electric Corp 半導体圧力測定装置及びその製造方法
JPH10181032A (ja) * 1996-11-11 1998-07-07 Canon Inc スルーホールの作製方法、スルーホールを有するシリコン基板、該基板を用いたデバイス、インクジェットヘッドの製造方法およびインクジェットヘッド
JP2001519915A (ja) * 1998-02-02 2001-10-23 モトローラ・インコーポレイテッド 半導体部材を製造する方法
JP2002328117A (ja) * 2001-04-27 2002-11-15 Yamatake Corp 光音響ガスセンサ用マイクロフォンおよびその製造方法
JP2003530717A (ja) 2000-03-21 2003-10-14 ノキア コーポレイション 膜型センサの製造方法
JP2004506394A (ja) 2000-08-11 2004-02-26 ノールズ　エレクトロニクス，リミテッド　ライアビリティ　カンパニー 小型ブロードバンド変換器
JP2004356708A (ja) * 2003-05-27 2004-12-16 Hosiden Corp 音響検出機構及びその製造方法
JP2006157863A (ja) * 2004-11-04 2006-06-15 Omron Corp 容量型振動センサ及びその製造方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5295395A (en) * 1991-02-07 1994-03-22 Hocker G Benjamin Diaphragm-based-sensors
US5220838A (en) * 1991-03-28 1993-06-22 The Foxboro Company Overpressure-protected, differential pressure sensor and method of making the same
US5335210A (en) * 1992-10-28 1994-08-02 The Charles Stark Draper Laboratory Inc. Integrated liquid crystal acoustic transducer
US5332469A (en) * 1992-11-12 1994-07-26 Ford Motor Company Capacitive surface micromachined differential pressure sensor
EP0672899B1 (en) * 1994-03-18 1999-10-06 The Foxboro Company Semiconductor pressure sensor with single-crystal silicon diaphragm and single-crystal gage elements and fabrication method therefor
US5596222A (en) * 1994-08-12 1997-01-21 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Wafer of transducer chips
US5888845A (en) * 1996-05-02 1999-03-30 National Semiconductor Corporation Method of making high sensitivity micro-machined pressure sensors and acoustic transducers
EP0841167B1 (en) * 1996-11-11 2004-09-15 Canon Kabushiki Kaisha Method of producing a through-hole and the use of said method to produce a silicon substrate having a through-hole or a device using such a substrate, method of producing an ink jet print head and use of said method for producing an ink jet print head

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01309384A (ja) 1988-02-22 1989-12-13 Honeywell Inc 集積薄膜ダイアフラム用バックサイドエッチング方法
US5452268A (en) 1994-08-12 1995-09-19 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Acoustic transducer with improved low frequency response
JPH09113390A (ja) * 1995-10-17 1997-05-02 Yokogawa Electric Corp 半導体圧力測定装置及びその製造方法
JPH10181032A (ja) * 1996-11-11 1998-07-07 Canon Inc スルーホールの作製方法、スルーホールを有するシリコン基板、該基板を用いたデバイス、インクジェットヘッドの製造方法およびインクジェットヘッド
JP2001519915A (ja) * 1998-02-02 2001-10-23 モトローラ・インコーポレイテッド 半導体部材を製造する方法
JP2003530717A (ja) 2000-03-21 2003-10-14 ノキア コーポレイション 膜型センサの製造方法
JP2004506394A (ja) 2000-08-11 2004-02-26 ノールズ　エレクトロニクス，リミテッド　ライアビリティ　カンパニー 小型ブロードバンド変換器
JP2002328117A (ja) * 2001-04-27 2002-11-15 Yamatake Corp 光音響ガスセンサ用マイクロフォンおよびその製造方法
JP2004356708A (ja) * 2003-05-27 2004-12-16 Hosiden Corp 音響検出機構及びその製造方法
JP2006157863A (ja) * 2004-11-04 2006-06-15 Omron Corp 容量型振動センサ及びその製造方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
J.H.JERMAN: "The fabrication and use of micromachined corrugated silicon diaphragms", SENSORS AND ACTUATORS, vol. A21-A23, 1992, pages 998 - 992

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010034641A (ja) * 2008-07-25 2010-02-12 Omron Corp 静電容量型振動センサ
US8627725B2 (en) 2008-07-25 2014-01-14 Omron Corporation Capacitance type vibration sensor

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