JP4633574B2 - 薄膜構造体およびその製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は薄膜構造体およびその製造方法に関し、特に、半導体加速度センサに用いられる薄膜構造体およびその製造方法に関するものである。
自動車のサスペンション、エアバック等の制御システムには、半導体加速度センサが用いられている。例えば、特許文献１には、基板上に固定電極および可動電極などの薄膜構造体を設けた半導体加速度センサが開示されている。
このような半導体加速度センサでは、薄膜構造体を含む本体部はパッケージにより保護されている。固定電極および可動電極は、電極パッドに接続され、電極パッドは外部に露出している。
このような半導体加速度センサでは、薄膜構造体を含む本体部はパッケージにより保護されている。固定電極および可動電極は、電極パッドに接続され、電極パッドは外部に露出している。
上記従来の加速度センサにおいて、外部からの応力等によりパッケージが剥離すると、電極パッドとパッケージとの間に隙間が生じる。この隙間に水分等が浸入すると、電極パッド間に寄生容量が発生する。そうすると、薄膜構造体の電気的なリーク、特性変動をきたし、さらに電極のフリンジ効果がデバイスの特性に悪影響を及ぼす。
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、パッケージに保護された加速度センサにおいて、電極パッド間の寄生容量を小さく抑えて特性変動を回避し、フリンジ効果を相殺する電極構造を有する薄膜構造体、およびその製造方法を提供することを目的とする。
本発明に係る薄膜構造体は、
基板の表面に設けられ、加速度に応じて変位する導電性の薄膜体と、
前記薄膜体の両側で、前記基板の前記表面に形成された溝の中に設けられ、前記薄膜体の側の端が当該溝の縁を越えず且つ上面の高さが前記溝の深さ以下となるように設けられた一対の電極パッドと、
前記電極パッドにおける前記薄膜体の側の側面および前記電極パッドの前記上面における前記側面に接続する縁部を覆う非導電性膜と、
を有することを特徴とする。
基板の表面に設けられ、加速度に応じて変位する導電性の薄膜体と、
前記薄膜体の両側で、前記基板の前記表面に形成された溝の中に設けられ、前記薄膜体の側の端が当該溝の縁を越えず且つ上面の高さが前記溝の深さ以下となるように設けられた一対の電極パッドと、
前記電極パッドにおける前記薄膜体の側の側面および前記電極パッドの前記上面における前記側面に接続する縁部を覆う非導電性膜と、
を有することを特徴とする。
また、本発明に係る薄膜構造体の製造方法は、
基板の表面に一対の溝を形成する工程と、
前記それぞれの溝の中に、前記一対の溝の間の側の端が当該それぞれの溝の縁を越えず且つ上面の高さが前記溝の深さ以下となるように電極パッドを形成する工程と、
前記電極パッドにおける前記一対の溝の間の側の側面および前記電極パッドの前記上面における前記側面に接続する縁部を覆う非導電性膜を形成する工程と、
前記基板上で、前記一対の溝の間に、加速度に応じて変位する導電性の薄膜体を形成する工程と、を含むことを特徴とする。
本発明のその他の特徴については、以下において詳細に説明する。
基板の表面に一対の溝を形成する工程と、
前記それぞれの溝の中に、前記一対の溝の間の側の端が当該それぞれの溝の縁を越えず且つ上面の高さが前記溝の深さ以下となるように電極パッドを形成する工程と、
前記電極パッドにおける前記一対の溝の間の側の側面および前記電極パッドの前記上面における前記側面に接続する縁部を覆う非導電性膜を形成する工程と、
前記基板上で、前記一対の溝の間に、加速度に応じて変位する導電性の薄膜体を形成する工程と、を含むことを特徴とする。
本発明のその他の特徴については、以下において詳細に説明する。
本発明によれば、パッケージに保護された加速度センサにおいて、電極パッド間の寄生容量を抑えて特性変動を回避し、フリンジ効果を相殺する電極構造を有する薄膜構造体、およびその製造方法を得ることができる。
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において同一または相当する部分には同一符号を付して、その説明を簡略化ないし省略する。
実施の形態１．
本実施の形態に係る薄膜構造体の断面構造を、図１に示す。この薄膜構造体は、半導体加速度センサ等に用いられるものである。シリコン基板１の上には、第１絶縁膜２が設けられている。第１絶縁膜２の表面には、導電性の配線３が埋め込まれている。第１絶縁膜２の上面と配線３の上面との間には段差がなく、ほぼ平坦となっている。第１絶縁膜２、配線３の上に、第２絶縁膜４が設けられている。第２絶縁膜４は、シリコン窒化膜からなっている（以下、シリコン基板１、第１絶縁膜２、配線３、第２絶縁膜４からなる積層膜を「基板５」という）。配線３の表面で、第２絶縁膜４を貫通するように、孔部６ａ、６ｂが設けられている。基板５の上で、孔部６ａの上に、導電性の電極パッド７が設けられている。電極パッド７は、孔部６ａを経由して、配線３と接続されている。
本実施の形態に係る薄膜構造体の断面構造を、図１に示す。この薄膜構造体は、半導体加速度センサ等に用いられるものである。シリコン基板１の上には、第１絶縁膜２が設けられている。第１絶縁膜２の表面には、導電性の配線３が埋め込まれている。第１絶縁膜２の上面と配線３の上面との間には段差がなく、ほぼ平坦となっている。第１絶縁膜２、配線３の上に、第２絶縁膜４が設けられている。第２絶縁膜４は、シリコン窒化膜からなっている（以下、シリコン基板１、第１絶縁膜２、配線３、第２絶縁膜４からなる積層膜を「基板５」という）。配線３の表面で、第２絶縁膜４を貫通するように、孔部６ａ、６ｂが設けられている。基板５の上で、孔部６ａの上に、導電性の電極パッド７が設けられている。電極パッド７は、孔部６ａを経由して、配線３と接続されている。
ここで、電極パッド７の両側に隣接した部分を、近接部Ａと定義する。近接部Ａの外側を、非近接部Ｂと定義する。近接部Ａには、薄膜体８ａが設けられている。薄膜体８ａは導電性を有し、支持部８ｃと浮遊部８ｄとからなっている。支持部８ｃは第２絶縁膜４の上に設けられている。浮遊部８ｄは、支持部８ｃに支持され、第２絶縁膜４と所定間隔を有している。浮遊部８ｄの上面、すなわち薄膜体８ａの上面は、電極パッド７の上面よりも高くなっている。
非近接部Ｂには、薄膜体８ｂが設けられている。薄膜体８ｂは導電性を有し、支持部８ｅと浮遊部８ｆとからなっている。支持部８ｅは、孔部６ｂの上に設けられ、配線３と接続されている。浮遊部８ｆは、支持部８ｅに支持され、第２絶縁膜４と所定間隔を有している。このように、薄膜体８ａ、８ｂは導電性を有し、外部から与えられる加速度に応じて変位するようになっている。
非近接部Ｂには、薄膜体８ｂが設けられている。薄膜体８ｂは導電性を有し、支持部８ｅと浮遊部８ｆとからなっている。支持部８ｅは、孔部６ｂの上に設けられ、配線３と接続されている。浮遊部８ｆは、支持部８ｅに支持され、第２絶縁膜４と所定間隔を有している。このように、薄膜体８ａ、８ｂは導電性を有し、外部から与えられる加速度に応じて変位するようになっている。
浮遊部８ｄの上面と、浮遊部８ｄの電極パッド７側の側面に、第３絶縁膜１０が設けられている。この膜は、例えば、シリコン窒化膜などの膜である。第３絶縁膜１０を覆うように、シールド膜１１が積層されている。この膜は、例えば、不純物を添加しない多結晶シリコン膜（非導電性の膜）である。浮遊部８ｄの上面で、第３絶縁膜１０を貫通するように、孔部１２が設けられている。孔部１２により、シールド膜１１と薄膜体８ａとが接続されている。このようにして、シールド膜１１が、薄膜体８ａの上面と、薄膜体８ａの電極パッド７と対向する側面とを覆っている。
上述した第３絶縁膜１０は、薄膜体８ａからシールド膜１１に導電性物（薄膜体８ａに含まれる不純物）が拡散しないようにするための拡散防止膜である。また、孔部１２は、この薄膜構造体の製造過程において、薄膜体８ａとシールド膜１１が剥離しないようにするためのものである。
上述した第３絶縁膜１０は、薄膜体８ａからシールド膜１１に導電性物（薄膜体８ａに含まれる不純物）が拡散しないようにするための拡散防止膜である。また、孔部１２は、この薄膜構造体の製造過程において、薄膜体８ａとシールド膜１１が剥離しないようにするためのものである。
なお、図１では図示されていないが、基板５の上には複数の電極パッドが設けられている。それぞれの電極パッドは、薄膜体８ａの両側に配置されている。つまり、基板５の上で、薄膜体８ａの両側に一対の電極パッドが配置された構造となっている。そして、電極パッド７の側面は、シールド膜１１と対向している。シールド膜１１の上面は、電極パッド７の上面よりも高い構造となっている。
このため、電極パッドとパッケージとの間に水分等が浸入しても、隣接する電極パッド間の寄生容量を小さく抑えることができる。従って、隣接する電極パッド間のフリンジ効果を相殺し、特性変動を回避することができる。
このため、電極パッドとパッケージとの間に水分等が浸入しても、隣接する電極パッド間の寄生容量を小さく抑えることができる。従って、隣接する電極パッド間のフリンジ効果を相殺し、特性変動を回避することができる。
次に、図１に示した薄膜構造体の製造方法について説明する。
まず、シリコン基板の上に、シリコン酸化膜などからなる第１絶縁膜を形成する。次に、第１絶縁膜の表面を選択的にエッチングして、溝を形成する。この溝を埋め込むように、全面にタングステンなどの金属膜を形成する。次に、溝の外部に形成した金属膜を除去する。この結果、図２に示すように、シリコン基板１上の上に第１絶縁膜２が形成され、その表面に、導電性の配線３が形成される。このとき、第１絶縁膜２の上面と配線３の上面との間には段差がほとんど無く、平坦な形状となっている。
まず、シリコン基板の上に、シリコン酸化膜などからなる第１絶縁膜を形成する。次に、第１絶縁膜の表面を選択的にエッチングして、溝を形成する。この溝を埋め込むように、全面にタングステンなどの金属膜を形成する。次に、溝の外部に形成した金属膜を除去する。この結果、図２に示すように、シリコン基板１上の上に第１絶縁膜２が形成され、その表面に、導電性の配線３が形成される。このとき、第１絶縁膜２の上面と配線３の上面との間には段差がほとんど無く、平坦な形状となっている。
次に、図２に示した第１絶縁膜２、配線３の上に、全面にシリコン窒化膜を形成する。この結果、図３に示すように、第１絶縁膜２、配線３の上に、第２絶縁膜４が形成される。つまり、シリコン基板１上に、第１絶縁膜２、配線３、第２絶縁膜４を積層した基板５が形成される。
さらに、配線３の上の第２絶縁膜４を選択的にエッチングする。この結果、図３に示すように、配線３の上に孔部６ａ、６ｂが形成される。
さらに、配線３の上の第２絶縁膜４を選択的にエッチングする。この結果、図３に示すように、配線３の上に孔部６ａ、６ｂが形成される。
次に、図３に示した第２絶縁膜４の上に、全面にシリコン酸化膜を形成する。次に、このシリコン酸化膜を選択的にエッチングする。この結果、図４に示すように、第２絶縁膜４の上に、犠牲膜１３が形成され、その中に、溝パターン１４ａ、１４ｂ、１４ｃが形成される。溝パターン１４ａの底面には、第２絶縁膜４、孔部６ａが露出している。溝パターン１４ｂの底面には、孔部６ｂが露出している。溝パターン１４ｃの底面には、第２絶縁膜４が露出している。
次に、図４に示した溝パターン１４ａ、１４ｂ、１４ｃを埋め込むように、全面に、不純物を含むシリコン膜を埋め込む。さらに、シリコン膜を選択的にエッチングする。その結果、図５に示すように、溝パターン１４ｃの内部には支持部８ｃが形成され、その上に浮遊部８ｄが形成される。つまり、支持部８ｃおよび浮遊部８ｄからなる導電性の薄膜体８ａが形成される。また、溝パターン１４ｂの内部には支持部８ｅが形成され、その上に浮遊部８ｆが形成される。つまり、支持部８ｅおよび浮遊部８ｆからなる導電性の薄膜体８ｂが形成される。
次に、図５に示した犠牲膜１３、薄膜体８ａ、８ｂの上に、全面にシリコン窒化膜からなる第３絶縁膜を形成する。次に、第３絶縁膜を選択的にエッチングする。この結果、図６に示すように、浮遊部８ｄの上面と、浮遊部８ｄの溝パターン１４ａ側の側面、溝パターン１４ａ側の犠牲膜１３とを覆うように、第３絶縁膜１０が形成される。また、浮遊部８ｄの上に、第３絶縁膜１０を貫通する孔部１２が形成される。また、溝パターン１４ａの底面には、第２絶縁膜４および孔部６ａが露出している。
次に、図６に示した犠牲膜１３、および第３絶縁膜１０の上に、全面に多結晶シリコン膜（不純物を含まない）からなるシールド膜を形成する。次に、シールド膜を選択的にエッチングする。この結果、図７に示すように、第３絶縁膜１０を覆うように、シールド膜１１が形成される。このとき、シールド膜１１は、孔部１２を経由して、薄膜体８ａと接続されている。このようにして、薄膜体８ａの上面および側面を覆うように、シールド膜１１が形成される。
次に、図７に示した犠牲膜１３を、フッ酸水溶液などで全面除去する。前述したように、シールド膜１１は、孔部１２を介して薄膜体８ａと接続されている。また、シールド膜１１は多結晶シリコン膜であり、フッ酸水溶液に難溶であるため第２絶縁膜４から剥離することがない。また、シールド膜１１は孔部１２を介して薄膜体８ａと接続されているため、薄膜体８ａのリフトオフを防ぐことができる。また、第３絶縁膜１０はシリコン窒化膜であり、フッ酸水溶液に難溶であるため、第２絶縁膜４からのリフトオフを防ぐことができる。
次に、図７に示した溝パターン１４ａを埋め込むようにアルミニウムなどの金属膜を全面に形成する。そして、この金属膜を選択的にエッチングする。この結果、図１に示すように、孔部６ａの上で、電極パッド７が形成される。このとき、電極パッド７の上面は、シールド膜１１の上面よりも、相対的に低くなっている。
以上説明した製造方法により、隣接する電極パッド間の寄生容量を小さく抑えた薄膜構造体を形成することができる。
以上説明した製造方法により、隣接する電極パッド間の寄生容量を小さく抑えた薄膜構造体を形成することができる。
次に、上記製造方法の変形例について説明する。
上述した製造方法では、シールド膜１１を形成する工程（図７参照）の後に、電極パッド７を形成する工程（図１参照）を行うようにした。しかし、電極パッド７を形成した後に、シールド膜１１を形成するようにしても良い。
すなわち、第１絶縁膜２を形成する工程（図２参照）から、第３絶縁膜１０を形成するまでの工程（図６参照）を、上記製造方法と同様にして行う。次に、図示しないが、基板５上に、薄膜体８ａの両側に一対の電極パッドを形成する。次に、薄膜体８ａを覆うように、第３絶縁膜、孔部、シールド膜を形成する。その他の工程については、上記製造方法と同様に行う。
このような製造方法によっても、隣接する電極パッド間の寄生容量を小さく抑えた薄膜構造体を形成することができる。
上述した製造方法では、シールド膜１１を形成する工程（図７参照）の後に、電極パッド７を形成する工程（図１参照）を行うようにした。しかし、電極パッド７を形成した後に、シールド膜１１を形成するようにしても良い。
すなわち、第１絶縁膜２を形成する工程（図２参照）から、第３絶縁膜１０を形成するまでの工程（図６参照）を、上記製造方法と同様にして行う。次に、図示しないが、基板５上に、薄膜体８ａの両側に一対の電極パッドを形成する。次に、薄膜体８ａを覆うように、第３絶縁膜、孔部、シールド膜を形成する。その他の工程については、上記製造方法と同様に行う。
このような製造方法によっても、隣接する電極パッド間の寄生容量を小さく抑えた薄膜構造体を形成することができる。
実施の形態２．
本実施の形態に係る薄膜構造体の断面構造を、図８に示す。本実施の形態では、実施の形態１と異なる点を中心に説明する。シールド膜１１は、第３絶縁膜１０を覆い、さらに、電極パッド７の側面および上面縁部とを覆った構造とする。その他の構成については、実施の形態１と同様であるので、説明を省略する。
本実施の形態に係る薄膜構造体の断面構造を、図８に示す。本実施の形態では、実施の形態１と異なる点を中心に説明する。シールド膜１１は、第３絶縁膜１０を覆い、さらに、電極パッド７の側面および上面縁部とを覆った構造とする。その他の構成については、実施の形態１と同様であるので、説明を省略する。
上記構造では、電極パッド７の側面と、電極パッド７の上面縁部とを覆った構造とした。このため、隣接する電極パッド間の寄生容量を、実施の形態１よりもさらに小さく抑えることができる。これにより、実施の形態１の効果よりも、隣接する電極パッド間のフリンジ効果をさらに効果的に相殺し、特性変動を回避することができる。
次に、本実施の形態に係る薄膜構造体の製造方法について説明する。
まず、シリコン基板１の上に第１絶縁膜２を形成する工程（図２参照）から、第３絶縁膜１０を形成するまでの工程（図６参照）を、実施の形態１と同様にして形成する。次に、図６に示した溝パターン１４ａの孔部６ａの上に、電極パッド７を形成する。その結果、図９に示す構造が得られる。
まず、シリコン基板１の上に第１絶縁膜２を形成する工程（図２参照）から、第３絶縁膜１０を形成するまでの工程（図６参照）を、実施の形態１と同様にして形成する。次に、図６に示した溝パターン１４ａの孔部６ａの上に、電極パッド７を形成する。その結果、図９に示す構造が得られる。
次に、図９に示した第３絶縁膜１０、溝パターン１４ａ、電極パッド７の側面および上面縁部を覆うように、シールド膜を形成する。その結果、図１０に示す構造が得られる。次に、図１０に示した犠牲膜１３を全面除去する。この結果、図８に示す構造が得られる。
すなわち、本実施の形態の製造方法は、実施の形態１で示した製造方法の変形例において、シールド膜１１が、電極パッド７の側面および上面縁部を覆うように形成するものである。
すなわち、本実施の形態の製造方法は、実施の形態１で示した製造方法の変形例において、シールド膜１１が、電極パッド７の側面および上面縁部を覆うように形成するものである。
上記製造方法によれば、隣接する電極パッド間の寄生容量を、実施の形態１よりもさらに小さく抑えた薄膜構造体を形成することができる。
実施の形態３．
本実施の形態に係る薄膜構造体の断面構造を、図１１に示す。本実施の形態では、実施の形態１と異なる点を中心に説明する。
近接部Ａの浮遊部８ｄの端部を電極パッド７側に伸延させて、浮遊部８ｄの側面が、可能な限り電極パッド７側に接近するようにした。つまり、薄膜体８ａと電極パッド７との間隔が、パターニング可能な最小の間隔で形成されるようにした。
本実施の形態に係る薄膜構造体の断面構造を、図１１に示す。本実施の形態では、実施の形態１と異なる点を中心に説明する。
近接部Ａの浮遊部８ｄの端部を電極パッド７側に伸延させて、浮遊部８ｄの側面が、可能な限り電極パッド７側に接近するようにした。つまり、薄膜体８ａと電極パッド７との間隔が、パターニング可能な最小の間隔で形成されるようにした。
具体的には、薄膜体８ａを形成する工程と、電極パッド７を形成する工程のリソグラフィ、エッチングにおいて、薄膜体８ａと電極パッド７が接触しない間隔で、可能な限り小さい間隔で形成する。
このとき、シールド膜１１の電極パッド７の側面に対向する部分が、電極パッド７の上面よりも高くなるようにする。その他の構成については、実施の形態１と同様であるので、説明を省略する。
このとき、シールド膜１１の電極パッド７の側面に対向する部分が、電極パッド７の上面よりも高くなるようにする。その他の構成については、実施の形態１と同様であるので、説明を省略する。
上記構造とすることにより、電極パッド７の側面に近接するシールド膜１１の高さを、実施の形態１と比較して大きくすることができる。これにより、隣接する電極パッド間の寄生容量を、実施の形態１よりもさらに小さく抑えることができる。従って、実施の形態１の効果よりも、隣接する電極パッド間のフリンジ効果をさらに効果的に相殺し、特性変動を回避することができる。
実施の形態４．
本実施の形態に係る薄膜構造体の断面構造を、図１２に示す。本実施の形態では、実施の形態３と異なる点を中心に説明する。
シールド膜１１は、第３絶縁膜１０を覆い、さらに、電極パッド７の側面および上面縁部とを覆った構造とする。その他の構成については、実施の形態３と同様であるので、説明を省略する。
本実施の形態に係る薄膜構造体の断面構造を、図１２に示す。本実施の形態では、実施の形態３と異なる点を中心に説明する。
シールド膜１１は、第３絶縁膜１０を覆い、さらに、電極パッド７の側面および上面縁部とを覆った構造とする。その他の構成については、実施の形態３と同様であるので、説明を省略する。
上記構造によれば、実施の形態３の構造（図１１参照）と比較して、隣接する電極パッド間の寄生容量を、さらに小さく抑えることができる。これにより、実施の形態３の効果よりも、隣接する電極パッド間のフリンジ効果をさらに効果的に相殺し、特性変動を回避することができる。
実施の形態５．
本実施の形態に係る薄膜構造体の断面構造を、図１３に示す。本実施の形態では、実施の形態１〜４と異なる点を中心に説明する。
電極パッド７は、第１絶縁膜２の表面に形成された溝１５の中に設けられている。溝１５の側面および底面に沿って、配線３が設けられている。電極パッド７の上面の高さは、基板５の上面の高さとほぼ同じか、それ以下となっている。図示しないが、薄膜体８ａの両側で、基板５の表面に形成された溝１５の中に、それぞれ電極パッドが設けられている。
溝１５の側面および底面、電極パッド７の側面および上面縁部を覆うように、第２絶縁膜４が設けられている。第２絶縁膜４は、シリコン窒化膜である。
また、実施の形態１（図１参照）に示した第３絶縁膜１０、シールド膜１１、孔部１２は、設けられていない。その他の構成については、実施の形態１と同様であるので、説明を省略する。
本実施の形態に係る薄膜構造体の断面構造を、図１３に示す。本実施の形態では、実施の形態１〜４と異なる点を中心に説明する。
電極パッド７は、第１絶縁膜２の表面に形成された溝１５の中に設けられている。溝１５の側面および底面に沿って、配線３が設けられている。電極パッド７の上面の高さは、基板５の上面の高さとほぼ同じか、それ以下となっている。図示しないが、薄膜体８ａの両側で、基板５の表面に形成された溝１５の中に、それぞれ電極パッドが設けられている。
溝１５の側面および底面、電極パッド７の側面および上面縁部を覆うように、第２絶縁膜４が設けられている。第２絶縁膜４は、シリコン窒化膜である。
また、実施の形態１（図１参照）に示した第３絶縁膜１０、シールド膜１１、孔部１２は、設けられていない。その他の構成については、実施の形態１と同様であるので、説明を省略する。
上記構造によれば、薄膜構造体８ａの高さを、電極パッド７の高さよりも相対的に高くすることができる。また、電極パッド７の側面および上面縁部が、第２絶縁膜４により覆われている。これは、実施の形態２で示した構造（図８参照）と同様に、電極パッド７の側面および上面縁部が、シールド膜で覆われていることと、同様の効果を有する。従って、実施の形態１の効果よりも、隣接する電極パッド間のフリンジ効果をさらに効果的に相殺し、特性変動を回避することができる。
次に、本実施の形態に係る薄膜構造体の製造方法について説明する。
まず、シリコン基板の上に第１絶縁膜を形成し、その表面を選択的にエッチングして、溝を形成する。次に、第１絶縁膜の表面、溝の側面、底面に沿って、配線を形成する。この結果、図１４に示すように、シリコン基板１の表面に溝１５が形成され、第１絶縁膜２の表面、溝１５の側面および底面に沿って、配線３が形成される。このとき、図１４には図示されていないが、溝１５は、複数形成されている。
まず、シリコン基板の上に第１絶縁膜を形成し、その表面を選択的にエッチングして、溝を形成する。次に、第１絶縁膜の表面、溝の側面、底面に沿って、配線を形成する。この結果、図１４に示すように、シリコン基板１の表面に溝１５が形成され、第１絶縁膜２の表面、溝１５の側面および底面に沿って、配線３が形成される。このとき、図１４には図示されていないが、溝１５は、複数形成されている。
次に、図１４に示した溝１５の中に、電極パッドを形成する。この結果、図１５に示すように、溝１５の底面に電極パッド７が形成される。このとき、電極パッド７の上面の高さは、基板５上面の高さとほぼ同じか、それ以下の高さとなっている。
次に、図１５に示した第１絶縁膜２、配線３、溝１５、電極パッド７の上に、全面にシリコン窒化膜を形成する。次に、これを選択的にエッチングする。この結果、図１６に示すように、第１絶縁膜２、配線３、溝１５、電極パッド７を覆うように、第２絶縁膜４が形成される。また、溝１５の外部の配線３の上に、第２絶縁膜４を貫通する孔部６ｂが形成される。
次に、図１６に示した第２絶縁膜４の上に、全面にシリコン酸化膜を形成する。次に、これを選択的にエッチングする。この結果、図１７に示すように、溝パターン１４ａが形成される。また、溝１５の外部で、孔部６ｂの上に、溝パターン１４ｂが形成される。また、溝１５の外部で、第２絶縁膜４の上に、溝パターン１４ｃが形成される。
次に、図１７に示した溝パターン１４ａ、１４ｂ、１４ｃを埋め込むように、不純物を含むシリコン膜を全面に形成する。次に、シリコン膜を選択的にエッチングする。次に、電極パッド７の上面の第２絶縁膜４を選択的に除去する。このようにして、電極パッド７の側面および上面縁部を覆うように、第２絶縁膜４が形成される。次に、犠牲膜１３を全面除去する。その結果、図１３に示す構造が得られる。図１３では図示されていないが、基板５の上で、隣接する溝１５の間に、薄膜体８ａが形成されている。
上記製造方法によれば、第２絶縁膜４により、電極パッド７の側面および上面縁部を覆うようにしたので、実施の形態１で示した第３絶縁膜１０、シールド膜１１、孔部１２を形成する工程を省略することができる。従って、実施の形態１の効果に加えて、実施の形態１よりも、工程数を削減することができる。
実施の形態６.
本実施の形態に係る薄膜構造体の断面構造を、図１８に示す。本実施の形態では、実施の形態１と異なる点を中心に説明する。
この図では、実施の形態１〜５で示した薄膜構造体の図示を省略している。複数の電極パッド７が基板５の上に形成されている。隣接する電極パッドの間に、電極パッド７よりも膜厚が厚いシールドパターン１６が設けられている。つまり、隣接する電極パッド間に、上面の高さが電極パッド７よりも高いシールドパターンが設けられている。これは、例えば、シリコン酸化膜などの絶縁膜、または不純物を添加しないシリコン膜など、非導電性の膜である。
その他の構成については、実施の形態１と同様であるので、説明を省略する。
本実施の形態に係る薄膜構造体の断面構造を、図１８に示す。本実施の形態では、実施の形態１と異なる点を中心に説明する。
この図では、実施の形態１〜５で示した薄膜構造体の図示を省略している。複数の電極パッド７が基板５の上に形成されている。隣接する電極パッドの間に、電極パッド７よりも膜厚が厚いシールドパターン１６が設けられている。つまり、隣接する電極パッド間に、上面の高さが電極パッド７よりも高いシールドパターンが設けられている。これは、例えば、シリコン酸化膜などの絶縁膜、または不純物を添加しないシリコン膜など、非導電性の膜である。
その他の構成については、実施の形態１と同様であるので、説明を省略する。
上記構造によれば、シールドパターン１６の膜厚を厚くすることにより、隣接する電極パッド間の寄生容量を小さく抑えることができる。これにより、実施の形態１の効果に加えて、隣接する電極パッド間のフリンジ効果を容易に相殺し、特性変動をさらに効果的に回避することができる。
実施の形態７．
本実施の形態に係る薄膜構造体の平面図を図１９に示す。
本実施の形態では、実施の形態１〜６に示した薄膜構造体において、隣接する電極パッドの間隔が、可能な限り大きくなるように配置した構造とする。例えば、基板５の辺に沿って配置された電極パッド７が３個である場合、辺の中央部に１個の電極パッドを配置し、辺の両端部に２つの電極パッドを配置する。このとき、隣接する電極パッド間の間隔Ｄは、２００μｍ以上とすることが好適である。これにより、隣接するパッド間の寄生容量を小さく抑えることができる。
本実施の形態に係る薄膜構造体の平面図を図１９に示す。
本実施の形態では、実施の形態１〜６に示した薄膜構造体において、隣接する電極パッドの間隔が、可能な限り大きくなるように配置した構造とする。例えば、基板５の辺に沿って配置された電極パッド７が３個である場合、辺の中央部に１個の電極パッドを配置し、辺の両端部に２つの電極パッドを配置する。このとき、隣接する電極パッド間の間隔Ｄは、２００μｍ以上とすることが好適である。これにより、隣接するパッド間の寄生容量を小さく抑えることができる。
上記構造によれば、実施の形態１〜６の効果に加えて、隣接する電極パッド間の寄生容量を小さく抑えることができる。従って、実施の形態１〜６よりもさらに効果的に、隣接する電極パッド間のフリンジ効果を相殺し、特性変動を回避することができる。
１ シリコン基板、２ 第１絶縁膜、３ 配線、４ 第２絶縁膜、６ａ、６ｂ 孔部、７ 電極パッド、８ａ、８ｂ 薄膜体、８ｃ、８ｅ 支持部、８ｄ、８ｆ 浮遊部、１０ 第３絶縁膜、１１ シールド膜、１２ 孔部、１３ 犠牲膜、１４ａ、１４ｂ、１４ｃ 溝パターン、１６ シールドパターン。
Claims (5)
- 基板の表面に設けられ、加速度に応じて変位する導電性の薄膜体と、
前記薄膜体の両側で、前記基板の前記表面に形成された溝の中に設けられ、前記薄膜体側の端が当該溝の縁を越えず且つ上面の高さが前記溝の深さ以下となるように設けられた一対の電極パッドと、
前記電極パッドにおける前記薄膜体側の側面および前記電極パッドの前記上面における前記側面に接続する縁部を覆う非導電性膜と、
を有することを特徴とする薄膜構造体。 - 前記一対の電極パッドの間に、上面が前記電極パッドよりも高い非導電性膜パターンを設けたことを特徴とする請求項１に記載の薄膜構造体。
- 前記一対の電極パッドの間隔は、２００μｍ以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の薄膜構造体。
- 前記薄膜体は、前記基板の前記表面に設けられた導電性の支持部と、前記支持部に支持され前記基板と所定間隔を有する導電性の浮遊部と、を有し、前記加速度に応じて前記浮遊部が前記支持部に支持された状態で変位するものであることを特徴とする。請求項１〜３のいずれか１項に記載の薄膜構造体。
- 基板の表面に一対の溝を形成する工程と、
前記それぞれの溝の中に、前記一対の溝の間側の端が当該それぞれの溝の縁を越えず且つ上面の高さが前記溝の深さ以下となるように電極パッドを形成する工程と、
前記電極パッドにおける前記一対の溝の間側の側面および前記電極パッドの前記上面における前記側面に接続する縁部を覆う非導電性膜を形成する工程と、
前記基板上で、前記一対の溝の間に、加速度に応じて変位する導電性の薄膜体を形成する工程と、
を含むことを特徴とする薄膜構造体の製造方法。
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