JPH10111202A - 複合メサ構造並びにその形成方法、及びこれを用いた複合メサ型ダイアフラム並びに圧力センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 メサ角を一定に保持することが可能となり、
メサの寸法・形状を精度良く制御することが容易となる
複合メサ構造並びにその形成方法、及びこれを用いた複
合メサ型ダイアフラム並びに圧力センサを提供するこ
と。 【解決手段】 基板１２に対して凸状態のメサ形状を有
する第１メサ１０１が形成されると共に、第１メサ１０
１の頂部に対して、凹状態のメサ形状を有する第２メサ
１０２が頂部上に少なくとも１つ以上形成されて構成さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、メサ構造並びにそ
の形成方法、及びこれを用いたダイアフラム並びに圧力
センサに関する。

【０００２】

【従来の技術】図４は、従来のダイアフラムを用いた圧
力センサを説明するための断面図である。

【０００３】従来この種のメサ構造を有するダイアフラ
ムを用いた圧力センサとしては、例えば、実開平４−１
３３４５８号公報（考案の名称：圧力センサ、出願人：
オムロン株式会社、出願日：平成４年１２月１１日）に
開示されたものがある（図４参照）。

【０００４】図４に示すダイアフラムは、単結晶シリコ
ン基板１の中央に薄肉部２が形成され、更に、薄肉部２
の中央に肉厚部７が形成されたメサ２を有する構成を有
していた。

【０００５】またこのようなダイアフラムを用いた圧力
センサＡは、ガラス版と、ダイアフラムとを、空洞４を
介して接合して成る感圧チップを備えたものであって、
ダイアフラムの下面が係止部材８に固定され、所定の間
隔を介して肉厚部７と対向する突起部９及び基板厚方向
に貫通する貫通孔８ａが係止部材８に設けられた構造を
有していた。

【０００６】また、基板３とダイアフラムの上面とが形
成する静電容量を検出するために、基板３の下面とダイ
アフラムの下面の各々には、静電容量検出用の一対の電
極５，５が設けられていた。

【０００７】このような構成を有する圧力センサＡにお
いては、貫通孔６を介して被測定部の圧力が空洞４内に
伝達されるとダイアフラムが変形し、この変形量を電極
５，５を用いて検出していた。

【０００８】図５（ａ）〜図５（ｈ）は、従来の圧力セ
ンサＡに用いられているダイアフラムの形成方法を説明
するための工程図である。

【０００９】このような構成を有するダイアフラムにお
いては、メサ２の重量に依ってダイアフラムに撓みが発
生し、これに起因して圧力センサの特性（例えば、オフ
セットやスパン）にばらつきが発生してしまう可能性が
ある。

【００１０】更に、メサ２の重量に起因して、圧力セン
サが一種の加速度センサとして働き、外乱である機械的
振動に対して静電容量の無用な変化を生じてしまう可能
性がある。

【００１１】また、外乱である機械的振動に対して無用
の振動を発生するためダイアフラムの機械的強度を低下
させる可能性がある。

【００１２】そこで、このような問題点を解決するため
に、従来の圧力センサＡでは、メサ２の軽量化を図るた
めに、肉厚の薄いメサ２を構成するためのダイアフラム
の形成方法が実施されていた（図５（ａ）〜図５（ｈ）
参照）。

【００１３】図５（ａ）〜図５（ｃ）の工程は、（１０
０）シリコン基板上にマスク材を成膜し（図５
（ａ））、メサ２の頂部に応じたパターニングをフォト
リソグラフィーを用いてこのマスク材に実行してメサマ
スクを作成し（図５（ｂ））、パターニングに従って
（１００）シリコン基板の異方性エッチングを行ってメ
サ２を形成する（図５（ｃ））、第１エッチング工程を
示している。

【００１４】図５（ｄ）の工程は、メサ２の頂部のマス
ク材のみを剥離する工程を示している。

【００１５】図５（ｅ）〜図５（ｈ）の工程は、第１エ
ッチング工程に続いて、メサ２に異方性エッチングを行
ってメサ２の肉厚を調節する第２エッチング工程を示し
ている。

【００１６】メサ２の頂部は（１００）結晶方位面で形
成され、側面は（１１１）結晶方位面で形成されること
になる。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のダイアフラムの形成方法では、第２エッチン
グ工程でメサ２の頂部のマスク材のみを剥離する際（図
５（ｄ）の工程）、頂部の角部から（１００）結晶方位
面よりもエッチングレートが速い面が現れてしまい（図
５（ｅ）の工程）、エッチング工程の進行につれて頂部
の（１００）結晶方位面及び側部の（１１１）結晶方位
面が共にエッチングされる（図５（ｆ）の工程）。

【００１８】このようなエッチング工程が継続される
と、メサ２の側面の（１１１）結晶方位面は、前述の速
いエッチングレートを有する面のみで構成されるように
なる（図５（ｇ）の工程）。

【００１９】更にエッチング工程を継続すると、図５
（ｈ）の工程に示すように、頂部の（１００）結晶方位
面やダイアフラム周囲の（１００）結晶方位面がエッチ
ングされる数倍のエッチング速度でメサ２の底面積が減
少することに起因して、メサ寸法ｄが減少してしまう結
果、メサ２の角度（以降、メサ角と略す）を一定に保持
すること及びメサ２の寸法・形状を精度良く制御するこ
と（則ち、寸法・形状の制御性を維持すること）が難し
いという技術的課題があった。

【００２０】また、従来の第２エッチング工程における
エッチングレートは、エッチング条件（例えば、エッチ
ャントの温度や濃度）のばらつきによって大きく依存す
るため、メサ角を保持することや寸法・形状の制御性を
維持することが更に難しいという技術的課題があった。

【００２１】本発明は、このような従来の問題点を解決
することを課題としており、特に、基板上にマスク材を
成膜し、第１メサの頂部に応じたパターニングをフォト
リソグラフィーを用いてマスク材に実行して第１メサマ
スクを作成し、パターニングに従って基体の異方性エッ
チングを行って第１メサを形成する第１エッチング工程
と、第１エッチング工程に続いて、第１メサの頂部上に
マスク材を成膜し、第２メサの頂部に応じたパターニン
グをフォトリソグラフィーを用いて実行して第１メサの
頂部上の周縁部分にマスク材を成膜して第２メサマスク
を作成し、パターニングに従って第１メサの異方性エッ
チングを行って第２メサを形成する第２エッチング工程
とを設けることに依り、頂部の（１００）結晶方位面や
ダイアフラム周囲の（１００）結晶方位面がエッチング
される数倍のエッチング速度でメサの底面積が減少する
ことを防いでメサ寸法ｄの減少を回避できる結果、メサ
角を一定に保持することが可能となり、メサの寸法・形
状を精度良く制御すること（則ち、寸法・形状の制御性
を維持すること）が容易となる複合メサ構造の形成方法
を提供することを課題とする。

【００２２】更に、エッチング条件（例えば、エッチャ
ントの温度や濃度）のばらつきに起因するエッチングレ
ートの変化に影響されることなく、メサ角を一定に保持
すること及び寸法・形状の制御性を維持することが可能
となる複合メサ構造の形成方法を提供することを課題と
する。

【００２３】また、基板に対して凸状態のメサ形状を有
する第１メサが形成されると共に、第１メサの頂部に対
して、凹状態のメサ形状を有する第２メサが頂部上に少
なくとも１つ以上形成されて構成されることに依り、頂
部の（１００）結晶方位面やダイアフラム周囲の（１０
０）結晶方位面がエッチングされる数倍のエッチング速
度でメサの底面積が減少することを防いでメサ寸法ｄの
減少を回避できる結果、メサ角を一定に保持することが
可能となり、メサの寸法・形状を精度良く制御すること
（則ち、寸法・形状の制御性を維持すること）が容易と
なる複合メサ構造、複合メサ構造を有する複合メサ型ダ
イアフラム、及び複合メサ型ダイアフラムを用いて構成
された圧力センサを提供することを課題とする。

【００２４】更に、エッチング条件（例えば、エッチャ
ントの温度や濃度）のばらつきに起因するエッチングレ
ートの変化に影響されることなく、メサ角を一定に保持
すること及び寸法・形状の制御性を維持することが可能
となる複合メサ構造、複合メサ構造を有する複合メサ型
ダイアフラム、及び複合メサ型ダイアフラムを用いて構
成された圧力センサを提供することを課題とする。

【００２５】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、基板１２に対して凸状態のメサ形状を有する第１メ
サ１０１が形成されると共に、当該第１メサ１０１の頂
部Ｂに対して、凹状態のメサ形状を有する第２メサ１０
２が当該頂部Ｂ上に少なくとも１つ以上形成されて構成
されている、ことを特徴とする複合メサ構造３０であ
る。

【００２６】請求項１に記載の発明に依れば、エッチン
グ条件（例えば、エッチャントの温度や濃度）のばらつ
きに起因するエッチングレートの変化に影響されること
なく、メサ角θ1，θ2の各々を一定に保持すること及び
寸法・形状の制御性を維持することが可能となる複合メ
サ構造３０を実現することができるといった効果を奏す
る。

【００２７】この様な複合メサ構造３０に依り、複合メ
サ型ダイアフラム１０の第１メサ１０１及び第２メサ１
０２のメサ角θ1及びθ2を一定に保持すると共に、第１
メサ１０１及び第２メサ１０２の寸法・形状の制御性を
維持した状態で、複合メサ型ダイアフラム１０の軽量化
を図ることが可能となる複合メサ構造３０を実現するこ
とができるといった効果を奏する。

【００２８】この様に複合メサ型ダイアフラム１０の軽
量化を寸法制御性を維持した状態で実現できる結果、複
合メサ型ダイアフラム１０の撓みの発生を回避して、こ
れに起因する圧力センサ２０の特性（例えば、オフセッ
トやスパン）にばらつきの発生を回避できるようになる
複合メサ構造３０を実現することができるといった効果
を奏する。

【００２９】更に、第１メサ１０１及び第２メサ１０２
の軽量化を寸法制御性を維持した状態で実現できる結
果、圧力センサ２０が一種の加速度センサとして働く現
象を回避でき、その結果、外乱である機械的振動に起因
する静電容量の無用な変化を回避できるようになる複合
メサ構造３０を実現することができるといった効果を奏
する。

【００３０】また、外乱である機械的振動に起因する無
用な振動を回避できるようになる結果、複合メサ型ダイ
アフラム１０の機械的強度の無用な低下を回避できるよ
うになる複合メサ構造３０を実現することができるとい
った効果を奏する。

【００３１】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の複合メサ構造３０の形成方法において、基板１２上に
マスク材１１を成膜し、前記第１メサ１０１の頂部Ｂに
応じたパターニングをフォトリソグラフィーを用いて当
該マスク材１１に実行して第１メサマスク１４を作成
し、当該パターニングに従って基体の異方性エッチング
を行って前記第１メサ１０１を形成する第１エッチング
工程と、前記第１エッチング工程に続いて、前記第１メ
サ１０１の頂部Ｂ上にマスク材１１を成膜し、前記第２
メサ１０２の頂部Ｂに応じたパターニングをフォトリソ
グラフィーを用いて実行して前記第１メサ１０１の頂部
Ｂ上の周縁部分にマスク材１１を成膜して第２メサマス
ク１６を作成し、当該パターニングに従って当該第１メ
サ１０１の異方性エッチングを行って前記第２メサ１０
２を形成する第２エッチング工程とを有する、ことを特
徴とする複合メサ構造３０の形成方法である。

【００３２】請求項２に記載の発明に依れば、第１メサ
１０１の頂部Ｂ上の周縁部分に第２メサマスク１６を設
ける第２エッチング工程に依り、請求項１に記載の効果
に加えて、第１メサ１０１の頂部Ｂに第２メサ１０２を
設けることに依り、頂部Ｂの（１００）結晶方位面やダ
イアフラム周囲の（１００）結晶方位面がエッチングさ
れる数倍のエッチング速度で第１メサ１０１の底面積が
減少することを防いでメサ寸法ｄの減少を回避できる結
果、メサ角θ1，θ2の各々を一定に保持することが可能
となり、メサの寸法・形状を精度良く制御すること（則
ち、寸法・形状の制御性を維持すること）が容易となる
効果を奏する。

【００３３】更に、エッチング条件（例えば、エッチャ
ントの温度や濃度）のばらつきに起因するエッチングレ
ートの変化に影響されることなく、メサ角θ1，θ2の各
々を一定に保持すること及び寸法・形状の制御性を維持
することが可能となる複合メサ構造３０を実現すること
ができるといった効果を奏する。

【００３４】この様な複合メサ構造３０に依り、複合メ
サ型ダイアフラム１０の第１メサ１０１及び第２メサ１
０２のメサ角θ1及びθ2を一定に保持すると共に、第１
メサ１０１及び第２メサ１０２の寸法・形状の制御性を
維持した状態で、複合メサ型ダイアフラム１０の軽量化
を図ることが可能となる複合メサ構造３０を実現するこ
とができるといった効果を奏する。

【００３５】この様に複合メサ型ダイアフラム１０の軽
量化を寸法制御性を維持した状態で実現できる結果、複
合メサ型ダイアフラム１０の撓みの発生を回避して、こ
れに起因する圧力センサ２０の特性（例えば、オフセッ
トやスパン）にばらつきの発生を回避できるようになる
複合メサ構造３０を実現することができるといった効果
を奏する。

【００３６】更に、第１メサ１０１及び第２メサ１０２
の軽量化を寸法制御性を維持した状態で実現できる結
果、圧力センサ２０が一種の加速度センサとして働く現
象を回避でき、その結果、外乱である機械的振動に起因
する静電容量の無用な変化を回避できるようになる複合
メサ構造３０を実現することができるといった効果を奏
する。

【００３７】また、外乱である機械的振動に起因する無
用な振動を回避できるようになる結果、複合メサ型ダイ
アフラム１０の機械的強度の無用な低下を回避できるよ
うになる複合メサ構造３０を実現することができるとい
った効果を奏する。

【００３８】請求項３に記載の発明は、請求項１に記載
の複合メサ構造３０を用いた複合メサ型ダイアフラム１
０において、基体上に前記複合メサ構造３０を有する、
ことを特徴とする複合メサ型ダイアフラム１０である。

【００３９】請求項３に記載の発明に依れば、この様な
複合メサ構造３０に依り、複合メサ型ダイアフラム１０
の第１メサ１０１及び第２メサ１０２のメサ角θ1及び
θ2を一定に保持すると共に、第１メサ１０１及び第２
メサ１０２の寸法・形状の制御性を維持した状態で、複
合メサ型ダイアフラム１０の軽量化を図ることが可能と
なる複合メサ型ダイアフラム１０を実現することができ
るといった効果を奏する。

【００４０】請求項４に記載の発明は、請求項３に記載
の複合メサ型ダイアフラム１０を用いた圧力センサ２０
において、キャビティ２０４内に生じた圧力の変化に応
じて、当該キャビティ２０４中に張設されたダイアフラ
ムが発生した変形量を検出して当該キャビティ２０４内
の圧力変化を検出する圧力センサ２０において、前記ダ
イアフラムとして前記複合メサ型ダイアフラム１０を用
いて構成されたことを特徴とする圧力センサ２０であ
る。

【００４１】請求項４に記載の発明に依れば、軽量化が
可能となった複合メサ型ダイアフラム１０を用いること
に依り、複合メサ型ダイアフラム１０の撓みの発生を回
避して、これに起因する圧力センサ２０の特性（例え
ば、オフセットやスパン）にばらつきの発生を回避でき
るようになる圧力センサ２０を実現することができると
いった効果を奏する。

【００４２】更に、第１メサ１０１及び第２メサ１０２
の軽量化を寸法制御性を維持した状態で実現できる結
果、圧力センサ２０が一種の加速度センサとして働く現
象を回避でき、その結果、外乱である機械的振動に起因
する静電容量の無用な変化を回避できるようになる圧力
センサ２０を実現することができるといった効果を奏す
る。

【００４３】また、外乱である機械的振動に起因する無
用な振動を回避できるようになる結果、複合メサ型ダイ
アフラム１０の機械的強度の無用な低下を回避できるよ
うになる圧力センサ２０を実現することができるといっ
た効果を奏する。

【００４４】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明の一実
施形態を説明する。

【００４５】初めに、複合メサ型ダイアフラム１０の実
施形態を説明する。

【００４６】図１（ａ）は、複合メサ構造３０を有する
を用いた複合メサ型ダイアフラム１０を説明するための
底面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）の複合メサ型
ダイアフラム１０のＡ−Ａ断面図である。

【００４７】本複合メサ構造３０は、図１（ｂ）のＡ−
Ａ断面図に示すように、単結晶シリコンを用いた基板１
２に対して凸状態のメサ形状を有する第１メサ１０１が
形成され、更に、第１メサ１０１の頂部Ｂに対して、凹
状態のメサ形状を有する第２メサ１０２が頂部Ｂ上に形
成されて構成されている。

【００４８】また図１（ａ），（ｂ）に示す本実施形態
の複合メサ型ダイアフラム１０の基体（具体的には、単
結晶シリコン）上には、後述する複合メサ構造３０の形
成方法に従って、前述の複合メサ構造３０が形成されて
いる。

【００４９】この様に、第１メサ１０１の頂部Ｂに第２
メサ１０２を設けることに依り、エッチング条件（例え
ば、エッチャントの温度や濃度）のばらつきに起因する
エッチングレートの変化に影響されることなく、メサ角
θ1，θ2の各々を一定に保持すること及び寸法・形状の
制御性を維持することが可能となる複合メサ構造３０を
実現することができるといった効果を奏する。

【００５０】またこの様な複合メサ構造３０に依り、複
合メサ型ダイアフラム１０の第１メサ１０１及び第２メ
サ１０２のメサ角θ1及びθ2を一定に保持すると共に、
第１メサ１０１及び第２メサ１０２の寸法・形状の制御
性を維持した状態で、複合メサ型ダイアフラム１０の軽
量化を図ることが可能となる複合メサ構造３０を実現す
ることができるといった効果を奏する。

【００５１】この様に複合メサ型ダイアフラム１０の軽
量化を寸法制御性を維持した状態で実現できる結果、複
合メサ型ダイアフラム１０の撓みの発生を回避して、こ
れに起因する圧力センサ２０の特性（例えば、オフセッ
トやスパン）にばらつきの発生を回避できるようになる
複合メサ構造３０を実現することができるといった効果
を奏する。

【００５２】更に、第１メサ１０１及び第２メサ１０２
の軽量化を寸法制御性を維持した状態で実現できる結
果、圧力センサ２０が一種の加速度センサとして働く現
象を回避でき、その結果、外乱である機械的振動に起因
する静電容量の無用な変化を回避できるようになる複合
メサ構造３０を実現することができるといった効果を奏
する。

【００５３】また、外乱である機械的振動に起因する無
用な振動を回避できるようになる結果、複合メサ型ダイ
アフラム１０の機械的強度の無用な低下を回避できるよ
うになる複合メサ構造３０を実現することができるとい
った効果を奏する。

【００５４】次に、図面に基づき、複合メサ型ダイアフ
ラム１０の形成される複合メサ構造３０の形成方法を説
明する。

【００５５】図２（ａ）〜図２（ｅ）は、本発明の複合
メサ構造３０の形成方法を説明するための工程図であ
り、図２（ｆ）は、複合メサ構造３０を有するを用いた
複合メサ型ダイアフラム１０を説明するための断面図で
ある。

【００５６】図２（ａ）→図２（ｂ）→図２（ｃ）の工
程は第１エッチング工程を示し、図２（ｄ）→図２
（ｅ）の工程は第２エッチング工程を示している。

【００５７】第１エッチング工程は、単結晶シリコン基
板１２上にマスク材１１を成膜する工程（図２（ａ）参
照）と、この工程に続いて、第１メサ１０１の頂部Ｂに
応じたパターニングをフォトリソグラフィーを用いてマ
スク材１１に実行して第１メサマスク１４を作成する工
程（図２（ｂ）参照）と、この工程に続いて、パターニ
ングに従って面方位（１００）シリコン基板１２の異方
性エッチングを行って第１メサ１０１を形成するする工
程（図２（ｃ）参照）とから構成される。

【００５８】この結果、メサ角θ1を有する第１メサ１
０１が形成される。この様な第１メサ１０１において、
頂部Ｂは（１００）結晶方位面で形成され、側面は（１
１１）結晶方位面で形成されることになる。

【００５９】第２エッチング工程は、第１エッチング工
程に続いて、第１メサ１０１に異方性エッチングを行っ
て第１メサ１０１の重量を調節する工程であって、第１
メサ１０１の頂部Ｂ上にマスク材１１を成膜し、第２メ
サ１０２の頂部Ｂに応じたパターニングをフォトリソグ
ラフィーを用いて実行して第１メサ１０１の頂部Ｂ上の
周縁部分にマスク材１１を成膜して第２メサマスク１６
を作成する工程（図２（ｄ）参照）と、この工程に続い
て、パターニングに従って第１メサ１０１の異方性エッ
チングを行って第２メサ１０２を形成する工程（図２
（ｅ）参照）とから構成される。

【００６０】この結果、図２（ｆ）に示すようなメサ角
θ2を有する第２メサ１０２が形成される。この様な第
２メサ１０２において、頂部Ｂは（１００）結晶方位面
で形成され、側面は（１１１）結晶方位面で形成される
ことになる。

【００６１】以上説明したように、本形成方法に依れ
ば、第１メサ１０１の頂部Ｂ上の周縁部分に第２メサマ
スク１６を設ける第２エッチング工程に依り、請求項１
に記載の効果に加えて、頂部Ｂ（１００）の面や複合メ
サ型ダイアフラム１０周囲の（１００）結晶方位面がエ
ッチングされる数倍のエッチング速度で第１メサ１０１
の底面積が減少することを防いでメサ寸法ｄの減少を回
避できる結果、メサ角θ1，θ2の各々を一定に保持する
ことが可能となり、メサの寸法・形状を精度良く制御す
ること（則ち、寸法・形状の制御性を維持すること）が
容易となる複合メサ構造３０の形成方法を実現すること
ができるといった効果を奏する。

【００６２】更に、エッチング条件（例えば、エッチャ
ントの温度や濃度）のばらつきに起因するエッチングレ
ートの変化に影響されることなく、メサ角θ1，θ2の各
々を一定に保持すること及び寸法・形状の制御性を維持
することが可能となる複合メサ構造３０の形成方法を実
現することができるといった効果を奏する。

【００６３】次に、図面に基づき、複合メサ型ダイアフ
ラム１０を用いた圧力センサ２０の実施形態を説明す
る。

【００６４】図３は、複合メサ型ダイアフラム１０を用
いた圧力センサ２０を説明するための断面図である。

【００６５】本圧力センサ２０は、キャビティ２０４内
に生じた圧力の変化に応じて、キャビティ２０４中に張
設された複合メサ型ダイアフラム１０が発生した変形量
を検出してキャビティ２０４内の圧力変化を検出する機
能を有する。

【００６６】図３に示す複合メサ型ダイアフラム１０
は、単結晶シリコン基板１２の中央に薄肉部が形成さ
れ、更に、薄肉部２０２の中央に第１メサ１０１が形成
され、更に、第１メサ１０１の中央に第２メサ１０２が
形成された構成を有する。

【００６７】またこのような複合メサ型ダイアフラム１
０を用いた圧力センサ２０は、ガラス板２１１と、複合
メサ型ダイアフラム１０とを、キャビティ２０４を介し
て接合して成る感圧チップを備えたものであって、複合
メサ型ダイアフラム１０の下面が係止部材２０８に固定
され、所定の間隔を介して第１メサ１０１と対向する突
起部２０９及び基板１２の厚さ方向に貫通する貫通孔２
１０が係止部材２０８に設けられた構造を有する。

【００６８】また、基板１２と複合メサ型ダイアフラム
１０の上面とが形成する静電容量を検出するために、基
板１２の下面と複合メサ型ダイアフラム１０の下面の各
々には、静電容量検出用の電極２０５，２０５が設けら
れている。

【００６９】このような構成を有する圧力センサ２０に
おいては、貫通孔２０６を介して被測定部の圧力がキャ
ビティ２０４内に伝達されると複合メサ型ダイアフラム
１０が変形し、この変形量を電極２０５，２０５を用い
て検出することができる。

【００７０】このような構成を有する圧力センサ２０に
依れば、軽量化が可能となった複合メサ型ダイアフラム
１０を用いることに依り、複合メサ型ダイアフラム１０
の撓みの発生を回避して、これに起因する圧力センサ２
０の特性（例えば、オフセットやスパン）にばらつきの
発生を回避できるようになる圧力センサ２０を実現する
ことができるといった効果を奏する。

【００７１】更に、第１メサ１０１及び第２メサ１０２
の軽量化を寸法制御性を維持した状態で実現できる結
果、圧力センサ２０が一種の加速度センサとして働く現
象を回避でき、その結果、外乱である機械的振動に起因
する静電容量の無用な変化を回避できるようになる圧力
センサ２０を実現することができるといった効果を奏す
る。

【００７２】また、外乱である機械的振動に起因する無
用な振動を回避できるようになる結果、複合メサ型ダイ
アフラム１０の機械的強度の無用な低下を回避できるよ
うになる圧力センサ２０を実現することができるといっ
た効果を奏する。

【００７３】

【発明の効果】請求項１に記載の発明に依れば、第１メ
サの頂部に第２メサを設けることに依り、頂部の（１０
０）結晶方位面やダイアフラム周囲の（１００）結晶方
位面がエッチングされる数倍のエッチング速度で第１メ
サの底面積が減少することを防いでメサ寸法ｄの減少を
回避できる結果、メサ角θ1，θ2の各々を一定に保持す
ることが可能となり、メサの寸法・形状を精度良く制御
すること（則ち、寸法・形状の制御性を維持すること）
が容易となる効果を奏する。

【００７４】更に、エッチング条件（例えば、エッチャ
ントの温度や濃度）のばらつきに起因するエッチングレ
ートの変化に影響されることなく、メサ角θ1，θ2の各
々を一定に保持すること及び寸法・形状の制御性を維持
することが可能となる複合メサ構造を実現することがで
きるといった効果を奏する。

【００７５】この様な複合メサ構造に依り、複合メサ型
ダイアフラムの第１メサ及び第２メサのメサ角θ1，θ2
の各々を一定に保持すると共に、第１メサ及び第２メサ
の寸法・形状の制御性を維持した状態で、複合メサ型ダ
イアフラムの軽量化を図ることが可能となる複合メサ構
造を実現することができるといった効果を奏する。

【００７６】この様に複合メサ型ダイアフラムの軽量化
を寸法制御性を維持した状態で実現できる結果、複合メ
サ型ダイアフラムの撓みの発生を回避して、これに起因
する圧力センサの特性（例えば、オフセットやスパン）
にばらつきの発生を回避できるようになる複合メサ構造
を実現することができるといった効果を奏する。

【００７７】更に、第１メサ及び第２メサの軽量化を寸
法制御性を維持した状態で実現できる結果、圧力センサ
が一種の加速度センサとして働く現象を回避でき、その
結果、外乱である機械的振動に起因する静電容量の無用
な変化を回避できるようになる複合メサ構造を実現する
ことができるといった効果を奏する。

【００７８】また、外乱である機械的振動に起因する無
用な振動を回避できるようになる結果、複合メサ型ダイ
アフラムの機械的強度の無用な低下を回避できるように
なる複合メサ構造を実現することができるといった効果
を奏する。

【００７９】請求項２に記載の発明に依れば、第１メサ
の頂部上の周縁部分に第２メサマスクを設ける第２エッ
チング工程に依り、請求項１に記載の効果に加えて、第
１メサの頂部に第２メサを設けることに依り、頂部の
（１００）結晶方位面やダイアフラム周囲の（１００）
結晶方位面がエッチングされる数倍のエッチング速度で
第１メサの底面積が減少することを防いでメサ寸法ｄの
減少を回避できる結果、メサ角θ1，θ2の各々を一定に
保持することが可能となり、メサの寸法・形状を精度良
く制御すること（則ち、寸法・形状の制御性を維持する
こと）が容易となる効果を奏する。

【００８０】更に、エッチング条件（例えば、エッチャ
ントの温度や濃度）のばらつきに起因するエッチングレ
ートの変化に影響されることなく、メサ角θ1，θ2の各
々を一定に保持すること及び寸法・形状の制御性を維持
することが可能となる複合メサ構造を実現することがで
きるといった効果を奏する。

【００８１】この様な複合メサ構造に依り、複合メサ型
ダイアフラムの第１メサ及び第２メサのメサ角θ1，θ2
の各々を一定に保持すると共に、第１メサ及び第２メサ
の寸法・形状の制御性を維持した状態で、複合メサ型ダ
イアフラムの軽量化を図ることが可能となる複合メサ構
造を実現することができるといった効果を奏する。

【００８２】この様に複合メサ型ダイアフラムの軽量化
を寸法制御性を維持した状態で実現できる結果、複合メ
サ型ダイアフラムの撓みの発生を回避して、これに起因
する圧力センサの特性（例えば、オフセットやスパン）
にばらつきの発生を回避できるようになる複合メサ構造
を実現することができるといった効果を奏する。

【００８３】更に、第１メサ及び第２メサの軽量化を寸
法制御性を維持した状態で実現できる結果、圧力センサ
が一種の加速度センサとして働く現象を回避でき、その
結果、外乱である機械的振動に起因する静電容量の無用
な変化を回避できるようになる複合メサ構造を実現する
ことができるといった効果を奏する。

【００８４】また、外乱である機械的振動に起因する無
用な振動を回避できるようになる結果、複合メサ型ダイ
アフラムの機械的強度の無用な低下を回避できるように
なる複合メサ構造を実現することができるといった効果
を奏する。

【００８５】請求項３に記載の発明に依れば、この様な
複合メサ構造に依り、複合メサ型ダイアフラムの第１メ
サ及び第２メサ角θ1，θ2の各々を一定に保持すると共
に、第１メサ及び第２メサの寸法・形状の制御性を維持
した状態で、複合メサ型ダイアフラムの軽量化を図るこ
とが可能となる複合メサ型ダイアフラムを実現すること
ができるといった効果を奏する。

【００８６】請求項４に記載の発明に依れば、軽量化が
可能となった複合メサ型ダイアフラムを用いることに依
り、複合メサ型ダイアフラムの撓みの発生を回避して、
これに起因する圧力センサの特性（例えば、オフセット
やスパン）にばらつきの発生を回避できるようになる圧
力センサを実現することができるといった効果を奏す
る。

【００８７】更に、第１メサ及び第２メサの軽量化を寸
法制御性を維持した状態で実現できる結果、圧力センサ
が一種の加速度センサとして働く現象を回避でき、その
結果、外乱である機械的振動に起因する静電容量の無用
な変化を回避できるようになる圧力センサを実現するこ
とができるといった効果を奏する。

【００８８】また、外乱である機械的振動に起因する無
用な振動を回避できるようになる結果、複合メサ型ダイ
アフラムの機械的強度の無用な低下を回避できるように
なる圧力センサを実現することができるといった効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（ａ）は、複合メサ構造を有するを用いた
複合メサ型ダイアフラムを説明するための底面図であ
り、図１（ｂ）は、図１（ａ）の複合メサ型ダイアフラ
ムのＡ−Ａ断面図である。

【図２】図２（ａ）〜図２（ｅ）は、本発明の複合メサ
構造の形成方法を説明するための工程図であり、図２
（ｆ）は、複合メサ構造を有するを用いた複合メサ型ダ
イアフラムを説明するための断面図である。

【図３】複合メサ型ダイアフラムを用いた圧力センサを
説明するための断面図である。

【図４】従来のダイアフラムを用いた圧力センサを説明
するための断面図である。

【図５】図５（ａ）〜図５（ｈ）は、図４のダイアフラ
ムの形成方法を説明するための工程図である。

【符号の説明】

１０ 複合メサ型ダイアフラム １１ マスク材 １０１ 第１メサ １０２ 第２メサ １２ 基板 １４ 第１メサマスク １６ 第２メサマスク ２０ 圧力センサ ２０４ キャビティ ３０ 複合メサ構造 θ1 第１メサのメサ角 θ2 第２メサのメサ角

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板に対して凸状態のメサ形状を有する
   第１メサが形成されると共に、当該第１メサの頂部に対
   して、凹状態のメサ形状を有する第２メサが当該頂部上
   に少なくとも１つ以上形成されて構成されている、 ことを特徴とする複合メサ構造。
2. 【請求項２】 前記複合メサ構造の形成方法であって、 基板上にマスク材を成膜し、前記第１メサの頂部に応じ
   たパターニングをフォトリソグラフィーを用いて当該マ
   スク材に実行して第１メサマスクを作成し、当該パター
   ニングに従って基体の異方性エッチングを行って前記第
   １メサを形成する第１エッチング工程と、 前記第１エッチング工程に続いて、前記第１メサの頂部
   上にマスク材を成膜し、前記第２メサの頂部に応じたパ
   ターニングをフォトリソグラフィーを用いて実行して前
   記第１メサの頂部上の周縁部分にマスク材を成膜して第
   ２メサマスクを作成し、当該パターニングに従って当該
   第１メサの異方性エッチングを行って前記第２メサを形
   成する第２エッチング工程とを有する、 ことを特徴とする請求項１に記載の複合メサ構造の形成
   方法。
3. 【請求項３】 基体上に前記複合メサ構造を有する、 ことを特徴とする請求項１に記載の複合メサ構造を用い
   た複合メサ型ダイアフラム。
4. 【請求項４】 キャビティ内に生じた圧力の変化に応じ
   て、当該キャビティ中に張設されたダイアフラムが発生
   した変形量を検出して当該キャビティ内の圧力変化を検
   出する圧力センサにおいて、 前記ダイアフラムとして前記複合メサ型ダイアフラムを
   用いて構成されたことを特徴とする請求項３に記載の複
   合メサ型ダイアフラムを用いた圧力センサ。