JP2000138381A

JP2000138381A - 密閉容器及びその製造方法

Info

Publication number: JP2000138381A
Application number: JP10327459A
Authority: JP
Inventors: Hirobumi Funabashi; 博文船橋; Tomoyoshi Tsuchiya; 智由土屋; Jiro Sakata; 二郎坂田; Yasuyuki Kageyama; 恭行景山
Original assignee: Toyota Central R&D Labs Inc
Current assignee: Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date: 1998-11-02
Filing date: 1998-11-02
Publication date: 2000-05-16

Abstract

(57)【要約】【課題】真空度低下の問題及び熱膨張係数の差による
密閉容器の変形の問題を解決できる密閉容器を提供する
こと。【解決手段】基板１０上に、密閉容器１４の上面部１
５及び側面部１３が形成されている。上面部１５及び側
面部１３は、ＣＶＤ法により形成されたシリコン膜を積
層した構造である。ＣＶＤ法により形成されたシリコン
膜を上面部１５及び側面部１３としている。したがっ
て、陽極接合が不要となる。よって、酸素発生による真
空度低下の問題及び熱膨張係数の差による密閉容器１４
の変形の問題を解決できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、密閉容器及びその
製造方法に関する。

【０００２】

【背景技術】振動型半導体センサは、物理量の変化によ
って振動子の固有振動数が変化する効果を利用して、特
定の物理量（力、重量、加速度、圧力等）を計測するセ
ンサである。このセンサは、振動子を正確に振動させる
ため、密閉容器内に入れられた状態で使用される。密閉
容器は、用途に応じて低圧や真空状態で使用される。

【０００３】図５１は、振動型半導体センサが配置され
た従来の密閉容器の模式図である。このような密閉容器
は、特開平１０−２１３４４１号公報に開示されてい
る。密閉容器５００は、空間部形成部材５０２を半導体
チップ５０４上に接合した構造をしている。密閉容器５
００の構造を詳細に説明する。

【０００４】半導体チップ５０４は、シリコン基板上に
振動型半導体センサ５０６が形成された構造をしてい
る。シリコン基板中には、配線層５０８が形成されてい
る。配線層５０８は、シリコン基板中に形成された不純
物領域である。シリコン基板上には、電極５１０が形成
されている。配線層５０８の一方の端部は、振動型半導
体センサ５０６と電気的に接続されている。配線層５０
８の他方の端部は、電極５１０と電気的に接続されてい
る。

【０００５】空間部形成部材５０２は、シリコン基板表
面に凹部５１２が形成された構造をしている。凹部５１
２が半導体チップ５０４側に向いた状態で、空間部形成
部材５０２は半導体チップ５０４上に接合されている。
これにより、空間部５１４が形成される。振動型半導体
センサ５０６は、空間部５１４に位置している。

【０００６】空間部形成部材５０２と半導体チップ５０
４との接合方法について説明する。空間部形成部材５０
２の縁部と半導体チップ５０４との間に、バインダガラ
ス５１６を配置する。減圧雰囲気下、接合温度までこれ
らを加熱し、かつ空間部形成部材５０２と半導体チップ
５０４との間に、例えば１０００Ｖの電圧を印加する。
これにより、空間部形成部材５０２は半導体チップ５０
４に接合される。この接合を陽極接合という。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】陽極接合による接合で
は、陽極接合時、バインダガラス５１６から酸素が発生
する。これにより、密閉容器５００の真空度が低下す
る。

【０００８】また、半導体チップ５０４の熱膨張係数と
空間部形成部材５０２のそれとは、同じである。しか
し、バインダガラス５１６の熱膨張係数とこれらの熱膨
張係数とは、異なる。したがって、密閉容器５００が変
形することがある。これにより、密閉容器５００内に配
置される半導体素子の性能を劣化させることがある。

【０００９】さらに、空間部形成部材５０２及び半導体
チップ５０４の接合面の平坦度は、それぞれ原子レベル
の平坦性が必要である。このため、空間部５１４から外
部に出す配線は、半導体チップ５０４のシリコン基板上
ではなく、シリコン基板内に形成しなければならない。
すなわち、配線層５０８のような不純物領域を配線とし
なければならない。しかし、この配線では、不純物領域
とシリコン基板とのｐｎ接合の容量が寄生容量として働
く。また、配線の長さは、数百μｍ必要である。この配
線の長さにより、さらに寄生容量が増大する。配線の寄
生容量が増大すると、密閉容器５００内に配置される半
導体素子の性能を劣化させる。例えば、センサの場合、
雑音が発生し、センサの精度が劣化する。

【００１０】本発明は、かかる従来の問題を解決するた
めになされたものである。本発明の目的は、真空度の低
下を防止できる密閉容器及びその製造方法を提供するこ
とである。

【００１１】本発明の他の目的は、変形を防止できる密
閉容器及びその製造方法を提供することである。

【００１２】本発明のさらに他の目的は、配線の寄生容
量を下げることができる密閉容器及びその製造方法を提
供することである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】（密閉容器）本発明に係
る密閉容器は、基板上に形成された密閉容器であって、
上面部及び側面部を有し、密閉容器の空間部を規定する
空間部規定部材が、基板上に形成されている。そして、
空間部規定部材は、薄膜形成技術により形成されたシリ
コン膜を積層した構造を含む。

【００１４】本発明は、薄膜形成技術により形成された
シリコン膜を空間部規定部材としている。したがって、
陽極接合が不要となる。よって、本発明によれば、酸素
発生による真空度低下の問題及び熱膨張係数の差による
密閉容器の変形の問題を解決できる。

【００１５】なお、本発明において、シリコン膜とは、
シリコンのみからなる膜又はシリコンを主成分とする膜
をいう。また、シリコン膜は、単結晶、多結晶又は非晶
質のいずれでもよい。薄膜形成技術とは、ＣＶＤやＰＶ
Ｄにより膜を形成する技術である。また、密閉容器は、
用途に応じ、真空、減圧、加圧、常圧で使用される。以
下のシリコン膜、薄膜形成技術、密閉容器もこの意味で
ある。

【００１６】本発明において、上記シリコン膜の引っ張
り内部応力を、用途に応じて制御して用いるのが好まし
い。例えば、上面部には、外部との圧力差による変形や
破壊を防ぐため、これらを防ぐ程度の引っ張り内部応力
を生じさせるのである。また、側面部には、空間部に配
置する半導体素子の性能に影響を与えないように、引っ
張り内部応力を０に近い値、好ましくは、０にするので
ある。

【００１７】上記シリコン膜を、Ｓｉ₂Ｈ₆を用いて形成
した場合に、この引っ張り内部応力の制御を行うことが
できる。より具体的には、結晶化の熱処理温度や不純物
導入の有無により、引っ張り内部応力の値を制御でき
る。また、比較的低温（例えば、５８０℃）でＳｉＨ₄
を用いてシリコン膜を形成した場合も、シリコン膜に引
っ張り内部応力が生じる。よって、この場合も、シリコ
ン膜の引っ張り内部応力の制御を行うことができると思
われる。

【００１８】本発明において、空間部には配線膜が配置
され、配線膜は側面部から外部に露出しているのが好ま
しい。本発明によれは、薄膜形成技術により空間部規定
部材を形成している。このため、配線膜も薄膜形成技術
により形成できる。よって、基板内に形成された不純物
領域を配線とする必要がなく、配線の寄生容量を低下さ
せることができる。配線膜を側面部から外部に引き出す
際、基板と配線膜との距離をできるだけ離すのが好まし
い。基板と配線膜との間の寄生容量を低下させることが
できるからである。

【００１９】なお、空間部規定部材形成工程と同一工程
で配線膜を形成すれば、空間部形成に用いる犠牲膜と同
じ膜を、基板と配線膜との間に位置させることができ
る。空間部を形成するため犠牲膜を除去する際、この膜
も除去される。よって、配線膜は外部において浮いた状
態となる。このような配線は、配線間の寄生容量を低下
させることができる。

【００２０】配線膜を外部において浮いた状態とせず、
絶縁膜で支持された状態としてもよい。

【００２１】本発明において、空間部に配置され、上面
部を支持する柱部を備えるのが好ましい。これにより、
上面部の強度が補強され、上面部が外部との圧力差によ
って変形や破壊するのを防ぐことができる。柱部は、空
間部規定部材形成工程と同一工程により形成することが
できる。

【００２２】（振動型半導体センサが配置された密閉容
器）本発明に係る密閉容器の利用態様としては、振動子
の振動により、特定の物理量を計測する振動型半導体セ
ンサが配置されている態様がある。

【００２３】空間部規定部材は、薄膜形成技術により形
成されたシリコン膜を積層した構造である。このため、
振動型半導体センサの構成部品の材料をシリコンとすれ
ば、基板上に振動型半導体センサを形成しながら、同時
に空間部規定部材を形成できる。よって、本発明によれ
ば、製造の簡略化及び製造のコストを下げることが可能
となる。

【００２４】また、振動型半導体センサの構成部品の材
料の熱膨張係数が、密閉容器の材料の熱膨張係数と異な
ると、温度変化が生じる条件下でセンサを使用した場
合、センサに応力が作用する。密閉容器の伸縮の程度と
センサの伸縮の程度とが異なるからである。この応力に
より、例えば、下部電極と振動子との平行度や上部電極
と振動子との平行度が低下、すなわち、平行でない程度
が高くなる。これによりセンサの０点が変動したり、雑
音が発生し、センサの性能を低下させることがある。本
発明において、振動型半導体センサの構成部品をシリコ
ン膜で形成すれば、密閉容器の熱膨張係数とセンサのそ
れとは、同じとなる。このため、たとえ温度変化が生じ
る条件下でセンサを使用しても、センサには上記応力が
作用することがない。また、これによれば、下部電極と
振動子との平行度や上部電極と振動子との平行度は、こ
れらの間に形成される犠牲膜の膜厚の不均一性のみによ
り、ほぼ決まる。よって、平行度を高く、すなわち平行
に近くすることができる。

【００２５】本発明において、シリコン膜の引っ張り内
部応力を、用途に応じて制御して用いるのが好ましい。
例えば、センサの電極（上部電極、振動体電極等）や側
面部では、センサの変形を防ぐため、引っ張り内部応力
を０に近い値、好ましくは、０にするのである。また、
上面部では、外部との圧力差による変形や破壊を防ぐた
め、これらを防ぐ程度の引っ張り内部応力を生じさせる
のである。制御の方法は、（密閉容器）のところで説明
したとおりである。

【００２６】（密閉容器の製造方法）本発明に係る密閉
容器の製造方法は、基板上に形成された密閉容器の製造
方法であって、薄膜形成技術により形成されたシリコン
膜を積層することにより、密閉容器の空間部を規定する
空間部規定部材を形成する。

【００２７】本発明に係る密閉容器の製造方法によれ
ば、薄膜形成技術により形成されたシリコン膜を空間部
規定部材としている。したがって、陽極接合が不要とな
る。よって、本発明によれば、酸素発生による真空度低
下の問題及び熱膨張係数の差による密閉容器の変形の問
題を解決できる。

【００２８】本発明に係る密閉容器の製造方法は、上記
シリコン膜を、Ｓｉ₂Ｈ₆を用いて形成又比較的低温でＳ
ｉＨ₄を用いて形成するのが好ましい。これによる効果
は、（密閉容器）のところで説明したとおりである。

【００２９】本発明に係る密閉容器の製造方法は、密閉
容器と振動型半導体センサとを同一の工程で製造する方
法である。本発明に係る密閉容器の製造方法は、（ａ）
基板上に空間部規定部材の側面部の一部となる第１のシ
リコン膜を形成する工程と、（ｂ）第１のシリコン膜を
覆うように、基板上に第１の層を形成する工程と、
（ｃ）側面部が配置される位置にある第１の層を除去
し、かつ振動子が配置される領域の下に第１の層が残る
ように、第１の層をパターンニングする工程と、（ｄ）
側面部となる位置に第２のシリコン膜を埋め込み、かつ
第１の層上に、第２のシリコン膜を形成する工程、
（ｅ）第２のシリコン膜をＣＭＰ等の方法でエッチング
して、薄くする工程と、（ｆ）第２のシリコン膜を、側
面部の一部及び振動子にパターンニングする工程と、
（ｇ）空間部規定部材の上面部となる第３のシリコン膜
を、基板上に形成する工程と、（ｈ）第１の層を除去
し、空間部を形成する工程と、を備える。

【００３０】上記方法より好ましい方法としては、
（ｉ）基板上に空間部規定部材の側面部の一部となる第
１のシリコン膜を形成する工程と、（ｊ）第１のシリコ
ン膜を覆うように、基板上に第１の層を形成する工程
と、（ｋ）側面部が配置される位置にある第１の層が間
隔をあけて残るように除去し、かつ振動子が配置される
領域の下に第１の層が残るように、第１の層をパターン
ニングする工程と、（ｌ）第２のシリコン膜を、第１の
層を覆うように形成する工程と、（ｍ）第２のシリコン
膜を、側面部の一部及び振動子にパターンニングする工
程と、（ｎ）空間部規定部材の上面部となる第３のシリ
コン膜を、基板上に形成する工程と、（ｏ）第１の層を
除去し、空間部を形成する工程と、を備える。

【００３１】工程（ａ）〜工程（ｈ）の方法では、側面
部となる位置に第２のシリコン膜を埋め込む必要がある
ので、第２のシリコン膜を厚めに堆積し、第２のシリコ
ン膜をエッチングして薄くし、振動子を形成する。具体
的に数値を用いて説明する。これらの数値は、本発明の
理解のための例示である。第１の層の膜厚が２.０μｍ
とすると、第２のシリコン膜の膜厚を４.０μｍとする
ことにより、側面部となる位置に第２のシリコン膜を埋
め込む。そして、第２のシリコン膜を２.０μｍの厚み
だけエッチングして、厚さ２.０μｍの振動子を形成す
る。

【００３２】このとき、第２のシリコン膜の厚みの均一
性は、堆積時、４.０μｍプラスマイナス０.４μｍ程度
であり、エッチング時、２.０μｍプラスマイナス０.２
μｍ程度である。このため、最終的に第２のシリコン膜
の厚みの均一性は、２.０μｍプラスマイナス０.６μｍ
程度となる。第２のシリコン膜の厚みは、振動子の共振
周波数を決める要素なので、この厚みの均一性の悪さ
は、センサの性能を著しく悪くする可能性がある。

【００３３】工程（ｉ）〜工程（ｏ）の方法では、側面
部が配置される位置にある第１の層を、間隔をあけて残
るように除去している（例えば、格子状、ストライプ状
にパターンニング）。このため、第２のシリコン膜の堆
積時、第２のシリコン膜は、第１の層の隙間に入り込
む。したがって、第２のシリコン膜を厚めに堆積し、第
２のシリコン膜をエッチングして薄くする工程が不要と
なる。よって、振動子を形成する工程を簡略化できると
ともに、振動子の膜厚の面内均一性を向上させることが
できる。

【００３４】すなわち、例えば、第１の層の膜厚が２.
０μｍとすると、第２のシリコン膜は第１の層の隙間に
入り込むので、第２のシリコン膜の膜厚が２.０μｍで
も、側面部となる位置に第２のシリコン膜を埋め込むこ
とができる。したがって、第２のシリコン膜を厚めに堆
積し、エッチングして薄くする工程が不要となる。よっ
て、堆積時の２.０μｍプラスマイナス０.２μｍ程度
が、最終的な第２のシリコン膜の厚みの均一性となる。
上記工程（ａ）〜工程（ｈ）の方法によれば、２.０μ
ｍプラスマイナス０.６μｍ程度なので、工程（ｉ）〜
工程（ｏ）の方法では、振動子の膜厚の面内均一性を向
上させることができる。

【００３５】なお、第１の層の隙間の幅は、第２のシリ
コン膜の厚みの２倍以下が好ましい。このようにすれ
ば、側面部に段差が生じることなく、隙間に第２のシリ
コン膜を埋め込むことができるからである。

【００３６】本発明に係る密閉容器の製造方法は、密閉
容器のみの製造方法である。本発明に係る密閉容器の製
造方法は、（Ａ）基板上に空間部規定部材の側面部の一
部となる第１のシリコン膜を形成する工程と、（Ｂ）第
１のシリコン膜を覆うように、基板上に第１の層を形成
する工程と、（Ｃ）側面部が配置される位置にある第１
の層を除去し、かつ空間部となる位置にある第１の層が
残るように、第１の層をパターンニングする工程と、
（Ｄ）側面部となる位置に第２のシリコン膜が埋め込ま
れるように、基板上にに第２のシリコン膜を形成する工
程と、（Ｅ）第２のシリコン膜をＣＭＰ等の方法でエッ
チングして、空間部となる位置にある第２のシリコン膜
を除去し、かつ第２のシリコン膜からなる側面部を形成
する工程と、（Ｆ）空間部規定部材の上面部となる第３
のシリコン膜を、基板上に形成する工程と、（Ｇ）第１
の層を除去し、空間部を形成する工程と、を備える。

【００３７】上記工程（Ａ）〜工程（Ｇ）より好ましい
方法として、（Ｈ）基板上に空間部規定部材の側面部の
一部となる第１のシリコン膜を形成する工程と、（Ｉ）
第１のシリコン膜を覆うように、基板上に第１の層を形
成する工程と、（Ｊ）側面部が配置される位置にある第
１の層を間隔をあけて除去し（例えば、格子状、ストラ
イプ状にパターンニング）、かつ空間部となる位置にあ
る第１の層が残るように、第１の層をパターンニングす
る工程と、（Ｋ）第１の層を覆うように、基板上に第２
のシリコン膜を形成する工程と、（Ｌ）空間部となる位
置にある第２のシリコン膜を除去し、かつ第２のシリコ
ン膜からなる側面部を形成する工程と、（Ｍ）空間部規
定部材の上面部となる第３のシリコン膜を、基板上に形
成する工程と、（Ｎ）第１の層を除去し、空間部を形成
する工程と、を備える。

【００３８】

【発明の実施の形態】［第１の実施の形態］｛外観構造の説明｝図１は、本発明の第１の実施の形態
に係る密閉容器を用いた振動型半導体センサの立体図で
ある。図２は、振動型半導体センサが見える状態の立体
図である。この振動型半導体センサは、ヨーレートセン
サ、すなわち角速度を測定するセンサである。

【００３９】図１及び図２を参照して、シリコンからな
る基板１０の全面に、シリコン窒化膜からなる絶縁膜１
２が形成されている。基板１０の中央部上には、密閉容
器１４が形成されている。密閉容器１４は、基板１０上
にシリコン膜２６ａ、２８ａ、３０ａ、３２を積層した
構造をしている、シリコン膜２６ａ、２８ａ、３０ａ、
３２が空間部規定部材の一例である。シリコン膜２６
ａ、２８ａ、３０ａが側面部１３を構成し、シリコン膜
３２が、上面部１５を構成している。密閉容器１４内に
は、振動型半導体センサ３４が配置されている。

【００４０】密閉容器１４は、四つの側面部を有する。
第１の側面部からは、配線部１６が引き出されている。
配線部１６は、絶縁膜１２上にシリコン膜２６ｂ、２８
ｂ、３０ｂを積層した構造をしている。第１の側面部と
対向する第２の側面部からは、配線部２０、２２が引き
出されている。配線部２０は、絶縁膜１２上にシリコン
膜２６ｄ、２８ｄ、３０ｄを積層した構造をしている。
配線部２２も、絶縁膜１２上に三層のシリコン膜を積層
した構造をしている。第３の側面部からは、配線部１８
が引き出されている。配線部１８は、絶縁膜１２上にシ
リコン膜２６ｃ、２８ｃ、３０ｃを積層した構造をして
いる。第３の側面部と対向する第４の側面部からは、配
線部２４が引き出されている。配線部２４は、絶縁膜１
２上にシリコン膜２６ｅ、２８ｅ、３０ｅを積層した構
造をしている。

【００４１】｛平面構造の説明｝図３は、本発明の第１
の実施の形態に係る密閉容器を用いた振動型半導体セン
サの平面図である。図３の構造を、まず図４〜図６を用
いて、下層から順に説明する。

【００４２】図４を参照して、基板１０上に、配線部２
２及びこれと電気的に接続される下部電極３６が形成さ
れている。下部電極３６は、シリコン膜からなる。配線
部２２の端部上には、アルミニウムからなる取り出し電
極３８が形成されている。

【００４３】図５を参照して、振動子となる振動体電極
４０が、図４に示す下部電極３６上の位置に形成されて
いる。振動体電極４０の四隅は、基板１０上に形成され
た四つの保持部４２、４４、４６、４８によって、保持
されている。これにより、振動体電極４０は、固定はり
となっている。振動体電極４０及び保持部４２、４４、
４６、４８は、シリコン膜からなる。保持部４２は、配
線部２０の一部である。配線部２０上には、アルミニウ
ムからなる取り出し電極５０が形成されている。

【００４４】図６を参照して、上部電極５２が、図５に
示す振動体電極４０上の位置に形成されている。上部電
極５２は、基板１０上に形成された配線部１６によっ
て、保持されている。これにより、上部電極５２は、片
持はりとなっている。上部電極５２は、シリコン膜から
なる。上部電極５２と配線部１６とは、電気的に接続さ
れている。配線部１６の端部上には、アルミニウムから
なる取り出し電極５４が形成されている。

【００４５】図３を参照して、下から順に、下部電極３
６、振動体電極４０、上部電極５２が間隔をあけて、重
なるように配置された構造体を、挟むように固定電極５
６、５８が位置している。固定電極５６、５８は、それ
ぞれ基板１０上に形成された配線部１８、２４によっ
て、保持されている。これにより、固定電極５６、５８
は、片持はりとなっている。固定電極５６、５８は、シ
リコン膜からなる。固定電極５６、５８は、それぞれ配
線部１８、２４と電気的に接続されている。配線部１
８、２４上には、それぞれアルミニウムからなる取り出
し電極６０、６２が形成されている。

【００４６】下部電極３６、振動体電極４０、上部電極
５２、固定電極５６、５８を囲むように、側面部１３が
形成されている。密閉容器１４内の四隅には、シリコン
膜からなる柱部６４、６６、６８、７０が配置されてい
る。柱部６４、６６、６８、７０は、図１に示す密閉容
器１４の上面部１５を支持している。

【００４７】｛断面構造の説明｝図７は、図３に示す振
動型半導体センサをＡ−Ａ線に沿って切断した断面図で
ある。基板１０上には、絶縁膜１２が形成されている。
絶縁膜１２上には、密閉容器１４が形成されている。密
閉容器１４の側面部１３（シリコン膜２６ａ、２８ａ、
３０ａ）及び上面部１５（シリコン膜３２）で、空間部
７４が規定されている。

【００４８】空間部７４には、振動体電極４０、上部電
極５２が配置されている。振動体電極４０は、保持部４
８、配線部２０によって保持されている。配線部２０
は、側面部１３から外部に引き出されている。配線部２
０は、絶縁膜１２、７２によって、密閉容器１４と電気
的に絶縁分離されている。上面部１５上には、多結晶シ
リコン膜７６、７８が形成されている。多結晶シリコン
膜７６、７８の役割については、後で説明する。

【００４９】図８は、図３に示す振動型半導体センサを
Ｂ−Ｂ線に沿って切断した断面図である。空間部７４の
絶縁層１２上には、間隔をあけて、下から順に下部電極
３６、振動体電極４０、上部電極５２が位置している。
振動体電極４０両側には、固定電極５６、５８が配置さ
れている。固定電極５６、５８は、それぞれ、配線部１
８、２４によって、保持されている。配線部１８、２４
は、側面部１３から外部に引き出されている。配線部１
８、２４は、絶縁膜１２、７２によって、密閉容器１４
と電気的に絶縁分離されている。

【００５０】上面部１５には、開口部８０が形成されて
いる。開口部８０を覆うように、上面部１５上には、多
結晶シリコン膜７６が形成されている。多結晶シリコン
膜７６は、多孔質透過膜の役目をする。すなわち、犠牲
膜を溶かして、空間部７４を形成するとき、多孔質透過
膜を介して、エッチング液を犠牲膜に接触させるのであ
る。開口部８０のところにある多結晶シリコン膜７６上
に多結晶シリコン膜７８を形成することにより、密閉容
器１４が密閉される。

【００５１】図９は、図３に示す振動型半導体センサを
Ｃ−Ｃ線に沿って切断した断面図である。図１０は、図
３に示す振動型半導体センサをＤ−Ｄ線に沿って切断し
た断面図である。配線部１８、２４は、密閉容器１４と
絶縁分離するために、それぞれ絶縁膜７２で覆われてい
ることを示している。

【００５２】図１１は、図３に示す振動型半導体センサ
をＥ−Ｅ線に沿って切断した断面図である。柱部６４、
６６が上面部１５を支持しているところを示している。
柱部６４、６６は、四層のシリコン膜を積層した構造を
している。下の三層は、側面部１３を形成するとき、同
時に形成される。上の一層は、上面部１５を形成すると
き、同時に形成される。

【００５３】｛動作の説明｝この振動型半導体センサ
は、角速度を測定するセンサである。図８を参照して、
固定電極５６、５８に交互に電圧を印加し、振動体電極
４０を基板１０の主表面と平行方向、すなわちａで示す
方向に振動させる。この状態でセンサが回転すると、振
動体電極４０に縦方向の力が加わる。これにより、下部
電極３６と振動体電極４０との静電容量及び上部電極５
２と振動体電極４０との静電容量の変化する。これをも
とにして、角速度を検出する。

【００５４】｛製造方法の説明｝本発明の第１の実施の
形態に係る密閉容器を用いた振動型半導体センサの製造
方法を、図１２〜図２１を用いて説明する。各図の
（ａ）は、図３のＡ−Ａ断面の製造工程を示し、（ｂ）
は、図３のＢ−Ｂ断面の製造工程を示す。

【００５５】図１２を参照して、基板１０の絶縁膜１２
上に、例えばＣＶＤ法を用いて、厚さ０.２μｍのシリ
コン膜を形成する。シリコン膜を、例えばフォトリソグ
ラフィによりパターンニングし、配線部形成領域８２、
８４、８６、保持部形成領域８８、側面部形成領域９
０、電極形成領域９２に、それぞれ、シリコン膜２６
ｄ、２６ｅ、２６ｃ、２６ｆ、２６ａ、２６ｇを残す。
シリコン膜２６ｇが下部電極３６となる。

【００５６】図１３を参照して、シリコン膜２６ｄ、２
６ｅ、２６ｃ、２６ｆ、２６ａ、２６ｇを覆うように、
基板１０上に、例えばＣＶＤ法を用いて、シリコン酸化
膜からなる厚さ２.０μｍの絶縁膜９４を形成する。

【００５７】図１４を参照して、絶縁膜９４を、例えば
フォトリソグラフィによりパターンニングする。このパ
ターンニングにより、電極形成領域９２、９６、領域９
８（保持部形成領域８８と側面部形成領域９０との間）
に、絶縁膜９４を残す。

【００５８】図１５を参照して、基板１０の全面上に、
例えばＣＶＤ法を用いて、厚さ４.０μｍのシリコン膜
２８を形成する。絶縁膜９４が除去された領域に、シリ
コン膜２８を埋め込むために、厚いシリコン膜（４.０
μｍ）を形成するのである。

【００５９】図１６を参照して、ＣＭＰ法を用いて、シ
リコン膜２８を２.０μｍ削る。

【００６０】図１７を参照して、シリコン膜２８を、例
えばフォトリソグラフィによりパターンニングする。こ
のパターンニングにより、配線部形成領域８２、８４、
８６にシリコン膜２８ｄ、２８ｅ、２８ｃを残す。ま
た、このパターンニングにより、電極形成領域９２、９
６に振動体電極４０、固定電極５６、５８を形成する。
また、このパターンニングにより、側面部形成領域９０
にシリコン膜２８ａを残す。

【００６１】上記と同様の工程（絶縁膜９４形成、絶縁
膜９４パターンニング、シリコン膜２８形成、ＣＭＰ、
シリコン膜２８パターンニング）より、配線部形成領域
８２、８４、８６にシリコン膜３０ｄ、３０ｅ、３０ｃ
を残す。また、電極形成領域９２、９６に上部電極５２
を形成する。また、側面部形成領域９０にシリコン膜３
０ａを残す。また、保持部４８を完成する。なお、１０
０は、シリコン酸化膜からなる絶縁膜である。

【００６２】図１８を参照して、例えば、ＣＶＤ法を用
いて、シリコン酸化膜からなる厚さ４.０μｍの絶縁膜
１０２を形成する。絶縁膜１０２をＣＭＰ法を用いて削
り、絶縁膜１０２の厚みを２.０μｍとし、密閉容器が
形成される領域に、絶縁膜１０２を残す。例えば、シリ
コン酸化膜又はシリコン窒化膜からなる絶縁膜７２を形
成し、パターンニングし、側面部１３に絶縁膜７２を残
す。例えば、ＣＶＤ法を用いて、厚さ４.０μｍのシリ
コン膜を形成し、パターンニングし、上面部１５を形成
する。

【００６３】図１９を参照して、例えば、フォトリソグ
ラフィを用いて、上面部１５に開口部８０を形成する。
開口部８０を覆うように、上面部１５上に、例えば、Ｃ
ＶＤ法を用いて、非晶質シリコン膜を形成する。非晶質
シリコン膜を加熱して、結晶化し、多結晶シリコン膜７
６にする。

【００６４】図２０を参照して、ＰＯＣｌ₃蒸気及び酸
素の共存下で、多結晶シリコン膜７６をアニールする。
これにより、多結晶シリコン膜７６の膜厚方向に多数の
貫通孔１０６が形成される。理由は、以下のとおりであ
る。このアニールにより、リンおよび酸素が多結晶シリ
コン膜７６にドープされ、多結晶シリコン膜７６内での
結晶粒の成長が活発化する。これにより、多結晶シリコ
ン膜７６の粒界部には、膜厚方向に連続する欠陥凝集
層、粒界偏析したシリコン−リン−酸素化合物の層及び
貫通孔が形成されると考えられる。

【００６５】この貫通孔の径は、多結晶シリコンの結晶
粒界の自然発生的な欠陥により形成された貫通孔の径よ
り大きい。よって、第１の実施の形態で製造された多孔
質透過膜（多結晶シリコン膜７６）は、従来の透過膜よ
りも高い透過性を有し、例えばフッ酸を含むエッチング
液を高効率で透過する機能を有する。また、貫通孔が形
成される領域以外の部分では、欠陥の少ない結晶粒およ
び結晶粒界が形成され、例えば、フッ酸を透過させる膜
として用いた場合、耐フッ酸性の優れた多孔質透過膜と
なる。

【００６６】製造工程の説明に戻る。アニールの後に、
貫通孔１０６をウエット洗浄、例えば、アルカリ洗浄
し、貫通孔１０６の径を大きくする。第１の実施の形態
に適用できるアルカリ洗浄としては、例えば、アンモニ
ア、過酸化水素及び水を用いる洗浄がある。

【００６７】次に、図２０に示す構造物をフッ酸に浸
す。フッ酸は、貫通孔１０６を通り、絶縁膜９４、１０
０、１０２に接触し、溶かす。溶けた絶縁膜９４、１０
０、１０２を貫通孔１０６から外部に出すことにより、
図２１に示すように、空間部７４を形成する。絶縁膜７
２がこのエッチングにより、除去されないのは、絶縁膜
７２の幅Ｗを、シリコン酸化膜のエッチング量に対して
十分大きくしたからである。また、絶縁膜７２の材料
を、フッ酸に対して、エッチングされにくい材料を用い
れば（例えば、シリコン窒化膜、フッ素樹脂、ノンドー
プシリコン）、絶縁膜７２を残すことができる。

【００６８】図７、図８を参照して、例えば、減圧ＣＶ
Ｄ又はプラズマＣＶＤを用いて、開口部８０を覆うよう
に、多結晶シリコン膜７８を多結晶シリコン膜７６上に
形成する。これにより、密閉容器１４が密閉される。反
応ガスは、例えば、ＳｉＨ₄ガスを用いる。以上の工程
により、本発明の第１の実施の形態に係る密閉容器を用
いた振動型半導体センサが完成する。

【００６９】｛多孔質透過膜の説明｝（多孔質透過膜の構造）本発明に係る多孔質透過膜の構
造について説明する。本発明に係る多孔質透過膜の構造
は、貫通孔の径によって特定することができる。すなわ
ち、従来例の如く自然発生的に生じる粒界層では形成で
きない大きさである５ｎｍ以上の径であり、かつ現状の
フォトリソグラフィでは形成不可能である１８０ｎｍ以
下の径の貫通孔からなるものである。

【００７０】また貫通孔の密度に関しても、２×１０^-4
個／μｍ²以上、かつ１０個／μｍ²以下であるものとし
て特定できる。この密度の下限値以上で貫通孔が存在す
れば、犠牲層の１００μｍ×１００μｍの部分をエッチ
ングした場合、空洞を５分程で形成することが可能であ
る。また、この密度の上限値以下で貫通孔が存在すれ
ば、多孔質透過膜で空孔となる部分が最大でも５０％以
下となり、多孔質透過膜自身やこの上に積層された膜に
よる応力に抗する破壊強度を維持することができる。

【００７１】このような構造を制御する一つの方法とし
て、多孔質透過膜となる多結晶シリコン膜の形成時の結
晶化温度を変える方法がある。すなわち、結晶化温度を
上げることにより、貫通孔の径及び密度が増加すること
が分かった。例えば、６００度での結晶化と比較して、
１０００度での結晶化では、貫通孔の径及び密度ともに
２倍程度増加した。

【００７２】（アニール条件）ＰＯＣｌ₃と酸素とが共
存する気相中において、多結晶シリコン膜をアニールす
ることにより、この実施の形態に係る多孔質透過膜が形
成される。アニール温度が高くなるとともに、及び／又
はアニール時間が長くなることにより、多結晶シリコン
膜へのＰの供給量が増加する。

【００７３】図２２は、第１の実施の形態に係る多孔質
透過膜の膜厚とアニール条件との関係をあらわすグラフ
である。グラフから分かるように、多孔質透過膜の膜厚
が大きくなるにつれて、多結晶シリコン膜へのＰの供給
量を増加させなければならない。すなわち、アニール温
度を高く、及び／又はアニール時間を長くしなければな
らない。

【００７４】なお、グラフ中の各線は、第１の実施の形
態に係る多孔質透過膜を得るための最小限度のアニール
条件を示している。よって、各線より上の領域中のアニ
ール条件でアニールすれば、本発明に係る多孔質透過膜
を得ることができる。例えば、膜厚０.１μｍの場合、
１０００度、４０分の条件でアニールをおこなってもよ
い。ただし、プロセスの点から、１１００度程度以下の
温度でアニールするのが望ましい。

【００７５】また、アニール条件により、貫通孔の平均
断面積Ｓ及び貫通孔の密度Ｄを制御することができる。
つまり、多結晶シリコン膜へのＰの供給量を増加させる
ことにより、Ｓ及びＤが増加する。

【００７６】｛シリコン膜の引っ張り内部応力｝第１の
実施の形態において、図１に示す上面部１５には、外部
との圧力差による変形や破壊を防ぐため、これらを防ぐ
程度の引っ張り内部応力を生じさせている。また、側面
部１３には、空間部に配置するセンサの性能に影響を与
えないように、引っ張り内部応力を０に近い値にしてい
る。

【００７７】図２３は、シリコン膜の結晶化の熱処理温
度と内部応力との関係を示すグラフである。結晶化の熱
処理温度が低い方が、引っ張り内部応力が大きくなって
いる。また、リンを導入すると、導入しない場合に比
べ、引っ張り内部応力が小さくなっている。このよう
に、結晶化の熱処理温度や不純物導入の有無により、引
っ張り内部応力の値を制御できることが分かった。

【００７８】よって、第１の実施の形態では、以下の工
程により上面部１５及び側面部１３を構成するシリコン
膜を形成している。まず、ＣＶＤ法（温度５５０度〜６
５０度、Ｓｉ₂Ｈ₆ガス）によりシリコン膜を形成する。
この段階では、シリコン膜は、非晶質又は非常に小さい
結晶状態である。次に、６００度〜１０００度の条件下
で、熱処理し、シリコン膜中のシリコンを結晶化させ
る。熱処理の際、場合により不純物としてリンを導入す
る。なお、センサを変形させない引っ張り内部応力は、
０〜１００ＭＰａ程度である。

【００７９】｛効果の説明｝（１）図１を参照して、第１の実施の形態では、ＣＶＤ
法により形成されたシリコン膜を、密閉容器の側面部１
３及び上面部１５としている。したがって、陽極接合が
不要となる。よって、第１の実施の形態によれば、酸素
発生による真空度低下の問題及び熱膨張係数の差による
密閉容器の変形の問題を解決できる。

【００８０】（２）図１及び図２３を参照して、第１の
実施の形態において、上面部１５には、外部との圧力差
による変形や破壊を防ぐため、これらを防ぐ程度の引っ
張り内部応力を生じさせている。また、側面部１３に
は、空間部に配置するセンサの性能に影響を与えないよ
うに、引っ張り内部応力を０に近い値にしている。

【００８１】（３）第１の実施の形態において、空間部
７４には配線部（例えば、図７の配線部２０）配置さ
れ、配線部は側面部１３から外部に露出している。第１
の実施の形態によれは、ＣＶＤ法により空間部規定部材
を形成している。このため、配線部もＣＶＤ法により形
成できる。よって、不純物領域を配線とする必要がな
く、配線の寄生容量を低下させることができる。ちなみ
にシリコン基板を介した不純物領域配線間のｐｎ接合の
容量は、１０ｐＦ〜１００ｐＦ位である。これに対し
て、配線部間の寄生容量は、１０ｆＦ〜１００ｆＦ位で
ある。

【００８２】（４）第１の実施の形態において、空間部
７４に配置され、上面部１５を支持する柱部（例えば、
図１１の柱部６４、６６）を備えている。これにより、
上面部１５の強度が補強され、上面部１５が外部との圧
力差によって変形や破壊するのを防ぐことができる。

【００８３】（５）図２を参照して、第１の実施の形態
において、空間部規定部材（側面部１３、上面部１５）
と、振動型半導体センサの構成部品（下部電極３６、振
動体電極４０、上部電極５２、固定電極５６、５８）と
は、同一の工程で形成されている。よって、第１の実施
の形態によれば、製造の簡略化及び製造のコストを下げ
ることが可能となる。

【００８４】（６）図２を参照して、第１の実施の形態
において、空間部規定部材と、振動型半導体センサの構
成部品とは、共にシリコン膜で形成されている。したが
って、密閉容器の熱膨張係数とセンサのそれとは、同じ
となる。このため、たとえ温度変化が生じる条件下でセ
ンサを使用しても、センサには熱膨張係数の差が起因と
なる応力が作用することがない。よって、下部電極と振
動体電極との平行度や上部電極と振動体電極との平行度
の低下が原因となるセンサの性能劣化を防ぐことができ
る。具体的数値で言うと、平行度は、その間に形成され
ていた絶縁膜（犠牲膜）の膜厚分布でほぼ決まり、絶縁
膜の膜厚の十分の一以下又は０.１μｍ以下にすること
が可能である。よって、精度の高いセンサとなる。

【００８５】（７）図２０を参照して、第１の実施の形
態によれば、透過のための貫通孔１０６となる粒界部を
積極的に形成し、しかもその貫通孔１０６の径を通常の
ＬＳＩプロセスの微細加工限度よりもさらに小さいレベ
ルである10ｎｍ程度に抑え、かつ孔個数の密度もフッ酸
の透過に対して十分な数をもって形成する技術を提供す
ることができる。よって、第１の実施の形態によれば、
多孔質透過膜（多結晶シリコン膜７６）を破壊すること
なく、所望の容量の空間部７４を備えた密閉容器１４を
作製できる。

【００８６】［第２の実施の形態］第２の実施の形態
は、シリコン膜を厚く形成することを不要とし、よっ
て、ＣＭＰ等でシリコン膜を削る工程を省略できること
を特徴としている。図２４は、第２の実施の形態の断面
図である。第１の実施の形態の図１１と対応する。図１
１と同一部分については、同一符号を付すことにより説
明を省略する。側面部１３及び柱部６４、６６が配置さ
れる位置にある絶縁膜１０８、１１０、１１２を、間隔
をあけて残している。

【００８７】｛製造方法の説明｝図２５を参照して、基
板１０の絶縁膜１２上に、例えばＣＶＤ法を用いて、厚
さ０.２μｍのシリコン膜を形成する。シリコン膜を、
例えばフォトリソグラフィによりパターンニングし、側
面部形成領域１１４、１１６、柱部形成領域１１８、１
２０、電極形成領域１２２に、それぞれ、シリコン膜２
６ｈ、２６ｉ、２６ｊ、２６ｋ、２６ｌを残す。シリコ
ン膜２６ｌが下部電極３６となる。

【００８８】図２６を参照して、シリコン膜２６ｈ、２
６ｉ、２６ｊ、２６ｋ、２６ｌを覆うように、基板１０
上に、例えばＣＶＤ法を用いて、シリコン酸化膜からな
る厚さ２.０μｍの絶縁膜１０８を形成する。

【００８９】図２７を参照して、絶縁膜１０８を、例え
ばフォトリソグラフィによりパターンニングする。この
パターンニングにより、電極形成領域１２２、領域１２
４（側面部形成領域１１４と柱部形成領域１１８との
間）、領域１２６（側面部形成領域１１６と柱部形成領
域１２０との間）に、絶縁膜１０８を残す。また、側面
部形成領域１１４、１１６及び柱部形成領域１１８、１
２０に、絶縁膜１０８を間隔をあけて残す。

【００９０】図２８は、図２７の構造物の平面図であ
る。側面部形成領域１１４、１１６及び柱部形成領域１
１８、１２０では、絶縁膜１０８が格子状に残されてい
る。

【００９１】図２９を参照して、基板１０の全面上に、
例えばＣＶＤ法を用いて、厚さ２.０μｍのシリコン膜
２８を形成する。側面部形成領域１１４、１１６及び柱
部形成領域１１８、１２０では、絶縁膜１０８が格子状
に残されている。よって、厚いシリコン膜（例えば４.
０μｍ）を形成することなく、これらの領域に、シリコ
ン膜２８を埋め込むことができる。

【００９２】上記と同様の工程を繰り返すことにより、
図２４に示すように、側面部１３及び柱部６４、６６を
形成する。後の工程は、第１の実施の形態と同じであ
る。

【００９３】図３０は、第２の実施の形態の断面図であ
り、第１の実施の形態の図７と対応する。振動体電極４
０を保持する部分に、間隔をあけて絶縁膜１０８、１１
０が残されている。上部電極５２及び固定電極５６、５
８を保持する部分についても、絶縁膜１０８、１１０を
残すことができる。

【００９４】なお、図２８に示すように、絶縁膜１０８
を格子状に残すのではなく、図３１に示すように、側面
部形成領域１１４、１１６及び柱部形成領域１１８、１
２０において、絶縁膜１０８をストライプ状に残す態様
もある。このように絶縁膜１０８をパターンニングすれ
ば、絶縁膜１０８は、犠牲膜エッチングの際に除去する
こともできる。したがって、図３２に示すように、側面
部１３、柱部６４、６６に空洞１２８を形成することが
できる。振動体電極４０、上部電極５２及び固定電極５
６、５８を保持する部分についても、空洞１２８を形成
することができる。

【００９５】｛効果の説明｝第２の実施の形態は、第１
の実施の形態（１）〜（７）の効果を有する。さらに、
第２の実施の形態は、以下の効果を有する。

【００９６】（１）例えば、図２７〜図２９を参照し
て、第２の実施の形態では、側面部形成領域１１４、１
１６及び柱部形成領域１１８、１２０にあるシリコン酸
化膜１０８、１１０、１１２を、間隔をあけて残してい
る。このため、側面部１３及び柱部６４、６６を形成す
るためのシリコン膜の堆積時、シリコン膜は、シリコン
酸化膜１０８、１１０、１１２の隙間に入り込む。した
がって、シリコン膜を厚めに堆積し、シリコン膜をエッ
チングして薄くする工程が不要となる。

【００９７】（２）シリコン酸化膜は、シリコン膜より
軟らかい。よって、図２４に示す密閉容器１４におい
て、シリコン酸化膜１０８、１１０、１１２は、密閉容
器１４に作用する衝撃応力を吸収する機能を有する。よ
って、衝撃に対して強い密閉容器１４となる。また、図
３２に示す密閉容器１４において、空洞１２８により、
衝撃応力を吸収できる。よって、衝撃に対して強い密閉
容器１４となる。

【００９８】［第３の実施の形態］第３の実施の形態の
特徴は、本発明に係る密閉容器に加速度を測定するセン
サを配置したことである。

【００９９】（平面構造の説明）図３３は、本発明の第
３の実施の形態に係る振動型半導体センサの平面図であ
る。この振動型半導体センサは、加速度を測定するセン
サである。図３３の構造を、図３４〜図３６を用いて、
下層から順に説明する。

【０１００】図３４を参照して、基板２００上に、配線
部２１２及びこれと電気的に接続される下部電極２２６
が形成されている。配線部２１２及び下部電極２２６
は、シリコン膜からなる。配線部２１２の端部上には、
アルミニウムからなる取り出し電極２２８が形成されて
いる。

【０１０１】図３５を参照して、振動子となる振動体電
極２３０が、図３４に示す下部電極２２６上の位置に形
成されている。振動体電極２３０の四隅は、基板２００
上に形成された四つの保持部２３２、２３４、２３６、
２３８によって、保持されている。これにより、振動体
電極２３０は、固定はりとなっている。振動体電極２３
０及び保持部２３２、２３４、２３６、２３８は、シリ
コン膜からなる。保持部２３２は、配線部２１０の一部
である。配線部２１０上には、アルミニウムからなる取
り出し電極２４０が形成されている。

【０１０２】図３６を参照して、上部電極２４２が、図
３５に示す振動体電極２３０上の位置に形成されてい
る。上部電極２４２は、基板２００上に形成された配線
部２０６によって、保持されている。これにより、上部
電極２４２は、片持はりとなっている。上部電極２４２
及び配線部２０６は、シリコン膜からなる。上部電極２
４２と配線部２０６とは、電気的に接続されている。配
線部２０６の端部上には、アルミニウムからなる取り出
し電極２４４が形成されている。

【０１０３】図３３を参照して、下部電極２２６、振動
体電極２３０、上部電極２４２を囲むように、三層のシ
リコン膜からなる側面部２０３が形成されている。密閉
容器２０４内の四隅には、シリコン膜からなる柱部２５
４、２５６、２５８、２６０が配置されている。柱部２
５４、２５６、２５８、２６０は、密閉容器２０４の上
面部（図示せず）を支持している。

【０１０４】｛断面構造の説明｝図３７は、図３３に示
す振動型半導体センサをＡ−Ａ線に沿って切断した断面
図である。基板２００上には、絶縁膜２０２が形成され
ている。絶縁膜２０２上には、密閉容器２０４が形成さ
れている。密閉容器２０４の側面部２０３及び上面部２
０５で、空間部２６４が規定されている。

【０１０５】空間部２６４には、下部電極２２６、振動
体電極２３０、上部電極２４２が配置されている。振動
体電極２３０は、保持部２３８、配線部２１０によって
保持されている。配線部２１０は、側面部２０３から外
部に引き出されている。配線部２１０は、絶縁膜２０
２、２６２によって、密閉容器２０４と電気的に絶縁分
離されている。上面部２０５上には、多結晶シリコン膜
２６６、２６８が形成されている。多結晶シリコン膜２
６６の機能は、第１の実施の形態の多結晶シリコン膜７
６の機能と同じである。また、多結晶シリコン膜２６８
の機能は、第１の実施の形態の多結晶シリコン膜７８の
機能と同じである。

【０１０６】図３８は、図３３に示す振動型半導体セン
サをＢ−Ｂ線に沿って切断した断面図である。空間部２
６４の絶縁層２０２上には、間隔をあけて、下から順に
下部電極２２６、振動体電極２３０、上部電極２４２が
位置している。上部電極２４２は、配線部２０６と電気
的に接続され、かつ配線部２０６によって片持ち保持さ
れている。配線部２０６は、側面部２０３から外部に引
き出されている。配線部２０６は、絶縁膜２０２、２６
２によって、密閉容器２０４と電気的に絶縁分離されて
いる。下部電極２２６は、配線部２１２と電気的に接続
されている。配線部２１２は、側面部２０３から外部に
引き出されている。配線部２１２は、絶縁膜２０２、２
６２によって、密閉容器２０４と電気的に絶縁分離され
ている。

【０１０７】上面部２０５には、開口部２７０が形成さ
れている。開口部２７０を覆うように、上面部２０５上
には、多結晶シリコン膜２６６が形成されている。開口
部２７０のところにある多結晶シリコン膜２６６上に多
結晶シリコン膜２６８を形成することにより、密閉容器
２０４が密閉される。

【０１０８】｛動作の説明｝この振動型半導体センサ
は、加速度を測定するセンサである。図３７、３８を参
照して、基板２００の主表面に対して垂直方向、すなわ
ちａで示す方向に加速度が加わると、振動体電極２３０
がａで示す方向に振動する。これにより、下部電極２２
６と振動体電極２３０との静電容量及び上部電極２４２
と振動体電極２３０との静電容量が変化する。これをも
とにして、加速度を検出する。

【０１０９】｛製造方法の説明｝第３の実施の形態は、
第１の実施の形態の製造方法と同様の方法により製造す
ることができる。すなわち、パターンが違うだけでプロ
セス自体は同じである。また、第３の実施の形態に第２
の実施の形態も適用することができる。

【０１１０】｛効果の説明｝第３の実施の形態は、第１
の実施の形態の（１）〜（７）の効果を有する。また、
第２の実施の形態を適用すれば、第３の実施の形態は、
第２の実施の形態の（１）〜（２）の効果を有する。

【０１１１】［第４の実施の形態］第４の実施の形態の
特徴は、配線部が外部において浮いた状態となっている
ことである。

【０１１２】｛構造の説明｝図３９は、本発明の第４の
実施の形態に係る密閉容器を用いた振動型半導体センサ
の立体図である。図４０はその断面図である。図３９
は、第１の実施の形態の図１に対応し、図４０は、第１
の実施の形態の図８に対応する。

【０１１３】図１に示す第１の実施の形態との違いは、
配線部１６、１８、２０、２２、２４が外部において浮
いた状態となっていることである。その他の構造につい
ては、第１の実施の形態と同じなので、同一符号を付す
ことにより説明を省略する。

【０１１４】｛製造方法の説明｝本発明の第４の実施の
形態に係る密閉容器を用いた振動型半導体センサの製造
方法を、図４１〜図５０を用いて説明する。図１２〜図
２１に示す第１の実施の形態との違いは、配線部１８、
２４を形成するときのパターンニングである。

【０１１５】図４１の工程は、図１２の工程と対応す
る。図１２の工程との違いは、シリコン膜２６ｃ、２６
ｅの一方の端部が、側面部１３の形成位置と一致してい
る点である。

【０１１６】図４２、４３、４４、４５の工程は、それ
ぞれ、図１３、１４、１５、１６の工程と対応する。

【０１１７】図４６の工程は、図１７の工程と対応す
る。図１７の工程との違いは、シリコン膜３０ｃ、３０
ｅの一方の端部が、側面部１３の形成位置と一致してい
る点である。

【０１１８】図４７、４８の工程は、それぞれ、図１
８、１９の工程と対応する。

【０１１９】図４９、５０の工程は、図２０、２１の工
程と対応する。違いは、フッ酸を用いた犠牲膜（絶縁膜
９４、１００、１０２）エッチングの際、密閉容器１４
の外部にあり、かつ配線部１８、２４を挟むように位置
している絶縁膜９４、１００も、除去される点である。
よって、図５０に示すように、配線部１８、２４は外部
において浮いた状態となる。そして、最後に図４０に示
すように、多結晶シリコン膜７８で開口部８０を封止す
る。

【０１２０】｛効果の説明｝第４の実施の形態は、第１
の実施の形態の（１）〜（７）の効果を有する。また、
第２の実施の形態を適用すれば、第４の実施の形態は、
第２の実施の形態の（１）〜（２）の効果を有する。ま
た、図３９を参照して、第４の実施の形態において、配
線部１６、１８、２０、２２、２４、は外部において浮
いた状態となる。このような配線部は、寄生容量を低下
させることができる。例えば、配線部が外部において浮
いた状態は、配線部が絶縁膜で支持されている場合に比
べ、配線間の寄生容量が１／４〜１／１０になる。

【０１２１】なお、第１〜第４の実施の形態において、
密閉容器の形状は直方体である。しかしながら、本発明
はこれに限定されず、上面部と基板とが平行な多面体で
もよいし、空間部規定部材が球面状でもよい。

【０１２２】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る密閉容器を用
いた振動型半導体センサの立体図である。

【図２】図１の密閉容器において、振動型半導体センサ
が見える状態の立体図である。

【図３】本発明の第１の実施の形態に係る密閉容器を用
いた振動型半導体センサの平面図である。

【図４】図３に示すセンサの下部電極の平面図である。

【図５】図３に示すセンサの振動体電極の平面図であ
る。

【図６】図３に示すセンサの上部電極の平面図である。

【図７】図３に示すセンサをＡ−Ａ線に沿って切断した
断面図である。

【図８】図３に示すセンサをＢ−Ｂ線に沿って切断した
断面図である。

【図９】図３に示すセンサをＣ−Ｃ線に沿って切断した
断面図である。

【図１０】図３に示すセンサをＤ−Ｄ線に沿って切断し
た断面図である。

【図１１】図３に示すセンサをＥ−Ｅ線に沿って切断し
た断面図である。

【図１２】本発明の第１の実施の形態に係る密閉容器を
用いた振動型半導体センサの製造方法の第１の工程を示
す断面図である。

【図１３】本発明の第１の実施の形態に係る密閉容器を
用いた振動型半導体センサの製造方法の第２の工程を示
す断面図である。

【図１４】本発明の第１の実施の形態に係る密閉容器を
用いた振動型半導体センサの製造方法の第３の工程を示
す断面図である。

【図１５】本発明の第１の実施の形態に係る密閉容器を
用いた振動型半導体センサの製造方法の第４の工程を示
す断面図である。

【図１６】本発明の第１の実施の形態に係る密閉容器を
用いた振動型半導体センサの製造方法の第５の工程を示
す断面図である。

【図１７】本発明の第１の実施の形態に係る密閉容器を
用いた振動型半導体センサの製造方法の第６の工程を示
す断面図である。

【図１８】本発明の第１の実施の形態に係る密閉容器を
用いた振動型半導体センサの製造方法の第７の工程を示
す断面図である。

【図１９】本発明の第１の実施の形態に係る密閉容器を
用いた振動型半導体センサの製造方法の第８の工程を示
す断面図である。

【図２０】本発明の第１の実施の形態に係る密閉容器を
用いた振動型半導体センサの製造方法の第９の工程を示
す断面図である。

【図２１】本発明の第１の実施の形態に係る密閉容器を
用いた振動型半導体センサの製造方法の第１０の工程を
示す断面図である。

【図２２】本発明の第１の実施の形態に係る密閉容器に
用いた多孔質透過膜の膜厚とアニール条件との関係をあ
らわすグラフである。

【図２３】シリコン膜の結晶化の熱処理温度と内部応力
との関係を示すグラフである。

【図２４】本発明の第２の実施の形態に係る密閉容器の
柱部における断面図である。

【図２５】本発明の第２の実施の形態に係る密閉容器の
製造方法の第１の工程を示す断面図である。

【図２６】本発明の第２の実施の形態に係る密閉容器の
製造方法の第２の工程を示す断面図である。

【図２７】本発明の第２の実施の形態に係る密閉容器の
製造方法の第３の工程を示す断面図である。

【図２８】図２７に示す構造物の平面図である。

【図２９】本発明の第２の実施の形態に係る密閉容器の
製造方法の第４の工程を示す断面図である。

【図３０】本発明の第２の実施の形態に係る密閉容器に
配置されたセンサの振動体電極における断面図である。

【図３１】本発明の第２の実施の形態に係る密閉容器の
製造方法の他の例における絶縁膜１０８のパターンを示
す平面図である。

【図３２】本発明の第２の実施の形態に係る密閉容器の
他の例の柱部における断面図である。

【図３３】本発明の第３の実施の形態に係る密閉容器を
用いた振動型半導体センサの平面図である。

【図３４】図３３に示すセンサの下部電極の平面図であ
る。

【図３５】図３３に示すセンサの振動体電極の平面図で
ある。

【図３６】図３３に示すセンサの上部電極の平面図であ
る。

【図３７】図３３に示すセンサをＡ−Ａ線に沿って切断
した断面図である。

【図３８】図３３に示すセンサをＢ−Ｂ線に沿って切断
した断面図である。

【図３９】本発明の第４の実施の形態に係る密閉容器を
用いた振動型半導体センサの立体図である。

【図４０】本発明の第４の実施の形態に係る密閉容器を
用いた振動型半導体センサの断面図である。

【図４１】本発明の第４の実施の形態に係る密閉容器を
用いた振動型半導体センサの製造方法の第１の工程を示
す断面図である。

【図４２】本発明の第４の実施の形態に係る密閉容器を
用いた振動型半導体センサの製造方法の第２の工程を示
す断面図である。

【図４３】本発明の第４の実施の形態に係る密閉容器を
用いた振動型半導体センサの製造方法の第３の工程を示
す断面図である。

【図４４】本発明の第４の実施の形態に係る密閉容器を
用いた振動型半導体センサの製造方法の第４の工程を示
す断面図である。

【図４５】本発明の第４の実施の形態に係る密閉容器を
用いた振動型半導体センサの製造方法の第５の工程を示
す断面図である。

【図４６】本発明の第４の実施の形態に係る密閉容器を
用いた振動型半導体センサの製造方法の第６の工程を示
す断面図である。

【図４７】本発明の第４の実施の形態に係る密閉容器を
用いた振動型半導体センサの製造方法の第７の工程を示
す断面図である。

【図４８】本発明の第４の実施の形態に係る密閉容器を
用いた振動型半導体センサの製造方法の第８の工程を示
す断面図である。

【図４９】本発明の第４の実施の形態に係る密閉容器を
用いた振動型半導体センサの製造方法の第９の工程を示
す断面図である。

【図５０】本発明の第４の実施の形態に係る密閉容器を
用いた振動型半導体センサの製造方法の第１０の工程を
示す断面図である。

【図５１】振動型半導体センサが配置された従来の密閉
容器の模式図である。

【符号の説明】

１０基板１２絶縁膜１３側面部１４密閉容器１５上面部１６、１８、２０、２２、２４配線部２６ａ〜２６ｌシリコン膜２８ａ〜２８ｅシリコン膜３０ａ〜３０ｅシリコン膜３２シリコン膜３４振動型半導体センサ３６下部電極４０振動体電極４２、４４、４６、４８保持部５２上部電極５６、５８固定電極６４、６６、６８、７０柱部７２絶縁膜７４空間部８２、８４、８６配線部形成領域８８保持部形成領域９０側面部形成領域９２電極形成領域９４絶縁膜９６電極形成領域９８領域１００、１０２、１０８、１１０、１１２絶縁膜１１４、１１６側面部形成領域１１８、１２０柱部形成領域１２２電極形成領域１２４、１２６領域１２８空洞２００基板２０２絶縁膜２０３側面部２０４密閉容器２０５上面部２０６、２１０、２１２、配線部２２６下部電極２３０振動体電極２３２、２３４、２３６、２３８保持部２４２上部電極２５４、２５６、２５８、２６０柱部２６２絶縁膜２６４空間部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者坂田二郎愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番地の１株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者景山恭行愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番地の１株式会社豊田中央研究所内Ｆターム(参考） 4M112 AA02 BA07 BA08 CA24 CA26 DA05 DA06 DA14 DA15 EA02 EA04 EA05 EA06 GA01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に形成された密閉容器であって、上面部及び側面部を有し、前記密閉容器の空間部を規定
する空間部規定部材が、前記基板上に形成され、前記空間部規定部材は、薄膜形成技術により形成された
シリコン膜を積層した構造を含む、密閉容器。
【請求項２】請求項１において、前記空間部には配線膜が配置され、前記配線膜は前記側面部から外部に露出し、前記配線膜は外部において、絶縁膜により支持されてい
るか、又は浮いている状態である、密閉容器。
【請求項３】基板上に形成された密閉容器の製造方法
であって、薄膜形成技術により形成されたシリコン膜を積層するこ
とにより、前記密閉容器の空間部を規定する空間部規定
部材を形成する、密閉容器の製造方法。