(57)【要約】 【課題】電極パッド部の導電膜下部の絶縁膜表面に凹凸部があると、導電膜表面にも凹凸部が生じる。【解決手段】シリコン基板表面に接するように形成された電極パッド部において、電極パッド部は、第１の絶縁膜とポリシリコンが、シリコン基板表面側から順に積層している構造である。このような電極パッド部を提供する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコン基板表面に接するように形成された電極パッド部を有するＭＥＭＳデバイスにおいて、
前記電極パッド部は、第１の絶縁膜とポリシリコンとが、前記シリコン基板表面側から順に積層している構造であることを特徴とするＭＥＭＳデバイス。
【請求項２】
請求項１に記載のＭＥＭＳデバイスにおいて、
前記第１の絶縁膜は、シリコン酸化膜を有することを特徴とするＭＥＭＳデバイス。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のＭＥＭＳデバイスにおいて、
前記第１の絶縁膜は、シリコン酸化膜とシリコン窒化膜が、前記シリコン基板表面側から順に形成されていることを特徴とするＭＥＭＳデバイス。
【請求項４】
請求項３に記載のＭＥＭＳデバイスにおいて、
前記第１の絶縁膜中に形成された前記シリコン窒化膜は、２層以上からなることを特徴とするＭＥＭＳデバイス。
【請求項５】
請求項３に記載のＭＥＭＳデバイスにおいて、
前記第１の絶縁膜中に形成された前記シリコン窒化膜は、３層であることを特徴とするＭＥＭＳデバイス。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載のＭＥＭＳデバイスにおいて、
前記パッド部側部には、第２の絶縁膜が形成されていることを特徴とするＭＥＭＳデバイス。
【請求項７】
請求項６に記載のＭＥＭＳデバイスにおいて、
前記第２の絶縁膜は、シリコン窒化膜であることを特徴とするＭＥＭＳデバイス。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載のＭＥＭＳデバイスにおいて、
前記電極パッド部周囲には、ボロンを含有する絶縁膜が形成されていることを特徴とするＭＥＭＳデバイス。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載のＭＥＭＳデバイスにおいて、
前記ポリシリコンにワイヤが接続していることを特徴とするＭＥＭＳデバイス。
【請求項１０】
シリコン基板と、
前記シリコン基板の上に形成された掘り込み部を有する支持部を有しており、
前記掘り込み部には、電極パッド部が形成されていることを特徴とするＭＥＭＳデバイス。
【請求項１１】
請求項１０に記載のＭＥＭＳデバイスにおいて、
前記支持部は、ボロン（Ｂ）を有する絶縁膜からなることを特徴とするＭＥＭＳデバイス。
【請求項１２】
請求項１０又は１１に記載のＭＥＭＳデバイスにおいて、
前記電極パッド部は、第１の絶縁膜とポリシリコンが、前記シリコン基板表面側から順に積層している構造であることを特徴とするＭＥＭＳデバイス。
【請求項１３】
請求項１０〜１２のいずれか１項に記載のＭＥＭＳデバイスにおいて、
前記電極パッド部側部には、第２の絶縁膜が形成されていることを特徴とするＭＥＭＳデバイス。
【請求項１４】
請求項１０〜１３のいずれか１項に記載のＭＥＭＳデバイスにおいて、
前記シリコン基板と前記支持部との間には、振動膜が形成されており、
前記支持部の上には、固定膜が形成されており、
前記電極パッド部は、前記固定膜の電極パッドであることを特徴とするＭＥＭＳデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＭＥＭＳデバイスに関し、特にＭＥＭＳデバイスの電極パッド構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体の微細加工技術を用いて電気機械部品を形成するＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）技術が注目を浴びており、機械分野・エレクトロニクス分野・通信分野・医療分野などの各種分野において、ＭＥＭＳ技術に関する開発が活発化してきている。
【０００３】
ＭＥＭＳ技術においては、フッ酸系薬液でシリコンをエッチングして所望の形状に加工することが一般的に行われている。そして、装置外部と入出力信号の電気的な導通を取る電極パッドには、フッ酸系薬液でエッチングされる材料を用いることができない。そのため、フッ酸系薬液でのエッチング後に、金やアルミニウムワイヤとのボンディングが容易に可能である、金やアルミニウムで形成された電極パッドを使用することになる。なお特許文献１によると、電極パッドを構成する材料として、不純物をドーピングしたシリコン若しくはポリシリコン、金、高融点金属、アルミニウム又はアルミニウム合金を用いるとされている。また、特許文献２によると、電極パッド下に、常圧ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）酸化膜であるＢＰＳＧ（Boron-doped Phospho-silicate glass）膜を用いるとされている。
【特許文献１】特許第４１８１５８０号公報
【特許文献２】特開２００８−０５３４００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の常圧ＣＶＤ酸化膜であるＢＰＳＧ膜上に電極パッドをポリシリコンで形成する場合、ＢＰＳＧ膜中にドーピングするボロン濃度ないしリン濃度や成膜温度により、ＢＰＳＧ膜表面に凹凸が発生し、その上に形成する電極パッドとなるポリシリコン膜表面にも凹凸が発生する。凹凸の発生したポリシリコンにアルミニウムワイヤを用いてボンディングをする際、ポリシリコンが塑性変形しにくいため、接合部に空隙ができ、十分な接合面積が確保できず、ボンディング性が劣化するという課題が発生する。ただし、上記課題は、ＢＰＳＧ膜の上に電極パッドを形成する場合にのみ発生するのではなく、表面に凹凸が発生するような絶縁膜上に電極パッドを形成する場合に言える課題である。
【０００５】
本発明は、以上の課題を解決するために、電極パッドとワイヤとの安定したワイヤボンディングを可能にすることができる電極パッド構造を提供することを主目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明に係るＭＥＭＳデバイスの電極パッド部は、シリコン基板表面に接するように形成されており、電極パッド部は、第１の絶縁膜とポリシリコンが、シリコン基板表面側から順に積層している構造である。
【０００７】
本発明に係るＭＥＭＳデバイスによると、第１の絶縁膜が平坦に形成されることにより、ポリシリコン表面も平坦になるという効果がある。
【０００８】
本発明に係るＭＥＭＳデバイスにおいて、第１の絶縁膜は、シリコン酸化膜を有することが好ましい。さらに言えば、第１の絶縁膜はシリコン酸化膜であることが好ましい。シリコン酸化膜は、平坦に形成されるという特徴があるからである。
【０００９】
本発明に係るＭＥＭＳデバイスにおいて、第１の絶縁膜は、シリコン酸化膜とシリコン窒化膜が、シリコン基板表面側から順に形成されていることが好ましい。シリコン酸化膜とシリコン窒化膜は平坦に形成されるという特徴があるからである。また、積層構造とすることにより、ポリシリコン下部の強度が向上するからである。
【００１０】
本発明に係るＭＥＭＳデバイスにおいて、第１の絶縁膜中に形成されたシリコン窒化膜は、２層以上からなることが好ましい。シリコン窒化膜は、硬い膜であるので、積層構造とすることにより、ポリシリコン下部の強度がさらに向上するからである。尚、第１の絶縁膜中に形成されたシリコン窒化膜は、３層であることが望ましい。
【００１１】
本発明に係るＭＥＭＳデバイスにおいて、パッド部側部には、第２の絶縁膜が形成されていることが好ましい。パッド部側壁部の強度が向上するからである。
【００１２】
本発明に係るＭＥＭＳデバイスにおいて、第２の絶縁膜は、シリコン窒化膜であることが好ましい。シリコン窒化膜は、硬い膜であるので、パッド部側壁部の強度が向上するからである。
【００１３】
本発明に係るＭＥＭＳデバイスにおいて、電極パッド部周囲には、ボロンを含有する絶縁膜が形成されていることが好ましい。電極パッド部全体の強度が向上するからである。
【００１４】
本発明に係るＭＥＭＳデバイスにおいて、ポリシリコンにワイヤが接続していることが好ましい。
【００１５】
また、上記目的を達成するために、本発明に係るＭＥＭＳデバイスは、シリコン基板と、シリコン基板の上に形成された掘り込み部を有する支持部を有しており、掘り込み部に、電極パッド部が形成されていることを特徴とする。尚、支持部は、ボロン（Ｂ）を有する絶縁膜からなることが好ましい。
【００１６】
本発明に係るＭＥＭＳデバイスによると、電極パッド部周囲に支持部が形成されているため、電極パッド部全体の強度が向上するという効果がある。
【００１７】
本発明に係るＭＥＭＳデバイスにおいて、電極パッド部は、第１の絶縁膜とポリシリコンが、シリコン基板表面側から順に積層している構造であることが好ましい。第１の絶縁膜が平坦に形成されることにより、ポリシリコン表面も平坦になるからである。
【００１８】
本発明に係るＭＥＭＳデバイスにおいて、電極パッド部側部には、第２の絶縁膜が形成されていることが好ましい。パッド部側壁部の強度が向上するからである。
【００１９】
本発明に係るＭＥＭＳデバイスにおいて、シリコン基板と支持部との間には、振動膜が形成されており、支持部の上には、固定膜が形成されており、電極パッド部は、固定膜の電極パッドとして機能することが好ましい。ＭＥＭＳデバイスは、振動膜と固定膜の間の容量変化を読み取る機能があるからである。
【００２０】
尚、以上の特徴を矛盾が生じないように適宜組み合わせることが出来ることは言うまでもない。また、それぞれの特徴において、効果が複数期待できるときも、全ての効果を発揮できなければいけないわけではない。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、ＭＥＭＳデバイスの電極パッド部において、ポリシリコン膜の下に形成される絶縁膜が平坦な絶縁膜であるため、ポリシリコン膜表面も平坦になり、ポリシリコン膜にワイヤを接続する際に、ポリシリコン膜とワイヤの接合面積を十分に保つことができるという効果がある。  
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態に係るＭＥＭＳデバイスの電極パッド構造を、図１を用いて説明する。また、本発明で使用している、材料は好ましい例を例示しているだけであり、この形態に限定されることはない。また、本発明の思想の範囲を逸脱しない範囲で、適宜変更は可能である。さらに加えるならば、他の実施形態との組み合わせなども可能である。なお、ここでは、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）デバイスとは、後述するが、半導体プロセスを用いて形成されたコンデンサを指している。ＭＥＭＳデバイスの例としては、マイクロホン（ＭＥＭＳマイク）、圧力センサー、加速度センサー、角速度センサーなどが挙げられる。以上のことは、本発明に共通して言えることである。本実施形態では、ＭＥＭＳデバイスの例として、ＭＥＭＳマイクを例にとって説明することにする。
【００２３】
まず、図１を参照して、ＭＥＭＳマイク全体の構造について説明する。
【００２４】
図１に示すように、ＭＥＭＳマイクは、貫通孔２００を有するシリコン基板２０１、シリコン基板２０１の上に形成されたシリコン酸化膜２０２、シリコン酸化膜２０２の上に形成されたＴＥＯＳ膜（シリコン酸化膜）２０３、ＴＥＯＳ膜２０３の上に形成された振動電極２０４を有する振動膜２０６、振動膜２０６の上に形成された固定電極２０７を有する固定膜２１０、振動膜２０６と固定膜２１０の間に形成されたエアギャップ２１１、固定膜２１０に形成された音孔２１２により構成されている。振動膜２０６は、振動電極２０４の上にエレクトレット膜２０５を有しており、エレクトレット膜２０５は全周囲をシリコン窒化膜で覆われている。また、固定膜２１０は、シリコン窒化膜２０８、固定電極２０７、シリコン窒化膜２０９が順に積層された積層構造となっている。ここで、音孔２１２を通過する音波が振動膜２０６を揺らすことで、振動電極２０４が揺れる。振動電極２０４が揺れることで、固定電極２０７と振動電極２０４の間の容量が変化し、その容量変化を電気信号に変換することで、音を読み取るＭＥＭＳマイクとして機能することになる。尚、振動膜２０６または固定膜２１０に電荷を供給する機構があれば、エレクトレット膜２０５を保持していなくてもよい。また、固定膜構造は積層構造を例に挙げて説明したが、少なくとも固定電極があればよい。また、振動膜は絶縁膜と振動電極の積層構造として形成していても構わない。また、固定膜中のシリコン窒化膜が固定膜を支える支持部２１３として機能することを付け加えておく。また、エアギャップ２１１は、音孔２１２を介して、固定膜２１０と振動膜２０６の間に形成されていた犠牲膜をエッチング除去する方法などにより形成されている。また、固定電極２０７及び振動電極２０４は、ポリシリコン膜であることが好ましい。
【００２５】
ここで、固定膜２１０及び振動膜２０６は電極パッド部を有しており、固定膜２１０における電極パッド部が部分Ｘに該当する。部分Ｘは、シリコン基板２０１の上に、シリコン酸化膜２０２、ＴＥＯＳ膜２０３、シリコン窒化膜２０８、固定電極の電極パッドとなるポリシリコン膜２０７が順番に積層される構造を主な構造としている。
【００２６】
本発明の第１の実施形態において、ＭＥＭＳマイクの電極パッド部の構造は、電極パッドとして機能するポリシリコン膜の直下には、シリコン酸化膜、ＴＥＯＳ膜、シリコン窒化膜などの平坦な膜を形成できる材料からなる膜が形成されている。従って、電極パッド部におけるポリシリコン膜表面も平坦化されるという効果がある。そのため、ポリシリコン膜に直接、導電性のワイヤをつないだとしても、平坦性を保つことができるという効果がある。ポリシリコン膜の表面に導電性のワイヤを接続すると、十分な接合面積が確保できるため、ボンディング性が向上するという効果がある。
【００２７】
また、ポリシリコン膜表面が平坦なので、導電性のワイヤを直接接続できる。そのため、ポリシリコン膜表面に、アルミニウムや金などの導電性の材料をわざわざ成膜するプロセスを必要とならない利点がある。
【００２８】
また、ポリシリコン膜直下の絶縁膜の積層構造が形成されるため、ポリシリコン膜直下の強度を上げることが出来るという効果があり、導電性のワイヤの接合条件を強くすることが可能となる効果がある。
【００２９】
また、ポリシリコン膜側壁に、シリコン窒化膜が形成されているため、ポリシリコン膜側壁の強度を上げることが出来るという効果があり、導電性のワイヤの接合条件を強くすることが可能となる効果がある。
【００３０】
（第１の実施形態の第１変形例）
第１の実施形態に係るＭＥＭＳデバイスの電極パッド構造の第１変形例を、図２（ａ）を用いて説明する。図２（ａ）は、図１における電極パッド部である部分Ｘを拡大した図である。
【００３１】
図２（ａ）に示すように、第１変形例に係る電極パッド構造は、基板１表面に接するように形成されたシリコン酸化膜２と、シリコン酸化膜２の上に形成されたポリシリコン膜３と、ポリシリコン膜３表面に接続された導電性のワイヤ４とを備えている。
【００３２】
図２（ａ）の構成によると、シリコン酸化膜２の上にポリシリコン膜３が形成されている。シリコン酸化膜には、平坦な膜を形成できるという性質があるため、シリコン酸化膜２の上に形成されるポリシリコン膜３も平坦化されるという効果がある。そのため、ポリシリコン膜３の表面に導電性のワイヤ４を接続すると、十分な接合面積が確保できるため、ボンディング性が向上するという効果がある。
【００３３】
また、ポリシリコン膜３表面が平坦なので、導電性のワイヤ４を直接接続できる。そのため、ポリシリコン膜３表面に、アルミニウムや金などからなる導電性の材料をわざわざ成膜するプロセスを必要とならない利点がある。
【００３４】
第１の変形例のように、ポリシリコン膜の直下は、絶縁膜の積層構造を有していなくてもよい。また、ポリシリコン膜側壁には、絶縁膜が形成されていなくてもよい。
【００３５】
（第１の実施形態の第２変形例）
第１の実施形態に係るＭＥＭＳデバイスの電極パッド構造の第２変形例を、図２（ｂ）を用いて説明する。図２（ｂ）は、図１における電極パッド部である部分Ｘを拡大した図である。
【００３６】
図２（ｂ）に示すように、第２変形例に係る電極パッド構造は、基板１表面に接するように形成されたシリコン酸化膜２と、シリコン酸化膜２の上に形成されたシリコン窒化膜５と、シリコン窒化膜５の上に形成されたポリシリコン膜３と、ポリシリコン膜３表面に接続された導電性のワイヤ４とを備えている。
【００３７】
図２（ｂ）の構成によると、シリコン酸化膜とシリコン窒化膜は平坦な膜を形成できるという性質があるため、シリコン窒化膜５の上に形成されるポリシリコン膜３も平坦化されるという効果がある。そのため、ポリシリコン膜３の表面に導電性のワイヤ４を接続すると、十分な接合面積が確保できるため、ボンディング性が向上するという効果がある。
また、ポリシリコン膜３表面が平坦なので、導電性のワイヤ４を直接接続できる。そのため、ポリシリコン膜３表面に、アルミニウムや金などからなる導電性の材料をわざわざ成膜するプロセスを必要とならない利点がある。
【００３８】
また、ポリシリコン膜３直下の絶縁膜をシリコン酸化膜２とシリコン窒化膜５の積層構造とするため、ポリシリコン膜３直下の強度を上げることが出来るという効果があり、導電性のワイヤ４の接合条件を強くすることが可能になる。
【００３９】
また、ポリシリコン膜３側壁に、シリコン窒化膜５が形成されているため、ポリシリコン膜３側壁の強度を上げることが出来るという効果があり、導電性のワイヤ４の接合条件を強くすることが可能になる。
【００４０】
第２の変形例のように、ポリシリコン膜の直下は、絶縁膜の積層構造において、ＴＥＯＳ膜を有していなくてもよい。
【００４１】
（第１の実施形態の第３変形例）
第１の実施形態に係るＭＥＭＳデバイスの電極パッド構造の第３変形例を、図２（ｃ）を用いて説明する。図２（ｃ）は、図１における電極パッド部である部分Ｘを拡大した図である。
【００４２】
図２（ｃ）に示すように、第３変形例に係る電極パッド構造は、基板１表面に接するように形成されたシリコン酸化膜２と、シリコン酸化膜２の上に形成されたＴＥＯＳ膜６と、ＴＥＯＳ膜６の上に形成される２層以上からなるシリコン窒化膜の積層構造（シリコン窒化膜５、シリコン窒化膜７、シリコン窒化膜８）と、２層以上からなるシリコン窒化膜の積層構造の上に形成されたポリシリコン膜３と、ポリシリコン膜３表面に接続された導電性のワイヤ４とを備えている。
【００４３】
これによって、ポリシリコン膜３直下の絶縁膜をシリコン酸化膜２と２層以上からなるシリコン窒化膜の積層構造となるため、ポリシリコン膜３直下の強度をさらに上げることが出来るという効果があり、導電性のワイヤ４の接合条件をさらに強くすることが可能になる。その他の効果については、第１の実施形態及び前述した２つの変形例と同様である。
【００４４】
また、図２（ｃ）では、示していないが、ポリシリコン膜３側壁に、シリコン窒化膜５を２層以上形成する構造にすることも可能である。このような構成にすることで、ポリシリコン膜３側壁の強度をさらに上げることが出来るという効果があり、導電性のワイヤ４の接合条件をさらに強くすることが可能になる。
【００４５】
第３の変形例のように、ポリシリコン膜の直下に形成された絶縁膜の積層構造中のシリコン窒化膜は積層構造であってもよい。
【００４６】
（第１の実施形態の第４変形例）
第１の実施形態に係るＭＥＭＳデバイスの電極パッド構造の第４変形例を、図２（ｄ）を用いて説明する。図２（ｄ）は、図１における電極パッド部である部分Ｘを拡大した図である。
【００４７】
図２（ｄ）に示すように、第４変形例に係る電極パッド構造は、基板１表面に接するように形成されたシリコン酸化膜２と、シリコン酸化膜２の上に形成されたＴＥＯＳ膜６と、ＴＥＯＳ膜６の上に形成されるシリコン窒化膜５と、シリコン窒化膜５の上に形成されたポリシリコン膜３と、ポリシリコン膜３表面に接続された導電性のワイヤ４とを備えている。
【００４８】
効果については、第１の実施形態とほぼ同様であるので説明を省略する。
【００４９】
以上、第１の実施形態及び４つの変形例から分かるように、ポリシリコン膜直下に形成された絶縁膜が平坦な絶縁膜であることによって、ポリシリコン膜表面の平坦化がなされる。また、ポリシリコン膜直下に形成された絶縁膜が積層構造であることによって、電極パッド部下部の強度を向上させることができる。また、ポリシリコン膜側壁に絶縁膜が形成されていることによって、電極パッド部側壁部の強度を向上させることができる。
【００５０】
（第２の実施形態）
以下、本発明の第２の実施形態に係るＭＥＭＳデバイスの電極パッド構造を、図３を用いて説明する。また、本発明で使用している、材料は好ましい例を例示しているだけであり、この形態に限定されることはない。また、本発明の思想の範囲を逸脱しない範囲で、適宜変更は可能である。さらに加えるならば、他の実施形態との組み合わせなども可能である。なお、ここでは、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）デバイスとは、後述するが、半導体プロセスを用いて形成されたコンデンサを指している。ＭＥＭＳデバイスの例としては、マイクロホン（ＭＥＭＳマイク）、圧力センサー、加速度センサー、角速度センサーなどが挙げられる。以上のことは、本発明に共通して言えることである。本実施形態では、ＭＥＭＳデバイスの例として、ＭＥＭＳマイクを例にとって説明することにする。
【００５１】
まず、図３を参照して、ＭＥＭＳマイク全体の構造について説明する。図３に示す構造は、以下の点で図１に示す構造と異なる。
【００５２】
１点目は、支持部についてである。図１に示すＭＥＭＳマイクの構造においては、固定膜２１０を支える支持部として、固定膜中のシリコン窒化膜を利用していた。しかし、図３に示すＭＥＭＳマイクの構造においては、固定膜２１０を支える支持部として振動膜と固定膜の間に形成されていた犠牲膜の残存部分２１４を利用している。別の言い方をすれば、エアギャップ２１１を形成する際に残存する犠牲膜の残存部分が、支持部（支持膜）２１４であるということもできる。ここで、犠牲膜にはＢＰＳＧ膜が用いられており、支持膜もＢＰＳＧ膜が用いられることとなる。ここで、ＢＰＳＧ膜とは、ボロン及びリンを含有しているシリコン酸化膜である。
【００５３】
２点目は、固定膜の電極パッド部についてである。図１に示すＭＥＭＳマイクの構造においては、電極パッド部はエアギャップ２１１によって覆われていた。しかし、図３に示すＭＥＭＳマイクの構造においては、電極パッド部の周囲には支持膜２１４が形成されていることとなる。別の言い方をすると、支持膜２１４に形成された掘り込み部に、電極パッド部の一部が形成されることとなる。支持膜２１４であるＢＰＳＧ膜は、膜表面に凹凸が形成されてしまうため、その上にポリシリコン膜を形成しようとすると、ポリシリコン膜表面にも凹凸が形成されてしまう。ポリシリコン膜表面の平坦性を保つために、ポリシリコン膜下部には、ＢＰＳＧ膜が形成されないように、支持膜２１４に掘り込み部を設けることが必要となる。
【００５４】
次に、固定膜における電極パッド部である部分Ｘについて、説明する。
【００５５】
電極パッド部である部分Ｘは、シリコン基板２０１の上に、シリコン酸化膜２０２、ＴＥＯＳ膜２０３、シリコン窒化膜２０８、固定電極の電極パッドとなるポリシリコン膜２０７が順番に積層される構造となっている。尚、シリコン窒化膜、ポリシリコン膜は、固定膜を支持する支持膜に形成された凹部にこの順番で積層されていることとなる。
【００５６】
本発明の第２の実施形態において、ＭＥＭＳマイクの電極パッド部の構造は、電極パッドとして機能するポリシリコン膜の直下には、シリコン酸化膜、ＴＥＯＳ膜、シリコン窒化膜などの平坦な膜を形成できる材料からなる膜が形成されている。従って、電極パッド部におけるポリシリコン膜表面も平坦化されるという効果がある。そのため、ポリシリコン膜に直接、導電性のワイヤをつないだとしても、平坦性を保つことができるという効果がある。ポリシリコン膜の表面に導電性のワイヤをポリシリコン表面に接続すると、十分な接合面積が確保できるため、ボンディング性が向上するという効果がある。
【００５７】
また、ポリシリコン膜表面が平坦なので、導電性のワイヤを直接接続できる。そのため、ポリシリコン膜表面に、アルミニウムや金などの導電性の材料をわざわざ成膜するプロセスを必要とならない利点がある。
【００５８】
また、ポリシリコン膜直下の絶縁膜の積層構造が形成されるため、ポリシリコン膜直下の強度を上げることが出来るという効果があり、導電性のワイヤの接合条件を強くすることが可能となる効果がある。
【００５９】
また、ポリシリコン膜側壁に、シリコン窒化膜が形成されているため、ポリシリコン膜側壁の強度を上げることが出来るという効果があり、導電性のワイヤの接合条件を強くすることが可能となる効果がある。
【００６０】
（第２の実施形態の第１変形例）
第２の実施形態に係るＭＥＭＳデバイスの電極パッド構造の第１変形例を、図４（ａ）を用いて説明する。図４（ａ）は、図３における電極パッド部である部分Ｘを拡大した図である。
【００６１】
図４（ａ）に示すように、第１変形例に係る電極パッド構造は、基板１表面に接するように形成されたシリコン酸化膜２と、シリコン酸化膜２の上に形成されたポリシリコン膜３と、ポリシリコン膜３表面に接続された導電性のワイヤ４とを備えている。尚、ポリシリコン膜は、固定膜を支持する支持膜９に形成された凹部に形成されている。
【００６２】
図４（ａ）の構成によると、シリコン酸化膜２の上にポリシリコン膜３が形成されている。シリコン酸化膜には、平坦な膜を形成できるという性質があるため、シリコン酸化膜２の上に形成されるポリシリコン膜３も平坦化されるという効果がある。そのため、ポリシリコン膜３の表面に導電性のワイヤ４を接続すると、十分な接合面積が確保できるため、ボンディング性が向上するという効果がある。
【００６３】
また、ポリシリコン膜３表面が平坦なので、導電性のワイヤ４を直接接続できる。そのため、ポリシリコン膜３表面に、アルミニウムや金などからなる導電性の材料をわざわざ成膜するプロセスを必要とならない利点がある。
【００６４】
第１の変形例のように、ポリシリコン膜の直下は、絶縁膜の積層構造を有していなくてもよい。また、ポリシリコン膜側壁には、絶縁膜が形成されていなくてもよい。
【００６５】
（第２の実施形態の第２変形例）
第２の実施形態に係るＭＥＭＳデバイスの電極パッド構造の第２変形例を、図４（ｂ）を用いて説明する。図４（ｂ）は、図３における電極パッド部である部分Ｘを拡大した図である。
【００６６】
図４（ｂ）に示すように、第２変形例に係る電極パッド構造は、基板１表面に接するように形成されたシリコン酸化膜２と、シリコン酸化膜２の上に形成されたシリコン窒化膜５と、シリコン窒化膜５の上に形成されたポリシリコン膜３と、ポリシリコン膜３表面に接続された導電性のワイヤ４とを備えている。尚、シリコン窒化膜、ポリシリコン膜は、固定膜を支持する支持膜９に形成された凹部にこの順番で積層されている。
【００６７】
図４（ｂ）の構成によると、シリコン酸化膜とシリコン窒化膜は平坦な膜を形成できるという性質があるため、シリコン窒化膜５の上に形成されるポリシリコン膜３も平坦化されるという効果がある。そのため、ポリシリコン膜３の表面に導電性のワイヤ４を接続すると、十分な接合面積が確保できるため、ボンディング性が向上するという効果がある。
また、ポリシリコン膜３表面が平坦なので、導電性のワイヤ４を直接接続できる。そのため、ポリシリコン膜３表面に、アルミニウムや金などからなる導電性の材料をわざわざ成膜するプロセスを必要とならない利点がある。
【００６８】
また、ポリシリコン膜３直下の絶縁膜をシリコン酸化膜２とシリコン窒化膜５の積層構造とするため、ポリシリコン膜３直下の強度を上げることが出来るという効果があり、導電性のワイヤ４の接合条件を強くすることが可能になる。
【００６９】
また、ポリシリコン膜３側壁に、シリコン窒化膜５が形成されているため、ポリシリコン膜３側壁の強度を上げることが出来るという効果があり、導電性のワイヤ４の接合条件を強くすることが可能になる。
【００７０】
第２の変形例のように、ポリシリコン膜の直下は、絶縁膜の積層構造において、ＴＥＯＳ膜を有していなくてもよい。
【００７１】
（第２の実施形態の第３変形例）
第２の実施形態に係るＭＥＭＳデバイスの電極パッド構造の第３変形例を、図４（ｃ）を用いて説明する。図４（ｃ）は、図３における電極パッド部である部分Ｘを拡大した図である。
【００７２】
図４（ｃ）に示すように、第３変形例に係る電極パッド構造は、基板１表面に接するように形成されたシリコン酸化膜２と、シリコン酸化膜２の上に形成されたＴＥＯＳ膜６と、ＴＥＯＳ膜６の上に形成される２層以上からなるシリコン窒化膜の積層構造（シリコン窒化膜５、シリコン窒化膜７、シリコン窒化膜８）と、２層以上からなるシリコン窒化膜の積層構造の上に形成されたポリシリコン膜３と、ポリシリコン膜３表面に接続された導電性のワイヤ４とを備えている。尚、シリコン窒化膜の積層構造、ポリシリコン膜は、固定膜を支持する支持膜に形成された凹部にこの順番で積層されている。
【００７３】
これによって、ポリシリコン膜３直下の絶縁膜をシリコン酸化膜２と２層以上からなるシリコン窒化膜の積層構造となるため、ポリシリコン膜３直下の強度をさらに上げることが出来るという効果があり、導電性のワイヤ４の接合条件をさらに強くすることが可能になる。その他の効果については、第１の実施形態及び前述した２つの変形例と同様である。
【００７４】
また、図４（ｃ）では、示していないが、ポリシリコン膜３側壁に、シリコン窒化膜５を２層以上形成する構造にすることも可能である。このような構成にすることで、ポリシリコン膜３側壁の強度をさらに上げることが出来るという効果があり、導電性のワイヤ４の接合条件をさらに強くすることが可能になる。
【００７５】
第３の変形例のように、ポリシリコン膜の直下に形成された絶縁膜の積層構造中のシリコン窒化膜は積層構造であってもよい。
【００７６】
（第２の実施形態の第４変形例）
第２の実施形態に係るＭＥＭＳデバイスの電極パッド構造の第４変形例を、図４（ｄ）を用いて説明する。図４（ｄ）は、図３における電極パッド部である部分Ｘを拡大した図である。
【００７７】
図４（ｄ）に示すように、第４変形例に係る電極パッド構造は、基板１表面に接するように形成されたシリコン酸化膜２と、シリコン酸化膜２の上に形成されたＴＥＯＳ膜６と、ＴＥＯＳ膜６の上に形成されるシリコン窒化膜５と、シリコン窒化膜５の上に形成されたポリシリコン膜３と、ポリシリコン膜３表面に接続された導電性のワイヤ４とを備えている。尚、シリコン窒化膜、ポリシリコン膜は、固定膜を支持する支持膜９に形成された凹部にこの順番で積層されている。
【００７８】
効果については、第２の実施形態とほぼ同様であるので説明を省略する。
【００７９】
以上、第２の実施形態及び４つの変形例から分かるように、ポリシリコン膜直下に形成された絶縁膜が平坦な絶縁膜であることによって、ポリシリコン膜表面の平坦化がなされる。また、ポリシリコン膜直下に形成された絶縁膜が積層構造であることによって、電極パッド部下部の強度を向上させることができる。また、ポリシリコン膜側壁に絶縁膜が形成されていることによって、電極パッド部側壁部の強度を向上させることができる。
【００８０】
また、第２の実施形態及び４つの変形例に共通して言えることであるが、電極パッド部の周囲に支持膜が形成されている。そのため、第１の実施形態及びその変形例と比較して、ポリシリコン膜側壁の強度がさらに増すことになり、導電性のワイヤの接合条件を向上させることができるという効果がある。
【００８１】
次に、本実施形態のＭＥＭＳデバイス電極パッド構造の製造方法を図５〜図７を参照して説明する。尚、ここで説明する製造方法は、第２の実施形態の第４変形例に相当する電極パッド構造を形成する方法である。
【００８２】
図５〜図７は、第２の実施形態の第４変形例に相当する電極パッド構造の製造方法に関する電極パッド部の拡大断面図である。
【００８３】
まず、図５（ａ）に示すように、基板１０１の上にシリコン酸化膜１０２を形成する。
【００８４】
次に、図５（ｂ）に示すように、シリコン酸化膜１０２の上にＴＥＯＳ膜１０３を形成する。
【００８５】
次に、図５（ｃ）に示すように、ＴＥＯＳ膜１０３の上にシリコン窒化膜１０４を形成する。
【００８６】
次に、図５（ｄ）に示すように、シリコン窒化膜１０４の上にシリコン窒化膜１０５を形成する。
【００８７】
次に、図５（ｅ）に示すように、不純物ボロン及び不純物リンを有する絶縁膜での側壁を形成するため、シリコン酸化膜１０３およびシリコン窒化膜１０４、１０５を残すように、エッチングする。
【００８８】
次に、図６（ａ）に示すように、ＴＥＯＳ膜１０３及びシリコン窒化膜１０５の上に、不純物ボロン及び不純物リンを有する絶縁膜１０６を形成する。
【００８９】
次に、図６（ｂ）に示すように、シリコン窒化膜１０５の上部分に形成されている不純物ボロン及び不純物リンを有する絶縁膜１０６を除去し、シリコン窒化膜１０５が露出させる。
【００９０】
次に、図６（ｃ）に示すように、図５（e）で形成したシリコン窒化膜１０４、１０５をエッチングしたあとに、不純物ボロン及び不純物リンを有する絶縁膜の上及び露出したＴＥＯＳ膜１０３の上に、シリコン窒化膜１０７を形成する。
【００９１】
次に、図６（ｄ）に示すように、シリコン窒化膜１０７上にポリシリコン膜１０８を形成する。
【００９２】
次に、図７（ａ）に示すように、ＭＥＭＳデバイス表面の保護膜となるシリコン窒化膜１０９を形成する。
【００９３】
次に、図７（ｂ）に示すように、シリコン窒化膜１０９を一部除去して、ポリシリコン膜１０８を露出させる。
【００９４】
以上のような製造方法により、電極パッド部におけるポリシリコン膜１０８の下側には、不純物ボロン及び不純物リンを有する絶縁膜１０６がないため、ポリシリコン膜１０８表面が平坦化にすることが可能となる。そして、ポリシリコン膜１０８の表面に導電性のワイヤを接続すると、十分な接合面積が確保できるため、ボンディング性が向上するという効果がある。
【００９５】
また、不純物ボロン及び不純物リンを有する絶縁膜１０６形成時の不純物ボロン濃度及び不純物リン濃度及びアニール温度の制約範囲と成膜時のウェハ面内膜厚さバラツキ制約を緩和することができる。
【００９６】
尚、第２の実施形態及び他の変形例についても、堆積させる膜を変更するだけで、同様の製造方法により電極パッド構造を形成することができる。
【００９７】
また、第１の実施形態及び他の変形例については、図５（ｋ）に示す工程の後に、不純物ボロン及び不純物リンを除去する工程を加えることにより、同様の製造方法により、電極パッド構造を形成することができる。
【００９８】
以下、全ての実施形態に共通することについて説明する。
【００９９】
実施形態で使用した、導電性のワイヤとしては、金、アルミニウム、アルミニウム合金又は高融点金属などが挙げられる。
【０１００】
また、ＭＥＭＳデバイスとは、ＣＭＯＳ（complementary metal-oxide semiconductor ）等の製造プロセス技術を利用して多数のチップが同時に製造されている基板（ウェハ）を分割することによって、容量型のコンデンサマイクロホンや圧力センサーなどのデバイスを製造する技術をＭＥＭＳ技術と称し、このようなＭＥＭＳ技術を用いて製造されたデバイスをＭＥＭＳデバイスと称する。
【０１０１】
また、固定膜に形成された貫通孔からの音波をＭＥＭＳデバイスが検知する場合にはマイクロホン（ＭＥＭＳマイク）として機能し、固定膜に形成された貫通孔からの圧力をＭＥＭＳデバイスが検知する場合には圧力センサーとして機能する。その場合、固定膜に形成された貫通孔は、圧力又は音波の導入孔として機能するからである。また、ＭＥＭＳデバイスが加速度又は角速度を検知する場合には、それぞれ加速度センサー又は角速度センサーとして機能するが、その際にも空気の通り抜け道として固定膜に形成された貫通孔が機能するからである。
【産業上の利用可能性】
【０１０２】
以上に説明したように、本発明に係るＭＥＭＳデバイスによると、電極パッドと導電性のワイヤとの安定したワイヤボンディングを可能にすることができるものとなる。また、ポリシリコンと導電性のワイヤを直接接合できるため、電極パッド表面にアルミニウムや金などの導電性材料を形成するプロセスを必要としないという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】第１の実施形態に係るＭＥＭＳマイク全体の構造
【図２】第１の実施形態に係るＭＥＭＳデバイスの電極パッド構造
【図３】第２の実施形態に係るＭＥＭＳマイク全体の構造
【図４】第２の実施形態に係るＭＥＭＳデバイスの電極パッド構造
【図５】第２の実施形態の第４変形例に相当する電極パッド構造の製造方法の各断面図
【図６】第２の実施形態の第４変形例に相当する電極パッド構造の製造方法の各断面図
【図７】第２の実施形態の第４変形例に相当する電極パッド構造の製造方法の各断面図
【符号の説明】
【０１０４】
１  基板
２  シリコン酸化膜
３  ポリシリコン膜
４  導電性のワイヤ
５  シリコン窒化膜
６  ＴＥＯＳ膜
７  シリコン窒化膜
８  シリコン窒化膜
９  支持膜
１０  シリコン窒化膜
１０１  基板
１０２  シリコン酸化膜
１０３  ＴＥＯＳ膜
１０４  シリコン窒化膜
１０５  シリコン窒化膜
１０６  ボロン及びリンを有する絶縁膜
１０７  シリコン窒化膜
１０８  ポリシリコン膜
１０９  シリコン窒化膜
２００  シリコン基板の貫通孔
２０１  シリコン基板
２０２  シリコン酸化膜
２０３  ＴＥＯＳ膜
２０４  振動電極
２０５  エレクトレット膜
２０６  振動膜
２０７  固定電極
２０８  シリコン窒化膜
２０９  シリコン窒化膜
２１０  固定膜
２１１  エアギャップ
２１２  音孔
２１３  支持部
２１４  支持膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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