(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（１００）面と＜１１０＞方向を有し、（１００）面に平行な表面に異方性エッチングで形成された矩形状の窪みを有する半導体基板と、
前記窪みを覆うように前記半導体基板に設けられた誘電体薄膜と、を備え、
前記窪みに対向する前記誘電体薄膜には、複数のエッチングホールを設け、
その複数のエッチングホールには、＜１１０＞方向に対し所定角度で傾斜する方向に延びる第１のエッチングホールを含むようにし、
前記第１のエッチングホールは、前記窪みの四隅付近にそれぞれ１つ以上設けられており、
前記複数の各エッチングホールの外周に外接する＜１１０＞方向並びにそれと直交する方向の仮想線で囲んで形成される仮想長方形が、隣接するもの同士で少なくとも１ヶ所で接触または重なって連続し、
その連続が、前記窪みの周囲に沿って一周するように前記複数のエッチングホールを配置するように形成されたことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記第１のエッチングホールの傾斜角度は、４５度であることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記複数のエッチングホールは、前記第１のエッチングホールと、＜１１０＞方向と平行或いは直交する方向に位置付けられた第２のエッチングホールを含むことを特徴とする請求項１または２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記エッチングホールの一端が前記窪みの頂点に接するよう配置されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記第２のエッチングホールの長さをａとし、
前記第１のエッチングホールを対角線とする仮想長方形の前記第２のエッチングホールと平行な辺の長さをｂとすると、
ａがｂの２倍以上としたことを特徴とする請求項３に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記複数のエッチングホールは、前記第１のエッチングホールと、前記第１のエッチングホールより短く、前記＜１１０＞に対し所定角度で傾斜する方向に延びる第３のエッチングホールを含むように構成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記誘電体薄膜の中央に、応力吸収用の孔部を設けたことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記誘電体薄膜の中央に、補強パターンを設けたことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項９】
前記誘電体薄膜に回路パターンが設けられていることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項１０】
前記回路パターンが、抵抗素子と熱電変換素子の少なくとも一方を有することを特徴とする請求項９に記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
フローセンサ，赤外線センサ等のシリコン基板の表面に窪みを設けるとともに、その窪みを覆うような誘電体薄膜を前記シリコン基板表面に設け、かつ、その誘電体薄膜上に所定形状の抵抗素子等を形成した半導体装置としては、例えば従来特公平３−５２０２８に示されるようなものがある。
【０００３】
係る構成の半導体装置では、シリコン基板の表面に誘電体薄膜を成膜した後で窪みを作ることになるが、その製造方法としては、裏面（誘電体薄膜非形成面）からシリコン基板をエッチングする方法と、表面の誘電体薄膜にシリコン基板をエッチングするためのエッチングホールを形成し、そのエッチングホールを介してエッチング液を浸透させてエッチングする方法がある。
【０００４】
後者においては誘電体薄膜にどのような形状のエッチングホールを形成するかによってエッチング時間・有効領域など生産性や特性に大きな影響を及ぼすのでその形状設計には注意が必要となる。そして、その形状としては、従来は図１に示すように、（１００）面と＜１１０＞方向を持つシリコンウエハ１においては＜１１０＞に対して４５°の方向に方向付けられるパターンとなるように、そのシリコンウエハ１の上面に成膜された誘電体薄膜３にエッチングホール２を形成するのが一般的であった。
【０００５】
そして、このエッチングホール２を介して露出するシリコンウエハ１の領域からエッチングが進行し、異方性エッチングによりアンダーカットすることにより、最終的に図示するようにシリコンウエハ１の上面に窪み４が形成され、その窪み４に対向する誘電体薄膜３がメンブレンとなる。この窪み４により、誘電体薄膜３（メンブレン）とシリコンウエハ１との間で、物理的に熱的な絶縁性が図れる。さらに、窪み４の上方に位置する誘電体薄膜（メンブレン）の表面に、抵抗素子または熱電変換素子等の物理量の検出部や配線パターンが形成される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来の半導体装置では、以下に示す問題を有する。すなわち、赤外線センサのような外部からの入射エネルギーを熱に変換し、その熱を電気信号に変換する構造をもつセンサにおいては、誘電体薄膜３の中央部の入射エネルギーが最大となる。また、誘電体薄膜３の熱絶縁性は、ヒートシンク（（１００）面と＜１１０＞方向を有するウエハ１）から最も距離のとれる誘電体薄膜３の中央部が最大となるため、センシングにおいてこの部分が最も重要な素子形成領域となる。
【０００７】
そして、従来の半導体装置の構造では、誘電体薄膜３の中央部分にエッチングホール２を形成していたため、熱絶縁性の最もよい中央部分にセンシングに関わる素子を形成するための有効面積が小さくなり、感度・精度が悪くなる。
【０００８】
さらに、エッチングホール２を開けた部分は、当然のことながら検出部はもちろんのこと配線パターンも形成できず、そのエッチングホール２を避け、迂回しながら配線等のパターンレイアウトを考えなければならい。そして、従来の半導体装置では、窪み４上の誘電体薄膜３を横断するように複数のエッチングホール２が形成されるため、検出部（素子）と配線の配置レイアウトに制約を受け、抵抗素子，熱電変換素子や配線等を効率よく、しかも広範囲にわたって形成することができず、半導体装置の検出感度・精度の向上の妨げとなる。
【０００９】
また、誘電体薄膜３は、その周囲がシリコン基板１に接合され支持されており、窪み４の上方部分の誘電体薄膜の中央には応力がかかりやすい（特に誘電体薄膜の膜厚にバラツキが有る場合）。
【００１０】
本発明は、上記した背景に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、上記した問題を解決し、誘電体薄膜の中央部の有効面積を大きくとり、素子や配線パターンの配置レイアウトの自由度も高く、センサの感度及び精度を向上することができ、さらに、応力にも強い誘電体薄膜を備えた半導体装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために本発明に係る半導体装置では、（１００）面と＜１１０＞方向を有し、（１００）面に平行な表面に異方性エッチングで形成された矩形状の窪みを有する半導体基板と、前記窪みを覆うように前記半導体基板に設けられた誘電体薄膜と、を備えた。そして、前記窪みに対向する前記誘電体薄膜には、複数のエッチングホールを設け、その複数のエッチングホールには、＜１１０＞方向に対し所定角度で傾斜する方向に延びる第１のエッチングホールを含むようにした。さらに、前記第１のエッチングホールは、前記窪みの四隅付近にそれぞれ１つ以上設けられており、前記複数の各エッチングホールの外周に外接する＜１１０＞方向並びにそれと直交する方向の仮想線で囲んで形成される仮想長方形が、隣接するもの同士で少なくとも１ヶ所で接触または重なって連続し、その連続が、前記窪みの周囲に沿って一周するように前記複数のエッチングホールを配置するように構成した（請求項１）。
【００１２】
エッチングホールを有する誘電体薄膜付きの半導体基板（窪みなし）に対し、異方性エッチングをする。すると、＜１１０＞方向と傾斜する方向に配置されたエッチングホール、つまり、第１のエッチングホールに基づく異方性エッチングは、その第１のエッチングホールを対角線とする長方形状にエッチングされる。つまり、仮想長方形の領域がエッチングされて除去され、しかも、仮想長方形は隣接するもの同士が連続しているので、結局、窪みを形成しようとする領域に沿ってエッチングにより除去された領域が形成される。すると、（４１１）面や（１００）面が現れるので、実施の形態で詳細に説明するように、その（４１１）面，（１００）面に向かってエッチングが進む。よって、最終的には＜１１０＞方向と平行，垂直な辺を持つ矩形状の窪みが形成される。しかも、（４１１）面の最速エッチングを利用するので、従来のものよりも短時間で窪みを形成できる。
【００１３】
このように、窪みを形成する周囲部分にエッチングホールを設け、そのエッチングホールに基づいて直接的にエッチングされた領域から、中央に向かってエッチングが進行するので、メンブレン（窪みに対向する誘電体薄膜の部分）の中央に半導体基板を異方性エッチングするためのエッチングホールを設けなくても良くなる。その結果、中央部のセンシングのための有効面積を大きくとれる。そのことにより、感度、精度が向上する。
【００１４】
特に、サーモパイルセンサのような、ヒートシンク−メンブレン（シリコン−窪み上の誘電体薄膜）間に多くの熱電対を形成する必要のあるセンサにおいて、誘電体薄膜の中央に素子・配線の可能な領域が広くなると、配線のレイアウトが容易となる。また、エッチングパターンの数が減れば、シリコンプロセス時の検査工程も短縮できる。
【００１５】
また、前記第１のエッチングホールの傾斜角度は、好ましくは、４５度とすることである（請求項２）。係る構成にすると、初期段階のエッチング、つまり、第１のエッチングホールの下方に形成される仮想長方形の領域に対するエッチングが最も早くできる。
【００１６】
さらに、前記複数のエッチングホールは、前記第１のエッチングホールと、＜１１０＞方向と平行或いは直交する方向に位置付けられた第２のエッチングホールを含むようにすることができる（請求項３）。
【００１７】
このようにすると、第１のエッチングホールに基づいてその下方の半導体基板の領域が除去されたエッチング初期段階では、誘電体薄膜の中央の下方に残った領域は半導体が略十字状となる。よって、センシングのための有効面積をより広くすることができる。また、第２のエッチングホールは、製品完成後は＜１１０＞方向と平行または直交する方向でメンブレンとの境界に形成される孔となるので、熱絶縁性も向上し、フローセンサなどの測定精度の向上が可能である。
【００１８】
また、前記エッチングホールの一端が前記窪みの頂点に接するよう配置されるようにするとよい（請求項４）。さらにまた、前記第２のエッチングホールの長さをａとし、前記第１のエッチングホールを対角線とする仮想長方形の前記第２のエッチングホールと平行な辺の長さをｂとすると、ａがｂの２倍以上になるように設定した（請求項５）。このように構成すると、（４１１）面でのエッチングが主体となり、（４１１）面のエッチング速度の１／２以下である（１００）面のエッチングの関与が少なくなるため、エッチング時間がさらに早くなる。
【００１９】
前記複数のエッチングホールは、前記第１のエッチングホールと、前記第１のエッチングホールより短く、前記＜１１０＞に対し所定角度で傾斜する方向に延びる第３のエッチングホールを含むように構成することができる（請求項６）。この発明は、第４の実施の形態（図１１）により実現されている。そして、動作原理としては、第２のエッチングホールを複数の第３のエッチングホールで構成したものと等価となる。
【００２０】
さらにまた、前記誘電体薄膜の中央に、応力吸収用の孔部を設けるとより好ましい（請求項７）。この発明は、第５の実施の形態（図１２）により実現されている。
【００２１】
メンブレン中央には応力が集中しやすい。よって、誘電体薄膜の膜厚のバラツキが大きくなるとメンブレンが反る可能性があるが、孔部を形成することで係る応力を緩和でき、たとえ量産時に誘電体薄膜の膜厚にバラツキが出ても平坦なメンブレンが形成される。
【００２２】
また、同様の問題を解決する別の手段としては、前記誘電体薄膜の中央に、補強パターンを設けることである（請求項８）。この発明は、第６の実施の形態（図１３）により実現されている。そして、誘電体薄膜の膜厚のバラツキ等に起因してメンブレンが反ろうとしても、その反ろうとする力が補強パターンにより抑えられ、平坦なメンブレンを形成することができる。
さらに、前記誘電体薄膜に回路パターンが設けらるようにすることができる（請求項９）。この場合に、例えば、前記回路パターンが、抵抗素子と熱電変換素子の少なくとも一方を有するとよい（請求項１０）。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る半導体装置の好適な実施の形態を添付図面を参照にして詳述する。図２は、本発明の第１の実施の形態を示している。同図に示すように、シリコン基板１０の上面に誘電体薄膜１２が成膜されている。このとき、シリコン基板１０の上面に平面形状が矩形状で有底の窪み１４が形成され、上記誘電体薄膜１２によりその窪み１４の開放部分が覆われるようになっている。
【００２４】
そして、窪み１４に対向する誘電体薄膜１２の四隅には、シリコンの＜１１０＞方向と４５度の角度で交差する第１のエッチングホール１６を形成する。つまり、この第１のエッチングホール１６は、窪み１４の平面形状である正方形の対角線の上に配置され、その外側の一端１６ａは、その正方形の頂点に位置する。さらに、各第１のエッチングホール１６の長さは等しくしている。これにより、第１のエッチングホール１６の他端１６ｂは、窪み１４の外形状よりも所定量だけ小さい正方形の頂点に位置する。
【００２５】
さらに、隣接する第１のエッチングホール１６の一端１６ａを結ぶ線上に、第２のエッチングホール１７を形成している。この第２のエッチングホール１７の両端１７ａは、隣接する第１のエッチングホール１６の一端１６ａを結ぶ線に対する第１のエッチングホール１６の他端１６ｂからの垂線の足と同じか、それよりも外側（第２のエッチングホール１７の長手方向）に延長配置する。すなわち、第２のエッチングホール１７の上（端部１７ａ上を含む）に、第１のエッチングホール１６の他端１６ｂからの垂線の足がくるようにする。換言すると、第２のエッチングホール１７の両端１７ａは、第１のエッチングホール１６を対角線とする仮想正方形の領域Ｒに接するか、その領域Ｒ内に進入するように構成する。
【００２６】
また、図示省略するが、誘電体薄膜１２の上面（窪み１４の上方）には、多数の熱電変換素子が配置され、この各熱電変換素子には、引出配線パターンの一端が接続され、また引出配線パターンの他端は、シリコン基板１０と誘電体薄膜１２が接合されている外周囲部分に引き出される。そして、係る引出配線パターンの他端を介して熱電変換素子で検出した信号が外部に出力可能となっている。
【００２７】
ところで、本形態の製造プロセスとしては、平板状（窪み１４のない）シリコン基板１０の上面に誘電体薄膜１２を成膜し、その誘電体薄膜１２の表面に熱電変換素子や引出配線パターン等を形成するとともに、フォトリソグラフィ技術を用いて誘電体薄膜１２の所定位置に、各エッチングホール１６，１７を形成する。
【００２８】
その後、ＫＯＨ等のエッチング液にシリコン基板１０ごと浸漬することにより、その第１，第２のエッチングホール１６，１７を介して露出するシリコン基板１０の表面がエッチング液により徐々に異方性エッチングされ、最終的に上記した所定形状の窪み１４が形成される。なお、このエッチングの際には、シリコン基板１０の裏面側にも所定の保護膜を成膜し、除去されないようにする。
【００２９】
次に、上記した第１，第２のエッチングホール１６，１７のパターン形状により、平面矩形状（逆角錐台形状の空間）からなる窪み１４が形成される原理を説明する。まず、良く知られているように、（１００）面に平行な表面に異方性エッチングをすると、第１，第２のエッチングホール１６，１７により開口されている部分が、＜１００＞方向、つまり、基板表面と垂直方向にエッチングされる。
【００３０】
さらに、水平方向に対しては、＜１１０＞方向と４５度の方向、つまり、第１のエッチングホール１６と平行な面に向かってエッチングが進む。これにより、図３に示すように、第１のエッチングホール１６を対角線とする仮想正方形の領域Ｒが除去される。また、第２のエッチングホール１７の各辺は、＜１１０＞方向と平行または直交する方向であるので、第２のエッチングホール１７の周縁外側に向けてのエッチングは進まない。よって、この段階では、図中白抜き部分並びに第１，第２のエッチングホール１６，１７の領域がエッチングされ、最終的に窪み１４となる領域の中では、網掛けで示す十字状の領域が残る。
【００３１】
そして、第１のエッチングホール１６の下方に形成された４つの正方形状のエッチング済み領域Ｒ１は、第２のエッチングホール１７の下方に形成されたエッチング済み領域Ｒ２により連結される。
【００３２】
このように、エッチングされた長方形（正方形を含む）の領域Ｒ１，Ｒ２が連結されることにより、（４１１）面という最速エッチング面が現れるので、図４中矢印で示す方向にエッチングが急速に進む。そして、シリコンの（４１１）面のエッチングは（１００）面に対して倍以上エッチングが速いため、誘電体薄膜１２の下のシリコンは、図４から図５に示すように、エッチングが進む。つまり、（４１１）面と（１００）面が共にエッチングされていくものの、（４１１）面の方がエッチングが速く（１００）面の領域が減少していく。そして最終的に、図６に示すように、中央部に（４１１）面のみで形成された八角形の領域Ｒ４が残る。
【００３３】
そして、このように（４１１）面のみ残ると、さらにこの（４１１）面に向かって高速にエッチングが進み、残った領域Ｒ４も全てアンダーカットされる。一方、第１，第２のエッチングホール１６，１７を含む領域Ｒ１，Ｒ２の外周縁は（１１１）となるので、それ以上のエッチングは行われない。よって、図２に示すように誘電体薄膜１２の下に、窪み１４が形成される。
【００３４】
なお、図３に示すように第２のエッチングホール１７の長さをａとし、第１のエッチングホール１６を対角線とする仮想長方形（正方形）の領域Ｒ（Ｒ１）における第２のエッチングホール１７と平行な辺の長さをｂとすると、ａがｂの２倍以上になるように設定するとよい。このように構成すると、（４１１）面でのエッチングが主体となり、（４１１）面のエッチング速度の１／２以下である（１００）面のエッチングの関与が少なくなるため、エッチング時間がさらに早くなる。
【００３５】
なおまた、本形態では、（４１１）面に対するエッチングを利用しているので、従来のもの（＜１００＞方向や＜−１１０＞方向と４５度傾斜する方向に矩形状のエッチングホールを形成するもの）に比べて、結果として短時間で窪み１４を製造することが可能となる。
【００３６】
図７は、本発明の第２の実施の形態を示している。上記した第１の実施の形態では、第１のエッチングホール１６は、四隅に１つずつ設けたが、本実施の形態では、図７に示すように、第１のエッチングホール１６′を各隅に複数本（具体的には、２本）設け、しかも、対角線上以外の領域に形成している。さらに、各第１のエッチングホール１６′の長さは、第１の実施の形態における第１のエッチングホール１６よりも短くしている。但し、この例でも第１のエッチングホール１６′と＜１１０＞方向のなす角は４５度となるようにしている。
【００３７】
これにより、上記した第１の実施の形態の第１のエッチングホール１６と同様の原理にしたがい、第１のエッチングホール１６′の下側のシリコンが異方性エッチングにより除去され、その除去される領域Ｒ５は、その第１のエッチングホール１６′を対角線とする正方形の領域となる。そして、隣接する領域Ｒ５が、接するか一部重複（本形態では重複）するように第１のエッチングホール１６′をパターニングする。
【００３８】
さらに、第２のエッチングホール１７′は、その両端１７′ａが、隣接する隅に設けた複数の第１のエッチングホール１６′のうち、最も互いに近い第１のエッチングホール１６′に基づく上記正方形の領域Ｒ５と接するように形成している（もちろん内部に進入配置してもよい）。すると、第２のエッチングホール１７′は、＜１１０＞方向と平行または直交するように形成されているので、その外周縁に向けてのエッチングは進まず、その第２のエッチングホール１７′を介して露出するシリコンのみがその奥（下方）に向かって除去される。
【００３９】
これにより、第１のエッチングホール１６′の下方に形成されるエッチングされた領域Ｒ５と、第２のエッチングホール１７′の下方に形成されたエッチングされた領域が、隣接する領域同士が接続され、最終的に窪み１４となる領域のほぼ外周囲を無端状に囲むことになる。よって、その無端状に囲まれた内側の領域は、第１の実施の形態と同様に、シリコンの異方性エッチングは（４１１）面のエッチングが支配的となり、高速にエッチングされて除去される。
【００４０】
また、同一の隅に形成された２つの第１のエッチングホール１６′によりエッチングされた２つの領域Ｒ５と、最終的に窪み１４となる領域で囲まれる領域Ｒ６は、以下のようにしてやはり高速にエッチングされる。
【００４１】
すなわち、エッチングされた領域Ｒ５同士が接触することにより、（４１１）面という最速エッチング面が現れるので、図８中矢印で示す方向にエッチングが急速に進む。つまり、エッチングで除去された領域Ｒ５で区切られた領域Ｒ６（この段階ではエッチングされていない）は、（４１１）面へのエッチングにより各領域Ｒ６の対角線方向に進む。
【００４２】
そして、対角線に達すると、（４１１）面がなくなり、新たに（１００）面がエッチングを支配する。そして、領域Ｒ６内をエッチングすると、周囲は（１１１）となり、それ以上のエッチングは行われず、エッチングが終了する。これにより、開口面が正方形状の窪みが形成される。
【００４３】
なお、この第２の実施の形態に設けられる検出部の一例を示すと、図９のようになる。同図に示すように、誘電体薄膜１２のうち窪み１４に対向する領域（メンブレン）の中央に、抵抗素子配線１８，１９を設けている。この抵抗素子配線１８，１９は複数回折り返され、その両端が窪み１４の外側に配置され、それぞれ電極２０，２１に接続されている。この電極２０，２１を介して抵抗素子配線１８，１９に電流を流すことにより、発熱する。つまり、抵抗素子配線１８，１９はヒータ線を構成し、半導体装置全体では、マイクロヒータ，フローセンサを構成することができる。
【００４４】
また、一方の抵抗素子配線（第１の抵抗素子）１８が過熱させるもので、他方の抵抗素子配線（第２の抵抗素子）１９が温度の変化を捉えるように機能させる（温度変化により抵抗値が変化するので、それを検出する）ように構成してもよい。
【００４５】
また、誘電体薄膜１２の上面に形成するのは、上記のように抵抗素子配線に限ることはなく、通電して発熱するヒータとして機能させるための抵抗素子配線と、温度の変化を捉える熱電変換素子としての熱電対を形成するように構成しても良い。
【００４６】
さらに、センシングのための第１の抵抗素子、熱電変換素子などの他に、第１の素子の出力を補正するための第２の素子を形成し、精度を向上させることができる。例えば、サーモパイルのような熱電変換素子の場合、温度補正素子が必要となる。また、サーモパイルの出力に乗る外乱を除去するために、リファレンスセンサを第２の素子として形成することで精度の向上が可能となる。もちろん、上記した各例示に限られることはなく、他の各種の検出素子を配置することが可能となる。
【００４７】
図から明らかなように、誘電体薄膜１２の中央部にエッチングホール１６，１７がないので、連続した広い領域が確保でき、その広い領域内に抵抗素子配線等の検出部を配置できるので、高感度・高精度のセンサを構成でき、しかも、配置レイアウトの自由度も増す。そして、上記した各検出部の構成は、第１の実施の形態のものにも適用できるし、以下に示す各種の実施の形態にももちろん適用できる。
【００４８】
図１０は、本発明の第３の実施の形態を示している。本実施の形態は、＜１１０＞方向と４５度傾斜する第１のエッチングホール１６′を、各隅に対して第２の実施の形態よりも多く設置している。さらに、同一線上に短い第１のエッチングホール１６′を形成している。また、第１のエッチングホール１６′を多数設置したことから、隣接する隅に設けた複数の第１のエッチングホール１６′のうち、最も互いに近い第１のエッチングホール１６′同士の間隔が短くなったことから、第２のエッチングホール１７″も短くなる。
【００４９】
そして、係る構成においても、シリコン基板をエッチング液に浸漬したエッチング開始当初は、第１のエッチングホール１６′を対角線とする正方形状の領域Ｒ５と、第２のエッチングホール１７″から露出する領域がエッチングされ、それら各領域が連続し、その内側に階段状のパターンでシリコンが残る（領域Ｒ７）。また、領域Ｒ５同士の外側の領域Ｒ６もエッチングされずに残る。
【００５０】
この残った領域Ｒ６，Ｒ７は、ともに上記した各実施の形態と同様に（４１１）面のエッチングが支配的になり、高速にエッチングされて除去され、開口部が正方形状の窪みが形成される。
【００５１】
図１１は、第４の実施の形態を示している。本実施の形態では、第２の実施の形態を基本とし、第２のエッチングホール１７′を設けず、その第２のエッチングホールを設けていた領域に、＜１１０＞方向と４５度傾斜し、第１のエッチングホール１６´よりもさらに短い第３のエッチングホール２２を設けた。そして、第３のエッチングホール２２を対角線とする仮想正方形の領域Ｒ９が連続（隣接する領域Ｒ９同士が接触或いは重複）し、この連続した領域Ｒ９により、第１のエッチングホール１６′を対角線とする仮想正方形の領域Ｒ６と連続（接触或いは重複）するようにパターニングする。
【００５２】
係る構成にすると、エッチング開始当初の段階で、領域Ｒ５，Ｒ９がエッチングされ、領域Ｒ９が、第２の実施の形態における第２のエッチングホールに基づいてエッチングされた領域と等価の状態となる。よって、以後は、第２の実施の形態と同様の原理にしたがって、エッチングが進み、最終的に開口部が正方形状となる窪みが高速に形成される。
【００５３】
なお、第２のエッチングホールに替えて、係る第３のエッチングホールを用いた構成は、上記した第２の実施の形態に適用するものに限ることはなく、他の実施の形態のいずれにも適用することができる。なおまた、その他の構成並びに作用効果は、上記した各実施の形態と同様であるので、その詳細な説明を省略する。
【００５４】
図１２は、本発明の第５の実施の形態を示している。本実施の形態では、第１の実施の形態を基本とし、さらに誘電体薄膜１２（メンブレン）の中央に、異方性エッチングのトータルのエッチング時間に実質的に関与しない孔部２４を設けている。
【００５５】
すなわち、誘電体薄膜１２の中央には応力が集中しやすいので、誘電体薄膜１２の膜厚のバラツキが大きくなると窪み１４に対向する誘電体薄膜の領域（メンブレン）が反る可能性がある。そこで、誘電体薄膜１２の中央部に孔部２４を形成することで応力を緩和でき、量産時に誘電体薄膜１２の膜厚のばらつきが出ても平坦なメンブレンを形成することができる。
【００５６】
なお、係る孔部２４を設ける構成は、上記した第１の実施の形態に適用するものに限ることはなく、他の実施の形態のいずれにも適用することができる。なおまた、その他の構成並びに作用効果は、上記した各実施の形態と同様であるので、その詳細な説明を省略する。
【００５７】
図１３は、本発明の第６の実施の形態を示している。本実施の形態では、第２の実施の形態を基本とし、中央部にＰｏｌｙ−Ｓｉなどの材料を用いた十字状の補強パターン２６を形成している。すなわち、上記した第５の実施の形態でも説明したように、メンブレン中央には応力が集中しやすく、誘電体薄膜の膜厚のバラツキが大きくなるとメンブレンが反る可能性がある。これを回避するために、補強パターン２６を形成し、反りにくくした。
【００５８】
なお、係る補強パターン２６を設ける構成は、上記した第２の実施の形態に適用するものに限ることはなく、他の実施の形態のいずれにも適用することができる。なおまた、その他の構成並びに作用効果は、上記した各実施の形態と同様であるので、その詳細な説明を省略する。
【００５９】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係る半導体装置では、請求項１のように構成すると、メンブレン中央にシリコンを異方性エッチングするためのエッチングホールがないため、中央部のセンシングのための有効面積を大きくとれる。そのことにより、感度、精度を向上できる。また、従来と同一の性能とした場合には、従来よりも小型のものにすることができる。
【００６０】
その結果、例えば耳式体温計や、ＦＡ用小型非接触温度センサ等へ展開することができる。もちろん、利用分野はこれに限ることはない。
【００６１】
そして、請求項２のように構成すると、エッチング速度がさらに高速化され、短時間で処理可能となる。また、請求項３のように構成すると、センシングに必要な有効面積の拡大に加え、第２のエッチングホールが、熱絶縁用の孔となるので、熱絶縁性も向上し、フローセンサなどの測定精度の向上が可能となる。さらに、請求項５のように構成すると、（４１１）面のエッチングが主体となるので、より高速にエッチングが完了し、生産性が向上する。さらに、請求項７，８のように構成すると、誘電体薄膜にかかる応力による反りの発生を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は従来例を示す平面図である。
（ｂ）は同図（ａ）におけるａ−ａ線矢視断面図である。
【図２】（ａ）は本発明に係る半導体装置の第１の実施の形態を示す平面図である。
（ｂ）は同図（ａ）におけるｂ−ｂ線矢視断面図である。
【図３】窪みを形成する原理を説明する図（その１）である。
【図４】窪みを形成する原理を説明する図（その２）である。
【図５】窪みを形成する原理を説明する図（その３）である。
【図６】窪みを形成する原理を説明する図（その４）である。
【図７】本発明に係る半導体装置の第２の実施の形態を示す平面図である。
【図８】窪みを形成する原理を説明する図である。
【図９】第２の実施の形態における検出部を示す図である。
【図１０】本発明に係る半導体装置の第３の実施の形態を示す平面図である。
【図１１】本発明に係る半導体装置の第４の実施の形態を示す平面図である。
【図１２】本発明に係る半導体装置の第５の実施の形態を示す平面図である。
【図１３】本発明に係る半導体装置の第６の実施の形態を示す平面図である。
【符号の説明】
１０  半導体基板
１２  誘電体薄膜
１４  窪み
１６，１６′  第１のエッチングホール
１７，１７′  第２のエッチングホール
１８，１９  抵抗素子配線
２４  孔部
２６  補強パターン
【図１】
0003692841.tif 000002
【図２】
0003692841.tif 000003
【図３】
0003692841.tif 000004
【図４】
0003692841.tif 000005
【図５】
0003692841.tif 000006
【図６】
0003692841.tif 000007
【図７】
0003692841.tif 000008
【図８】
0003692841.tif 000009
【図９】
0003692841.tif 000010
【図１０】
0003692841.tif 000011
【図１１】
0003692841.tif 000012
【図１２】
0003692841.tif 000013
【図１３】
0003692841.tif 000014