(57)【要約】【課題】ピエゾ抵抗部の特性を維持しながら、ピエゾ抵抗部と配線との電気的接続を実現し、正確にピエゾ抵抗変化を検知可能な半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】第１のマスク部材を介して半導体基板としてのシリコン基板２０の一部をエッチングすると共に、前記シリコン基板２０に不純物を注入してピエゾ抵抗部２２を形成するピエゾ抵抗部形成工程と、第２のマスク部材を介して前記シリコン基板２０の前記ピエゾ抵抗部２２を含む領域に不純物を注入してコンタクト抵抗低減部２３を形成するコンタクト抵抗低減部形成工程と、前記コンタクト抵抗低減部２３を露出させる開口部２６を有する絶縁膜２５を形成する絶縁膜形成工程と、前記開口部２６を介して前記コンタクト抵抗低減部２３と接するように配線２７を形成する配線形成工程と、を備える半導体装置の製造方法。【選択図】図５Ｍ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のマスク部材を介して半導体基板の一部をエッチングすると共に、当該半導体基板に不純物を注入してピエゾ抵抗部を形成するピエゾ抵抗部形成工程と、
第２のマスク部材を介して前記半導体基板の前記ピエゾ抵抗部を含む領域に不純物を注入して前記ピエゾ抵抗部の抵抗値よりも小さい抵抗値を有するコンタクト抵抗低減部を形成するコンタクト抵抗低減部形成工程と、
前記コンタクト抵抗低減部を露出させる開口部を有する絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程と、
前記開口部を介して前記コンタクト抵抗低減部と接するように配線を形成する配線形成工程と、
を備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記コンタクト抵抗低減部形成工程において、
前記コンタクト抵抗低減部が前記ピエゾ抵抗部の領域内に重なるように前記第２のマスク部材を形成することを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記絶縁膜形成工程の後に、熱処理を行う熱処理工程を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
半導体基板と、
前記半導体基板に形成された凹部と、
該凹部に形成されたピエゾ抵抗部と、
前記ピエゾ抵抗部と接するように形成され前記ピエゾ抵抗部の抵抗値よりも小さい抵抗値を有するコンタクト抵抗低減部と、
前記コンタクト抵抗低減部を露出させる開口部を有する絶縁膜と、
前記開口部を介して前記コンタクト抵抗低減部に電気的に接続された配線と、
を備えたことを特徴とする半導体装置。
【請求項５】
半導体基板により形成された枠状の固定部と、
前記固定部に支持された可動部と、
前記可動部に設けられたミラー部と、
少なくとも前記固定部に形成された請求項４に記載の半導体装置と、
を備えたことを特徴とする光スキャナー。
【請求項６】
光源と、
請求項５に記載の光スキャナーと、を備え、
前記光スキャナーを介して前記光源からの光を表示部に表示させることを特徴とする画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置、当該半導体装置を備えた光スキャナー、当該光スキャナーを備えた画像表示装置、および半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、シリコンなどの半導体基板に形成したピエゾ抵抗部により、気圧などの圧力や回転などの変化を検出するセンサーなどの半導体装置が知られている。例えば、特許文献１に、支持部に両端部が支持された梁部と、梁部の両端近傍に設けられた一対のピエゾ抵抗部（半導体装置）と、ピエゾ抵抗部を可変抵抗とするブリッジ回路とを有し、ブリッジ回路の出力電圧に相関する信号を梁部の加圧点の位置に対応する信号として出力する接触センサーが開示されている。
【０００３】
特許文献１の接触センサーは、第１のマスク部材を介して不純物を注入してピエゾ抵抗部を形成する工程と、第２のマスク部材を介して不純物を注入してピエゾ抵抗部の端部の連続した領域に、ピエゾ抵抗部と配線とのコンタクト抵抗を低減させるためにピエゾ抵抗部と配線との電気的な接続部に介在させるコンタクト抵抗低減部を形成する工程と、を含む製造方法により製造することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１５３７５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の接触センサーの製造方法では、コンタクト抵抗低減部を形成する工程において、第２のマスク部材の位置合わせの基準が明確でないと、第２のマスク部材をマスクにして不純物を注入する領域（コンタクト抵抗低減部の形成領域）が、ピエゾ抵抗部端部の領域からずれてしまう虞がある。例えば、不純物を注入する領域がずれてコンタクト抵抗低減部とピエゾ抵抗部との接触領域が小さくなってしまった場合に、ピエゾ抵抗部の抵抗値が所望の値よりも大きくなったり、コンタクト抵抗低減部とピエゾ抵抗部とが接触していない状態になった場合に、ピエゾ抵抗部と配線との電気的接続ができなくなったりする虞がある。特許文献１では、このような課題に対する対策等について何ら記載がない。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００７】
［適用例１］本適用例にかかる半導体装置の製造方法は、第１のマスク部材を介して半導体基板の一部をエッチングすると共に、当該半導体基板に不純物を注入してピエゾ抵抗部を形成するピエゾ抵抗部形成工程と、第２のマスク部材を介して前記半導体基板の前記ピエゾ抵抗部を含む領域に不純物を注入して前記ピエゾ抵抗部の抵抗値よりも小さい抵抗値を有するコンタクト抵抗低減部を形成するコンタクト抵抗低減部形成工程と、前記コンタクト抵抗低減部を露出させる開口部を有する絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程と、前記開口部を介して前記コンタクト抵抗低減部と接するように配線を形成する配線形成工程とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
本適用例によれば、第１のマスク部材を介して半導体基板の一部のエッチングを行うことで凹部を形成することができ、その凹部を位置合わせ基準として第２のマスク部材を介してピエゾ抵抗部に不純物を注入することで、適切な位置にコンタクト抵抗低減部を形成することが可能となる。また、半導体基板上の凹部を位置合わせ基準として、絶縁膜にコンタクト抵抗低減部を露出させる開口部を形成し、その開口部を介してコンタクト抵抗低減部と電気的に接続された配線を形成することで、適切な位置でコンタクト抵抗低減部と電気的に接続された配線を形成することが可能となる。したがって、所望の抵抗値のピエゾ抵抗部を得ることが可能となり、ピエゾ抵抗変化を精度よく検知できる半導体装置の製造方法を提供することができる。
【０００９】
また、第１のマスク部材を介して不純物を注入しピエゾ抵抗部を形成するピエゾ抵抗部形成工程の後で、第２のマスク部材を介して不純物を注入しコンタクト抵抗低減部を形成するコンタクト抵抗低減部形成工程を行うので、ピエゾ抵抗部の不純物濃度とコンタクト抵抗低減部の不純物濃度とを別の値に設定することができる。具体的には、ピエゾ抵抗部においては、良好なピエゾ特性を示すための不純物濃度に設定し、コンタクト抵抗低減部においては、ピエゾ抵抗部の抵抗値よりも小さい抵抗値よりも小さい抵抗値であってピエゾ抵抗部と配線との接触抵抗を下げられる不純物濃度に調整することができる。これによって、所望の抵抗値のピエゾ抵抗部を得ることが可能となり、ピエゾ抵抗変化を精度よく検知できる半導体装置の製造方法を提供できる。
【００１０】
［適用例２］上記適用例にかかる半導体装置の製造方法において、前記コンタクト抵抗低減部形成工程において、前記コンタクト抵抗低減部が前記ピエゾ抵抗部の領域内に重なるように前記第２のマスク部材を形成することが好ましい。
【００１１】
本適用例によれば、ピエゾ抵抗部と配線との接触部の接触抵抗を低減するコンタクト抵抗低減部の形成領域が、ピエゾ抵抗部の形成領域と重なることにより、ピエゾ抵抗部と、コンタクト抵抗低減部とが電気的に適切に接続されるので、ピエゾ抵抗変化を精度よく検知できる半導体装置の製造方法を提供できる。
【００１２】
［適用例３］上記適用例にかかる半導体装置の製造方法において、前記絶縁膜形成工程の後に、熱処理を行う熱処理工程を備えたことが好ましい。
【００１３】
本適用例によれば、絶縁膜によって基板に蓋をした状態で熱処理を行うことにより、基板表面から基板外への不純物放出を抑制できるので、所望の抵抗値のピエゾ抵抗部を得ることが可能となり、ピエゾ抵抗変化を精度よく検知できる半導体装置の製造方法を提供できる。
【００１４】
［適用例４］本適用例にかかる半導体装置は、半導体基板と、前記半導体基板に形成された凹部と、該凹部に形成されたピエゾ抵抗部と、前記ピエゾ抵抗部と接するように形成され前記ピエゾ抵抗部の抵抗値よりも小さい抵抗値を有するコンタクト抵抗低減部と、前記コンタクト抵抗低減部を露出させる絶縁膜と、前記開口部を介して前記コンタクト抵抗低減部に電気的に接続された配線と、を備えたことを特徴とする。
【００１５】
本適用例によれば、ピエゾ抵抗部は半導体基板に形成された凹部に設けられているので、半導体基板上の凹部を位置合わせ基準として、適切な位置にコンタクト抵抗低減部を形成することができ、ピエゾ抵抗部と接触した適切な配置でコンタクト抵抗低減部を設けることができる。また、ピエゾ抵抗部とコンタクト抵抗低減部とを形成した半導体基板上に絶縁膜を形成し、ピエゾ抵抗部が設けられた凹部を位置合わせ基準として、絶縁膜上の適切な位置に、コンタクト抵抗低減部を露出させる開口部を設けることができる。また、開口部でコンタクト抵抗低減部と電気的に接続された配線を形成することで、ピエゾ抵抗部と配線とが、コンタクト抵抗低減部を介して電気的に適切に接続される。このことにより、所望の抵抗値のピエゾ抵抗部を得ることが可能となり、ピエゾ抵抗変化を精度よく検知できる半導体装置を得ることができる。
【００１６】
［適用例５］本適用例にかかる光スキャナーは、半導体基板により形成された枠状の固定部と、前記固定部に支持された可動部と、前記可動部に設けられたミラー部と、少なくとも前記固定部に形成された適用例４に記載の半導体装置と、を備えたことを特徴とする。
【００１７】
本適用例の光スキャナーは、半導体基板の固定部に支持されたミラー部を有する可動部の角度が変わることで支持部が捩れ変形し、その支持部の捩れ変形に伴ってブリッジ回路に歪みが生じ、その歪み量に応じて変化する上記適用例記載の半導体装置内のピエゾ抵抗部は、半導体基板に形成された凹部に設けられている。ピエゾ抵抗部の抵抗値によって可動部の角度を知ることができる。
したがって、ピエゾ抵抗部の抵抗値を測定することにより、可動部の角度を精度よく検知することが可能な光スキャナーを得ることができる。
【００１８】
［適用例６］本適用例にかかる画像表示装置は、光源と、適用例５に記載の光スキャナーと、を備え、前記光スキャナーを介して前記光源からの光を表示部に表示させることを特徴とする。
【００１９】
本適用例の画像表示装置は、光源からの光を光スキャナーの可動部に設けられたミラー部で反射して表示部に表示させる。ここで、光スキャナーは、上記適用例に記載された光スキャナーであり、ミラーが設けられた可動部の角度を精度よく検知できる。したがって、光スキャナーにより検知された可動部の角度情報を制御に反映することで、ミラー部の角度を正確にコントロールすることができる。その結果、表示部に表示むらのない画像を提供できる画像表示装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施形態１に係る光スキャナーの上面図。
【図２Ａ】姿勢検出センサーの部分平面拡大図。
【図２Ｂ】姿勢検出センサーの部分平面拡大図。
【図３】ブリッジ回路を説明する図。
【図４Ａ】半導体装置を説明する図。
【図４Ｂ】半導体装置を説明する図。
【図５Ａ】半導体装置の製造方法を説明する図。
【図５Ｂ】半導体装置の製造方法を説明する図。
【図５Ｃ】半導体装置の製造方法を説明する図。
【図５Ｄ】半導体装置の製造方法を説明する図。
【図５Ｅ】半導体装置の製造方法を説明する図。
【図５Ｆ】半導体装置の製造方法を説明する図。
【図５Ｇ】半導体装置の製造方法を説明する図。
【図５Ｈ】半導体装置の製造方法を説明する図。
【図５Ｉ】半導体装置の製造方法を説明する図。
【図５Ｊ】半導体装置の製造方法を説明する図。
【図５Ｋ】半導体装置の製造方法を説明する図。
【図５Ｌ】半導体装置の製造方法を説明する図。
【図５Ｍ】半導体装置の製造方法を説明する図。
【図６】半導体装置の平面図。
【図７Ａ】変形例に係る半導体装置の平面図。
【図７Ｂ】変形例に係る半導体装置の断面図。
【図８】本発明の半導体装置を用いた画像表示装置の実施形態を模式的に示す図。
【図９】本発明の画像表示装置の応用例１を示す斜視図。
【図１０】本発明の画像表示装置の応用例２を示す斜視図。
【図１１】本発明の画像表示装置の応用例３を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の各図においては、各層や各部材を認識可能な程度の大きさにするため、各層や各部材の尺度を実際とは異ならせしめている。
【００２２】
〔実施形態１〕
実施形態１に係る半導体装置を用いた光スキャナーと半導体装置の概略構成について説明する。
【００２３】
＜光スキャナー＞
図１は、シリコン基板２０で形成される光スキャナー１００の上面図である。
以下に説明する光スキャナー１００のような構造体をシリコンからなるシリコン基板２０で形成することで、光スキャナー１００の振動特性を優れたものとすることができる。また、シリコンは、エッチングによって微細な加工が可能であるため、シリコンを用いて構造体を形成することにより、各部の寸法精度を優れたものとすることができ、また、光スキャナー１００の小型化を図ることができる。なお、本実施形態は半導体基板としてシリコン基板２０を用いた例を説明するが、これに限らず、半導体基板として、ＳＯＩ基板を用いることもできる。
【００２４】
光スキャナー１００は、ミラー部Ｍを有する可動部１１と、可動部１１を囲むように配置された固定部１３と、可動部１１と固定部１３とを接続し、可動部１１を第１の軸Ｊ１まわりに搖動可能に支持する一対の支持部（第１の支持部）１２１，１２２と、可動部１１を搖動させるための駆動手段（図示省略）とを有している。
【００２５】
また、可動部１１は、上面にミラー部Ｍが設けられた第１の可動部１１１と、第１の可動部１１１を囲むように配置された枠状の第２の可動部１１２と、第１の可動部１１１と第２の可動部１１２とを接続し、第１の可動部１１１を第１の軸Ｊ１と交差する第２の軸Ｊ２まわりに揺動可能に支持する一対の支持部（第２の支持部）１１３，１１４と、を有している。本実施形態では第１の軸Ｊ１と第２の軸Ｊ２は略直交している。一対の支持部１１３，１１４は、第１の可動部１１１を介して互いに対向するように配置されており、また、第２の軸Ｊ２に沿った方向に延在している。
【００２６】
さらに、光スキャナー１００は、第１の可動部１１１の姿勢を検出する姿勢検出センサー７を有している。このような姿勢検出センサー７は、固定部１３の支持部１２１との境界付近に設けられ、第１の軸Ｊ１まわりの第１の可動部１１１の揺動角を検出する第１の姿勢検出センサー７１と、第２の可動部１１２の支持部１１４との境界付近に設けられ、第２の軸Ｊ２まわりの第１の可動部１１１の揺動角を検出する第２の姿勢検出センサー７２と、を有しており、これら２つのセンサーの検出結果から第１の可動部１１１の姿勢を検出する。
【００２７】
図２Ａは、姿勢検出センサー７（７１）の部分平面拡大図である。図２Ｂは、姿勢検出センサー７（７２）の部分平面拡大図である。
図２Ａに示すように、第１の姿勢検出センサー７１は、４つの半導体装置７１１，７１２，７１３，７１４を有し、これら４つの半導体装置７１１，７１２，７１３，７１４が配線５３によって図２Ａに示すように接続され、ブリッジ回路７１０が構成されている。支持部１２１が捩り変形すると、半導体装置７１１，７１２，７１３，７１４が歪み、その撓み量に応じて半導体装置７１１，７１２，７１３，７１４の抵抗値が変化する。それに伴って、ブリッジ回路７１０の出力が変化し、その出力に基づいて、第１の軸Ｊ１まわりにおける第１の可動部１１１の揺動角を求めることができる。
【００２８】
同様に、図２Ｂに示すように、第２の姿勢検出センサー７２は、４つの半導体装置７２１，７２２，７２３，７２４を有し、これら４つの半導体装置７２１，７２２，７２３，７２４が配線５４によって図２Ｂに示すように接続され、ブリッジ回路７２０が構成されている。また、各配線５４は、第２の可動部１１２および支持部１２１，１２２を介して固定部１３まで引き出されている。支持部１１４が捩り変形すると、半導体装置７２１，７２２，７２３，７２４が歪み、その撓み量に応じて半導体装置７２１，７２２，７２３，７２４の抵抗値が変化する。それに伴って、ブリッジ回路７２０の出力が変化し、その出力に基づいて、第２の軸Ｊ２まわりにおける第１の可動部１１１の揺動角を求めることができる。
【００２９】
図３は、ブリッジ回路７２０（７１０）を示す図である。
図３に示すように、ブリッジ回路７２０（７１０）には、４つの半導体装置７２１〜７２４（７１１〜７１４）が四角形に接続されている。回路対角Ａ，Ｃを結ぶ線は、図３で示した第１の軸Ｊ１や第２の軸Ｊ２に一致する。捩り変形していない半導体装置７２１〜７２４（７１１〜７１４）は同一の抵抗値を示す。
【００３０】
軸Ｊ２まわりの支持部が捩り変形すると、半導体装置７２１〜７２４（７１１〜７１４）は捩り変形量に応じてすべて異なる抵抗値に変化する。回路対角ＢＤで発生する電位差は捩り変形量に応じて異なる値となる。そのため、可動部１１１の搖動角を知ることができる。例えば、捩り変形していない場合、回路対角ＢＤで発生する電位差は０（ゼロ）である。
【００３１】
図４Ａ、図４Ｂは、上述したブリッジ回路７２０（７１０）における半導体装置７２１〜７２４（７１１〜７１４）の詳細な配置を説明する図である。
【００３２】
図４Ａに示す通り、ブリッジ回路７２０（７１０）には、４つの半導体装置７２１〜７２４が四角形に接続されている。４つの半導体装置７２１〜７２４内のピエゾ抵抗部２２は４つとも同じ構造となっている。４つの半導体装置７２１〜７２４を接続するコンタクト抵抗低減部２３Ａ〜２３Ｄは四角形の角の部分、対角Ａ〜対角Ｄに配置される。対角Ａ、Ｂ、Ｄは対角位置に開口部２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｄを設ける。対角Ｃの位置だけ、コンタクト抵抗低減部２３Ｃを引き伸ばし、対角位置からずらした箇所に開口部２６Ｃを設ける。
コンタクト抵抗低減部２３Ａ〜２３Ｄとは、ピエゾ抵抗部２２の抵抗値よりも抵抗値が低いことが望ましい抵抗部である。
図４Ｂに示す通り、開口部２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃ，２６Ｄから配線２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃ，２７Ｄを図下側に引き出す配線の場合、各配線が接触することなしに配置することができる。
【００３３】
この接続方法に対して、例えば、対角Ｃ上に開口部２６Ｃを設ける場合、配線２７Ａをピエゾ抵抗部２２が存在する領域へ配置することが考えられる。その場合、配線による捩り変形への影響が懸念される。また、配線２７Ａを図上側へ引き出すことも考えられる。この場合はその分、ブリッジ回路の面積が大きくなる。小型化を図っている光スキャナー１００に搭載するブリッジ回路を大きくすることは望ましくない。
【００３４】
以上述べたように、配線２７がピエゾ抵抗部２２上に配置しない形を作ることができ、配線２７による捩り変形への影響を出さないことが可能となる。また、４つの半導体装置の配置は配線を含めて最小の面積とすることができる。これにより、小型化を図っている光スキャナー１００に搭載する半導体装置の配置は望ましい形となる。
【００３５】
＜半導体装置＞
上述した半導体装置７１１〜７１４，７２１〜７２４は、それぞれ同様に構成されている。以降では、半導体装置７１１〜７１４，７２１〜７２４を、半導体装置２００として総称し、半導体装置２００について製造方法を説明する。
【００３６】
図５Ａ〜図５Ｍは半導体装置２００の製造方法を示す図である。
本実施形態の半導体装置２００の製造方法では、最初に、図５Ａに示すように、スピンコート法などにより、シリコン基板２０にフォトレジスト３１ａを塗布する。
次に、図５Ｂに示すように、フォトリソグラフィーによりフォトレジストをパターニングして、シリコン基板２０に第１のマスク部材としての第１のフォトレジストパターン３１をフォトリソグラフィーにより形成する。
次いで、図５Ｃに示すように、第１のフォトレジストパターン３１を介してシリコン基板２０をエッチングし、凹部２４を形成する。凹部２４を形成するエッチング方法は、ウエットエッチなどの化学的エッチング法、ドライエッチなどの物理的エッチング法等のうち１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００３７】
次に、図５Ｄに示す通り、第１のフォトレジストパターン３１を介して、シリコン基板２０の凹部２４にリンまたはヒ素またはボロンの不純物を注入する。不純物濃度を１．０×１０＋１８ｃｍ-3〜１．０×１０＋２０ｃｍ-3 程度とする。注入時の注入エネルギーは、シリコン基板２０中の不純物濃度設計に応じて設定を行う。例えば、リンであれば、３０〜１００ＫｅＶである。
次に第１のフォトレジストパターン３１を除去する（図５Ｅ）。
以上の工程により、本実施形態の半導体装置の製造方法において、シリコン基板２０に凹部２４とピエゾ抵抗部２２が形成される。
【００３８】
次に、図５Ｆ、図５Ｇに示す通り、ピエゾ抵抗部２２を形成したシリコン基板２０上に塗布したフォトレジストをフォトリソグラフィーによりパターニングすることによって、第２のマスク部材としての第２のフォトレジストパターン３２を形成し、その第２のフォトレジストパターン３２を介してピエゾ抵抗部２２の一部分に不純物を注入してコンタクト抵抗低減部２３を形成する。ここで、シリコン基板２０に形成された凹部２４を第２フォトレジストパターン形成用マスクの位置合わせの基準印とすることで、第２のフォトレジストパターン３２を適正な位置にパターンニングすることができ、その結果、コンタクト抵抗低減部２３をピエゾ抵抗部２２領域内の所望の位置に形成することが可能となる。
【００３９】
ここで、シリコン基板２０に凹部２４が形成されていることにより、マスクの位置合わせの基準印となる凹部２４がない場合と比較して、ピエゾ抵抗部２２を小さく作成することができる。これにより、光スキャナー１００に搭載する半導体装置を小型化することが可能となる。
【００４０】
また、ここで、シリコン基板２０に凹部２４を形成したことにより、コンタクト抵抗低減部２３用のマスクの位置合わせの基準印が形成されている。そのため、別途コンタクト抵抗低減部２３用のマスクの位置合わせの基準印を作成する工程は不要である。これにより、半導体装置の作成工程数を低減することが可能となる。
【００４１】
コンタクト抵抗低減部２３の形成は、シリコン基板２０上にリンまたはヒ素またはボロンを不純物注入することにより行う 。この不純物注入では 、不純物濃度を１．０×１０＋２０ｃｍ-3〜１．０×１０＋２２ｃｍ-3程度とする。注入する不純物の種類は、ピエゾ抵抗部２２をボロンで作成により形成した場合はボロンとし、ピエゾ抵抗部２２をリンまたはヒ素で作成により形成した場合はリンまたはヒ素とすることが望ましい。
次に、第２のフォトレジストパターン３２を除去し、コンタクト抵抗低減部２３の形成は終了する。
なお、以上までの工程が、半導体装置製造方法における、シリコン基板２０にコンタクト抵抗低減部２３を形成する工程に対応する。
【００４２】
次に、図５Ｉに示す通り、ピエゾ抵抗部２２およびコンタクト抵抗低減部２３が形成されたシリコン基板２０表面に絶縁膜２５を形成する。絶縁膜２５は、例えば、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜等を形成する。方法は、例えば、ＣＶＤ法やスパッタリング法等のうち１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
なお、以上までの工程が、シリコン基板２０に絶縁膜２５を成膜する工程に対応する。
【００４３】
次に、シリコン基板２０内に注入した不純物の拡散と不純物注入の際にできるシリコンの結晶欠陥を回復させるために熱処理を実施する。熱処理条件（雰囲気、温度、時間）は素子設計における不純物拡散深さに合わせて設定する。熱処理条件として、例えば、雰囲気は窒素雰囲気または酸素添加雰囲気、温度は９００℃〜１０５０℃、時間は数秒から１時間である。
【００４４】
これは、シリコン基板２０に蓋をした状態で熱処理を行うため、シリコン基板２０表面からシリコン基板外への不純物放出を抑制でき、所望の抵抗値を得ることが可能となる。
【００４５】
次に、図５Ｊ、図５Ｋに示す通り、絶縁膜２５にコンタクト抵抗低減部２３を露出させる開口部２６を形成する。開口部２６の形成は、まず、図５Ｊに示すように、絶縁膜２５上にフォトレジストを塗布した後、そのフォトレジストをフォトリソグラフィーによりパターニングすることによって開口部２６形成用のマスクとなる第３のフォトレジストパターン３３を形成する。次いで、第３のフォトレジストパターン３３をマスクとして絶縁膜２５を選択的に除去することにより、開口部２６が得られる。ここで、絶縁膜２５の除去は、ウエットエッチなどの化学的エッチング法、ドライエッチなどの物理的エッチング法等のうち１種または２種以上を組み合わせて用いることができる 。
次に、第３のフォトレジストパターン３３を除去し、開口部２６の形成は終了する（図５Ｋ）。
【００４６】
開口部２６の形成用の第３のフォトレジストパターン３３のパターンニングでは、第３のフォトレジストパターン３３形成用のフォトマスクの位置合わせをする際に、シリコン基板２０表面に形成されている凹部２４を位置合わせの基準印として行う事で、コンタクト抵抗低減部２３の適正な位置に開口部２６を形成することが可能な第３のフォトレジストパターン３３のパターンニングを行うことが可能となる。
なお、これにより、開口部２６は、コンタクト抵抗低減部２３を露出することになる。
【００４７】
ここで、シリコン基板２０に凹部２４が形成されていることにより、マスクの位置合わせの基準印となる凹部２４がない場合と比較して、コンタクト抵抗低減部２３を小さく作成することができる。これにより、光スキャナー１００に搭載する半導体装置を小型化することが可能となる。
【００４８】
また、ここで、シリコン基板２０に凹部２４を形成したことにより、開口部２６用のマスクの位置合わせの基準印が形成されている。そのため、別途、開口部２６用のマスクの位置合わせの基準印を作成する工程は不要である。これにより、半導体装置の作成工程数を低減することが可能となる。
なお、以上までの工程が、絶縁膜２５に開口部２６を形成する工程に対応する。
【００４９】
次に、図５Ｌに示す通り、絶縁膜２５上、開口部２６上および開口部２６により露出されたコンタクト抵抗低減部２３上に、配線２７を形成する。配線２７は、例えばアルミニウムなどの単層、または、チタン、アルミニウムの積層膜により形成することができる。配線２７の形成方法は、例えば蒸着法やスパッタリング法等のうち１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
なお、以上までの工程が、絶縁膜２５に配線２７を成膜する工程に対応する。
【００５０】
次に、図５Ｍに示す通り、回路配線の配線パターンの構成に応じて配線２７を、フォトリソグラフィーを用いてパターンニングし、エッチングする。エッチングはウエットエッチなどの化学的エッチング法、ドライエッチなどの物理的エッチング法等のうち１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
次に、フォトレジストパターンを除去し、配線２７形成は終了する（図５Ｍ）。
以上述べた工程により、本実施形態の半導体装置２００が完成し、一連の半導体装置２００の製造方法を終了する。
【００５１】
なお、ピエゾ抵抗部２２の形成において、シリコン基板２０の表面から適切な深さで所望の不純物濃度にしてピエゾ抵抗部２２のピエゾ特性を所望の特性とするために、不純物を注入する際のエネルギー（不純物注入エネルギー）の調整と、熱処理工程での熱処理条件の調整とを行う。このような従来から行われる調整に加えて、更に本発明では、ピエゾ抵抗部２２をシリコン基板２０に設けられた凹部２４に形成するので、従来の不純物注入エネルギーの調整と熱処理条件の調整とによるシリコン基板２０の適切な深さにおける所望の不純物濃度の作り込みに加えて、シリコン基板２０に形成する凹部２４の深さの調整によって、ピエゾ抵抗部２２のピエゾ特性をさらに所望の特性に作り込むことが可能である。
【００５２】
図６は、本実施形態の半導体装置２００の平面図である。コンタクト抵抗低減部２３が形成される領域は、ピエゾ抵抗部２２の領域内部のみと限定する。また、開口部２６を設ける個所は、コンタクト抵抗低減部２３の領域内部とする。
【００５３】
以上述べたように、本実施形態に係る半導体基板を有する光スキャナー１００、および、その製造方法によれば、以下の効果を得ることができる。
本実施形態の半導体装置２００の製造方法によれば、第１のマスク部材を介してシリコン基板２０の一部のエッチングを行うことで凹部２４を形成することができ、その凹部２４を位置合わせ基準印として第２のマスク部材を介してピエゾ抵抗部２２に不純物を注入することで、適切な位置にコンタクト抵抗低減部２３を形成することが可能となる。また、シリコン基板２０上の凹部２４を位置合わせ基準印として、絶縁膜２５にコンタクト抵抗低減部２３を露出させる開口部２６を形成し、その開口部２６を介してコンタクト抵抗低減部２３と電気的に接続され絶縁膜２５上に引き出された配線２７を形成することで、適切な位置でコンタクト抵抗低減部２３と配線２７とを電気的に接続することが可能となる。したがって、所望の抵抗値のピエゾ抵抗部２２を得ることが可能となり、ピエゾ抵抗変化を精度よく検知できる半導体装置を製造することができる。
【００５４】
本実施形態の半導体装置製造方法によれば、シリコン基板２０上のピエゾ抵抗部２２の不純物濃度とコンタクト抵抗低減部２３の不純物濃度とを別の値に設定することができる。例えば、ピエゾ抵抗部２２は良好なピエゾ特性を示すための不純物濃度に設定し、コンタクト抵抗低減部２３は、ピエゾ抵抗部２２よりも抵抗値を低くし、ピエゾ抵抗部２２と配線２７との電気的な接続に介在させることによって、ピエゾ抵抗部２２と配線２７との接触抵抗を下げられる不純物濃度に調整することができる。これによって、所望の抵抗値のピエゾ抵抗部２２を得ることが可能となり、ピエゾ抵抗変化を精度よく検知できる半導体装置を製造することができる。
【００５５】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、上述した実施形態に種々の変更や改良などを加えることが可能である。変形例を以下に述べる。
【００５６】
〔変形例〕
図７Ａは、変形例に係る半導体装置２００Ａの平面図である。図７Ｂは、変形例に係る半導体装置２００Ａの断面図である。以下、以下、図７Ａ、図７Ｂを参照して、本変形例の半導体装置２００Ａの構成について説明する。なお、実施形態１と同一の構成部位については、同一の番号を附し、重複する説明は省略する。
【００５７】
本変形例と実施形態１との異なる箇所は、半導体装置２００Ａのコンタクト抵抗低減部２３Ｅが形成される領域である。実施形態１では、コンタクト抵抗低減部２３の形成される領域をピエゾ抵抗部２２の領域内部のみと限定した。しかし、図７Ａ、図７Ｂで示す通り、本変形例ではコンタクト抵抗低減部の一部がピエゾ抵抗部２２の領域に存在し、一部がピエゾ抵抗部２２の領域外に存在する点である。また、開口部２６Ｅを設ける個所は、コンタクト抵抗低減部２３Ｅの領域内部とし、実施形態１と同じとする。
【００５８】
以上述べたように、本変形例に係る半導体基板においても、実施形態１と同様の効果を得ることができる他、開口部２６Ｅを設ける箇所を、コンタクト抵抗低減部２３Ｅの領域内であれば、自由に設定することが可能となる。
例えば、実施形態１では、コンタクト抵抗低減部２３Ｅのレイアウト変更しようとした場合は、ピエゾ抵抗部２２とコンタクト抵抗低減部２３のレイアウト両方を変更しなければならないが、変形例によれば、コンタクト抵抗低減部２３のみのレイアウト変更だけで可能となる。
【００５９】
以上説明したような半導体装置２００を搭載した光スキャナー１００は、例えば、プロジェクター、ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）、ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）のようなイメージング用ディスプレイ等の画像表示装置が備える光スキャナーに好適に適用することができる。このような画像表示装置によれば、光スキャナー１００の小型化を図ることができるため、設計の自由度を高めることができる。以下、画像表示装置の実施形態、およびその応用例について述べる。
【００６０】
＜画像表示装置の実施形態＞
図８は、本発明の半導体装置を備えた画像表示装置の実施形態を模式的に示す図である。
本実施形態では、画像表示装置の一例として、光スキャナー１００をイメージング用ディスプレイの光スキャナーとして用いた場合を説明する。なお、以下の説明において、図中、スクリーンＳの長手方向を「横方向」といい、長手方向に直角な方向を「縦方向」という。また、Ｘ軸がスクリーンＳの横方向と平行であり、Ｙ軸がスクリーンＳの縦方向と平行である。
【００６１】
画像表示装置（プロジェクター）９は、レーザーなどの光を照出する光源装置（光源）９１と、複数のダイクロイックミラー９２Ａ、９２Ｂ、９２Ｃと、上記実施形態で説明した半導体装置製造方法により製造された半導体装置を備えた光スキャナー１００とを有している。
光源装置９１は、赤色光を照出する赤色光源装置９１１と、青色光を照出する青色光源装置９１２と、緑色光を照出する緑色光源装置９１３とを備えている。
【００６２】
各ダイクロイックミラー９２Ａ、９２Ｂ、９２Ｃは、赤色光源装置９１１、青色光源装置９１２、緑色光源装置９１３のそれぞれから照出された光を合成する光学素子である。
このような画像表示装置９は、図示しないホストコンピューターからの画像情報に基づいて、光源装置９１（赤色光源装置９１１、青色光源装置９１２、緑色光源装置９１３）から照出された光をダイクロイックミラー９２Ａ、９２Ｂ、９２Ｃでそれぞれ合成し、この合成された光が光スキャナー１００によって２次元走査され、スクリーンＳ上でカラー画像を形成するように構成されている。
【００６３】
２次元走査の際、光スキャナー１００の可動部１１のＹ軸周りの回動により光反射部Mで反射した光がスクリーンＳの横方向に走査（主走査）される。一方、光スキャナー１００の可動部１１のＸ軸周りの回動により光反射部Mで反射した光がスクリーンＳの縦方向に走査（副走査）される。
なお、図８中では、ダイクロイックミラー９２Ａ、９２Ｂ、９２Ｃで合成された光を光スキャナー１００によって２次元的に走査した後、その光を固定ミラー９３で反射させてからスクリーンＳに画像を形成するように構成されているが、固定ミラー９３を省略し、光スキャナー１００によって２次元的に走査された光を直接スクリーンＳに照射してもよい。
本発明の半導体装置を備えた画像表示装置９は、半導体装置２００の抵抗値を精度よく検知できるため、光スキャナー１００の可動部１１の横方向と縦方向の走査位置を正確に検知し、その情報を制御に反映させてスクリーンＳの表示むらを防止できる。
【００６４】
以下に、画像表示装置の応用例について説明する。
＜画像表示装置の応用例１＞
図９は、本発明の画像表示装置の応用例１を示す斜視図である。
図９に示すように、画像表示装置９は、携帯用画像表示装置４００に適用することができる。
【００６５】
この携帯用画像表示装置４００は、手で把持することができる寸法で形成されたケーシング４１０と、ケーシング４１０内に内蔵された画像表示装置９とを有している。この携帯用画像表示装置４００により、例えば、表示部スクリーンや、デスク上等の所定の面に、所定の画像を表示することができる。
また、携帯用画像表示装置４００は、所定の情報を表示するディスプレイ４２０と、キーパット４３０と、オーディオポート４４０と、コントロールボタン４５０と、カードスロット４６０と、ＡＶポート４７０とを有している。
なお、携帯用画像表示装置４００は、通話機能、ＧＳＰ受信機能等の他の機能を備えていてもよい。
【００６６】
＜画像表示装置の応用例２＞
図１０は、本発明の画像表示装置の応用例２を示す斜視図である。
図１０に示すように、画像表示装置９は、ヘッドアップディスプレイシステム６００に適用することができる。
このヘッドアップディスプレイシステム６００では、画像表示装置９は、自動車のダッシュボードに、ヘッドアップディスプレイ６１０を構成するよう搭載されている。このヘッドアップディスプレイ６１０により、表示部フロントガラス６２０に、例えば、目的地までの案内表示等の所定の画像を表示することができる。
なお、ヘッドアップディスプレイシステム６００は、自動車に限らず、例えば、航空機、船舶等にも適用することができる。
【００６７】
＜画像表示装置の応用例３＞
図１１は、本発明の画像表示装置の応用例３を示す斜視図である。
図１１に示すように、画像表示装置９は、ヘッドマウントディスプレイ８００に適用することができる。
すなわち、ヘッドマウントディスプレイ８００は、眼鏡８１０と、眼鏡８１０に搭載された画像表示装置９とを有している。そして、画像表示装置９により、眼鏡８１０の本来レンズである部位に設けられた表示部８２０に、一方の目で視認される所定の画像を表示する。
【００６８】
表示部８２０は、透明であってもよく、また、不透明であってもよい。表示部８２０が透明な場合は、現実世界からの情報に画像表示装置９からの情報を上乗せして使用することができる。
なお、ヘッドマウントディスプレイ８００に、２つ画像表示装置９を設け、両方の目で視認される画像を、２つの表示部に表示するようにしてもよい。
【００６９】
以上、本発明の半導体装置２００を有する光スキャナー１００および画像表示装置９について、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、本発明の各部の構成は、前述した実施形態と同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができ、また、他の任意の構成を付加することもできる。
また、本発明は、前述した複数の実施形態のうちの任意の２以上の構成（特徴）を組み合わせたものであってもよい。
【００７０】
また、前述した実施形態では、本発明の半導体装置２００を光スキャナー１００に適用した場合を例に説明したが、これに限定されず、本発明の半導体装置２００は、例えば、光スイッチ、光アッテネータ等他の光学デバイス、および半導体装置２００を搭載した接触センサー、圧力センサー等の力検知デバイス、並びに半導体装置２００を搭載した加速度センサー、角速度センサー等の位置検知デバイスにも適用可能である。
【符号の説明】
【００７１】
９…画像表示装置、１１…可動部、１３…固定部、２０…シリコン基板、２２…ピエゾ抵抗部、２３，２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｄ，２３Ｅ…コンタクト抵抗低減部、２４…凹部、２５…絶縁膜、２６，２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃ，２６Ｄ，２６Ｅ…開口部、２７，２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃ，２７Ｄ…配線、５３，５４…配線、７１…第１の姿勢検出センサー、７２…第２の姿勢検出センサー、９１…光源装置、９２Ａ…ダイクロイックミラー、９２Ｂ…ダイクロイックミラー、９２Ｃ…ダイクロイックミラー、９３…固定ミラー、１００…光スキャナー、１１１…第１の可動部、１１２…第２の可動部、１１３，１１４…支持部、１２１，１２２…支持部、２００，２００Ａ…半導体装置、４００…携帯用画像表示装置、４１０…ケーシング、４２０…ディスプレイ、４３０…キーパット、４４０…オーディオポート、４５０…コントロールボタン、４６０…カードスロット、４７０…ポート、６００…ヘッドアップディスプレイシステム、６１０…ヘッドアップディスプレイ、６２０…フロントガラス、７１０，７２０…ブリッジ回路、７１１，７１２，７１３，７１４，７２１，７２２，７２３，７２４…半導体装置、８００…ヘッドマウントディスプレイ、８１０…眼鏡、８２０…表示部、９１１…赤色光源装置、９１２…青色光源装置、９１３…緑色光源装置、Ｍ…ミラー部、Ｓ…スクリーン（表示部）、Ｊ１…第１の軸、Ｊ２…第２の軸。
【図１】
2018086704.tif 000003
【図２Ａ】
2018086704.tif 000004
【図２Ｂ】
2018086704.tif 000005
【図３】
2018086704.tif 000006
【図４Ａ】
2018086704.tif 000007
【図４Ｂ】
2018086704.tif 000008
【図５Ａ】
2018086704.tif 000009
【図５Ｂ】
2018086704.tif 000010
【図５Ｃ】
2018086704.tif 000011
【図５Ｄ】
2018086704.tif 000012
【図５Ｅ】
2018086704.tif 000013
【図５Ｆ】
2018086704.tif 000014
【図５Ｇ】
2018086704.tif 000015
【図５Ｈ】
2018086704.tif 000016
【図５Ｉ】
2018086704.tif 000017
【図５Ｊ】
2018086704.tif 000018
【図５Ｋ】
2018086704.tif 000019
【図５Ｌ】
2018086704.tif 000020
【図５Ｍ】
2018086704.tif 000021
【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
2018086704.tif 000024
【図８】
2018086704.tif 000025
【図９】
2018086704.tif 000026
【図１０】
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【図１１】
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