(57)【要約】【課題】半導体圧力センサーのサイズを小さくし、圧力検出感度を高めること。【解決手段】半導体基板の厚み方向に深い溝を形成する。溝の一部を気密にして、その溝の隣の溝に圧力をかけると、溝同士の間の隔壁（ダイヤフラムに相当）が湾曲して気密空間または溝部の容量が変化する。この変化量を検出することにより、圧力を検知できる。溝を深くすることにより、容量が増大するので、より面積の小さいセンサーを作成できる。また、隔壁を薄くすることにより、隔壁の変形量を増大できるので、センサーの感度も高まる。【選択図】図１３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面および下面の一方の面、或いは両方の面に貫通する少なくとも２つの溝（貫通溝）空間を有する２．０ｍｍ以下の厚みを持つ導電体基板、前記導電体基板の上面（第１面）に付着した１．０ｍｍ以下の厚みを持つ絶縁体基板（第１面絶縁体基板）および前記導電体基板の下面（第２面）に付着した１．０ｍｍ以下の厚みを持つ絶縁体基板（第２面絶縁体基板）から構成されることを特徴とする静電容量型圧力センサーであって、
隣接する２つの貫通溝（第１貫通溝および第２貫通溝）を横方向（導電体基板の厚さ方向に対して略直角方向）に隔てる導電体基板を一方の電極（第１側壁容量電極）とし、
前記第１側壁容量電極と前記隣接する貫通溝のうちの１つ（第１貫通溝）を挟んで対向し、前記第１側壁容量電極と電気的に導通しない導電体基板の側壁を他方の対向電極（第２側壁容量電極）とし、これらの第１側壁容量電極および第２側壁容量電極の間の第１貫通溝空間を静電容量空間とし、前記静電容量空間となる第１貫通溝の空間の圧力と前記第１側壁容量電極を挟んだ他の貫通溝（第２貫通溝）の空間の圧力との圧力差により、前記第１側壁電極が変位することにより前記第１貫通溝空間の静電容量が変化することを用いて圧力を検出することを特徴とし、さらに
第１側壁容量電極は、その上面が第１面絶縁体基板に付着、および／またはその下面が第２面絶縁体基板に付着していること、および／または
第２側壁容量電極は、その上面が第１面絶縁体基板に付着、および／またはその下面が第２面絶縁体基板に付着していること、を特徴とする、
静電容量型圧力センサー。
【請求項２】
前記第２側壁容量電極を挟んで第１貫通溝と対向する貫通溝（第３貫通溝）を有し、前記第３貫通溝の圧力と第１貫通溝の圧力との圧力差により前記第２側壁容量電極が変位することにより前記第１貫通溝空間の静電容量が変化することを用いて圧力を検出することを特徴とする、請求項１に記載の静電容量型圧力センサー。
【請求項３】
前記第２貫通溝は、その上面が第１面絶縁体基板、その下面が第２面絶縁体基板、その側面が第１側壁容量電極を含む連続した導電体基板（第１連続導電体基板）であり、これら第１面絶縁体基板、第２面絶縁体基板、および第１連続導電体基板によって囲まれた閉空間であることを特徴とする、請求項１または２に記載の静電容量型圧力センサー。
【請求項４】
前記第３貫通溝は、その上面が第１面絶縁体基板、その下面が第２面絶縁体基板、その側面が第２側壁容量電極を含む連続した導電体基板（第２連続導電体基板）であり、これら第１面絶縁体基板、第２面絶縁体基板、および第２連続導電体基板によって囲まれた閉空間であることを特徴とする、請求項２または３に記載の静電容量型圧力センサー。
【請求項５】
第１貫通溝および／または第２貫通溝および／または第３貫通溝の上面の第１面絶縁体基板および／または下面の第２面絶縁体基板における１部の領域に圧力を導入する圧力伝達孔が形成されていることを特徴とする、請求項１項１〜４のいずれかの項に記載の静電容量型圧力センサー。
【請求項６】
第２貫通溝および／または第３貫通溝を取り囲む導電体基板を取り囲む貫通溝（第４貫通溝）を有し、第４貫通溝は第２貫通溝を含み第２貫通溝と同じ圧力空間をなし、第４貫通溝はその上面が第１面絶縁体基板、その下面が第２面絶縁体基板、その側面が連続した導電体基板（第３連続導電体基板）であり、第４貫通溝はこれら第１面絶縁体基板、第２面絶縁体基板、および第３連続導電体基板によって囲まれた閉空間であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかの項に記載の静電容量型圧力センサー。
【請求項７】
第２貫通溝を含む第４貫通溝の上面の第１絶縁体基板および／または下面の第２絶縁体基板における１部に圧力を導入する圧力伝達孔が形成されていることを特徴とする、請求項６に記載の静電容量型圧力センサー。
【請求項８】
第２貫通溝は第１側壁容量電極を形成する導電体基板（第１連続導電体基板）によってその側面を取り囲まれており、第１側壁容量電極を形成する導電体基板は第１貫通溝によってその側面を取り囲まれており、第１貫通溝は第２側壁容量電極を形成する導電体基板によってその側面を取り囲まれており、第２側壁容量電極を形成する導電体基板は第３貫通溝によってその側面を取り囲まれており、
第２貫通溝の外面（第２貫通溝および第１側壁容量電極を形成する導電体基板で形成される面であって、第１側壁容量電極を形成する導電体基板の内面でもある）は、その平面形状が多角形形状（G形状）であり、
第１側壁容量電極の外面（第１側壁容量電極および第１貫通溝で形成される面であって、第１貫通溝の内面でもある）は、その平面形状が前記Ｇ形状に略相似の多角形形状であり、
第１貫通溝の外面（第２側壁容量電極および第１貫通溝で形成される面であって、第２側壁容量電極の内面でもある）は、その平面形状が前記Ｇ形状に略相似の多角形形状であり、
第２側壁容量電極の外面（第２側壁容量電極および第３貫通溝で形成される面であって、第３貫通溝の内面でもある）は、その平面形状が前記Ｇ形状に略相似の多角形形状であり、
さらに、
多角形形状の第１側壁容量電極を形成する導電体の各辺厚み（幅）はそれぞれ略等しく、多角形形状の第１貫通溝の各辺幅はそれぞれ略等しく、多角形形状の第２側壁容量電極を形成する導電体の各辺厚み（幅）はそれぞれ略等しく、
多角形形状の第１側壁容量電極を形成する導電体の各辺はそれぞれ第１側壁容量電極を形成し、
多角形形状の第２側壁容量電極を形成する導電体の各辺はそれぞれ第２側壁容量電極を形成することを特徴とする、請求項１〜５のいずれかの項に記載の静電容量型圧力センサー。
【請求項９】
第２貫通溝は第１側壁容量電極を形成する導電体基板によってその側面を取り囲まれており、第１側壁容量電極を形成する導電体基板は第１貫通溝によってその側面を取り囲まれており、第１貫通溝は第２側壁容量電極を形成する導電体基板によってその側面を取り囲まれており、第２側壁容量電極を形成する導電体基板は第３貫通溝によってその側面を取り囲まれており、
第２貫通溝の外面（第２貫通溝および第１側壁容量電極を形成する導電体基板で形成される面であって、第１側壁容量電極を形成する導電体基板の内面でもある）は、その平面形状が曲線形状（Ｓ形状）であり、
第１側壁容量電極の外面（第１側壁容量電極および第１貫通溝で形成される面であって、第１貫通溝の内面でもある）は、その平面形状が前記Ｓ形状に略相似の曲線形状であり、
第１貫通溝の外面（第２側壁容量電極および第１貫通溝で形成される面であって、第２側壁容量電極の内面でもある）は、その平面形状が前記Ｓ形状に略相似の曲線形状であり、
第２側壁容量電極の外面（第２側壁容量電極および第３貫通溝で形成される面であって、第３貫通溝の内面でもある）は、その平面形状が前記Ｓ形状に略相似の曲線形状であり、
さらに、
前記曲線形状の第１側壁容量電極を形成する導電体の厚み（幅）は各部分で略一定であり、曲線形状の第１貫通溝の幅は各部分で略一定であり、曲線形状の第２側壁容量電極を形成する導電体の各辺厚み（幅）は各部分で略一定であり、
曲線形状の第１側壁容量電極を形成する導電体全体はれ第１側壁容量電極を形成し、
曲線形状の第２側壁容量電極を形成する導電体全体は第２側壁容量電極を形成することを特徴とする、請求項１〜５のいずれかの項に記載の静電容量型圧力センサー。
【請求項１０】
第３貫通溝を取り囲むその側面が連続する導電体基板（第３連続導電体基板）をさらに有し、第３貫通溝はこれら第１面絶縁体基板、第２面絶縁体基板、導電体基板（第３連続導電体基板）によって囲まれた閉空間であることを特徴とする、請求項８または９に記載の静電容量型圧力センサー。
【請求項１１】
第３貫通溝の上面の第１絶縁体基板および／または下面の第２絶縁体基板における１部の領域に圧力を導入する圧力伝達孔が形成されていることを特徴とする、請求項１０に記載の静電容量型圧力センサー。
【請求項１２】
第３貫通溝の上面の第１絶縁体基板および／または下面の第２絶縁体基板における１部の領域に圧力を導入する圧力伝達孔が形成されていることを特徴とする、請求項１０に記載の静電容量型圧力センサー。
【請求項１３】
導電体基板は、高濃度不純物元素を有する低抵抗のＮ型シリコン基板、高濃度不純物元素を有する低抵抗のＰ型シリコン基板、導電性ゴム基板、導電性高分子材料基板、銅やアルミニウム等の金属基板から選択された基板であることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかの項に記載の静電容量型圧力センサー。
【請求項１４】
第１面絶縁体基板は、ガラス基板、石英基板、透明プラスチック基板、高分子材料基板、セラミック基板から選択された基板であることを特徴とする請求項１〜１３のいずれかの項に記載の静電容量型圧力センサー。
【請求項１５】
第２面絶縁体基板は、ガラス基板、石英基板、透明プラスチック基板、高分子材料基板、セラミック基板から選択された基板であることを特徴とする請求項１〜１４のいずれかの項に記載の静電容量型圧力センサー。
【請求項１６】
上面（第１面）および下面（第２面）を有する２．０ｍｍ以下の厚みを持つ導電体基板の第２面に１．０ｍｍ以下の厚みを持つ絶縁体基板（第２面絶縁体基板）とを付着させた複合基板を作製する工程、
前記導電体基板の第１面側にパターニングされた感光性膜を用いて導電体基板の第１面から第２面に貫通し第２面絶縁体基板に達する貫通溝を形成する工程、
前記導電体基板の第１面側に１．０ｍｍ以下の厚みを持つ絶縁体基板（第１面絶縁体基板）を付着させ、前記貫通溝の１部または全部を閉空間とする工程
を含む静電容量型圧力センサーの製造方法であって、
隣接する２つの貫通溝により挟まれた導電体側壁を静電容量素子の電極として用い、前記隣接する２つの貫通溝内部の圧力差により前記導電体側壁電極が変形することによる静電容量素子の電気容量が変化することを用いた静電容量型圧力センサーの製造方法。
【請求項１７】
表面（第１面）および裏面（第２面）を有する２．０ｍｍ以下の厚みを持つ導電体基板の第２面に１．０ｍｍ以下の厚みを持つ絶縁体基板（第２面絶縁体基板）とを付着させた複合基板を作製する工程、
前記導電体基板の第１面側にパターニングされた感光性膜を用いて導電体基板の第１面から第２面に貫通し第２面絶縁体基板に達する第１面貫通溝を形成する工程、
前記導電体基板の第１面側に１．０ｍｍ以下の厚みを持つ絶縁体基板（第１面絶縁体基板）を付着させ、前記第１面貫通溝の１部または全部を閉空間とする工程、
前記複合基板の第２面絶縁体基板にパターニングされた感光性膜を用いて第２面絶縁体基板および導電体基板の第２面から第１面に貫通し第１面絶縁体基板に達する貫通溝（第２面貫通溝）を形成する工程、を含む静電容量型圧力センサーの製造方法であって、
隣接する２つの貫通溝（第１面貫通溝および第２面貫通溝）により挟まれた導電体側壁を静電容量素子の電極として用い、第１面貫通溝の圧力と第２面貫通溝の圧力差により前記導電体側壁電極が変形することによる静電容量素子の電気容量が変化することを用いた静電容量型圧力センサーの製造方法。
【請求項１８】
前記導電体基板の第１面側に１．０ｍｍ以下の厚みを持つ絶縁体基板（第１面絶縁体基板）を付着させ、前記第１面貫通溝の１部または全部を閉空間とする工程の後に、第２面絶縁基板を薄くする工程をさらに含むことを特徴とする、請求項１７に記載の静電容量型圧力センサーの製造方法。
【請求項１９】
貫通溝或いは、第１面貫通溝および／または第２面貫通溝の上面に付着している第1面絶縁体基板、および／または貫通溝或いは、第１面貫通溝および／または第２面貫通溝の下面に付着している第２面絶縁体基板に圧力伝達孔を形成する工程をさらに含むことを特徴とする、請求項１６〜１８のいずれかの項に記載の静電容量型圧力センサーの製造方法。
【請求項２０】
隣接する２つの貫通溝（第１面貫通溝および第２面貫通溝）により挟まれた導電体側壁である前記静電容量素子の電極と連続する導電体基板、およびこれと対向する静電容量素子の他方の電極連続する導電体基板の上面に付着した第１面絶縁体基板および／または仮面に付着しや第２面絶縁体基板における１部の領域にコンタクト孔を形成する工程、および前記コンタクト孔に導電体膜を形成し第１面絶縁体基板上および／または第２面絶縁体基板上に外部と接続するための電極・配線を形成する工程をさらに含むことを特徴とする、請求項１６〜１９のいずれかの項に記載の静電容量型圧力センサーの製造方法。
【請求項２１】
導電体基板は、高濃度不純物元素を有する低抵抗のＮ型シリコン基板、高濃度不純物元素を有する低抵抗のＰ型シリコン基板、導電性ゴム基板、導電性高分子材料基板、銅やアルミニウム等の金属基板から選択された基板であることを特徴とする、請求項１６〜２０のいずれかの項に記載の静電容量型圧力センサーの製造方法。
【請求項２２】
第１面絶縁体基板は、ガラス基板、石英基板、透明プラスチック基板、高分子材料基板、セラミック基板から選択された基板であることを特徴とする、請求項１６〜２１のいずれかの項に記載の静電容量型圧力センサーの製造方法。
【請求項２３】
第２面絶縁体基板は、ガラス基板、石英基板、透明プラスチック基板、高分子材料基板、セラミック基板から選択された基板であることを特徴とする、請求項１６〜２２のいずれかの項に記載の静電容量型圧力センサーの製造方法。
【請求項２４】
上面（第１面）側に低濃度不純物領域を有し、その下側に下面（第２面）に達する逆導電型の高濃度不純物領域を有するシリコン基板において、第１面側から形成され第２面に達しない溝（第１面溝）および第２面側から形成され基板厚み方向に対して第１面側の低濃度不純物領域に達するが第１面には達しない溝（第２面溝）を有する静電容量型圧力センサーであって、
隣接する第１面溝Ｏ１および第２面溝Ｑ２により挟まれたシリコン基板側壁（Ａ１）を一方の静電容量素子の電極として用い、第２面溝Ｑ２を挟んで第１面溝Ｏ１と対向する第１面溝Ｏ２および第２面溝Ｑ２により挟まれたシリコン基板側壁（Ａ２）を他方の静電容量素子の電極として用い、第１面溝Ｏ１およびＯ２の圧力と第２面溝Ｑ２の圧力差により前記シリコン基板側壁Ａ１およびＡ２が変形することにより、第２面溝Ｑ２における静電容量素子の電気容量が変化することによって圧力検出を行うことを特徴とする静電容量型圧力センサーであり、
前記第１面溝Ｏ１およびＯ２は第２面溝によって囲まれていて、シリコン基板の上面（第１面）側における低濃度不純物領域を有するシリコン基板によって支持されていることを特徴とする静電容量型圧力センサー。
【請求項２５】
上面（第１面）側に低濃度不純物領域を有し、その下側に下面（第２面）に達する逆導電型の高濃度不純物領域を有するシリコン基板において、第１面側から形成され第２面に達する貫通溝（第１面貫通溝Ｒ１）および第２面側から形成され基板厚み方向に対して第１面側の低濃度不純物領域に達するが第１面には達しない溝（第２面溝）を有する静電容量型圧力センサーであって、
隣接する第１面貫通溝Ｒ１および第２面溝Ｑ２により挟まれたシリコン基板側壁（Ａ１）を一方の静電容量素子の電極として用い、第２面溝Ｑ２を挟んで第１面貫通溝Ｒ１と対向する第１面貫通溝Ｒ２および第２面溝Ｑ２により挟まれたシリコン基板側壁（Ａ２）を他方の静電容量素子の電極として用い、第１面貫通溝Ｒ１およびＲ２の圧力と第２面溝Ｑ２の圧力差により前記シリコン基板側壁Ａ１およびＡ２が変形することにより、第２面溝Ｑ２における静電容量素子の電気容量が変化することによって圧力検出を行うことを特徴とする静電容量型圧力センサーであり、
前記第１面貫通溝Ｒ１およびＲ２は第２面溝によって囲まれていて、シリコン基板の上面（第１面）側における低濃度不純物領域を有するシリコン基板によって支持されていることを特徴とする静電容量型圧力センサー。
【請求項２６】
第１面貫通溝Ｒ１およびＲ２の第２面側は絶縁基板が付着して閉じられていることを特徴とする、請求項２５に記載の静電容量型圧力センサー。
【請求項２７】
第２面溝Ｑ２側の上部における低濃度不純物領域には、これと逆導電型の高濃度不純物拡散層を形成しないことを特徴とする静電容量型圧力センサーであって、第２面溝Ｑ２側とは異なる第２面貫通溝の上部における低濃度不純物領域（Ｂ領域）における上面およびそれにつながる第１面溝Ｏ１およびＯ２、或いは第１面貫通溝Ｒ１およびＲ２の側壁における低濃度不純物領域にこれと逆導電型の高濃度不純物拡散層を形成するとともに、前記Ｂ領域における上面に形成された高濃度不純物拡散層に接続する電極・配線（Ｃ電極・配線）を形成し、第２面溝Ｑ２側の第１面溝Ｏ１および第１面溝Ｏ２あるいは、第１面貫通溝Ｒ１および第１面貫通溝Ｒ２の側壁における高濃度不純物（低抵抗）領域であるシリコン半導体基板と、第１面溝Ｏ１および第１面溝Ｏ２あるいは、第１面貫通溝Ｒ１およびＲ２の側壁における高濃度不純物（低抵抗）領域であるシリコン半導体基板を通じて前記Ｃ電極・配線と電気的に接続していることを特徴とする、請求項２４〜２６のいずれかの項に記載の静電容量型圧力センサー。
【請求項２８】
第２面溝Ｑ２側の上部における低濃度不純物領域の第１面には、これと逆導電型の高濃度不純物拡散層を形成しないことを特徴とする静電容量型圧力センサーであって、第２面溝Ｑ２側とは異なる第２面貫通溝の上部における低濃度不純物領域（Ｂ領域）における上面およびそれにつながる第１面溝Ｏ１およびＯ２、或いは第１面貫通溝Ｒ１およびＲ２の側壁における低濃度不純物領域にこれと逆導電型の高濃度不純物拡散層を形成するとともに、前記Ｂ領域における上面に形成された高濃度不純物拡散層に接続する電極・配線（Ｃ電極・配線）を形成し、第２面溝Ｑ２側の第１面溝Ｏ１および第１面溝Ｏ２あるいは、第１面貫通溝Ｒ１および第１面貫通溝Ｒ２の側壁における高濃度不純物（低抵抗）領域であるシリコン半導体基板と、第１面溝Ｏ１および第１面溝Ｏ２あるいは、第１面貫通溝Ｒ１およびＲ２の側壁における高濃度不純物（低抵抗）領域であるシリコン半導体基板を通じて前記Ｃ電極・配線と電気的に接続していることを特徴とする、請求項２４〜２６のいずれかの項に記載の静電容量型圧力センサー。
【請求項２９】
低濃度不純物領域は高濃度不純物を有する低抵抗シリコン基板上にエピタキシャル成長法により形成した領域であることを特徴とする、請求項２４〜２８のいずれかの項に記載の静電容量型圧力センサー。
【請求項３０】
低濃度不純物領域は高濃度不純物を有する低抵抗シリコン基板上に高濃度不純物を有する高抵抗シリコン基板を貼り合わせることによって形成された領域であることを特徴とする、請求項２４〜２８のいずれかの項に記載の静電容量型圧力センサー。
【請求項３１】
第１面溝Ｏ１およびＯ２或いは、第１面貫通溝Ｒ１およびＲ２の低濃度不純物領域には、これと逆導電型の不純物拡散層を、回転イオン注入法またはプリデポ法により導入した高濃度不純物層から熱処理により拡散させて作成したものであることを特徴とする、請求項２４〜３０のいずれかの項に記載の静電容量型圧力センサー。
【請求項３２】
トランジスタ等の半導体デバイスが形成されたシリコン基板と同一のシリコン基板に搭載されていることを特徴とする、請求項２４〜３１のいずれかの項に記載の静電容量型圧力センサー。
【請求項３３】
請求項２４〜３１のいずれかの項に記載の静電容量型圧力センサーを同一チップ内に搭載したことを特徴とする半導体デバイス。
【請求項３４】
上面（第１面）側に低濃度不純物領域を有し、その下側に下面（第２面）に達する逆導電型の高濃度不純物領域を有するシリコン基板において、
第１面側から第２面側に達しない溝（第１面溝）を形成する工程、および
第２面側から第１面側の低濃度不純物領域に達するが第１面には達しない溝（第２面溝）を形成する工程を含むことを特徴とする、静電容量型圧力センサーの製造方法であって、
隣接する第１面溝Ｏ１および第２面溝Ｑ２により挟まれたシリコン基板側壁（Ａ１）を一方の静電容量素子の電極として用い、第２面溝Ｑ２を挟んで第１面溝Ｏ１と対向する第１面溝Ｏ２および第２面溝Ｑ２により挟まれたシリコン基板側壁（Ａ２）を他方の静電容量素子の電極として用い、第１面溝Ｏ１およびＯ２の圧力と第２面溝Ｑ２の圧力差により前記シリコン基板側壁Ａ１およびＡ２が変形することにより、第２面溝Ｑ２における静電容量素子の電気容量が変化することによって圧力検出を行うことを特徴とする静電容量型圧力センサーの製造方法であり、
前記第１面溝Ｏ１およびＯ２は第２面溝によって囲まれていて、シリコン基板の上面（第１面）側における低濃度不純物領域を有するシリコン基板によって支持されていることを特徴とする静電容量型圧力センサーの製造方法。
【請求項３５】
上面（第１面）側に低濃度不純物領域を有し、その下側に下面（第２面）に達する逆導電型の高濃度不純物領域を有するシリコン基板において、
第１面側から第２面に達する貫通溝（第１面貫通溝）を形成する工程、および
第２面側から第１面側の低濃度不純物領域に達するが第１面には達しない溝（第２面溝）を形成する工程を含むことを特徴とする、静電容量型圧力センサーの製造方法であって、
隣接する第１面貫通溝（第１面貫通溝Ｒ１）および第２面溝（第２面溝Ｑ２）により挟まれたシリコン基板側壁（Ａ１）を一方の静電容量素子の電極として用い、第２面溝Ｑ２を挟んで第１面貫通溝Ｒ１と対向する第１面貫通溝Ｒ２および第２面溝Ｑ２により挟まれたシリコン基板側壁（Ａ２）を他方の静電容量素子の電極として用い、第１面貫通溝Ｒ１およびＲ２の圧力と第２面溝Ｑ２の圧力差により前記シリコン基板側壁Ａ１およびＡ２が変形することにより、第２面溝Ｑ２における静電容量素子の電気容量が変化することによって圧力検出を行うことを特徴とする静電容量型圧力センサーの製造方法であり、
前記第１面貫通溝Ｒ１およびＲ２は第２面溝によって囲まれていて、シリコン基板の上面（第１面）側における低濃度不純物領域を有するシリコン基板によって支持されていることを特徴とする静電容量型圧力センサーの製造方法。
【請求項３６】
前記第１面貫通溝を形成した後に、第１面貫通溝の第２面側に絶縁基板を付着する工程をさらに含み、これによって、第１面貫通溝の第２面側は閉じられていることを特徴とする、請求項３４または３５に記載の静電容量型圧力センサーの製造方法。
【請求項３７】
第１面貫通溝における側壁の低濃度基板表面にこれと逆導電型の不純物層をプリデポ法により、或いは回転イオン注入法により導入する工程をさらに含むことを特徴とする、請求項３４〜３６のいずれかの項に記載の静電容量型圧力センサーの製造方法。
【請求項３８】
半導体基板の厚み方向に形成された複数の溝部を有する半導体装置において、隣接する複数の溝部の１つの溝部（第１溝部）内の空間の圧力と、これと隣接する溝部（第２溝部）内の空間の圧力によって、第１溝部と第2溝部の間の側壁（隔壁）が変形することを利用した圧力センサーを有する半導体装置。
【請求項３９】
第１溝部内および／または第２溝部内の容量変化により圧力検出をする静電容量型圧力センサーを有する特許請求の範囲第３８項記載の半導体装置。
【請求項４０】
第１溝部の開口部をキャップにより気密にして一定の圧力に保持したことを特徴とする、特許請求の範囲第３８項または第３９項のいずれかの項に記載の半導体装置。
【請求項４１】
第１溝部の開口部に１つまたは複数の圧力導入孔を設けたキャップを取り付けたことを特徴とする、特許請求の範囲第３８項〜第４０項のいずれかの項に記載の半導体装置。
【請求項４２】
第２溝部の開口部に１つまたは複数の圧力導入孔を設けたキャップを取り付けたことを特徴とする、特許請求の範囲第３８項〜第４１項のいずれかの項に記載の半導体装置。
【請求項４３】
第２溝部に対して第1溝部と対向する、第２溝部に隣接する第３の溝部（第３溝部）を有する半導体装置において、第１溝部内および第３溝部内は同じ圧力になり、この圧力は第２溝部内の圧力と異なり、第１溝部と第２溝部との間の側壁（隔壁）において第１溝部側壁に第1の電極が形成され、第３の溝部と第２の溝部との間の側壁（隔壁）において第３の溝部側壁に第２の電極が形成され、第１の電極と第2の電極の間で容量が形成されていることを特徴とする、特許請求の範囲第３８項〜第４２項のいずれかの項に記載の半導体装置。
【請求項４４】
第１溝部の対向する２つの側壁に分離された２つの電極を有し、これらの２つの電極間で第1溝部内空間容量が形成されていることを特徴とする、特許請求の範囲第３８項〜第４３項のいずれかの項に記載の半導体装置。
【請求項４５】
第２溝部の対向する２つの側壁に分離された２つの電極を有し、これらの２つの電極間で第２溝部内空間容量が形成されていることを特徴とする、特許請求の範囲第３８項〜第４４項のいずれかの項に記載の半導体装置。
【請求項４６】
２つ以上の容量が並列に接続していることを特徴とする、特許請求の範囲第３８項〜第４５項のいずれかの項に記載の半導体装置。
【請求項４７】
２つ以上の容量が直列に接続していることを特徴とする、特許請求の範囲第３８項〜第４６項のいずれかの項に記載の半導体装置。
【請求項４８】
半導体基板の厚み方向に形成された、半導体基板の第１の面と第２の面とを貫通した複数の貫通孔を有する半導体装置において、隣接する複数の貫通孔の１つの貫通孔（第１貫通孔）内の空間の圧力と、これと隣接する貫通孔（第２貫通孔）内の空間の圧力によって、第１貫通孔と第2貫通孔の間の側壁（隔壁）が変形することを利用した圧力センサーを有する半導体装置。
【請求項４９】
第１貫通孔内および／または第２貫通孔内の容量変化により圧力検出をする静電容量型圧力センサーを有する特許請求の範囲第４８項記載の半導体装置。
【請求項５０】
第１貫通孔の開口部をキャップにより気密にして一定の圧力に保持したことを特徴とする、特許請求の範囲第４８項または第４９項のいずれかの項に記載の半導体装置。
【請求項５１】
第１貫通孔の開口部に１つまたは複数の圧力導入孔を設けたキャップを取り付けたことを特徴とする、特許請求の範囲第４８項〜第５０項のいずれかの項に記載の半導体装置。
【請求項５２】
第２貫通孔の開口部に１つまたは複数の圧力導入孔を設けたキャップを取り付けたことを特徴とする、特許請求の範囲第４８項〜第５１項のいずれかの項に記載の半導体装置。
【請求項５３】
第２貫通孔に対して第1貫通孔と対向する、第２貫通孔に隣接する第３の貫通孔（第３貫通孔）を有する半導体装置において、第１貫通孔内および第３貫通孔内は同じ圧力になり、この圧力は第２貫通孔内の圧力と異なり、第１貫通孔と第２貫通孔との間の側壁（隔壁）において第１貫通孔側壁に第1の電極が形成され、第３の貫通孔と第２の貫通孔との間の側壁（隔壁）において第３の貫通孔側壁に第２の電極が形成され、第１の電極と第2の電極の間で容量が形成されていることを特徴とする、特許請求の範囲第４８項〜第５２項のいずれかの項に記載の半導体装置。
【請求項５４】
第１貫通孔の対向する２つの側壁に分離された２つの電極を有し、これらの２つの電極間で第1貫通孔内空間容量が形成されていることを特徴とする、特許請求の範囲第４８項〜第５３項のいずれかの項に記載の半導体装置。
【請求項５５】
第２貫通孔の対向する２つの側壁に分離された２つの電極を有し、これらの２つの電極間で第２貫通孔内空間容量が形成されていることを特徴とする、特許請求の範囲第４８項〜第５４項のいずれかの項に記載の半導体装置。
【請求項５６】
２つ以上の容量が並列に接続していることを特徴とする、特許請求の範囲第４８項〜第５５項のいずれかの項に記載の半導体装置。
【請求項５７】
２つ以上の容量が直列に接続していることを特徴とする、特許請求の範囲第３８項〜第４６項のいずれかの項に記載の半導体装置。
【請求項５８】
前記側壁（隔壁）に形成されたピエゾ抵抗の変化により圧力検出をするピエゾ抵抗型圧力センサーを有する特許請求の範囲第３８項または第４８項のいずれかの項に記載の半導体装置。
【請求項５９】
第１溝部の開口部をキャップにより気密にして一定の圧力に保持したことを特徴とする、特許請求の範囲第５８項に記載の半導体装置。
【請求項６０】
第１溝部の開口部に１つまたは複数の圧力導入孔を設けたキャップを取り付けたことを特徴とする、特許請求の範囲第５８項または第５９項のいずれかの項に記載の半導体装置。
【請求項６１】
第２溝部の開口部に１つまたは複数の圧力導入孔を設けたキャップを取り付けたことを特徴とする、特許請求の範囲第５８項〜第６０項のいずれかの項に記載の半導体装置。
【請求項６２】
２つ以上の溝部側壁に形成された抵抗が並列に接続していることを特徴とする、特許請求の範囲第５８項〜第６１項のいずれかの項に記載の半導体装置。
【請求項６３】
２つ以上の溝部側壁に形成された抵抗が直列に接続していることを特徴とする、特許請求の範囲第５８項のいずれかの項に記載の半導体装置。
【請求項６４】
第１貫通孔の開口部をキャップにより気密にして一定の圧力に保持したことを特徴とする、特許請求の範囲第５８項または第６３項のいずれかの項に記載の半導体装置。
【請求項６５】
第１貫通孔の開口部に１つまたは複数の圧力導入孔を設けたキャップを取り付けたことを特徴とする、特許請求の範囲第５８項、第６３項または第６４項のいずれかの項に記載の半導体装置。
【請求項６６】
第２貫通孔の開口部に１つまたは複数の圧力導入孔を設けたキャップを取り付けたことを特徴とする、特許請求の範囲代５８項、第６３項または第６４項のいずれかの項に記載の半導体装置。
【請求項６７】
第１面（主面）および第２面（裏面）からなる基板において、隣接する複数の凹部が基板中に形成され、前記隣接する凹部に挟まれた基板側壁をダイヤフラムとする圧力センサーであって、前記基板側壁上に形成された第１導電体膜、前記第１導電体膜上に作成された圧電体膜、および前記圧電体膜上に形成された第２導電体膜を含み、前記隣接する複数の凹部内の異なる圧力差により前記基板側壁とともに前記圧電体膜が変形することによって発生する電位差を前記第１導電体膜および前記第２導電体膜を用いて検出することを特徴とする圧力センサー。
【請求項６８】
前記基板側壁は前記基板の第１面または第２面に垂直または略垂直（第１面または第２面に対して傾きが２０度以下、好適には１０度以下、もっと好適には５度以下）であることを特徴とする請求項６７に記載の圧力センサー。
【請求項６９】
圧力センサーは、前記基板側壁の両側に形成されていることを特徴とする、請求項６７または６８に記載の圧力センサー。
【請求項７０】
前記隣接する凹部の一方（第１凹部）は前記基板の第１面側から形成し、前記隣接する凹部の他方（第２凹部）は前記基板の第２面側から形成したものであることを特徴とする、請求項６７〜６９のいずれかの項に記載の圧力センサー。
【請求項７１】
前記第１凹部は前記基板の第２面側に貫通しておらず、前記第２凹部は第２面側に貫通していないことを特徴とする、請求項７０に記載の圧力センサー。
【請求項７２】
前記隣接する凹部（第１凹部および第２凹部）はともに前記基板の第１面側から形成したものであるか、あるいは前記隣接する凹部（第１凹部および第２凹部）はともに前記基板の第２面側から形成したものであることを特徴とする、請求項６７〜６９のいずれかの項に記載の圧力センサー。
【請求項７３】
前記隣接する凹部（第１凹部および第２凹部）は第１面側から第２面側に貫通した貫通溝であるか、あるいは前記隣接する凹部（第１凹部および第２凹部）は第２面側から第１面側に貫通した貫通溝であることを特徴とする、請求項６７〜６９のいずれかの項に記載の圧力センサー。
【請求項７４】
前記凹部の第１面側および／または第２面側は前記基板とは異なる薄板で被われていることを特徴とする、請求項６７〜７３のいずれかの項に記載の圧力センサー。
【請求項７５】
前記凹部を被っている薄板の一部に前記凹部内に圧力を伝達する圧力伝達孔が開いていることを特徴とする、請求項７４に記載の圧力センサー。
【請求項７６】
基板は、半導体基板または導電体基板であり、前記基板側壁および第１導電体膜の間に絶縁膜を介在していることを特徴とする、請求項６７〜７５のいずれかの項に記載の圧力センサー。
【請求項７７】
基板は半導体基板であり、前記基板内にトランジスタも作製されていることを特徴とする請求項７６に記載の圧力センサー。
【請求項７８】
前記圧力センサーおよび前記トランジスタは１チップ内にともに搭載されていることを特徴とする、請求項７７に記載の圧力センサー。
【請求項７９】
前記基板はポリマーであり、前記ポリマー内にインプリント法を用いて前記凹部を形成することを特徴とする、請求項６７〜７５のいずれかの項に記載の圧力センサー。
【請求項８０】
前記基板側壁の両側に形成された圧力センサーにおいて、前記基板の第１面側に形成され前記第１面側に開口した第１凹部側の第１導電体膜および第２導電体膜と接続する引き出し電極パッドは前記基板の第１面側に形成されており、前記基板の第２面側に形成され前記第２面側に開口した第２凹部側の第１導電体膜（第３導電体膜）および第２導電体膜（第４導電体膜）と接続する引き出し電極パッドは前記基板の第２面側に形成されていることを特徴とする、請求項６７〜７９のいずれかの項に記載の圧力センサー。
【請求項８１】
前記基板内に複数の圧力センサーが形成されている場合において、複数の圧力センサーが接続されており、同じ極性の電位を有する導電体膜および／または電極は接続されて電位を増大させていることを特徴とする、請求項６７〜８０のいずれかの項に記載の圧力センサー。
【請求項８２】
半導体基板上に形成された絶縁体膜内に形成された複数の凹部を有する圧力センサーであって、かつ、隣接する２つの凹部（第１凹部および第２凹部）に挟まれた絶縁体膜側壁をダイヤフラムとし、前記絶縁体膜側壁の側面に形成された第１導電体膜、前記第１導電体膜上に形成された圧電体膜、および前記圧電体膜上に形成された第２導電体膜を有する圧力センサーであって、前記２つの凹部（第１凹部および第２凹部）の間の圧力差によって前記絶縁体膜側壁およびその上に形成した前記圧電体膜が変形することにより、前記圧電体膜の両側の面に発生した電位差を前記第１導電体および前記第２導電体を通して測定することによって、前記２つの凹部（第１凹部および第２凹部）の間の圧力差を検出することを特徴とする圧力センサー。
【請求項８３】
第１導電体膜、前記第１導電体膜上に形成された圧電体膜、および前記圧電体膜上に形成された第２導電体膜は、前記絶縁体膜側壁の両方の側面に形成されていることを特徴とする請求項８２に記載の圧力センサー。
【請求項８４】
前記絶縁体膜はポリマーまたはセラミックまたはこれらの混合体であることを特徴とする請求項８２または８３に記載の圧力センサー。
【請求項８５】
前記絶縁体膜内の凹部はインプリント法を用いて形成したものであることを特徴とする請求項８４に記載の圧力センサー。
【請求項８６】
前記絶縁体膜は半導体基板内に形成した凹部に形成されていることを特徴とする請求項８２〜８５のいずれかの項に記載の圧力センサー。
【請求項８７】
第１面（主面）および第２面（裏面）からなる基板において、隣接する第１面側を開口部とする第１凹部および第２面側を開口部とする第２凹部により挟まれた基板側壁をダイヤフラムとし、前記基板側壁上に形成された圧電体膜を有する圧力センサーにおいて、
第１凹部を形成する工程、
第１凹部側面に第１導電体膜を形成する工程、
前記第１導電体膜上に第１の圧電体膜を形成する工程、
前記圧電体膜上に第２導電体膜を形成する工程、
第１面上に第１凹部をカバーする第１の薄板を付着する工程、
第２凹部を形成する工程、
第２凹部側面に第３導電体膜を形成する工程、
前記第２導電体膜上に第２の圧電体膜を形成する工程、
前記第２の圧電体膜上に第４導電体膜を形成する工程、および
第２面上に第２凹部をカバーする第２の薄板を付着する工程、
を含むことを特徴とする圧力センサーの製造方法。
【請求項８８】
前記第１凹部は前記基板の第２面側に貫通する貫通溝であることを特徴とする請求項８７に記載の圧力センサーの製造方法。
【請求項８９】
前記第２凹部は前記基板の第１面側に貫通する貫通溝であることを特徴とする請求項８７または８８に記載の圧力センサーの製造方法。
【請求項９０】
第１導電体膜と接続する第１の電極・配線を第１面側に形成する工程、
第２導電体膜と接続する第２の電極・配線を第１面側に形成する工程、
第３導電体膜と接続する第３の電極・配線を第２面側に形成する工程、および
第４導電体膜と接続する第４の電極・配線を第２面側に形成する工程
をさらに含むことを特徴とする、請求項８７〜８９のいずれかの項に記載の圧力センサーの製造方法。
【請求項９１】
第１面（主面）および第２面（裏面）からなる基板において、隣接する第１面側を開口部とする第１凹部および第２凹部により挟まれた基板側壁をダイヤフラムとし、前記基板側壁上に形成された圧電体膜を有する圧力センサーにおいて、
前記第１凹部および第２凹部を形成する工程、
前記第１凹部側面に第１導電体膜を形成する工程、
前記第１導電体膜上に第１の圧電体膜を形成する工程、
前記第１の圧電体膜上に第２導電体膜を形成する工程、
前記第１面上に第１凹部および第２凹部をカバーする第１の薄板を付着する工程、
を含むことを特徴とする圧力センサーの製造方法。
【請求項９２】
第２凹部側面に第３導電体膜を形成する工程、
前記第３導電体膜上に第２の圧電体膜を形成する工程、および
前記第２の圧電体膜上に第４導電体膜を形成する工程、
をさらに含むことを特徴とする請求項９１に記載の圧力センサーの製造方法。
【請求項９３】
前記第１凹部および第２凹部は前記基板の第２面側に貫通する貫通溝であることを特徴とする請求項９１または９２に記載の圧力センサーの製造方法。
【請求項９４】
第１導電体膜と接続する第１の電極・配線を第１面側に形成する工程、第２導電体膜と接続する第２の電極・配線を第１面側に形成する工程、
第３導電体膜と接続する第３の電極・配線を第１面側に形成する工程、および
第４導電体膜と接続する第４の電極・配線を第１面側に形成する工程
をさらに含むことを特徴とする、請求項９１〜９３のいずれかの項に記載の圧力センサーの製造方法。
【請求項９５】
第１面（主面）および第２面（裏面）からなる圧電体基板において、隣接する複数の凹部が圧電体基板中に形成され、前記隣接する凹部に挟まれた圧電体基板側壁をダイヤフラムとする圧力センサーであって、前記圧電体基板側壁の一方の側面上に形成された第１導電体膜および前記圧電体基板側壁の他方の側面上に形成された第２導電体膜を含み、前記隣接する複数の凹部内の異なる圧力差により前記圧電体基板側壁が変形することによって発生する電位差を前記第１導電体膜および前記第２導電体膜を用いて検出することを特徴とする圧力センサー。
【請求項９６】
前記圧電体基板側壁は前記圧電体基板の第１面または第２面に垂直または略垂直（第１面または第２面に対して傾きが２０度以下、好適には１０度以下、もっと好適には５度以下）であることを特徴とする請求項９５に記載の圧力センサー。
【請求項９７】
前記隣接する凹部の一方（第１凹部）は前記基板の第１面側から形成し、前記隣接する凹部の他方（第２凹部）は前記基板の第２面側から形成したものであることを特徴とする、請求項９５または９６に記載の圧力センサー。
【請求項９８】
前記第１凹部は前記基板の第２面側に貫通しておらず、前記第２凹部は第２面側に貫通していないことを特徴とする、請求項９７に記載の圧力センサー。
【請求項９９】
前記第１凹部は前記基板の第２面側に貫通し、および／または前記第２凹部は第２面側に貫通していることを特徴とする、請求項９７に記載の圧力センサー。
【請求項１００】
前記隣接する凹部（第１凹部、第２凹部）はともに前記基板の第１面側から形成したものであるか、あるいは前記隣接する凹部（第１凹部、第２凹部）はともに前記基板の第２面側から形成したものであることを特徴とする、請求項９５または９６に記載の圧力センサー。
【請求項１０１】
前記隣接する凹部は第１面側から第２面側に貫通した貫通溝であるか、あるいは前記隣接する凹部は第２面側から第１面側に貫通した貫通溝であることを特徴とする、請求項１００に記載の圧力センサー。
【請求項１０２】
前記凹部の第１面側および／または第２面側は前記基板とは異なる薄板で被われていることを特徴とする、請求項９５〜１０１のいずれかの項に記載の圧力センサー。
【請求項１０３】
前記凹部を被っている薄板の一部に前記凹部内に圧力を伝達する圧力伝達孔が開いていることを特徴とする、請求項９５〜１０２のいずれかに記載の圧力センサー。
【請求項１０４】
圧電体基板は圧電性ポリマーであり、前記圧電性ポリマー内にインプリント法を用いて前記凹部を形成することを特徴とする、請求項９５〜１０３のいずれかに記載の圧力センサー。
【請求項１０５】
圧電体基板は圧電性セラミックであり、前記圧電性セラミック内にインプリント法を用いて前記凹部を形成することを特徴とする、請求項９５〜１０４のいずれかに記載の圧力センサー。
【請求項１０６】
基板内に複数の圧力センサーが形成されている場合において、複数の圧力センサーが接続されており、同じ極性の電位を有する導電体膜および／または電極は接続されて電位を増大させていることを特徴とする、請求項９５〜１０５のいずれかに記載の圧力センサー。
【請求項１０７】
第１面（主面）および第２面（裏面）からなる圧電体基板において、隣接する第１面側を開口部とする第１凹部および第２面側を開口部とする第２凹部により挟まれた圧電体基板側壁をダイヤフラムとする圧力センサーにおいて、
第１凹部を形成する工程、
第１凹部側面に第１導電体膜を形成する工程、
第１面上に第１凹部をカバーする第１の薄板を付着する工程、
第２凹部を形成する工程、
第２凹部側面に第２導電体膜を形成する工程、および
第２面上に第２凹部をカバーする第２の薄板を付着する工程、
を含むことを特徴とする、圧力センサーの製造方法。
【請求項１０８】
前記第１凹部は前記基板の第２面側に貫通する貫通溝であることを特徴とする、請求項１０７に記載の圧力センサーの製造方法。
【請求項１０９】
前記第２凹部は前記基板の第１面側に貫通する貫通溝であることを特徴とする、請求項１０７または１０８に記載の圧力センサーの製造方法。
【請求項１１０】
第１面（主面）および第２面（裏面）からなる圧電体基板において、隣接する第１面側を開口部とする第１凹部および第２凹部により挟まれた圧電体基板側壁をダイヤフラムとする圧力センサーにおいて、
第１凹部および第２凹部を形成する工程、
第１凹部側面に第１導電体膜を形成する工程、
第２凹部側面に第２導電体膜を形成する工程、および
第１面上に第１凹部および第２凹部をカバーする第１の薄板を付着する工程、
を含むことを特徴とする、圧力センサーの製造方法。
【請求項１１１】
前記第１凹部および第２凹部は前記基板の第２面側に貫通する貫通溝であることを特徴とする、請求項１１０に記載の圧力センサーの製造方法。
【請求項１１２】
半導体基板上に形成された圧電体膜内に形成された複数の凹部を有する圧力センサーであって、隣接する２つの凹部（第１凹部および第２凹部）に挟まれた圧電体膜側壁をダイヤフラムとする圧力センサーにおいて、前記２つの凹部（第１凹部および第２凹部）の間の圧力差によって前記圧電体膜側壁が変形することにより前記圧電体膜側壁の両側の面に発生した電位差を用いて、前記２つの凹部（第１凹部および第２凹部）の間の圧力差を検出することを特徴とする圧力センサー。
【請求項１１３】
前記圧電体膜はポリマーまたはセラミックまたはこれらの混合体であることを特徴とする請求項１１２に記載の圧力センサー。
【請求項１１４】
前記圧電体膜内の凹部はインプリント法を用いて形成したものであることを特徴とする請求項１１３に記載の圧力センサー。
【請求項１１５】
前記圧電体膜は半導体基板内に形成した凹部に形成されていることを特徴とする請求項１１４に記載の圧力センサー。
【請求項１１６】
前記圧電体膜内に複数の圧力センサーが形成されている場合において、複数の圧力センサーが接続されており、同じ極性の電位を有する導電体膜および／または電極は接続されて電位を増大させていることを特徴とする、請求項１１２〜１１５のいずれかの項に記載の圧力センサー。
【請求項１１７】
半導体基板内には圧力センサー以外のデバイスが存在し、前記圧力センサーと前記圧力センサー以外のデバイスは前記圧電体膜側壁の両側の面に形成した導電体膜を少なくとも介して接続していることを特徴とする、請求項１１２〜１１６のいずれかの項に記載の圧力センサー。
【請求項１１８】
第１面（主面）および第２面（裏面）からなる基板において、隣接する複数の凹部（第１凹部および第２凹部）が基板中に形成され、前記隣接する凹部に挟まれた基板側壁をダイヤフラムとする圧力センサーであって、隣接する複数の凹部（第１凹部および第２凹部）の間の圧力差によって前記基板側壁が変形することにより前記基板側壁上に形成されたピエゾ抵抗の抵抗が変化することを用いて、前記隣接する複数の凹部（第１凹部および第２凹部）の間の圧力差を検出することを特徴とする圧力センサー。
【請求項１１９】
前記基板側壁は前記圧電体基板の第１面または第２面に垂直または略垂直（第１面または第２面に対して傾きが２０度以下、好適には１０度以下、もっと好適には５度以下）であることを特徴とする請求項１１８に記載の圧力センサー。
【請求項１２０】
前記隣接する複数の凹部（第１凹部および第２凹部）において、前記第１凹部は前記基板の第１面側を開口部として第１面側から形成され、前記第２凹部は前記基板の第２面側を開口部として第２面側から形成されたものであることを特徴とする請求項１１８または１１９に記載の圧力センサー。
【請求項１２１】
前記第１凹部は前記基板の第２面側に貫通する貫通溝であり、および／または前記第２凹部は前記基板の第１面側に貫通する貫通溝であることを特徴とする請求項１２０に記載の圧力センサー。
【請求項１２２】
前記隣接する複数の凹部（第１凹部および第２凹部）は、前記基板の第１面側を開口部として第１面側から形成されたものであることを特徴とする請求項１１８または１１９に記載の圧力センサー。
【請求項１２３】
前記隣接する複数の凹部（第１凹部および第２凹部）は、前記基板の第２面側に貫通する貫通溝であることを特徴とする請求項１２２に記載の圧力センサー。
【請求項１２４】
前記ピエゾ抵抗は薄膜抵抗であることを特徴とする請求項１１８〜１２３のいずれかの項に記載の圧力センサー。
【請求項１２５】
基板は半導体基板であり、前記ピエゾ抵抗はプリデポ法またはイオン注入法により形成した拡散抵抗であるか、または薄膜抵抗であることを特徴とする請求項１１８〜１２３のいずれかの項に記載の圧力センサー。
【請求項１２６】
基板内に圧力センサーの他にトランジスタを搭載し、圧力センサーからの信号を処理する演算回路を有することを特徴とする請求項１２５に記載の圧力センサー。
【請求項１２７】
基板はポリマーであり、凹部はインプリント法により形成されることを特徴とする請求項１１８〜１２４のいずれかの項に記載の圧力センサー。
【請求項１２８】
前記ピエゾ抵抗の変化は基板側壁に形成されたブリッジ回路を用いて検出することを特徴とする請求項１１８〜１２７のいずれかの項に記載の圧力センサー。
【請求項１２９】
複数の圧力センサーを接続して前記ピエゾ抵抗の変化を増幅させることを特徴とする請求項１１８〜１２８のいずれかの項に記載の圧力センサー。
【請求項１３０】
半導体基板上に形成された絶縁体膜内に形成された複数の凹部を有する圧力センサーであって、隣接する２つの凹部（第１凹部および第２凹部）に挟まれた絶縁体膜側壁をダイヤフラムとし、隣接する複数の凹部（第１凹部および第２凹部）の間の圧力差によって前記絶縁体膜側壁が変形することにより前記絶縁体膜側壁上に形成されたピエゾ抵抗の抵抗が変化することを用いて、前記隣接する複数の凹部（第１凹部および第２凹部）の間の圧力差を検出することを特徴とする圧力センサー。
【請求項１３１】
前記絶縁体膜はポリマーであり、前記凹部はインプリント法により形成されることを特徴とする請求項１３０に記載の圧力センサー。
【請求項１３２】
前記ピエゾ抵抗は薄膜抵抗であることを特徴とする請求項１３０または１３１に記載の圧力センサー。
【請求項１３３】
第１面（主面）および第２面（裏面）からなる基板において、隣接する複数の凹部（第１凹部および第２凹部）が基板中に形成され、前記隣接する凹部に挟まれた基板側壁をダイヤフラムとする圧力センサーであって、隣接する複数の凹部（第１凹部および第２凹部）の間の圧力差によって前記基板側壁が変形することにより前記凹部内の静電容量が変化することを用いて、前記隣接する複数の凹部（第１凹部および第２凹部）の間の圧力差を検出することを特徴とする圧力センサー。
【請求項１３４】
前記圧電体基板側壁は前記圧電体基板の第１面または第２面に垂直または略垂直（第１面または第２面に対して傾きが２０度以下、好適には１０度以下、もっと好適には５度以下）であることを特徴とする請求項９５に記載の圧力センサー。
【請求項１３５】
前記隣接する複数の凹部（第１凹部および第２凹部）において、前記第１凹部は前記基板の第１面側を開口部として第１面側から形成され、前記第２凹部は前記基板の第２面側を開口部として第２面側から形成されたものであることを特徴とする請求項１３３または１３４に記載の圧力センサー。
【請求項１３６】
前記第１凹部は前記基板の第２面側に貫通する貫通溝であり、および／または前記第２凹部は前記基板の第１面側に貫通する貫通溝であることを特徴とする請求項１３５に記載の圧力センサー。
【請求項１３７】
前記隣接する複数の凹部（第１凹部および第２凹部）は、前記基板の第１面側を開口部として第１面側から形成されたものであることを特徴とする請求項１３３または１３４に記載の圧力センサー。
【請求項１３８】
前記隣接する複数の凹部（第１凹部および第２凹部）は、前記基板の第２面側に貫通する貫通溝であることを特徴とする請求項１３７に記載の圧力センサー。
【請求項１３９】
前記基板はポリマーであり、前記凹部はインプリント法により形成されることを特徴とする請求項１３３〜１３８のいずれかの項に記載の圧力センサー。
【請求項１４０】
半導体基板上に形成された絶縁体膜内に形成された複数の凹部を有する圧力センサーであって、隣接する２つの凹部（第１凹部および第２凹部）に挟まれた絶縁体膜側壁をダイヤフラムとし、前記凹部内の対向する側面に形成された対向電極を有する圧力センサーにおいて、前記２つの凹部（第１凹部および第２凹部）の間の圧力差によって前記絶縁体膜側壁が変形することにより、前記凹部内の対向電極間の静電容量の変化を用いて、前記２つの凹部（第１凹部および第２凹部）の間の圧力差を検出することを特徴とする圧力センサー。
【請求項１４１】
前記絶縁体膜はポリマーまたはセラミックであり、前記凹部はインプリント法により形成されることを特徴とする請求項１４０に記載の圧力センサー。
【請求項１４２】
前記絶縁体膜は半導体基板内に形成した凹部に形成されていることを特徴とする請求項１４０または１４１に記載の圧力センサー。
【請求項１４３】
前記凹部の開口部は薄板で被われていることを特徴とする、請求項１４０〜１４２のいずれかの項に記載の圧力センサー。
【請求項１４４】
前記凹部を被っている薄板の一部に前記凹部内に圧力を伝達する圧力伝達孔が開いていることを特徴とする、請求項１４３に記載の圧力センサー。
【請求項１４５】
第１面から第２面に貫通する複数の貫通溝を有する基板を用いた媒体吐出デバイスにおいて、隣接する複数の貫通溝のうち少なくとも１つの貫通溝を媒体吐出用貫通溝とし、少なくとも１つの貫通溝を圧力が変化可能な貫通溝（圧力可変貫通溝）とし、前記圧力可変貫通溝内の圧力を変化させることによって、前記圧力可変貫通溝と前記媒体吐出用貫通溝との間の基板側壁が膨張または収縮することを用いて、前記媒体吐出用貫通溝内へ媒体を導入するか、あるいは前記媒体吐出用貫通溝内の媒体を前記媒体吐出用貫通溝から吐出することを特徴とする媒体吐出デバイス。
【請求項１４６】
前記貫通溝の第１面側に第１の薄板が付着し、前記貫通溝をカバーするとともに、前記圧力可変貫通溝において前記第１の薄板には圧力伝達孔が開口し、前記媒体吐出用貫通溝において前記第１の薄板には媒体導入孔が開口しており、
前記貫通溝の第２面側に第２の薄板が付着し、前記貫通溝をカバーするとともに、前記媒体吐出用貫通溝において前記第２の薄板には媒体吐出孔が開口しており、
前記圧力可変貫通溝の圧力伝達孔を通じて前記圧力可変貫通溝の圧力を隣接する前記媒体吐出用貫通溝の圧力よりも低下させることによって、前記圧力可変貫通溝および媒体吐出用貫通溝の間の前記基板側壁を前記圧力可変貫通溝側へ膨らませることにより、前記媒体吐出用貫通溝の媒体導入孔から媒体を前記媒体吐出用貫通溝内へ導入し、
前記圧力可変貫通溝の圧力伝達孔を通じて前記圧力可変貫通溝の圧力を隣接する前記媒体吐出用貫通溝の圧力よりも上昇させることによって、前記圧力可変貫通溝および媒体吐出用貫通溝の間の前記基板側壁を前記媒体吐出用貫通溝側へ膨らませることにより、前記媒体吐出用貫通溝の媒体吐出孔から媒体を前記媒体吐出用貫通溝外へ排出することを特徴とする請求項１４５に記載の媒体吐出デバイス。
【請求項１４７】
第１面から第２面に貫通する複数の貫通溝を有する基板を用いた媒体吐出デバイスにおいて、隣接する複数の貫通溝のうち少なくとも１つの貫通溝を媒体吐出用貫通溝とし、前記媒体吐出用貫通溝および前記媒体吐出用貫通溝と隣接する貫通溝（基板側壁可変貫通溝）の間の基板側壁は、前記基板側壁可変貫通溝側および／または前記媒体吐出用貫通溝側における前記基板側壁上に形成した第１導電体膜、前記第１導電体膜上の圧電体膜および前記圧電体膜上の第２導電体膜を有することを特徴とし、前記１導電体膜および前記第２導電体膜の間に電圧を印加することによって前記圧電体膜を変形させて前記基板側壁を変形させることにより、前記媒体吐出用貫通溝内へ媒体を導入するか、あるいは前記媒体吐出用貫通溝内の媒体を前記媒体吐出用貫通溝から吐出することを特徴とする媒体吐出デバイス。
【請求項１４８】
第１面から第２面に貫通する複数の貫通溝を有する圧電体基板を用いた媒体吐出デバイスにおいて、隣接する複数の貫通溝のうち少なくとも１つの貫通溝を媒体吐出用貫通溝とし、前記媒体吐出用貫通溝および前記媒体吐出用貫通溝と隣接する貫通溝（基板側壁可変貫通溝）の間の圧電体基板側壁において、前記媒体吐出用貫通溝側の圧電体基板側壁上に形成した第１導電体膜および前記基板側壁可変貫通溝側の圧電体基板側壁上に形成した第２導電体膜を有することを特徴とし、前記１導電体膜および前記第２導電体膜の間に電圧を印加することによって前記圧電体基板側壁を変形させることにより、前記媒体吐出用貫通溝内へ媒体を導入するか、あるいは前記媒体吐出用貫通溝内の媒体を前記媒体吐出用貫通溝から吐出することを特徴とする媒体吐出デバイス。
【請求項１４９】
第１面から第２面に貫通する複数の貫通溝を有する基板を用いた媒体を移動するポンプデバイスにおいて、隣接する複数の貫通溝のうち少なくとも１つの貫通溝を媒体吐出用貫通溝とし、少なくとも１つの貫通溝を圧力が変化可能な貫通溝（圧力可変貫通溝）とし、前記圧力可変貫通溝内の圧力を変化させることによって、前記圧力可変貫通溝と前記媒体吐出用貫通溝との間の基板側壁が膨張または収縮することを用いて、前記媒体吐出用貫通溝内へ媒体を導入するか、あるいは前記媒体吐出用貫通溝内の媒体を前記媒体吐出用貫通溝から吐出するとともに、複数の媒体吐出用貫通溝は前記媒体媒体吐出用貫通溝を被う前記基板の第１面に付着した第１の薄板および／または前記基板の第２面に付着した第２の薄板に形成された媒体流動通路により接続し、媒体が１つの媒体吐出用貫通溝から前記媒体流動通路を通り他方の媒体吐出用貫通溝へ移動することを特徴とするポンプデバイス。
【請求項１５０】
第１面から第２面に貫通する複数の貫通溝を有する基板を用いた媒体を移動するポンプデバイスにおいて、隣接する複数の貫通溝のうち少なくとも１つの貫通溝を媒体吐出用貫通溝とし、少なくとも１つの貫通溝を内容積が変化可能な貫通溝（内容積可変貫通溝）とし、前記媒体吐出用貫通溝側および／または前記内容積可変貫通溝側における前記媒体吐出用貫通溝と前記内容積可変貫通溝との間の基板側壁上に第１の導電体膜、前記第１の導電体膜上に圧電体膜、および前記圧電体膜上に第２の導電体膜を有し、前記第１の導電体膜および第２の導電体膜に電圧を印加することにより前記圧電体膜を変形して、前記基板側壁が膨張または収縮することを用いて、前記媒体吐出用貫通溝内へ媒体を導入するか、あるいは前記媒体吐出用貫通溝内の媒体を前記媒体吐出用貫通溝から吐出するとともに、複数の媒体吐出用貫通溝は前記媒体媒体吐出用貫通溝を被う前記基板の第１面に付着した第１の薄板および／または前記基板の第２面に付着した第２の薄板に形成された媒体流動通路により接続し、媒体が１つの媒体吐出用貫通溝から前記媒体流動通路を通り他方の媒体吐出用貫通溝へ移動することを特徴とするポンプデバイス。
【請求項１５１】
第１面から第２面に貫通する複数の貫通溝を有する圧電体基板を用いた媒体を移動するポンプデバイスにおいて、隣接する複数の貫通溝のうち少なくとも１つの貫通溝を媒体吐出用貫通溝とし、少なくとも１つの貫通溝を内容積が変化可能な貫通溝（内容積可変貫通溝）とし、前記媒体吐出用貫通溝側および前記内容積可変貫通溝側における前記媒体吐出用貫通溝と前記内容積可変貫通溝との間の基板側壁上に第１の導電体膜および第２の導電体膜を有し、前記第１の導電体膜および第２の導電体膜に電圧を印加することにより前記圧電体基板側壁を変形して、前記圧電体基板側壁が膨張または収縮することを用いて、前記媒体吐出用貫通溝内へ媒体を導入するか、あるいは前記媒体吐出用貫通溝内の媒体を前記媒体吐出用貫通溝から吐出するとともに、複数の媒体吐出用貫通溝は前記媒体媒体吐出用貫通溝を被う前記基板の第１面に付着した第１の薄板および／または前記基板の第２面に付着した第２の薄板に形成された媒体流動通路により接続し、媒体が１つの媒体吐出用貫通溝から前記媒体流動通路を通り他方の媒体吐出用貫通溝へ移動することを特徴とするポンプデバイス。
【請求項１５２】
基板内に形成され入り口及び出口を有する第１凹部および第２凹部を含み、前記第１凹部および第２凹部の開口部は薄板でカバーされた熱交換器であって、熱媒体が第１凹部の入り口から入り、出口から出ていき、熱交換媒体が第２凹部の入り口から入り、出口から出ていき、第１凹部は第２凹部と隣接し、第１凹部および第２凹部の間の基板側壁を通して第１凹部内の熱媒体の熱が第２凹部内の熱交換媒体に移動することを特徴とする熱交換器。
【請求項１５３】
第１凹部および／または第２凹部は貫通溝であり、前記貫通溝の上面および下面は薄板でカバーされていることを特徴とする請求項１５３に記載の熱交換器。
【請求項１５４】
基板は、熱良導体であることを特徴とする請求項１５３または１５４に記載の熱交換器。
【請求項１５５】
熱良導体は、炭素、窒化アルミニウム、金、銀、銅、アルミニウム、またはシリコンであることを特徴とする請求項１５５に記載の熱交換器。
【請求項１５６】
第１凹部を有する第１基板および前記第１凹部の内サイズより小さな外サイズを有する第１凸部を持つ第２基板から構成される加速度センサーであって、前記第１凸部が前記第１凹部内に挿入された状態で前記第１基板および前記第２基板が付着し、前記第１凹部の内面および前記第１凸部の外面が離間して対向した構造であり、前記第１凸部および第１凹部の間の静電容量の変化を用いて加速度を検出することを特徴とする加速度センサー。
【請求項１５７】
前記第１凹部内側面は矩形柱側面であり、前記第１凸部外側面は矩形柱側面であり、前記第１凹部の内側面は前記第１凸部の外側面と対向していることを特徴とする請求項１５７に記載の加速度センサー。
【請求項１５８】
前記第１凹部内側面は多角形柱側面であり、前記第１凸部外側面は多角形柱側面であり、前記第１凹部の内側面は前記第１凸部の外側面と対向していることを特徴とする請求項１５７に記載の加速度センサー。
【請求項１５９】
前記第１凸部の外側面は曲面を有した形状であり、前記第１凹部の内側面は前記第１凸部外側面の曲面に対向した曲面であることを特徴とする請求項１５７に記載の加速度センサー。
【請求項１６０】
前記第１凸部の外側面および第１凹部の内側面は円柱側面または楕円柱側面であることを特徴とする請求項１６０に記載の加速度センサー。
【請求項１６１】
前記第１凸部の４つの外側面のうち少なくとも１つの外側面には導電体膜が形成され、当該第１凸部外側面上の導電体膜は静電容量の一方の電極となっており、および／または、前記第１凸部外側面上の導電体膜に対向する前記第１凹部の内側面に導電体膜が形成され、当該第１凹部内側面上の導電体膜は静電容量の一方の電極となっていることを特徴とする請求項１５７〜１６１に記載の加速度センサー。
【請求項１６２】
前記第１凸部外側面上の導電体膜上に絶縁膜が形成されており、および／または前記第１凹部外側面上の導電体膜上に絶縁膜が形成されていることを特徴とする請求項１５７〜１６２のいずれかの項に記載の加速度センサー。
【請求項１６３】
第１凸部外側面のすべての面に導電体膜（第１導電体膜）が形成されており当該第１導電体膜はすべて接続しており、および／または、第１凹部内側面のすべての面に導電体膜（第２導電体膜）が形成されており当該第２導電体膜はすべて接続していることを特徴とする請求項１５７〜１６３のいずれかの項に記載の加速度センサー。
【請求項１６４】
前記第１凸部の底面に第１凸部の材料の質量より大きな錘が付着していることを特徴とする請求項１５７〜１６４のいずれかの項に記載の加速度センサー。
【請求項１６５】
第１面（表面）および第２面（裏面）を有する基板内に第１面に開口部を有する第１凹部、並びに第１凹部に隣接する第２凹部を有する音響トランスデューサーであって、前記第１凹部および第２凹部に挟まれた基板側壁をダイヤフラムとし、前記第１凹部へ導入された振動波により前記基板側壁が振動することによって前記基板側壁に形成された圧電素子に発生する電位の変化を検出するか、または前記基板側壁に形成された圧電素子に電圧を印加することによって前記基板側壁を振動させて前記第１凹部から振動波を発生することを特徴とする音響トランスデューサー。
【請求項１６６】
前記基板は圧電体であり、前記第１凹部側の基板側壁上に形成した第１導電体膜および前記第２凹部側の基板側壁上に形成した第２導電体膜の間で電位差を検出するか、または前記第１凹部側の基板側壁上に形成した第１導電体膜および前記第２凹部側の基板側壁上に形成した第２導電体膜の間に電圧を印加して前記基板側壁を振動させることを特徴とする請求項１６６に記載の音響トランスデューサー。
【請求項１６７】
前記第１凹部側の基板側壁上に形成した第１導電体膜、前記第１導電体膜上に形成した第１圧電体膜、および前記第１圧電体膜上に形成した第２導電体膜を有することを特徴とし、前記第１凹部へ導入された振動波により前記基板側壁が振動することによって前記基板側壁に形成された前記第１圧電体膜で発生した電荷により前記第１導電体膜および前記第２導電体膜の間で電位差を検出するか、あるいは前記第１導電体膜および前記第２導電体膜の間に電圧を印加することにより前記基板側壁を振動させて前記第１凹部から振動波を発生することを特徴とする請求項１６６に記載の音響トランスデューサー。
【請求項１６８】
前記第２凹部側の基板側壁上に形成した第３導電体膜、前記第３導電体膜上に形成した第２圧電体膜、および前記第２圧電体膜上に形成した第４導電体膜を有することを特徴とし、前記第１凹部へ導入された振動波により前記基板側壁が振動することによって前記基板側壁に形成された前記第２圧電体膜で発生した電荷により前記第３導電体膜および前記第４導電体膜の間で電位差を検出するか、あるいは前記第３導電体膜および前記第４導電体膜の間に電圧を印加することにより前記基板側壁を振動させて前記第１凹部から振動波を発生することを特徴とする請求項１６６に記載の音響トランスデューサー。
【請求項１６９】
請求項１６８および１６９に記載された音響トランスデューサー。
&#8195;
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体圧力センサーの構造およびその製造方法、さらには加速度センサー、音響トランスデューサー、ポンプデバイス等各種小型センサーまたは各種小型デバイスに関するものであり、センサーや各種デバイスの大きさを非常に小さくすることが可能であり、その結果従来に比較して安価で高性能な圧力センサー等各種センサーや各種デバイスを提供するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体圧力センサーとして、シリコンウエハ等の半導体基板の一部を薄くして、その上に蓋を被せたものがある。たとえば、特許文献１において、基板内に凹部を作りその凹部をダイヤフラムで被った構造のものがある。この半導体圧力センサーは、外部圧力により、ダイヤフラムが変形し、凹部内部の静電容量が変化することを利用して、圧力を検出するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許２９１８２７２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の半導体基板内に空間（空洞または凹部）を作りその空間の静電容量の変化を利用した圧力センサーにおいては、空間が半導体基板の横方向（平面方向）に形成するため、その空間は半導体基板の横方向（平面方向）に大きな面積を占有していた。図３１は、従来の圧力センサーを模式的に示した図である。図３１（ａ）は半導体基板内のチップ５０１の表面に形成された空間５０２を蓋５０３で覆っている。空間５０２は真空状態（或いは、１気圧以下の低圧状態）になっている。空間内には基板５０１上に形成された下部電極５０４と蓋５０３に形成された上部電極５０５が対向している。下部電極５０４と上部電極５０５の間隔はｚである。図３１（ｂ）は平面的に見た図である。蓋５０３は省略している。空間の平面的な大きさは、横ｘ、縦ｙの矩形となっている。５０７はｘおよびｙで規定される圧力センサーを示す。
下部電極と上部電極で構成されるこの空間の容量Ｃは、Ｃ＝ε＊ε0＊Ｓ／ｚで示される。ここで、εは比誘電率、ε0は真空誘電率、Ｓは半導体基板の平面方向における面積で、Ｓ＝ｘ＊ｙである。空間が空気の場合はεは約１である。外部から圧力Ｐを受けたとき、蓋は変形して下方へ曲がり、ｚが変化する。このｚの変化により、容量Ｃが変化して、変化量から圧力を計算できる。変化量は大きいほど検出しやすいので、面積Ｓは大きいほど良い。すなわち、圧力を精密に測定するためには、面積を大きくする必要があるので、この空間の平面的サイズ、すなわちｘやｙを大きくする必要がある。従って、チップサイズが大きくなってしまう。ウエハ面積は限られているので、ウエハ内のチップ（圧力センサーチップ）の取れ個数が少なくなる。この結果、圧力センサーチップの価格も高くなってしまう。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、平面的な基板（たとえば、円板状、矩形形状の板状）の厚み方向に深い溝または貫通溝を複数作り、隣接する貫通溝によって挟まれる側壁がその両側の圧力差により変形することにより静電容量が変化することを利用した静電容量型圧力センサーに関するものである。具体的には以下のような手段を取る。
【０００６】
（１）本発明は、上面および下面の一方の面、或いは両方の面に貫通する少なくとも２つの溝（貫通溝）空間を有する２．０ｍｍ以下の厚みを持つ導電体基板、前記導電体基板の上面（第１面）に付着した１．０ｍｍ以下の厚みを持つ絶縁体基板（第１面絶縁体基板）および前記導電体基板の下面（第２面）に付着した１．０ｍｍ以下の厚みを持つ絶縁体基板（第２面絶縁体基板）から構成されることを特徴とする静電容量型圧力センサーであって、
隣接する２つの貫通溝（第１貫通溝および第２貫通溝）を横方向（導電体基板の厚さ方向に対して略直角方向）に隔てる導電体基板を一方の電極（第１側壁容量電極）とし、
前記第１側壁容量電極と前記隣接する貫通溝のうちの１つ（第１貫通溝）を挟んで対向し、前記第１側壁容量電極と電気的に導通しない導電体基板の側壁を他方の対向電極（第２側壁容量電極）とし、これらの第１側壁容量電極および第２側壁容量電極の間の第１貫通溝空間を静電容量空間とし、前記静電容量空間となる第１貫通溝の空間の圧力と前記第１側壁容量電極を挟んだ他の貫通溝（第２貫通溝）の空間の圧力との圧力差により、前記第１側壁電極が変位することにより前記第１貫通溝空間の静電容量が変化することを用いて圧力を検出することを特徴とし、さらに
第１側壁容量電極は、その上面が第１面絶縁体基板に付着、および／またはその下面が第２面絶縁体基板に付着していること、および／または
第２側壁容量電極は、その上面が第１面絶縁体基板に付着、および／またはその下面が第２面絶縁体基板に付着していること、を特徴とする、静電容量型圧力センサーである。
【０００７】
（２）本発明は、前記第２側壁容量電極を挟んで第１貫通溝と対向する貫通溝（第３貫通溝）を有し、前記第３貫通溝の圧力と第１貫通溝の圧力との圧力差により前記第２側壁容量電極が変位することにより前記第１貫通溝空間の静電容量が変化することを用いて圧力を検出することを特徴とする、（１）に記載の静電容量型圧力センサーである。
（３）本発明は、前記第２貫通溝は、その上面が第１面絶縁体基板、その下面が第２面絶縁体基板、その側面が第１側壁容量電極を含む連続した導電体基板（第１連続導電体基板）であり、これら第１面絶縁体基板、第２面絶縁体基板、および第１連続導電体基板によって囲まれた閉空間であることを特徴とする、（１）または（２）に記載の静電容量型圧力センサーである。
（４）本発明は、前記第３貫通溝は、その上面が第１面絶縁体基板、その下面が第２面絶縁体基板、その側面が第２側壁容量電極を含む連続した導電体基板（第２連続導電体基板）であり、これら第１面絶縁体基板、第２面絶縁体基板、および第２連続導電体基板によって囲まれた閉空間であることを特徴とする、（２）または（３）に記載の静電容量型圧力センサーである。
（５）本発明は、第１貫通溝および／または第２貫通溝および／または第３貫通溝の上面の第１面絶縁体基板および／または下面の第２面絶縁体基板における１部の領域に圧力を導入する圧力伝達孔が形成されていることを特徴とする、（１）〜（４）のいずれかに記載の静電容量型圧力センサー。
【０００８】
（６）本発明は、第２貫通溝および／または第３貫通溝を取り囲む導電体基板を取り囲む貫通溝（第４貫通溝）を有し、第４貫通溝は第２貫通溝を含み第２貫通溝と同じ圧力空間をなし、第４貫通溝はその上面が第１面絶縁体基板、その下面が第２面絶縁体基板、その側面が連続した導電体基板（第３連続導電体基板）であり、第４貫通溝はこれら第１面絶縁体基板、第２面絶縁体基板、および第３連続導電体基板によって囲まれた閉空間であることを特徴とする、（１）〜（５）のいずれかに記載の静電容量型圧力センサーである。
（７）本発明は、第２貫通溝を含む第４貫通溝の上面の第１絶縁体基板および／または下面の第２絶縁体基板における１部に圧力を導入する圧力伝達孔が形成されていることを特徴とする、（６）に記載の静電容量型圧力センサーである。
【０００９】
（８）本発明は、第２貫通溝は第１側壁容量電極を形成する導電体基板（第１連続導電体基板）によってその側面を取り囲まれており、第１側壁容量電極を形成する導電体基板は第１貫通溝によってその側面を取り囲まれており、第１貫通溝は第２側壁容量電極を形成する導電体基板によってその側面を取り囲まれており、第２側壁容量電極を形成する導電体基板は第３貫通溝によってその側面を取り囲まれており、
第２貫通溝の外面（第２貫通溝および第１側壁容量電極を形成する導電体基板で形成される面であって、第１側壁容量電極を形成する導電体基板の内面でもある）は、その平面形状が多角形形状（G形状）であり、
第１側壁容量電極の外面（第１側壁容量電極および第１貫通溝で形成される面であって、第１貫通溝の内面でもある）は、その平面形状が前記Ｇ形状に略相似の多角形形状であり、第１貫通溝の外面（第２側壁容量電極および第１貫通溝で形成される面であって、第２側壁容量電極の内面でもある）は、その平面形状が前記Ｇ形状に略相似の多角形形状であり、
第２側壁容量電極の外面（第２側壁容量電極および第３貫通溝で形成される面であって、第３貫通溝の内面でもある）は、その平面形状が前記Ｇ形状に略相似の多角形形状であり、
さらに、
多角形形状の第１側壁容量電極を形成する導電体の各辺厚み（幅）はそれぞれ略等しく、多角形形状の第１貫通溝の各辺幅はそれぞれ略等しく、多角形形状の第２側壁容量電極を形成する導電体の各辺厚み（幅）はそれぞれ略等しく、
多角形形状の第１側壁容量電極を形成する導電体の各辺はそれぞれ第１側壁容量電極を形成し、
多角形形状の第２側壁容量電極を形成する導電体の各辺はそれぞれ第２側壁容量電極を形成することを特徴とする、（１）〜（５）のいずれかに記載の静電容量型圧力センサー。
【００１０】
（９）本発明は、第２貫通溝は第１側壁容量電極を形成する導電体基板によってその側面を取り囲まれており、第１側壁容量電極を形成する導電体基板は第１貫通溝によってその側面を取り囲まれており、第１貫通溝は第２側壁容量電極を形成する導電体基板によってその側面を取り囲まれており、第２側壁容量電極を形成する導電体基板は第３貫通溝によってその側面を取り囲まれており、
第２貫通溝の外面（第２貫通溝および第１側壁容量電極を形成する導電体基板で形成される面であって、第１側壁容量電極を形成する導電体基板の内面でもある）は、その平面形状が曲線形状（Ｓ形状）であり、
第１側壁容量電極の外面（第１側壁容量電極および第１貫通溝で形成される面であって、第１貫通溝の内面でもある）は、その平面形状が前記Ｓ形状に略相似の曲線形状であり、
第１貫通溝の外面（第２側壁容量電極および第１貫通溝で形成される面であって、第２側壁容量電極の内面でもある）は、その平面形状が前記Ｓ形状に略相似の曲線形状であり、
第２側壁容量電極の外面（第２側壁容量電極および第３貫通溝で形成される面であって、第３貫通溝の内面でもある）は、その平面形状が前記Ｓ形状に略相似の曲線形状であり、
さらに、
前記曲線形状の第１側壁容量電極を形成する導電体の厚み（幅）は各部分で略一定であり、曲線形状の第１貫通溝の幅は各部分で略一定であり、曲線形状の第２側壁容量電極を形成する導電体の各辺厚み（幅）は各部分で略一定であり、
曲線形状の第１側壁容量電極を形成する導電体全体はれ第１側壁容量電極を形成し、
曲線形状の第２側壁容量電極を形成する導電体全体は第２側壁容量電極を形成することを特徴とする、（１）〜（５）のいずれかに記載の静電容量型圧力センサーである。
【００１１】
（１０）本発明は、第３貫通溝を取り囲むその側面が連続する導電体基板（第３連続導電体基板）をさらに有し、第３貫通溝はこれら第１面絶縁体基板、第２面絶縁体基板、導電体基板（第３連続導電体基板）によって囲まれた閉空間であることを特徴とする、（８）または（９）に記載の静電容量型圧力センサーである。
（１１）本発明は、第３貫通溝の上面の第１絶縁体基板および／または下面の第２絶縁体基板における１部の領域に圧力を導入する圧力伝達孔が形成されていることを特徴とする、（１０）に記載の静電容量型圧力センサーである。
（１２）本発明は、第３貫通溝の上面の第１絶縁体基板および／または下面の第２絶縁体基板における１部の領域に圧力を導入する圧力伝達孔が形成されていることを特徴とする、（１０）に記載の静電容量型圧力センサーである。
（１３）本発明は、導電体基板は、高濃度不純物元素を有する低抵抗のＮ型シリコン基板、高濃度不純物元素を有する低抵抗のＰ型シリコン基板、導電性ゴム基板、導電性高分子材料基板、銅やアルミニウム等の金属基板から選択された基板であることを特徴とする（１）〜（１２）のいずれかに記載の静電容量型圧力センサー。
（１４）本発明は、第１面絶縁体基板は、ガラス基板、石英基板、透明プラスチック基板、高分子材料基板、セラミック基板から選択された基板であることを特徴とする（１）〜（１３）のいずれかに記載の静電容量型圧力センサーである。
（１５）本発明は、第２面絶縁体基板は、ガラス基板、石英基板、透明プラスチック基板、高分子材料基板、セラミック基板から選択された基板であることを特徴とする（１）〜（１４）のいずれかの項に記載の静電容量型圧力センサーである。
【００１２】
（１６）本発明は、上面（第１面）および下面（第２面）を有する２．０ｍｍ以下の厚みを持つ導電体基板の第２面に１．０ｍｍ以下の厚みを持つ絶縁体基板（第２面絶縁体基板）とを付着させた複合基板を作製する工程、
前記導電体基板の第１面側にパターニングされた感光性膜を用いて導電体基板の第１面から第２面に貫通し第２面絶縁体基板に達する貫通溝を形成する工程、
前記導電体基板の第１面側に１．０ｍｍ以下の厚みを持つ絶縁体基板（第１面絶縁体基板）を付着させ、前記貫通溝の１部または全部を閉空間とする工程
を含む静電容量型圧力センサーの製造方法であって、
隣接する２つの貫通溝により挟まれた導電体側壁を静電容量素子の電極として用い、前記隣接する２つの貫通溝内部の圧力差により前記導電体側壁電極が変形することによる静電容量素子の電気容量が変化することを用いた静電容量型圧力センサーの製造方法である。
【００１３】
（１７）本発明は、表面（第１面）および裏面（第２面）を有する２．０ｍｍ以下の厚みを持つ導電体基板の第２面に１．０ｍｍ以下の厚みを持つ絶縁体基板（第２面絶縁体基板）とを付着させた複合基板を作製する工程、
前記導電体基板の第１面側にパターニングされた感光性膜を用いて導電体基板の第１面から第２面に貫通し第２面絶縁体基板に達する第１面貫通溝を形成する工程、
前記導電体基板の第１面側に１．０ｍｍ以下の厚みを持つ絶縁体基板（第１面絶縁体基板）を付着させ、前記第１面貫通溝の１部または全部を閉空間とする工程、
前記複合基板の第２面絶縁体基板にパターニングされた感光性膜を用いて第２面絶縁体基板および導電体基板の第２面から第１面に貫通し第１面絶縁体基板に達する貫通溝（第２面貫通溝）を形成する工程、
を含む静電容量型圧力センサーの製造方法であって、
隣接する２つの貫通溝（第１面貫通溝および第２面貫通溝）により挟まれた導電体側壁を静電容量素子の電極として用い、第１面貫通溝の圧力と第２面貫通溝の圧力差により前記導電体側壁電極が変形することによる静電容量素子の電気容量が変化することを用いた静電容量型圧力センサーの製造方法である。
【００１４】
（１８）本発明は、前記導電体基板の第１面側に１．０ｍｍ以下の厚みを持つ絶縁体基板（第１面絶縁体基板）を付着させ、前記第１面貫通溝の１部または全部を閉空間とする工程の後に、第２面絶縁基板を薄くする工程をさらに含むことを特徴とする、（１７）に記載の静電容量型圧力センサーの製造方法である。
（１９）本発明は、貫通溝或いは、第１面貫通溝および／または第２面貫通溝の上面に付着している第1面絶縁体基板、および／または貫通溝或いは、第１面貫通溝および／または第２面貫通溝の下面に付着している第２面絶縁体基板に圧力伝達孔を形成する工程をさらに含むことを特徴とする、（１６）〜（１８）のいずれかの項に記載の静電容量型圧力センサーの製造方法である。
（２０）本発明は、隣接する２つの貫通溝（第１面貫通溝および第２面貫通溝）により挟まれた導電体側壁である前記静電容量素子の電極と連続する導電体基板、およびこれと対向する静電容量素子の他方の電極連続する導電体基板の上面に付着した第１面絶縁体基板および／または仮面に付着しや第２面絶縁体基板における１部の領域にコンタクト孔を形成する工程、および前記コンタクト孔に導電体膜を形成し第１面絶縁体基板上および／または第２面絶縁体基板上に外部と接続するための電極・配線を形成する工程をさらに含むことを特徴とする、（１６）〜（１９）のいずれかの項に記載の静電容量型圧力センサーの製造方法。
【００１５】
（２１）本発明は、導電体基板は、高濃度不純物元素を有する低抵抗のＮ型シリコン基板、高濃度不純物元素を有する低抵抗のＰ型シリコン基板、導電性ゴム基板、導電性高分子材料基板、銅やアルミニウム等の金属基板から選択された基板であることを特徴とする、（１６）〜（２０）のいずれかの項に記載の静電容量型圧力センサーの製造方法である。
（２２）本発明は、第１面絶縁体基板は、ガラス基板、石英基板、透明プラスチック基板、高分子材料基板、セラミック基板から選択された基板であることを特徴とする、（１６）〜（２１）のいずれかの項に記載の静電容量型圧力センサーの製造方法である。
（２３）本発明は、第２面絶縁体基板は、ガラス基板、石英基板、透明プラスチック基板、高分子材料基板、セラミック基板から選択された基板であることを特徴とする、（１６）〜（２２）のいずれかの項に記載の静電容量型圧力センサーの製造方法である。
【００１６】
（２４）本発明は、上面（第１面）側に低濃度不純物領域を有し、その下側に下面（第２面）に達する逆導電型の高濃度不純物領域を有するシリコン基板において、第１面側から形成され第２面に達しない溝（第１面溝）および第２面側から形成され基板厚み方向に対して第１面側の低濃度不純物領域に達するが第１面には達しない溝（第２面溝）を有する静電容量型圧力センサーであって、
隣接する第１面溝Ｏ１および第２面溝Ｑ２により挟まれたシリコン基板側壁（Ａ１）を一方の静電容量素子の電極として用い、第２面溝Ｑ２を挟んで第１面溝Ｏ１と対向する第１面溝Ｏ２および第２面溝Ｑ２により挟まれたシリコン基板側壁（Ａ２）を他方の静電容量素子の電極として用い、第１面溝Ｏ１およびＯ２の圧力と第２面溝Ｑ２の圧力差により前記シリコン基板側壁Ａ１およびＡ２が変形することにより、第２面溝Ｑ２における静電容量素子の電気容量が変化することによって圧力検出を行うことを特徴とする静電容量型圧力センサーであり、
前記第１面溝Ｏ１およびＯ２は第２面溝によって囲まれていて、シリコン基板の上面（第１面）側における低濃度不純物領域を有するシリコン基板によって支持されていることを特徴とする静電容量型圧力センサーである。
【００１７】
（２５）本発明は、上面（第１面）側に低濃度不純物領域を有し、その下側に下面（第２面）に達する逆導電型の高濃度不純物領域を有するシリコン基板において、第１面側から形成され第２面に達する貫通溝（第１面貫通溝Ｒ１）および第２面側から形成され基板厚み方向に対して第１面側の低濃度不純物領域に達するが第１面には達しない溝（第２面溝）を有する静電容量型圧力センサーであって、
隣接する第１面貫通溝Ｒ１および第２面溝Ｑ２により挟まれたシリコン基板側壁（Ａ１）を一方の静電容量素子の電極として用い、第２面溝Ｑ２を挟んで第１面貫通溝Ｒ１と対向する第１面貫通溝Ｒ２および第２面溝Ｑ２により挟まれたシリコン基板側壁（Ａ２）を他方の静電容量素子の電極として用い、第１面貫通溝Ｒ１およびＲ２の圧力と第２面溝Ｑ２の圧力差により前記シリコン基板側壁Ａ１およびＡ２が変形することにより、第２面溝Ｑ２における静電容量素子の電気容量が変化することによって圧力検出を行うことを特徴とする静電容量型圧力センサーであり、
前記第１面貫通溝Ｒ１およびＲ２は第２面溝によって囲まれていて、シリコン基板の上面（第１面）側における低濃度不純物領域を有するシリコン基板によって支持されていることを特徴とする静電容量型圧力センサーである。
【００１８】
（２６）本発明は、第１面貫通溝Ｒ１およびＲ２の第２面側は絶縁基板が付着して閉じられていることを特徴とする、（２５）に記載の静電容量型圧力センサーである。
（２７）本発明は、第２面溝Ｑ２側の上部における低濃度不純物領域には、これと逆導電型の高濃度不純物拡散層を形成しないことを特徴とする静電容量型圧力センサーであって、第２面溝Ｑ２側とは異なる第２面貫通溝の上部における低濃度不純物領域（Ｂ領域）における上面およびそれにつながる第１面溝Ｏ１およびＯ２、或いは第１面貫通溝Ｒ１およびＲ２の側壁における低濃度不純物領域にこれと逆導電型の高濃度不純物拡散層を形成するとともに、前記Ｂ領域における上面に形成された高濃度不純物拡散層に接続する電極・配線（Ｃ電極・配線）を形成し、第２面溝Ｑ２側の第１面溝Ｏ１および第１面溝Ｏ２あるいは、第１面貫通溝Ｒ１および第１面貫通溝Ｒ２の側壁における高濃度不純物（低抵抗）領域であるシリコン半導体基板と、第１面溝Ｏ１および第１面溝Ｏ２あるいは、第１面貫通溝Ｒ１およびＲ２の側壁における高濃度不純物（低抵抗）領域であるシリコン半導体基板を通じて前記Ｃ電極・配線と電気的に接続していることを特徴とする、（２４）〜（２６）のいずれかの項に記載の静電容量型圧力センサーである。
【００１９】
（２８）本発明は、第２面溝Ｑ２側の上部における低濃度不純物領域の第１面には、これと逆導電型の高濃度不純物拡散層を形成しないことを特徴とする静電容量型圧力センサーであって、第２面溝Ｑ２側とは異なる第２面貫通溝の上部における低濃度不純物領域（Ｂ領域）における上面およびそれにつながる第１面溝Ｏ１およびＯ２、或いは第１面貫通溝Ｒ１およびＲ２の側壁における低濃度不純物領域にこれと逆導電型の高濃度不純物拡散層を形成するとともに、前記Ｂ領域における上面に形成された高濃度不純物拡散層に接続する電極・配線（Ｃ電極・配線）を形成し、第２面溝Ｑ２側の第１面溝Ｏ１および第１面溝Ｏ２あるいは、第１面貫通溝Ｒ１および第１面貫通溝Ｒ２の側壁における高濃度不純物（低抵抗）領域であるシリコン半導体基板と、第１面溝Ｏ１および第１面溝Ｏ２あるいは、第１面貫通溝Ｒ１およびＲ２の側壁における高濃度不純物（低抵抗）領域であるシリコン半導体基板を通じて前記Ｃ電極・配線と電気的に接続していることを特徴とする、（２４）〜（２６）のいずれかの項に記載の静電容量型圧力センサーである。
（２９）本発明は、低濃度不純物領域は高濃度不純物を有する低抵抗シリコン基板上にエピタキシャル成長法により形成した領域であることを特徴とする、（２４）〜（２８）のいずれかの項に記載の静電容量型圧力センサーである。
（３０）本発明は、低濃度不純物領域は高濃度不純物を有する低抵抗シリコン基板上に高濃度不純物を有する高抵抗シリコン基板を貼り合わせることによって形成された領域であることを特徴とする、（２４）〜（２８）のいずれかの項に記載の静電容量型圧力センサーである。
（３１）本発明は、第１面溝Ｏ１およびＯ２或いは、第１面貫通溝Ｒ１およびＲ２の低濃度不純物領域には、これと逆導電型の不純物拡散層を、回転イオン注入法またはプリデポ法により導入した高濃度不純物層から熱処理により拡散させて作成したものであることを特徴とする、（２４）〜（３０）のいずれかの項に記載の静電容量型圧力センサーである。
（３２）本発明は、トランジスタ等の半導体デバイスが形成されたシリコン基板と同一のシリコン基板に搭載されていることを特徴とする、（２４）〜（３１）のいずれかの項に記載の静電容量型圧力センサーである。
（３３）本発明は、（２４）〜（３１）のいずれかの項に記載の静電容量型圧力センサーを同一チップ内に搭載したことを特徴とする半導体デバイス。
【００２０】
（３４）本発明は、上面（第１面）側に低濃度不純物領域を有し、その下側に下面（第２面）に達する逆導電型の高濃度不純物領域を有するシリコン基板において、
第１面側から第２面側に達しない溝（第１面溝）を形成する工程、および
第２面側から第１面側の低濃度不純物領域に達するが第１面には達しない溝（第２面溝）を形成する工程を含むことを特徴とする、静電容量型圧力センサーの製造方法であって、
隣接する第１面溝Ｏ１および第２面溝Ｑ２により挟まれたシリコン基板側壁（Ａ１）を一方の静電容量素子の電極として用い、第２面溝Ｑ２を挟んで第１面溝Ｏ１と対向する第１面溝Ｏ２および第２面溝Ｑ２により挟まれたシリコン基板側壁（Ａ２）を他方の静電容量素子の電極として用い、第１面溝Ｏ１およびＯ２の圧力と第２面溝Ｑ２の圧力差により前記シリコン基板側壁Ａ１およびＡ２が変形することにより、第２面溝Ｑ２における静電容量素子の電気容量が変化することによって圧力検出を行うことを特徴とする静電容量型圧力センサーの製造方法であり、
前記第１面溝Ｏ１およびＯ２は第２面溝によって囲まれていて、シリコン基板の上面（第１面）側における低濃度不純物領域を有するシリコン基板によって支持されていることを特徴とする静電容量型圧力センサーの製造方法である。
【００２１】
（３５）本発明は、上面（第１面）側に低濃度不純物領域を有し、その下側に下面（第２面）に達する逆導電型の高濃度不純物領域を有するシリコン基板において、
第１面側から第２面に達する貫通溝（第１面貫通溝）を形成する工程、および
第２面側から第１面側の低濃度不純物領域に達するが第１面には達しない溝（第２面溝）を形成する工程を含むことを特徴とする、静電容量型圧力センサーの製造方法であって、
隣接する第１面貫通溝（第１面貫通溝Ｒ１）および第２面溝（第２面溝Ｑ２）により挟まれたシリコン基板側壁（Ａ１）を一方の静電容量素子の電極として用い、第２面溝Ｑ２を挟んで第１面貫通溝Ｒ１と対向する第１面貫通溝Ｒ２および第２面溝Ｑ２により挟まれたシリコン基板側壁（Ａ２）を他方の静電容量素子の電極として用い、第１面貫通溝Ｒ１およびＲ２の圧力と第２面溝Ｑ２の圧力差により前記シリコン基板側壁Ａ１およびＡ２が変形することにより、第２面溝Ｑ２における静電容量素子の電気容量が変化することによって圧力検出を行うことを特徴とする静電容量型圧力センサーの製造方法であり、
前記第１面貫通溝Ｒ１およびＲ２は第２面溝によって囲まれていて、シリコン基板の上面（第１面）側における低濃度不純物領域を有するシリコン基板によって支持されていることを特徴とする静電容量型圧力センサーの製造方法である。
（３６）本発明は、前記第１面貫通溝を形成した後に、第１面貫通溝の第２面側に絶縁基板を付着する工程をさらに含み、これによって、第１面貫通溝の第２面側は閉じられていることを特徴とする、（３５）に記載の静電容量型圧力センサーの製造方法である。
（３７）本発明は、第１面貫通溝における側壁の低濃度基板表面にこれと逆導電型の不純物層をプリデポ法により、或いは回転イオン注入法により導入する工程をさらに含むことを特徴とする、（３４）〜（３６）のいずれかの項に記載の静電容量型圧力センサーの製造方法である。
【００２２】
（３８）本発明は、半導体基板の厚み方向に深い溝または貫通孔を形成して、溝または貫通孔同士の間で形成される容量を用いて、圧力センサーを形成する。また、この溝または貫通孔側面（側壁）にピエゾ抵抗を形成して、貫通孔側壁の変形によるピエゾ抵抗の変化を利用して、圧力センサーを形成する。
（３９）本発明は、半導体基板の厚み方向に形成された複数の溝部を有する半導体装置において、隣接する複数の溝部の１つの溝部（第１溝部）内の空間の圧力と、これと隣接する溝部（第２溝部）内の空間の圧力によって、第１溝部と第2溝部の間の側壁（隔壁）が変形することを利用した圧力センサーを有する半導体装置である。
（４０）本発明は、第１溝部内および／または第２溝部内の容量変化により圧力検出をする静電容量型圧力センサーを有し、第１溝部の開口部をキャップにより気密にして一定の圧力に保持したことを特徴とする。さらに、第１溝部の開口部に１つまたは複数の圧力導入孔を設けたキャップを取り付け、第２溝部の開口部に１つまたは複数の圧力導入孔を設けたキャップを取り付けたことを特徴とする。
【００２３】
（４１）本発明は、第２溝部に対して第1溝部と対向する、第２溝部に隣接する第３の溝部（第３溝部）を有する半導体装置において、第１溝部内および第３溝部内は同じ圧力になり、この圧力は第２溝部内の圧力と異なり、第１溝部と第２溝部との間の側壁（隔壁）において第１溝部側壁に第1の電極が形成され、第３の溝部と第２の溝部との間の側壁（隔壁）において第３の溝部側壁に第２の電極が形成され、第１の電極と第２の電極の間で容量が形成されていることを特徴とする。第１溝部の対向する２つの側壁に分離された２つの電極を有し、これらの２つの電極間で第1溝部内空間容量が形成されていることを特徴とする。
（４２）本発明は、第２溝部の対向する２つの側壁に分離された２つの電極を有し、これらの２つの電極間で第２溝部内空間容量が形成されていて、２つ以上の容量が並列に接続していることを特徴とする。或いは、２つ以上の容量が直列に接続していることを特徴とする。
（４３）本発明は、半導体基板の厚み方向に形成された、半導体基板の第１の面と第２の面とを貫通した複数の貫通孔を有する半導体装置において、隣接する複数の貫通孔の１つの貫通孔（第１貫通孔）内の空間の圧力と、これと隣接する貫通孔（第２貫通孔）内の空間の圧力によって、第１貫通孔と第2貫通孔の間の側壁（隔壁）が変形することを利用し、第１貫通孔内および／または第２貫通孔内の容量変化により圧力検出をする静電容量型圧力センサーを有し、第１貫通孔の開口部をキャップにより気密にして一定の圧力に保持したことを特徴とする。また、第１貫通孔の開口部に１つまたは複数の圧力導入孔を設けたキャップを取り付け、第２貫通孔の開口部に１つまたは複数の圧力導入孔を設けたキャップを取り付けたことを特徴とする。
【００２４】
（４４）本発明は、第２貫通孔に対して第1貫通孔と対向する、第２貫通孔に隣接する第３の貫通孔（第３貫通孔）を有する半導体装置において、第１貫通孔内および第３貫通孔内は同じ圧力になり、この圧力は第２貫通孔内の圧力と異なり、第１貫通孔と第２貫通孔との間の側壁（隔壁）において第１貫通孔側壁に第1の電極が形成され、第３の貫通孔と第２の貫通孔との間の側壁（隔壁）において第３の貫通孔側壁に第２の電極が形成され、第１の電極と第2の電極の間で容量が形成されていることを特徴とする。さらに、第１貫通孔の対向する２つの側壁に分離された２つの電極を有し、これらの２つの電極間で第1貫通孔内空間容量が形成されていることを特徴とする。
（４５）本発明は、第２貫通孔の対向する２つの側壁に分離された２つの電極を有し、これらの２つの電極間で第２貫通孔内空間容量が形成されていて、２つ以上の容量が並列に接続していることを特徴とする。或いは、２つ以上の容量が直列に接続していることを特徴とする。
（４６）本発明は、前記側壁（隔壁）に形成されたピエゾ抵抗の変化により圧力検出をするピエゾ抵抗型圧力センサーを有する。さらに、２つ以上の溝部側壁に形成された抵抗が並列に接続していることを特徴とする。或いは、２つ以上の溝部側壁に形成された抵抗が直列に接続していることを特徴とする。或いは、４つの抵抗体が１つの溝部側壁に形成された環状直列に接続していることを特徴とする。
【００２５】
（４７）本発明は、第１面（主面）および第２面（裏面）からなる基板において、隣接する複数の凹部が基板中に形成され、前記隣接する凹部に挟まれた基板側壁をダイヤフラムとする圧力センサーであって、前記基板側壁上に形成された第１導電体膜、前記第１導電体膜上に作成された圧電体膜、および前記圧電体膜上に形成された第２導電体膜を含み、前記隣接する複数の凹部内の異なる圧力差により前記基板側壁とともに前記圧電体膜が変形することによって発生する電位差を前記第１導電体膜および前記第２導電体膜を用いて検出することを特徴とする圧力センサーであり、前記基板側壁は前記基板の第１面または第２面に垂直または略垂直（第１面または第２面に対して傾きが２０度以下、好適には１０度以下、もっと好適には５度以下）であることを特徴とし、また、圧力センサーは、前記基板側壁の両側に形成されており、あるいは、前記隣接する凹部の一方（第１凹部）は前記基板の第１面側から形成し、前記隣接する凹部の他方（第２凹部）は前記基板の第２面側から形成したものであり、あるいは、前記第１凹部は前記基板の第２面側に貫通しておらず、前記第２凹部は第２面側に貫通しておらず、あるいは、前記隣接する凹部（第１凹部および第２凹部）はともに前記基板の第１面側から形成したものであるか、あるいは前記隣接する凹部（第１凹部および第２凹部）はともに前記基板の第２面側から形成したものであり、あるいは、前記隣接する凹部（第１凹部および第２凹部）は第１面側から第２面側に貫通した貫通溝であるか、あるいは前記隣接する凹部（第１凹部および第２凹部）は第２面側から第１面側に貫通した貫通溝であり、さらに、前記凹部の第１面側および／または第２面側は前記基板とは異なる薄板で被われていることを特徴とし、また、前記凹部を被っている薄板の一部に前記凹部内に圧力を伝達する圧力伝達孔が開いており、また、基板は、半導体基板または導電体基板であり、前記基板側壁および第１導電体膜の間に絶縁膜を介在していて、さらに、前記圧力センサーおよび前記トランジスタは１チップ内にともに搭載されており、あるいは、前記基板はポリマーであり、前記ポリマー内にインプリント法を用いて前記凹部を形成することを特徴とする。
【００２６】
（４８）本発明は、（４７）に加えて、前記基板側壁の両側に形成された圧力センサーにおいて、前記基板の第１面側に形成され前記第１面側に開口した第１凹部側の第１導電体膜および第２導電体膜と接続する引き出し電極パッドは前記基板の第１面側に形成されており、前記基板の第２面側に形成され前記第２面側に開口した第２凹部側の第１導電体膜（第３導電体膜）および第２導電体膜（第４導電体膜）と接続する引き出し電極パッドは前記基板の第２面側に形成されており、さらに前記基板内に複数の圧力センサーが形成されている場合において、複数の圧力センサーが接続されており、同じ極性の電位を有する導電体膜および／または電極は接続されて電位を増大させていることを特徴とする。
【００２７】
（４８）本発明は、半導体基板上に形成された絶縁体膜内に形成された複数の凹部を有する圧力センサーであって、かつ、隣接する２つの凹部（第１凹部および第２凹部）に挟まれた絶縁体膜側壁をダイヤフラムとし、前記絶縁体膜側壁の側面に形成された第１導電体膜、前記第１導電体膜上に形成された圧電体膜、および前記圧電体膜上に形成された第２導電体膜を有する圧力センサーであって、前記２つの凹部（第１凹部および第２凹部）の間の圧力差によって前記絶縁体膜側壁およびその上に形成した前記圧電体膜が変形することにより、前記圧電体膜の両側の面に発生した電位差を前記第１導電体および前記第２導電体を通して測定することによって、前記２つの凹部（第１凹部および第２凹部）の間の圧力差を検出することを特徴とする圧力センサーであり、また、第１導電体膜、前記第１導電体膜上に形成された圧電体膜、および前記圧電体膜上に形成された第２導電体膜は、前記絶縁体膜側壁の両方の側面に形成されていて、また、前記絶縁体膜はポリマーまたはセラミックまたはこれらの混合体であり、あるいは前記絶縁体膜内の凹部はインプリント法を用いて形成したものであり、前記絶縁体膜は半導体基板内に形成した凹部に形成されていることを特徴とする。
【００２８】
（４９）本発明は、第１面（主面）および第２面（裏面）からなる基板において、隣接する第１面側を開口部とする第１凹部および第２面側を開口部とする第２凹部により挟まれた基板側壁をダイヤフラムとし、前記基板側壁上に形成された圧電体膜を有する圧力センサーにおいて、第１凹部を形成する工程、第１凹部側面に第１導電体膜を形成する工程、
前記第１導電体膜上に第１の圧電体膜を形成する工程、前記圧電体膜上に第２導電体膜を形成する工程、第１面上に第１凹部をカバーする第１の薄板を付着する工程、第２凹部を形成する工程、第２凹部側面に第３導電体膜を形成する工程、前記第２導電体膜上に第２の圧電体膜を形成する工程、前記第２の圧電体膜上に第４導電体膜を形成する工程、および第２面上に第２凹部をカバーする第２の薄板を付着する工程、を含むことを特徴とする圧力センサーの製造方法であり、さらに、前記第１凹部は前記基板の第２面側に貫通する貫通溝であり、あるいは前記第２凹部は前記基板の第１面側に貫通する貫通溝であり、さらに、第１導電体膜と接続する第１の電極・配線を第１面側に形成する工程、第２導電体膜と接続する第２の電極・配線を第１面側に形成する工程、第３導電体膜と接続する第３の電極・配線を第２面側に形成する工程、および第４導電体膜と接続する第４の電極・配線を第２面側に形成する工程を含むことを特徴とする。
【００２９】
（５０）本発明は、第１面（主面）および第２面（裏面）からなる基板において、隣接する第１面側を開口部とする第１凹部および第２凹部により挟まれた基板側壁をダイヤフラムとし、前記基板側壁上に形成された圧電体膜を有する圧力センサーにおいて、前記第１凹部および第２凹部を形成する工程、前記第１凹部側面に第１導電体膜を形成する工程、
前記第１導電体膜上に第１の圧電体膜を形成する工程、前記第１の圧電体膜上に第２導電体膜を形成する工程、前記第１面上に第１凹部および第２凹部をカバーする第１の薄板を付着する工程を含むことを特徴とする圧力センサーの製造方法であり、さらに、第２凹部側面に第３導電体膜を形成する工程、前記第３導電体膜上に第２の圧電体膜を形成する工程、および前記第２の圧電体膜上に第４導電体膜を形成する工程を含むことを特徴とし、また、前記第１凹部および第２凹部は前記基板の第２面側に貫通する貫通溝であり、あるいはさらに、第１導電体膜と接続する第１の電極・配線を第１面側に形成する工程、第２導電体膜と接続する第２の電極・配線を第１面側に形成する工程、第３導電体膜と接続する第３の電極・配線を第１面側に形成する工程、および第４導電体膜と接続する第４の電極・配線を第１面側に形成する工程を含むことを特徴とする。
【００３０】
（５１）本発明は、第１面（主面）および第２面（裏面）からなる圧電体基板において、隣接する複数の凹部が圧電体基板中に形成され、前記隣接する凹部に挟まれた圧電体基板側壁をダイヤフラムとする圧力センサーであって、前記圧電体基板側壁の一方の側面上に形成された第１導電体膜および前記圧電体基板側壁の他方の側面上に形成された第２導電体膜を含み、前記隣接する複数の凹部内の異なる圧力差により前記圧電体基板側壁が変形することによって発生する電位差を前記第１導電体膜および前記第２導電体膜を用いて検出することを特徴とする圧力センサーであり、また、前記圧電体基板側壁は前記圧電体基板の第１面または第２面に垂直または略垂直（第１面または第２面に対して傾きが２０度以下、好適には１０度以下、もっと好適には５度以下）であることを特徴とし、
【００３１】
（５１）本発明は、（５１）に加えて、前記隣接する凹部の一方（第１凹部）は前記基板の第１面側から形成し、前記隣接する凹部の他方（第２凹部）は前記基板の第２面側から形成したものであり、また、記第１凹部は前記基板の第２面側に貫通しておらず、前記第２凹部は第２面側に貫通していないことを特徴とし、あるいは前記第１凹部は前記基板の第２面側に貫通し、および／または前記第２凹部は第２面側に貫通しており、あるいは、前記隣接する凹部（第１凹部、第２凹部）はともに前記基板の第１面側から形成したものであるか、あるいは前記隣接する凹部（第１凹部、第２凹部）はともに前記基板の第２面側から形成したものであり、さらに前記隣接する凹部は第１面側から第２面側に貫通した貫通溝であるか、あるいは前記隣接する凹部は第２面側から第１面側に貫通した貫通溝であることを特徴とする。あるいはさらに前記凹部の第１面側および／または第２面側は前記基板とは異なる薄板で被われていることを特徴とし、また、前記凹部を被っている薄板の一部に前記凹部内に圧力を伝達する圧力伝達孔が開いており、あるいは、圧電体基板は圧電性ポリマーであり、前記圧電性ポリマー内にインプリント法を用いて前記凹部を形成することを特徴とし、あるいは圧電体基板は圧電性セラミックであり、前記圧電性セラミック内にインプリント法を用いて前記凹部を形成することを特徴とする。さらに、基板内に複数の圧力センサーが形成されている場合において、複数の圧力センサーが接続されており、同じ極性の電位を有する導電体膜および／または電極は接続されて電位を増大させていることを特徴とする。
【００３２】
（５２）本発明は、第１面（主面）および第２面（裏面）からなる圧電体基板において、隣接する第１面側を開口部とする第１凹部および第２面側を開口部とする第２凹部により挟まれた圧電体基板側壁をダイヤフラムとする圧力センサーにおいて、第１凹部を形成する工程、第１凹部側面に第１導電体膜を形成する工程、第１面上に第１凹部をカバーする第１の薄板を付着する工程、第２凹部を形成する工程、第２凹部側面に第２導電体膜を形成する工程、および第２面上に第２凹部をカバーする第２の薄板を付着する工程を含むことを特徴とする圧力センサーの製造方法であり、さらに、前記第１凹部は前記基板の第２面側に貫通する貫通溝であり、また、前記第２凹部は前記基板の第１面側に貫通する貫通溝である。
【００３３】
（５３）本発明は、第１面（主面）および第２面（裏面）からなる圧電体基板において、隣接する第１面側を開口部とする第１凹部および第２凹部により挟まれた圧電体基板側壁をダイヤフラムとする圧力センサーにおいて、第１凹部および第２凹部を形成する工程、
第１凹部側面に第１導電体膜を形成する工程、第２凹部側面に第２導電体膜を形成する工程、および第１面上に第１凹部および第２凹部をカバーする第１の薄板を付着する工程を含むことを特徴とする圧力センサーの製造方法であり、さらに前記第１凹部および第２凹部は前記基板の第２面側に貫通する貫通溝である。
【００３４】
（５４）本発明は、半導体基板上に形成された圧電体膜内に形成された複数の凹部を有する圧力センサーであって、隣接する２つの凹部（第１凹部および第２凹部）に挟まれた圧電体膜側壁をダイヤフラムとする圧力センサーにおいて、前記２つの凹部（第１凹部および第２凹部）の間の圧力差によって前記圧電体膜側壁が変形することにより前記圧電体膜側壁の両側の面に発生した電位差を用いて、前記２つの凹部（第１凹部および第２凹部）の間の圧力差を検出することを特徴とする圧力センサーであり、さらにまた前記圧電体膜はポリマーまたはセラミックまたはこれらの混合体であり、さらに前記圧電体膜内の凹部はインプリント法を用いて形成したものであり、また前記圧電体膜は半導体基板内に形成した凹部に形成されており、さらにあるいは、前記圧電体膜内に複数の圧力センサーが形成されている場合において、複数の圧力センサーが接続されており、同じ極性の電位を有する導電体膜および／または電極は接続されて電位を増大させていることを特徴とし、また、半導体基板内には圧力センサー以外のデバイスが存在し、前記圧力センサーと前記圧力センサー以外のデバイスは前記圧電体膜側壁の両側の面に形成した導電体膜を少なくとも介して接続していることを特徴とする。
【００３５】
（５５）本発明は、第１面（主面）および第２面（裏面）からなる基板において、隣接する複数の凹部（第１凹部および第２凹部）が基板中に形成され、前記隣接する凹部に挟まれた基板側壁をダイヤフラムとする圧力センサーであって、隣接する複数の凹部（第１凹部および第２凹部）の間の圧力差によって前記基板側壁が変形することにより前記基板側壁上に形成されたピエゾ抵抗の抵抗が変化することを用いて、前記隣接する複数の凹部（第１凹部および第２凹部）の間の圧力差を検出することを特徴とする圧力センサーであり、また前記基板側壁は前記圧電体基板の第１面または第２面に垂直または略垂直（第１面または第２面に対して傾きが２０度以下、好適には１０度以下、もっと好適には５度以下）であり、あるいはさらに、前記隣接する複数の凹部（第１凹部および第２凹部）において、前記第１凹部は前記基板の第１面側を開口部として第１面側から形成され、前記第２凹部は前記基板の第２面側を開口部として第２面側から形成されたものであり、あるいはさらに、前記第１凹部は前記基板の第２面側に貫通する貫通溝であり、および／または前記第２凹部は前記基板の第１面側に貫通する貫通溝である。
【００３６】
（５６）本発明は、（５５）に加えて、前記隣接する複数の凹部（第１凹部および第２凹部）は、前記基板の第１面側を開口部として第１面側から形成されたものであり、さらに前記隣接する複数の凹部（第１凹部および第２凹部）は、前記基板の第２面側に貫通する貫通溝であり、あるいは前記ピエゾ抵抗は薄膜抵抗であり、あるいはさらに、基板は半導体基板であり、前記ピエゾ抵抗はプリデポ法またはイオン注入法により形成した拡散抵抗であるか、または薄膜抵抗であることを特徴とし、また基板内に圧力センサーの他にトランジスタを搭載し、圧力センサーからの信号を処理する演算回路を有し、あるいはさらに基板はポリマーであり、凹部はインプリント法により形成されることを特徴とし、あるいはさらに、前記ピエゾ抵抗の変化は基板側壁に形成されたブリッジ回路を用いて検出することを特徴とし、あるいはさらに複数の圧力センサーを接続して前記ピエゾ抵抗の変化を増幅させることを特徴とする。
【００３７】
（５７）本発明は、第１面（主面）および第２面（裏面）からなる基板において、隣接する複数の凹部（第１凹部および第２凹部）が基板中に形成され、前記隣接する凹部に挟まれた基板側壁をダイヤフラムとする圧力センサーであって、隣接する複数の凹部（第１凹部および第２凹部）の間の圧力差によって前記基板側壁が変形することにより前記凹部内の静電容量が変化することを用いて、前記隣接する複数の凹部（第１凹部および第２凹部）の間の圧力差を検出することを特徴とする圧力センサーであり、また前記圧電体基板側壁は前記圧電体基板の第１面または第２面に垂直または略垂直（第１面または第２面に対して傾きが２０度以下、好適には１０度以下、もっと好適には５度以下）であり、あるいはさらに前記隣接する複数の凹部（第１凹部および第２凹部）において、前記第１凹部は前記基板の第１面側を開口部として第１面側から形成され、前記第２凹部は前記基板の第２面側を開口部として第２面側から形成されたものであり、さらに前記第１凹部は前記基板の第２面側に貫通する貫通溝であり、および／または前記第２凹部は前記基板の第１面側に貫通する貫通溝であり、あるいはさらに前記隣接する複数の凹部（第１凹部および第２凹部）は、前記基板の第１面側を開口部として第１面側から形成されたものであることを特徴とし、また前記隣接する複数の凹部（第１凹部および第２凹部）は、前記基板の第２面側に貫通する貫通溝であり、あるいはさらに前記基板はポリマーであり、前記凹部はインプリント法により形成されることを特徴とする。
【００３８】
（５８）本発明は、半導体基板上に形成された絶縁体膜内に形成された複数の凹部を有する圧力センサーであって、隣接する２つの凹部（第１凹部および第２凹部）に挟まれた絶縁体膜側壁をダイヤフラムとし、前記凹部内の対向する側面に形成された対向電極を有する圧力センサーにおいて、前記２つの凹部（第１凹部および第２凹部）の間の圧力差によって前記絶縁体膜側壁が変形することにより、前記凹部内の対向電極間の静電容量の変化を用いて、前記２つの凹部（第１凹部および第２凹部）の間の圧力差を検出することを特徴とする圧力センサーであり、また前記絶縁体膜はポリマーまたはセラミックであり、前記凹部はインプリント法により形成されることを特徴とし、あるいはさらに前記絶縁体膜は半導体基板内に形成した凹部に形成されており、あるいはさらに前記凹部の開口部は薄板で被われており、さらに前記凹部を被っている薄板の一部に前記凹部内に圧力を伝達する圧力伝達孔が開いていることを特徴とする。
【００３９】
（５９）本発明は、第１面から第２面に貫通する複数の貫通溝を有する基板を用いた媒体吐出デバイスにおいて、隣接する複数の貫通溝のうち少なくとも１つの貫通溝を媒体吐出用貫通溝とし、少なくとも１つの貫通溝を圧力が変化可能な貫通溝（圧力可変貫通溝）とし、前記圧力可変貫通溝内の圧力を変化させることによって、前記圧力可変貫通溝と前記媒体吐出用貫通溝との間の基板側壁が膨張または収縮することを用いて、前記媒体吐出用貫通溝内へ媒体を導入するか、あるいは前記媒体吐出用貫通溝内の媒体を前記媒体吐出用貫通溝から吐出することを特徴とする媒体吐出デバイスであり、あるいはさらに前記貫通溝の第１面側に第１の薄板が付着し、前記貫通溝をカバーするとともに、前記圧力可変貫通溝において前記第１の薄板には圧力伝達孔が開口し、前記媒体吐出用貫通溝において前記第１の薄板には媒体導入孔が開口しており、前記貫通溝の第２面側に第２の薄板が付着し、前記貫通溝をカバーするとともに、前記媒体吐出用貫通溝において前記第２の薄板には媒体吐出孔が開口しており、前記圧力可変貫通溝の圧力伝達孔を通じて前記圧力可変貫通溝の圧力を隣接する前記媒体吐出用貫通溝の圧力よりも低下させることによって、前記圧力可変貫通溝および媒体吐出用貫通溝の間の前記基板側壁を前記圧力可変貫通溝側へ膨らませることにより、前記媒体吐出用貫通溝の媒体導入孔から媒体を前記媒体吐出用貫通溝内へ導入し、前記圧力可変貫通溝の圧力伝達孔を通じて前記圧力可変貫通溝の圧力を隣接する前記媒体吐出用貫通溝の圧力よりも上昇させることによって、前記圧力可変貫通溝および媒体吐出用貫通溝の間の前記基板側壁を前記媒体吐出用貫通溝側へ膨らませることにより、前記媒体吐出用貫通溝の媒体吐出孔から媒体を前記媒体吐出用貫通溝外へ排出することを特徴とする。
【００４０】
（６０）本発明は、第１面から第２面に貫通する複数の貫通溝を有する基板を用いた媒体吐出デバイスにおいて、隣接する複数の貫通溝のうち少なくとも１つの貫通溝を媒体吐出用貫通溝とし、前記媒体吐出用貫通溝および前記媒体吐出用貫通溝と隣接する貫通溝（基板側壁可変貫通溝）の間の基板側壁は、前記基板側壁可変貫通溝側および／または前記媒体吐出用貫通溝側における前記基板側壁上に形成した第１導電体膜、前記第１導電体膜上の圧電体膜および前記圧電体膜上の第２導電体膜を有することを特徴とし、前記１導電体膜および前記第２導電体膜の間に電圧を印加することによって前記圧電体膜を変形させて前記基板側壁を変形させることにより、前記媒体吐出用貫通溝内へ媒体を導入するか、あるいは前記媒体吐出用貫通溝内の媒体を前記媒体吐出用貫通溝から吐出することを特徴とする媒体吐出デバイスである。
【００４１】
（６１）本発明は、第１面から第２面に貫通する複数の貫通溝を有する圧電体基板を用いた媒体吐出デバイスにおいて、隣接する複数の貫通溝のうち少なくとも１つの貫通溝を媒体吐出用貫通溝とし、前記媒体吐出用貫通溝および前記媒体吐出用貫通溝と隣接する貫通溝（基板側壁可変貫通溝）の間の圧電体基板側壁において、前記媒体吐出用貫通溝側の圧電体基板側壁上に形成した第１導電体膜および前記基板側壁可変貫通溝側の圧電体基板側壁上に形成した第２導電体膜を有することを特徴とし、前記１導電体膜および前記第２導電体膜の間に電圧を印加することによって前記圧電体基板側壁を変形させることにより、前記媒体吐出用貫通溝内へ媒体を導入するか、あるいは前記媒体吐出用貫通溝内の媒体を前記媒体吐出用貫通溝から吐出することを特徴とする媒体吐出デバイスである。
【００４２】
（６２）本発明は、第１面から第２面に貫通する複数の貫通溝を有する基板を用いた媒体を移動するポンプデバイスにおいて、隣接する複数の貫通溝のうち少なくとも１つの貫通溝を媒体吐出用貫通溝とし、少なくとも１つの貫通溝を圧力が変化可能な貫通溝（圧力可変貫通溝）とし、前記圧力可変貫通溝内の圧力を変化させることによって、前記圧力可変貫通溝と前記媒体吐出用貫通溝との間の基板側壁が膨張または収縮することを用いて、前記媒体吐出用貫通溝内へ媒体を導入するか、あるいは前記媒体吐出用貫通溝内の媒体を前記媒体吐出用貫通溝から吐出するとともに、複数の媒体吐出用貫通溝は前記媒体媒体吐出用貫通溝を被う前記基板の第１面に付着した第１の薄板および／または前記基板の第２面に付着した第２の薄板に形成された媒体流動通路により接続し、媒体が１つの媒体吐出用貫通溝から前記媒体流動通路を通り他方の媒体吐出用貫通溝へ移動することを特徴とするポンプデバイス。
【００４３】
（６３）本発明は、第１面から第２面に貫通する複数の貫通溝を有する基板を用いた媒体を移動するポンプデバイスにおいて、隣接する複数の貫通溝のうち少なくとも１つの貫通溝を媒体吐出用貫通溝とし、少なくとも１つの貫通溝を内容積が変化可能な貫通溝（内容積可変貫通溝）とし、前記媒体吐出用貫通溝側および／または前記内容積可変貫通溝側における前記媒体吐出用貫通溝と前記内容積可変貫通溝との間の基板側壁上に第１の導電体膜、前記第１の導電体膜上に圧電体膜、および前記圧電体膜上に第２の導電体膜を有し、前記第１の導電体膜および第２の導電体膜に電圧を印加することにより前記圧電体膜を変形して、前記基板側壁が膨張または収縮することを用いて、前記媒体吐出用貫通溝内へ媒体を導入するか、あるいは前記媒体吐出用貫通溝内の媒体を前記媒体吐出用貫通溝から吐出するとともに、複数の媒体吐出用貫通溝は前記媒体媒体吐出用貫通溝を被う前記基板の第１面に付着した第１の薄板および／または前記基板の第２面に付着した第２の薄板に形成された媒体流動通路により接続し、媒体が１つの媒体吐出用貫通溝から前記媒体流動通路を通り他方の媒体吐出用貫通溝へ移動することを特徴とするポンプデバイスである。
【００４４】
（６４）本発明は、基板内に形成され入り口及び出口を有する第１凹部および第２凹部を含み、前記第１凹部および第２凹部の開口部は薄板でカバーされた熱交換器であって、熱媒体が第１凹部の入り口から入り、出口から出ていき、熱交換媒体が第２凹部の入り口から入り、出口から出ていき、第１凹部は第２凹部と隣接し、第１凹部および第２凹部の間の基板側壁を通して第１凹部内の熱媒体の熱が第２凹部内の熱交換媒体に移動することを特徴とする熱交換器であり、また、第１凹部および／または第２凹部は貫通溝であり、前記貫通溝の上面および下面は薄板でカバーされており、あるいはさらに基板は、熱良導体であり、さらに熱良導体は、炭素、窒化アルミニウム、金、銀、銅、アルミニウム、またはシリコンであることを特徴とする。
【００４５】
（６５）本発明は、第１凹部を有する第１基板および前記第１凹部の内サイズより小さな外サイズを有する第１凸部を持つ第２基板から構成される加速度センサーであって、前記第１凸部が前記第１凹部内に挿入された状態で前記第１基板および前記第２基板が付着し、前記第１凹部の内面および前記第１凸部の外面が離間して対向した構造であり、前記第１凸部および第１凹部の間の静電容量の変化を用いて加速度を検出することを特徴とする加速度センサーであり、また、前記第１凹部は矩形形状であり、前記第１凸部は矩形形状であり、前記第１凹部の内側面は前記第１凸部の外側面と対向しており、あるいはさらに、前記第１凹部内側面は多角形柱側面であり、前記第１凸部外側面は多角形柱側面であり、前記第１凹部の内側面は前記第１凸部の外側面と対向しており、あるいはさらに、前記第１凸部の外側面は曲面を有した形状であり、前記第１凹部の内側面は前記第１凸部外側面の曲面に対向した曲面であり、さらに前記第１凸部の外側面および第１凹部の内側面は円柱側面または楕円柱側面であることを特徴とする。
【００４６】
（６６）本発明は、（６５）に加えて、前記第１凸部の４つの外側面のうち少なくとも１つの外側面には導電体膜が形成され、当該第１凸部外側面上の導電体膜は静電容量の一方の電極となっており、および／または、前記第１凸部外側面上の導電体膜に対向する前記第１凹部の内側面に導電体膜が形成され、当該第１凹部内側面上の導電体膜は静電容量の一方の電極となっており、あるいはさらに前記第１凸部外側面上の導電体膜上に絶縁膜が形成されており、および／または前記第１凹部外側面上の導電体膜上に絶縁膜が形成されており、あるいはさらに第１凸部外側面のすべての面に導電体膜（第１導電体膜）が形成されており当該第１導電体膜はすべて接続しており、および／または、第１凹部内側面のすべての面に導電体膜（第２導電体膜）が形成されており当該第２導電体膜はすべて接続していて、あるいはさらに、前記第１凸部の底面に第１凸部の材料の質量より大きな錘が付着していることを特徴とする。
【００４７】
（６７）本発明は、第１面（表面）および第２面（裏面）を有する基板内に第１面に開口部を有する第１凹部、並びに第１凹部に隣接する第２凹部を有する音響トランスデューサーであって、前記第１凹部および第２凹部に挟まれた基板側壁をダイヤフラムとし、前記第１凹部へ導入された振動波により前記基板側壁が振動することによって前記基板側壁に形成された圧電素子に発生する電位の変化を検出するか、または前記基板側壁に形成された圧電素子に電圧を印加することによって前記基板側壁を振動させて前記第１凹部から振動波を発生することを特徴とする音響トランスデューサーであり、さらにあるいは前記基板は圧電体であり、前記第１凹部側の基板側壁上に形成した第１導電体膜および前記第２凹部側の基板側壁上に形成した第２導電体膜の間で電位差を検出するか、または前記第１凹部側の基板側壁上に形成した第１導電体膜および前記第２凹部側の基板側壁上に形成した第２導電体膜の間に電圧を印加して前記基板側壁を振動させることを特徴とし、さらにあるいは、前記第１凹部側の基板側壁上に形成した第１導電体膜、前記第１導電体膜上に形成した第１圧電体膜、および前記第１圧電体膜上に形成した第２導電体膜を有することを特徴とし、前記第１凹部へ導入された振動波により前記基板側壁が振動することによって前記基板側壁に形成された前記第１圧電体膜で発生した電荷により前記第１導電体膜および前記第２導電体膜の間で電位差を検出するか、あるいは前記第１導電体膜および前記第２導電体膜の間に電圧を印加することにより前記基板側壁を振動させて前記第１凹部から振動波を発生することを特徴とし、さらにあるいは、前記第２凹部側の基板側壁上に形成した第３導電体膜、前記第３導電体膜上に形成した第２圧電体膜、および前記第２圧電体膜上に形成した第４導電体膜を有することを特徴とし、前記第１凹部へ導入された振動波により前記基板側壁が振動することによって前記基板側壁に形成された前記第２圧電体膜で発生した電荷により前記第３導電体膜および前記第４導電体膜の間で電位差を検出するか、あるいは前記第３導電体膜および前記第４導電体膜の間に電圧を印加することにより前記基板側壁を振動させて前記第１凹部から振動波を発生することを特徴とする。
【発明の効果】
【００４８】
基板の厚み方向にセンサーが形成されるので、半導体基板の平面における圧力センサーの大きさを極めて小さくできる。しかもリソグラフィー等のＬＳＩ技術を用いて形成できるので、極めて精密なセンサーを作成できる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】図１は、図１は、本発明の１実施形態における圧力センサー（静電容量型素子）の構造を説明するための斜視図である
【図２】図１の斜視図で示された圧力センサーを平面的に描いた図である。
【図３】図３は、Ｐ１＞Ｐ２のときとＰ１＞Ｐ２のときの図２におけるＡ１−Ａ２の断面の状態を示す図である。
【図４−（１）】図４は、本発明の１実施形態における圧力センサー（静電容量型素子）を製造する方法について説明する図である。
【図４−（２）】図４は、本発明の１実施形態における圧力センサー（静電容量型素子）を製造する方法について説明する図である。
【図５−（１）】図５は、本発明の１実施形態における圧力センサー（静電容量型素子）を製造する方法について説明する図である。
【図５−（２）】図５は、本発明の１実施形態における圧力センサー（静電容量型素子）を製造する方法について説明する図である。
【図６】図６は、回転イオン注入を用いて不純物拡散層を形成する方法について説明する図である。
【図７−（１）】図７は、本発明の１実施形態における圧力センサー（静電容量型素子）を製造する方法について説明する図である。
【図７−（２）】図７は、本発明の１実施形態における圧力センサー（静電容量型素子）を製造する方法について説明する図である。
【図７−（３）】図７は、本発明の１実施形態における圧力センサー（静電容量型素子）を製造する方法について説明する図である。
【図８】図８は、半導体基板に第３の基板を接合する方法について説明する図である。
【図９】図９は、図７に示した容量素子を用いた圧力センサー（静電容量型素子）の模式図を示す。
【図１０】図１０は、電極間に発生する主要な容量Ｃを説明する図である。
【図１１−（１）】図１１は、本発明の１実施形態における圧力センサー（静電容量型素子）を製造する方法について説明する図である。
【図１１−（２）】図１１は、本発明の１実施形態における圧力センサー（静電容量型素子）を製造する方法について説明する図である。
【図１２−（１）】図１２は、本発明の１実施形態における圧力センサー（静電容量型素子）を製造する方法について説明する図である。
【図１２−（２）】図１２は、本発明の１実施形態における圧力センサー（静電容量型素子）を製造する方法について説明する図である。
【図１３】図１３は、本発明の１実施形態における圧力センサー（静電容量型素子）の幅方向における断面の斜視図である。
【図１４−（１）】図１４は、本発明の１実施形態における圧力センサー（静電容量型素子）を製造する方法について説明する図である。
【図１４−（２）】図１４は、本発明の１実施形態における圧力センサー（静電容量型素子）を製造する方法について説明する図である。
【図１５】図１５は、図１３および図１４に示す実施形態によって作成した１つの容量素子（圧力センサー）の投影図を模式的に示した図である。
【図１６】図１６は、容量素子（圧力センサー）パッケージを実装基板に搭載したときの模式図を示す。（他の実施形態にも適用できる）
【図１７】図１７は、本発明の１実施形態における圧力センサー（静電容量型素子）を製造する方法について説明する図である。
【図１８】図１８は、本発明の１実施形態のバリエイションを説明する図である。
【図１９】図１９は、本発明の１実施形態のバリエイションを説明する図である。
【図２０】図２０は、本発明の１実施形態のバリエイションを説明する図である。
【図２１】図２１は、本発明の１実施形態のバリエイションを説明する図である。
【図２２】図２２は、本発明の１実施形態のバリエイションを説明する図である。
【図２３】図２３は、本発明の１実施形態のバリエイションを説明する図である。
【図２４】図２４は、本発明の第１の実施形態を示す図である。
【図２５】図２５は、本発明の第１の実施形態における半導体基板の平面図を示す図である。
【図２６】図２６は、本発明の圧力センサーの動作を示す模式図である。
【図２７−（１）】図２７は、本発明の第１における実施形態の製造方法を示す図である。
【図２７−（２）】図２７は、本発明の第１における実施形態の製造方法を示す図である。
【図２７−（３）】図２７は、本発明の第１における実施形態の製造方法を示す図である。
【図２８】図２８は、本発明の第２の実施形態を示す図である。
【図２９】図２９は、本発明の第３の実施形態を示す図である。
【図３０】図３０は、本発明の第４の実施形態を示す図である。
【図３１】図３１は、従来の実施形態を示す図である。
【図３２】図３２は、ピエゾ抵抗を用いた圧力センサの構造を示す図である。
【図３３】図３３は、ホイートストンブリッジ回路を示す図である。
【図３４】図３４は、ダイヤフラム型ピエゾ抵抗体を形成する方法について説明する図である。
【図３５】図３５は、ダイヤフラム型ピエゾ抵抗体を形成する別の方法について説明する図である。
【図３６】図３６は、側壁の側面に抵抗体を形成する一実施形態を示す図である。
【図３７】図３７は、1枚の側壁に抵抗体を４個形成した一実施形態を示す。
【図３８】図３８は、1枚の側壁に抵抗体を４個形成した別の実施形態を示す。
【図３９】図３９は、1枚の側壁に抵抗体を４個形成した別の実施形態を示す。
【図４０】図４０は、1枚の側壁に抵抗体を４個形成した別の実施形態を示す。
【図４１】図４１は、1枚の側壁に抵抗体を４個形成した別の実施形態を示す。
【図４２】図４２は、感光性膜を側壁の側面に形成する方法について説明する図である。
【図４３】図４３は、本発明の縦型圧力センサーの断面図を示す図である。
【図４４】図４４は、本発明の縦型圧力センサーの平面図を示す図である。
【図４５】図４５は、圧力が加わったときにおける本発明の縦型圧力センサーの構造を模式的に示した図である。
【図４６】図４６は、本発明の縦型圧力センサーの平面図を示す図である。
【図４７】図４７は、圧電体基板中に第１凹部および第２凹部を形成した場合の実施形態を示す図である。
【図４８】図４８は、図４７に示す構造、すなわち圧電基板を側壁基板として用いたどき、凹部の圧力変化によって側壁基板が変形した場合を示す模式図である。
【図４９−（１）】図４９は、図４７に示す本発明の圧電体基板を用いた圧電素子の製造方法を示す図である。
【図４９−（２）】図４９は、図４７に示す本発明の圧電体基板を用いた圧電素子の製造方法を示す図である。
【図４９−（３）】図４９は、図４７に示す本発明の圧電体基板を用いた圧電素子の製造方法を示す図である。
【図５０−（１）】図５０は、インプリント法を用いて本発明の圧電デバイスを作製する方法を示す図である。
【図５０−（２）】図５０は、インプリント法を用いて本発明の圧電デバイスを作製する方法を示す図である。
【図５０−（３）】図５０は、インプリント法を用いて本発明の圧電デバイスを作製する方法を示す図である。
【図５０−（４）】図５０は、インプリント法を用いて本発明の圧電デバイスを作製する方法を示す図である。
【図５０−（５）】図５０は、インプリント法を用いて本発明の圧電デバイスを作製する方法を示す図である。
【図５１−（１）】図５１は凹部または貫通溝の深さや幅のバラツキを低減する方法を示す図である。
【図５１−（２）】図５１は凹部または貫通溝の深さや幅のバラツキを低減する方法を示す図である。
【図５２】図５２は、基板内の第１面（表面）側に形成した第１凹部だけで側壁を形成した実施形態を示す図である。
【図５３】図５３は、本発明の実施形態の平面図（基板面に平行な面における断面図）である。
【図５４】図５４は、本発明の圧電素子を用いた圧力センサーの動作を模式的に示した図である。
【図５５−（１）】図５５は、図５２に示す本発明の圧電素子を用いた圧力センサーの製造方法を示す図である。
【図５５−（２）】図５５は、図５２に示す本発明の圧電素子を用いた圧力センサーの製造方法を示す図である。
【図５６】図５６は、凹部が第１面（表面）から第２面（裏面）に貫通している場合を示す図である。
【図５７−（１）】図５７は、基板内に第１面（表面）から第２面（裏面）に貫通した凹部を有する圧力センサーの製造方法を示す図である。
【図５７−（２）】図５７は、基板内に第１面（表面）から第２面（裏面）に貫通した凹部を有する圧力センサーの製造方法を示す図である。
【図５８】図５８は、圧電体基板体に貫通する凹部を有する圧力センサーを示す図である。
【図５９−（１）】図５９は、インプリント法を用いた圧力センサーの製造方法を示す図である。
【図５９−（２）】図５９は、インプリント法を用いた圧力センサーの製造方法を示す図である。
【図６０】図６０は、図５９の平面図である。
【図６１】図６１はシリコン半導体基板等の半導体基板等内に形成した凹部内に圧電デバイスを形成する方法を示す図である。
【図６２】図６２は、凹部を用いた圧縮型圧力センサーを示す図である。
【図６３】図６３は、凹部側壁の位置によって発生する電荷が逆特性となる場合における電荷の引き出し原理について説明する図である。
【図６４−（１）】図６４は、凹部内面に導電体膜パターンを形成する方法について説明する図である。
【図６４−（２）】図６４は、凹部内面に導電体膜パターンを形成する方法について説明する図である。
【図６５】図６５は、基板側壁に形成する導電体膜を分割した状態を示す図である。
【図６６】図６６は、本発明の隣接する凹部間の基板側壁の側面にピエゾ抵抗を配置してそのピエゾ抵抗効果を利用した圧力センサーの構造および製造方法を示す図である。
【図６７】図６７は、基板側壁の側面におけるピエゾ抵抗のパターンの一例を示す図である。
【図６８】図６８は、４個のピエゾ抵抗によるブリッジ回路（いわゆるホイートストンブリッジ回路）を示す図である。
【図６９−（１）】図６９は、シリコン等の半導体基板内にピエゾ抵抗を形成する場合の構造および製造方法を示す図である。
【図６９−（２）】図６９は、シリコン等の半導体基板内にピエゾ抵抗を形成する場合の構造および製造方法を示す図である。
【図７０】図７０は、基板内に形成した凹部を用いた静電容量型の圧力センサーの構造および製造方法を示す図である。
【図７１】図７１は、図７０に示す圧力センサーの平面図を示す図である。
【図７２】図７２は、図７０および図７１に示す静電容量型圧力センサーの動作および原理を示す図である。
【図７３】図７３は、圧力センサーのパッケージの一例を示す図である。
【図７４】図７４は、圧力センサーのパッケージの一例を示す図である。
【図７５】図７５は、本発明の縦型圧力動作素子を用いたインクジェット（ポンプ）デバイスを示す図である。
【図７６】図７６は、本発明のインクジェットデバイスを平面的に示した図である。
【図７７】図７７は、本発明のインクジェットデバイスの動作方法を示す図である。
【図７８】図７８は、インクジェットデバイスの配列の一例を示す図である。
【図７９】図７９は、ダイヤフラム型アクチュエータを用いたインクジェットデバイスを示す図である。
【図８０】図８０は、圧電素子を用いたインク（液体）ジェットデバイスを示す図である。
【図８１】図８１は、そのポンプデバイスの位置実施例を示す図である。
【図８２】図８２は、本発明の凹部または貫通溝を用いた微小な液体混合容器または気体混合容器の一実施形態を示す図である。
【図８３】図８３は、本発明の加速度センサーの構造および製造方法を示す図である。
【図８４】図８４は、図８３に示す本発明の加速度センサーの一部を拡大して示した図である。
【図８５】図８５は、図８３（ｂ）および図８４の状態を平面的に見た図である。
【図８６】図８６は、本発明の加速度センサーの配列を示す図である。
【図８７】図８７は、本発明の加速度センサーに錘を付着する方法を示す図である。
【図８８】図８８は、加速度センサーの可動部分の製造方法を示す図である。
【図８９】図８９は、加速度センサーの可動部分、すなわち凸部電極の可動性を向上させる別の実施形態の製造方法を示す図である。
【図９０−（１）】図９０は、インプリント法を用いた凸部電極の作製方法を示す図である。
【図９０−（２）】図９０は、インプリント法を用いた凸部電極の作製方法を示す図である。
【図９１】図９１は、凹部を用いた圧電体マイクの構造および製造方法を示す図である。
【図９２】図９２は、図９１に示す圧電体マイクの断面図を平面的に示した図である。
【図９３】図９３は、圧電体基板ではない基板を用いて圧電体膜を形成したマイクロホン素子の構造および製造方法を示す図である。
【図９４】図９４は、シリコン等の半導体基板内にこのような凹部を形成する方法について説明する図である。
【図９５】図９５は、本発明を適用した熱交換器を示す図である。
【図９６】図９６は、ポンプデバイスの別の実施例を示す図である。
【図９７−（１）】図９７は、インプリント法を用いて本発明の凹部パターンを形成する方法を示す図である。
【図９７−（２）】図９７は、インプリント法を用いて本発明の凹部パターンを形成する方法を示す図である。
【図９７−（３）】図９７は、インプリント法を用いて本発明の凹部パターンを形成する方法を示す図である。
【図９８】図９８は、インプリント法を用いた静電容量型圧力センサーを示す図である。
【図９９】図９９は、ポリマーフィルムまたはポリマーシートを用いて、インプリントする方法について説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００５０】
本発明の圧力センサーの第１の実施形態は、半導体ウエハのような円板状の基板や、矩形状（たとえば、正方形や長方形）の薄板状の基板の一方の面（第１の面）に他方の面（第２の面）まで貫通しない溝（第１面溝）を形成し、第２の面に第１面溝と交差せずかつ第２の面まで貫通しない溝（第２面溝）を形成し、第１面溝と第２面溝を隔てる隔壁（側壁）を用いた容量型センサーである。
【００５１】
図１は、本発明の圧力センサーの構造を分かりやすく説明するための斜視図である。本発明の第１の実施形態において使用される基板は基本的に導電体基板である。基本的にという意味は、後述するように基板の一部は絶縁体や半導体であるが、大部分は導電体であるということである。また、導電体という意味は、必ずしも金属や合金であるということではなく、電気抵抗が低く電気が流れやすい物質ということである。たとえば、Ｎ＋シリコンやＰ＋シリコンのような高濃度の不純物元素を含む低抵抗の半導体も本発明では導電体に含まれる。
【００５２】
図１に示すように、第１面側（上面側）に溝（第１面溝）Ｏ（Ｏ１、Ｏ２、Ｏ３）が第２面側（下面側）に向かって基板の厚み方向に形成されているが、第２面までは達していない。すなわち、第１面溝は第２面には貫通していない。一方、第２面にも溝Ｑ（Ｑ１、Ｑ２，Ｑ３、Ｑ４）が形成されているが、第１面までは達していない。すなわち、第２面溝は第１面には貫通していない。図１に示す構造は、本発明の圧力センサーの構造の断面からの斜視図で示されている。実際の第１面溝は、この断面側（図に示すｘ軸方向（＋側および−側）にも隔壁がある。すなわち、第１面溝は、第１面側にのみ開口している。一方、実際の第２面溝は、第１面溝を取り囲むように形成されている。（この詳細は、後の図でより明確に把握される。）
【００５３】
第１面溝Ｏ１の１つの側壁（第１面溝Ｏ１と第２面溝Ｑ１との隔壁）を側壁１００３−１、第１面溝Ｏ１の他の側壁（第１面溝Ｏ１と第２面溝Ｑ２との隔壁）を側壁１００３−３、第１面溝Ｏ１の底壁を１００３−２とする。第１面溝Ｏ２の１つの側壁（第１面溝Ｏ２と第２面溝Ｑ２との隔壁）を側壁１００４−１、第１面溝Ｏ２の他の側壁（第１面溝Ｏ２と第２面溝Ｑ３との隔壁）を側壁１００４−３）、第１面溝Ｏ２の底壁を１００４−２とする。第１面溝Ｏ３の１つの側壁（第１面溝Ｏ３と第２面溝Ｑ３との隔壁）を側壁１００５−１、第１面溝Ｏ３の他の側壁（第１面溝Ｏ３と第２面溝Ｑ４との隔壁）を側壁１００５−３）、第１面溝Ｏ１の底壁を１００５−２とする。尚、第１面溝Ｏ（Ｏ１〜Ｏ３）は、第２面側の溝によってその側壁が取り囲まれているので、実際にはもう２面の側壁（Ｘ方向の＋側および−側）があるが、ここでは省略する。（図１においては、上述した様に溝内部が良く分かるように開放されているので、これら２面の側壁は描かれていないが、それらの存在は容易に理解される。）
【００５４】
第１面溝Ｏによって分離されている第１面１００１側の上壁を第１面上壁１００６（１００６−１〜４）とする。図１に示す基板１０００は導電体であるから、第１面溝Ｏおよび第２面溝Ｑを形成しても、図１に示す構造（溝パターンと称する）は電気的につながっているので、このままでは容量を形成できない。そこで、本発明は、第１面上壁において第１面側から第２面溝に達する電気的不活性領域を備えている。すなわち、図１において、第１面上壁１００６−２に形成された領域Ｉ１および第１面上壁１００６−３に形成された領域Ｉ２がその電気的不活性領域である。これらの電気的不活性領域Ｉ１およびＩ２は図１では分離されて示されているが、実際には、第１面溝Ｏ２を囲んでいるのでつながっていて、同じ領域である。ここで記載する電気的不活性領域とは、電気が流れない領域である。すなわち、第１面上壁１００６−２は導電体であるが、電気的不活性領域Ｉ１によって分離された２つの領域１００６−２−１および１００６−２−２は電気的には導通していないので、１００６−２−１および１００６−２−２に電圧を印加したときには、一定の耐圧までは電気が流れない。同様に、第１面上壁１００６−３は導電体であるが、電気的不活性領域Ｉ２によって分離された２つの領域１００６−３−１および１００６−３−２は電気的には導通していないので、１００６−３−１および１００６−３−２に電圧を印加したときには、一定の耐電圧までは電気が流れない。
【００５５】
それぞれの第１面上壁に配線・電極を設ける。ここでは、模式的にＮ１〜Ｎ６で示す。すなわち、１００６−１にはＮ１、１００６−２−１にはＮ２、１００６−２−２にはＮ３、１００６−３−１にはＮ４、１００６−３−２にはＮ５および１００６−４にはＮ６の配線・電極を設ける。Ｎ１とＮ２、Ｎ３とＮ４、Ｎ５とＮ６は電気的に導通しているが、Ｎ２とＮ３は電気的不活性領域Ｉ１により電気的に導通していない。従って、圧力がかからないときは、側壁１００３−３および側壁１００４−１は（略）平行になっているので、第２面溝Ｑ２を空間（絶縁）領域として、側壁１００３−３および側壁１００４−１で容量（コンデンサ）を形成している。第２面溝Ｑ２の溝幅（側壁１００３−３および側壁１００４−１の離間距離）をｄ１、側壁１００３−３および側壁１００４−１の対面する面積をＳ１とすれば、これらの側壁電極間に生じる容量は、ε＊Ｓ１／ｄ１となる。同様に、Ｎ４とＮ５は電気的不活性領域Ｉ２により電気的に導通していない。従って、側壁１００４−３および側壁１００５−１は（略）平行になっているので、第２面溝Ｑ３を空間（絶縁）領域として、側壁１００４−３および側壁１００５−１で容量（コンデンサ）を形成している。第２面溝Ｑ３の溝幅（側壁１００４−３および側壁１００５−１の離間距離）をｄ２、側壁１００４−３および側壁１００５−１の対面する面積をＳ２とすれば、これらの側壁電極間に生じる容量は、ε＊Ｓ２／ｄ２となる。このように電気的不活性領域を備えることにより、導電体基板の厚み方向に形成された溝を用いて静電容量を測定できる。（εは誘電率、本発明の容量では空間容量なので、εは空気等の気体の誘電率或いは、真空誘電率に近い。真空は存在しないので、圧力を小さくしても真空には近くなるが真空にはならない。物質の比誘電率をε１、真空誘電率をε0とすると、物質の誘電率εsはεs＝ε1＊ε0となる。）
【００５６】
図１は、第１面溝の両サイドは開放して記載しているが、上述したように、この部分は第１面溝の状態を見やすいように断面にして見たものであり、実際には両サイドも閉じて上方（第１面側）だけが開口された溝となっている。また、第２面溝は、上述したように、第１面溝を取り巻くように形成されている。この結果、第１面溝は、上方の基板すなわち上壁だけで支持され、溝の４つの側面側（側壁）や溝の底面（底壁）はどこにも接触していない状態、すなわち浮いた状態となっている。また、第１面側（上方）の空間と第２面側（下方）の空間は溝状に形成された基板１０００によって完全に分離している。従って、上方空間の圧力（Ｐｕ）と下方空間の圧力（Ｐｂ）が異なっていても圧力が伝達され平準化することはない。そこでＰｕ＞Ｐｂの場合、その圧力差により溝を形成する上壁、側壁および底壁は第１面側から第２面側に膨らむ。逆にＰｕ＜Ｐｂの場合、その圧力差により溝を形成する上壁、側壁および底壁は第２面側から第１面側に膨らむ。特に容量を構成している側壁（電極）１００３−３、１００４−１、１００４−３、１００５−１などは上壁１００６や底壁よりも薄く形成されているので、撓みやすい。つまり、容量を構成する側壁は圧力差により変形するダイヤフラムのようになっている。ＰｕとＰｂの圧力差Ｐｕ−Ｐｂによるｄ１の変形量をΔｄ１とすれば、容量変化ΔＣ１は、ΔＣ１＝ε＊Ｓ｛１／（ｄ１−Δｄ１）−１／ｄ１｝となる。またｄ２に関しては、ＰｕとＰｂの圧力差Ｐｕ−Ｐｂによるｄ２の変形量をΔｄ２とすれば、容量変化ΔＣ２は、ΔＣ２＝ε＊Ｓ｛１／（ｄ２−Δｄ２）−１／ｄ２｝となる。この変形量は、変形する材料である側壁（導電体基板）の物理量（たとえば、ヤング率）や側壁の厚みによっても変化する。導電体であってヤング率の小さな材料を用いたり、側壁の厚みを薄くすれば撓み量が大きくなるので、同じ圧力差でも容量変化ΔＣを大きくできる。（もちろん、繰り返しの圧力差によりダイヤフラムが破壊しない程度の強度が必要である。）尚側壁（電極）は側壁の枠（上壁、両側面、底壁）によって周囲が押さえられているので、側壁の周囲は変形量が小さいか殆どなく、そこから離れた側壁の中心部付近の変形量が大きく、曲面形状の撓みとなる。従って、上記のｄ１、ｄ２、Δｄ１、Δｄ２などは平均値として考える必要がある。（尚、電極・配線Ｎ２およびＮ３の間に生じる静電容量として、電気的不活性領域に生じる静電容量も存在するが、この静電容量は圧力差が生じてもほぼ一定であるため、圧力差による容量変化を問題にするときは考えなくても良い。）
【００５７】
前述のように導電体基板として各種の金属材料や合金を使用できる。またN+シリコン基板、P+シリコン基板などの低抵抗半導体基板も使用できる。導電性高分子や導電性ゴムも使用でき、これらの材料のヤング率は小さいのでわずかな圧力差によって側壁電極が変動するので、逆に微小な圧力変動を検知することができる。導電性炭素や導電性カーボンナノチューブや導電性グラフェンも使用できる。さらに、ステンレス鋼(たとえば、SUS6300)も使用でき、金属ガラス（Ni基金属ガラス：Ni53Nb 20Ti10Zr8Co6Cu3（ヤング率100Gpa、引張強度1700Mpa）やZr基金属ガラス：Zr55Al 10Cu30Ni5（ヤング率140Gpa、引張強度2700Mpa））のように、ステンレス鋼より低ヤング率で高強度な材料も使用できる。
【００５８】
ヤング率が小さく高強度の材料を有する導電性基板（以下、低Y基板と称する）とシリコンを張り合わせて形成した複合基板でも良い。シリコン基板側はあらかじめ高濃度領域の導電体層を低濃度領域内に形成したものを張り合わせても良い。さらには、低Y基板にあらかじめ第１面溝および／または第２面溝を形成した基板をシリコン基板に張り付けても良い。および／またはシリコン基板にもあらかじめ第１面溝を形成ししたものを低Y基板に張り付けても良い。複合基板は上記の組合せに限らず各種の導電体基板を組み合わせても良い。
低Y基板で側壁電極を作り、ダイヤフラムとして機能させると低い圧力差でも変形することができ感度を良くすることができる。また、シリコン基板側には電気不活性領域Iを作製しやすい。たとえば、電気不活性領域としてシリコン酸化膜などを形成することができる。
【００５９】
低Y基板とシリコン基板を張り付けた複合基板に関して、低Y基板側から第２面溝を形成するとき、高速にしかも異方性エッチングができるエッチング方法（エッチング装置、エッチング方式、エッチングガス、その他のエッチング条件）により低Y基板をシリコン基板側までエッチングする必要がある。低Y基板側はかなり厚い（たとえば、シリコン基板の厚みは約１０〜１００μｍに対して、低Y基板を２００μｍ以上とする）ので、オーバーエッチングが必要であるから、早く露出した一部のシリコン基板もエッチングされるので、そのエッチング量も見込んでシリコン基板の厚みを決定しなければならない。しかし、低Y基板のエッチング速度は速いが、シリコン基板のエッチングが遅いか殆どエッチングしないエッチング方法で行うことによりシリコン基板側のオーバーエッチング量を抑えることができる。複合基板の場合には、異なる材料であるため、このような選択比の高いエッチング方法を選定しやすいという利点もある。低Y基板として金属や合金等の導電体基板や、もっとYが小さい材料も使用できる。たとえば、導電性ゴム部材や導電性高分子などを使用すれば、側壁電極の厚みも厚くできるので、プロセスの安定度が向上する。低Y基板に貼りつける基板としてはシリコン基板以外の導電体基板を使用しても良い。ただし、電気不活性層を形成しやすい基板が良い。
【００６０】
図２は、図１の斜視図で示された圧力センサーを平面的に描いた図である。図２(a)は第１面側から見た図（平面図）である。図２(b)は図２(a)に示すＡ１−Ａ２における切断面の側面図であり、図２(ｃ)は図２(a)に示すＢ１−Ｂ２における切断面の側面図である。図２は、容量を構成する部分だけを描いているが、図１に含まれる部分および図１に含まれない部分についても容易に図２を拡張できる。１０１１（１０１１−１、１０１１−２）の実線は溝Ｏ（Ｏ１、Ｏ２）の内枠を示す。溝Ｏは第１面（上面）から下方に向かって形成されていて、図２(b)や(c)に示されるように、第２面（下面）には達せず完全に貫通していない文字通りの溝となっている。すなわち、溝Ｏ１は第１面（上面）側が開口され、その他の面（側壁１００３−１、１００３−３、１００３−４、１００３−５および底壁１００３−２）によって囲まれている。溝Ｏ２も第１面（上面）側が開口され、その他の面（側壁１００４−１、１００４−３、１００４−４、１００４−５および底壁１００４−２）によって囲まれている。
【００６１】
図２(a)に示す矩形状の破線は第２面側の溝部との境界を示すもので、この外側が第２面溝Ｑ（Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３）となっている。すなわち、第２面溝Ｑは第２面側（下側）が開口され、第１面側（上面側）に向かって形成されているが、第１面（上面）には到達せず完全に貫通していない文字通りの溝となっている。図２から分かるように、第２面溝Ｑは第１面溝Ｏを取り囲んでいるが、第１面溝Ｏは第２面溝Ｑと側壁や底壁によって隔離されている。すなわち、第１面溝Ｏ１は、側壁１００３−１、１００３−３、１００３−４、１００３−５および底壁１００３−２により、第１面溝Ｏ２は、側壁１００４−１、１００４−３、１００４−４、１００４−５および底壁１００４−２により隔離されている。この結果、第１面側（上側）の圧力（Ｐ１）と第２面側（下側）の圧力（Ｐ２）と異なる圧力を印加することが可能となる。
【００６２】
図２(a)に示すように、溝部Ｏ（Ｏ１、Ｏ２）は電気不活性層Ｉ（Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３、Ｉ４、Ｉ５）により取り囲まれている。この電気不活性層Ｉ（Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３、Ｉ４、Ｉ５）は、平面的に溝部Ｏ（Ｏ１、Ｏ２）を取り囲んでいるだけでなく、図２(b)および図２(c)から分かるように、基板の深さ方向に形成されており、第１面（上面）から第２面溝Ｑへ達している。すなわち、溝部Ｏ（Ｏ１、Ｏ２）は電気不活性層Ｉ（Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３、Ｉ４、Ｉ５）によって完全に隔離されている。基板１０００は導電体であるが、基板１０００は、電気不活性層Ｉ（Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３、Ｉ４、Ｉ５）により、１０００−２および１０００−３は完全に隔離されている。たとえば、基板１０００−１や１０００−４は、基板１０００−２や１０００−３を取り囲んでいて、基板１０００−１や１０００−４は、基板１０００−２や１０００−３と電気的に導通していない。電気不活性層Ｉの耐電圧までは、基板１０００−１や１０００−４と、基板１０００−２や１０００−３との間には電気が流れない。さらに基板１０００−２と１０００−３とも電気不活性層Ｉによって隔離されているため、基板１０００−２と１０００−３とは導通せず、電気不活性層Ｉの耐電圧までは、基板１０００−２と１０００−３との間には電気が流れない。
【００６３】
図２(b)に示すように、第１面溝Ｏ１の側壁１００３−３と第１面溝Ｏ２の側壁１００４−１は、第２面溝Ｑ２を介して互いに対面している。側壁１００３−３と側壁１００４−１との距離をｄとする。第１面側の圧力Ｐ１は第１面溝Ｏ１やＯ２の内部に伝達し、第２面側の圧力Ｐ２は第２面溝Ｑ２の内部に伝達される。Ｐ１とＰ２が等しいときは第１面溝Ｏ１およびＯ２の側壁１００３−３および１００４−１は変形していないので、その時のこれらの側壁間の距離をｄ０とする。Ｐ１がＰ２より大きいとき、第１面溝Ｏ（Ｏ１、Ｏ２）は膨らみ、側壁１００３−１、１００３−３、１００４−１、１００４−３は第２面側の空間Ｑ（Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３）の方へ膨らむ。すなわち、ｄ＜ｄ０となる。Ｐ１がＰ２より小さいとき、第１面溝Ｏ（Ｏ１、Ｏ２）はへこみ、側壁１００３−１、１００３−３、１００４−１、１００４−３は第１面側の空間Ｏ（Ｏ１、Ｏ２）の方へ膨らむ。すなわち、ｄ＞ｄ０となる。Ｐ１＝Ｐ２のときは、側壁１００３−３と側壁１００４−１はほぼ平行であるから、ｄは側壁１００３−３および側壁１００４−１の全域でほぼ一定である。
【００６４】
しかし、第１面の上壁１００６（１００６−１、１００６−２、１００６−３）は側壁１００３−１、１００３−３、１００４−１、１００４−３に比べて厚い（たとえば、基板がシリコンの場合には、使用圧力にもよるが、上壁の厚みは約２０μｍ以上、側壁の厚みは約２０μｍ以下である。）ので、上壁は余り変形せずに側壁の方が大きく変形する。また、第１面溝Ｏ１は４つの側壁（１００３−１、１００３−３、１００３−４、１００３−５）によって囲まれているので、容量変化に影響をおよぼす距離の方向（図２ではＡ１−Ａ２の方向）において、側壁同士の角部（たとえば、１００３−１と１００３−４、１００３−１と１００３−５、１００３−３と１００３−４、１００３−３と１００３−５）では、側壁１００３−３の変形は小さい。また、第１面溝Ｏ１の底壁１００３−２の厚みも容量を構成する側壁１００３−３の厚みより厚いので、底壁１００３−２の変形は側壁１００３−３の変形よりも小さくなる。当然側壁１００３−３と底壁１００３−２の角部では側壁１００３−３の変形は小さい。さらに、上壁１００６−２と側壁１００３−３との角部における側壁１００３−３の変形も小さい。すなわち、Ｐ１とＰ２の圧力差Ｐ１−Ｐ２が生じると、最も大きく変形する部分は側壁１００３−３の中心部付近であり、そこから離れるに従い変形量は小さくなる。１００３−３と対面する側壁１００４−１に関しても同様である。
【００６５】
Ｐ１とＰ２の圧力差Ｐ１−Ｐ２によって変形しやすい方が容量変化を大きくできるので、容量を構成する側壁１００３−３や１００４−１の厚みは小さい方が、圧力検出感度が高まる。（ただし、圧力差による破壊や繰り返しの疲労破壊が生じないほどの厚みは必要である。）一方、壁の中で容量を構成しない側壁（第１面溝Ｏ１では１００３−４および１００３−５、第１面溝Ｏ２では１００４−４および１００４−５）の厚みは、容量を構成する側壁１００３−３や１００４−１よりも大きくした方が良い。何故なら、第１面溝Ｏや第２面溝を形成するときに、容量を構成しない側壁の方はプロセス余裕度を高めることができるし、容量を構成する側壁よりも破壊しにくくもできる。さらに、これらが変形がしにくければ、効果的に容量を構成する側壁１００３−３や１００４−１が変形しやすくなる。底壁や上壁に関しても上述の理由により厚くした方が良いが、さらにエッチングによって形成するときにエッチングの余裕度をできるだけ大きくした方が良いという理由もある。もちろん、精度よく形成できればそれほど厚くする必要はない。
【００６６】
図３にＰ１＞Ｐ２のときとＰ１＞Ｐ２のときのＡ１−Ａ２の断面の状態を示す。図２(b)（これは、P1=P2の図とほぼ同じである）と同様の図である。上述したように、Ｐ１＞Ｐ２のとき（図３(a)）は、側壁１００３−１、１００３−３、１００４−１、１００４−３は第２面溝Ｑ（Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３）の方へ膨らみ、余り変形しない上壁１００６（１００６−１、１００６−２、１００６−３）や底壁１００３−２、１００４−２に支持されて、側壁１００３−１、１００３−３、１００４−１、１００４−３の中心部の膨らみが他の部分よりも大きくなる。紙面に垂直な方向においても、側壁１００３−３および１００４−１は、側壁１００３−４と１００３−５、および１００４−４と１００４−５に支持されているので、側壁１００３−３および１００４−１の中心部の膨らみが他の部分よりも大きい凸状になる。Ｐ１＜Ｐ２のとき（図３(b)）は、側壁１００３−１、１００３−３、１００４−１、１００４−３は第１面溝Ｏ（Ｏ１、Ｏ２）の方へ膨らみ、余り変形しない上壁１００６（１００６−１、１００６−２、１００６−３）や底壁１００３−２、１００４−２に支持されて、側壁１００３−１、１００３−３、１００４−１、１００４−２の中心部の膨らみが他の部分よりも大きくなる。紙面に垂直な方向においても、側壁１００３−３および１００４−１は、側壁１００３−４と１００３−５、および１００４−４と１００４−５に支持されているので、側壁１００３−３および１００４−１の中心部の膨らみ（第１面溝Ｏ側への）が他の部分よりも大きい凸状（第１面溝Ｏ側への）になる。
【００６７】
従って、Ｐ１とＰ２に圧力差があるときは、容量を構成する側壁１００３−３および１００４−１の距離ｄは平均距離を考える必要がある。すなわち、Ｐ１とＰ２に圧力差があるときの容量は、異なる距離ｄを有する微小部分の容量として、全体の容量はその積分値となる。図３(a)に示すように、Ｐ１＞Ｐ２のときの平均距離をｄ１とすると、ｄ１＜ｄ０となり容量が増大する。第１面溝Ｏ１とＯ２はほぼ等しい特性値を有する（同じ材料であるから、ヤング率Ｅやポアッソン比σは等しく、また、側壁や底壁や上壁などの厚みやサイズも同じ）とすれば、第１面溝Ｏ１とＯ２は同じ圧力差Ｐ１−Ｐ２で同じ量だけ膨らむ。すなわち、側壁１００３−２および１００４−１はΔｄ１だけ膨らむ（このΔｄ１も平均値である）とすると、ｄ１＝ｄ０−２Δｄ１となる。本発明はこのように両側から側壁間距離ｄを小さくするので、２倍の効果がある。（尚、片側だけの構造とすることも簡単にできる。Ｏ１は形成するが、Ｏ２は電極だけにして第１面溝Ｏ２を形成しなければ良い。）図３(a)からすぐ分かるように、圧力差を大きくしてもΔｄ１をｄ０／２以上にはできないので、側壁１００３−３や１００４−１の破壊強度をΔｄ１＝ｄ０／２になるときの圧力差による強度よりも大きくしておけば、側壁１００３−３や１００４−１が破壊することはない。容量を構成しない側壁（１００３−１、１００３−４、１００３−５、１００４−３、１００４−４、１００４−５）や底壁（１００３−２、１００４−２）や上壁などは、容量を構成する側壁１００３−３や１００４−１より厚くしておけば、破壊強度も大きくなるので、これらも圧力差Ｐ１−Ｐ２の増大による破壊を防止できる。もちろん、容量の上限値を設定してこれよりも圧力差が生じたときに圧力がこのセンサーにかかることを防止する機構を備えておけば、確実にセンサーの破壊を防止できる。さらにこの容量も本発明の圧力センサーを使って検出できる。
【００６８】
また、図３(b)に示すように、Ｐ１＜Ｐ２のときの平均距離をｄ２とすると、ｄ２＞ｄ０となり容量が減少する。第１面溝Ｏ１とＯ２はほぼ等しい特性値を有する（同じ材料であるから、ヤング率Ｅやポアッソン比σは等しく、また、側壁や底壁や上壁などの厚みやサイズも同じ）とすれば、第１面溝Ｏ１とＯ２は同じ圧力差Ｐ１−Ｐ２で同じ量だけ縮む。すなわち、側壁１００３−３および１００４−１はΔｄ２だけ縮む（このΔｄ２も平均値である）とすると、ｄ２＝ｄ０＋２Δｄ２となる。本発明はこのように両側から側壁間距離ｄを大きくするので、２倍の効果がある。（尚、片側だけの構造とすることも簡単にできる。Ｏ１は形成するが、Ｏ２は電極だけにして第１面溝Ｏ２を形成しなければ良い。）図３(b)からすぐ分かるように、圧力差を大きくしてもΔｄ２を｛第１面溝Ｏ(Ｏ１、Ｏ２)の幅｝／２以上にはできないので、側壁１００３−３や１００４−１の破壊強度をΔｄ２＝｛第１面溝Ｏ(Ｏ１、Ｏ２)の幅｝／２になるときの圧力差による強度よりも大きくしておけば、側壁１００３−３や１００４−１が破壊することはない。容量を構成しない側壁（１００３−１、１００３−４、１００３−５、１００４−３、１００４−４、１００４−５）や底壁（１００３−２、１００４−２）や上壁などは、容量を構成する側壁１００３−３や１００４−１より厚くしておけば、破壊強度も大きくなるので、これらも圧力差Ｐ１−Ｐ２の増大による破壊を防止できる。もちろん、容量の下限値を設定してこれよりも圧力差が生じたときに圧力がこのセンサーにかかることを防止する機構を備えておけば、確実にセンサーの破壊を防止できる。
【００６９】
図２(c)は、図２(a)におけるＢ１−Ｂ２における切断面の側面図である。Ｂ１−Ｂ２の方向は第１面溝Ｏ２（奥側のＯ１は省略する）の縦方向である。（Ａ１−Ａ２の方向は横方向である。）第１面溝Ｏ２の壁１００４（１００４−２、１００４−４、１００４−５）は導電体であり、同じ導電体である上壁１０００（１０００−３）とつながっているが、電気不活性領域Ｉ４やＩ５により、その外側の上壁１０００（１０００−１）とは電気的には接続していない。第１面溝Ｏ（Ｏ２）の長さ（縦方向長さ）をａ、幅（横方向長さ）をｂ、深さ（上壁の下面から溝の底面までの距離）をｈ、底壁の厚みをｑ３、側壁１００４−４の厚みをｑ１、１００４−５の厚みをｑ２とすると、容量を構成する電極の面積Ｓ（側壁１００３−３および１００４−１の容量に寄与する面積にほぼ等しい）は、Ｓ＝（ａ＋ｑ１＋ｑ２）＊（ｈ＋ｑ３）となる。
側壁１００３−３および１００４−１で構成される容量Ｃは、Ｃ＝ε＊Ｓ／ｄで示される。Ｐ２＝Ｐ１のときは、側壁１００３−３および１００４−１はほぼ平行と考えて良いのでＣ＝ε＊Ｓ／ｄ０である。Ｐ１＞Ｐ２のときはＣ＝ε＊Ｓ／ｄ１、Ｐ１＜Ｐ２のときはＣ＝ε＊Ｓ／ｄ２である。尚、静電容量を測定するときは、図２(b)に示すように、対向する側壁電極１００３−３および１００４−１へ接続する電極・配線Ｆ１およびＦ２を形成するが、上述したようにＦ１とＦ２に生じる静電容量は、側壁電極１００３−３および１００４−１の間に生じる静電容量のほかに、電気不活性領域Ｉ１に生じる静電容量もある。（これらの容量は並列に入っていると考えれば良い。すなわち、全体の静電容量は個々の静電容量の和となる。）しかし、この電気不活性領域Ｉ１に生じる静電容量は一定であるから、静電容量変化に寄与するのは、側壁電極１００３−３および１００４−１の間に生じる静電容量である。
【００７０】
図１〜図３に示したものが本発明の圧力センサーに用いる容量の１つの実施形態である。このように、本発明は、導電体基板の厚み方向に第１面（上面）側および第２面（下面）側から形成した溝を利用した静電容量型圧力センサーである。
導電体基板として、金属や合金などを用いることができる。この場合、電気不活性領域は第１面側の一部に絶縁体を形成して作成することができる。
また、導電体基板として、不純物元素を高濃度に固溶した低抵抗のシリコンなどの半導体基板を使うことができる。この場合、電気不活性領域は第１面側の一部に絶縁体を形成して作成することができる。たとえば、電気不活性領域となるべき部分を酸化または窒化して酸化物（絶縁体）や窒化物（絶縁体）や酸窒化物（絶縁体）を形成して作成できる。或いは、酸素や窒素をイオン注入して酸化物（絶縁体）や窒化物（絶縁体）や酸窒化物（絶縁体）を形成して作成できる。或いは、電気不活性領域となるべき部分にトレンチ溝を形成して絶縁体を埋めこんだり、酸化または窒化して絶縁体を形成して作成できる。
また、導電体基板として、導電体高分子や導電体ゴムを使うこともできる。この場合、電気不活性領域は第１面側の一部に絶縁体を形成して作成することができる。導電体高分子や導電体ゴムはわずかな圧力差により縮小または膨張するので、微小な圧力変動を検出することができる。
【００７１】
また高濃度不純物を有する低抵抗の半導体基板上に高濃度不純物元素と逆導電体の元素である低濃度の不純物を有する半導体をエピタキシャル成長させた基板、或いは、高濃度不純物を有する低抵抗の半導体基板上に高濃度不純物元素と逆導電体の元素である低濃度の不純物を有する半導体基板を接合させた複合基板を用いることができる。これらの場合、第１面溝の側壁およびこれに接続する第１面溝の一部に高濃度不純物領域と同じ導電体の元素を有する高濃度領域を形成し、容量を形成する２つの電極に接続する第１面に形成される高濃度領域はそれぞれ離間して形成する。このようにすると低濃度の不純物領域がこれらの電極間の電気的不活性領域となる。
【００７２】
さらに導電体基板として、貼り合わせ基板を用いることもできる。第１面側には電気不活性領域を形成しやすい基板を用い、その下側に深い溝部を形成しやすい基板或いは、薄い側壁を形成しやすい基板、或いはヤング率が低い基板、さらには破壊強度が高く繰り返し疲労強度が高い基板を使用することができる。
【００７３】
導電体基板として、高濃度不純物を含み低抵抗のシリコン半導体基板を使用する場合に、本発明の圧力センサーを製造する方法について図４に基づいて説明する。図４においては、簡単のために活性領域と１つの第１面溝を有する場合について説明するが、これをそのまま用いることにより圧力センサーを作成できる。図４(a)に示すように、シリコン半導体基板として、N型不純物元素を高濃度に含み低抵抗のシリコン半導体基板（N+基板）１１０１を用いる。（前述したようにＰ＋シリコン基板も用いることができる。）このN+基板１１０１の両面に絶縁膜を形成する。（第１面側の絶縁膜を１１０２、第２面側の絶縁膜を１１０３とする。）この絶縁膜は、N+基板１１０１を酸化したシリコン酸化膜、N+基板１１０１を窒化したシリコン窒化膜、N+基板１１０１を酸窒化したシリコン酸窒化膜、ＣＶＤ（化学気相成長）法やＰＶＤ（物理気相成長）法によって成長させたシリコン酸化膜、シリコン窒化膜、シリコン酸窒化膜などである。第１面側の絶縁膜１１０２上にフォトレジスト１１０４を形成し、電気不活性領域を形成する部分を窓開けする（この窓を１１０５とする）。この窓開けは、フォトレジスト等の感光性膜を感光するなどしてフォトリソ法を用いて行う。
【００７４】
次に図４(b)に示すように、この窓１１０５を用いて、その下に存在する絶縁膜１１０２を除去する。この絶縁膜１１０２の除去には、この絶縁膜１１０２をエッチング可能な液体中へ浸漬したり、液体を吹きかけたりして行なう。（ＷＥＴ法）たとえば、絶縁膜１１０２がシリコン酸化膜であれば、ふっ酸（ＨＦ）を含む溶液を用いることができる。或いは、この絶縁膜１１０２をエッチング可能なガスを用いてドライエッチング法を用いて行うことができる。たとえば、絶縁膜１１０２がシリコン酸化膜であれば、ＣＦ系（CF4など）ガス、ＣＣｌ系ガス（CCl4など）、CHF系ガス（CHF３など）、CHCl系ガス（CHCl3など）、CBr系ガス（CBr4など）、CHBr系ガス（CH2Br2など）、CI系ガス（CI4など）、CHI系ガス（CH2I2など）、塩素系ガス（Cl2など）などのガスや他のガスおよびこれらのガスの混合ガスをプラズマ化してエッチングすることができる。絶縁膜１１０２をエッチングした後、その下にあるＮ＋シリコン基板１１０１をエッチングし、窪み部（凹部）１１０６を形成する。Ｎ＋シリコン基板１１０１のエッチングは、シリコン基板のエッチング可能なガスを用いてドライエッチング法を用いて行うことができる。たとえば、ＣＦ系（CF4など）ガス、ＳＦ系ガス（ＳＦ６）、ＣＣｌ系ガス（CCl4など）、CHF系ガス（CH3Fなど）、CHCl系ガス（CHCl3など）、CBr系ガス（CBr4など）、CHBr系ガス（CH2Br2など）、CI系ガス（CI4など）、CHI系ガス（CH2I2など）、塩素系ガス（Cl2など）などのガスや他のガスおよびこれらのガスの混合ガスをプラズマ化してエッチングすることができる。或いは、アルカリ性エッチング液や熱リン酸溶液などのＷＥＴ法でＮ＋シリコン基板１１０１をエッチングすることができる。尚、絶縁膜１１０２や１１０３は必要がなければ、形成しなくても良い。またフォトレジストなどを使わなくても、選択的に電気不活性領域を形成できる場合には、フォトレジストを用いなくても良い。
【００７５】
次に、図４（ｃ）に示すように、イオン注入を行い、窓１１０５から酸素等のイオンを高濃度に注入し、酸素イオン等を高濃度に含む領域１１０８を形成する。このプロセスの目的は、Ｎ＋シリコン基板の第1面側の深い部分までを形成することである。図１〜図３も用いて説明したように電気不活性領域Ｉは、容量部分を構成する２つの対向する電極を電気的に完全に分離できる領域でなければならない。ここで用いる導電体基板はＮ＋シリコン基板という１つの導電体材料からなるので、電気不活性領域Ｉを絶縁体として上壁部分の厚み方向に絶縁体を完全に形成する必要がある。一方、第２面溝を形成するとき、第２面溝は第１面溝に達しないようにする必要がある。第１面溝の深さ（図２の「ｈ＋上壁の厚み」））は、１００μｍは欲しい（もっと薄くても良いが、容量が小さくなるとともに、圧力による変形量ｄが小さくなるので、圧力検知の感度が悪くなる）ので、第２面溝も約１００μｍはエッチングする必要がある。また、上壁は圧力により余り変形しない方が良いので、上壁の厚みは容量を構成する側壁の厚みより少なくとも約３μｍは厚くした方が良い。側壁の厚みを約３〜５μｍとすれば、上壁の厚みは約６μｍ以上の厚みが必要となる。すなわち、電気不活性領域Ｉの厚みはこの６μｍよりも深い領域まで形成しておく必要がある。第２面溝のエッチングのばらつきも考慮すれば、約１０μｍの深さまで電気不活性領域Ｉを形成しておくと良い。酸化や窒化だけで絶縁体を約１０μｍまで形成するのはかなりの時間酸化処理や窒化処理を行う必要があり、プロセスコストがかかるだけでなく、Ｎ＋シリコン基板中の欠陥を増大させるので、長時間の熱処理は問題がある。そこで、図４(b)や(c)に示すように、凹部１１０６を形成しさらに深い領域まで高濃度の酸素イオンや窒素イオンを注入する。酸素や窒素を深い領域まで注入するには、高電圧イオン注入を行う。また高濃度の酸素イオンや窒素イオンを注入する必要があるので、高電流のイオン注入を行う。
【００７６】
次に、図４(d)に示すように、フォトレジスト１１０４を除去して、酸化処理や窒化処理や熱処理を行って、厚い絶縁体１１１０を形成する。この絶縁体１１１０はシリコン酸化物やシリコン窒化物やシリコン酸窒化物である。酸化処理等で絶縁体１１１０を形成しても凹部１１０６や１１０５が残っている場合において、この窪み部１１０６や１１０５を埋めるときには、SOG（silicon  on  glass）等の絶縁膜を塗布した後熱処理して固化して平坦化しても良いし、および／またはCVD法やPVD法で絶縁膜を積層して平坦化しても良い。この状態が図４(e)に示されていて、１１１１が絶縁膜である。尚、凹部１１０６をさらに深くして（いわゆるトレンチを形成し）、このトレンチにシリコン酸化物やシリコン窒化物やシリコン酸窒化物等を熱処理法やＣＶＤ法やＰＶＤ法等で積層したり、ＳＯＧ法で平坦化したりして電気不活性層を形成しても良い。
【００７７】
次に図４(f)に示すように、フォトレジスト等の感光性膜１１１３を第1面上に形成して、第１面溝Ｏを形成する領域の感光性膜１１１３を窓開けして、窓部１１１４を形成し、この窓部１１１４を用いてその下に存在する絶縁膜１１１１および１１０２をエッチング除去する。このエッチング除去には、上述したＷＥＴ法やドライ法を用いることができる。このようにして、Ｎ＋シリコン基板が露出した領域１１１５を選択的に得ることができる。
【００７８】
次に図４(g)に示すように、窓部１１１４（１１１５も含む）を用いて、第１面溝Ｏを形成する。この第1面溝の深さ（ｇ＝ｈ＋上壁厚み）は約１００μｍ以上である。第１面溝の幅ｋは容量部分には余り関係しないので比較的大きくても良い。たとえば、ｋ＝１００μｍでも良いので、ｇ＝３００μｍとすれば、アスペクト比３（g/k）の溝を形成すれば良い。ボッシュ法等のドライエッチング技術により、サイドエッチングの非常に少ない溝を形成することができる。ドライエッチングを行うときには、露出したN＋シリコン基板だけではなく、フォトレジスト等の感光性膜１１１３もエッチングされていくので、N＋シリコンのエッチングに対して感光性膜１１１３や（感光性膜１１１３が除去されて絶縁膜１１１１や１１０２が露出されることも考慮して）絶縁膜１１１１や１１０２のエッチング選択比が良好なエッチング条件を選択する必要がある。尚、ｋが小さい方がサイドエッチングの少ない第１面溝が形成できるならばそのような良好なｋを選択すれば良いが、圧力を第1面溝Ｏの内部にスムーズに伝達する必要があるので、１０μｍはあると良い。また、ｋが大きすぎると、容量素子のサイズが大きくなるので、圧力センサーのサイズも考慮してｋの大きさを決めると良い。第１面溝は第２面に達しないようにする必要があるので、Ｎ＋シリコン基板の厚みをｍとしたときに、当然ｍ＞ｇである。また上述したように、第1面溝の底壁は容量を構成しないが、底壁の部分における圧力差による変動が容量を構成する側壁の部分よりも小さい方が好ましいので、容量を構成する側壁の厚みよりも厚くするのが良い。また、第１面溝のエッチングはストッパーによる検知ができなければ、時間管理で置かなう必要があるため、ある程度のオーバーエッチングが必要となる。以上の問題や第１面溝の厚さ方向のエッチングばらつきを考慮すれば、底壁の厚みは第1面溝の深さｇの約５％〜１０％程度が良い。もちろん、エッチング精度が良くなれば、約５％より小さくもできるし、エッチング精度が悪ければ約１０％より大きくすることもできる。さらに、設計値で問題なければ約１０％以上にすることもできる。たとえば、第1面溝の深さが３００μｍであれば、底壁の厚みは約１５〜３０μｍとし、最初のＮ＋基板の厚みは約３１５μｍ〜３３０μｍとすれば良い。ただし、後述するように容量部分を浮かせたいときには、最初のＮ＋基板の厚みは約３１５μｍ〜３３０μｍよりももっと厚くすると良い。
【００７９】
次に、図４(h)に示すように、感光性膜１１１３を除去して、第１面溝のエッチングダメッジや汚染を除去するための洗浄や処理（ＷＥＴやドライ）を施したり、第１面溝の内壁を熱処理（酸化、窒化や酸窒化などの処理）をしたり、ＣＶＤ法やＰＶＤ法を用いて、絶縁膜１１１７を形成する。この絶縁膜１１１７は第１面溝の内壁を保護する。この絶縁膜１１１７の形成は必要がなければ行なわなくても良い。或いは、絶縁膜でなく多結晶シリコン（PolyＳｉ）膜、金属やシリサイド膜などの導電体膜でも良い。このような導電体膜を形成すれば、第１面溝の内壁の抵抗をさらに下げることもできる。或いは、高濃度の不純物をドープしたり拡散したりしても良い。或いは、上記の処理を併用しても良い。
【００８０】
次に、図４(h)に示すように第２面（下面）に第2面溝を形成するためのパターニングを行う。たとえば、フォトレジスト等の感光性膜１１２０を形成してパターニングし、第２面溝を形成すべき領域を窓開けする。（窓部１１２１）その後で、窓部１１２１の下（図面では上の方になるが、適宜このように記載する）にある絶縁膜１１０３をエッチング除去する。尚、この絶縁膜１１０３は必要がなければ形成する必要はないし、或いは、感光性膜１１２０を形成する前に第２面から除去しておいても良い。ただし、感光性膜１１２０を直接Ｎ＋シリコン基板上に形成するよりも絶縁膜１１０３上に感光性膜１１２０を形成した方がパターニング性が良くなる場合は、絶縁膜１１０３を形成しておくと良い。（或いは、残しておくと良い。）或いは、第２面溝を形成するためにＮ＋シリコン基板のエッチングのときに、Ｎ＋シリコン基板をエッチングしたくない場所に存在する感光性膜１１２０もなくなる恐れがあるときは、絶縁膜１１０３を残してストッパーとして使用すると良い。絶縁膜１１０３のエッチングはドライでもＷＥＴでも適宜行うことができる。
【００８１】
その次に、窓部１１２１において露出したＮ＋シリコン基板をエッチング（絶縁膜やシリコンのエッチングを図４(h)では矢印で表している）して、図４(i)に示すように第２面溝Ｑを形成する。このエッチングも深堀エッチング（Deep  RIE）で行い、サイドエッチングの非常に小さく、深さ方向のエッチングも制度の良いドライエッチングで行なう。第２面溝は前述の電気不活性領域I、すなわち、厚い絶縁体１１１０まで達する必要がある。しかし、第１面に達しないようにする。上壁１００６は容量を構成する側壁よりも圧力による変形度が小さい方が望ましいこと、エッチングばらつきなども考慮する必要があることから、上壁１００６は側壁の厚みよりも約３〜５μｍ以上厚い方が良い。たとえば、容量を構成する側壁の厚みを約３〜５μｍとすれば、上壁１００６の厚みを約６〜１０μｍ以上とする。容量を構成する側壁の厚みを約５〜１０μｍとすれば、上壁１００６の厚みを約８〜１５μｍ以上とする。容量を構成する側壁の厚みを約１０〜２０μｍとすれば、上壁１００６の厚みを約１３〜２５μｍ以上とする。容量を構成する側壁の厚みを約２０〜３０μｍとすれば、上壁１００６の厚みを約２３〜３５μｍ以上とする。第２面溝の深さをｎ、上壁１００６の厚みをｐとすれば、ｎ＝ｍ−ｐとなる。
【００８２】
第２面溝の形成において最も重要なことは、容量を構成する側壁（図４(i)においては、１００３−３）の厚みｙと電極間の距離ｄである。厚みｙが薄ければ圧力差による感度が良くなる。たとえば、周囲のみが拘束された厚みｙの長方形（ｈ＊ａ）のシリコンダイヤフラムの最大たわみ（長方形の中心部）はおおよそ以下の計算式で与えられる。
Ｗmax＝α＊ｚ＊ｈ４／（Ｅｙ３）
（ｚは圧力差（＝Ｐ１−Ｐ２）、Ｅはダイヤフラム材料のヤング率、αはシリコンダイヤフラムの縦横比により変化する定数）
ｈ＝ａ＝３００μｍのとき（正方形状ダイヤフラム）には、α＝０．０１３８となり、
Ｗmaxは約600ｚ／ｙ３（μｍ）となる。ただし、ｚをMpa単位で示し、ｙはμｍ単位で示す。たとえば、ｚを1Mpa（約１atm）、ｙを５μｍとするとWmax＝約５μｍとなる。また、ｚを1Mpa（約１atm）、ｙを3μｍとするとWmax＝約22μｍとなる。
ｈ＝ａ＝４００μｍのとき（正方形状ダイヤフラム）には、Ｗmaxは約1890ｚ／ｙ３（μｍ）となる。たとえば、ｚを1Mpa（約１atm）、ｙを5μｍとするとWmax＝約１５μｍとなる。また、ｚを1Mpa（約１atm）、ｙを3μｍとするとWmax＝約70μｍとなる。
ｈ＝300μｍ、ａ＝600μｍのとき（長方形状ダイヤフラム）には、α＝０．０２７７となり、Ｗmaxは約1200ｚ／ｙ３（μｍ）となる。ただし、ｚをMpa単位で示し、ｙはμｍ単位で示す。たとえば、ｚを1Mpa（約１atm）、ｙを５μｍとするとWmax＝約１０μｍとなる。また、ｚを1Mpa（約１atm）、ｙを3μｍとするとWmax＝約45μｍとなる。
上記の式は理論式であるから、この式等を考慮して設計して、できあがったものでデータを取り、実際値と理論式を近づければ精密なセンサーを作製できる。
【００８３】
以上から、たとえば、Ｎ＋シリコン基板の厚みを400μｍとして、第１面溝の深さを300μｍ、第１面溝の長さを600μｍにとり、側壁厚みを３μｍ、第２面溝の幅（圧力差が０のときの容量電極間距離）を１００μｍとすると、1Mpa前後の圧力差でも顕著な容量変化が起きるので、精度良く圧力を検知できる。側壁厚みを３μｍとすることも、第１面溝と第２面溝の合わせ精度は約0.5μｍ以下とすることは現在の技術でも問題なく実現できるし、将来はもっと精度の良い合わせも可能となるであろう。また、第２面溝の幅は１００μｍで第２面溝の深さは、大きくても約390μmでアスペクト比が３．９であるから、問題なくサイドエッチングの少ない垂直な溝を形成できる。また、現状の技術においてもアスペクト比が２０でも問題なくエッチング可能であることから、第2面溝の幅をもっと狭くすることが可能である。その場合は、１Mpaよりももっと小さな圧力の検出も精度良く行なうことができる。逆に１Mpaよりももっと高い圧力の場合には、側壁厚みを３μｍより厚くできるので、プロセス上かなり余裕をもって容量を形成できる。将来はもっと高いアスペクト比の第２面溝を形成できるであろう。このように、使用圧力により、最適なサイズの容量を形成できるのも本発明の特徴である。
【００８４】
第２面溝の形成において最も重要なことは、容量を構成する側壁（図４(i)においては、１００３−３）の厚みｙと電極間の距離ｄであり、厚みｙが薄ければ圧力差による感度が良くなることを上述した。図４(h)から分かるように、第２面（下面）に、第1面溝の部分をエッチングしないように第１面溝より大きいサイズで感光性膜１１２０を形成する。すなわち、第１面溝の側壁内面より感光性膜１１２０の外側を大きくする。この距離をｒとすると、ｒ＞０であることが必要である。この条件を満たさないと第２面溝を形成するときに、第1面溝と第２面溝が重なってしまう。第１面溝の側壁はできるだけ感光性膜１１１３の窓１１１４に忠実に形成するようにする。すなわち、サイドエッチング量を極力小さくし、第１面溝の側壁は垂直か極力垂直に近くする。（或いは、サイドエッチング量を正確に制御できる場合にはサイドエッチングを前提に考慮することができる。しかし、サイドエッチングがある程度起きても垂直か垂直に近い形状が望ましい。）このようにすることにより、容量を構成する側壁の厚みを一定か一定に近づけることができる。感光性膜１１１３の窓１１１４のサイズと第１面溝Ｏのサイズとの差をΔｓとしたときに、第１面溝全体に渡りΔｓはできるだけ小さいことが望ましい。（或いは、Δｓが一定でそのばらつきが小さい方が望ましい。この場合は、このΔｓを考慮してパターン設計をすることによって、最適な溝を形成することができる。）
【００８５】
次に図４(i)において、第１面溝Ｏに対して第２面溝Ｑのパターンを正確に合わせる。両面マスク（或いは、レチクル）アライナーやステッパーを用いれば非常に精度良く合わせることが可能である。
さらに本発明の圧力センサーの場合には、第１面に形成されたパターン（合わせ用のパターンだけでなく本パターンも含む）を第１面側から読み込んで、その情報を第２面にパターンを形成するときに利用してパターン合わせを行うという従来方法以外に、もっと合わせ精度を向上させる方法を用いることができる。すなわち、第１面のパターンに第２面のマスク合わせ（或いは、レチクル合わせ）を行うときに、第１面溝パターンに対して直接合わせ込む方法を取ることができる。その方法の１つとして、第１面溝はかなり深い溝となっているので、第１面溝の底壁の厚みがかなり薄くなっている。従って、厚いシリコン基板では透過できないが、薄いシリコン基板であれば透過可能な波長の光や電磁波を用いることにより、第２面に第1面溝のパターン情報を直接伝達することができる。光や電磁波の情報を使って第２面溝の感光性パターンを合わせ込めば非常に精度の高い合わせ込みが可能となる。すなわち、片面だけでの合わせ込みと同じ精度でパターン合わせが可能である。しかも実パターン（第１面溝）に合わせ込めるので、第１面溝と第2面溝の感光性パターンの合わせ精度はさらに向上する。特にステッパーを用いて合わせ込みもできるので、合わせ精度が非常に向上する。
【００８６】
さらに別の方法も用いて合わせ精度をさらに向上できる。この方法では、第１面溝を形成する前か或いは第１面溝を形成した後で、第２面の一部だけエッチングにより薄くして第１面溝と貫通させるか或いは第１面溝の底壁の厚みを非常に薄くしておく方法である。この方法により、その貫通された部分（或いは、非常に薄くなった部分）を通して第２面から第1面の溝パターンを読むことができ、第1面溝パターンに直接合わせ込むことができる。この場合は、合わせ込みに用いた第１面溝パターンを実パターンとして用いることはできないが、種々の場所に設けておくことにより、ステッパーによる合わせ込みも可能となるので、非常に精度良く合わせ込みが可能となる。
【００８７】
さらに別の方法も用いることができる。第２面側にガラス基板を接合する方法である。この場合は、Ｎ＋シリコン基板の第２面（下面）側にガラス基板を接合する。ガラス基板なので陽極接合も可能となり強固な接合を行うことができる。Ｎ＋シリコン基板は第１面溝形成のときに厚み方向に完全に貫通させる。Ｎ＋シリコン基板とガラス基板は材質が異なるので、ガラス基板がエッチングストッパーとなるので、第１面溝の深さ方向の厚みも非常に精度良くコントロールすることができる。第１面溝のパターンは第２面側から正確に読み取れるので直接に第１面溝に対して第2面溝の感光性パターンを合わせこむことが可能となる。この結果、第１面溝と第２面溝を非常に精度良く形成できる。この場合、第２面溝を形成するとき、最初にガラス基板を垂直にエッチングして感光性膜パターンにできるだけ忠実に形成する必要がある。この場合も材質が異なるので、シリコン基板をストッパーとして用いることが可能であり、オーバーエッチングの余裕度も大きいので、ウエハの全域にわたり、必要な場所においてシリコン基板を完全に露出させることができる。その後で別のエッチング種を用いて（条件しだいでは同じエッチング種でもできる場合がある）第2面溝を垂直に精度良く形成することができるので、第１面溝と第２面溝の間に形成される側壁の厚みを非常に精度良く形成できる。この場合は、第1面溝の底壁はガラス基板となる。ガラス基板は絶縁体であるが、側壁のＮ＋シリコンを通して電気を伝達できるので容量特性には特に問題はない。さらにガラス基板を使用するメリットとして、第１面溝を形成した後でガラス基板全体をエッチングして薄くすることもできる。この薄くする方法として、ウエットエッチングを用いることもできるし、ドライエッチングを用いることもできるし、さらにはＢＧ法（裏面研磨法）やＣＭＰ法（化学的機械的研磨方法）を用いることもできる。ウエットエッチングの場合には、ＨＦ系のエッチング液を用いて精度良いエッチングを行うことができる。ドライエッチングの場合にも前述したＣＦ系等のエッチングガスを用いて精度良くガラス基板のエッチングを行うことができる。このように第２面溝の感光性パターン形成前にガラス基板を薄くしておけば、第２面溝形成時にエッチングするガラス基板の厚みが薄くなっている。従って、オーバーエッチングも少なくて済むので精度良いエッチングが可能となり、第２面溝も精度良く形成できる。
【００８８】
第２面溝Ｑ（Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３）を形成した後、感光性膜１１２０を除去した後、第２面溝で露出したシリコン基板のエッチングダメッジや汚染物を除去する。この方法として、第２面側の露出したシリコンをＷＥＴ法やドライ法で軽くエッチングする方法がある。さらに、図４(j)に示すように、第２面側の露出したシリコンを軽く酸化（或いは、窒化）して酸化膜（或いは、窒化膜や酸窒化膜）等の絶縁膜１１２２を形成しても良い。或いは、ＣＶＤ法やＰＶＤ法で酸化膜、窒化膜や酸窒化膜等の絶縁膜１１２２を積層しても良い。その後に、第２面側に接着層１１２５を介して薄板１１２６を張り付けて、第２面溝Ｑを固定させることもできる。この接着方法として、第１面側から基板（ウエハ）１１０１を持ちあげて、第2面側の底壁１１２４および第２面側でエッチングしていない基板面（図示されていない）に接着層１１２５を塗布または浸漬または貼り付けて、薄板１１２６に基板１１０１を接着させる。或いは、薄板側に接着層１１２５を付着させて基板１１０１を接着させることもできる。この場合には、薄板１１２６の所望の部分に接着層１１２５をパターニングしてから接着しても良いが、接着後の乾燥処理や熱処理でアウトガスなどが発生して問題が生じなければ薄板１１２６の全面に接着層を形成した方がプロセス上簡便となる。或いは、接着層１１２５を用いずに薄板１１２６を基板１１０１に押しあてて、圧力および／または熱により基板１１０１に薄板１１０１を直接接合させる。基板１１０１の第２面に形成された絶縁膜１１０３等が不要であれば事前に除去してから接合または接着しても良い。薄板１１２６には第２面溝に圧力を伝達するための圧力伝達孔１１２７を設けても良い。この圧力伝達孔１１２７は、薄板１１２６を接合する前に形成しても良いし、或いは薄板１１２６を付着した後に形成しても良い。薄板１１２６を接合する前に形成する場合には、この孔１１２７が第２面溝Ｑの部分に来るようにアライメントする必要があることは言うまでもない。
【００８９】
また、薄板１１２６を付着させた後で孔１１２７を形成するには、第２面溝のある場所に形成するようにすることも当然である。孔１１２７を形成する方法としてレーザーによる方法やマスクを通してエッチングまたはレーザー照射により形成する方法などがある。感光性膜を形成して露光による窓開けをしてその窓を通して薄板１１２６に孔１１２７をドライエッチングやＷＥＴエッチングにより形成する方法もある。圧力伝達孔１１２７を形成しない場合には、第２面溝Ｑは完全に閉じられてしまうので、閉じた時点における圧力Ｐ３が第２面溝の圧力として保持され、この圧力Ｐ３を基準にして第１面側の圧力Ｐ１が検出される。非常に低圧（ほぼ真空状態に近い）状態で薄板１１２６を完全に基板１１０１の第２面側に付着すれば、Ｐ３はほぼ０となり、Ｐ１の絶対圧を検出できる。１気圧（約１Mpa）で薄板１１２６を完全に基板１１０１の第２面側に付着すれば、Ｐ３はほぼ１気圧であるから、１気圧に対する圧力としてP1を検出することができる。
【００９０】
薄板１１２６は絶縁体基板でも導電体基板でも半導体基板でも使用することができる。薄板１１２６を付着させることにより、第１面溝Ｑや支持基板１１０１と電気的に導通するなどして容量特性に影響を与えないようにする必要がある。薄板１１２６として導電体（たとえば、金属性板など）や半導体板（シリコン板など）を使用するときは、Ｎ＋シリコン基板１１０１と薄板１１２６の間に絶縁膜１１０３や絶縁性の接着層１１２５を介するようにすると良い。薄板１１２６として絶縁体（セラミック板、プラスチック板、ガラス板など）を使用するときは、Ｎ＋シリコン基板１１０１と導通はしないので、直接Ｎ＋シリコン基板と接着することもできる。
【００９１】
また、薄板１１２６として、可視光に対して透明なガラス板を用いれば、第２面溝や容量素子等をガラス板を通して見ることができるので、位置合わせや容量素子等の出来栄えを観察することが容易である。また、ガラス板をシリコン基板１１０１に直接付着するときに陽極接合法により強力に接着することもできる。或いは、ガラス板をシリコン酸化膜１１０３に接着するときは同じ材質なので付着させやすい。
【００９２】
図４(j)においては、第１面溝Ｏの底壁１１２４が薄板１１２６に付着している。これは第２面のエッチングしていない面（図示していないが、半導体基板１１０１の第２面）と同じレベルなので、プロセス上自然に薄板１１２６と接触してしまう。ここで、接着層１１２５を介して第１面溝Ｏの底壁１１２４を薄板１１２６に確実に付着させることにより、底壁が圧力により変動することを防止でき、容量を構成する側壁の変動だけを考慮して設計できる。しかし、第１面溝Ｏを浮かせることも可能である。その方法として、図４(k)に示すように第１面溝Oの部分における底壁１１２４を薄くすれば良い。第２面溝を形成する前に第１面溝の底壁部分を第２面側で窓開けしてエッチングして底壁を薄くすれば良い。このときに第２面溝を形成する領域も含めて窓開けしておけば、第２面溝を形成する領域もエッチングされるので、第２面溝を形成するときのエッチング量を少しではあるが減らすことができる。尚、第１面溝を形成する前にこの領域を薄くしておくこともできる。
【００９３】
このようにすることによって、図４(l)に示すように、第1面溝Ｏが浮いたものを作成することができる。この図においては、N+シリコン基板１１０１の支持基板部分１１０１−１、１１０１−２も示されている。すなわち、薄板１１２６は支持基板部分１１０１−１や１１０１−２に接着層１１２５を介して付着しているが、第１面溝Ｏの底壁１１２４等は薄板１１２６に接触していない。つまり、第1面溝Ｏは浮いた状態になっていて、薄板１１２６の振動などが容量を構成する第１面溝に直接伝わらない。また、第２面溝全体を同じ空間とすることもできるので、圧力伝達孔１１２７も少なくて済む。
【００９４】
さらに、図４(j)に示すように、基板１１０１の第１面側に薄板１１３０を付着させる。接着層１１２９を介して、絶縁膜１１１１上に薄板１１３０を付着させても良いし、圧力および／または熱処理だけで絶縁膜１１１１上に薄板１１３０を付着させても良い。その方法は薄板１１２６を第２面側に付着させる方法と同様である。すなわち、薄板１１３０と絶縁膜１１１１とが付着すべき部分に接着層１１２９を形成した後に薄板１１３０を基板１１０１側に合わせて付着させる。接着層１１２９は絶縁膜１１１１上に形成した後に、薄板１１３０を付着させることもできるし、薄板１１３０に接着層１１２９を形成して薄板１１３０を基板１１０１側に付着させても良い。薄板１１３０の全面に接着層１１２９を形成してそのまま薄板１１３０を基板１１０１側に付着させることもできるが、特に第１面溝の開口部分の接着層１１２９は第１面溝Ｏの内部向いているので、この場合にはその後の処理や熱プロセスでアウトガスにより第１面溝Ｏの内部が変質して問題が生じないかを確認する必要がある。ただし、アウトガスが発生して第１面溝Ｏの内部に存在しても、圧力伝達孔１１３１を通してアウトガスを外側に出すことができるので、アウトガス自体は完全に除去可能である。（たとえば、外界を真空状態にすれば溝内部のアウトガスを抜くことができる。）接着層１１２９を介して薄板１１３０をＮ＋シリコン基板１１０１の第１面側に接着する場合は、適切な熱処理などを行って薄板１１３０をＮ＋シリコン基板１１０１の第１面側に強固に接着することができる。
【００９５】
アウトガスをできるだけ少なくするには、必要な部分だけに接着層１１２９を形成する。たとえば、接着層に感光性タイプの樹脂を使用し必要な部分だけに接着層を残したり、或いは感光性膜を接着層の上に形成して必要な部分以外の所は感光性膜を除去し、さらにその開口部分の接着層を除去してその後感光性膜を除去し、必要な部分だけに接着層を残せば良い。N+シリコン基板１１０１の第１面側の絶縁膜１１１１上に接着層１１２９を形成する場合、接着層剤が液状のものをスピンコーティングするとき、接着剤が第１面溝Ｏの内部に入り、この接着剤をその後取れない可能性がある。そこで接着層としてシートタイプのものをN+シリコン基板１１０１の第１面側の絶縁膜１１１１上に貼り合わせる方法を使用することもできる。シートタイプの接着層は第１面溝の内部に余り入り込まないようにすることができる。或いは、入り合わせる前に第１面溝の部分の接着層を除去しておくこともできる。また、感光性接着層剤の場合、ネガ型が扱いやすい。すなわち、第１面溝Ｏの内部へ入り込んだ接着剤を取るために第１面溝Ｏの内部へ光を当てなくても現像の際、第１面溝の内部の接着剤を完全に除去できる。
【００９６】
第１面溝Ｏの開口された部分にあたる薄板の一部に圧力伝達孔１１３１を形成する。この孔１１３１は、あらかじめ薄板１１３０にあけておいても良いし、薄板１１３０を付着させた後にあけても良い。この圧力伝達孔１１３１を通して第１面側の圧力Ｐ１を第１面溝へ伝達できる。尚、この圧力伝達孔１１３１は外界の圧力Ｐ１がスムーズに第1面溝に伝達されるほどのサイズにする必要がある。このサイズとしては、１０〜５０μｍの径があれば充分であるが、第１面溝のサイズは図２および前述のダイヤフラムの最大撓み量Wmaxの説明から分かるように、第１面溝の長さ方向ａは大きいほど感度が良い。（ただし、余り大きくなるとセンサーサイズが大きくなるが。）すなわち、３００μｍ以上あればかなり良い感度が得られる。また、第１面溝Ｏの幅ｋに関しては図３(b)から分かるように、Ｐ１＜Ｐ２のときにすぐに側壁がつかない程度にすること（小さな圧力差により側壁が接触すればそれ以上の圧力差を検出できなくなる）、余り変形しすぎて側壁が破壊しない程度の寸法よりもｋが小さいことなどが要求されるが、圧力センサー素子の大きさがある程度大きくなっても良ければ、約１００μｍは確保できる。（尚、容量測定に無関係な側壁は厚くても良い）従って、その場合には前述したサイズの圧力伝達孔１１３１を形成することは全く問題ない。ただし、余り大きくすると外界から異物が侵入する可能性があるので、それらを総合的に考えて圧力伝達孔１１３１のサイズを選定すると良い。異物の侵入を簡単に除去するには、第１面溝Ｏと同じサイズの孔で良いという考えもある。圧力センサーの使用環境も考慮しても良い。
【００９７】
次に、図４(j)に示すように、第１面側の上壁１００６−２（１００６−２−１、１００６−２−２）と電気的な導通を取るためのコンタクト孔１１３２（１１３２−１、１１３２−２）を形成してこの部分に導電体１１３３（１１３３−１、１１３３−２）を形成する。第２面溝の幅ｄの長さによって、コンタクト孔１１３２の（この方向における）サイズは決定される。上述したように圧力差が小さいときやダイヤフラムとしての側壁の厚みが厚いときにはダイヤフラムの変位が小さいので、そのときにも容量変化を大きくするにはｄを小さくすることが効果的となる。しかし、余りｄを小さくすると第２面溝Ｑを形成するときのアスペクト比が大きくなり深堀エッチングが難しくなる。将来は優れた深堀エッチングが実現する可能性が大きいが、現状ではアスペクト比が３０程度が良い所と考えられるので、第２面溝のエッチング量ｈを約３００μｍとするとｄは約１０μｍ程度となる。電気不活性領域の幅ｅはかなり小さくても５Ｖ程度の耐圧は充分取れるが、プロセス上の限界から約１μｍ程度と考えると、コンタクト孔１１３２のサイズは約１〜３μｍとなる。一方、絶縁膜１１０２と１１１１のトータル厚みは耐圧面から１０００Ａあれば充分であるが、プロセス上の安定性から考慮すれば約０．５μｍ程度は必要となる。さらに接着層１１２９および薄板１１３０の厚みは、容量センサーを保護するという観点とプロセス上の安定度から考えると約５μｍは欲しい。そうすると全体のコンタクト孔の深さは約５．５μｍということになる。１μｍサイズでアスペクト比５．５のコンタクト孔１１３２を形成することは充分可能である。たとえば、絶縁体１１０２および１１１１がシリコン酸化膜で薄板１１３０もガラス板（或いは石英板）である場合には、薄板１１３０上に感光性膜を形成してコンタクト孔部分を窓開けして、さらにその窓からドライエッチング法（エッチングガスとして前述したようにＣＦ系ガスなど種々のガスを適宜条件やエッチング装置を選択する）により薄板１１３０、絶縁膜１１１１および１１０２を順次エッチングしていけば良い。或いは、感光性膜を用いずにマスク（或いはマスクレス）を用いてレーザーによる窓開けも可能である。コンタクト孔サイズがもっと大きくなればレーザー光やドライエッチング法によるコンタクト孔形成はもっと容易になるし、サイドエッチングも許容できるのでＷＥＴエッチングによるコンタクト孔形成も可能となる。
【００９８】
コンタクト孔１１３２を形成した後で、このコンタクト孔１１３２に導電体１１３３（１１３３−１、１１３３−２）を形成する。たとえば、バリアメタルやシード層金属をＰＶＤ法により形成してメッキ法によりコンタクト孔１１３２にメタルを形成できる。或いは、ＣＶＤ法やＰＶＤ法によってメタルやシリサイド膜を積層しても良い。コンタクトサイズがもっと大きくなれば、導電性ペーストを塗布し、スキージングしてコンタクト孔１１３２に導電性ペーストを入れ込むこともできる。導電性ペーストでコンタクト孔を埋め込む場合には適度な熱処理を行い導電体として安定化させる。さらに、薄板１１３０の上に金属膜やシリサイド膜や低抵抗のPolySi膜を積層しパターニングして電極・配線１１３４（１１３４−１、１１３４−２）を形成する。このようにしてＮ＋シリコン基板１００６−２（１００６−２−１、１００６−２−２）と電気的に接続する電極・配線１１３４を薄板上に取りだすことができる。図４(j)に示される２つの電極・配線１１３４−１と１１３４−２に数Ｖ程度の電圧を印加しても、導電体であるＮ＋シリコン基板１００６は絶縁体である電気不活性層１１１０によって分離されているので、２つの電極・配線１１３４−１と１１３４−２間には電気が流れない。前述したようにこの領域で容量（コンデンサ）を形成していて、第２面溝Ｑの空間における側壁電極による静電容量ＣはＣ＝ε＊Ｓ／ｄとなっていて、第１面溝Ｏの圧力Ｐ１と第２面溝Ｑの圧力Ｐ２との圧力差により第１面溝Ｏと第２面溝に挟まれた側壁が膨張したり窪んだりしてｄを変化させるので、この静電容量が変化する。逆に容量変化を検出して、Ｐ１−Ｐ２の圧力差を計算することが可能となる。尚、導電体１１３３と電極・配線１１３４の導電体膜は兼用することもできる。
【００９９】
上述した様に薄板１１３０はコンタクト孔１１３２、コンタクト内導電体１１３３や電極・配線１１３４を有するので、薄板１１３０の材質は絶縁体である。たとえば、ガラス板、石英板、セラミック板、プラスチック板などである。また、薄板１１３０は容量素子を保護する役割も有するので、ある程度の強度も必要である。薄板上の電極・配線は必要があれば長く配線して他の容量素子や容量以外の素子（たとえば、抵抗、インダクタ、トランジスタ、場合によってはＩＣ）と接続することもできる。その場合保護膜で配線や電極を保護することもできる。薄板１１３０や１１２６は本発明の静電容量素子型圧力センサーを保護する役目もあるので、ある程度強度が必要である。そのためにはある程度厚くする。たとえば、５０〜１００μｍ。もっと強度を持たせるには１００μｍ〜２００μｍ、さらに強度を持たせるには２００μｍ以上とする。特に薄板１１３０は厚すぎるとコンタクト孔１１３２のアスペクト比が大きくなるが、被覆性の良い方法で導電膜１１３４を形成するとか、薄板１１３０のコンタクト孔１１３２をテーパー化するなど種々の方法を取ることができる。尚、導電体膜１１３３は電極・配線１１３４を形成する導電体膜と兼用することもできる。
【０１００】
薄板１１３０を使用しないで、絶縁膜１１０２、１１１１にコンタクト孔を開けて、そのコンタクト孔へ金属膜、シリサイド膜や低抵抗のPolySi膜を積層してさらに絶縁膜１１１１上に電極・配線を形成することもできる。この場合は薄板を使用していないのでアスペクト比が小さくなるので、コンタクト孔への導電体膜を形成しやすい。さらに、電極・配線上に保護膜（シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、シリコン酸窒化膜やポリイミド膜などのパッシベーション膜）を形成し、パッド電極穴開けを行いパッド電極だけを露出させておくということもできる。この場合は、電極・配線は保護膜に保護されているので、信頼性も向上する。ただし薄板を用いた方が容量素子の保護特性（特に外部からの力に対する強度）は向上する。
【０１０１】
図６１は圧力伝達経路をさらに設けた圧力センサーを示す図である。図４(j)に示す構造の圧力センサの第２面側に支持層１１４２、１１４４を形成し、その上にプレート１１４６を接着する。プレート１１４６には圧力導入孔１１４７が開けられ、外部からの圧力Ｐ２を圧力伝達孔１１２７を通して第２面溝Ｑへ伝達する。薄板１１２６とプレート１１４６との間の空間１１４５は支持層１１４２、１１４４により作られた空間であり、全体がつながっていて各第２面溝Ｑへの圧力伝達孔１１２７が入り込んでいる。支持層１１４４は枠状で閉じていてこの枠の外側と内側を完全に分離し気密を保っている。また。支持層１１４２は柱状或いは壁状になっていて薄板１１２６とプレート１１４６を支えているだけで気密な空間を形成しているわけではなく、その外側および内側および周囲で圧力は同じ状態になっている。枠状の支持層１１４４だけでプレート１１４６を支持できればこの支持層１１４２はなくとも良い。支持層１１４２および１１４４は同時に形成できるので、工程負荷および工程付加にはならない。薄板１１２６上に感光性接着剤を塗布するか、感光性接着シートを張り付けて、露光現像して支持層１１４２、１１４４を形成することができる。このパターニングされた支持層１１４２、１１４４にプレート１１４６を張り付けて気密な空間１１４５を形成できる。プレート１１４６を十分な強度を有する材料（中が見える方が良ければ、ガラスや透明プラスチックが良い）を用いれば、第２面溝Ｑや圧力センサーを保護することができる。プレート１１４６の適当な部分に圧力導入孔１１４７を設ければ（レーザー法、エッチング法など種々の方法を使用できる）、この圧力導入孔１１４７から第２面溝Ｑへ圧力を導入できる。尚、薄板１１２６を使用せずにこのプレート１１４６を設けることもできる。図４(l)のような構造であればそのまま適用できるし、図４(j)のような構造の場合には支持層１１４２や１１４４を第１面溝の底壁などの上に（図では下に）設ければ良い。
【０１０２】
第１面側にも同様にして、電極・配線１１３４を形成した後に、支持層１１４８、１１５０を形成し、その上にプレート１１５２を接着させる。プレート１１５２には圧力導入孔１１５４が開けられ、この圧力導入孔１１５４から外部の圧力Ｐ１が第１面溝Ｏに伝達される。支持層１１５０は枠状に閉じられ、この枠の外に対して内側を気密な空間に保持する。支持層１１４８は、プレート１１５２と薄板１１３０を支持しているが、枠状の支持層１１５０だけで支持できれば必要はない。支持層１１４８の外側、内側、周囲は同じ圧力である。このようなプレート１１５２を備えることにより第１面溝Ｏや電極・配線１１３４や圧力センサーを保護することができる。尚、薄板１１３０を設けない場合でも（図６１では絶縁膜１１０２など省略している）直接支持層１１４８、１１５０を作製してプレート１１５２を接着することもできる。支持層１１４８、１１５０には感光性接着膜（たとえば、塗布法のよるもの、シートによるもの）を用いることができる。プレート１１５２の強度は使用環境に合わせて選定すれば良い。内部が見えるようにするには、ガラスや透明プラスチック等を使用すれば良い。点線で示すライン１１５６はスクライブラインであるが、第１面溝や第２面溝形成のときに一部或いは全部をあけておけば、プレート１１４６や１１５２だけの切断になるので、切断しやすい。切断には通常のダイシング法やレーザーダイシング法、エッチングダイシング法など種々の方法を用いることができる。
【０１０３】
次に図５に基づいて、高濃度不純物元素を有する低抵抗のシリコン半導体基板１２０１に、これと逆導電体の低濃度不純物元素を有する高抵抗のシリコン半導体基板１２０２を接合させた基板（複合基板とも言う）１２００を用いて良好な特性を持つ容量型圧力センサーを形成することもできる。この複合基板として、それぞれの半導体基板を貼り合わせた基板（貼り合わせ基板）や、高濃度不純物シリコン半導体基板に逆導電体の低濃度不純物元素を有する単結晶シリコンをエピタキシャル成長させたエピ基板を使用することができる。
【０１０４】
低抵抗のシリコン半導体基板１２０１がＮ型の場合には、不純物元素はヒ素（Ａｓ）、リン（Ｐ）、アンチモン(Ｓｂ)等のＶ族元素であり、その不純物濃度はたとえば、約１０１９／ｃｍ３以上で、抵抗率は約０．０１Ωｃｍ以下である。低抵抗のシリコン半導体基板１２０１がＰ型（いわゆるＮ＋シリコン）の場合には、不純物元素はホウ素（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）等のＶ族元素であり、その不純物濃度はたとえば、約１０１９／ｃｍ３以上で、抵抗率は約０．０２Ωｃｍ以下である。（ただし、圧力センサーの特性によってはこれらより１桁〜２桁高い抵抗率を有するものでも使用できる場合がある。）
【０１０５】
高抵抗のシリコン半導体基板１２０２がＮ型の場合には、その不純物濃度はたとえば、約１０１７／ｃｍ３以下（好適には、約１０１６／ｃｍ３以下）であり、抵抗率は約０．１Ωｃｍ以上（好適には、約０．７Ωｃｍ以上）である。高抵抗のシリコン半導体基板１２０２がＰ型の場合には、その不純物濃度はたとえば、約１０１７／ｃｍ３以下（好適には、約１０１６／ｃｍ３以下）であり、抵抗率は約０．３Ωｃｍ以上（好適には、約１Ωｃｍ以上）である。
【０１０６】
このような複合基板１２００の第１面（上面）および／または第２面（下面）に絶縁膜１２０３、１２０４を形成する。複合基板１２００の第１面とは高抵抗基板１２０２側の面であり、複合基板１２００の第２面とは低抵抗基板１２０１側の面である。絶縁膜１２０３、１２０４は、シリコン酸化膜（SiOx膜）、シリコン窒化膜（SiNx膜）、シリコン酸窒化膜（SiOxNy膜）などであり、これらは酸化、窒化、CVD法、PVD法、或いは塗布法（＋熱処理）などにより形成できる。尚、これらの絶縁膜１２０３、１２０４はプロセス中に複合基板の表面を保護したり、感光性膜を形成しやすくすることなどのために形成するので、プロセス上問題がなければ、絶縁膜を形成しなくても良い。
【０１０７】
次に図５(a)に示すように、感光性膜１２０５をパターニングして、第１面溝を形成するための窓１２０６（１２０６−１、１２０６−２）をあける。次に図５(b)に示すように、この窓１２０６（１２０６−１、１２０６−２）からその下に存在する絶縁膜１２０４を除去し、高抵抗の半導体基板の表面（第1面）を露出させる。絶縁膜１２０４の厚みは約０．１μｍ〜２μｍであるが、第１面溝を垂直に形成するために、窓１２０６に忠実な大きさで形成することが望ましい。そのため、絶縁膜１２０４の除去は、ドライエッチング法、それも異方性エッチングが望ましい。（この後、深いシリコン溝を異方性エッチングで形成するので、感光性膜１２０５もエッチングされて絶縁膜１２０４が出てきたときに、さらに絶縁膜１２０４もエッチングされてシリコン基板１２００が露出するとシリコン基板の表面が荒れたりダメッジを受けたりする。シリコン基板１２００が露出しないようにするために、絶縁膜１２０４の厚みを２μｍ以上にする場合もある。）
【０１０８】
次に図５(c)に示すように、窓１２０６の下に存在するシリコン基板１２０２および１２０１を順次エッチングして第1面溝Ｏ（Ｏ１、Ｏ２）を形成する。この第１面溝Ｏの内壁面は基板１２０２（高抵抗シリコン基板）の第1面に対して垂直になるようにエッチングすることが望ましい。しかも、窓１２０６のサイズとほぼ同じサイズで基板の深さ方向にエッチングする。ただし、第1面溝は第２面に達しないように適度な厚みを残してエッチングを終了する。このようにして深い第１面溝Ｏ（Ｏ１、Ｏ２）を形成する。
【０１０９】
次に、図５(ｄ)に示すように、アッシング法等のドライ法や或いはＷＥＴ法（レジスト剥離液、たとえば、有機系剥離液や、熱濃硫酸）を用いて、感光性膜１２０５をリムーブする。その後で、再度、感光性膜１２０８をパターニングする。高濃度の不純物層を形成すべき領域に感光性膜１２０８が残らないようにし、高濃度の不純物層を形成しない領域に感光性膜１２０８が残るように感光性膜１２０８をパターニングする。基本的には第１面溝Ｏにおける高抵抗基板１２０２の内壁側面には高濃度不純物層を形成するので、第１面溝よりも大きく窓開けされ、感光性膜１２０８は、図５(ａ)で示された感光性膜1205のサイズより小さくなり、感光性膜1205の内側に形成される。第１面溝Ｏに存在する感光性膜を現像液で取り除くためには、感光性膜はネガ型が望ましい。ネガ型感光性膜は、光や電子ビームが当たった所が現像液に不可溶となり、光や電子ビームが当たらない所が現像液に可溶となる。第１面溝の深い所に入った感光性膜まで光が届かない可能性が高いので、ポジ型では第1面溝に感光性膜が残る可能性がある。これに対してネガ型では、光が当たらない所の感光性膜は現像液で除去できるから、第１面溝の深い所に入った感光性膜も現像液で除去することができる。尚、感光性膜として、ドライフィルムタイプや液状タイプがある。ドライフィルムタイプではフィルムを基板等に張り付けて露光するので、第１面溝のような深い溝の中までフィルムが入らない可能性が大きい。従ってドライフィルムの方が本発明においては使用しやすい。しかも第１面溝や第２面溝を形成するときに厚いシリコン基板をエッチングするので、選択比の高い条件を選択しても感光性膜がかなりエッチングされる。たとえば、溝のシリコン基板を３００μｍエッチングする場合には、シリコンと感光性膜の選択比が５０としても、６μｍ以上の厚みが必要である。このような厚い感光性膜を形成するにはドライフィルムの方が扱いやすい。液状タイプのフォトレジストの場合、厚く形成することが困難であるということのほかに、第１面溝の内部深くまで液状レジストが入り込むので、たとえネガ型でも現像液で完全に取りきるのは時間がかかるという問題がある。
【０１１０】
次に図５(e)に示すように、感光性膜１２０８をマスクにして絶縁膜１２０４をエッチングし、感光性膜１２０８が存在する部分以外の絶縁膜１２０４を除去し、半導体基板１２０２の表面を露出させる。（尚、後述するイオン注入法を用いる場合には、感光性膜１２０８をリムーブせずに、さらに絶縁膜１２０４を除去しなくても良い。）その後で、感光性膜１２０８をリムーブし、図５(f)に示すように、絶縁膜１２０４がなくシリコン基板が露出した部分に高濃度の不純物拡散を行い、高濃度不純物拡散層１２１０（１２１０−１、１２１０−２）を形成する。この不純物元素の導電タイプは低濃度不純物（高抵抗）基板１２０２と逆である。たとえば、低濃度不純物（高抵抗）基板１２０２がＰ型であれば、Ｎ型の高濃度不純物拡散を行う。たとえば、リン（Ｐ）拡散を行う。すなわち、Ｐ型の高抵抗基板１２０２中にＮ＋層が形成される。第１面溝においては途中まで（高抵抗基板１２０２の厚み分）は、Ｐ型であるから、第１面溝の内壁にＮ＋層が形成される。第１面溝の深い方はＮ型基板で、しかもこの基板は不純物濃度が高く低抵抗基板であるから、この基板濃度がさらに濃くなるだけである。この結果、低抵抗基板１２０１は高抵抗基板１２０２のＮ＋層と接続して高濃度基板１２０２の表面まで電気的接続が可能となる。低濃度不純物（高抵抗）基板１２０２がＮ型であれば、Ｐ型の高濃度不純物拡散を行う。たとえば、ホウ素（Ｂ）拡散を行う。すなわち、Ｎ型の高抵抗基板１２０２中にＰ＋層が形成される。第１面溝においては途中まで（高抵抗基板１２０２の厚み分）は、Ｎ型であるから、第１面溝の内壁にＰ＋層が形成される。第１面溝の深い方はＰ型基板で、しかもこの基板は不純物濃度が高く低抵抗基板であるから、この基板濃度がさらに濃くなるだけである。この結果、低抵抗基板１２０１は高抵抗基板１２０２のＰ＋層と接続して高抵抗基板１２０２の表面まで電気的接続が可能となる。
【０１１１】
図５(f)に示す絶縁膜１２０４（１２０４−１、１２０４−２、１２０４−３）でカバーされている基板１２０２の部分には、不純物拡散層は形成されない。従って、この部分において、不純物拡散層１２１０は分断されている。後述するように、第１面溝Ｏ１とＯ２は第２面溝によって高濃度不純物（低抵抗）半導体基板１２０１の領域では完全に分離されているので、完成品の容量素子においては、拡散層１２１０−１と拡散層１２１０−２は電気的には導通していない。尚、高抵抗基板１２０２の不純物濃度が低い場合、基板表面が空乏化または反転しやすくなり、低い電圧差でも電気が流れやすくなる場合があるが、そのような可能性のある基板では、あらかじめ高抵抗基板１２０２の表面に同じ導電タイプのイオンをイオン注入して表面の不純物濃度を少し高めておけば良い。このイオン注入は基板１２０２の表面全体へ行なうことができるので、マスクプロセスは特に必要はないから、この工程追加によるコストアップや工程負荷は小さい。ただし、イオン注入量が多すぎると、基板表面濃度が高くなり、逆導電体型の拡散層１２１０との接合耐圧が低下するので、実用上問題ないレベルで行なう必要がある。さらに言えば、基板表面が空乏化または反転しやすくなるような基板ではなく、最初から基板表面が空乏化または反転しにくい少し高い濃度の半導体基板１２０２を使用すれば、イオン注入工程もなくすことができる。本発明の容量素子だけを形成する場合は、最初から基板表面が空乏化または反転しにくい少し高い濃度の半導体基板１２０２を使用することができるが、ＭＯＳトランジスタやバイポーラ等の他の半導体素子も同じ基板に形成する場合は、ＶＴＨ（閾値電圧）やベース抵抗等の制御のために高抵抗基板を使う必要があるから、イオン注入工程が必要となる可能性がある。
【０１１２】
図５(f)における不純物拡散は、たとえば以下のように行なう。BCl3やPOCl3等の不純物ソースから半導体基板（ウエハ）上にＢやＰの不純物拡散源を付着させ（適当な熱処理を行う）たり、ＣＶＤ法により半導体基板表面にＰＳＧ膜（Ｐを含むSiO2）やＢＳＧ膜（Ｂを含むSiO2）を積層させたりした後に、拡散炉でこの不純物拡散源から基板内へ不純物を拡散させる。拡散温度と時間によって不純物（拡散）層の深さが決定する。
【０１１３】
図５(f)に示した不純物拡散法は、上述のように拡散源をプリデポあるいは高濃度の不純物層を形成しその層から基板中に拡散を行う方法であるが、イオン注入を用いて行なうこともできる。その方法を図６に示す。すなわち、図６に示す構造は、図５(e)に示す構造と同じであるが、この構造の半導体基板１２００の第１面側から高濃度イオン注入を行う。ここで注入するイオンは高抵抗基板１２０２の導電タイプと逆のイオンである。たとえば、高抵抗基板１２０２の導電タイプがＰ型であれば、Ｎ型不純物元素（Ａｓ、Ｐ、Ｓｂなど）のイオン注入を行う。高抵抗基板１２０２の導電タイプがＮ型であれば、Ｐ型不純物元素（Ｂ．Ａｌなど）のイオン注入を行う。イオン注入のシリコン中への注入深さはイオン種とその加速電圧によって決められ（もちろん、シリコン基板の結晶方位依存性もある）、不純物濃度はイオン注入量（ドーズ量）によって決められる。また、イオン注入した後の熱処理条件（たとえば、温度、時間）でどの程度拡散するかによって不純物層の濃度や深さが決定される。
【０１１４】
加速電圧は、イオンの種類と注入する深さにより適宜選択すれば良い。また、注入量に関しては、注入後に熱処理を行い形成した拡散層（不純物層）の不純物濃度が図５で示した拡散層１２１０と同程度であるから、たとえば、Ｎ型で１０１９／ｃｍ３以上、Ｐ型で１０１９／ｃｍ３以上になるようにすると、かなり低い抵抗となる。このような濃度にするには、たとえば、イオン注入量を１０１４／ｃｍ２以上、好適には１＊１０１５／ｃｍ２以上とする。もっと好適には３＊１０１５／ｃｍ２、さらに好適には５＊１０１５／ｃｍ２とすれば、拡散層１２１０の抵抗をさらに下げることができる。
【０１１５】
Ｂイオン（Ｂ＋）の場合には、たとえば１００kevの加速電圧で（シリコン中）ピーク深さが約０．３μｍ（標準偏差０．０７μｍ）である。Ｐイオン（Ｐ＋）の場合には、たとえば１００kevの加速電圧で（シリコン中）ピーク深さが約０．１２μｍ（標準偏差０．０５μｍ）である。この後、熱処理をして不純物層を広げる。
【０１１６】
本発明においては、第１面溝Ｏの側壁にも不純物層を形成する。イオン注入法では、通常チャネリング防止のためにイオン注入の進行方向に対して半導体基板を少し傾けて（イオン注入角度を持って）イオン注入を行うが、第１面溝Ｏは深いためイオン注入されない領域が存在する。イオン注入角度を基板面に垂直に注入しても、第１面溝Ｏは基板面（第１面）に対してほぼ垂直な側壁を持つので、この垂直な側壁の内面には殆どイオン注入されない領域が存在する。第１面溝の深い方の基板１２０１は、イオン注入する不純物元素と同じ導電タイプであって高濃度不純物元素を有する低抵抗の半導体基板であるから、この部分にはイオン注入されなくても良いが、その上に接合する高抵抗の基板１２０２は、逆導電タイプの基板であるから、第１面溝Ｏの側壁の内面にイオン注入して高濃度の不純物層を形成する必要がある。そのために回転イオン注入法を用いてイオン注入を行う。すなわち、基板面（第１面）の法線に対してイオン注入角度をα°傾けて、かつ基板を回転させてイオン注入１３００を行う。この回転イオン注入により第１面溝側壁内面（のどの方向）にもイオン注入され、所定濃度の不純物層１３０２（１３０２−１、１３０２−２、１３０２−３、１３０２−４）が形成される。尚、イオン注入がα°傾いているので、感光性膜１２０８や絶縁膜１２０４の下の周辺付近にも少しまわりこんでいく。しかし、絶縁膜１２０４の幅を充分に取れば（イオン注入の加速電圧やイオン注入量、α°、その後の熱処理条件などにもよるが、約５μｍ以上）不純物層１２１０−２と１２１０−３がつながることはない。
【０１１７】
高抵抗基板１２０２の厚みをｕ、第１面溝の幅をｖとすると、tanα＜ｖ／ｕであるように、イオン注入角度α（ただし、αは０度ではない）を設定すれば、回転イオン注入法によって第１面溝の側壁の内面における高抵抗基板領域全体にイオン注入層１３０２を形成できる。たとえば、ｕ＝２０μｍ、ｖ＝１００μｍとすると、tanα＜５となるような角度（約７８度）より小さい角度で回転イオン注入をすれば良い。回転イオン注入法により形成した不純物層を活性化するために、熱処理を行う。たとえば、９００℃の温度で３０分以上アニールすれば充分活性化される。ハロゲンランプアニールであれば１０００℃で３０秒以上アニールすれば良い。不純物層１３０２の不純物を拡散して不純物層を広げても良い。絶縁膜１２０４の下には不純物層１３０２は形成されないし、絶縁層１２０４の幅をある程度取れば、その後の熱処理によっても不純物拡散層１３０２が絶縁膜１２０４の下でつながることはない。絶縁膜１２０４は第1面溝Ｏの周囲を取り巻いているので、たとえば、不純物（拡散）層１３０２−２と１３０２−３は高抵抗基板１２０２の領域ではつながらない。すなわち、不純物（拡散）層１３０２−２と１３０２−３の間に逆導電型の低濃度（高抵抗）半導体層１２０２が存在するので、低抵抗基板１２０１がなければ、電気的に導通はしない。（もちろん、不純物（拡散）層１３０２−２と１３０２−３は一定距離離れているので、この距離に相当する耐圧より大きな電圧をかけるか、高抵抗半導体基板１２０２の不純物濃度に起因する逆方向耐圧より大きな電圧をかければ、電流は流れるが、それらの耐圧以下の電圧印加では電流は流れない。不純物（拡散）層１３０２−２と１３０２−３との距離を1μｍ以上、工程項半導体基板１２０２の不純物濃度を１０１７／ｃｍ３以下にすれば、１０Ｖ以上の耐圧があるから、容量素子の実用上は問題ない。）
【０１１８】
尚、図５(f)では、高濃度不純物層をシリコン基板１２０２の表面に作成するために、事前に不純物層１２１０を形成すべき部分の絶縁膜１２０４を取り除いていたが、図６に示すイオン注入法の場合には、この絶縁膜１２０４を残しておいても良い。この絶縁膜の厚みを考慮してイオン注入の加速電圧を選択すれば、この絶縁膜をイオンが突き抜けてシリコン基板に入っていく。このときのイオン注入のマスクは１２０８の感光性膜１２０８ということになる。従って、イオン注入法においてはこの感光性膜１２０８をイオン注入前にリムーブしておく必要はない。特に回転イオン注入法ではこのマスクにより影になる部分もない。尚、図５(f)では不純物層を形成するときに、熱処理を行うので、事前に感光性膜１２０８や絶縁膜１２０４等をリムーブしておく必要がある。このように、図５(f)の高濃度不純物層の形成法（プリデポ法）では工程が増えるので、上述の回転イオン注入法を用いれば、工程が簡略化できる。
【０１１９】
図５(f)や図６に示したように、不純物拡散層１２１０（図６においては、不純物層１３０２）を形成した後に、図５(g)に示すように、イオン注入やプリデポなどによるダメッジや汚染の除去、或いは露出したシリコン基板の保護のために、絶縁膜１２１２（１２１２−１、１２１２−２）を形成する。第１面溝Ｏ１側に形成する絶縁膜を１２１２−１、第1面溝Ｏ２側に形成する絶縁膜を１２１２−２と称す。既存の絶縁膜１２０４を残して形成しても良いが、この場合は、既存の絶縁膜１２０４も厚みが増す。或いは、絶縁膜１２１２を形成する前に、露出したシリコン表面や絶縁膜１２０４の表面のダメッジや汚染を除去するために、それらの表面を洗浄したり、軽くエッチングしてから絶縁膜１２１２を形成しても良い。或いは、表面の絶縁膜１２０４および／または第２面の絶縁膜１２０３をエッチングしてから、絶縁膜１２１２を形成することもできる。絶縁膜１２１２の厚みはこの段階では、露出したシリコン基板の保護や汚染などが目的であるから、約１０００Ａもあれば良い。尚、図６に示すようなイオン注入法の場合には、シリコン基板１２００に絶縁膜を形成してイオン注入を行っても良いので、既に絶縁膜が存在する場合にはここで再度絶縁膜を形成する必要はない。絶縁膜１２１２の形成方法として、酸化、窒化、酸窒化、ＣＶＤ法やＰＶＤ法による積層などがある。また、前述したイオン注入層やプリデポ層を形成後のアニールや拡散処理と兼用して絶縁膜形成を行なっても良い。
【０１２０】
次に、図５(h)に示すように、第２面に感光性膜１２１４（１２１４−１、１２１４−２）をパターニングする。このパターニングは第２面溝Ｑを形成するためであるから、第２面溝Ｑをあけるべき領域を窓開けする。第１面溝Ｏの領域は通常はエッチングしないので、図５(h)に示すように、第１面溝Ｏ１の領域は感光性膜１２１４−１で、第１面溝Ｏ２の領域は感光性膜１２１４−２でカバーする。次に感光性膜１２１４をマスクにして絶縁膜１２０３をエッチングする。このエッチング法はＷＥＴ法またはＤＲＹ法であるが、この後の第２面溝Ｑのエッチング時のサイドエッチングやエッチングばらつきを抑えるために、サイドエッチングの小さなエッチング、好適には感光性膜１２１４に忠実なエッチングが良い。たとえば、ＲＩＥ等の異方性エッチングを用いる。尚、感光性膜１２１４がシリコン半導体基板１２０１に対して密着性等の問題がなくパターニングできることや第２面溝Ｑをエッチングするときに感光性膜１２１４がなくならないなどで絶縁膜がなくても良ければ、絶縁膜１２０３を除去してから感光性膜１２１４を形成しても良い。しかし、絶縁膜が必要であって、絶縁膜１２０３だけの厚みで不足であれば、あらたに絶縁膜を形成してから感光性膜１２１４を形成しパターニングしても良い。
【０１２１】
次に、図５(i)に示すように、感光性膜パターン１２１４および絶縁膜パターン１２０３（１２０３−１、１２０３−２）をマスクにしてシリコン基板１２００をエッチングし、第２面溝Ｑ（Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３）を形成する。このエッチングでは、図４において説明したように、第１面溝Ｏと第２面溝Ｑとの間の側壁１２１６（１２１６−１、１２１６−２、１２１６−３、１２１６−４）の厚みをできるだけばらつきを少なく形成することが重要である。特に容量（１２１６−２、１２１６−３）を構成する側壁の厚みを精度良く形成する。（尚、隣接して容量を形成することもできるので、Ｑ１とＱ３もＱ２と同様に容量空間を作ることもできる。その場合には、１２１６−１や１２１６−４の厚み精度も非常に重要となる。）従って、第１に感光性膜１２１４と第１面溝Ｏとの位置合わせを精度良く行なう必要がある。この位置合わせ精度を高める方法として前述したように種々の方法がある。第１面溝Ｏの底壁１２１８（１２１８−１、１２１８−２）は非常に薄くなっているので、この底壁を透過できる波長を持つ光や電磁波（Ｘ線、γ線など）や粒子線（電子線やα線など）を第１面側から照射し第２面側で受けて位置合わせが可能である。特に照射する光や電磁波の波長や強度を調整すれば、感光性膜１２１４の感光性に影響を与えずに位置合わせができる。さらには、音波なども利用できる。
【０１２２】
また、シリコン基板１２００のサイドエッチングを抑えるとともに、エッチングばらつきを少なくする。第２面溝の深さは深い方が容量値を大きくすることができるので深い方が望ましいが、深くなればなるほどエッチングばらつき量も増えて来るので、エッチングばらつきやサイドエッチング量の小さなエッチン方法で行なう。また、深さ方向についてもエッチング速度ができるだけ速くかつエッチングばらつきの少ないエッチング方法で行なう。また、エッチングのマスクとなる感光性膜１２１４とエッチングされる材料（ここでは、シリコン）とのエッチング選択比が大きいエッチング方法で行なう。これらの条件を満足するエッチング方法としてボッシュ法やクライオ法やアルバック法によるエッチングがあり、その他の種々のエッチング方法も種々開発適用されている。本発明においてはこれらの方法を適宜選択して使用できる。
【０１２３】
上述した精度の良い感光性膜１２１４の合わせ込みやサイドエッチングの小さなエッチング方法およびエッチングバラツキの小さなエッチング方法などによって、容量を構成する側壁１２１６（１２１６−２、１２１６−３など）を非常に薄く作成することができる。（これらは、容量成分の電極となる。）たとえば、１０μｍ、好適には７μｍ、もっと好適には５μｍ、より好適には３μｍ、さらに好適には１μｍにすれば非常に小さな圧力差まで検出できる。すなわち、側壁１２１６（１２１６−２、１２１６−３）は小さな圧力差でも変形しやすくなる。また、容量成分としての電極間距離（第２面溝Ｑ２等の幅）も小さくすることができ感度の良い容量変化を検出することができる。（電極間距離が小さくなると、少ない変形量でも容量変化が大きくなる。）尚、容量成分を構成しない部分（たとえば、第１面溝Ｏ１の側壁１２１６−１や底壁１２１８−１、第１面溝Ｏ２の側壁１２１６−４や底壁１２１８−２）はもっと厚くできる。従って、容量成分を構成しない部分はパターニング許容度やエッチング許容度を持たせることができる。（また、これらの部分を厚くすることにより、第１面溝の強度を大きくすることができる。）
【０１２４】
この実施形態において特に重要な点は、この第２面溝Ｑの形成時のエッチングにおいて、低濃度基板１２０２に達するまでエッチングし、深さ方向に関して高濃度シリコン基板１２０１を完全にエッチングすることである。しかし、低濃度基板１２０２内に第２面溝の底部ＱＢ（ＱＢ１、ＱＢ２、ＱＢ３）が存在するので、第１面溝Ｏは低濃度基板１２０２により支持されている。これにより、容量を構成する対向電極（たとえば、１２１６−２と１２１６−３）は高濃度基板１２０１内では完全に離間していて、低濃度基板内１２０２内では低濃度領域をそれらの間に挟んでいる（すなわち、絶縁膜１２０４の下の低濃度領域１２０２には高濃度不純物層１２１０は形成されない）ので電気は流れない。容量の領域を構成する第２面溝Ｑ２の部分を見ると、高濃度基板１２０１の厚みをｎ１、低濃度基板１２０２の厚みをｎ２、基板１２００のエッチング量をｎ３とすればｎ３＞ｎ１となるようにエッチングし、これを満足したときにエッチングを終了して第２面溝を形成する。このときに、ｎ２＋ｎ１＞ｎ３でなければならない。第１面溝Ｑはエッチングされた後の残っている基板１２０２によって支持されているので、充分な寿命と信頼性がなければならないので、一定の厚みが必要となる。この厚みは、通常２０μｍ以上であるが、使用環境によっては、さらに厚くしなければならないし、もっと薄くても良い場合もある。深さ方向のエッチングばらつきも極力小さくしなければならない。このばらつき量をエッチング量のΔｇ％とすれば、確実に高濃度基板をエッチングするには、（ｎ３−ｎ３＊Δｇ／１００）＞ｎ１、（ｎ３＋ｎ３＊Δｇ／１００）＜（ｎ１＋ｎ２）とする。現状のエッチング法ではΔｇは約１〜１０％であるから、この分を考慮する必要がある。Δｇが約５％の場合には、ｎ１が２００μｍとするとｎ３＞２１１μｍであり、ｎ３はこれ以上の場合は小さい方が良いので、２１５μｍのエッチングを行うとすれば、ｎ１＋ｎ２＞２２６μｍとなる。低濃度基板の強度を保つには２０μｍ以上必要とすれば、ｎ２＞４６μｍとなる。最初の基板厚みもばらついているので、それらも考慮する必要がある。以上から、この例では、基板厚みばらつきを考慮せずに、ｎ２を約５０μｍとすれば良い。（あるいは、これ以上）当然のようにばらつきの小さい手法を実現すれば、基板１２０２の厚みをかなり薄くできる。
【０１２５】
次に、図５(j)に示すように、感光性膜１２１４をリムーブした後、必要により第２面溝Ｑの内壁のダメッジや汚染などの除去のために、第２面溝内壁や、その他の部分を洗浄等行い、さらにそれらの目的に加えて、第２面溝Ｑの保護のために絶縁膜１２２０（１２２０−１、１２２０−２、１２２０−３）を形成しても良い。次に第１面側で、絶縁膜１２１０の所望の部分にコンタクト孔１２２２（１２２２−１、１２２２−２）をあけて、さらにその部分に導電体１２２４（１２２４−１、１２２４−２）を積層させ、さらにその導電体１２２４に接続する導電体膜を付けてパターニングし電極・配線１２２６（１２２６−１、１２２６−２）をパターニングする。これらのパターニングは通常のフォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を使用できる。（導電体膜１２２４と１２２６は兼用できる。）電極・配線１２２６は別の場所に伸ばして他の容量或いは他の素子（抵抗、トランジスタ、ＩＣなど）と接続することもできるし、他の配線・電極と接続しても良い。或いは、図４に示すように蓋などをつけても良いし、保護膜でカバーしても良い。電極・配線１２２６−１は導電体１２２４−１および高濃度不純物拡散層１２１０−１を通じて第１面溝部Ｏ１の側壁１２１６−２へ接続する。側壁はその上部を除いて高濃度不純物（低抵抗）半導体基板１２０１である（側壁の上部は高濃度不純物拡散層が形成されている）から、これらの電位は同電位となる。一方、電極・配線１２２６−２は１２２４−２および１２１０−２を通じて第１面溝部Ｏ２の側壁１２１６−３へ接続する。側壁はその上部を除いて高濃度不純物（低抵抗）半導体基板１２０１である（側壁の上部は高濃度不純物拡散層が形成されている）から、これらの電位は同電位となる。電極・配線１２２６−１と電極・配線１２２６−２は低濃度不純物基板１２０２により電気は流れないので、容量を構成する側壁電極１２１６−２と１２１６−３との間で容量空間第２面溝Ｑ２の容量を検出することができる。
【０１２６】
以上のようにして、電極・配線１２２６−１と１２２６−２の間で、第２面溝Ｑ２を空間領域（空間成分）とした容量素子を形成できる。このような容量素子を複数並列におよび／または直列につないで行くこともできる。このつなぎかたは、不純物拡散層１２１０でつなげても良いし、高濃度不純物基板でつなげても良い。ただし、このつなげ方には限度がある（第２面溝Ｑによる高濃度基板１２０１の分離や絶縁膜１２０４の下に存在する低濃度不純物領域などにより、つなげることができない場合がある）ので、そのときは配線・電極１２２６によって接続することができる。
【０１２７】
図７に示す実施形態は、図５に示す実施形態と同様に、低濃度不純物基板および高濃度不純物基板の二種類の濃度を有する基板が接合した複合基板を用いる。図７(a)および図７(b)に関しては、図５(a)および図５(b)と同様であるから、その説明を省略する。図７(c)に示すように、この実施形態では、第１面溝Ｏは第２面に貫通する貫通溝である。（溝の定義とは少し意味合いが異なるが、これを第1面貫通溝Ｒ（Ｒ１、Ｒ２）と称する。後の説明で溝となることが分かる。）図５に示す第１面溝Ｏは、第２面には達しないので基板１２００のエッチングを途中で終了する必要がある。この方法としては、エッチング速度をできるだけ一定にして、かつばらつきも小さくし、時間管理でエッチングを行う方法である。たとえば、エッチング速度をｒ０として、一定時間ｔ１だけエッチングすると、第１面溝深さはｒ０＊ｔ１となる。エッチングばらつきをエッチング量のｆ％とし、第１面溝Ｏの底壁の厚み（最低限残しておくべき量）をｊとすると、基板１２００の厚みはｒ０＊ｔ１＊（１＋ｆ／１００）＋ｊとなる。ｊ＝２０μｍ、ｆ＝５％、第１面溝深さを３００μｍとすれば、基板厚みは３３５μｍとなる。ｆが大きくなれば当然基板厚みを厚くする必要がある。このように常にエッチングばらつきを考慮して基板厚みを計算し、容量の設計をしなければならない。すなわち、第１面溝深さにはエッチングばらつきを考慮せざるを得ない。
【０１２８】
そこで本実施形態では、エッチングばらつきを考慮しなくても良い構造と方法を提供する。本発明の実施形態では、基板１２００を貫通して貫通溝を形成するので、第１面貫通溝のエッチングばらつきを考える必要がない。すなわち、貫通溝の深さは基板１２００の厚みと同じとなる。（厳密には、第１面および第２面上に絶縁膜１２０４および１２０３等を形成する場合があるので、その分を加えたものとなる場合がある。絶縁膜を用いなければ、基板１２００の厚みと同じくなる。）第２面側に絶縁膜１２０３を形成する場合には、第1面貫通溝がこの絶縁膜１２０３に到達したときに、この絶縁膜１２０３を垂直にエッチングしていくためにエッチング条件を変更した方が良い場合もある。第１面貫通溝の側壁の厚みをできるだけ一定とするために、開口１２０６（１２０６−１、１２０６−２）のサイズに可能な限り忠実にエッチングし、第１面貫通溝の側壁は第１面および第２面に対して可能な限り垂直にエッチングする。貫通溝であるために、必ずしも第1面からエッチングする必要はなく、第２面からのエッチングでも良い。従って、第２面側にもエッチングパターンが形成されるので、第２面溝形成のときには、感光性膜の位置合わせ精度が飛躍的に向上する。
【０１２９】
次に図７(d)に示すように、感光性膜１２０５をリムーブし、新たな感光性膜１２０８（１２０８−１、１２０８−２、１２０８−３）をパターニングすることは、図５(d)と同様である。次に図７(e)に示すように、この感光性膜１２０８をマスクとして下地の酸化膜１２０４をエッチングすることも、図５(e)と同様である。次に図７(f)に示すように、高濃度不純物層１２４０（１２４０−１、１２４０−２、１２４０−３、１２４０−４）を形成することも、図５(f)と同様である。図７(f)では、高濃度不純物層１２４０は、貫通溝の下部にも当然形成される。ただし、この下部領域は高濃度不純物を有する低濃度基板１２０１であるから、この領域に高濃度不純物層が形成されても特に問題はない。このように、第１面の絶縁膜がない部分および貫通溝の内壁全体に不純物層が形成される。
また、図６に示した回転イオン注入も用いることができる。この場合に、第１面貫通溝の下部までイオン注入する必要がなく、低濃度基板１２０２の領域部分に確実にイオン注入できれば良いことも図６に示した場合と同様である。
【０１３０】
次に、図７(g)に示すように、露出したシリコン上に絶縁膜１２４２（１２４２−１、１２４２−２、１２４２−３、１２４２−４）を形成する。これも図５(g)と同様であるが、貫通溝の下部にも絶縁膜を形成する。次に、図７(h)に示すように、第２面に第３基板１３６２を接合する。第３基板１３６２は、高濃度不純物基板１２０１が露出している（たとえば、絶縁膜１２０３がない）場合においてこれに第３基板１３６２を直接接合するときは、絶縁基板である必要がある。何故なら、高濃度不純物基板１２０１と第３基板１３６２が電気的に導通してしまう。高濃度不純物基板１２０１に絶縁膜１２０３等が形成されてこの絶縁膜１２０３等によって高濃度不純物基板１２０１と第３基板１３６２が電気的に導通しない場合には、第３基板１３６２は導電体基板であっても良いし、半導体基板であっても良い。もちろん、絶縁基板であっても良い。第３基板は、好ましくは位置合わせする光等に対して透明であると良い。このことは肉眼では不透明でも位置合わせする光等を第１面側から照射してこの基板を透過すれば、貫通溝Ｒの位置を正確に知ることができるので、この後の第２面溝形成用の感光性膜形成パターンの合わせ精度を飛躍的に向上することができる。肉眼でも第２面側から貫通溝Ｒを観察したければ、可視光に透明な基板とすれば良い。たとえば、ガラス基板、石英基板や透明プラスチック基板が良い。尚、第３基板として導電体基板を用いれば静電気対策ともなる。
【０１３１】
ここで、第２面に第３基板を１３６２を接合する方法について説明する。第２面に絶縁膜１２０３がない場合において、第３基板がガラスであれば半導体基板１２００と陽極接合が可能であり、強固に接合できる。低濃度不純物基板１２０２に高濃度不純物（拡散）層１２４０を形成した後にガラス基板１３６２を接合すれば、この後で、５００℃以上の高温処理をしないプロセスを取ることができるので、ガラス基板とシリコン基板の熱膨張差などによるガラス基板とシリコン基板の接合を破壊するプロセスを取らなくても良い。従って、第1面貫通溝Ｒの底に付着したガラス基板１３６２が離れることはないし、かなりの圧力差まで接合が破壊することはない。第２面に絶縁膜がある場合でもシリコン酸化膜（SiOｘ膜）以外の絶縁膜（SiNｘ膜など）であれば、陽極接合が可能である。（将来的にはシリコン酸化膜とガラスとの陽極接合も可能となると思われる。）半導体基板１２００の第２面にシリコン酸化膜１２０３が存在する場合には、このシリコン酸化膜をエッチングすれば良い。このエッチングはドライエッチングでもWETエッチングでも使用できる。その後に、ガラス基板１３６２を第2面に陽極接合すれば良い。接着層を用いても第２面側に第３基板１３６２を付着することができることは前述の通りである。
【０１３２】
次に図８に基づいて、半導体基板１２００に第３の基板を接合する一般的方法について説明する。第３基板はガラス基板でもセラミック基板でもプラスチック基板でも導電体基板でも、基本的にはどんな基板でも良い。図８(a)に示すように、半導体基板の第２面側に接着層１３６１を形成する。この形成方法としては、半導体基板の第２面側にスプレー方式で塗布したり、接着シートを貼りつける方法がある。これらも本発明には使用できるが、接着層が貫通溝Ｒに入り込むおそれがある。接着層が余り入り込むと容量特性を悪くするのでできるだけ入らないようにする。接着層を貫通溝Ｒに余り入らないようにするには、塗布法よりはシート法がコントロールしやすい。フォトリソ法で取り除いても良い。また感光性膜を接着層として使用すれば、フォトリソ法を用いて貫通溝Ｒの部分の接着層（感光性膜）を取り除くこともできる。また、スタンプ法を用いて接着剤（液）へ第２面を接触させて接触面だけに接着層をつけることができるので、貫通溝Ｒの内部に接着層が入り込むのを防止できる。
【０１３３】
次に、図８(b)に示すように、第３基板１３６２を貼りつけたプレート１３６４を第２面に押しつけて、第２面の接着層を介して第３基板１３６２を接着させる。プレート１３６４に第３基板１３６２は接着層（第２接着層）１３６３に接着している。第２面の接着層１３６１に対して第３基板１３６２が強固に接着する温度（この温度をT１とする）以上の温度や光（或いは電磁波）を照射して第３基板を半導体基板１２００（或いは、絶縁膜１２０３）へ接着する。接着層１３６１が光を照射して第３基板と半導体基板を接着し硬化するタイプである場合には、第３基板１３６２もプレート１３６４も当該光を透過する材料とする。また、接着層１３６１がT１以上で第３基板と半導体基板を接着し硬化するタイプである場合には、接着層１３６１は熱硬化性の接着樹脂とする。一方、第２接着層１３６３はある温度（この温度をT２とする）以上で接着性を失い軟化する熱可塑性接着性樹脂とする。Ｔ１＜Ｔ２であるような樹脂を選定することにより、接着層１３６１に第３基板１３６２を接着させたプレート１３６４を押しつけた後に、Ｔ１とＴ２の間の温度で熱処理することにより、第３基板１３６２は（プレート１３６４とともに）強固に半導体基板１２００に付着する。この強固な付着が行なわれた後に、Ｔ２以上の温度に上げて熱処理をすることにより、第３基板１３６２とプレート１３６４の接着力は小さくなる。その状態で図８(c)に示すように、プレート１３６４を離せば第３基板はプレートから離れ半導体基板に強固に付着した状態になる。
【０１３４】
図８に示す基板の接着方法は、第３基板１３６２と半導体基板１２００を貼り合わせる前において、第３基板１３６２とプレート１３６４は第２接着層１３６３を介して強固に接着しているので、第３基板１３６２と半導体基板１２００を強固に貼り合わせるまで、第３基板１３６２と半導体基板１２００との位置ずれは殆ど発生せず、精度の高い貼り合わせが可能である。従って、第３基板にパターンが形成されている場合でも、それらのパターンと半導体基板のパターンとの位置ずれも非常に小さくできる。しかし、第３基板にパターンが形成されていない場合など、半導体基板との精度の良い貼り合わせをする必要がないときには、第３基板１３６２とプレート１３６４との強固な接着は必要がないので、第２接着層１３６３は接着テープのような接着力がそれほど強固でないものでも使用できる。またその場合には、プレート１３６４と接着層１３６３との付着は真空引きや静電力で行なうこともできる。さらに、第３基板がある程度の強度を有していれば接着層１３６３を使用せずに直接プレート１３６４へ真空引きや静電力により付着させて、半導体基板へ付着しても良い。その場合は、真空引きや静電力をなくせば第３基板１３６２がプレート１３６４から離れるので、取り扱いが簡単である。さらに、第３基板１３６２が磁石に付着するものであれば、プレートに電磁石機構を持たせれば、電磁力をコントロールすることにより簡単に第３基板をプレートに付着させたり離したりすることが可能となる。このような第３基板としては鉄、ニッケル、コバルトやこれらの合金など種々の磁性体材料を使用できる。さらには、これらの材料に絶縁材料等や保護膜を被覆したものも使用できる。（導電材料の場合にも、絶縁材料を被覆した第３基板を用いれば、半導体基板１２００に直接付着することができる。）
【０１３５】
上述した方法を使えば、第３基板を非常に薄くできるので、半導体基板１２００などに第３基板を付着させた後における第２面溝形成の感光性膜のパターニングも精度良く行なうことができる。すなわち、透明基板の場合には直接第２面側から直接位置合わせができるが、透明基板でなくとも前述したように第１面側から第３基板を透過できる光や電磁波や音波を出したりすれば、第１面貫通溝Ｒに対して第２面溝の感光性膜パターンを精度良く合わせることができる。或いは、裏側から第２基板側へ第２基板の厚み程度を通過して第１面貫通溝の底から反射して来る光や電磁波や音波を使えば、第１面貫通溝Ｒに対して第２面溝の感光性膜パターンを精度良く合わせることができる。また、第２面溝形成のエッチングのときに第３基板を最初にエッチングしなければならないので、薄い第３基板の場合には、第３基板のエッチングも容易にしかも精度良くパターンに忠実に行なうことができる。この結果、第２面溝も非常に精度良く形成することができ、本発明の容量を精度良く形成できる。
【０１３６】
第３基板を非常に薄くする方法として、第３基板１３６２をプレート１３６４に貼りつけた状態（図８(a)の下側の状態）で、第３基板の表面からエッチングすれば良い。たとえば、ＣＭＰ（Chemical  Mechanical  Polishing）を用いて薄くできる。或いは、ドライエッイングやWETエッチングや通常のBG（Back  Grind）法も用いることができる。現状のCMP法によれば、ガラス基板やシリコン基板を約２０μｍの厚み程度は問題ないので、将来はさらに薄い基板も作成できる。このように非常に薄くなった基板は、単独では取り扱いが困難であるが、図８に示した方法では、プレート１３６４に貼りついているので、通常の取り扱いで半導体基板１２００等に付着できる。半導体基板１２００等に強固に付着した後は、プレートから薄い第３基板を離しても第３基板が変形したり位置ずれを起こすことはない。或いは、第３基板１３６２を半導体基板１２００に貼りつけてから、第３基板を薄くしても良い。ただし、薄くする方法は同じであるが、工程を付加することになるので、容量作成プロセス工程が長くなる。しかし、（薄くなった第３基板を付着させる工程を行うことなく）薄くなった状態でそのまま次の工程に進ませることができるので、プロセスとしては安定する。
【０１３７】
次に図７(i)に示すように、第２面溝を形成するための感光性膜１３６６（１３６６−１、１３６６−２）をパターニングする。第２面溝Ｑを形成するときに、第１面貫通溝Ｒと第２面溝Ｑの間に側壁も形成される。従って第１面貫通溝Ｒをエッチングしないように第１面貫通溝Ｒの領域を感光性膜１３６６（１３６６−１、１３６６−２）でカバーする。前述したように、第３基板が透明の場合には第１面貫通溝Ｒに直接この感光性膜１３６６のパターニングが可能であるから、精度良く感光性膜１３６６を合わせることができる。第３基板が透明でなくても第３基板を薄く（たとえば、５０μｍ以下、好適には３０μｍ以下、もっと好適には２０μ以下、さらに好適には１０μｍ以下）すれば、光や電磁波や音波をある程度透過できるので、第１面貫通溝Ｒに感光性幕１３６６のパターンを合わせることができる。従って、現状でも０．５μｍ以下、好適には０．３μｍ以下、もっと好適には０．２μｍ以下、さらに好適には０．１μｍ以下の合わせ精度を実現できる。
【０１３８】
次に図７(j)に示すように、感光性膜１３６６のパターンを用いて、下地の第３基板１３６２をエッチングする。可能な限り感光性膜１３６６のパターンに忠実であるようにエッチングする。すなわち、第３基板１３６２をほぼ垂直にエッチングする。第３基板がガラスや石英の場合にはシリコン酸化膜（SiO2）が主成分であるから、それらをエッチングするとともにサイドエッチングの小さいエッチング法で行う。たとえば、ＣＦ４、Ｃ２Ｆ６、Ｃ４Ｆ６、ＣＨＦ３、ＳＦ６、塩素系ガス等のガスを用いたＲＩＥ等のドライエッチングがある。第３基板がシリコン基板であるときも同様のガスで垂直にエッチングできる。（ただし、エッチング条件は異なるであろう。）他の種類の材料でできた基板の場合には、その材料に合わせたエッチング条件を使用すれば良い。次に図７(j)に示すように、題３基板の下地の絶縁膜１２０３をエッチングする。この絶縁膜１２０３の厚みは厚くても約２μｍ程度であるから、第３基板１３６２の厚みに比べると薄いが、やはりサイドエッチングの小さい条件で垂直にエッチングする。第３基板１３６２と絶縁膜１２０３の材質が同じであれば同一条件でエッチングできる可能性があるが、材質が異なればエッチング条件を変える必要があるかも知れない。第３基板１３６２と絶縁膜１２０３の間に接着層が存在すればその接着層のエッチングも必要となる。絶縁膜１２０３がない場合には、接着層（あれば）と第３基板１３６２のエッチングだけである。
【０１３９】
次に図７(k)に示すように、第２面溝Ｑを形成するためのエッチングを行う。やはりサイドエッチングの小さい垂直なエッチングを行うことが重要である。図５において説明したように、第２面溝Ｑの深さ方向において高濃度基板１２０１を完全にエッチングする必要がある。（尚、残っていても電気的に導通しなければ良いという考え方もある。）すなわち、第２面溝の底１３６９は図７(k)で点線で示す高濃度基板１２０１の位置１３６８よりも深くする。これまでのプロセスにより、高濃度基板１２０１から低濃度基板１２０２へ不純物が拡散した場合には、その部分も含めてエッチング除去する必要がある。すなわち、不純物が拡散して低濃度領域で反転した領域も含めてエッチングする。従って、熱処理、特に拡散を大きくする熱処理（約８００℃以上）はできるだけ少ない方が拡散を少なくするためには好ましい。高濃度基板１２０１と低濃度基板では不純物の種類が逆タイプとなっているので、これを利用してエッチングの終点を検知できる。たとえば、N＋基板上にP−基板がある場合は、Ｎ＋側の不純物であるP、As、Sbなどを検出して、これらが殆どなくなったときに高濃度基板１２０１をエッチングできたと判定できる。逆にP+基板上にＮ−基板がある場合には、Ｐ＋側の不純物であるＢなどを検出して、エッチングの終点を判定できる。
【０１４０】
このような点を考慮すれば、高濃度基板または低濃度基板として異なる半導体基板を用いることもできる。たとえば、高濃度シリコン半導体基板上にGe半導体基板を接合すれば、シリコンを検出しながらエッチングをしてシリコンの量が大きく減少したときやＧｅを大量に検出したときにエッチング終点であると判定できる。また、高濃度シリコン半導体基板上にGaAs基板を接合すれば、シリコンを検出しながらエッチングをしてシリコンの量が大きく減少したときやＧａ或いはＡｓを大量に検出したときにエッチング終点であると判定できる。本発明で重要な点として、高濃度半導体基板１２０１は導電体基板であれば良く、必ずしもシリコン半導体や他の半導体基板でなくとも良い。たとえば、金属等の導電体基板の上に低濃度のシリコン半導体または他の半導体でも良い。その場合には、金属元素を検出してその検出量が少なくなったときにエッチング終点と判定できる。
【０１４１】
次に図７(l)に示すように、感光性膜１３６６をリムーブして第１面側に絶縁膜１３７２を形成する。この第1面側の絶縁膜１３７２はこの上に電極や配線を形成する際の層間絶縁膜となるものである。既に存在する絶縁膜１２４２がある程度厚ければ、たとえば約０．５μｍ以上あれば、この絶縁膜１２４２を層間絶縁膜に使用できる場合があるので、その場合には絶縁膜１３７２は必ずしも必要はない。あるいは、絶縁膜１３７２第３基板１３６２を付着する前に積層することもできる。
【０１４２】
この絶縁膜１３７２は、酸化法や窒化法よりも低温でしかも厚く形成できるＣＶＤ法或いはＰＶＤ法が良い。既に第３基板１３６２を半導体基板１２００に付着させているので、熱処理温度が高いと熱歪により欠陥やはがれなどの問題を生じる可能性がある。ＣＶＤ法の場合には、たとえばSiH4ガスとO2ガスを３００℃〜５００°Cで反応させることによりSiOx膜を積層できる。光CVD法やプラズマCVD法を用いれば成長温度をさらに下げることもできる。５００℃以下の熱処理温度であれば熱歪もそれほど大きくはないので、第３基板１３６２を半導体基板１２００の接合による欠陥やはがれ等の問題の発生は殆どない。容量の対向電極となる第１面溝Ｒの側壁１３８１（１３８１−３）および１３８２（１３８２−１）の厚みは圧力差による変形に影響する。すなわち、厚くなると変形しにくくなるので、感度を高めるには薄い方が良い。従って、第１面溝Ｒの溝側から側壁１３８１（１３８１−３）や１３８２（１３８２−１）に積層される絶縁膜１２４２や１３７２の厚みは薄い方が良い。一方、第１面表面上の絶縁膜１２４２や１３７２の厚みは層間絶縁膜としての機能からある程度厚い方が良い。ＣＶＤ法やＰＶＤ法による絶縁膜は、溝部の内部の成長速度は表面に比較して遅くなるので、この要求を満足する方向となっているが、積層条件によっても異なるので、そのことも考慮してＣＶＤ法やＰＶＤ法の積層条件を選定すれば良い。尚、電気的絶縁性から考えて層間絶縁膜の厚みは約０．５μｍあれば良い。
【０１４３】
さらに、第２面溝Ｑの内部にも、汚染や保護などのために半導体基板１２００が露出しないように絶縁膜１３８４を積層する。この絶縁膜１３８４もより低い温度で絶縁膜を成長可能なＣＶＤ法やＰＶＤ法が良い。絶縁膜としてシリコン窒化膜（SiNx膜）を積層する場合は、たとえばSiH4とNH3を約２００℃〜４００℃の温度でプラズマCVD法により反応させることができる。絶縁膜としてシリコン酸窒化膜（SiNxOy膜）を積層する場合は、たとえばSiH4とNH3とN2Oを約２００℃〜４００℃の温度でプラズマCVD法により反応させることができる。絶縁膜としてシリコン酸化膜（SiOy膜）を積層する場合は、たとえばSiH4とN2Oを約２００℃〜４００℃の温度でプラズマCVD法により反応させることができる。第２面溝Ｑの内部に絶縁膜１３８４を形成するときも側壁１３８１（１３８１−３、１３８２−１）上に積層される絶縁膜の厚みは余り厚くしないようにする。好適には約０．２μ以下、もっと好適には約０．１μｍ以下とする。尚、汚染対策や保護をする必要がなければ、絶縁膜１３８４を積層しなくても良い。
【０１４４】
次に図７(ｍ)に示すように、第１面表面の絶縁膜１２４２および絶縁膜１３７２の所望部分にコンタクト孔１３７４（１３７４−１、１３７４−２）を形成して、その後、そのコンタクト孔に導電体１３７５（１３７５−１、１３７５−２）を積層する。さらに導電体層１３７６を積層して所望のパターニングを行い、電極・配線１３７６（１３７６−１、１３７６−２）を形成する。このコンタクト孔１３７４は容量を構成する電極に接続する不純物拡散層に接触するように形成する。たとえば、側壁１３８１−３からつながる不純物拡散層１２４０−２に接続するようにコンタクト孔１３７４−１を形成する。また側壁１３８２−１からつながる不純物拡散層１２４０−３に接続するようにコンタクト孔１３７４−２を形成する。コンタクト孔１３７４の形成方法として、フォトリソ法により感光性膜をパターニングしてコンタクト孔１３７４を形成したい部分を開口し、その開口部から絶縁膜１２４２や１２７２をエッチングする。そのコンタクト孔に導電体膜をＣＶＤ法やＰＶＤ法で積層してコンタクト孔に導電体膜１３７５を形成する。導電体膜としては、アルミニウム（Ａｌ）、クロム（Ｃｒ）、タングステン（Ｗ）、モリブテン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）等の金属やこれらの合金、或いは、これらの金属シリサイド（たとえば、Wsix、MoSix、TiSix）、高濃度不純物を含む導電性多結晶（或いはアモルファス）シリコン膜などがある。これらの導電体膜を複数積層して用いても良い。またメッキ法によりコンタクト部に金属（合金を含む）を形成しても良い。コンタクト部の導電層を平坦化したいときは、メッキ法でコンタクト部を埋めたり、或いは厚く導電体膜を積んでコンタクト部を埋めた後でエッチバック法や研磨法で平坦化することもできる。次に、導電体膜１３７６をコンタクトの導電体膜１３７５上に積層して、所望の配線・電極１３７６（１３７６−１、１３７６−２）をフォトリソ法を用いて形成する。この導電体膜１３７６もコンタクト部の導電体膜１３７５と同じような上記に示した導電体膜であり、その成長方法も類似の方法で良い。従って、コンタクト孔の導電体膜１３７５と導電体膜１３７６は兼用可能である。以上により、容量素子が完成する。すなわち、電極１３７６−１と電極１３７６−２は互いに導通しないので側壁電極１３８１−３とこれと対向する側壁電極１３８２−１との間で容量空間Ｑ２により決定される容量を測定できる。
【０１４５】
第１面側からＰ１の圧力がかかると、圧力Ｐ１は第１面貫通溝Ｒ（Ｒ１、Ｒ２）にも同じ圧力がかかる。第２面側からＰ２の圧力がかかると、圧力Ｐ２は第２面溝Ｑ（Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３）にも同じ圧力がかかる。第１面貫通溝Ｒと第２面溝Ｑの間の側壁１３８１や１３８２はＰ１―Ｐ２の圧力差によって変形する。特に容量素子を形成し容量電極でもある側壁１３８１−３およびそれと対抗する側壁１３８２−１は他の側壁の厚さに比べて薄くなっているので特に変形しやすく、これらの電極間の容量が圧力差Ｐ１−Ｐ２により変化する。この変化量を電極・配線１３７６−１および１３７６−２により検出できる。また、この電極・配線から得られる出力の変化をＩＣ等の演算装置に接続すれば、逆に容量変化からＰ１−Ｐ２の圧力差が自動的に分かり、Ｐ１、Ｐ２のどちらかが既知であれば、他方の圧力も知ることができる。
図７(n)は第２面側にさらにプレート１３８６を取りつけた図である。第３基板１３６２の下面に付着した接着層（図示せず）を介して強固にプレート１３８６を接着する。或いは、プレートの種類によっては低温で直接接合を行うこともできる。非常に低い圧力（真空に近い圧力）でプレート１３８６を付着すれば、第２面溝Ｑの内部は、完全に閉じられた状態になり、真空に近い圧力を保持できる。すなわち、Ｐ２＝約０ＭPaの圧力となり、Ｐ１の絶対圧力を測定できる。或いは、圧力Ｐ２の状態でプレート１３８６を第３基板１３６２に付着すれば、第２面溝Ｑはその圧力Ｐ２が保持される。この場合には、Ｐ２（一定圧力）を基準とした圧力Ｐ１を測定できる。プレート１３８６に第３基板１３６２に付着する前か、または付着した後で、圧力伝達孔１３８８を形成すれば、第２面溝側の圧力Ｐ２の圧力と第２面溝Ｑの圧力が同じにすることができる。また、このプレート１３８６は第２面溝を保護する役目も果たしている。プレート１３８６の材質は、ガラスやセラミックやプラスチック等の絶縁体、或いは第１面溝部と導通しなければシリコン等の半導体基板や金属等の導電体基板でも良い。さらにこのプレート１３８６に圧力伝達孔１３８８を作成すれば、外部からの圧力を第２面溝へ導入できる。
【０１４６】
図７(o)は第１面側にさらにプレート１３９０を取りつけた図である。第１面上の絶縁膜１２０４、１２４２、１３７２の上に接着層（図示せず）を介して付着させる。接着層としては、通常半導体プロセスで用いられる種々の接着層を用いることができる。図７(n)で示した電極・配線１３７６上に接着層を介してプレート１３９０を付着させても良い。電極・配線をプレート１３９０の上に出す場合には、図７(o)に示すように、プレート１３９０を付着させてから、フォトリソ法を用いて、感光性膜をパターニングした後で、プレート１３９０、絶縁膜１３７２、１２４２をエッチングして不純物拡散層１２４０へ接続するコンタクト孔１３９４（１３９４−１、１３９４−２）を形成し、次いでこのコンタクト孔に導電体膜を形成し、さらに導電膜１３９６を積層して、フォトリソ法を用いて電極・配線１３９６（１３９６−１、１３９６−２）を形成すると良い。コンタクト孔の導電体膜は電極・配線１３９６と兼用して同時に積層することもできる。この電極・配線１３９６−１と１３９６−２は、それぞれのコンタクト孔内の導電体、およびそれぞれの不純物拡散層を通じてそれぞれの容量電極（側壁電極１３８１−３、１３８２−１）に接続しているが、この電極・配線１３９６−１と１３９６−２は電気的には接続していない。この電極・配線１３９６は適当に引きまわして、他の容量素子の電極や他の素子（コンデンサ、抵抗、IC、トランジスタ等）等と接続することもできる。また、この電極・配線１３９６の保護用として保護膜を形成することもできる。図７(o)に示すように、第１面貫通溝の開放端側（第１面側）のプレート１３９０に圧力伝達用孔１３９２（１３９２−１、１３９２−２）を形成することにより、第１面側の圧力Ｐ１を第１面貫通溝Ｒ内部の圧力と同じにすることができる。これにより、第１面側圧力Ｐ１と第２面溝内部の圧力Ｐ２との差圧を知ることができる。もし、この圧力伝達孔１３９２を形成しなければ、第１面貫通溝Ｒの内部圧力は、プレート１３９０を第１面に付着させたときのプロセス時の圧力が維持される。このようにプレート１３９０を取りつけることにより容量素子や第1面貫通溝が外部環境から化学的（汚染など）に、物理的に（機械的な力に対して）保護される。
【０１４７】
図７に示す本発明の実施形態のプロセスでは、第３基板１３６２を第１面貫通溝Ｒを形成した後で第２面側に付着させていたが、第１面貫通溝をＲを形成する前に第２面側に付着させて、その後のプロセスを行うこともできる。すなわち、複合基板１２０２の第２面側に第３基板１３６２を付着させる。第２面側に絶縁膜１２０３を積層せずに第２面側の基板１２０１に付着させても良い。付着方法はこれまで何度も説明した方法と同様である。次に第１面貫通溝形成用の感光性膜１２０６を第１面側の基板１２０２上にパターニングする。絶縁膜１２０４は必要がなければ形成しなくても良いのは前述の通りである。その後貫通溝Ｒを形成する。このとき、第３基板の材質をと基板１２０１の材質と異なるものを用いれば、導電体基板１２０１をかなりオーバーエッチングして基板（ウエハ）内全体の貫通溝の深さ方向における導電体基板１２０１を完全にエッチングしても、第３基板を余りエッチングしないようにすることが可能である。たとえば、導電体基板１２０１がシリコンで、第３基板１３６２がガラス基板であれば、シリコンとガラス（SiO2）のエッチング選択比を大きくできるエッチング条件でシリコンをエッチングすれば、かなりオーバーエッチングしてもガラス基板である第３基板１３６２は余りエッチングされない。しかもエッチングの終点検出も可能となる（たとえば、酸素Oを検出すれば良い）ので、余りオーバーエッチングする必要がなくなる。
【０１４８】
この後のプロセスは図７に示すプロセスと同様のプロセスを行うことができる。ただし、第３基板１３６２が導電体基板１２０１に付着しているので、５００℃以上のプロセスを極力とらないようにする。たとえば絶縁膜の形成はCVD法やPVD法で行なう。また不純物拡散はイオン注入法で行ない、打ち込んだイオンの活性化や拡散はランプアニールなどの短時間高温処理で行なう。このようにすれば、プロセス中に第３基板を導電体基板に付着させたことにより発生する問題（熱歪による欠陥発生や、基板剥離などの問題）を防止することができる。
【０１４９】
図９は、図７に示した容量素子を用いた圧力センサー１２５０の模式図を示す。図７に示す容量素子１個を含む圧力センサーパッケージと考えると良い。図９(b)は平面図であり、図９(a)は図９(b)のＡ１−Ａ２における断面（立面）図である。容量成分に関係ない第２面溝Ｑ１やＱ３は、容量に寄与する第２面溝Ｑ２とつながっていて、第２面溝Ｑ（Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３）は第１面貫通溝Ｒ（Ｒ１、Ｒ２）を取り囲んでいる。第１面溝Ｒの外側の側壁（容量に寄与する側壁電極以外の側壁）は容量に寄与する側壁よりも厚くして、圧力による変形を小さくした方が、容量特性への影響が小さいので、望ましい。第２面溝Ｑ（Ｑ１，Ｑ２、Ｑ３）を取り囲み、密閉空間としている半導体基板１２０１（１２０１−１１、１２０１−１２）は圧力センサーパッケージ１２５０の最外側にあって保護する役割を果たす。従ってある程度の強度を持たせるために、十分な厚みとする。たとえば、約５０μｍ以上、もっと強度を上げるには約１００μｍ以上、さらに強度を上げる場合には２００μｍ以上とする。圧力伝達孔１３８８を形成した場合でも、これらの半導体基板１２０１（１２０１−１１、１２０１−１２）の外側の圧力と異なる場合もあるので、この外側圧力によって第２面溝Ｑの圧力が変動しないようにするためにもある程度厚くすると良い。約５０μｍ以上、或いはそれ以上の厚みとすれば、第２面溝Ｑにかかる圧力Ｐ２と圧力センサーパッケージ１２５０の外側の圧力差によって変化することは殆どなく、容量素子の特性への影響も殆どない。図９に示すものが圧力センサーの１つのパッケージ（ＰＫＧ）と考えることができる。
【０１５０】
図９(b)は図９(a)を平面的に見たものであり、説明に不要な部分は省略している。図９(b)から良く分かるように、第１面貫通溝Ｒ（Ｒ１．Ｒ２）は側壁１３８１や１３８２を隔てて第２面溝Ｑ（Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３）によって取り囲まれている。（第２面溝Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３はつながっている。）その第２面溝Ｑを圧力センサーパッケージ１２５０の保護部材となる半導体基板１２０１が取り巻いている。圧力センサーパッケージ１２５０の外形はスクライブライン（基板切断線）１２５４によって決まり、半導体基板１２０１とスクライブライン（基板切断線）１２５４の間には、高抵抗のシリコン半導体基板１２５２（半導体基板１２０２の一部領域）がある。この高抵抗のシリコン半導体基板１２５２の下に存在した低抵抗のシリコン半導体基板１２０１は第２面溝Ｑを形成したときに同時に除去されている。第２面溝Ｑを形成するときに除去しないときは、厚いシリコン基板１２０１もダイシングしなければならないためダイシング装置に負荷をかけるしスクライブする時間も長くなる。従って、第２面溝Ｑの形成時に除去しておくと良い。第２面溝Ｑの形成時に除去しない場合には、図９(b)で示す半導体基板１２０１と同じくなる。図９(b)には示されていないが、側壁１３８１、１３８２も半導体基板１２０１も、第１面側は高抵抗のシリコン半導体基板１２０２や１２５２、プレート１３９０に支持されていて、第２面側はプレート１３８６に支持されている。
【０１５１】
図９(a)においては、第１面貫通溝Ｒ（Ｒ１、Ｒ２）は第３基板１３６２を介してプレート１３８６に付着しているが、プレート１３８６を付着する前に、第１面貫通溝溝Ｒ（Ｒ１、Ｒ２）に付着している第３基板１３６２をエッチング等によって薄くしておけば、第１面貫通溝（Ｒ１、Ｒ２）をプレート１３８６に付着させないようにすることができる。このようにすれば、第１面貫通溝（Ｒ１、Ｒ２）は外部からの衝撃や振動の影響を受けにくくなり、容量素子の精度も向上する。たとえば、図７(O)でプレート１３８６を付着する前に、たとえば感光性シートを第２面側に付着して、貫通溝Ｒ（Ｒ１、Ｒ２）の部分の感光性膜を露光法により除去し、第３基板１３６２を上部からエッチング（ドライまたはウエット）でエッチングすれば良い。ぞの時、貫通溝Ｒ（Ｒ１、Ｒ２）の外側や第２面溝の表面の絶縁膜などもエッチングされたら、それらの保護のために再度絶縁膜を積層すれば良い。
【０１５２】
第２面溝Ｑ２の幅（ｄ）を約１００μｍ、第1面貫通溝Ｒの幅を約５０μｍ、第２面溝Ｑ１およびＱ３の幅を約１００μｍ、それらを取り囲む半導体基板１２０１（１２０１−１１、１２０１−１２）の厚みを約１００μｍとすれば、圧力センサーＰＫＧの幅は、約６００μｍ（０．６ｍｍ）となる。圧力センサーの厚みや長さは容量素子の面積に関係するが、厚みを約４００μｍ、長さを約６００μｍとすれば、半導体基板１２００のサイズが６インチ（直径約１５０ｍｍ）ウエハから、約１７０００個以上の圧力センサーを得ることができ、非常に多数のＰＫＧを多量に生産できる。図９に示す圧力センサー１２５０の第１面貫通溝Ｒの圧力伝達孔１３９２に測定したい圧力を連絡し、第２面溝Ｑ２の圧力伝達孔１３８８へ基準となる圧力を連絡すれば、それらの圧力差によって側壁１３８１−３および１３８２−１が変化し、これらの電極間の容量が変動する。この容量変化が電極・配線１３９６−１および１３９６−２に現れるので、この電極・配線１３９５−１および１３９６−２をＩＣ（演算回路を持つ）等に接続すれば、圧力に換算できる。
【０１５３】
図５〜図９に示した実施形態において、低抵抗のシリコン基板１２０１の上にこれよりも薄い厚みを持つ高抵抗のシリコン基板１２０２が接合した構造となっている。この構造において、高抵抗のシリコン基板１２０２上にはＭＯＳトランジスタやバイポーラトランジスタや抵抗素子やインダクタ素子や他の容量素子を形成することができるので、各種の演算機能を持たせたＩＣも作成できる。従って、同じ基板の中に圧力センサーとＩＣを搭載できるので、圧力センサー側の電極・配線（たとえば、１３７６）をＩＣ側の電極・配線と接続すれば、１チップで圧力のセンシングと圧力計算を行う機能やその他の機能を持たせることができる。このように本実施形態は非常に応用範囲が広く、圧力センサー＋周辺機能を搭載した超小型の圧力センサーデバイスを１チップ構成で実現できる。ＩＣ等には第１面（貫通）溝や第２面溝は必要はないので、第１面溝や第２面溝形成時にＩＣ領域側を感光性膜等で被覆しておけば良い。絶縁膜や拡散層、コンタクト孔、導電体膜、電極・配線などは兼用できるので、余り工程増にならない。第３基板の付着も必要な部分だけに行えば良いし、或いはウエハ全体に付着させて後で除去することもできる。プレート１３８６や１３９０も必要な時に必要な場所に適宜付着させれば良いので、ＩＣ側に影響を与えないプロセスを適宜選択できる。
【０１５４】
図１０(a)は図９に示したものと同じ図であるが、電極１３９６−１と１３９６−２との間に発生する主要な容量Ｃを見たものである。すなわち、絶縁膜１２０４を挿んだ部分に生じる容量Ｃ13（電極間距離ｄ13は絶縁膜１２０４の幅に近似する）、高抵抗基板１２０２における拡散層の間に生じる容量Ｃ12（拡散層間距離をｄ12とする）、第２面溝Ｑ２に生じる容量Ｃ11（側壁電極間距離をｄ11とする）が主要容量である。Ｃ13＝ε13＊ε0＊Ｓ13／ｄ13（Ｓ13は電極面積）、Ｃ12＝ε12＊ε0＊Ｓ12／ｄ12、Ｃ11＝ε11＊ε0＊Ｓ11／ｄ11となる。（ε0は真空誘電率、ε12とε13はＳｉの比誘電率、ε11は第２面溝Ｑの空間の比誘電率である。）Ｃは近似的にＣ＝Ｃ11＋Ｃ12＋Ｃ13である。これらの容量の中で変化するのはＣ11だけであるから、容量Ｃの変化によりＣ11の変化を把握できるが、他の容量Ｃ12やC13が比較的大きければ、容量Ｃの変化を読み取りにくくなる。（すなわち、感度が悪くなる。）Ｃ13のＳ13は小さい（拡散層１２４０の深さ（約１μｍ）に依存する程度である）が、ｄ13が小さくなると影響が大となる。そこで、このＣ13の効果を小さくするために、ｄ13を大きくすれば良いので、第１面溝Ｑ２の上にくる拡散層１２４０をなくせば良い。すなわち、第１面溝Ｑ２の領域となるべき部分の高抵抗基板１２０２の部分を絶縁膜１２０４でカバーすれば良い。同時にこの領域には拡散層１２４０はなくなるので、コンタクト孔１３９４や電極・配線１３９６もこの領域から別の場所（具体的には、第２面溝Ｑ１およびＱ３側など）に移動する。次に、Ｃ12も第２面溝Ｑ２側にある拡散層１２４０をなくせば良い。そのためには、第２面溝Ｑ２側にある貫通溝Ｒ（Ｒ１、Ｒ２）の側壁（特に高抵抗基板１２０２側）に絶縁膜をつけてこの領域にプリデポしないようにする方法や感光性膜をつけてイオン注入しないようにすれば良い。この結果、電極１３９６間（１３９６−１および１３９６−２）に発生する主要容量はＣ11だけとなる。尚、Ｃ12が残る場合には、高抵抗基板１２０２の厚みが影響し、シリコンの比誘電率ε12は１１．８であるから、低抵抗基板１２０１の厚みが高抵抗基板１２０２の約１０倍程度とすれば、第１面溝の容量Ｃ11と同程度の容量が入ることになる。
【０１５５】
図１０(b)の図は、容量空間となる第２面溝Ｑ２の領域に拡散層１２４０を作成しない場合を示した図である。第２面溝Ｑ２の上部にある高抵抗基板１２０２（１２０２−１１）に絶縁膜１２０４を形成して、その部分の絶縁膜１２０４を残してプリデポをせず拡散層１２４０を形成しない。イオン注入法による場合には、この部分に感光性膜を形成して、イオンが第２面溝Ｑ２の上部にある高抵抗基板１２０２（１２０２−１１）に入らないようにする。この結果第２面溝Ｑ２の上部にある高抵抗基板１２０２（１２０２−１１）には拡散層１２４０（１２４０−２、１２４０−３）が形成されなくなり、図１０(a)において説明したような容量Ｃ13が生じない。その代わりに、第１面貫通溝Ｒをはさんで第２面溝Ｑ２と対向する第2面貫通溝Ｑ１およびＱ３側の上部にある高抵抗基板１２０２（１２０２−１２、１２０２−１３）の拡散層１２４０（１２４０−１、１２４０−４）の領域を広くして、ここにコンタクト孔１３９４（１３９４−１２、１３９４−１３）を形成し、導電体膜や電極・配線１３９６（１３９６−１２、１３９６−１３）を形成する。このようにして、第２面溝Ｑ２の上部にある高抵抗基板１２０２（１２０２−１１）に拡散層１２４０を作成しないようにできる。
【０１５６】
次に図１１に基づいて、図１０(b)の構造を作成するプロセスを説明する。図１１(a)〜(c)は図７(a)〜(c)と同じであり、第１面貫通溝Ｒ（Ｒ１、Ｒ２）を作成する。次に、図１１(d)に示すように、感光性膜１２０５をリムーブした後、第２面溝Ｑ２側の高抵抗基板１２０２（１２０２−１１）の上面全体を被うように感光性膜１２０８（１２０８−２）
を形成する。第２面溝Ｑ１側の高抵抗基板１２０２（１２０２−１２）の上面の貫通孔Ｒ１側は、図に示すように感光性膜１２０８（１２０８−１）が被う領域を狭くし、拡散領域が広くなるように感光性膜１２０８（１２０８−１）をパターニングする。第２面溝Ｑ３側の高抵抗基板１２０２（１２０２−１３）の上面の貫通孔Ｒ２側も、図に示すように感光性膜１２０８（１２０８−３）が被う領域を狭くし、拡散領域が広くなるように感光性膜１２０８（１２０８−３）をパターニングする。次に図１１(e)に示すように、感光性膜１２０８をマスクにして絶縁膜１２０４をエッチングする。これにより、不純物拡散層を形成すべき領域のシリコン基板１２０２が（貫通溝Ｒ内の１２０１も）露出される。貫通孔Ｒ（Ｒ１、Ｒ２）内部も絶縁膜が除去される。この後、感光性膜１２０８をリムーブし、図１１(f)に示すように、不純物層をプリデポし、熱処理を行い、拡散層１２４０（１２４０−１、１２４０−２、１２４０−３、１２４０−３、１２４０−４）が形成される。このように第２面溝Ｑ２の上部の高抵抗基板１２０２の上面には拡散層１２４０は形成されない。その後図１１(g)に示すように絶縁膜１２４２（１２４２−１、１２４２−２、１２４２−３、１２４２−４）を形成するのは、図７(g)と同様である。（絶縁膜１２４２がCVD法やPVD法による積層膜の場合には、絶縁膜１２０４上にも積層される。）以降のプロセスは図７と同じであるが、上述したように、第２面溝Ｑ２の上部の高抵抗基板１２０２の上面には拡散層１２４０は形成されないので、コンタクト孔や導電体膜や電極・配線は、第２面溝Ｑ１および第２面溝Ｑ３の上部の高抵抗基板１２０２の上面における拡散層１２４０（１２４０−１、１２４０−４）の方に形成する。ここに形成しても貫通孔Ｒ１およびＲ２の内部で低抵抗領域がつながっているので、容量電極となる側壁電極に電気的に接続する。
【０１５７】
尚、イオン注入法により拡散層を形成するときは、上述したように、図１１(d)において感光性膜１２０８をパターニングした後に絶縁膜１２０４を除去しなくても良い。また感光性膜１２０８をリムーブせずにイオン注入しても良い。さらに、図１１(c)において感光性膜１２０５をリムーブせずに、感光性膜１２０８をパターニングして、その後でエッチング等により不要な感光性膜１２０５を除去しても良い。
【０１５８】
次に図１２を用いて、第２面溝Ｑ２側を向いている第１面貫通溝Ｒの側壁（特に上部の高抵抗半導体基板１２０２の側壁）に拡散層を形成しない方法について説明する。図１２(a)、図１２(b)、図１２(c)は、図１１(a)〜(c)と同じプロセスである。図１２(c)に示すように、第１面貫通溝Ｒ（Ｒ１、Ｒ２）を形成した後、感光性膜１２０５をリムーブする。その後、図１２(d)に示すように、第１面貫通溝Ｒ（Ｒ１、Ｒ２）の側壁に絶縁膜１２６０（１２６０−１、１２６０−２、１２６０−３、１２６０−４）を積層する。この絶縁膜は酸化膜(SiOx)、窒化膜（SiNx）、酸窒化膜（SiNxOy）などで、酸化法、窒化法、CVD法、PVD法などで積層する。尚、図には記載していないが、既に存在する絶縁膜１２０４や１２０３上にもある程度成長や積層する。次に図１２(e)に示すように、感光性膜１２０８（１２０８−１、１２０８−２、１２０８−３）をパターニングする。このパターニングは、図１１(d)に示す場合と同様に、第２面溝Ｑ２が形成される領域の半導体基板１２０２の上面全体を感光性膜１２０８−２でカバーするが、第１面貫通溝Ｒ側にかぶさるように感光性膜１２０８−２をパターニングする。すなわち、感光性膜パターン１２０８−２が第１面貫通溝Ｒ１側にはみ出させて廂状部分（はみ出し部分）Ｈ（Ｈ１）を、第１面貫通溝Ｒ２側にはみ出させて廂状部分（はみ出し部分）Ｈ（Ｈ２）を形成するようにする。このような廂状部分Ｈを作成するためには、たとえば、シート状感光性膜を貼りつけてパターニングすると良い。第2面溝Ｑ１やＱ３側の貫通溝Ｒ（Ｒ１、Ｒ２）の側壁には、拡散層を形成するので図１１(d)と同様で良く、廂状部分（はみ出し部分）は形成しない。次に図１２(f)に示すように熱処理を行い感光性膜１２０８を軟化させて、感光性膜１２０８の廂状部分（はみ出し部分）Ｈ（Ｈ１、Ｈ２）を垂れさせて第１面貫通溝Ｒ（Ｒ１、Ｒ２）の上部となる第２面溝Ｑ２側の半導体基板１２０２の側壁に積層されている絶縁膜１２６０（１２６０−２、１２６０−３）を感光性膜１２０８（１２０８−２）で被覆する。半導体基板１２０２の厚みとほぼ等しいか、それよりも長く感光性膜１２０８の廂状部分（はみ出し部分）Ｈ（Ｈ１、Ｈ２）をとれば、第１面貫通溝Ｒ（Ｒ１、Ｒ２）の半導体基板１２０２の領域を被覆することができる。感光性膜１２０８の厚みも考慮し熱処理を最適化して軟化で垂れやすくすれば、半導体基板１２０２の厚みより短い廂状部分（はみ出し部分）Ｈ（Ｈ１、Ｈ２）でも良い。尚、低抵抗半導体基板１２０１側にも感光性膜１２０８が被覆するのは特に問題ない。この領域は既に高濃度不純物低抵抗領域であるからである。
【０１５９】
次に８２(g)に示すように、感光性膜１２０８で被覆されていない部分の絶縁膜１２０４および１２６０をエッチング除去する。たとえば、絶縁膜がシリコン酸化膜のときには、フッ酸系溶液やフッ酸系スプレー液やフッ酸系気相を用いてエッチングする。或いは、シリコン酸化膜をエッチングできるガスを用いてドライエッチングを行う。このドライエッチングは、第１面貫通溝Ｒの内部、特に感光性膜１２０８で被覆されていない半導体基板１２０２の領域に積層した絶縁膜１２６０（１２６０−１、１２６０−４）をエッチングできる条件で行なう。すなわち、拡散層を形成すべき領域（半導体基板１２０２の表面側も）の絶縁膜を完全に除去する。半導体基板１２０１の第２面に積層されている絶縁膜１２０３をエッチングしたくなければ、この部分をエッチング種に接触しないようにすれば良い。装置上や取扱上で困難であれば、半導体基板１２０１の第２面に積層されている絶縁膜１２０３を被覆するように感光性膜やシート状テープを付着させるとかすれば良い。或いは、絶縁膜１２０４や１２６０と異なる絶縁膜１２０３として、絶縁膜１２０４や１２６０をエッチングできるが、絶縁膜１２０３をエッチングできない（エッチングしにくい）エッチング種を用いれば良い。たとえば、絶縁膜１２０４や１２６０がシリコン酸化膜（SiOx）である場合、絶縁膜１２０３をシリコン窒化膜（SiNx）とし、ウエットエッチングならフッ酸系エッチング液を用いれば良い。ドライエッチングでもそのようなエッチング種は多数存在する。次に、感光性膜１２０８をリムーブすると図１２(h)に示すように、第２面溝Ｑ２側における第１面貫通溝Ｒ（Ｒ１、Ｒ２）の半導体基板１２０２の側壁は絶縁膜１２６０（１２６０−２、１２６０−３）で被覆され、その上面も絶縁膜１２０４で覆われている。尚、感光性膜はリムーブせずに熱処理等により固化させて絶縁膜として残しておくこともできる。
【０１６０】
次に図１２(i)に示すように、図１１(f)で説明したのと同様に、プリデポ（不純物の導入）を行い、さらに（または同時に）熱処理を行い不純物拡散層１２４０（１２４０−１、１２４０−２、１２４０−３、１２４０−４）を形成する。このとき、第２面溝Ｑ２側における第１面貫通溝Ｒ（Ｒ１、Ｒ２）の半導体基板１２０２の側壁は絶縁膜１２６０（１２６０−２、１２６０−３）で被覆され、その上面も絶縁膜１２０４で覆われているので、これらの領域には不純物拡散層は形成されない。この領域に形成されなくても第１面貫通溝Ｒ（Ｒ１）は側壁がつながっているので、拡散層１２４０（１２４０−２）は低抵抗半導体基板１２０１を通じて、第２面溝Ｑ１側の第１面貫通溝Ｒ１の側壁拡散層１２４０（１２４０−１）から高抵抗半導体基板１２０２の側壁および表面の拡散層１２４０（１２４０−１）へつながっているので、電気的に導通が取れる。第１面貫通溝Ｒ（Ｒ２）の方も側壁がつながっているので、拡散層１２４０（１２４０−３）は低抵抗半導体基板１２０１を通じて、第２面溝Ｑ３側の第１面貫通溝Ｒ２の側壁拡散層１２４０（１２４０−４）から高抵抗半導体基板１２０２の側壁および表面の拡散層１２４０（１２４０−４）へつながっているので、電気的に導通が取れる。
【０１６１】
この後のプロセスは図１１で説明した内容と同じであり、最終的に図１２(j)で示すように、（この図は、図１０(b)の図と類似する図である）第２面溝Ｑ２側の高抵抗半導体基板１２０２（１２０２−１１）には拡散層１２４０は形成されない。この結果、電極１３９６−１２と１３９６−１３の間に生じる電気容量Ｃは、側壁電極１３８１−３と１３８２−１との間に発生する容量であり、Ｃ＝Ｃ11＝ε11＊ε0＊Ｓ11／ｄ11となり、Ｃ12およびＣ13は考えなくて良い。従って第２面溝Ｑ２によって生じる空間（電気）容量がそのまま容量として反映することになるので、感度がかなり向上する
【０１６２】
尚イオン注入法を用いて不純物導入を行う場合には、図１２(g)において、感光性膜１２０８（１２０８−２）が側壁に積層した絶縁膜１２６０（１２６０−２、１２６０−３）を被覆した後で行なうこともできる。イオン注入の加速エネルギーを調整することにより、感光性膜１２０８で被覆されていない領域にはイオン注入により不純物元素を導入できる。この時も回転イオン注入法を用いる。特に、第２面溝Ｑ２側における第１面貫通溝Ｒ（Ｒ１、Ｒ２）の半導体基板１２０２の側壁は絶縁膜１２６０（１２６０−２、１２６０−３）および感光性膜１２０８で被覆され、その上面も絶縁膜１２０４および感光性膜１２０８で覆われているので、これらの領域にはイオン注入による不純物（導入）領域やその後の熱処理でも不純物拡散層は形成されない。また、イオン注入法の場合には、絶縁膜１２６０や１２０４を除去しない、図１２(f)に示す状態でも行なうことができる。さらには、絶縁膜１２６０を形成せずに、感光性膜１２０８の廂を作って軟化させてイオン注入を行っても図１２(j)に示す構造の容量を作成できる。
【０１６３】
図１３は本発明の別の実施形態を示す。図１３はこの実施形態の容量素子の幅方向における断面の斜視図である。本実施形態は、導電体基板２００２に形成された貫通溝を上下（第１面および第２面）から絶縁基板で閉じて圧力伝達孔以外には外部に通じていない密閉空間を作り、圧力伝達孔からの圧力により変形する側壁を両側電極とする空間容量素子である。導電体基板２００２には貫通溝Ｗ（Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３）、Ｖ（Ｖ１、Ｖ２）が形成され、導電体基板２００２の上面（第１面）に第２基板２００６が接着し、導電体基板２００２の下面（第２面）に第３基板２００４が接着している。（導電体基板を第１基板とも呼ぶ。）導電体基板２００２内に形成された貫通溝溝Ｗ（Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３）、Ｖ（Ｖ１、Ｖ２）は、側面を導電体基板２００２の側壁により、上部を第２基板２００６により（従って、貫通溝の上面（第１面）は第２基板２００６となる）、下部を第３基板２００４により（従って、貫通溝の下面（第２面）は第３基板２００４となる）、囲まれた閉空間となっている。貫通溝Ｗ（Ｗ１）と貫通溝Ｖ１を隔てる側壁２００２−３と、貫通溝Ｗ（Ｗ１）と貫通溝Ｖ２を隔てる側壁２００２−４とは、（貫通溝Ｗ１、Ｖ１、Ｖ２内の圧力が同じときは）略平行になっていて、この側壁２００２−３および側壁２００２−４は対向する両側電極となり、これらの側壁２００２−３および側壁２００２−４により挟まれた（貫通溝）空間Ｗ（Ｗ１）が静電容量空間となる。この両側電極の側壁２００２−３および側壁２００２−４の距離、すなわち貫通溝Ｗ１の幅をｄ、電極の面積、すなわち側壁２００２−３および側壁２００２−４の面積をＳとすれば、この容量素子による容量Ｃは、Ｃ＝ε＊Ｓ／ｄとなる。（εは誘電率、本発明の静電容量空間は空間Ｗ１であるから、物質は空気等の気体でεは真空誘電率にほぼ等しい。）
【０１６４】
貫通溝Ｗ１には第２面側に接着した第３基板２００４に圧力伝達孔Ｔ（Ｔ１）が形成され、第２面側（第３基板２００４の下方から）の圧力Ｐ２がこの圧力伝達孔Ｔ（Ｔ１）を通じて貫通溝Ｗ１の内部に印加される。貫通溝Ｖ１およびＶ２には第１面側に接着した第２基板２００６に圧力伝達孔Ｓ（Ｓ１、Ｓ２）が形成され、第１面側（第２基板２００６の上方から）の圧力Ｐ１がこの圧力伝達孔Ｓ（Ｓ１、Ｓ２）を通じて貫通溝Ｖ１およびＶ２の内部に印加される。従って、側壁２００２−３および２００２−４は、貫通溝Ｗ１からの圧力と貫通溝Ｖ１およびＶ２との圧力差によって変形する。この変形により、電極間距離ｄが変化し、静電容量Ｃが変化する。Ｔ（Ｔ１）が形成されなければ、貫通溝Ｗ１は完全に密閉されているので、内部圧力は一定であり、この圧力とＶ１およびＶ２の圧力Ｐ１との差によってｄが変化し静電容量も変化する。逆に、Ｓ１およびＳ２を形成されなければ、貫通溝Ｖ１およびＶ２は完全に密閉されているので、内部圧力は一定であり、この圧力とＷ１の圧力Ｐ２との差によってｄが変化し静電容量も変化する。また、側壁２００２−３や２００２−４の厚みにより、同じ圧力差でも変形率が異なる。厚みが薄ければ変形率が大きくなる。この厚みは、既に明白なように、或いは後述するように、エッチング量や感光性膜の合わせ精度や感光性膜のパターン形成精度、導電体膜のエッチング精度（特にサイドエッチング量やそのばらつき）などによって薄くできる厚みが異なってくる。これらの精度が良くなると側壁の厚みをかなり薄くできる。薄くできれば変形量を大きくできるので感度が高くなる。現状のエッチング精度や感光性膜の合わせ精度や感光性膜の形成精度では、薄い方は約３μｍの厚みが限界（エッチング量が約３００μｍの場合）であるが、今後の精度向上によりこれよりも薄い厚みの側壁を実現できるであろう。1μｍ以下でも可能となるかも知れない。
【０１６５】
また厚みを薄くすると側壁の破壊強度も小さくなるので使用する圧力も考慮する必要がある。厚い側壁では変形量が小さく感度が悪くなるので小さな圧力差を検出することが困難となる。従って、使用圧力により、側壁の厚みを変化させることも必要となる。さらに、この実施形態では導電体基板２００２だけが変形するので、導電体基板の材質も重要となる。小さな圧力で変形量を大きくする場合には、ヤング率が小さな材料を用いると良い。導電体膜が高濃度不純物シリコン半導体基板のヤング率は約１００ＧＰａ〜２００ＧＰａ（結晶方位依存性あり）であり、銅、チタンは約１００ＧＰａ〜１３０ＧＰａ、タングステンは約４００Ｐａ、アルミ合金は約７０ＧＰａ、導電性高分子は約０．２〜５ＧＰａ、導電性ゴムは約０．０１〜０．１ＧＰａである。カーボンナノチューブは約１０００ＧＰａ、鋼鉄で約２００ＧＰａである。本実施形態では、電極として使用可能な導電体は導電体基板２００２として使用できる。加工性能から検討すれば、現状ではシリコンが精度良く加工できベターであるが、他の導電体材料でも良い。導電性ゴムや導電性高分子はヤング率が非常に小さいので微小な圧力変動を検出することができる。またカーボンナノチューブはヤング率が大きいので、高い圧力を検出するのに適している。
【０１６６】
導電体基板２００２の側壁２００２−３は容量素子の電極であるが、対向する電極２００２−４とは電気的に導通していない。側壁２００２−３は貫通溝Ｖを隔てたもう一方の対向する側壁２００２−２とつながっている。斜視図１３では良く分からないが、貫通溝Ｖ１は側壁２００２−３、これにつながる横側の側壁そしてそれにつながる側壁２００２−２、さらにその横側に存在する側壁（この側壁は斜視図の断面側となる）につながり、その側壁が側壁２００２−３につながって、貫通溝Ｖ１はこれらの側壁に囲まれている。これらの側壁はすべて導電体基板２００２であるから、当然電気的に接続している（要するに、一体物である）。これらの側壁の外側は空間（Ｗ１およびＷ２はつながっていて、全体空間はＷとなっている）となっていて、導電体基板はなくなっていて、上下の第２基板２００６および第３基板２００４によって支持されている。第３基板２００４および第２基板２００６とこれらの側壁は電気的には接続しない。第２基板２００６および第３基板２００４そのものは絶縁基板でなくとも良いが、導電体基板２００２と電気的に接続しないようにする。すなわち、第２基板２００６および第３基板２００４が導電体基板や半導体基板であるときは、導電体基板２００２と接着する部分には絶縁体を介在する必要がある。導電体基板２００２と、第２基板２００６および第３基板２００４とを接続していないことを保証するには、第２基板２００６および第３基板２００４が絶縁体であることがベターである。たとえば、第２基板２００６および第３基板２００４が絶縁体であるガラス、石英や透明プラスチックであれば透明であるから、内部が観察でき合わせ精度も向上でき扱いやすい。
【０１６７】
側壁２００２−３や２００２−２につながる側壁の外側空間は、貫通溝Ｗ（Ｗ１）およびＷ（Ｗ２）の空間と同じであり、同じ圧力となっていて、圧力伝達孔Ｔ（Ｔ1）が存在すれば第２面側の圧力Ｐ２と同じ圧力となる。従って、側壁２００２−３と同様にそれ以外の側壁も溝Ｖ１の内部圧力Ｐ１とＰ２の圧力を受けている。側壁２００２−３と同様に他の側壁も変形しても良いが、変形を小さくした方が容量素子の強度や信頼性を向上できるし、それらの変形が容量素子の特性に影響するので、変形を小さくした方が良い。そこで、容量素子を構成する側壁より厚くなるように形成する。ただし、側壁２００２−３の横側につながる側壁の厚みが厚すぎると電極の端部の面積が大きくなる。この部分は電極の厚み方向で見ると厚みがかなり厚くなっている部分であり、殆ど変形しない部分であるから、面積を大きくしなくても良い。たとえば、側壁２００２−３の横側につながる側壁の厚みは、側壁２００２−３より少し厚めに形成するのが良い。また、この部分は角部になっているので、エッチング時の欠陥や歪や残留応力が残りやすいので、丸みを出して形成するのが良い。一方、側壁２００２−３に対向する側壁２００２−２はかなり厚くても構わない。この側壁２００２−２の厚み（ここでは、基板厚みと区別する意味で幅と言った方が良いと考えられる）を厚くして容量素子と第２基板および第３基板との接着強度を増大させることもできる。ただし、余り厚くするとセンサーのサイズが大きくなるので、全体のバランスを考えてこれらの厚みを決定するのが良い。
【０１６８】
容量素子の側壁２００２−２と接着している第２基板２００６にコンタクト孔２００８（２００８−１）を形成し、第２基板２００６上に導電体膜２０１０を積層し、このコンタクト孔２００８−１を被うようにして電極・配線２０１０（２０１０−１）をパターニングし形成する。この電極・配線２０１０（２０１０−１）は他の静電容量素子や外部素子（たとえば、ＩＣ、トランジスタ、抵抗、インダクタ、コンダンサ等）と接続する。
【０１６９】
また、側壁電極２００２−４に対しても同様で、貫通溝Ｖ２は側壁電極２００２−４につながるその横側の側壁、さらにそれらにつながる側壁２００２−５によりその周囲を囲まれている。また上面（第１面）を第２基板２００６によって、下面（第２面）を第３基板２００４によって塞がれているので、貫通溝Ｖ２は完全に閉じた空間となっている。ただし、第２基板２００６に圧力伝達孔Ｓ２が開いている場合には、第２面側、すなわち第２基板２００６の外側の圧力Ｐ１がこの圧力伝達孔Ｓ２から貫通溝Ｖ２の内部に圧力が伝達して、貫通溝の内壁２００２−４等に圧力Ｐ１が印加される。従って、側壁２００２−４は貫通溝Ｗ１の内部圧力Ｐ２と貫通溝Ｖ２の内部圧力Ｐ１の差圧により変形し、その結果、電極２００２−３および２００２−４の電極間距離ｄが変化して電極２００２−３および２００２−４による静電容量が変化する。側壁電極２００２−５と側壁２００２−４は一体になっているので、電気的につながっている。側壁２００２−５と付着している第２基板２００６にはコンタクト孔２００８（２００８−２）が開いていて、そこに電極・配線２０１０（２０１０−２）が形成される。これらの２つの電極２０１０−１および２０１０−２から静電容量を検出できる。貫通溝Ｖ２は側壁電極２００２−４や側壁２００２−５等の側壁によって隔離されていて、貫通溝Ｖ２を囲んでいる側壁電極２００２−４や側壁２００２−５等は他の導電体基板２００２にはつながっていない。すなわち、側壁電極２００２−４や側壁２００２−５等の一体となった側壁導電体基板２００２は貫通溝Ｗ１やＷ３を含む空間Ｗに囲まれている。従って貫通溝Ｗ（Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３）は１つのつながった空間である。図１３においては、Ｗ２およびＷ３にも圧力伝達孔Ｔ（Ｔ２、Ｔ３）を形成しているが、貫通溝Ｗ（Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３）へ迅速に圧力が伝達すれば、圧力伝達孔は１つでも良い。
【０１７０】
圧力伝達孔Ｔ（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３）は第３基板２００４のごく１部分にあいているだけであり、大部分は連続している。（尚、汚染や強度上などの点で、圧力伝達孔Tを大きくあけても問題なければ大きくあけても良い。）また圧力伝達孔Ｓ（Ｓ１、Ｓ２）は第２基板２００６のごく１部分にあいているだけであり大部分は連続している。（尚、汚染や強度上などの点で、圧力伝達孔Ｓを大きくあけても問題なければ大きくあけても良い。）導電体基板２００２は至る所で分離しているが、その上面および下面は第２基板２００６および第３基板２００４に強固に付着しているので大きな圧力差が生じても分離することはない。第２基板２００６で言えば、２００６−１〜５で１つの容量素子（コンデンサ）を形成しているので、これを単位として１つの実装単位と考えることができる。すなわち１個の静電容量型圧力センサー（検出素子）である。貫通溝Ｗ１の静電容量を検出する１つの側壁電極２００２−３およびこれと一体となった導電体側壁（２００２−２等）並びに貫通溝Ｗ１の静電容量を検出するもう１つの側壁電極２００２−４およびこれと一体となった導電体側壁（２００２−５等）は貫通溝Ｗに囲まれており、この貫通溝Ｗは外側導電体側壁２００２（２００２−１、２００２−６等）により囲まれている。従って、貫通溝Ｗは、上面は第２基板２００６によって、下面は第３基板２００４によって閉じていて、圧力伝達孔Ｔ（Ｔ１〜Ｔ３）以外には外環境とはつながっていない閉空間となっている。
【０１７１】
導電体基板２００２の貫通溝（Ｖ１およびＶ２、或いはＷ１、Ｗ２、Ｗ３）を形成するとき、この容量素子を取り巻くように貫通溝Ｖ３やＶ４をあけておけば、導電体基板２００２ではこれらの１つ１つの容量素子は分離している。このようにしても導電体基板２００２は第２基板２００６か第３基板２００４に強固に付着しているので、ばらばらになることはなく一体となった（１枚の）基板としてプロセス処理は問題なく可能である。１つの静電容量型圧力センサーパッケージの外側側壁は２００２−１や２００２−６やこれらにつながる導電体側壁である。（２００２−７および２００２−８は隣のセンサーパッケージの外側側壁である。）これらの側壁の内側が貫通溝空間Ｗであり、この貫通溝空間Ｗに囲まれて実際の容量素子が配置されている。一番外側の外側側壁は２００２−１や２００２−６やこれらにつながる導電体側壁の厚みはセンサーパッケージの強度を考えて選択すれば良いので、非常に丈夫な圧力センサーパッケージを基板内に一度に大量に作成することができる。しかもＬＳＩプロセスやＬＳＩ技術を使用できるので、精度良く作成できる。
【０１７２】
さらに、第２基板２００６に圧力伝達孔Ｓ（Ｓ１、Ｓ２）を形成するときに、これら１つ１つの容量素子を取り囲むように開口部Ｓ３やＳ４をあけておけば、第２基板２００６ではこれらの１つ１つの容量素子は分離している。或いは、第３基板２００４に圧力伝達孔Ｔ（Ｔ１〜Ｔ３）を形成するときに、これら１つ１つの容量素子を取り囲むように開口部Ｔ４やＴ５に対応するような開口部を第３基板２００４にあけておけば、第３基板２００４ではこれらの１つ１つの容量素子は分離している。これらのプロセスにより、付着させた基板２００２、２００４および２００６の基板は、基板の厚み方向において、１つ１つの容量素子はかなりの部分が分断した状態になる。従って、最後に１つ１つの容量素子、すなわち圧力センサー（検出素子）パッケージを形成するには、分離していない基板である第２基板２００６または第３基板２００４においてダイシングラインに相当するＶ３およびＶ４に沿ってダイシング等すれば良い。従って、ダイシングにおよぼす負荷が減るとともに既にダイシングラインが相当部分掘られているので非常に精度の良いダイシングが可能となり、ダイシングライン幅を通常より狭くできる。さらにダイシングする基板の厚みも薄くなるのでチッピングや欠け等のダイシングにより欠陥も非常に少なくなり、ダイシング歩留まりが向上する。
【０１７３】
導電体基板（ウエハ）２００２の中に非常にたくさんのこのような容量素子を作ることができる。しかもこの容量素子はそれだけで１つのパッケージ（実装形態）とすることもできるので、１枚の導電体基板（ウエハ）２００２から多数の圧力センサー（検出素子）を生産できる。しかも、用いる材料も少なく、プロセスも非常に簡単で容易なのでランニングコストも非常に小さくなる。
【０１７４】
次に、本実施形態のプロセスの１例を詳細に説明する。図１４は本実施形態の製造プロセスを説明する工程図である。図１４(a)に示すように、導電体基板２００２に第３基板２００４を付着させた複合基板（或いは、接合基板や貼り合わせ基板と言っても良い。）の第３基板が付着していない方の面（これを上面、或いは第１面と呼ぶ）に絶縁膜２０１４を形成する。導電体基板２００２は、高濃度不純物を含む低抵抗シリコン半導体基板（Ｎ＋シリコン基板或いはＰ＋シリコン基板）が取扱易くエッチングも簡単なのでベターであるが、他の導電体基板でも良い。金属基板やその他の導電体基板も使用可能である。第３基板２００４はガラス基板や石英基板や透明プラスチックなどの透明絶縁体基板がベターであるが、セラミック基板やプラスチック基板等の高分子材料基板などの絶縁基板でも良い。（透明基板でなくとも良い。）或いは、導電体基板や半導体基板を絶縁膜で被覆したものも使用できる。要するに、第３基板２００４は導電体基板２００２と直接導電しなければ良く、絶縁していれば良い。導電体基板２００２と第３基板との付着は、接着層を用いて行なっても良い。当然この接着層は絶縁体である。そうでなければ、接着層を通して分離した導電体間で導通してしまうからである。
【０１７５】
導電体基板２００２および第３基板の接合面を清浄にすれば、常温接合法や熱接合等を用いて接着層を介さずに導電体基板２００２と第３基板２００４とを強固に接合することができる。またある程度温度を上げて拡散法や溶融法により導電体基板２００２と第３基板２００４とを強固に接合することができる。導電体基板がシリコン基板（Ｎ＋基板、或いはＰ＋基板）であり、第３基板がガラス基板である場合は、陽極接合法により、導電体基板２００２と第３基板２００４とを強固に接合することができる。接着層を用いる場合には、エポキシ系などの有機系接着剤、無機系接着剤など種々の絶縁タイプの接着剤を用いることができる。本発明のプロセスでも種々の熱処理が行われるし、製品が完成後も信頼性を確保する上では熱歪が発生するので、導電体基板２００２および第３基板２００４の熱膨張係数は近似している材料が好ましい。
【０１７６】
絶縁膜２０１４はシリコン酸化膜、シリコン窒化膜、有機系膜などの絶縁膜であり、導電体基板２００２および第３基板２００４を付着させた後は、余り高い温度の熱処理（約４００℃〜５００℃以上）は熱歪や汚染や変質などの点で余り好ましくないので、ＣＶＤ法やＰＶＤ法、或いは塗布法が良い。酸化法等の高温熱処理を使用する場合は、導電体基板２００２および第３基板２００４を付着させる前に行なうと良い。
【０１７７】
次に、図１４(b)に示すように、絶縁膜２０１４の上に感光性膜２０１６を形成し所望の形状にパターニングし、感光性膜パターン２０１６（２０１６−１、２、３、４、５、６）を形成する。次に、図１４(c)に示すように、このパターンを用いて絶縁膜２０１４をエッチングし、さらに導電体基板２００２をエッチングする。このエッチングされた部分が図１３の斜視図で示す貫通溝Ｗ（Ｗ１、W２、W３）、Ｖ（Ｖ１、Ｖ２）となる。導電体基板の厚みａ１はダイヤフラムの１辺となるので、かなり厚く、通常は約１００μｍ以上である。（もっと薄くしても良いが、圧力差による変化量が小さくなる。）また厚すぎるとエッチングばらつき量やサイドエッチング量オーバーエッチング量が大きくなるので、容量素子の特性も含めて総合的にａ１を決定すると良い。通常は約２．０ｍｍ以下、好適には約１．０ｍｍ以下が良い。絶縁膜２０１４をエッチングするときに感光性パターン２０１６もある程度エッチングされるので、絶縁膜２０１４に対して感光性膜２０１６のエッチング選択比が高いものが良い。絶縁膜２０１４は、感光性膜２０１６と導電体膜２００２との密着性が余り良くないときや、導電体膜からのパターニング光の反射が大きくてパターニング精度が悪いときなどに使用されるので、余り問題ない時は絶縁膜を形成せず、直接導電体膜２００２上に感光性膜２０１６を形成しても良い。絶縁膜２０１４の厚みａ３は上記目的のためには約０．５μｍ程度以下で充分であるが、感光性膜２０１６と導電体膜２００２とのエッチング選択比が充分でないときに、絶縁膜２０１４と導電体基板２００２とのエッチング選択比が感光性膜２０１６と導電体膜２００２とのエッチング選択比よりも大きいときや、絶縁膜２０１４を介在した方がサイドエッチング量が小さいときには、約０．５μｍ以上の厚みの絶縁膜を適宜積層すれば良い。
【０１７８】
図１４(c)においては、感光性パターンに合わせた精度の良い導電体基板の深い貫通溝を形成することが目的であるから、この目的に合致する方法を適宜選択する。ａ１が約１００μｍで、感光性膜２０１６と導電体基板２００２とのエッチング選択比が２０あれば、感光性膜の厚みａ４は約５μｍより厚く形成されるようにする。ａ１がこれより薄いか選択比が大きければａ４はもっと薄くしても良い。逆にａ１がこれより厚いか選択比が小さければａ４はもっと厚くしなければならない。ただし、絶縁膜２０１４を形成したときは、この絶縁膜２０１４の厚みも考慮する。パターンをできるだけ精度良く形成するためには、感光性膜２０１６のパターンをできるだけ垂直にし、そのパターンを用いた絶縁膜２０１４や導電体基板２００２のエッチングをできるだけ垂直なエッチング形状となるようにする。感光性膜２０１６のパターンは露光マスクのパターンによって決まるので、この精度も重要である。
【０１７９】
図１３の斜視図からも分かるように、本発明の重要な点は容量素子を形成する側壁電極２００２−３および２００２−４の厚みをできるだけ正確にばらつきなく形成することである。この厚みは約１μｍ〜約２０μｍ程度である。（圧力差が大きいときにはもっと厚くなる場合もある）この側壁電極２００２−３や２００２−４を形成するパターンは図１４（ｃ）の２０１６−３や２０１６−４のパターンである。このパターン幅が約１μｍ〜約２０μｍとなる。他の部分はもっと幅が広くても良いし、形状（幅）のばらつきももっと大きくても良いので、この部分だけは注意が必要で、パターニング精度を良くする。約３μｍの幅（壁の厚み）の導電性電極パターン（側壁）を形成するためには、感光性膜２０１６−３および２０１６−４の幅を約３μｍ、厚みａ４を約５μｍとして、サイドエッチングの非常に小さい異方性エッチング（たとえば、ボッシュ法などの深堀エッチング（ＤＲＩE）など）を用いて深い貫通溝Ｖ、Ｗを形成する。
【０１８０】
本実施形態では、導電体基板２００２は深さ方向（厚みａ１方向）に完全にエッチングする。エッチング速度は基板深さ方向にも基板面内でもある程度ばらつくので、導電体基板２００２を深さ方向に完全にエッチングするにはある程度のオーバーエッチングが必要となる。導電体基板２００２と第３基板２００４のエッチング速度の選択比が小さいと第３基板２００４も場所により或る程度エッチングされてしまう。しかし、第３基板２００４は導電体基板２００２と異なる材質であるから、導電体膜２００２と第３基板２００４のエッチング選択比の大きなエッチング条件で導電体膜２００２をエッチングすれば第３基板２００４を殆どエッチングせずに導電体膜２００２をエッチングできる。たとえば、導電体基板２００２として、３００μｍの厚み（ａ１＝３００μｍ）のＮ＋シリコン基板、第３基板２００４として５０μｍの厚み（ａ２＝５０μｍ）のガラス基板を用いたときに、Ｎ＋シリコン基板上に１μｍ（ａ３＝１μｍ）のシリコン酸化膜（ＳｉＯ２膜）、感光性膜（フォトレジスト膜）の厚みが１０μｍ（ａ４＝１０μｍ）、感光性膜の幅を５μｍでパターニングして、ボッシュ法等の深堀エッチング（ＤＲＩE）を用いて、所望の側壁（幅約５μｍ、深さ３００μｍ、奥行き６００μｍ）を形成できる。
【０１８１】
次に、図１４(d)に示すように、感光性膜２０１６や絶縁膜２０１４を除去した後に、導電体基板２００２に第２基板２００６を付着する。この付着においても導電体基板２００２に直接第２基板を接合しても良いし、接着層を介して接着しても良い。第２基板がガラス基板のときには陽極接合法も使用できる。また、絶縁膜２０１４を除去しなくても良ければ残しても良いし、新たに絶縁膜を形成してから導電体基板２００２に第２基板を接着しても良い。特に貫通溝内部の導電体基板が露出して不具合を起こす恐れがある（汚染や劣化など）場合には、保護膜として絶縁膜等を溝内部へ積層しても良い。この第２基板接着工程において、各貫通溝Ｖ（Ｖ１、Ｖ２）やＷ（Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３）は密閉されるので、この後の工程で圧力伝達孔（Ｓ、Ｔ）を形成しなければ、密閉状態のまま製品化され圧力が維持される。従って、図１４(d)の工程のプロセス圧力状態が維持される。接着後密閉された貫通溝内部でアウトガスや反応ガスが発生して圧力が変動する場合もある。それを防止するために貫通溝内部にあらかじめこれらのガスを吸着する物質を置いても良い。第２の基板２００６を導電体基板２００２へ付着させた後で第２の基板をエッチング法や研磨法により薄くすることもできる。最初から薄い第２の基板を付着させる工程よりは取り扱い易いというメリットがある。
【０１８２】
次に図１４(ｅ)に示すように、導電体基板２００２と第２基板２００６とを接着している部分で、導電体基板２００２と接続すべき部分（２００２−２や２００２−５）にコンタクト孔２００８（２００８−１、２００８−２）を形成する。このコンタクト孔は、導電体基板２００２−３や２００２−４などに形成することもできるが、この部分の幅は狭いので、もっと広い部分（２００２−２や２００２−５）に形成するのが良い。この領域はかなり広い領域となるので充分なサイズのコンタクト孔を形成できる。たとえば、貫通溝の奥行き（長さ）が約４００μｍであれば、長さ約４００μｍで、幅方向には圧力センサーの大きさに依存するサイズではあるが、２００２−２や２００２−５の領域は貫通溝の長さとのバランスから少なくとも約１００μ程度は取ることができる（もちろん、これよりも小さいパッケージでも良ければ、もっと小さくもできる）。第２基板２００６の厚みもかなり厚くなる（圧力センサーのパッケージの強度から約５０μｍは欲しいが、もちろん強度をそれほど高める必要がなければ、もっと薄くできる）が、２００２−２や２００２−５の領域を１００μｍ程度にすれば、コンタクトサイズを５０μｍ以上は取れるのでコンタクト孔のアスペクト比が１程度にはできる。コンタクトが大きければウエットエッチングも可能となる。たとえば、緩衝フッ酸水溶液（ＨＦ液＋ＮＨ４Ｆ液）やＨＦ水溶液などのＨＦ系溶液によるエッチングも可能となる。
【０１８３】
第２基板２００６は絶縁体であることが望ましい。表面を絶縁膜で被覆した導電体基板にコンタクト孔２００８を形成する場合は、コンタクト孔２００８に導電体が露出してしまうので、再度絶縁膜を積層することになりプロセスが複雑となる。上記のように圧力センサーパッケージの強度等から第２基板２００６の厚みを決定し、また圧力センサーパッケージのサイズと導電体基板との密着強度などからコンタクト孔を配置する導電体基板２００２−２や２００２−５のサイズを決め、次にコンタクト孔２００８のサイズを決める。導電体膜２００９や２０１０の形成しやすさ、導電体基板との接続の観点からは、コンタクト孔のサイズは広い方が良い。ただし、電極２０１０はコンタクトサイズよりは大きくなること、その大きさが外部への接続の点で不具合が起きないほどの大きさであることなどを考慮してコンタクト孔のサイズを決めると良い。導電体膜２００９や２０１０のコンタクト孔２００８における被覆性（ステップカバレッジ）を良くするには、ＰＶＤ方やＣＶＤ方の場合には、ステップカバレッジの観点からコンタクト孔にテーパーをつけた方が良い。そのためにはドライエッチングやウエットエッチングで等方エッチングを使うことができる。テーパーを形成するにはコンタクト形成領域はある程度の領域が必要であるが、本実施形態におけるコンタクト形成領域２００２−５の部分は比較的広いのでコンタクト孔にテーパーを形成することができる。
【０１８４】
尚、あらかじめ第２の基板２００６にコンタクト孔２００８を形成しておき（圧力伝達孔も同時に形成することができる）、そのコンタクト孔（＋圧力伝達孔）付きの第２の基板２００６を導電体基板２００２に付着しても良い。コンタクト孔（＋圧力伝達孔）付きの第２の基板２００６を形成するプロセスは、本発明の容量素子形成プロセスと並行して行なうことができるので、作業工程の簡略化および作業時間の短縮化を実現できる。導電体基板２００２との付着前に第２の基板２００６へコンタクト孔（＋圧力伝達孔）を形成する工程は実デバイスとしての導電体基板２００２とは別個に行なっているので、比較的ラフな工程を取ることもできるし、コンタクト孔形成時における不良品をメインプロセスに持ちこまないという点で不良発生によるコスト増を低減できる。たとえば、コンタクト孔をウェットエッチングするときは、ＨＦ系溶液などに浸漬等するので、感光性膜の密着が悪いときにはその部分からＨＦ系溶液が浸入して製品全体に影響を及ぼしてしまうが、第２基板だけを分けて工程を行っていれば、その損害を最小限に抑えることができる。第２の基板２００６にはコンタクト孔（＋圧力伝達孔）というパターンがついているので、導電体基板２００２との付着工程においてはある程度正確なアライメントが必要となる。すなわち、コンタクト孔２００８は導電体基板２００２−５の領域に、圧力伝達孔Ｓは貫通溝Ｖの領域に来るように位置合わせする必要がある。
【０１８５】
次に図１４(f)に示すように、コンタクト孔２００８（２００８−１、２００８−２）に導電体膜２００９（２００９−１、２００９−２）を積層する。コンタクト孔だけに導電体膜を積層してコンタクト孔を平坦化させることもできる。たとえば、選択CVD法によりコンタクト孔に金属膜（たとえば、Ｗ）を選択成長させたり、メッキ法でコンタクト孔だけにメッキさせても良い。あるいは、第２基板２００６上に導電体膜を積層してエッチバック法でコンタクト孔２００８だけに導電体膜２００９を残す方法も採用できる。また、導電性ペーストをスキージ法やスクリーン印刷法でコートしてコンタクト孔に導電性ペーストを埋め込む方法もある。あるいは、第２基板２００６にマスクを密着させて導電性ペーストをスキージ法やスクリーン印刷法によりコンタクト孔２００８に埋め込むこともできる。導電性ペースト（たとえば、半田ペースト）をコンタクト孔２００８に埋め込むとともに厚く形成し、その後の熱処理により電極・配線２０１０も同時に形成できる。
【０１８６】
次に導電体膜２０１０を積層し、コンタクト孔２００８部分をカバーするとともに、所望の配線を行い電極・配線パターン２０１０（２０１０−１、２０１０−２）を形成する。導電体膜２００９と２０１０はコンタクト孔２００８で接続する。この導電体膜２０１０はアルミニウム（Ａｌ）、チタニウム（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、タングステン（Ｗ）、銅（Ｃｕ）、白金（Ｐｔ）、すず（Ｓｎ）、金（Ａｕ）等の金属膜やこれらの金属の合金膜やシリサイド膜、さらに導電性多結晶シリコン膜、導電性プラスチック等や各種導電体膜を使用できる。さらにはこれらの導電体膜を複数適宜選択して積層しても良い。導電体膜の形成方法として、スパッター等のＰＶＤ法やＣＶＤ法がある。あるいはメッキ法で形成することもできる。コンタクト孔は比較的大きくできるので、導電体膜２００９をコンタクト孔２００８に積層させなくても、導電体膜２０１０を直接コンタクト孔２００８にも積層して電極・配線パターン２０１０（２０１０−１、２０１０−２）を形成しても良い。この方が工程を簡略にできる。導電体膜２００９の積層でも同じであるが、コンタクト孔２００８に直接導電体膜２０１０を積層するときは、コンタクト孔に露出している導電体基板２００２上に残っている不純物層（たとえば、酸化物や他の異物）を除去してから導電体膜２０１０の積層を行う必要がある。たとえば、ＰＶＤ法やＣＶＤ法で金属膜などを積層する前に、ＨＦ系溶液等で前処理をして不純物層を除去する。スパッター等のＰＶＤ法の場合は逆スパッターを行ってから金属膜等を積層することもできる。ＣＶＤ法の場合にはＣＦ系等のエッチングガスを用いて軽くエッチングしてから金属膜等を積層することもできる。銅メッキ法を用いる場合は、CVD法やPVD法により、TiやTaなどの高融点金属、TiNやTaNなどの導電性窒化物、あるいはこれらの積層膜をバリアメタルとして積層した後、シード層のCu膜を積層して電解メッキによりCuメッキ層を形成する。その後必要な部分のメタル層を残して電極・配線パターン２０１０（２０１０−１、２０１０−２）を形成する。あるいは、Cuの電解メッキ前に電極・配線を形成すべき部分以外を感光性膜等で被って、電極・配線を形成すべき部分のみのCuメッキ層を形成した後、感光性膜を除去し、Cuメッキされていないシード層およびバリアメタルをエッチングして、Cuメッキ層の電極・配線パターン２０１０を形成する。
【０１８７】
さらにこの部分にバンプ金属（半田、金、銅、その他の金属や合金）を形成することもできる。貫通溝V1は側壁２００２−３、２００２−２、およびこれらの側壁をつなぐ側壁（図示されていないが、紙面に対して手前と後方に存在する）により取り囲まれているので、側壁導電体基板２００２−２と２００２−３は連続体となっている。従って、電極・配線２０１０−１は側壁２００２−３に直接に接続している。一方、この側壁２００２−３と対面するもう一方の電極となる側壁導電体基板２００２−４もその両サイドにある側壁導電体基板（図示されていないが、紙面に対して手前と後方に存在する）を通じて幅の厚い側壁導電体基板２００２−５につながっていて、電極・配線２０１０−２は側壁２００２−４に直接に接続している。
【０１８８】
次に図１４(g)に示すように、容量を示す貫通溝Ｗ１に対しては、第３基板２００４に圧力伝達孔Ｔ（Ｔ１）を形成し、それと対抗する貫通溝Ｖ１およびＶ２に対しては、第２基板２００６に圧力伝達孔Ｓ（Ｓ１、Ｓ２）を形成する。（これらの圧力伝達孔はお互いに逆の基板に形成しても良い。）貫通溝Ｗ（Ｗ１）の空間は、貫通溝Ｖ１やＶ２を囲んでいる導電体側壁基板（２００２−２および２００２−３、或いは２００２−４および２００２−５）の周りさらに取り囲んでいて、貫通溝Ｗ（Ｗ１）はＷ（Ｗ２）およびＷ（Ｗ３）とつながっているので、圧力伝達孔Ｔ（Ｔ１）は、必ずしもこのＷ（Ｗ１）の部分でなくても良く、Ｗ２やＷ３の部分でも良い。この圧力伝達孔を通じて外界の圧力を導けば圧力差によって貫通溝Ｖ１やＶ２とＷ１との間の側壁２００２−３や２００２−４が変形しこれらの電極間容量が変化するので、電極・配線２０１０−１および２０１０−２を通して電気容量変化を検出することができる。
【０１８９】
図１３、図１４および図１５に示す容量素子は、導電体基板２００２の厚みが容量素子の電極面積の１辺を決定するので、導電体基板２００２のエッチング量のばらつきの影響を受けないことである。すなわち、導電体基板２００２の厚みをａ１（図１４（c）に記載）とし、奥行き側の貫通溝Ｖ（Ｖ１、Ｖ２）の長さをｂ１（図１５（ａ）に記載）とすれば、容量素子の電極面積はａ１＊ｂ１となる。ｂ１も垂直エッチングでは殆ど変化しないので、容量素子の電極面積のばらつきは非常に小さくなる。従って、導電体基板内および導電体基板間の容量素子の特性ばらつきも非常に安定するので、歩留まりの高い製品を実現できる。
【０１９０】
図１４（ｃ）のプロセスにおいて、感光性膜２０１６−３および２０１６−４のパターンによって形成される導電体パターンは２００２−３および２００２−４は幅に対して縦に非常に長くなっている。（紙面に垂直方向な奥行き方向は長い。）たとえば、幅が約１μｍ〜約２０μｍ（エッチング精度が良ければ1μｍより幅の狭い導電体パターンを形成することができるし、ヤング率が小さな導電体の場合や圧力差が大きな圧力を検出する場合は２０μｍよりもっと厚い導電体パターンでも良い。）で、高さが約５０μｍ〜約５００μｍ（約５０μｍより薄い導電体基板は導電体基板の取扱いに注意が必要であり、エッチングの方法や条件を最適化すれば約５００μｍより厚い基板の使用も可能である。）となる。従って、エッチングが大変であること、エッチング中やエッチング後において縦に長い側壁２００２−３や２００２−４が変形しないかという恐れがあることなどを考慮すると、図１７に示すプロセスを取ることもできる。（尚、パターン幅が約３μｍでアスペクト比が５０以上になると上記のような問題が発生する可能性がある。この場合でも振動の小さな装置を使い、風の起こらない低圧条件下で、第３基板２００４を上にして第２基板２００６を下側からゆっくりと付着させれば、上記の問題を発生しないようにすることもできる。）図１７(a)は、図１４(b)におけるプロセスと同じであるが、感光性パターン２０１６−３および２０１６−４の幅の狭いパターンを合わせて太いパターン２０１６−７としたものである。この部分には、貫通溝Ｗ１を形成するのであるが、この段階ではまだ形成しない。２０１６−７のパターン幅は、２０１６−３の幅＋２０１６−４の幅＋Ｗ１の幅となっているので、かなり幅が広い。たとえば、２０１６−３の幅を５μｍ、２０１６−４の幅を５μｍ、Ｗ１の幅を５０μｍとすると、２０１６−７のパターン幅は６０μｍとなる。
【０１９１】
次に図１７(b)に示すように、感光性膜２０１６のパターンをマスクとして、絶縁膜２０１４および導電体膜２００２を垂直にエッチングする。図１４(c)に示すような細長い垂直のパターンがなくなったので、上記のような問題点が解消された。たとえば、２０１６−３の幅を３μ、２０１６−４の幅を３μｍ、Ｗ１の幅を５０μｍとすると、感光性膜２０１６−７のパターン幅は５６μｍであり、導電体基板の厚みを３００μｍとすると、エッチング後の導電体基板２０２−７のパターン幅は約５６μｍ（アスペクト比は約５．４）となり、他の導電体基板のパターン２００２（２００２−１、２００２−２、２００２−５、２００２−６）と同程度になり、上記等の問題が解消している。次に感光性膜２０１６、絶縁膜２０１４を除去する。（絶縁膜２０１４は問題なければ残しても良い。或いは、直接導電体基板２００２の上に感光性膜２０１６を密着性良くパターニングでき、導電体基板２００２のエッチングも問題なければ絶縁膜２０１４を形成する必要はない。）
【０１９２】
次に図１７(c)に示すように、第２基板２０１８を導電体基板２００２の第１面側に付着させる。第２基板２０１８は導電体基板２００２と導通しないようにする。またコンタクト孔も形成されるので第２基板２０１８は絶縁体が好ましい。たとえば、ガラス基板や石英基板や透明プラスチックのような透明絶縁体が内部も観察しやすいが、セラミックや高分子材料などの不透明な絶縁体でも良い。導電体基板２００２がシリコン基板で絶縁基板２０１８がガラス基板の場合には、陽極接合法を用いて、導電体基板２００２と絶縁基板２０１８を強固に接合できる。また、導電体基板２００２と絶縁基板２０１８の接着には、直接接合法や接着層を使用することもできる。これらの接合法は、導電体基板２００２および絶縁基板２０１８の材質や形状、プロセスなどを考えて適宜最良な方法を選択できる。この方法による導電体基板２００２には図１４の２００２−３や２００２−４のような細長い形状のパターンがないので、第２基板２０１８を導電体基板２００２へ接着することは容易である。もっとパターン幅が狭くなって、たとえば、エッチング後の導電体基板２０２−７のパターン幅が約１６μｍ程度（２０１６−３の幅を３μ、２０１６−４の幅を３μｍ、Ｗ１の幅を１０μｍとすると、感光性膜２０１６−７のパターン幅は約１６μｍとなる）でも、導電体基板２００２の厚みａ１が約３００μｍ程度（アスペクト比約１８．８）の場合には、導電体基板（たとえば、シリコン基板）２００２−７を変形させずに垂直なパターンのまま第２基板２０１８に問題なく付着させることができる。
【０１９３】
次に図１７(d)に示すように、第３基板２００４に（第２面側に）感光性膜２０２０を形成しパターニングし、貫通溝Ｗ１形成用の窓２０２２をあける。この窓からまず第３基板２００４を垂直に窓あけする。次に図１７(e)に示すように、この２００４にあけられた窓２０２２から導電体基板２００２を垂直にエッチングし、第２基板２０１８に達するまでエッチングし、貫通溝Ｗ１を形成する。貫通溝Ｗ１においては、その底に導電体材料を残さないように完全にエッチングすることが望ましい。感光性膜２００２のパターン合わせは、貫通溝Ｖ１やＶ２と正確に行なう必要がある。第３基板２００４が透明基板であれば、第２面側から直接マスク合わせができるので非常に精度良く合わせることができる。
【０１９４】
透明基板でも光や電磁波の透過や反射に問題があれば、感光性膜２０２０を形成する前に第３基板２００４を薄くすれば良い。第３基板２００４を薄くする方法として、研磨法（ＣＭＰやＢＧ法）やエッチング法、その他種々の方法がある。第３基板２００４を薄くすれば、第１面側から光や電磁波を照射して、薄くなった第３基板を透過する光や電磁波を利用して、貫通溝Ｖ１やＶ２のパターンに合わせて感光性膜２０２０を精度良くパターン合わせできる。このような方法を用いることにより、たとえば貫通溝Ｖ１やＶ２のパターンに対して、感光性膜２０２０の合わせ精度を現状でも約０．１μｍ〜約０．５μｍ程度、或いは約０．５μｍ〜約１．０μｍ〜約２．０μｍ程度にはできるので、エッチング後の導電体基板の側壁２００２−３や２００２−４の厚み（幅方向）を非常に薄くできる。現状の方法でも約２μｍでも可能であるから、将来はもっと薄くできる。この方法のさらなる利点は、細長い導電体基板の側壁２００２−３や２００２−４を形成する前に第２基板２０１８および第３基板２００４で導電体基板２００２を確実に接着して押さえているので、エッチング後でも細長い形状パターン２００２−３や２００２−４が変形したり、最悪は倒れたり折れたりする危険性がなくなることである。マスク工程が１つ増えて、エッチング工程なども増えるがプロセス安定性を向上することができる。
【０１９５】
次に図１７(f)に示すように、感光性膜２０２０をリムーブする。このままでも容量素子（圧力センサー）パッケージとして使用できるが、第３基板２００４の上にさらに第４基板２０２４を接着しても良い。特に、貫通溝Ｗ１を閉鎖したいときは必須であるし、第３基板を薄くして強度が小さくなった場合にも第４基板２０２４を接着すれば強度を大きくすることができる。第４基板は絶縁体である必要はなく、半導体基板でも導電体基板でも使用できる。尚、貫通溝Ｗ２やＷ３はその両側の側壁は幅が広いので、図１７においては貫通溝Ｖ１やＶ２と同時に形成したが、貫通溝Ｗ１と同時に形成しても良い。このＷ２やＷ３の合わせは、Ｗ１の合わせほど正確さは必要はない。（ただし、Ｗ１のような貫通溝をたくさん作成するときは、それに隣接するＶ１やＶ２との合わせを精度良く行なう必要があることは当然である。）この後、図１４(ｅ)以降に示す工程と同様のプロセスを行う。
【０１９６】
図１５は、図１３および図１４に示す実施形態によって作成した１つの容量素子（圧力センサー）の投影図を模式的に示したものである。図１５(ｂ)は図１４(g)とほぼ同じで正面図を示す。図１５(a)は上面図（或いは平面図）である。図１５(ｂ)はこの平面図のＡ１−Ａ２における断面を正面から見た図と考えることができる。図１５(ｃ)は平面図のＢ１−Ｂ２における断面を右側面から見た図と考えることができる。図１５により、貫通溝Ｖ（Ｖ１、Ｖ２）を導電体２００２が取り囲んでおり、この導電体２００２を貫通溝Ｗ（Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３）が取り巻いていること、導電体基板２００２（２００２−２、２００２−３）は内部でつながっていること、導電体基板２００２（２００２−４、２００２−５）は内部でつながっていること、導電体基板２００２（２００２−２、２００２−３）と導電体基板２００２（２００２−４、２００２−５）は分離して接続していないこと、導電体基板２００２（２００２−１、２００２−６）はつながっていて、貫通溝Ｗ（Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３）を取り囲み、１つの容量素子パッケージ（圧力センサーパッケージ）を形成していること、貫通溝Ｖ（Ｖ１、Ｖ２）およびＷ（Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３）につながるそれぞれの圧力伝達孔Ｓ（Ｓ１、Ｓ２）およびＴ（Ｔ１）はそれぞれ互いに逆側の第３基板２００４または第２基板２００６側にあいていること、これらの孔に圧力伝達ラインをつなげれば、貫通溝Ｖ（Ｖ１、Ｖ２）およびＷ（Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３）に圧力を伝達できること、或いは容量素子（圧力センサー）パッケージの第１面（上面）から圧力Ｐ１をかけ、容量素子（圧力センサー）パッケージの第２面（下面）から圧力Ｐ２をかけると、それぞれの圧力が貫通溝Ｖ（Ｖ１、Ｖ２）や貫通溝Ｗ（Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３）の内部に伝達することなどが非常に良く理解できる。（尚、圧力伝達孔ＳおよびＴは同じ基板（２００４や２００６）に形成しても良いし、互いに逆基板に形成しても良いし、両方の基板に形成することもできることも分かる。どのように圧力をこれらの孔に導くかによって適宜選択すれば良い。）
【０１９７】
静電容量素子を構成する対向電極は、２００２−３および２００２−４である。この対向電極である導電体側壁電極２００２−３は、側壁２００２−７および側壁２００２−８につながり、さらに２００２−２につながる。導電体側壁電極２００２−３は圧力差Ｐ１―Ｐ２により変形できるように幅（厚み）を選定するが、他の側壁２００２（２００２−２、７、８）は、圧力差により変形をできるだけ小さくすると良い。そのためには導電体側壁電極２００２−３よりも厚く形成する。たとえば、導電体側壁電極２００２−３の幅（厚み）が３μｍ〜１０μｍであれば、その他の側壁２００２（２００２−２、７、８）の厚みの３倍以上とする。導電体側壁電極２００２−３の幅（厚み）が１０μｍ〜２０μｍなら、その他の側壁２００２（２００２−２、７、８）の厚みの２倍以上とする。このようにすることにより、Ｖ１溝を囲む側壁２００２（２００２−２、７、８）の強度を充分に確保できる。しかも導電体側壁電極２００２−３の圧力差による変形をスムーズに行なわせることができる。もう１つの対向電極である導電体側壁電極２００２−４につながる側壁に関しても同様である。
【０１９８】
容量素子パッケージの外側側壁である側壁２００２（２００２−１、６、８、９）はパッケージを保護しているので、充分な強度が必要である。図１５では幅（厚み）を余り大きく描いていないが、幅（厚み）を充分大きくして外部からの力に耐えるようにする必要がある。シリコンの場合通常の環境では５０μｍ以上あれば良いが、使用環境によってはもっと厚くした方が良い。上面の第２の基板２００６も同様であるが、ガラス基板の場合には通常約５０μｍ以上あれば良いが、使用環境によってはもっと厚くした方が良い。下面の第３の基板２００４も同様であるが、ガラス基板の場合には通常約５０μｍ以上あれば良いが、使用環境によってはもっと厚くした方が良い。また、図１５(a)において、一番外側の点線Ｘで囲まれる部分が１つの容量素子（圧力センサー）パッケージの平面的なサイズを示す。非常に小さなサイズの容量素子（圧力センサー）パッケージを実現できることが分かる。たとえば、導電体基板の厚さを３００μｍ、側壁電極の長さを３００μｍ、Ｗ１の幅ｄを２０μｍ、側壁電極２００２−３につながる導電体の幅（Ａ１−Ａ２方向）を１００μｍ、側壁電極２００２−４につながる導電体の幅（Ａ１−Ａ２方向）を１００μｍ、Ｗ（Ｗ２、Ｗ３）の幅を５０μｍ、外側を取り囲む側壁２００２（２００２−１、６、９、１０）の幅（厚み）を１００μｍ、Ｘとこの外側側壁２００２（２００２−１、６、９、１０）との距離を１０μｍとすれば、１つのパッケージの大きさ（Ｘの大きさ）は、横方向（Ａ１−Ａ２方向）が０．５４ｍｍ、縦方向（Ｂ１−Ｂ２方向）が０．６２ｍｍとなる。
【０１９９】
図１６は、図１３〜４１で示す容量素子（圧力センサー）パッケージを実装基板に搭載したときの模式図を示す。（（他の実施形態にも適用できる。）図１４で示すプロセスの後に、第３基板２００４に外枠足２０３０（２０３０−１、２０３０−２）および補強足２０３２（２０３２−１、２０３２−２）を取りつける。外枠足２０３０は実装基板に取り付けた時に、容量素子（圧力センサー）パッケージを桁上げして、この枠の中に圧力を閉じ込めるために周囲が連続した枠となっている。従って２０３０−１と２０３０−２は連続している。しかも外枠足２０３０は、内部を気密に保持できる（圧力空間Ｕを形成する）ように実装基板に確実に付着している。
補強足２０３２は容量素子（圧力センサー）パッケージが変形しないようにするためのもので、外枠足２０３０とともに実装基板に取り付けて容量素子（圧力センサー）パッケージを支えている。従って、外枠足２０３０（２０３０−１、２０３０−２）および補強足２０３２（２０３２−１、２０３２−２）の高さは同じで同じ材質のものが望ましく、第３基板２００４に同時に取り付けることができる。別基板にこれらの外枠足２０３０および補強足２０３２を多数取りつけておき、この別基板から一括で第３基板に転写すれば、多数の外枠足２０３０および補強足２０３２を一挙に第３基板に接着できるので、非常に簡単に安価に速く作成できる。尚、第３基板２００４に外枠足２０３０（２０３０−１、２０３０−２）および補強足２０３２（２０３２−１、２０３２−２）を接着するときに接着層を用いても良い。
【０２００】
第２基板側にも、枠体２０３４（２０３４−１、２０３４−２）が第２基板２００６に取り付けられ、さらにこの枠体２０３４の上に蓋２０３６が取り付けられ、この枠体２０３４と蓋２０３６によって第１面側の圧力伝達孔Ｓ（Ｓ１、Ｓ２）が覆われていて、これらに囲まれた空間Ｚは圧力伝達孔Ｓ（Ｓ１、Ｓ２）を通して貫通溝Ｖ（Ｖ１、Ｖ２）と同じ圧力空間となる。この空間Ｚから圧力が漏れないようにこれらの接着は確実に行なう必要がある。枠体２０３４も図１４に示すプロセスの後に、枠体２０３４を第２基板２００６に接着する。さらにその上に蓋２０３６を接着する。或いは、先に枠体２０３４に蓋２０３６を取りつけたものを第２基板２００６に接着しても良い。これらも多数個を一括して一挙に第２基板に接着できるので、非常に簡単に安価に速く作成できる。枠体２０３４の上に蓋２０３６を接着するときに接着層を用いても良い。尚、枠体２０３４（２０３４−１、２０３４−２）を第２基板２００６に接着するときも接着層を用いても良い。
【０２０１】
以上のようにして基板上に作成された容量素子（圧力センサー）をダイシング等で個片にすれば、１つ１つの容量素子（圧力センサー）パッケージができる。このパッケージを図１６に示すように、実装基板２０４０に搭載する。実装基板２０４０と容量素子（圧力センサー）パッケージの枠体２０３０や２０３２に接着剤を介して取り付けても良い。特に外枠足２０３０と第３基板２００４と実装基板２０４０で囲む空間Ｕは圧力伝達孔Ｔ（Ｔ１）を通して貫通溝Ｗ（Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３）につながり、同じ圧力空間となるので、実装基板２０４０と容量素子（圧力センサー）パッケージの枠体２０３０の接着は圧力漏れがないように確実に行なう必要がある。
【０２０２】
実装基板には電極・配線層２０４２（２０４２−１、２０４２−２）が形成されていて、容量素子（圧力センサー）パッケージの電極・配線２０１０（２０１０−１、２０１０−２）とワイヤ２０４４（２０４４−１、２０４４−２）等で接続する。実装基板に形成された電極・配線層２０４２（２０４２−１、２０４２−２）はＩＣやトランジスやその他に能動素子などに接続され、容量素子（圧力センサー）パッケージで検出した容量変化から圧力を計算することが可能となる。圧力空間ＵやＺは検出すべき圧力を有する種々の環境や機器に接続して、そこから圧力空間ＵやＺに圧力を導く。必要であれば、圧力空間Ｕに関しては枠体２０３０や実装基板にさらに圧力伝達孔を設けたり、圧力空間Ｚに関しては枠体２０３４や蓋２０３６にさらに圧力伝達孔を設けることもできる。尚、図１６に示すような外枠足や枠体を形成しなくとも、図１５に示す容量素子（圧力センサー）パッケージでも、測定環境や測定対象によっては圧力を測定できることは言うまでもない。
【０２０３】
図１８は、本発明の実施形態のバリエイションである。図１８(a)は平面的に見たもので、図１８(b)は図１８(a)におけるＡ１−Ａ２断面を側面から見た図で、図１８(c)はＢ１−Ｂ２断面を側面から見た図である。５００１は本発明の容量素子（パッケージ）の単位サイズを示しているだけのもので、スクライブラインと考えると良く、この繰り返しで基板（ウエハ）内に本発明の容量素子を多数個作製できることを意味する。５００２は導電体基板、５００３は貫通溝（これまで説明したＷに相当する。）、５００４は貫通溝５００３と導電体内では接続しない貫通溝（これまで説明したＶに相当する。）、（貫通溝５００３や５００４は、空間となっているので、貫通溝空間と称することもある。５００７は導電体基板５００２と導電膜（電極・配線）５００８とを接続するためのプレート５００９に開けたコンタクト孔、このコンタクト孔には導電膜（これも５００７とすることもある）が入っていて導電膜（電極・配線）５００８と導電体基板５００２と接続する。コンタクト孔５００７に入る導電膜は導電膜（電極・配線）５００８と兼用（同じ）しても良い。コンタクト孔５００７や電極・配線５００８のパターンは導電体５００２（５００２−１、５００２−２）とコンタクトできれば図に示された位置に限定されないことは言うまでもない。たとえば、コンタクト孔５００７−１や電極・配線５００８−１は、導電体基板５００２−３、５００２−４、さらには５００２−２の上でも良い。（ただし、５００２−２の領域が狭ければ、コンタクト孔は形成できても配線・電極を配置するには狭すぎる場合は、配線・電極を広い部分に引きまわして持って来れば良い。
【０２０４】
５００９は導電体基板の上面（第１面）に付着させたプレート（基板と言っても良い）で、基本的には絶縁基板が良い。内部が見えること、マスク合わせの点から、ガラスや石英や透明プラスチックや透明高分子（或いはこれらの複合体）等の透明絶縁体が良い。マスク合わせ時の光（可視光以外の光も含まれる）を透過する材料でも良い。あるいは、マスク合わせ時に必要な光量が透過できる程度の材料でも良い。このことは、光の透過率が低くても光の強度を上げてマスク合わせに必要な光量を確保できれば、そのような材料やそのような厚みを有する材料でも良いということを意味し、逆にマスク合わせ前にプレートの厚みを薄くしてマスク合わせに必要な光量を確保できれば、そのような材料でも良い。
【０２０５】
５０１０は導電体基板の下面（第２面）に付着させたプレート（基板と言っても良い）で、絶縁基板が良い。内部が見えること、マスク合わせの点から、ガラスや石英や透明高分子（或いはこれらの複合体）等の透明絶縁体が良い。（上述したことも含まれることも言うまでもない。尚、これまでに記載したもの、これ以降に記載したものについても同様である。さらに、他の表現や内容についても、本出願文書に具体的に記載していなくても、類似の表現や簡単に記載しているものについては、他の所で別の表現や詳細に記載しているもの（で矛盾なく適用できるもの）が適用できることは当然である。）本実施形態では、スクライブライン５００１や貫通溝空間５００３−１の所でプレート５０１０を分離すれば、電極・配線５００８−１と５００８−２は接続しないので、プレート５０１０は導電体でも良い。ただ、分離したプレート５０１０の間に、実装後に導電性物質（水分やゴミも含む）が入る可能性があるので、その対策を考える必要がある。たとえば、貫通溝空間５００３−１に圧力を導くためにカバーで覆うなどの方法がある。このことはプレート５００９にも適用できる。すなわち、スクライブライン５００１や貫通溝空間５００３−１の所でプレート５００９を分離すれば、プレート５００９は導電体でも良い。プレート５００９を導電体とすればコンタクト孔５００７（５００７−１や５００７−２）や電極・配線５００８（５００８−１や５００８−２）も不要となり、直接にこの導電体基板であるプレート５００９と接続すれば良い。従って、このような容量素子（圧力センサー）を使用できる環境では、非常にコストの低いものを作成することが可能となる。ただし、プレート５００９か５０１０で導電体基板５００２を固定しなければならないので、どちらも導電体基板とすることはできない。（導電体基板を絶縁体で被覆する方法はある）
【０２０６】
図１８に示す実施形態では、導電体基板５００２−２が薄いダイヤフラムとなっていて、この導電体基板５００２−２が容量素子の一方の電極となる。容量素子のもう１つの対向電極は５００２−１で、幅が厚い電極となっていて、ダイヤフラムの役目は果たさない。この容量素子の電極５００２−１と５００２−２は、貫通溝空間５００４の圧力Ｐ１と貫通溝空間５００３−１の圧力Ｐ２が同じときには、距離がｃ１の平行平板型容量素子となっている。ダイヤフラムは片側の５００２−２だけなので、両側にダイヤフラムがある場合に比較するとｃ１の変形量は小さくなる。導電体基板５００２−２の幅方向厚みｃ２を調節することにより、同じ圧力差でも変形量を調整することができる。
【０２０７】
本実施形態の圧力センサーでは、貫通溝空間５００４や５００３は外部に開放されている（貫通溝空間５００４は紙面左方へ開放されている。）ので、このままで実装してもＰ１とＰ２は同じ圧力となるので、実装段階で貫通溝空間５００４と５００３（特に５００３−１）を分離しておく必要がある。貫通溝５００４を囲む導電体基板５００２−２、５００２−３、５００２−４のうち、５００２−３、５００２−４は圧力差により変形させないようにした方が、容量素子の特性が安定する。従って、導電体基板５００２−３、５００２−４の幅方向厚みは導電体基板５００２−２より厚くする。これにより、圧力差により、５００２−２だけが大きく変形する。
【０２０８】
側壁電極５００２−２の長さをｃ３、導電体基板厚みをｃ４とすると、側壁電極５００２−２の面積（ダイヤフラムの面積）は、ｃ３＊ｃ４となる。側壁電極５００２−２は矩形（正方形や長方形）形状であり、上面がプレート５００９で、下面がプレート５０１０で、側面が５００２−３および５００２−４で固定されている。尚この実施形態では、貫通溝５００４を形成しておけば、ダイシングだけでも形成できる。たとえば、貫通溝５００３の全体は形成せずに（導電体基板５００２−１と５００２−２はつながった状態で）、５００３−１の貫通溝をダイシングにより形成する（これにより、導電体基板５００２−１と５００２−２は分離する）。上面側プレート５００９からダイシングするときは、下面側プレート５０１０側を完全に切断すると容量として使えないので、深さ方向において下面側プレート５０１０の１部だけダイシングする（理想的には、導電体基板５００２だけを完全に切断して下面側プレート５０１０は切断しない）。導電体基板５００２は深さ方向に完全にダイシングする。その次に、点線で示す５００１のラインでプレート５００９、その下の導電体基板５００２、さらにその下のプレート５０１０をダイシングする。
これによって、容量素子型圧力センサーを形成できる。この場合の電極間距離ｃ１（貫通溝５００３−１の溝幅）はダイシング時のダイシング幅となる。また、ダイヤフラム側壁電極の幅ｃ２はダイシングの合わせ精度にも依存して来る。
【０２０９】
切断刃や切断ワイヤを用いたダイシングの代わりにレーザーで行うこともできる。特に貫通溝５００３の形成にはレーザーの方が、貫通溝５００４に精度良く合わせることができるので、ダイヤフラム部分の厚みｃ２を精度良く作ることができる。たとえば、導電体基板５００２がシリコン基板である場合、Ｎｄ：ＹＶＯ４レーザーやＣＯ２レーザー等を用いて精度良くレーザーダイシングできる。
【０２１０】
さらに導電体基板５００２を切断できるレーザーで、プレート５０１０を切断できないレーザーを用いれば、プレート５０１０を殆ど削らずに導電体基板５００２を完全に分離できる。たとえば、プレート５００９およびプレート５０１０が透明ガラス基板、導電体基板５００２がシリコン基板（Ｎ＋またはＰ＋）であるとき、ガラスを透過し、シリコンを効率良く切断できるたとえばＹＡＧレーザー（波長λ＝１．０６４μｍ）を用いて導電体基板５００２を切断できる。貫通溝５００４とのアライメントは透明基板であるプレート５００９や５０１０から貫通溝５００４の位置情報を読み取り、この貫通溝５００４の位置をもとにして、レーザー光を走査（スキャン）すれば良い。或いは、マスク合わせを行いマスクに形成されたパターンからレーザー光を照射すれば良い。レーザー光の照射側にあるプレートをあらかじめ除去（これもレーザーで可能、たとえば、エキシマレーザーや紫外線レーザーなどがある。）しておけば、レーザー照射により除去された物質はそこから排除できる。貫通溝５００２−２の上のプレート５００９および／または５０１０を残しておきたければ、あらかしめダイシングライン５００１に沿うプレート５００９をレーザーで除去し（この部分のプレートは最終的にはなくなるので除去しておいても良い。）、さらに導電体基板５００２をやはりレーザー光で除去しておけば、このスクライブラインに沿う空間から切断された物質（シリコンガスなど）を排除できる。尚、スクライブラインに沿う導電体基板５００２を除去したときに、プレート５０１０を残しておけば、個片化してバラバラになることはない。
【０２１１】
その他、貫通溝５００３−１の形成はドライエッチング法（ＤＲＩE法）を用いても良い。以上のように本実施形態は非常に簡便なプロセスで圧力センサーを作製できる。
【０２１２】
図１９は、図１８に示したもののさらに変形した実施形態である。図１９(a)が平面図で、図１９(b)が図１９(a)のA1−A2における断面図で、図１９(c)が図１９(a)のB1−B2における断面図である。図１９(a)および図１９(b)から分かるように、貫通溝５００４は導電体基板５００２に囲まれている。従って、貫通溝空間５００４は上方がプレート５００９で、下方がプレート５０１０で、側面が導電体基板５００２（５００２−２、５００２−３、５００２−４、５００２−５）によって囲まれた閉空間となっている（図１８の実施形態は、導電体基板の側壁５００２−５がなく開口されている。）がプレート５００９或いはプレート５０１０を導電体基板５００２に付着するときの圧力によって決定される圧力で閉じ込められる。この貫通溝の中に気体吸着物質を入れておけば貫通溝の中の圧力を真空に近い低圧にすることもできる。
【０２１３】
或いは気体発生物質を入れておけば、プレート５００９およびプレート５０１０を導電体基板５００２に付着して完全密閉した後に、その気体発生物質から気体を出せば所望の圧力にすることもできる。たとえば、この圧力センサーの使用温度をＴ１〜Ｔ２（Ｔ１＜Ｔ２）の間としたとき、気体発生物質の凝固温度（或いは融点、或いは固相−液相の相転移点）がＴ３、気体発生物質の沸点（或いは、液相―気相の相転移点）がＴ４、気体発生物質の昇華温度（昇華点、或いは固相−気相の相転移点）がＴ５であるとき、Ｔ４＜Ｔ１の固体物質を、固体状態で貫通溝の中に入れて密閉する。従って、密閉するときの温度（Ｔ６）はＴ６＜Ｔ３である。或いは、Ｔ４＜Ｔ１の液体物質を、液体状態で貫通溝の中に入れて密閉する。従って、密閉するときの温度（Ｔ６）はＴ６＜Ｔ４である。或いは、Ｔ５＜Ｔ１の固体物質を、固体状態で貫通溝の中に入れて密閉する。従って、密閉するときの温度（Ｔ６）はＴ６＜Ｔ５である。ただし、この物質が、特に気体状態のときに貫通溝内部の物質（上記の例では、ガラスやシリコン）と反応しないようにすることが重要である。固体物質や液体物質がどの程度の気体量になるのかや、貫通溝の体積も分かっているので、Ｔ１〜Ｔ２のある温度で貫通溝内部の圧力は計算できる。従って、貫通溝内の圧力を知ることができるので、その圧力を用いて貫通溝５００３−１の圧力を知ることができる。このことは本発明のすべての実施形態に応用できることは言うまでもない。
【０２１４】
貫通溝５００４を密閉したくなければ、すなわち外部の圧力を導入する場合には、圧力伝達孔５０１２をプレート５００９に開ければ良い。この貫通溝５０１２はコンタクト孔５００７を形成するときに、圧力伝達孔５０１２のパターニングも含めて同時に形成できる。この後導電性膜を形成するので、この圧力伝達孔５００４の中や貫通溝の中にも入りこむことを考慮する必要がある。また、圧力伝達孔５０１２を形成するとき、そのエッチングガスやエッチング液やエッチング後の物質（気体、液体、或いは固体）も貫通溝の中に入りこむ。また、コンタクト孔や圧力伝達孔作成用の感光性膜やその残膜や現像液等も入り込む恐れがある。それらがこの後のプロセスや使用時に問題を起こす可能性があれば、それらの物質を除去できる処置を行うと良い。たとえば、液体であれば、水洗して乾燥すれば良い。固体であればそれをエッチングする物質（液体。気体）を入れて、その後水洗して乾燥すれば良い。しかし、このような問題を発生させないために、電極・配線５００８（５００８−１、５００８−２）を形成後（保護膜を形成するなら、その後）に、レーザーで圧力伝達孔５０１２を開ける方法もある。
【０２１５】
或いは、最初から圧力伝達孔５０１２やコンタクト孔５００７を形成したプレート５００９を導電体基板５００２に付着させても良い。接着層を用いても圧力伝達孔５０１２やコンタクト孔５００７に残った接着層を除去すれば良い。このようにすれば、プレートにコンタクト孔や圧力伝達孔をあけるプロセスを別に行っておけば良いので、プロセスが短くなり製品作成時間が短くなる。このコンタクト孔や圧力伝達孔の合わせは余り精度は必要がないので、導電体基板５００２とプレート５００９との合わせに影響はない。
【０２１６】
図１９に示す実施形態では圧力伝達孔５０１２を作製しない場合には、貫通溝５００４の圧力Ｐ１と外部とつながった貫通溝５００３−１の圧力Ｐ２との差圧で導電体基板の側壁のダイヤフラム５００２−２が変形する。尚、貫通溝周囲が導電体基板で露出して問題があれば、保護膜を積層するなどして保護すれば良い。保護膜としては、導電体膜が触れる環境によって適宜、材料と厚みを選択すれば良い。耐湿性向上にはシリコン窒化膜やシリコン酸窒化膜が良い。また、この図１９では圧力伝達孔をプレート５００９に形成したが、プレート５０１０に形成しても良い。コンタクト孔および電極・配線もプレート５０１０に形成しても良い。プレート５００９と５０１０は同じ材料でも良いので、その場合には上下逆転して考えることもできる。
【０２１７】
尚、図１９に示す容量素子は、図１８で説明した場合と同様に、貫通溝５００３をダイシングで形成することもできる。貫通溝５００３−１の溝幅ｃ１はダイシングで決まる。プレート５００９および５０１０のどちらかはダイシングせずに残しておく必要がある。どちらも残して貫通溝５００３だけダイシングする場合には適当な波長や強度を持つレーザーを用いてダイシングすると良いが、その場合でもダイシングライン５００１においてはプレート５００９も５０１０も切断する必要がある。
【０２１８】
図２０は図１９で示した導電体５００２の内部に貫通溝５００４がありダイヤフラムとなる導電体基板側壁５００２−２とそれと鏡対称なものが貫通溝５００３−１を挟んで向かい合わせになっている容量素子を示す。貫通溝５００４（５００４−１）は、導電体基板５００２（５００２−２−１、５００２−３−１、５００２−４−１、５００２−５−１）で側面を取り囲まれ、上面および下面はそれぞれプレート５００９および５０１０で覆われていて、閉じた空間となっている。また、圧力伝達孔５０１２（５０１２−１）も形成されている。これと鏡対称なものが、貫通溝５００３−１を隔てて配置されている。すなわち、貫通溝５００４（５００４−２）は、導電体基板５００２（５００２−２−２、５００２−３−２、５００２−４−２、５００２−５−２）で側面を取り囲まれ、上面および下面はそれぞれプレート５００９および５０１０で覆われていて、閉じた空間となっている。また、圧力伝達孔５０１２（５０１２−２）も形成されている。導電体基板側壁５００２−２−２は導電体基板側壁５００２−２−１と対面していて、導電体基板側壁５００２−２−１および導電体基板側壁５００２−２−２を容量素子の対向電極となり、貫通溝５００３−１が容量空間となっている。
【０２１９】
これらの電極間距離ｃ８は貫通溝の幅である。貫通溝空間５００４−１の圧力Ｐ１と貫通溝５００３−１の圧力Ｐ２の圧力差により、導電体基板側壁５００２−２−１は変形する。また、貫通溝空間５００４−２の圧力と貫通溝５００３−１の圧力Ｐ２の圧力差により、導電体基板側壁５００２−２−２は変形する。貫通溝空間５００４−１の圧力と貫通溝空間５００４−２の圧力を同じくし、（たとえば、圧力伝達孔５０１２（５０１２−１、５０１２−２）をあけて、そこから同じ圧力環境に接続すれば良い。）或いは、プロセスで同時に閉空間とすればこれらの空間の圧力は同じとなる。２つの貫通溝空間５００４−１と５００４−２の圧力をＰ１とすれば、Ｐ１＞Ｐ２のときには、側壁５００２−２−１および５００２−２−２はともに貫通溝５００３−１側に膨らみ、ｃ８を小さくする。その結果容量が増大する。Ｐ１＜Ｐ２のときは、側壁５００２−２−１および５００２−２−２はともにへこむので、ｃ８が大きくなり。その結果容量が減少する。このように、図１８や図１９に示すような片側だけの容量素子よりも圧力変化による感度が良くなる。（ｃ８の変化が大きくなるので）尚、Ａ１−Ａ２断面の側面図が図２０(b)で、Ｂ１−Ｂ２断面の側面図が図２０(c)である。コンタクト孔５００７（５００７−１、５００７−２）、電極・配線５００８（５００８−１、５００８−２）も形成されている。
【０２２０】
図２１は、図２０に示す実施形態の発展系であり、図２０に示す向かいあった１組の容量素子をさらに閉空間（これも貫通溝である）５００３−６（５００３−６−１、５００３−６−２、５００３−６−３、５００３−６−４）で取り囲み、この閉空間５００３−６は導電体基板側壁５００２−６（５００２−６−１、５００２−６−２、５００２−６−３、５００２−６−４）によって側面側を取り囲まれている。また、閉空間５００３−６の上面はプレート５００９により、閉空間５００３−６の下面はプレート５０１０により閉じられている。（導電体基板５００２はプレート５００９および５０１０と付着している。）貫通溝５００３−６の圧力を外部から制御する場合には、圧力伝達孔５０１６を形成する。図２１ではプレート５０１０に形成しているが、プレート５００９に形成することもできる。容量素子側の貫通溝５００４（５００４−１、５００４−２）に形成した圧力伝達孔５０１２（５０１２−１、５０１２−２）から圧力Ｐ１を導入し、圧力貫通孔５０１６から圧力Ｐ２を導入すると、容量素子のダイヤフラム５００２−２−１および５００２−３−１が変形し、圧力差Ｐ１−Ｐ２を検出できる。本発明の貫通溝５００３−６（５００３−６−１、５００３−６−２、５００３−６−３、５００３−６−４）および５００３−１は外部環境から隔離されているので、図２０に示すような容量素子とは異なり、外部環境と異なる圧力を貫通溝５００３−６（５００３−６−１、５００３−６−２、５００３−６−３、５００３−６−４）および５００３−１に導入できる。（もちろん、図２０に示す容量素子を圧力容器などに入れれば、その外側の圧力と異なる状態にすることができる。）さらに容量素子は導電体基板５００２−６（５００２−６−１、５００２−６−２、５００２−６−３、５００２−６−４）で保護されているので、容量素子を外部環境から隔離できるので、信頼性を向上できる。尚、図２１(b)はＡ１−Ａ２に沿った断面の側面図である。コンタクト孔５００７（５００７−１、５００７−２）および電極・配線５００８（５００８−１、５００８−２）も形成されている。貫通溝５００３−１の電極間距離ｃ８が、その両側の導電体電極側壁５００２−２−１および５００２−２−２の変形により変化する。
【０２２１】
図２２は、図２１をさらに発展させた本発明の実施形態である。この実施形態では、容量素子は４角形形状（平面図の形状を言う。立体的には角柱となる。）で、（三角形形状、５角形形状、それ以上の任意の多角形状でも良い。ここでは矩形形状（正方形状含む長方形状）で記載している。この実施形態では、矩形形状を形成する導電体基板のすべての側面がダイヤフラムの機能を果たす。すなわち、中心に存在する貫通溝５０２２−１を導電体基板側壁５０２０−１（各側壁は５０２０−１−１、５０２０−１−２、５０２０−１−３、５０２０−１−４）が囲む。その周囲を貫通溝５０２２−２（５０２２−２−１、５０２２−２−２、５０２２−２−３、５０２２−２−４）が囲む。さらにその貫通溝を導電体基板側壁５０２０−２（各側壁は５０２０−２−１、５０２０−２−２、５０２０−２−３、５０２０−２−４）が囲む。その周囲を貫通溝５０２３−２（５０２３−２−１、５０２３−２−２、５０２３−２−３、５０２３−２−４）が囲む。さらにこの貫通溝を導電体基板側壁５０２０−３（各側壁は５０２０−３−１、５０２０−３−２、５０２０−３−３、５０２０−３−４）が囲む。これらの貫通溝内の圧力によって、各導電体基板の側壁が変形する。たとえば、貫通溝５０２２−１の圧力と貫通溝５０２２−２の圧力差により、５０２０−１の各側壁が変形する。また、貫通溝５０２２−２の圧力と貫通溝５０２２−３の圧力差により、５０２０−２の各側壁が変形する。従って、導電体基板側壁５０２０−１を１つの電極とし、導電体基板側壁５０２０−２を他方の電極とし、貫通溝５０２２−２を容量空間とする容量素子が形成される。周囲がすべて容量となっているので、少ない面積で大きな容量を作ることができる。（尚、1面だけの場合は図２１に示されているが、２面だけに容量を作ることもでき、さらに３面だけに容量を作ることができる。ここで容量と言っているのは、圧力差によって容量が変化する容量を言う。）各側壁の厚み（変形する側壁の厚みのことで、図に示すｅ２およびｅ３）は使用する圧力や、ダイヤフラムの大きさ、材料の特性で選定すれば良い。４面の側壁厚みを適宜変更しても良い。（同じ厚みにすれば側壁変形量はほぼ同じになる。）貫通溝幅では図に示すｊ２が容量特性に影響するので、精度良く形成する必要がある。この貫通溝幅も４面それぞれで変更することもできる。（同じにすれば、その両側の側壁電極の厚みも同じにすれば、容量変化も同じになる。）図２２で示す容量素子の周りをさらに貫通溝、その周りを導電体基板で囲むということを繰り返して、多数の容量素子を作ることもできる。一番外側に来る導電体基板の厚み（図２２では、５０２０−３の厚みｅ１）は他の変形する側壁よりも厚くして圧力差により変形しないようにすることが望ましい。圧力センサーとしての強度や信頼性を確保し、内部の容量素子を保護する役目を果たしているのが、５０２０−３である。貫通溝５０２２−３の幅ｊ１はそれほど正確に管理しなくても良いが、測定圧力内で導電体側壁５０２０−２が最外側の導電体側壁５０２０−３と接触しないようにする必要がある。尚中心部に貫通溝ではなくて、矩形形状の導電体基板５０２０を配置してそのまわりを��通溝、そのまわりを導電体基板の側壁電極として次々に囲むこともできる。この場合、中心にある導電体基板５０２０は変形しないが電極として使用することができる。
【０２２２】
図２２(a)のＡ１―Ａ２断面の側面図が図２２(b)である。導電体基板５０２０の上面にプレート５００９、下面にプレート５０１０が付着して、貫通溝を閉空間としている。貫通溝５０２２−３（５０２２−３−１、５０２２−３−３）にはプレート５００９に圧力伝達孔５０２４（５０２４−１、５０２４−２）があいている。貫通溝は５０２２−３−１、５０２２−３−３はつながっているので、圧力伝達孔５０２４（５０２４−１、５０２４−２）は１つでも良い。中心の貫通溝５０２２−１にもプレート５００９に圧力伝達孔５０２３があいている。さらに、貫通溝５０２２−２（５０２２−２−１、５０２２−２−３）にはプレート５０１０に圧力伝達孔５０２５（５０２５−１、５０２５−２）があいている。貫通溝は５０２２−２−１、５０２２−２−３はつながっているので、圧力伝達孔５０２５（５０２４−１、５０２４−２）は１つでも良い。貫通溝５０２２−１の圧力と貫通溝５０２２−３の圧力は異なっていても良いが、その場合には、圧力伝達孔につながる部分の圧力も異なってくる。ここでは、同じ圧力Ｐ１が導入されるとする。貫通溝５０２２−２の圧力をＰ２とすると、Ｐ１とＰ２の圧力差により、貫通溝５０２２−２を囲む導電体基板側壁５０２０−２（５０２０−２−１、５０２０−２−２、５０２０−２−３、５０２０−２−４）および、５０２０−１（５０２０−１−１、５０２０−１−２、５０２０−１−３、５０２０−１−４）は変形し。これらの電極によって挟まれた容量空間５０２２−２（５０２２−２−１、５０２２−２−２、５０２２−２−３、５０２２−２−４）の容量が変化する。この容量変化を検出することにより、圧力差が分かる。図２２に示す矩形（４角形）形状の容量素子は角部は殆ど変形せず、その側面の側壁電極が変形すると考えることができる。これによって、シンプルに側壁が変形するので、ダイヤフラムとして扱い易い。従って、容量変化も前述した式をもとにして計算できるし、逆に容量変化から圧力差を計算できる。たとえば、容量空間である貫通溝５０２２−２の静電容量を各側壁電極につき、Ｃ１〜Ｃ４とすれば、導電体側壁５０２０−１および５０２０−２に生じる静電容量Ｃは、Ｃ１〜Ｃ４の並列接続と考えることができるので、Ｃ＝Ｃ１＋Ｃ２＋Ｃ３＋Ｃ４となる。従って、１つの対向する側壁電極間に生じる静電容量の約４倍の容量を示し、その変化量も約４倍となる。
【０２２３】
図２２のさらなる発展実施形態として、多角形形状のものの多角形を大きくすれば究極的には円形状や楕円形状になる。円形形状の場合について、図２３に示す。図２３(a)はその平面図を示す。中心部に貫通溝５０３２−１、その周りに円形形状の導電体基板の側壁電極５０３０−１、その周囲に貫通溝５０３２−２、その周りに円形形状の導電体基板の側壁電極５０３０−２、その周囲に貫通溝５０３２−３、その周りに円形形状の導電体基板の５０３０−３がある。この周りをさらに貫通溝、そのまた周囲を導電体基板で囲んで多数の容量素子を形成しても良い。これらの容量素子は、プレート５００９や５０１０にコンタクト孔および電虚・配線を形成して並列或いは直列或いは他の素子と接続することができる。図２３に示す容量素子は円形形状の素子となっているが厚さ方向を考えれば円筒（或いは円柱）形状の容量素子である。一番外側の導電体基板も電極として使用することはできるが、余り薄くはできないので、通常は側壁が変形しない電極となる。しかし、一番外側を露出させて電極とすると水分や汚染等の影響で容量素子の特性が悪くなる可能性があるので、保護膜や保護樹脂を形成した方が良い。通常は一番外側の導電体基板は電極としては使用せず、容量素子パッケージの保護基板として使用した方が良い。強度や耐環境性を考えて厚みを厚くした方が良い。また最外側は円形にする必要がなく任意の形状、たとえば四角形形状或いは矩形形状（立体的に見れば、四角柱形状或いは矩形柱状）とすることができる。
【０２２４】
図２３(b)は図２３(a)のＡ１−Ａ２断面の側面図を示す。導電体基板５０３０の上面にはプレート５００９が付着し、導電体基板５０３０の下面にはプレート５０１０が付着して貫通溝を閉空間にしている。貫通溝５０３２−１にはプレート５００９に圧力伝達孔５０３３が形成され、貫通溝５０３２−２にはプレート５０１０に圧力伝達孔５０３５（５０３５−１、５０３５−２）が形成され、貫通溝５０３２−３にはプレート５００９に圧力伝達孔５０３４（５０３４−１、５０３４−２）が形成されている。本実施形態は貫通溝が円形（円筒、或いは円柱）形状に（貫通溝５０３２−２も）形成され、それ（貫通溝５０３２−２）を挟んでいる導電体基板の側壁電極５０３０−１および５０３０−２も円形（円筒、或いは円柱）形状に形成され、それを同心円状に形成することにより、容量空間となる貫通溝５０３２−２の幅（電極間距離）ｒ（ｊ２）はどこでも一定となる。側壁電極およびそれらに挟まれた貫通溝も同心円状に形成すれば、側壁電極５０３−１の変形量はどこでもほぼ一定となり、側壁電極５０３０−２の変形量もどこでもほぼ一定となる。
従って、側壁電極５０３０−１と５０３０−２の間の貫通溝５０３２−２に生じる容量も圧力差による容量変化もどこでもほぼ一定となる。この容量変化から圧力差を知ることが可能となる。圧力伝達孔５０３４、５０３３、５０３５を用いた圧力差によって、ｒが変化するので、容量が変化し、これを用いて圧力差を知ることができる。
【０２２５】
図２３は円形形状であるが、楕円形状や他の閉曲線形状を用いて、容量空間となる貫通溝全体の幅（電極間距離）を一定にすることができる。さらにこれらの曲線形状と多角系形状の容量素子を組み合わせることもできる。最外側の形状だけ取扱易い形状（たとえば、四角形形状や矩形形状）にしておくことができるので、圧力に応じて自由に組み合わせることが可能である。
【０２２６】
図２４は本発明の１実施形態である半導体圧力センサーの構造を示す。半導体基板１１の表面に半導体基板の厚み方向に深い溝１６、１７、１８、１９、２０が存在する。この溝は、直方体形状になっていて、図２５に示すように、半導体基板表面の上方から見ると矩形形状になっている。これらの溝および半導体基板表面には絶縁膜１２が存在する。溝１６、１８、２０の溝の表面および底面、並びに半導体基板の所望部分に導電膜１３が存在する。溝１６と１８の間に存在する溝１７には導電膜１３は存在しない。また、溝１８と２０の間に存在する溝１９にも導電膜１３は存在しない。溝１７や１９はキャップ１４で蓋がされていて、溝１７、１９の内部は気密された空間１５、２５になっている。一方、１６、１８、１９の溝は口が開放されていて、外界環境（圧力を測定すべき所）と同じ圧力になっている。気密空間１５の内部圧力は、通常は真空に近い低い圧力状態になっている。ただし、外部環境の圧力によっては、大気圧に近い減圧状態になる場合もあるし、大気圧以上の圧力になる場合もある。溝１６と溝１７の間における半導体基板２１の厚み、溝１８と溝１７の間における半導体基板２２の厚み、溝１８と溝１９の間における半導体基板２３の厚み、および溝１９と溝２０の間における半導体基板２４の厚みは薄く、圧力によりそれぞれの半導体基板２１〜２４が変形できるようになっている。（これらの厚みは同じでなくても良いが、以下においては特に記載しない限り同じ厚みｔと考える。）
【０２２７】
図２４（a）における電極Ａと電極Ｂとの間の容量は、図２４(b)におけるように絶縁膜１２−半導体基板２１−絶縁膜１２−空間１５―絶縁膜１２―半導体基板２２―絶縁膜１２の直列接続となっている。図２４（a）における電極Ａと電極Ｂとの間の容量をＣＡ−Ｂ、溝１６と半導体基板２１の間の絶縁膜１２の容量をＣＩ１、半導体基板２１の容量をＣ２１、半導体基板２１と気密空間１５との間の絶縁膜１２の容量をＣＩ２、気密空間１５の容量をＣ１５、半導体基板２２と気密空間１５との間の絶縁膜１２の容量をＣＩ３、半導体基板２２の容量をＣ２２、半導体基板２２と溝１８との間の絶縁膜１２の容量をＣＩ４とすると、１／ＣＡ−Ｂ＝１／ＣＩ１＋１／ＣＩ２＋１／Ｃ１５＋１／ＣＩ３＋１／Ｃ２２＋１／ＣＩ４となる。１／Ｃ１５以外は一定であるから、後述するようにＣＡ−ＢはＣ１５に依存する。溝１８の他の側にも同様に、電極ＢとＣとの間に容量ＣＢ−Ｃが形成され、ＣＢ−Ｃは半導体基板２３と２４の間にある気密空間１５の容量Ｃ１５に依存する。
【０２２８】
図２５は、図２４に示す構造の平面図であり、半導体基板表面の上方から見た模式図である。溝の形状は略直方体であるから、図２５の平面図においては矩形、すなわち長方形となる。気密空間は略直方体であり、図２４に示すように深さがｈ（絶縁膜１２の厚みは薄いので、溝の深さにほぼ等しい）で、図２５に示すように横の長さがｍ、縦の長さがｎである（絶縁膜１２の厚みは薄いので、溝１７の横、縦の長さにほぼ等しい）から、気密空間の容量Ｃ１５は、Ｃ１５＝ε＊Ｓ１５／ｍ＝ε＊ｎｈ／ｍとなる。気密空間の面積Ｓはｎｈである。圧力センサーの主要容量を決定するのは、溝１７や１９であるから、溝１７と１６、溝１７と溝１８、溝１９と溝１８、溝１９と溝２０の重なり部分が気密空間１５の容量を決定する。従って、これらの重なり部分（面積Ｓに相当）をできるだけ大きくする。
【０２２９】
図２６は、外部から圧力Ｐ０を受けたときの本発明の圧力センサーの状態を模式的に示したものである。絶縁膜など説明に不要なものは省略している。気密空間１５内の圧力をＰ１５、気密空間２５内の圧力をＰ２５とする。溝１６、溝１８および溝２０には圧力Ｐがかかっているから、Ｐ０＞Ｐ１５、Ｐ２５のとき、半導体基板２１、２２、２３、２４は溝１６、１８、２０側から押されて、気密空間側へ湾曲する。その結果、気密空間の距離は初期状態より減少する。この時の気密空間１５の容量Ｃ１５は、気密空間の幅をｑとする（この幅は平均幅と考える）と、Ｃ１５＝ε＊ｎｈ／ｑとなる。ｍ＞ｑであるから、容量は増加する。従って、圧力差による容量変化量が分かるので、（気密空間の圧力Ｐ１５は分かっているので）外部圧力Ｐを把握することができる。たとえば、気密空間が真空状態であれば、Ｐ１５＝０である。
【０２３０】
容量変化量は大きいほど検出感度が高くなる。半導体基板の厚みが６７５μｍで、溝の深さｈが５００μｍ（＝０．５ｍｍ）、ｎが１ｍｍ、ｍが２５μｍ（＝０．０２５ｍｍ）であるとき、気密空間の容量は、Ｃ１５＝ε＊１＊０．５／０．０２５＝２０εとなる。このときの本発明のセンサーが占める面積はｍ＊ｎ、すなわち、０．０２５＊１＝０．０２５ｍｍ２である。これに対して、これと同じ容量を持つダイヤフラムを従来方法で平面的に作成すると、センサーの占める面積は、横が５００μｍ（＝０．５ｍｍ）、縦が１ｍｍとなるので、０．５＊１＝０．５ｍｍ２である。従って、本発明のセンサーの占める面積は、従来法に比較して、約１／２０となり、大幅にセンサーを縮小できる。
【０２３１】
容量は並列に接続することにより大きくできるので、上記の容量を並列に接続していくことによりどんどん大きく出来る。すなわち、本発明を用いることにより、同じ面積で従来法よりも約２０倍の容量を持つ容量型圧力センサーを作成することができ、センサー感度も約２０倍高めることができる。さらに、本発明は、フォトリソグラフィ等のＬＳＩ技術を用いているので、気密空間の幅ｍをかなり小さくできる。たとえば、１０μｍ以下も可能である。従って、従来法に比較してさらに面積を小さくでき感度も高めることができる。
【０２３２】
次に、図２７（図２７−（１）、図２７−（２）、図２７−（３）に図面は分割している）により、本発明の製造方法について説明する。図２７(a)に示すように、半導体基板４１の表面に絶縁膜４２を形成する。この絶縁膜４２は、直接半導体基板４１上にフォトレジスト４３を形成して半導体基板４１を汚染することを防止したり、エッチング時のダメッジを緩和させたり、或いはフォトレジスト４３との密着性を向上したりする目的で、形成される。従って、このような問題が発生しない場合や発生しても問題が生じない場合には、絶縁膜４２を形成しなくても良い。絶線膜４２はシリコン酸化膜（ＳｉＯｘ）、シリコン窒化膜（ＳｉＮｙ）、シリコン酸窒化膜（ＳｉＯｘＮｙ）、その他無機系や有機系の絶縁膜などである。これらの絶縁膜は、熱酸化法、熱窒化法、ＣＶＤ法、ＰＶＤ法、塗布法などで作成できる。絶縁膜４２の厚みは約１０ｎｍ〜１μｍで良い。さらに半導体基板表面への積層により反りが発生する場合などは半導体基板裏面にも形成しても良い。半導体基板として、シリコンやゲルマニウムや炭素などの単元素半導体、ＧａＡｓやＩｎＰなどの２元系半導体、３元系半導体、これらの半導体基板を用いたＳＯＩ（Semiconductor  On  Insulator）基板、これらの基板同士を接合した基板、これらの基板とガラス・セラミック等の絶縁基板と貼り合わせた基板などを使用できる。絶縁膜４２の上にフォトレジスト膜４３を作成し、溝を形成したい所をフォトリソ法により窓あけする。
【０２３３】
次に図２７(b)に示すように、パターニングされたフォトレジスト４３をマスクにして、窓あけされた部分の絶縁膜４２および半導体基板４１をエッチングし、溝４４〜４８を形成する。上述したように、本発明においては溝を増やすことにより容量を大きくすることができるので、所望の容量を得られるように溝の数を調整する。エッチングにはサイドエッチングの少ない異方性エッチングが望ましい。たとえば、ドライエッチング装置を使用して、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）やボッシュプロセス（Bosch  Process）を用いて異方性エッチングを行うことができる。これらの異方性エッチングを用いることにより、最初の開口形状に合った溝を形成することができる。エッチングガスとしては、フッ素系ガス（ＣＦ４、Ｃ２Ｆ６、Ｃ３Ｆ８、ＣＨＦ３、ＳＦ６等）や塩素系ガス（ＣＣｌ４等）が用いられる。溝の平面的な形状は長方形が望ましく、従って、溝は略直方体形状が望ましい。もちろん、他の形状、たとえば、立方体や円柱状や長円柱状でも本発明を使用できる。
【０２３４】
溝の深さｈは深いほど容量を大きくできるが、半導体基板の厚みｉよりは小さくして半導体基板を貫通しないようにする。（ただし、後述する別の実施形態では、完全に貫通しても良い。）たとえば、最近のドライエッチング装置においては、半導体基板の厚みが６７５μｍのときは、ｈ＝６５０μｍ程度までは制御可能である。ｈを余り大きくして半導体基板裏面から溝までの距離が小さくなると、外部圧力によっては薄くなった半導体基板裏面が破壊する恐れもあるので、外部圧力との関係や、エッチング性能（精度）も考慮して、ｈを決定することが望ましい。もちろん、設計値としてｈを決定することは当然である。
【０２３５】
気密空間となるべき溝４５や４７の幅（容量に関係する幅）はｍである。上述したように、このｍの値は小さいほど容量が大きくなるので、圧力による変形に対して変化率が大きくなるので望ましいが、溝のアスペクト比（溝深さｈに対する溝幅ｍの比）が大きくなるので、異方性エッチングの性能によって決定しなければならない。また、圧力による変形量も考慮する必要がある。気密空間となる溝４５や４７の両側の半導体基板の壁（隔壁または側壁と呼ぶ）４９〜５２の厚みはｔであるが、この厚みが薄くなるほど圧力変化により変形しやすくなる。この隔壁が変形してｍが小さくなって、両側の隔壁（４５の溝に対しては、隔壁４９と５０）が接触する可能性もある。接触するとそれ以上隔壁は変形しないので、隔壁の損傷を防止することができるというメリットがある。近年のＬＳＩの発展により、ｈが大きくなってもｔの厚みを薄くできる。たとえば、ｈが５００μｍのときに１〜１０μｍに制御可能である。同様にｍも１〜１０μｍまで小さくすることが可能である。
【０２３６】
外部に対して開放する溝となる４４、４６、４８の幅ｓも小さいほどセンサーサイズを小さくすることができるが、この後のプロセスで絶縁膜や電極材料となる導電体膜を積層する必要があるので、ある程度のスペースが必要である。これも最近の薄膜形成技術は幅が５μｍで深さが５００μｍでもこれらの膜を溝の内面への形成を可能にしているので、これよりも大きいアスペクト比でも溝形成と膜形成が可能である。要は、絶縁膜および導電体膜を溝内面に形成でき、かつ開口からの圧力伝達が隔壁４９、５０、５１、５２に行うことができる程度のスペースにすれば良い。
【０２３７】
次に図２７(ｃ)の示すように、絶縁膜５５を溝部（側壁部、底部）および半導体表面に形成する。その後で、導電体膜５６をこの絶縁膜５５の上に積層する。尚、絶縁膜５５を形成する工程と導電体膜５６を形成する工程の間に導電体膜５６を半導体基板４１や他の導電体層へコンタクトするためのコンタクト孔を形成する工程を追加しても良い。絶縁膜５５は、シリコン酸化膜（ＳｉＯｘ）、シリコン窒化膜（ＳｉＮｙ）、シリコン酸窒化膜（ＳｉＯｘＮｙ）、その他無機系や有機系の絶縁膜などである。これらの絶縁膜は、熱酸化法、熱窒化法、ＣＶＤ法、ＰＶＤ法、塗布法などで作成できる。
【０２３８】
絶縁膜４２の厚みは約１０ｎｍ〜１μｍで良い。さらに半導体基板表面への積層により反りが発生する場合などは半導体基板裏面にも形成しても良い。導電体膜５６は、リンやボロンやヒ素などをドープして導電性を持った多結晶シリコンやアモルファスシリコン、アルミニウムやタングステンやチタニウムや窒化チタンやチタンタングステンや銅や各種の合金などの金属膜、或いは導電性ポリマーでも良い。或いは、多結晶シリコン膜を積層した後にイオン注入などでリンやボロンやヒ素などをドープしても良い。積層する膜は、特にＣＶＤ法やＰＶＤ法では溝の内部の厚みが薄くなるので、それを考慮して厚さや積層条件を選択する必要がある。通常、導電体膜５６の厚さは最も薄い所で１０ｎｍ〜５００ｎｍ以上とする。
【０２３９】
次に図２７（ｄ）に示すように、導電体膜５６の必要な部分以外をエッチング除去する。導電体膜５６は容量部分の電極となる。たとえば、溝部４４、４６、４８の導電体膜５６は容量部分の電極となる。気密空間となる溝部４５、４７の導電体膜５６は除去される。ただし、回路上問題なければ、溝部４５、４７に導電体膜５６を残しておいても良い。いずれにしても容量部分が形成されるように導電体膜５６をパターニングする。ここでは示していないがパターニングはフォトリソ法などを用いる。導電体膜５６のエッチングはドライエッチングやウエットエッチングを用いる。エッチング時に絶縁膜５５は導電体膜５６のエッチングストッパとなり、半導体基板４１にダメッジを与えない。導電体膜５６は配線パターンとして用いても良い。センサーの周辺には回路を形成する場合もあるので、それらの配線として導電体膜５６を用いても良い。溝部４５や４７の側面に積層した導電体膜５６をエッチングするには等方性ドライエッチングやウエットエッチングが良い。また、溝部の側面部の導電体膜５６は、配線として形成される平坦部や容量で必要な導電体膜５６とつながって容量に悪影響を与えなければ残っていても良いので、異方性エッチングを用いて行っても良い。
【０２４０】
次に図２７（ｅ）に示すように、キャップ５７を被せて、溝部４５や４７に蓋をして気密空間を形成する。キャップ５７はプレート状になっていて半導体基板４１とほぼ同じ大きさであり、圧力センサーを形成するウエハプロセスで流動することができる。キャップ５７には接着剤５８が付いていて半導体基板と良好に接着できるようになっている。特に気密空間となる溝部４５、４７を気密にシールする。この気密を完全にするために、気密空間となる溝部４５や４７の部分のキャップが、図２７（ｆ）に示すように、凸状５９になっていても良い。凸状部分５９があることによって、導電体膜５６のある部分との接着剤５８の厚みが同じにできるため、気密空間となる溝部４５、４７を良好に気密にシールできる。この蓋をする工程において、気密空間５５の内部圧力Ｐ０が決定される。すなわち、この蓋をする工程を圧力Ｐ０に保たれた装置の中で行うことにより、気密空間５５の内部圧力をＰ０にすることが可能となる。接着はこの工程を行う温度とほぼ同じ温度で確実にできるようにすることが望ましく、そのための接着剤を選定する。温度を上げて接着すると接着剤などからアウトガスが出たりして気密空間５５の圧力が上がったりして好ましくない場合もある。もちろん、このような問題が発生しなければ高温で接着しても良い。また、この接着を確実にできるように接着時にキャップの上部または半導体基板の裏面側からプレスしたり、圧力をかけたりしても良い。
【０２４１】
キャップ５７は、ガラス、セラミック、高分子材料などである。ガラスや石英や透明高分子材料の場合には、上方からの光が透過し、かつ下側からの反射光も透過するので、半導体基板４１とキャップ５７の合わせが容易となる。凸状部分５９が存在する場合には、この突状部分５９が合わせマークともなるのでより高精度に位置合わせができる。或いは、キャップ５７はシリコンなどの半導体でも良い。キャップ５７に半導体基板４１と同じ材料を用いると、熱膨張係数が同じであるから、熱処理時に発生する反りや熱応力は発生しないという利点がある。或いは、金属プレートも使用できる。金属の場合には熱伝導が良いという利点や、静電気が発生しにくいという利点がある。キャップ５７が半導体や金属の場合には電気を通すので、配線と接触して電気が流れて悪影響を及ぼす場所のキャップ５７は除去する必要がある。尚、接着剤が絶縁性を持つものであれば、配線とキャップの間も絶縁されるので、キャップ５７は除去しなくても良い。ただし、キャップ５７を接着したことにより反りが大きくなる場合にはキャップ５７の不要な部分を除去した方が良い。接着剤５８はエポキシ樹脂系、ウレタン樹脂系、アクリル樹脂系などの高分子接着材などがある。
【０２４２】
さらに、接着剤５８をなくすこともできる。すなわち、図２７（ｇ）に示すように、溝部４５や４７の溝上部の溝から出た所の平坦領域にある絶縁膜５５を除去して（たとえば、フォトリソ法とエッチング法により）半導体基板を露出させる。このときに溝部４５や４７の内部の絶縁膜５５も除去して良い。キャップ５７としてガラス基板を用いて、突状部分５９を図２７（ｆ）における場合よりも張り出させて、この突状部分が露出した半導体基板に接触できるようにする。この接触部分は、ガラス基板側も半導体基板側もできるだけ平滑にするのが良い。図２７（ｇ）に示すように、他の領域には接触しないようにする。半導体基板（シリコンなど）および／またはガラス基板側に圧力をかけて、４００℃程度の熱処理と、半導体基板に電圧を印加して半導体基板とガラス基板の突状部分５９を接合するいわゆる陽極接合法により確実に接合できる。陽極接合法では接着剤などを用いないので熱処理時などの接合時にガスが出ないという利点があるので、気密空間の圧力を確実に真空に近い低圧状態にすることができる。尚、絶縁膜５５がシリコン酸化膜である場合には、溝部４５や４７の溝上部の溝から出た所の平坦領域にある絶縁膜５５を除去しなくても、約４００℃〜５００℃以上の温度と半導体基板（シリコンなど）および／またはガラス基板側に圧力をかけることにより、ガラス基板と半導体基板上のシリコン酸化膜を接合できる。この場合にも、接着剤などを用いないので熱処理時などの接合時にガスが出ないという利点があるので、気密空間の圧力を確実に真空に近い低圧状態にすることができる。
【０２４３】
次に、図２７（ｈ）におけるように、フォトリソ法およびエッチング法を用いて、気密空間５５をシールする部分のキャップ５７および接着剤５８を残して、他の領域で不要なキャップ５７および接着剤５８を除去する。尚、図２７（ｈ）は図２７（ｅ）に続く工程であるが、図２７（ｆ）や図２７（ｇ）に続く場合にも図２７（ｈ）と同様に、フォトリソ法およびエッチング法を用いて、気密空間５５をシールする部分のキャップ５７および接着剤５８を残して、他の領域で不要なキャップ５７および接着剤５８を除去する。以上のようにして、容量型の圧力センサーが形成される。溝部５５や５７はキャップ５７で気密にシールされ、溝部４４、４６、４８は外部へ開口されているので、外部の圧力が溝部４４、４６、４８へ伝達される。
尚、図２７（ｉ）は図２７（ｈ）の応用例であるが、図２７（ｉ）に示すように、外部へ開口されなければならない溝部４４、４６、４８の上部にある一部のキャップ５７および接着剤５８を除去し、溝部４４、４６、４８へ外部の圧力が伝達される程度の開孔（圧力伝達用開孔）５９をあけることにより、本発明の圧力センサーを完成させることができる。この開孔５９は、フォトリソ法およびエッチング法でもキャップ５９および接着剤５８を除去してあけることできるし、或いはレーザー法により穴あけをすることもできる。この開孔５９のサイズは圧力が伝達される程度の小さな孔で良い。たとえば、０．０１ｍｍ程度でも充分である。もちろん、大きくても良い。
【０２４４】
図２８は、本発明の第２の実施形態を示す。第２の実施形態は、第１の実施形態の変形版であるが、導電層１３が気密空間１５内に形成されている。導電層１３は容量電極を形成する。図２８における符号に関して、図２４と同じものについては同じ符号を付している。図２８（ａ）において、キャップ１４は溝１７や１９を被って気密空間１５や２５を形成しているのは、図２４と同じであるが、キャップ１４は導電層１４の上に形成されて、密着している。キャップ１４を直接導電層１３に接着することに問題がある場合には、接着層を介在したり、絶縁膜を介在したりしても良い。特に、キャップ１４が半導体や金属などの導電性の材料の場合には、隣の電極同士（１３−１と１３−２、１３−３と１３−４）が短絡してしまうので、直接接合は問題がある。容量は気密空間１５、２５内で形成されている。すなわち、溝部１７の一方の側壁に積層された導電層１３（１３−１）と同じ溝部１７の対向する他方の側壁に積層された導電層１３（１３−２）で容量を形成している、従って、１３−１と１３−２は完全に電気的に分離している。すなわち、導電層１３（１３−１）は一方の電極であり（電極１３−１）、導電層１３（１３−２）は他方の電極であり（電極１３−２）、容量はその間の空間ということになる。同様に、気密空間２５において、１３−３と１３−４も分離している。
【０２４５】
図２８（ａ）において、電極１３−１と１３−２は距離ｕだけ離れている。図２８（ａ）の平面構造は図２５と同じであるが、図２５に示す溝部１７や１９の溝幅ｍとの関係について正確に言えば、ｍ＝ｕ＋２（絶縁膜１２の厚み＋導電層の厚み）である。図２８（ａ）におけるＡ（電極１３−１に接続している）とＢ（電極１３−２に接続している）との間の回路は、図２８（ｂ）であり、図２４に示される容量に比べて非常にシンプルである。従って、設計が容易である。このＡ−Ｂ間の容量ＣＡ−Ｂは、ＣＡ−Ｂ＝ε＊Ｓ／ｕ＝ε＊ｎｈ／ｕとなり、極めて簡単な式となる。ｍは小さいほど検出感度が良くなることは前に述べたが、現状のエッチング精度から考えて、５μｍ程度が下限値と考えられる。ｈが５００μｍならアスペクト比は１００である。溝部１７等の側壁における導電体層（電極）１３−１〜４の厚みは電気が通れば良いので、約１０ｎｍが下限値である。溝部１７等の側壁における絶縁膜１２の厚みは、電極１３−１〜４と半導体基板との絶縁が確実に取れれば良いので、電圧にもよるが５Ｖ印加時で約１０ｎｍが下限値である。溝部１７等の側壁における絶縁膜１２は、通常は約５０ｎｍ〜５００ｎｍ、溝部１７等の側壁における電極１３の厚みは通常５０ｎｍ〜５００ｎｍである。以上の値を考慮して、容量ＣＡ−Ｂを見積もる必要がある。尚、ｈも溝部底の絶縁膜の厚み分を差し引く必要があるが、通常溝部１７等の底部における絶縁膜１２の厚みは１μｍ以下であるから、この容量計算では、ｈと考えて差し支えない。
【０２４６】
Ｃ−Ｄ（Ｃは電極１３−３に、Ｄは電極１３−４に接続している）間の容量ＣＣ−Ｄも同様に、ＣＣ−Ｄ＝ε＊Ｓ／ｕ＝ε＊ｎｈ／ｕとなる。（溝部１７と１９のサイズは同じとする）この容量を並列につなげば、全体容量は、Ｃ＝ＣＡ−Ｂ＋ＣＣ−Ｄ＝２Ｃ０（ＣＡ−Ｂ＝ＣＣ−Ｄ＝Ｃ０）となる。これらの容量を並列に接続するのは、キャップ１４の外に出た電極を接続していけば良いので、極めて簡単に設計できる。たとえば、従来法によって半導体基板の表面に形成したダイヤフラム容量（電極間距離１０μｍ、平面サイズ１ｍｍ＊１ｍｍ）と同じ容量（Ｃ／ε＝１／０．０１＝１００（ｍｍ））を持つ本発明のセンサーのサイズは、ｕ＝１０μｍ（ｍ＝１１μｍ）、ｎ＝１ｍｍ、ｈ＝０．５ｍｍとすると、Ｃ／ε＝０．５／０．０１＝５０（ｍｍ）であることから、約１ｍｍ＊０．０２２ｍｍであれば良い。すなわち、本発明のサイズは、従来法に比べて約１／５０のサイズで良く極めて小さくなる。
【０２４７】
次に本発明の第３の実施形態を図２９に基づいて説明する。図２９において、半導体基板６１の第１の面（表面）からその裏である半導体基板６１の第２の面（裏面）に貫通する溝部（貫通孔）７１〜７４が存在する。貫通孔７１〜７４の内壁および半導体基板表面および裏面の必要な部分に絶縁膜６２があり、その上であって貫通孔７１〜７４の内壁および半導体基板表面および裏面の必要な部分に導電体層６３が形成されている。さらに半導体基板６１の表面および裏面の導電体層６３、必要ならば溝７１〜７４の内部の導電体層６３の上に絶縁膜６４を形成している。絶縁膜６２は、半導体基板面（表面、裏面、溝部内壁）と導電体層６３と絶縁する目的で存在する。ただし、接続が必要な部分の絶縁膜６２は導電体膜６３を形成する前に除去される。貫通孔７１〜７４は、後述するように平面的には長方形（横（幅）ｍ、縦ｎ）であり、深さはｈ（この場合、半導体基板６１を貫通しているので、半導体基板の厚みに等しくなる。）であり、従って、貫通孔７１〜７４の形状は直方体となっている。絶縁膜６４の目的は、導電体層の保護と絶縁性の確保である。この後で、絶縁膜６４の上に、キャップ基板６５（半導体表面側）およびキャップ基板６６が接着されている。尚、問題ないならば、導電体膜６３の上に直接キャップウエハ６５や６６を接着しても良い。
【０２４８】
貫通孔７１〜７４には、半導体基板表面側または裏面側で交互に外部環境とつながる圧力導通孔６７（表面側）、６８（裏面側）があいている。すなわち、貫通孔７１には裏面側に圧力導通孔６８があいていて、貫通孔７１の隣の貫通孔７２には表面側に圧力導通孔６７があいている。貫通孔７２の隣の貫通孔７３には裏面側に圧力導通孔６８があいていて、貫通孔７３の隣の貫通孔７４には表面側に圧力導通孔６７があいている。この圧力導通孔６７や６８は、キャップ基板６５や６６を接着する前にあいていても良いし、キャップ基板６５や６６を接着した後であけても良い。このように形成された貫通孔７１は圧力導通孔６８以外に外部環境と導通する所はなく、気密になっている。貫通孔７２は圧力導通孔６７以外に外部環境と導通する所はなく、気密になっている。貫通孔７３や７４も同様である。
【０２４９】
図２９（ｂ）は半導体基板表面側から見た平面図である。ただし、必要な部分のみを透視的に示している。貫通孔７１は平面的には長方形形状となっている。貫通孔の内部に絶縁膜６２が積層されている。その上に導電体膜６３が積層されている。導電体膜６３は、短辺側および底部（下から見ると上底部となる）の導電体膜は除去されている。すなわち、導電体膜６３は、長辺側の貫通孔側面に積層されていて、貫通孔７１の両側壁に導電体膜６３（６３−１）および導電体膜６３（６３−２）が存在し、電気的に完全に分離している。貫通孔７１の空間をはさんで電極６３−１と６３−２が対向しているので、この部分が容量として作用する。すなわち、電極６３−１と６３−２の間の距離をｖ、貫通孔７１の短辺側の絶縁膜の間の距離をｗとすると、貫通孔７１の容量Ｃ７１は、Ｃ７１＝ε＊ｗｈ／ｖとなる。
【０２５０】
図２９（ｂ）に示すように、貫通孔７１の裏面側を被っているキャップ基板６６には圧力導通孔６８が半導体基板裏面側にあいていて、貫通孔７１の表面側を被っているキャップ基板６５には圧力導通孔はあいていない。このことは図２９（ａ）から明確である。貫通孔７２の表面側を被っているキャップ基板６５には圧力導通孔６７が半導体基板表面側にあいていて、貫通孔７２の裏面側を被っているキャップ基板６６には圧力導通孔はあいていない。貫通孔７３の裏面側を被っているキャップ基板６６には圧力導通孔６８が半導体基板裏面側にあいていて、貫通孔７３の表面側を被っているキャップ基板６５には圧力導通孔はあいていない。貫通孔７４の表面側を被っているキャップ基板６５には圧力導通孔６７が半導体基板表面側にあいていて、貫通孔７４の裏面側を被っているキャップ基板６６には圧力導通孔はあいていない。
【０２５１】
そこで、半導体基板表面側に圧力Ｐ１をかけ、半導体裏面側に圧力Ｐ２をかける。（図２９（ａ）を参照）圧力Ｐ１はキャップ基板６５に開けられた圧力導通孔６７を通して、貫通孔７２や７４の内部にも作用する。しかし、貫通孔７１や７３には、圧力導通孔があいていないし、他の部分は気密になっていて、かつキャップ基板６５は圧力Ｐ１によって変形しないように作成されているので、貫通孔７１や７３には、半導体基板側壁部６１（６１−１、６１−２、６１−３）を除いて、圧力Ｐ１の影響を受けないようになっている。また、圧力Ｐ２はキャップ基板６６に開けられた圧力導通孔６８を通して、貫通孔７１や７３の内部にも作用する。しかし、貫通孔７２や７４には、圧力導通孔があいていないし、他の部分は気密になっていて、かつキャップ基板６６は圧力Ｐ２によって変形しないように作成されているので、貫通孔７２や７４には、半導体基板側壁部６１（６１−１、６１−２、６１−３）を除いて、圧力Ｐ２の影響を受けないようになっている。
【０２５２】
貫通孔７１と７２の間の半導体基板６１−１、貫通孔７２と７３の間の半導体基板６１−２、貫通孔７３と７４の間の半導体基板６１−３は、その厚みｔ（同じとする）は薄いので、Ｐ１とＰ２の圧力差によって変形するようになっている。たとえば、Ｐ２＜Ｐ１のときは、隔壁（側壁）６１−２は貫通孔７１側に湾曲する。すなわち、ｖは最初の幅ｖ０より小さくなる（この幅ｖをｖ７１とする）。（隔壁は等方的に圧力を受けるが、隔壁の上下左右は固定されているので、中心付近の変形が最も大きくなり、隔壁は湾曲するので、容量の計算には平均幅または積分幅を考える必要があるが、ここでは簡易的に平均幅で考える。）一方、貫通孔７２は膨らむので、貫通孔ｖはｖ０より大きくなる。また、貫通孔７２は貫通孔７３の圧力の影響も受けるので、貫通孔７３側にやはり膨らんでいく。（この幅ｖをｖ７２とする）同様に、貫通孔７３の幅ｖは小さくなる。（この幅ｖをｖ７３とする）同様に、貫通孔７４の幅ｖは大きくなる。（この幅ｖをｖ７４とする）
【０２５３】
貫通孔７１の容量Ｃ７１は、Ｃ７１＝ε＊ｈｎ／ｖ７１、貫通孔７２の容量Ｃ７２は、Ｃ７２＝ε＊ｈｎ／ｖ７２、貫通孔７３の容量Ｃ７３は、Ｃ７３＝ε＊ｈｎ／ｖ７３、貫通孔７４の容量Ｃ７４は、Ｃ７４＝ε＊ｈｎ／ｖ７４となる。Ｐ２＜Ｐ１のときには、Ｃ７１＝Ｃ７３＞Ｃ７２＝Ｃ７４となる。Ｐ１に導通する側の容量は同じ方向に増減するので、これらを並列につなぐことにより、全体容量を大きくできる。また、Ｐ２に導通する側の容量も同じ方向に増減するので、これらを並列につなぐことにより、全体容量を大きくできる。このようにして、Ｐ１とＰ２の圧力差を検出でき、圧力センサーを作成できる。
【０２５４】
半導体基板の表面側または裏面側だけに圧力導通孔を設けて（たとえば、貫通孔７１や７３の裏面側に圧力導通孔６８を設けて、貫通孔７２や７４の表面側に圧力導通孔を作成しないで、貫通孔７２や７４を気密に密閉して圧力センサーを形成できる。気密になった貫通孔の圧力は、キャップ基板６５や６６を接着するときに、所望の圧力で形成すると得ることができる。たとえば、真空中（１気圧より低い圧力）で行うことにより、その圧力で貫通孔内部を密閉できる。接着には、上述したように接着剤を用いた接着や陽極接合法で接着がある。
また、圧力導通孔は圧力が伝達する程度の大きさがあれば良いが、貫通孔開口部より大きくあけても良い。あるいは上述したようにあらかじめ大きく開口部をあけたキャップ基板を接着しても良い。接着は、これまでも説明したように接着剤を用いても良いし、陽極接合法によって形成しても良い。
【０２５５】
第３の実施形態の利点は、半導体基板に完全な貫通孔をあけてしまうので、深さ方向の制御が不要なことである。すなわち、ドライエッチングで貫通孔を形成するとき、オーバーエッチングを十分に行うことができる。また、両方にフォトリソ法によりパターニングしておいて、両面からドライエッチングし、貫通孔を半導体基板内で合わせても良い。このようにするとエッチング時間を大幅に短縮できるし、アスペクト比も実質的に半分程度になるので、精密な貫通孔をあけることができる。
【０２５６】
図３０に、第４の実施形態を示す。第４の実施形態では、図３０に示すように、半導体基板８１の両面（表面および裏面）から溝部９１、９２および溝部９３、９４を形成し、完全に貫通させないで、反対側の面に溝部が達しないようにする。溝部の重なり部分を利用して、容量を形成する。溝部内部および半導体基板表面・裏面には絶縁膜８２、８３および導電体膜８４、８５を形成する。溝部内部の導電体膜８４は底部および側面部で除去され、互いに対向して電極となり、容量を形成する。溝部はキャップ８６、８７で蓋をされ、圧力導通孔８８、８９が形成される。圧力導通孔から圧力が伝達される。たとえば、半導体基板の表面側の溝部９３、９４の圧力導通孔８９からはＰ１の圧力がかかり、半導体基板の裏面側の溝部９１、９２の圧力導通孔８８からはＰ２の圧力がかかる。Ｐ１とＰ２の圧力差により、溝部９１と９４の間にある半導体基板８１（８１−１）が変形（湾曲）する。Ｐ１とＰ２の圧力差により、溝部９２と９４の間にある半導体基板８１（８１−２）が変形（湾曲）する。Ｐ１とＰ２の圧力差により、溝部９２と９３の間にある半導体基板８１（８１−３）が変形（湾曲）する。これらの変形により、溝部９１〜９４の溝幅が変化して、溝部の側壁に形成された対向電極に発生する容量が変化する。この変化を利用して、圧力センサーを形成できる。
【０２５７】
第４の実施形態においては、溝部同士で挟まれた半導体基板が変形するので、溝部同士の重なり部分の面積を大きくするほど容量が大きくなるので、圧力差の検出感度が高くなる。溝部内の電極８４は第２〜第３の実施形態と同様に溝部の側壁の間で分離して対向する電極構造を形成している。たとえば、図３０に示すように、溝部９１内の対向電極８４−１と８４−２は電気的に完全に分離していて、容量を形成している。電極間の距離をｖ、溝の深さをｈ、平面的な溝の長方形形状の長辺長さをｎとすると、溝部９１の容量Ｃ９１は、Ｃ９１＝ε＊ｎｈ／ｖとなる。Ｐ１＞Ｐ２のときは、ｖが小さくなり、容量が大きくなる。一方、溝部９４は溝部９１の方にも溝部９２の方にも膨らみ、電極間の距離ｖが大きくなるので、で、溝部９４の容量は小さくなる。
【０２５８】
尚、キャップ８６、８７はなくても半導体基板表面側と裏面側で異なる圧力差を発生し各溝部へ異なる圧力を伝達できるので、そのように圧力センサーを作成すれば、キャップ８６および／または８７を設けなくても良い。また、一方のキャップに圧力導通孔を設けないようにもできることは第３の実施形態と同様である。
【０２５９】
本発明はさらに、ピエゾ抵抗を利用した圧力センサーも作成できる。たとえば、溝または貫通孔側壁（これらがダイヤフラムとなる）にピエゾ抵抗を形成する。この側壁（隔壁）が圧力変動により変形するので、ピエゾ抵抗の抵抗も変化する。この変動を利用して圧力を検出することができる。ピエゾ抵抗も従来は半導体基板に対して平面的に形成していたが、本発明は溝部または貫通孔の側壁（隔壁）（これらが、ダイヤフラムとなるのは、容量の場合と同様である。）に形成しているので、半導体基板内の面積を非常に小さくできる。
【０２６０】
本発明の目的は、半導体圧力センサーのサイズを小さくし、圧力検出感度を高めることである。上述したように、半導体基板の厚み方向に深い溝を形成する。溝の一部を気密にして、その溝の隣の溝に圧力をかけると、溝同士の間の隔壁（ダイヤフラムに相当）が湾曲して気密空間または溝部の容量が変化する。この変化量を検出することにより、圧力を検知できる。溝を深くすることにより、容量が増大するので、より面積の小さいセンサーを作成できる。また、隔壁を薄くすることにより、隔壁の変形量を増大できるので、センサーの感度も高まる。
【０２６１】
さらに、本発明は、上述したように半導体基板の厚み方向にダイヤフラム部と空間を形成するので、圧力センサーチップを非常に小さくできる。従って、半導体基板（ウエハ）からの圧力センサーチップの取れ個数を増大できる。さらに容易に容量を大きくできるので、静電容量型圧力センサーの感度を高めることもできる。さらに、フォトリソ法等のＬＳＩプロセスを用いるので、空間およびダイヤフラム部となる溝部側壁（隔壁）を精密・正確に作成できるので、非常に薄いダイヤフラムや狭い空間を形成でき、これによっても圧力センサーの感度を高めることができる。
【０２６２】
次に、本発明を応用して、ピエゾ抵抗を用いた圧力センサの発明について説明する。図３２は、ピエゾ抵抗を用いた圧力センサの構造を示す図である。図３２（ａ）は、基板を縦方向、すなわち厚み方向に見た図である。図３２（ｂ）は、その基板を平面的に見たものである。基板（第１基板）９００１には、貫通溝８９９９（８９９９−１、２、３、４、５）が形成され、その貫通溝の間に形成された側壁９００１−２、３、４、５に導電層が形成される。（図３２では、この側壁９００１−２、３、４、５がすべて導電体であるとして記載している（同じ斜線で塗っている）が、全体が導電体となる場合もあるし、一部だけ（ただし、第１基板９００１の厚み方向にはつながって（連続して）いる）が導電体の場合もあり、この結果、厚み方向に電気的につながっている。図３２における外側の第１基板９００１（９００１−１、６）は、導電体でなくても良いが、一部だけ導電体であっても良い。第１基板９００１は、たとえばシリコン基板であり、側壁９００１−２、３、４、５の導電体部分は高濃度の不純物元素を含む低抵抗シリコン基板（たとえば、Ｎ＋シリコンあるいはＰ＋シリコン）である。
【０２６３】
第１基板９００１の一方の面（上面あるいは第１面）には、第２基板９００２が付着している。第１基板９００２が絶縁体基板である場合には、第２基板の一方の面（下面あるいは第２面）に導電体膜９００４（９００４−１、２、３）が形成され、それぞれの導電体膜９００４（９００４−１、２、３）に接続してスルーホール（あるいはコンタクト孔）９００５（９００５−１、２、３）が形成され、その中の導電体膜に接続して、第２基板の他方の面（上面あるいは第１面）には導電体電極・配線９００６（９００６−１、２、３）が形成されている。第２基板が絶縁基板である場合には、第２基板はたとえばガラス基板、セラミック基板、石英基板、高分子材料基板あるいはプラスチック基板等である。導電体膜９００４は、たとえばアルミニウム、銅、金、銀、タングステン、モリブデン、チタン、クロウム等の金属膜、各種シリサイド膜、TiN、TaN、高濃度不純物元素を含むPolySi膜、導電性カーボンンノチューブ、導電性グラフェンあるいはこれらの複合膜などであり、スルーホール９００５内の導電体膜もこれらの導電体膜であり、さらに導電体電極・配線９００６も上記の導電体膜である。
【０２６４】
第２基板９００２が半導体基板（たとえば、シリコン半導体基板）である場合には、導電体膜９００４（９００４−１、２、３）は上記の導電体膜以外に高濃度不純物元素を含む低抵抗層（拡散層）（たとえば、N+シリコンやP＋シリコン）であっても良い。スルーホール９００５の中の導電体膜は上記の導電体材料であるが、半導体基板９００２とスルーホール９００５内導電体膜との間にはショートしないように絶縁膜が形成される。（導電体膜９００４とスルーホール内導電体膜との間には当然絶縁膜はない。）また、導電体電極・配線９００６と半導体基板９００２との間も絶縁膜で隔てられる。
【０２６５】
第２基板９００２が導電体基板である場合には、上記の９００４、９００５および９００６は一体であっても良いが、それぞれの電極・配線（９００６−１、２、３）の間に絶縁膜を形成し、互いに導通しないようにする。
【０２６６】
第１基板の他方の面（下面あるいは第２面）にも第３基板８００３が付着されている。第３基板も基本的には第２基板と同じである。すなわち、第３基板９００３の上面には導電体膜９００９（９００９−１、２）が形成され、第１基板の導電体側壁９００１（９００１−２、３、４、５）とつながっている。また、第３基板内にはスルーホール９０１０（９０１０−１、２）およびその中に導電体膜が形成され、第３基板９００３の下面（第２面）に形成された電極・配線９０１１（９０１１−１、２）につながっている。第３基板、導電体膜９００９、スルーホール９０１０内の導電体膜、電極・配線９０１１の材料は上述した第２基板側と同様である。
【０２６７】
図３２（ｂ）の平面図では、点線で囲まれた部分が第３基板に形成された部分である。分かりやすいように、第２基板９００２に形成される導電体膜９００４、スルーホール（およびその中の導電体膜）９００５、電極・配線９００６は貫通溝８９９９（８９９９−１、２、３，４、５）および導電体側壁９００１（９００１−２、３、４、５）に接して描いているが、貫通溝８９９９および導電体側壁９００１の上に形成することもできる。第３基板９００３に形成される導電体膜９００９、スルーホール（およびその中の導電体膜）９０１０、電極・配線９０１１も同様である。
【０２６８】
以上の結果、電極・配線９００６−１は、導電体側壁９００１−２につながり、導電体膜９００９−１を介して導電体側壁体９００１−３につながり、導電体膜９００４−２を介して導電体側壁９００１−４につながり、さらに導電体膜９００９−２を介して導電体側壁体９００１−５につながり、電極・配線９００６−３に接続する。導電体側壁９００１−２、３、４、５は抵抗体でもあるから、これらの電極を適当に接続すれば、図３３に示すようなブリッジ回路（いわゆるホイートストンブリッジ回路）ができる。たとえば、導電体側壁９００１−２、３、４、５は抵抗をそれぞれＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４とすれば、電極９００６−１はＥ１に、電極９０１１−１はＥ２に、電極９００６−２はＥ３に、電極９０１１−２はＥ４に、電極９００６−３はＥ１に対応するが、第２基板および第３基板ではそれらの上面および下面を使って自由に配線可能であるから、簡単に図３３に示すブリッジ回路を作製できる。Ｅ１−Ｅ３の電圧をＶ０、Ｅ２−Ｅ４の電流をＩ０とすると、
Ｖ０＝｛（Ｒ１＊Ｒ３−Ｒ２＊Ｒ４）／（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３＋Ｒ４）｝＊Ｉ０
となる。導電体側壁９００１−２、３、４、５の長さをそれぞれｍ１１、ｍ１２、ｍ１３、ｍ１４とし、幅（導電体側壁厚さ）をそれぞれｗ１１、ｗ１２、ｗ１３、ｗ１４とする。上記の長さと厚さは適宜調整できるが、側壁電極の深さ（すなわち、第１基板の厚さ）は一定である（ｖ１１とする）。体積抵抗率をｒ１０とすると、
Ｒ１＝（（ｍ１１／｛ｖ１１＊ｗ１１｝）＊ｒ１０・・・（２）
（Ｒ２，Ｒ３、Ｒ４も同様である。）
となる。ｍ１１、ｍ１２、ｍ１３、ｍ１４やｗ１１、ｗ１２、ｗ１３、ｗ１４を適当に選んで、Ｒ１＝Ｒ３＝ｎ１１＊ｒ１０、Ｒ２＝Ｒ３＝ｎ１２＊ｒ１０となるようにできる。そうすれば、Ｖ０＝（ｎ１１−ｎ１２）＊ｒ１０＊Ｉ０／２となり、ｒ１０を求めることができる。また、基準体積抵抗率をｒ０（一定）、体積抵抗率変化量をΔｒとすると、ｒ１０＝ｒ０＋Δｒとなり、ｒ１０は既知（たとえば、変化量＝０（圧力差が０）のときの体積抵抗率）なので、Δｒが求められる。
【０２６９】
次に、貫通溝８９９９−１、８９９９−３、８９９９−５に圧力を導入するための圧力導入孔９００７（９００７−１、９００７−２、９００７−３）を形成する。また、貫通溝８９９９−２、８９９９−４に圧力を導入するための圧力導入孔９０１２（９０１２−１、９０１２−２）を形成する。第２基板９００２上面側から圧力Ｐ１、第３基板９００３下面側から圧力Ｐ２をかけると、各圧力導入孔を通じて、貫通溝８９９９−１、８９９９−３、８９９９−５の中は圧力Ｐ１になり、貫通溝８９９９−２、８９９９−４の中は圧力Ｐ２になる。この結果、貫通溝によって挟まれた導電体側壁９００１−２、３、４、５は変形し、これらの抵抗（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４）も変化する。従って、上述のようにΔｒが分かるので、事前に圧力差（Ｐ１−Ｐ２）とΔｒとの関係を知っておけば（知ることもできるし、計算もできる）圧力差（Ｐ１−Ｐ２）を知ることができ、Ｐ１かＰ２が分かっていれば、他方が求められる。第２基板９００２の圧力伝達孔９００７（９００７−１、２、３）を形成しなければ、貫通溝８９９９−１、３、５の中の圧力（Ｐ１）は一定（導電体側壁が変形したときにわずかに変化するが、貫通溝の体積に比較し無視できるし、仮に無視できなくてもそれを見越して貫通溝の圧力変化も計算もできる。この圧力は第２基板または第３基板を第１基板に付着させるときの圧力で決まる）であるから、Ｐ２が分かる。すなわち、絶対圧、ゲージ圧、差圧（相対圧）も分かる。
【０２７０】
どれかの貫通溝をなくせば、そこに形成されている導電体側壁は圧力によって変形しないので、この導電体側壁の抵抗も変化しない。このことを利用しても上述の計算式でΔｒを計算できる。たとえば、図３２において、貫通溝８９９９−１および８９９９−５をなくす（ここは第１基板になっているということ）と、導電体側壁９００１−２および９００１−５は圧力Ｐ２が変化しても変形しない。導電体側壁９００１−２および９００１−３、並びに導電体側壁９００１−４および９００１−５を接続している導電体膜９００９−１および９００９−２を分離してそれぞれの電極９０１１−１および９０１１−２も分離して、配線の接続状態を変更すれば、Ｒ２およびＲ４にそれぞれ導電体側壁９００１−２および９００１−５を、Ｒ１およびＲ３にそれぞれ導電体側壁９００１−３および９００１−４を対応させることができるから、ホイートストンブリッジを構成できる。従って、上述の計算式よりΔｒを求めることができ、圧力差（Ｐ１−Ｐ２）を知ることができる。
【０２７１】
次に、図３２に示す構造のダイヤフラム型ピエゾ抵抗体を形成する方法について説明する。これまで、種々の所で説明したものについてはその詳細な説明は省略するが、矛盾なく適用できるものはすべて適用できることは言うまでもない。図３４は、その１つの実施形態を示す。図３４（ａ）に示すように、サポート基板９０２１に第１基板９００１を接着させて、第１基板の９００１の上面側の貫通溝形成用パターン（図示せず）をマスクにして貫通溝８９９９（８９９９−１〜５）を形成する。第１基板９００１はシリコン基板である。その後イオン注入II２１を行い側壁の側面に高濃度不純物元素の層９０２２（９０２２−１−１、９０２２−２−１、９０２２−３−１、９０２２−４−１、９０２２−５−１）を形成する。ここで、シリコン基板９００１は低濃度の不純物元素を含む高抵抗基板である。（その濃度は１０１８／ｃｍ３以下、好適には１０１７／ｃｍ３以下である。リーク電流を小さくするには低いほうが良い。ただし、イオン注入時の漏れが予想される場合には、高めの方が良い。ただし、余り濃度を高くすると接合耐圧が下がるので、実用電圧の１．５倍以上の耐圧を確保すと良い。）また、イオン注入元素はシリコン基板９００１とは反対の導電型不純物元素である。たとえば、シリコン半導体基板９００１がＰ−基板であれば、イオン注入元素はＰ、Ａｓ、Ｓｂ等のＮ型不純物元素である。シリコン半導体基板９００１がＮ−基板であれば、イオン注入元素はＢ、ＢＦ３、Ａｌ等のＰ型不純物元素である。イオン注入量はどの程度の抵抗にするかで異なるが、おおむね５＊１０１４／ｃｍ２以上のドーズ量である。また、加速エネルギーはシリコン基板中への侵入深さで異なる。側壁９００１−２、３、４、５にどのくらいの深さの不純物拡散層９０２２を形成するかで異なる。イオン注入II２１の際に重要なことは、この側壁９００１−２、３、４、５に対して直角方向からイオン注入することである。直角方向という意味は、イオンの進行方向を平面的に投影した場合、イオン注入方向が側壁９００１−２、３、４、５に対して直角方向であるということである。（図３４（ｂ）を参照すると分かりやすい。）すなわち、II２１の方向（投影された方向）は図３４（ｂ）に示すように側壁９００１−２、３、４、５に対して直角方向である。シリコン基板９００１はこの角度になるように正確にイオン注入装置に配置される。従って、貫通溝８９９９のｙ方向に存在する側面にはイオン注入されない。全面イオン注入しているから、シリコン基板９００１の表面（第１面）にはイオン注入されるが、加速電圧を超えた深さまではイオンは注入されないので、貫通溝８９９９の側面には入らない。すなわち、ｙ方向には入らない。たとえば、貫通溝８９９９−１においては、９００１−１−ｙ１や９００１−１−ｙ２で示す領域である。少し漏れる量もあるので、上述したようにシリコン基板の濃度を少し高めておけば良い。（たとえば、１０１６／ｃｍ３以上、あるいは１０１７／ｃｍ３以上にする。）或いは、ｙ方向の側壁に対してもシリコン基板９００１と同じタイプの不純物イオンをイオン注入しても良い。この場合も、ｙ方向の側面に対して直角方向から打ち込み、かつ以下に示す傾きでイオン注入し側壁の底の方まで確実にイオン注入した方が良い。（ｙ方向に関しても、以下と同じく、両方向からイオン注入する。）ｙ方向に漏れるイオン量はそれほど多くはないので、基板と同じタイプのイオンの注入量はそれほど多くなくて良い。上記のようないろいろな対策を打てば、貫通溝８９９９のｙ方向側面に拡散層は形成されない。すなわち、ここで接続することはない。（たとえば、９０２２−１−１と９０２２−２−２とが９００１−１−ｙ１や９００１−１−ｙ２にできる拡散層によって接続しない。）
【０２７２】
さらに、側壁９００１−２、３、４、５の底の方にも確実にイオン注入するために、図３４（ａ）に示すように、イオン注入ＩＩ２１はシリコン基板９００１の鉛直方向に対してα２１だけ傾かせて行う。貫通溝８９９９の深さ（側壁の厚さ、すなわち基板９００１の厚さ）をｈ２１、貫通溝の幅をｄ２１とすると、ｔａｎα２１≦（ｄ２１／ｈ２１）となるように傾き角度α２１（ただし、α２１≠０度）を選択すれば良い。このようにして、側壁９００１−２、３、４、５の側面（この場合には、図面に向かって右側の側面）に高濃度不純物層９０２２−２−１、９０２２−３−１、９０２２−４−１、９０２２−５−１が（底の方まで）形成される。（尚、ホイートストンブリッジには無関係であるが、９０２２−１−１も形成される。）α２１＞０度のときは側壁の右側（紙面に向かって）にだけ形成され左側には形成されない。左側に形成する場合は、イオン注入をＩＩ２２のようにＩＩ２１とは逆側にα２２傾かせる。（このイオン注入ＩＩ２２も図３４（ｂ）に示すように、その投影方向は側壁に対して直角に注入する。）このときも、側壁９００１−２、３、４、５の底の方にも確実にイオン注入するために、ｔａｎα２２≦（ｄ２１／ｈ２１）となるように傾き角度α２２（ただし、α２２≠０度）を選択すれば良い。このようにして、側壁９００１−２、３、４、５の側面（この場合には、図面に向かって左側の側面）に高濃度不純物層９０２２−２−２、９０２２−３−２、９０２２−４−２、９０２２−５−２が（底の方まで）形成される。（尚、ホイートストンブリッジには無関係であるが、９０２２−６−２も形成される。）この後、熱処理および拡散熱処理を行い、側壁９００１−２、２、３、４、５の両側面に不純物拡散層９０２２が形成され、これらがブリッジ回路の抵抗となる。側壁９００１−２、２、３、４、５の両面に存在する拡散層９０２２は、側壁幅やイオン注入条件や熱処理条件によりつながる場合もあるが、それを見越して設計すれば良いだけである。両サイドからのイオン注入（ＩＩ２１、ＩＩ２２）の条件は同じでも異なっても良く、或いはどちらかを行わなくても良い。（どちらか一方でも側壁の上から下までつながっている。このようにして側壁９００１−２、３、４、５に非常に精度の良い抵抗を形成できる。
【０２７３】
貫通溝８９９９を形成する前にサポート基板９０２１を接着しているが、この目的は、シリコン基板９００１の補強の意味もあるが、特に側壁９００１−２、３、４、５が形成されたとき、この側壁を支持しているものは、両側のシリコン基板９００１である（図３４（ｂ）参照）。しかし、この側壁は幅（図３２でｗ１２）は小さい（薄い、たとえば、約１〜３μｍ−１０〜２０μｍ、測定圧力によってはもう少し厚い場合もある。）のでサポート基板９０２１がないと不安定であるから、できるだけ多くの場所で支えた方が良い。ということでサポート基板９０２１を接着している。このサポート基板９０２１は後で取り外すので、簡単に取り外せる接着法、たとえば熱可塑性タイプの接着剤を用いるとか、紫外線照射により剥離できる接着剤等が扱い易い。尚、サポート基板９０２１がなくても側壁が不安定でなければ付着しなくても良い。
【０２７４】
貫通溝８０９９の作製前に、シリコン基板９００１上に直接感光性膜をパターニングして、それをマスクにして貫通溝８０９９を形成する場合もあれば、シリコン基板９００１上に絶縁膜（SiOx膜やSiNy膜、SiOxNy膜など）を形成してその上に感光性膜をパターニングして、絶縁膜および基板シリコンをエッチングすることもできる。貫通溝８０９９を形成した後、この感光性膜を残してイオン注入することもできる。この場合には側壁の上には感光性膜が存在するので感光性膜の厚みも考慮してイオン注入の上記角度（α２１やα２２）を決める必要がある。シリコン基板９００１上に絶縁膜を形成したときはその厚みも考慮する必要がある。このように感光性膜や絶縁膜を残しておいてイオン注入を行う場合には、シリコン基板９００１の表面（上面）にはイオン注入層は形成されないので、側壁の側面にイオン注入層が形成されるだけで、シリコン基板９００１の上面から下面までの構造は、平面的な模式図として図３４（ｂ）に示すように、貫通溝の側面ではｘ方向の側面のみにイオン注入層（熱処理すれば拡散層となる）９０２２−１−１等が形成されるだけで、y方向側面には形成されない。
【０２７５】
しかし、シリコン基板の表面にイオン注入層を形成してそこを配線や拡散層として利用する場合もあるので、その場合には、貫通溝形成前に絶縁膜を形成しておき、イオン注入後に感光性膜をリムーブして、次に再び別の感光性膜をパターニングしてイオン注入をしたい部分を窓あけする。たとえば、図３４（ａ）に示すように、９０２３−１や９０２３−６は側壁部分以外のところでイオン注入したい部分であるが、ここを感光性膜の窓開けをする。また、側壁９００１−２、３、４、５の上面にもイオン注入してここで導通したいので、この部分も感光性膜の窓あけをする。図３４（ｃ）は、シリコン基板の上面を見たものであるが、側壁上面９００１−２、３、４，５以外にシリコン基板上面に９０２４−１、２、３，４の領域にもイオン注入層を形成し、この部分は貫通溝ノイオン注入層に接続する部分で、これを用いて配線（拡散層配線）としての引きまわしや、コンタクトを形成する場合がある。そこで、図３４（ａ）に示すように側壁上面９０２３−２、３、４、５やシリコン基板９００１の上面の一部９０２３−１や９０２３−６を感光性膜８９９２を開口して、シリコン基板上に形成されている絶縁膜８９９１をエッチング除去し、シリコン基板表面（上面）を露出させる。感光性膜８９９２でマスクされた部分の絶縁膜８９９１は残っている。図３４（ｃ）を見ると分かるように、感光性膜を窓開けする部分は９０２４−１、２、３、４、５、６、７、８および側壁上９００１−２、３、４、５等であるから、この部分の感光性膜を開口して、この部分の絶縁膜をエッチング除去する。それ以外の部分は絶縁膜８９９１で被っていたい。そこで、たとえば、感光性膜としてポジレジストを用いて、一例として９０２４−２の領域および９０２４−６の領域およびそれらを結ぶ点線９０２５（９０２５−１、２）同士の内側の領域（ここには側壁９００１−３が含まれる）に光を照射し、その後現像すれば、これらの領域はポジレジストがなくなり窓開けができる。それ以外の部分はポジレジストで覆われている。ただし、この点線で囲まれた領域と側壁との間には溝があり、この溝には厚いレジストが入っているので、奥の方まで光は届かない場合があるから、光が届かなかった部分（光量が不足した部分も含む）はレジストが残る。しかし、側壁の側面には絶縁膜は存在しないので、特に問題はない。このようにポジレジストを使うと絶縁膜をエッチングしたい部分（イオン注入したい部分）を確実に窓開けできる。しかもイオン注入したくない部分（特に、９００１−１−ｙ１やｙ２等）は確実にレジストが覆っているので、全く問題はない。感光性膜がネガタイプの場合には、逆の部分に光を照射する必要があるが、たとえば、９００１−１−ｙ１や９００１−１−ｙ２の付近の貫通溝はレジストが厚くなるので、完全に光を照射しきれない部分が生じる可能性がある。従ってこの段階のプロセスではポジタイプの感光性膜が良い。液状タイプの感光性膜は上記のようであるが、シート状の感光性膜の場合には、貫通溝の億深くまで入ることは少ないので、ネガタイプを用いることもできる。
【０２７６】
絶縁膜８９９１を除去した後、感光性膜８９９２はリムーブする。何故ならイオン注入層を形成したい側壁側面にはレジストが残っているからである。その後、絶縁膜８９９１をマスクにして上述のような角度でイオン注入を行い、側壁側面以外にイオン注入層９０２３−１、９０２１−６および側壁上面９０２３−２、３、４、５にイオン注入層が形成される。図３４（ｃ）で言えば、シリコン基板９００１上面領域９０２４−１〜８および側壁上面９０２２−２−１〜９０２２−５−２である。（尚、９０２２−１−１や９０２２−６−２の上面は絶縁膜８９９１が形成されているが、イオン注入の斜め入斜による結果として表面に少しイオン注入層が入るが、特に本発明の圧力センサには影響はしない。）
【０２７７】
次に図３４（ｄ）に示すように、シリコン基板９００１に第２基板９００２を付着させる。第２基板９００２が絶縁基板である場合の製造方法について説明する。その１つの実施形態として、第２基板９００２の下面には、第２基板９００２をシリコン基板９００１に付着させるときにシリコン基板のパターンに対応して、あらかじめ導電体膜９００４（９００４−１、２、３）を形成しておく。たとえば、この導電体膜９００４が金属膜である場合には、第２基板の下面（付着するときは上面になっている場合もある。）にＰＶＤ法やCVD法等で金属膜を積層してフォトリソ法でレジストパターンを形成して、金属膜をエッチングすれば良い。この後のプロセス温度が４００℃以上なら、７００℃以上の融点がある金属が良い。（たとえば、Ｔｉ、ＴｉＮ、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｎｉ等）この後のプロセス温度が４００℃以下なら、アルミニウム（Ａｌ）でも良い。或いは、シリサイド膜、PolySi（高濃度不純物を含む）膜、導電性CN、導電性グラフェン等でも同様に配線できる。接着層を介在させずに所定圧力と熱処理だけ（加圧せず常温接合もできる場合もある）付着させることができるときは、この後第１基板９００１と第２基板９００２を接着させる。導電体側壁９００１−２、３、４、５が導電体膜パターン９００４−１、２、３に合うようにアライメントして接着させる。接着層を用いて接着するときは、導電体側壁９００１−２、３、４、５と導電体膜パターン９００４−１、２、３の間には導電体接着剤を用いて、その他の部分には絶縁性接着剤を用いる。導電体接着剤の場合には、熱処理条件でシリコン半導体と接合する材料で導電体膜９００４を形成しておけば、この部分についての導電性接着剤は不要となるので、それ以外の部分に絶縁性接着剤を用いれば良い。また、第２基板９００２がガラス基板である場合には、シリコン基板９００１と陽極接合もできる。導電性接着剤を選択的に形成するには接着剤を第２基板９００２の表面（下面）に形成した後、必要な部分をフォトリソ方によりパターニングして除去しても良い。あるいは、感光性タイプの接着層を用いても良い。
【０２７８】
導電体膜パターン９００４（９００４−１、２、３）を形成した第２基板を第１基板９００１に接着した後、第２基板９００２の上面をフォトリソ法により感光性膜をパターニングし、ドライエッチングまたはウエットエッチング法で第２基板９００２の材料をエッチングし、第２基板９００２にコンタクト孔９００５（９００５−１、２、３）を形成する。第２基板９００２がガラス基板である場合には、ウエットエッチングであればたとえばＢＨＦ溶液（緩衝フッ酸水溶液）などでガラス基板をエッチングし、ドライエッチングであればＣＦ４ガスなど種々のガスを用いてエッチングする。パターンサイズによっては異方性ドライエッチングを行いサイドエッチング量を小さくする。図３４（ｄ）に示すように、コンタクト孔９００５は導電体膜９００４に接続するように開けられている。このコンタクト孔９００５に導電体膜を形成する。この導電体膜は、ＰＶＤ法、ＣＶＤ法、メッキ法、スクリーン印刷法、導電性ペースト塗布法あるいはこれらの組合せ、その他の方法で形成される。次に導電体電極・配線９００６を形成するために導電体膜を形成する。この導電体膜は、ＰＶＤ法、ＣＶＤ法、メッキ法、スクリーン印刷法、導電性ペースト塗布法あるいはこれらの組合せ、その他の方法で形成される。コンタクトサイズや平坦化の程度によるが、通常はこの導電体膜９００６は導電体膜９００４と兼用できる。感光性絶縁膜等でパターニングして（スクリーン印刷法ではマスクを用いて）導電体電極・配線９００６がコンタクト孔９００４をカバーするように形成される。圧力伝達孔９００７（９００７−１、２、３）はコンタクト孔９００４を形成するときに同時に形成することもできるし、プロセスの途中や、導電体電極・配線９００６を形成してから形成しても良い。
【０２７９】
他の実施形態として、第２基板９００２に導電体膜９００４を形成しないで行う方法について説明する。第２基板９００２には何もパターンを形成しないで第１基板９００１に第２基板９００２を付着させる。第２基板９００２がガラス基板であればシリコン基板９００１と陽極接合で接合できる。或いは接着剤を使用せずに常温接合や加圧熱処理による接合などもある。接着層を介在して接合するときは、絶縁性接着剤を用いる。絶縁性接着剤を用いる場合には、第２基板側に接着層を形成（たとえば、塗布法）し貼り合せた後所定の熱処理を行い接合させる。このとき必要な部分のみ（すなわち、貫通溝８９９９の存在する部分を除いた領域など）に接着層をパターニングすることもできる。この場合は、貫通溝８９９９内に接着層からのアウトガス等の発生は少ない。第２基板９００２を接着する前に不純物拡散層９０２２を保護するために薄い絶縁膜を形成することもできる。この膜厚は約１００ｎｍもあれば良い。（それ以上でも良い）
【０２８０】
次に第２基板９００２に感光性膜を用いたフォトリソ法でコンタクト孔９００５（９００５−１、２、３）を形成する。コンタクト孔９００５は導電体側壁９００１−２、３、４、５の特に導電体領域部分に形成される。第２基板がガラス基板等のアライメント光に対して透明な材料の場合には、アライメントすべき部分（導電体側壁）に直接合わせができるので、非常に精度の良いパターンを形成できる。図３４（ｃ）に示す方法を用いれば、導電体側壁にコンタクト孔を形成しなくてももっと広い部分、すなわち、シリコン基板表面に形成されたイオン注入層（拡散層）９０２４−１〜８に合わせるようにコンタクト孔を形成できるので、コンタクトサイズを大きく形成できる。たとえば、第２基板の厚みを５０μｍとし、１つの貫通溝の幅を５０μｍとすれば、コンタクトサイズは約５０μｍ＊５０μｍ程度は取れるので、コンタクト孔のスペクト比が約１となるので、このコンタクト孔に積層する導電体膜として、特に平坦化等を行わなくとも良い。（もちろん、行なった方が信頼性はさらに向上できる。）コンタクト孔内に形成する導電体膜はその上をカバーする導電体電極・配線と兼用することもできる。
【０２８１】
尚、第２基板の最終厚みは約５０μｍ〜３００μｍであるが、第１基板９００１に貼りつける前にこれよりも厚い基板である場合は、第１基板に接着した後に、所定厚みになるまで薄くすることもできる。たとえば、ＣＭＰ（化学的機械的研磨）法、ＢＧ（裏面）研磨法、あるいはエッチング法で所定の厚みまで薄くする。その後で、コンタクト孔形成プロセスを行う。
【０２８２】
第１基板９００１に第２基板９００２を接着した後、サポート基板９０２１を取り外す。たとえば、サポート基板９０２１と第１基板を接着している材料の融点（軟化点）よりも高い温度にしてサポート基板９０２１を取り外す。あるいは、サポート基板９０２１を研磨法により薄くしてから、残りのサポート基板９０２１をエッチングしても良い。（エッチングだけで行なうこともできる。）第１基板がシリコン基板でサポート基板９０２１がガラス基板である場合は、サポート基板のエッチングはフッ酸系溶液を用いれば、シリコン基板９００１をエッチングせずに、サポート基板をエッチングできる。
【０２８３】
次に、第１基板９００１に第３基板９００３を接着させる。第３基板は第２基板と同様な構造となっている。たとえば、第３基板９００３にはあらかじめ配線層９００９（９００９−１、２）のパターンが形成されている場合は、この配線層パターン９００９を（既に不純物拡散層９０２２が形成されている）導電体側壁９００１（９００１−、２、３、４、５）に合わせて接着させる。配線層パターン９００９は（既に不純物拡散層９０２２が形成されている）導電体側壁９００１と電気的接続が取れるように接着する。その後に、コンタクト孔９０１０（９０１０−１、２）を形成し、その中に導電体層を形成して、次に電極・配線９０１１（９０１１−１、２）を形成する。第３基板に配線層が形成されていない場合には、そのまま第３基板９００３を第１基板９００１に接着させる。その後、コンタクト孔を導電体側壁に向けて形成し、コンタクト孔に導電体層を形成し、次に電極・配線を形成する。第１基板９００１の下面において、側壁以外には不純物拡散層は形成されていないので、第３基板９００３を付着させる前に、イオン注入法やプリデポ・拡散法を用いて第１基板９００１の下面に不純物拡散層を形成しても良い。尚、この不純物拡散層は第１基板に貫通溝を形成する前にも通常の方法で形成できる。あるいは、第３基板９００３を付着させる前に、導電体配線層を第１基板９００１の下面に形成し、これに第３基板９００３を付着させることもできる。たとえば、図３４（ｃ）に示すパターン９０２４や９０２２のようなパターンを導電体配線として第１基板９００１の下面に形成してから第３基板９００３を接着させれば、側壁９００1−２、３、４，５だけでなく基板９００１の下面の他の領域（９０２４に相当する部分）にもコンタクト孔を形成できる。この場合も、第３基板上面に配線層９００９がない場合には、絶縁性接着剤を用いて第１基板９００１と第３基板９００３を接着させることができる。図３４（ｄ）においては、導電体側壁９００１−２および３に１つのつながった配線層９００９−１を接続しコンタクト孔９０１０−１および電極・配線９０１１−１が接続しているが、それぞれの導電体側壁９００１−２、３、４，５にそれぞれ別個に配線層９００９（ある場合）やンタクト孔９０１０や電極・配線９０１１を形成しても良い。電極・配線９０１１を形成するときに接続するか、これらにつなげる外部回路で配線接続すれば良い。
【０２８４】
以上のプロセスを行って、ホイートストンブリッジ回路を形成して、貫通溝同士の間の側壁に形成された抵抗を用いて、圧力変化によりそれらの側壁を変形させ抵抗変化量から、圧力（差）を知ることができる。
【０２８５】
図３２、３４において説明したものは、側壁全体（すなわち、ダイヤフラム全体）を抵抗体としたときの実施形態であったが、抵抗の変化率がダイヤフラム全体で平均化されるので感度が少し悪いので、感度を向上するための方法について説明する。図３５（ａ）は、一つの側壁９１００（図３２、３４で示す９００１−２、３、４，５のうちの任意の１つに対応する）を側面側から見た模式図である。図３５（ａ）におけるｙ方向が側壁の長手方向（図３４（ｂ）に示すｙ方向と同じ）で、ｚ方向は側壁の深さ方向（すなわち、基板９００１の厚み方向）である。この側壁９１００の側面を９１０１、側壁上面を９１０２、側壁下面を９１０３とする。側壁側面９１０１の上面から下面につながるように一定幅の抵抗領域９１０５を形成し、その両端に接続するように高濃度の不純物（拡散）層９１０４（９１０４−１）を形成する。また、側壁上面９１０２には不純物層９１０４−１に接続する高濃度の不純物（拡散）層９１０４（９１０４−２）が形成され、側壁下面９１０３には不純物層９１０４−１に接続する高濃度の不純物（拡散）層９１０４（９１０４−３）が形成される。不純物層９１０４、９１０５はシリコン基板９１０１の不純物元素とは逆の導電型である。抵抗体は抵抗が高い（不純物元素濃度が低い）方がピエゾ抵抗係数が大きくピエゾ抵抗変化率が大きいので、抵抗体となる不純物層９１０４の不純物量を低くして抵抗を上げる。
【０２８６】
シリコン基板濃度が１０１７／ｃｍ３以下の場合は、不純物層９１０４の濃度を約１０１８／ｃｍ３〜１０１９／ｃｍ３、あるいは約１０１８／ｃｍ３〜１０２０／ｃｍ３とする。不純物層９１０４（９１０４−１、２、３）はブリッジ回路へ抵抗体９１０５を導く配線層であるから、できるだけ抵抗を下げる。そのためには不純物濃度を上げ。約１０２０／ｃｍ３、あるいは約１０２１／ｃｍ３以上とする。さらに、不純物層９１０５よりも幅を広くして抵抗を下げるということも重要である。（図３５（ａ）では幅を広くしている。幅で抵抗を調節するという意味では、不純物層９１０４と９１０５の不純物元素濃度は同じでも良く、後に示す窓開けやイオン注入等のドーピングが１回で済むというメリットはある。ただし、不純物層９１０５は配線金属（たとえば、Ａｌ）とオーミック接合させる必要があるため、約１０１９／ｃｍ３以上の濃度にする必要があるため不純物層９１０５の濃度は高くなるが、その分幅を狭くする。）抵抗体である不純物層９１０４は不純物層９１０５と同じ導電タイプであり、接続部を重ねて形成するので、良好な接続が可能である。側壁上面にも不純物層９１０４（９１０４−２、９１０４−２−２）が形成される。側壁上面の不純物層９１０４−２で第２基板９１０２のコンタクト孔を形成して電極・配線（図３２、３４で示す９００６）に接続することが困難なときは、側壁上面において不純物拡散層９１０４−２を９１０４−２−２で接続してさらに矢印Ａ１０方向へ延ばして基板９１０１上に広い不純物拡散層を形成しても良い。この場合は、他の不純物拡散層と干渉（交わる）しなければ、拡散層領域９１０４−１をもっと広くして抵抗を下げても良い。
【０２８７】
側壁下面も同様で、側壁下面の不純物層９１０４−３に接続して拡散層９１０４−３−２を形成しさらに基板９１０１の仮面に広い不純物拡散層を形成しても良い。このようにして、抵抗体９１０５を側壁側面９１０１に形成しそれを上下の拡散層（配線）で側壁上面（下面）や基板９１０１の上（下）面へ引き伸ばして、一つの抵抗体＋配線を形成することができる。尚、高濃度不純物層９１０４の抵抗はできるだけ小さくした方が良いので、できるだけ抵抗の低い材料で引きまわした方が良い。シリコンでは１０−４Ωｃｍオーダーが限界なので、早めにＡｌ等の金属配線（Ａｌは１０−６Ωｃｍオーダー）に接続させるのが良い。そのためには、側面領域９１０４−１をコンタクトできる程度に広く取れるときは、側面領域９１０４−１で行なうのが良い。抵抗体である拡散層９１０５はダイヤフラムである側壁の側面９１０１の中央（ダイヤフラムが最も膨らむ部分）を通るようにすると、側壁９１００が変形したときに抵抗体９１０５がどの部分でも伸びて長くなり抵抗が増大する方向となるので効率が良い。かつ９１０５の長さは長い方が良いので、側壁の側面９１０１（正方形または長方形である）の対角線方向に作るとさらに感度がアップする。
【０２８８】
図３５（ｂ）は、側壁の側面９１０１の中央部（ダイヤフラムが最も膨らむ部分）を通りｙ方向（中央部を通る限り少し傾いていても良い）に細長い長方形状の抵抗体である９１０６を示す図である。抵抗体９１０６の両端には低抵抗拡散配線層９１０７−１および９１０７−２が接続している。さらにこの低抵抗拡散配線層９１０７−１は側壁上面の低抵抗拡散配線層９１０７−３に接続し、さらに引き出し拡散配線層９１０７−５からＡ１２方向へ延びてシリコン基板（第１基板）９１０１の広い平坦面につながっている。そこにコンタクト孔が形成され第２基板９００２の電極へ接続する。一方、低抵抗拡散配線層９１０７−２は、側壁上面の低抵抗拡散配線層９１０７−４に接続し、さらに引き出し拡散配線層９１０７−６からＡ１１方向へ延びてシリコン基板（第１基板）９１０１の広い平坦面につながっている。そこにコンタクト孔が形成され第２基板９００２の電極へ接続する。この実施形態では、第２基板９００２側だけに電極が形成されるので、第３基板は第１基板に接着するだけで良い（圧力伝達孔を形成する場合には、そのプロセスが必要だが、第３基板を第１基板に接着前に圧力伝達孔を形成しておけば、接着後は圧力伝達孔形成プロセスは不要となる）のでプロセスが簡単になる。しかも、サポート基板をそのまま使用すれば、さらにプロセスが簡単となる。サポート基板が厚ければ研磨法（ＣＭＰ法やＢＧ法など）やエッチング法で薄くすれば良い。
【０２８９】
図３５（ｃ）は、側壁の側面９１０１における上部からスタートし、中央部（ダイヤフラムが最も膨らむ部分）９１１３を通り、この中央部で折れ曲がり側壁の側面９１０１における上部へつながって折れた細長い長方形状の抵抗体９１１１を示す。このような抵抗体も中央部（ダイヤフラムが最も膨らむ部分）９１１３を通りダイヤフラムの径方向へ細長い形状となっているから、側壁９１００が変形すると（ダイヤフラムが膨らむと）抵抗体９１１１が伸びる。抵抗体９１１１の一方の端は低抵抗層９１１２−１へつながり、さらに側壁上面の低抵抗層９１１２−３へ接続し、Ａ１１方向へ延びて基板９００１上面の広い拡散層へつながる。抵抗体９１１１の他方の端は低抵抗層９１１２−２へつながり、さらに側壁上面の低抵抗層９１１２−４へ接続し、Ａ１２方向へ延びて基板９００１上面の広い拡散層へつながる。抵抗体９１１１が側壁９１００の側面９１０１の対角線方向に存在するときに最も長くなるので、抵抗の変化量も大きくなる。また、側壁９１００の側面９１０１の角部近傍に低抵抗拡散層９１１２を形成できるので、低抵抗拡散層９１１２（９１１２−１と９１１２−２を合わせた長さ）の長さ（９１１２−１と９１１２−２を合わせた長さ）も短くなり、基板９００１の広い領域における低抵抗拡散層に接続するための拡散配線層９１１２等も最も短くできる。この結果低抵抗層の抵抗が抵抗体９１１１におよぼす影響が小さくなるので、ダイヤフラムの変形が抵抗におよぼす影響は主として抵抗体９１１１の抵抗変化量にあらわれる。しかも、この実施形態においても第２基板側だけのコンタクトおよび電極形成を検討すれば良い。
【０２９０】
本発明の側壁面は種々の結晶面を選択できる。たとえば、シリコン基板９００１の結晶面（表面）が（１００）面であるとき、側壁面９１０１は、（０ｘｘ）面となる。（ｘは任意の数）さらに、その側壁面に対して抵抗体９１１１も種々の方位になるように形成することができる。たとえば、側壁面が（０１０）面であれば、＜１１０＞方向へ抵抗体９１１１を形成すればピエゾ抵抗効果が最も大きくなるので、抵抗変化も大きくすることができる。
【０２９１】
これまでに説明したイオン注入による抵抗体（たとえば、９１０５、９１０６、９１１１）を形成する方法について説明する。図３６は、側壁の側面に抵抗体を形成する一実施形態を示す図である。図３６(a)はシリコン基板９００１に貫通溝８０９９（８０９９−１〜５）が形成され、シリコン基板９００１の下面（第２面）にサポート基板９０２１が付着している。側壁９００１（９００１−１〜６）の側面および９００１の上面（第１面）には絶縁膜８９９１が積層されている。シリコン半導体基板９００１の貫通溝８９９９が開口している面（上面、第１面）上に感光性シート（シート状感光性膜よも言う）９２０１を付着させる。感光性シート９２０１を付着させるとき真空中（または低圧状態）で付着させると良い。貫通溝８９９９の開口部分９２０３においては、感光性シート９２０１を支える部分がないため、感光性シート９２０１は少し窪む。
【０２９２】
次に、図３６(b)に示すように、プリベークを行って感光性シート９２０２を軟化させると貫通溝８９９９内に入り込み、側壁９００１（９００１−１〜６）の側面および貫通溝８９９９の底へ付着する。感光性シート９２０１を付着させるときの圧力より高い圧力をかけてプリベークすれば、その圧力差で感光性シート９２０１が貫通溝８９９９の内部に入る。特に貫通溝８９９９内は真空（または低圧）になっていて殆ど気体がないので、感光性シート９２０１はスムーズに貫通溝８９９９の内部に垂れていき、側壁９００１（９００１−１〜５）の側面および貫通溝の底（すなわち、サポート基板９０２１の開口面）にしっかりと空隙がなく付着する。貫通溝８９９９内の感光性シート９２０１の（平均）膜厚をｔ21、貫通溝８９９９内の幅をｄ21、深さをｈ21、奥行きをｗ21とすると、感光性シート９２０１の貫通溝８９９９内の体積は約ｄ21＊ｈ21＊ｗ21＊ｔ21となる。付着直後の感光性シートの厚みをｔeとし、貫通溝８９９９の開口部の感光性膜が全部貫通溝８９９９内に入り込んだとすると（実際には、貫通溝８９９９の開口部の外側、すなわちシリコン基板９００１上の感光性シートの一部も軟化して貫通溝８９９９内に入り込む）、
ｄ21＊ｈ21＊ｗ21＊ｔ21＝ｄ21＊ｗ21＊ｔeが成り立つので、ｔe＝ｈ21＊ｔ21となる。
イオン注入の注入深さをmax0.3μmとすれば、ｈ21＝300μmとすると、ｔ21は0.3μm以上となれば良いので、感光性シート９２０１として、厚み９０μｍのものを使用すれば良い。このように、イオン注入の注入深さからこの関係式を用いて使用する感光性シート９２０１のおおよその厚みを決定すれば良い。
【０２９３】
プリベーク後に側壁９００１（９００１−１〜６）の側面および貫通溝８９９９の底へ付着した感光性膜９２０１に光EX12を照射しマスクを用いて感光する。光EX12の照射角度はシリコン基板９１０１の表面に対してβ２２の角度として、側壁９００１の側面に照射する。この状態を図３６（ｃ）の模式図に基づいて説明する。光EX12は、マスク９２０５のパターン９２０７を通って、側壁９００１の側面に付着した感光性膜９２０１上に照射される。光EX12が、側壁９００１の側面に付着した感光性膜９２０１に照射してパターン形成されるためには、シリコン基板９１０１の表面に対してある角度（β２２）傾けて光EX12を照射する必要がある。マスク９２０５のパターン９２０７のパターン幅ｄ22は、側壁９００１の側面の感光性膜９２０１上でｄ22／tanβ22の幅となる。露光後に現像して抵抗体を作りたい所（図３６（ｃ）では、ｘ22の部分）の感光性膜を除去する。従って、図３６(c)に示す例は感光性膜９２０１はネガ型である。ポジ型の感光性膜９２０１の場合には、マスクの空き部分をネガ型の場合と逆にして抵抗体を形成する部分には光を照射しないようにする。露光の照射方向は、図３４で説明したイオン注入と同じ方向で、パターンを形成したい側壁９００１（９００１−１〜６）の側面に照射できるようにする。すなわち、図３６(b)において、側壁の右側面にパターン形成したいときは、右側から照射し（図３６(b)において、EX１２）、側壁の左側面にパターン形成したいときは、左側から照射する（図３６(b)において、EX１１）。
【０２９４】
以上のようにして、図３６(d)に示すように抵抗体を形成すべき部分９２０９が窓開けされる。感光性膜９２０１の本ベークを行って感光性膜を硬化させた後、側壁９２０１（９００１−１〜６）の側面にイオン注入（II24、II25）を行い、この窓開けされた部分８２０９の側壁側面シリコン基板にイオン注入層９２１１を形成する。イオン注入の加速エネルギーは、絶縁膜８９９１の厚みを考慮して、どの程度の深さにイオン注入層９２１１を形成するかで決定する。イオン注入の加速エネルギーを下げたければ、窓開けされた部分９２０９の絶縁膜８９９１を除去しても良い。この除去方法として、絶縁膜をエッチングできるウエットエッチング液に浸漬したり、あるいは等方角性ドライエッチングを行ったりする。また、イオン注入（II24、II25）は、図３４において説明したように、側壁９２０１（９００１−１〜６）の側面にイオン注入するために一定角度（α２４、α２５）傾けてイオン注入する。イオン注入の方向は、図３４で説明したイオン注入と同じ方向で、窓開けされたパターンを形成した側壁９００１（９００１−１〜６）の側面に照射できるようにする。すなわち、図３６(d)において、側壁の右側面に窓開け９２０９が形成されているときは、右側からイオン注入し（図３６(d)において、II２５）、側壁の左側面に窓開け９２０９が形成されているときは、左側からイオン注入する（図３６(d)において、II２４）。抵抗体の濃度（抵抗）により、イオン注入量を決定する。尚、イオン注入の場合には、絶縁膜８９９１はなくても良い。イオン注入ではなく、拡散法で抵抗体を形成することもできる。その場合には、窓開けされた部分９２０９の絶縁膜９２０９をエッチングした後、感光性膜９２０１を除去した後に、拡散を行えば良い。
【０２９５】
次に抵抗体を配線層に接続する拡散配線層を側壁９２０１（９００１−１〜６）の側面に形成する必要がある。この形成も図３６(ａ)〜(d)において説明した方法と同じ方法で行なうことができる。抵抗体としてのイオン注入層９２１１を形成した後に感光性膜９２０１を除去（リムーブ）する。このリムーブは、有機系のレジスト剥離液や濃硝酸等のウエット式剥離法や、酸素プラズマ等を用いたアッシングにより行なう。次に図３６(a)および(b)に示した方法と同じく、感光性シートを真空中でシリコン基板９００１の第１面側に付着させる。これは真空中や１気圧以下の低圧で行なうことが望ましい。その後プリベークを行って感光性シートを貫通溝の側壁側面や底部に付着させる。次に露光して、既に形成した抵抗体９２１１に接続できるように感光性シートをパターニングする。この露光も同様に傾斜させて側壁側面にパターニングできるようにする。また、側面のパターンが第１面の配線につながるようにもパターニングする。パターニング終了後、この窓開けされた部分にイオン注入を行う。このイオン注入は、抵抗体を形成したイオン注入よりも高濃度であり、配線抵抗を下げる必要がある。従って、パターニング幅を広くしてイオン注入層の抵抗が低くなるようにする。この高濃度のイオン注入層は抵抗体のイオン注入層９２１１と接続するようにするが、そのオーバーラップは抵抗体９２１１の両端であり、抵抗体９２１１の本体には高濃度のイオン注入がされないように抵抗体９２１１の本体部分は感光性膜で被覆しておく必要がある。（抵抗体と高濃度イオン注入層（拡散配線層）とは接続しなければならないので、のオーバーラップは必須である。）高濃度のイオン注入であるから、ハイカレントイオン注入装置を使用することが望ましい。尚、簡単に分かるように、高濃度層のイオン注入層を作る工程と抵抗体をイオン注入で作る工程は逆に形成しても良い。また、高濃度の拡散層（配線層）も拡散法（プリデポ）で作ることもできる。以上のようにして、側壁側面に抵抗体およびそれに接続する低抵抗拡散配線層を形成できる。尚、抵抗体の不純物濃度は約１０１７／ｃｍ３〜１０２０／ｃｍ３であり、拡散配線層（低抵抗）の不純物濃度は、抵抗体の不純物濃度より大きく約１０１９／ｃｍ３〜１０２０／ｃｍ３〜１０２２／ｃｍ３である。また、側壁がＮ型シリコンである場合には不純物はＰ型であり、側壁がＰ型シリコンである場合には不純物はＮ型である。（尚、側壁全体が抵抗体の場合には同じ不純物タイプであっても良い。）さらに、ピエゾ抵抗効果が大きいのはＰ型であるから、Ｐ型の不純物濃度を有する抵抗体にすると、側壁の変化率に対する抵抗体の抵抗変化率が大きくなり感度は上がる。
【０２９６】
図３７は、1枚の側壁に抵抗体を４個形成した一実施形態を示す。図３２〜図３７に示した実施形態では、1枚の側壁に1個の抵抗体を形成し、側壁の外側でそれらの抵抗体を接続したものであったので、４つの抵抗体からなるホイートストンブリッジを作製するには４枚の側壁（表と裏に１個ずつの抵抗体を形成した場合には２枚の側壁）が必要であり、サイズが大きくなっていた。図３７に示す実施形態では１枚の側壁で済むので、サイズを小さくできる。また、各抵抗体を接続する拡散配線は短くて済むので、拡散配線の抵抗をさらに小さくできる。本発明の側壁は種々の面方位を持つように形成できる。すなわち、シリコン基板の表面の面方位が（a,b,c）であるとき、側壁の面方位(d,e,f)との関係が、ad＋be＋cf＝０の関係になるようにｄ，ｅ，ｆを選べば良い。たとえば、シリコン基板の表面の面方位が（１，０，０）であるときは、たとえば、（０，１，１）の面方位を有する側壁を形成すれば良い。これは、側壁がシリコン基板の表面に対して垂直に形成されるからである。
【０２９７】
図３７に形成する４つの抵抗体９０３４−１〜４は側壁９０３０の側面９０３１の端部に形成される。２つの抵抗体９０３４−３および９０３４−４は、側面９０３１の中心９０３６に対して対称位置に同じ大きさで、しかも中心９０３６に対して長手方向が平行になるような長方形形状の抵抗体である。圧力を受けて側壁が変形すると最も歪が大きくなるのが、側面９０３１の端部付近となる。その部分に抵抗体９０３４−３および９０３４−４を配置する。この結果、圧力を受けて側壁が変形すると長方形の抵抗体の長さが最も長くなり抵抗が大きくなる。抵抗体９０３４−３の両端には、拡散層配線９０３５−３−１および９０３５−３−２がつながり、さらに側壁の上面９０３２および下面９０３３の配線層９０３５−３−３および９０３５―３−４へつながる。同様に、抵抗体９０３４−４の両端には、拡散層配線９０３５−４−１および９０３５−４−２がつながり、さらに側壁の上面９０３２および下面９０３３の配線層９０３５−４−３および９０３５―４−４へつながる。
【０２９８】
他の２つの抵抗体９０３４−１および９０３４−２は、側面９０３１の中心９０３６に対して対称位置に同じ大きさで、しかも中心９０３６に対して短辺方向が平行になるような長方形形状の抵抗体である。こちらの抵抗体も側面の端部付近に形成する。圧力を受けて側壁が変形すると最も歪が大きくなるのが、側面９０３１の端部付近であるが、２つの抵抗体９０３４−１および９０３４−２は幅方向に伸びるので、抵抗が小さくなる。抵抗体９０３４−１の両端には、拡散層配線９０３５−１−１および９０３５−１−２がつながり、さらに側壁の上面９０３２および下面９０３３の配線層９０３５−１−３および９０３５―１−４へつながる。同様に、抵抗体９０３４−２の両端には、拡散層配線９０３５−２−１および９０３５−２−２がつながり、さらに側壁の上面９０３２および下面９０３３の配線層９０３５−２−３および９０３５―２−４へつながる。
【０２９９】
図３７においては、電極・配線が側壁の上面９０３２および下面９０３３に引き出されていく実施形態である。この後配線・電極を適切に接続して、たとえばホイートストンブリッジ回路を形成する。圧力を受けて側壁が変形すると、抵抗体９０３４−３および９０３４−４は長手方向に同じ長さ伸びる。この結果抵抗は増大する（２つの抵抗体９０３４−３および９０３４−４は同じ大きさなので、抵抗値は同じ）。また、抵抗体９０３４−１および９０３４−２は短辺方向に同じ長さ伸びる。この結果抵抗は減少する（２つの抵抗体９０３４−１および９０３４−２は同じ大きさなので、抵抗値は同じ）。側壁が変形していないときの４つの抵抗体の大きさを同じにしておく（抵抗も同じ、この抵抗をＲ20とする）。圧力差Ｐ１−Ｐ２によって側壁が変形したときの、抵抗体９０３４−３および９０３４−４は長手方向の伸び率をｘとする。また、抵抗体９０３４−１および９０３４−２は短辺方向の伸び率をｙとする。変形後の抵抗体９０３４−３および９０３４−４の長手方向長さは、Ｌ＝Ｌ20＊（１＋ｘ）｛ここで、L20は変形していないときの長さ｝、変形後の抵抗体９０３４−１および９０３４−２の幅は、W＝W20＊（１＋ｙ）｛ここで、Ｗ20は変形していないときの長さ｝となる。体積抵抗率をρとすると、変形後の抵抗体９０３４−３および９０３４−４の抵抗は、Ｒ21＝Ｌ20＊（１＋ｘ）＊ρ／Ｗ20、変形後の抵抗体９０３４−１および９０３４−２の抵抗は、Ｒ22＝Ｌ20＊ρ／｛Ｗ20＊(１＋ｙ)｝≒Ｌ20＊ρ／Ｗ20＊（１−ｙ）となる。抵抗体９０３４−１〜４の位置を適当に配置することにより、ｘ＝ｙとすることができるし、あるいは位置が明確であればｘとｙの関係が分かるので、変形後のＲ21やＲ22の関係をより簡単にでき、ホイートストンブリッジ回路を用いた測定から、ｘおよびｙの値、すなわち変形率が分かる。事前に変形率と圧力差の関係を測定することもできるし、計算することもできるので、得られた変形率から圧力差を求めることができる。
【０３００】
変形率は大きい方が測定値の差が大きくなり感度が良くなる。従って、抵抗体９０３４−1〜４を変形率（歪）の大きい側面９０３１の端部に配置する。さらに、最もピエゾ抵抗効果の大きい結晶面上で、最もピエゾ抵抗効果の大きい結晶軸の方向に抵抗体９０３４−３および９０３４−４の長手方向を配置し、かつ最もピエゾ抵抗効果の大きい結晶軸の方向に抵抗体９０３４−１および９０３４−２の短辺方向を配置することが望ましい。たとえば、側壁９０３０の側面９０３１の面方位が（１００）の場合には、＜１１０＞方向に抵抗体９０３４−３および９０３４−４の長手方向を、かつ＜１１０＞方向に抵抗体９０３４−１および９０３４−２の短辺方向を配置する。図３７においては、抵抗体９０３４−３および９０３４−４の長手方向が側壁９０３０の上面９０３２および下面９０３３に平行になっているが、必ずしも平行にならなくても、上記の最適位置に配置することができる。以上のようにして、１枚の側壁（この両サイドは貫通溝となっていて、圧力差P1、P2をかけることができる）を用いて、圧力を検知できる圧力センサーを作製できるので、より小さなサイズの圧力センサーを実現できる。
【０３０１】
図３８は、1枚の側壁に抵抗体を４個形成した別の実施形態を示す。この実施形態では、電極・配線をすべて側壁９０４０の上面９０３２に配置して、下面には配置していない。すなわち、４つの抵抗体９０３４−１〜４のうち、図３７において下面にあった電極・配線９０３５−２−３、９０３５−２−４、９０３５−４、９０３５−４−３を側壁９０４０の上面９０３２に配置している。このような配置にすることは、感光性膜を感光する方法やイオン注入の方法を少し変更することにより、これまで述べた方法を用いて簡単に可能となる。このように電極・配線をすべて側壁９０４０の上面９０３２に配置することにより、ホイートストンブリッジ回路等の配線をすべてシリコン基板９００１の上面だけで設計できるので、設計やプロセスが簡単となる。尚、ここに記載していないものについては、図３７において説明した内容と同様である。
【０３０２】
図３９は、1枚の側壁に抵抗体を４個形成した別の実施形態を示す。この実施形態においては、４つの抵抗体９０３４−１〜４は1枚の側壁の側面９０３１においてその両端同士が低抵抗の拡散配線層９０５２−１〜４で接続してホイートストンブリッジ回路を形成している。すなわち、４つの抵抗体９０３４−１〜４は1枚の側壁の側面９０３１において環状導線の中に直列に介設されている。具体的には、抵抗体９０３４−１の１つの端部と抵抗体９０３４−３の１つの端部とは拡散配線層９０５２−１で接続し、この拡散配線層９０５２−１は拡散配線層９０５３−１を介して側壁９０５０の上面９０３２の電極・配線９０５４−１に接続する。抵抗体９０３４−２の１つの端部と抵抗体９０３４−３の１つの端部とは拡散配線層９０５２−２で接続し、この拡散配線層９０５２−２は拡散配線層９０５３−２を介して側壁９０５０の下面９０３３の電極・配線９０５４−２に接続する。抵抗体９０３４−１の１つの端部と抵抗体９０３４−４の１つの端部とは拡散配線層９０５２−３で接続し、この拡散配線層９０５２−３は拡散配線層９０５３−３を介して側壁９０５０の上面９０３２の電極・配線９０５４−３に接続する。抵抗体９０３４−２の１つの端部と抵抗体９０３４−４の１つの端部とは拡散配線層９０５２−４で接続し、この拡散配線層９０５２−４は拡散配線層９０５３−４を介して側壁９０５０の下面９０３３の電極・配線９０５４−４に接続する。このようにして、図３９に示す実施形態では、１枚の側壁９０５０の側面９０３１に、ブリッジ回路がすべて形成されているので、側壁９０５０の外側で複雑な接続をする必要がなく、非常にシンプルな構成となっている。側壁外部へ出る電極配線は、９０５４−１〜４の４つの端子（電極・配線）だけである。尚、抵抗体の配置はこれまで説明したものと同様である。
【０３０３】
図４０は、1枚の側壁に抵抗体を４個形成した別の実施形態を示す。この実施形態においては、図３９と同様に、４つの抵抗体９０３４−１〜４は1枚の側壁の側面９０３１においてその両端同士が拡散配線層９０５２−1〜４で接続してホイートストンブリッジ回路を形成している。しかし、図３９においては電極９０５４−２、４は側壁９０５０の下面９０３３にあるが、図４０においては、電極９０５４−１〜４はすべて側壁９０６０の上面９０３２にある。すなわち、拡散配線層９０５３−２および９０５３−４は上面９０３２に伸びて、上面９０３２上の電極配線９０５４−２、９０５４−４へ接続する。この結果、電極配線９０５４−１〜４はすべて上面９０３２に形成されているので、簡単な設計と簡単なプロセスを実現することができる。
【０３０４】
図４１は、1枚の側壁に抵抗体を４個形成した別の実施形態を示す。この実施形態では、ピエゾ抵抗体９０３４−１および９０３４−２を中心付近に寄せた場合を示す。この実施形態においても抵抗体９０３４−１および９０３４−２は側面９０３１の中心位置９０３６に対して対称位置に配置される。抵抗体９０３４−１〜４はこれまでと同様に、側面９０３１の中心位置９０３６を通る中心線と平行方向に長手方向が向いている長方形形状の抵抗体である。抵抗体９０３４−３よび９０３４−４はこれまでと同様に、側面９０３１の中心線がほぼ長方形の中心を通るように配置され、抵抗体９０３４−３よび９０３４−４は側面９０３１の中心位置９０３６に対して対称である。図３３に示すホイートストンブリッジ回路において、抵抗体９０３４−１および９０３４−２はR2およびR4に、抵抗体９０３４−３および９０３４−４はR１およびR３に対応するので、
Ｖ0＝｛（R1＊R3−R2＊R4）／(R1＋R2＋R3＋R4)｝＊I0
が成り立つ。抵抗体９０３４−１〜４のサイズを同じに形成すれば、側壁が変形しなければR1＊R3−R2＊R4＝０であるが、側壁が変形すると、抵抗体９０３４−１および９０３４−２はほぼ同じように変形し、かつ、抵抗体９０３４−３および９０３４−４もほぼ同じように変形するので、R1＝R3、R2＝R4であるが、抵抗体９０３４−１および９０３４−２と抵抗体９０３４−３および９０３４−４との変形状態は異なるので、R1＝R3≠R2＝R4となり、上式から電流が流れる。事前に電流と変形程度（圧力差）との関係を求めておくことにより、側壁の両側面（９０３１およびその反対側の面）における圧力差（P1−P2）が分かる。このことは、これまでに記載した図３２〜図４０においても同様である。
【０３０５】
以上説明してきたように、本発明の貫通溝で挟んだ側壁の側面（貫通溝）に（ピエゾ）抵抗体を形成する（側壁全体が抵抗体である場合も含む）ことにより、側壁の両側面にかかる圧力差（P1−P2）によって側壁が変形することを用いて、圧力差（P1−P2）を検出することができる。ホイートストンブリッジ回路だけでなく、他の抵抗測定回路を用いても圧力差によるピエゾ抵抗体の変化を測定し、その測定値から圧力を検出することができる。また、LSIで使用するシリコン基板と同じもの（たとえば、不純物濃度や結晶面方位が同じ）を使用できるので、本発明の圧力センサとLSIを同じチップに搭載できる。しかも従来の平面型ダイヤフラムに比べて圧力センサの面積を非常に小さくすることができるので、LSIのチップサイズを大きくすることもない。具体的には、圧力センサの面積は、従来の平面型ダイヤフラムが５００μｍ＊５００μｍのサイズに対して、側壁４枚の場合で５００μｍ＊２００μｍのサイズで充分である。側壁１枚なら、５００μｍ＊１００μｍのサイズで充分であり、プロセス条件を最適化すれば、５００μｍ＊５０μｍ以下のサイズも可能となる。
【０３０６】
図３６において、感光性膜として感光性シートを用いる方法を説明した。これ以外にも感光性膜を側壁の側面に形成する方法がある。図４２は、感光性膜を側壁の側面に形成する方法について説明する図である。図４２(a)に示すように、液状タイプの感光性膜（通常のレジスト）を貫通溝８９９９（８９９９−１〜５）が形成されたシリコン基板９００１上に塗布する。貫通溝８９９９の内部にも液状の感光性膜が入り込む。この塗布は、好適には大気圧中よりも低圧下、望ましくは真空中（超低圧下）で行なうと、貫通溝８９９９の底まで気泡が入らずに感光性膜が充填する。ただし、貫通溝８９９９を大部分埋め込む必要はない。次に図４２(b)に示すように、挿入型マスク９２２３を準備する。挿入型マスク９２２３は貫通溝８９９９へ入り込む柱状パターン９２２５を支持するサポート板９２２４からなる。柱状パターン９２２５の形状は貫通溝８９９９の大きさより少し小さめにできていて、形状はほぼ同じである。すなわち、貫通溝８９９９の幅がｄ21、奥行き（紙面に対して垂直方向）がｗ21、柱状パターン９２２５の幅をｄ31、奥行き（紙面に対して垂直方向）をｗ31とすれば、ｄ21＞ｄ31、ｗ21＞ｗ31である。また柱状パターン９２２５の長さｈ31は、貫通溝の深さｈ21より大きくする。
【０３０７】
この挿入型マスク９２２３を貫通溝８９９９を有するシリコン基板９００１にアライメント合わせを行い、徐々に接近させて、図４２(c)に示すように、貫通溝８９９９の中に柱状パターン９２２５を挿入する。貫通溝８９９９の中に入っていた感光性膜９２２１は、柱状パターン９２２５に押し出される。適度な深さまで挿入したら、移動を停止する。このときの柱状パターン９２２５と側壁との距離をｅ1（左側面との距離）、ｅ2（右側面との距離）とすれば、ｄ21＝ｄ31＋ｅ1＋ｅ2となる。また、柱状パターン９２２５の底からサポート基板までの距離をｆ31とする。柱状パターン９２２５が側壁９００１−１〜５に接触しないで貫通溝へ挿入させるためには、挿入型マスク９２２３とシリコン基板９００１とのアライメントは非常に重要である。このアライメントを正確に行なうために、サポート板９２２４は透明材料であると良い。また、挿入型マスク９２２３を精度良く作製するために、深堀タイプの異方性エッチング（Deep  ＲＩＥ）を用いて、たとえば石英基板などをエッチングして挿入型マスク９２２３をとする。尚、側面の感光性膜の厚みは比較的厚くても露光や現像は可能である。たとえば、５〜１０μｍの厚みでも良いので、ｄ31＝ｄ21＋１０〜２０μｍでも良い。もちろん合わせ精度が将来は向上するから側面の感光性膜の厚みをさらに小さくすることができる。
【０３０８】
挿入型マスク９２２３を停止させた状態でプリベークを行い半効果させた後、挿入型マスク９２２３を引き抜く。この結果、図４２(d)に示すように、側壁側面に一定厚みの感光性膜９２２１を側壁にコンフォーマルに形成できる。挿入型マスク９２２３を引き抜くときに感光性膜９２２１を一緒に引きずらないようにするために、あらかじめ柱状パターン９２２５の表面に疎水性溶剤を塗布したり、超音波振動等を加えながら挿入型マスク９２２３を引き抜いたりすれば良い。このようにして、側壁側面にほぼｅ1またはｅ2の厚みを有する感光性膜を形成できる。この後、露光して所望のパターニングを行えば良い。尚、この技術は、圧力センサーへの適用だけでなく、側壁側面にレジストパターンを形成するすべてのパターン形成に適用可能である。尚、挿入型マスク９２２３にさらにパターンを形成して光が通るようにして柱状パターン９２２５の内側から光を照射するようにすれば、通常のステッパーやアライナー等の露光装置を使用しなくても良い。プリベークした後に柱状パターン９２２５から光照射して、その後で挿入型マスク９２２３を引き抜いて、その後現像すれば、所望の感光性膜パターンを形成することができる。
【０３０９】
これまでに説明した図１〜図４２において使用している符号または数字とこれから説明する図４３〜図９６において使用している符号または数字と重複するものがあるが、異なるものであることに注意をするべきである。
【０３１０】
図４３は、本発明の縦型圧力センサーの断面図を示す図である。本発明の圧力センサーは、第１面（主面）および第２面（裏面）からなる基板において、第１面に形成された凹部（第１凹部）および前記第１凹部に隣接し第２面に形成された凹部（第２凹部）により挟まれた前記基板の側壁をダイヤフラムとする圧力センサーであって、前記第１凹部の基板上に作成された第１導電体膜、前記第１導電体膜上に作成された第１圧電体膜、および前記第１圧電体膜上に作成された第２導電体膜、並びに／あるいは、前記第２凹部の基板上に作成された第３導電体膜、前記第３導電体膜上に作成された第２圧電体膜、および前記第２圧電体膜上に作成された第４導電体膜を含む圧力センサーである。
【０３１１】
図４３において、第１凹部１２６、１２７は基板１１１の第１面（図４３において上面）側から形成された溝形状の凹部である。第２凹部１２８、１２９、１３０は基板１１１の第２面（図４３において下面）側から形成された溝形状の凹部である。本明細書において基板内に形成される溝または凹部とは、基板の主面（第１面）または基板の裏面（第２面）から形成され、基板の主面（第１面）または基板の裏面（第２面）を開口部とし、基板の主面（第１面）または基板の裏面（第２面）に対して垂直な（略垂直な）側面（側壁とも言う）を持つ溝または凹部である。この溝または凹部は異方性ドライエッチングによって形成され、側面は理想的には基板の主面（第１面）または基板の裏面（第２面）に対して垂直であるが、異方性ドライエッチングのバラツキ（変動）等により曲面となったり、垂直に対して少し（好適には１０度以下、もっと好適には５度以下）傾いて形成される場合もある。（略垂直とは、垂直方向に対して好適には１０度以下、もっと好適には５度以下を概ね意味する。また、この角度（以下に示す、またはこれまでにも示す）とは、平均的な角度を示す。たとえば、凹部の側面の深さは距離がある（たとえば、１μm〜２０００μm、これは基板の厚さにもよる）から、この深さの途中では一部この角度を超える側面となる場合もあるが、それらの全部の角度の平均を取ってこの角度を表す。）溝または凹部の底面は基板内に存在する場合もあれば、基板を貫通して基板内に存在しない場合もある。溝または凹部の底面が基板内に存在する場合、すなわち溝または凹部が基板を貫通しない場合、理想的には底面は基板の主面（第１面）または基板の裏面（第２面）に平行な面であるが、異方性ドライエッチングのバラツキ（変動）等により曲面となったり、平行に対して少し（好適には１０度以下、もっと好適には５度以下）傾いて形成される場合もある。溝または凹部が基板を貫通する場合、すなわち基板の主面（第１面）または基板の裏面（第２面）のどちらにも開口部を有する場合は、この溝または凹部を貫通溝と呼ぶことがあり、当然基板内に底面は存在しない。しかし、貫通溝の場合にも基板の主面（第１面）または基板の裏面（第２面）側を別の基板（薄板と呼ぶこともある）で蓋をするので、この蓋をした部分を貫通溝の底面と呼ぶこともある。
【０３１２】
第１凹部１２６は第２凹部１２８に隣接し、第１凹部１２６と第２凹部１２８の間に基板１１１の（基板）側壁１３２が存在し、第１凹部１２６と第２凹部１２８は基板１１１の側壁１３２によって隔てられている。第１凹部１２７は第２凹部１２８に隣接し、第１凹部１２７と第２凹部１２８の間に基板１１１の側壁１３３が存在し、第１凹部１２７と第２凹部１２８は基板１１１の側壁１３３によって隔てられている。また、第１凹部１２６を挟んで側壁１３２と対向する基板１１１の側壁１３１によって、第１凹部１２６およびそれと隣接する別の第２凹部１２９が隔てられている。同様に第１凹部１２７を挟んで側壁１３３と対向する基板１１１の側壁１３４によって、第１凹部１２７およびそれと隣接する別の第２凹部１３０が隔てられている。
【０３１３】
第１凹部１２６および１２７は、基板１１１の第１面にほぼ垂直形状に形成された溝形状（略直方体形状）となっており、第１凹部１２６の底部には基板１１１の底部１３５が存在し、第１凹部１２７の底部には基板１１１の底部１３６が存在する。一方、第２凹部１２８、１２９、１３０は、基板１１１の第２面にほぼ垂直形状に形成された溝形状（直方体形状）となっており、第２凹部１２８の底部（図４３では上にあるので、上部と称す場合もある）には基板１１１の上部１４０が存在する。第１凹部１２６および１２７は、紙面に対して垂直方向にも側壁が存在して、基板１１１の第２面側から形成された第２凹部とは隔絶されている。
【０３１４】
基板１１１の第１面側には、基板１１１上に絶縁膜１１２、その上に導電体膜１１４（下部電極となる）、その上に圧電体膜１１６、さらにその上に導電体膜１１８（上部電極となる）、その上に絶縁体膜１２０が形成されている。当然第１凹部１２６、１２７の内部も同様の膜構造となっている。基板１１１の第２面側には、基板１１１上に絶縁膜１１３、その上（図４３では下になっているが、逆にすれば上になるので、上と称する）に導電体膜１１５（下部電極となる）、その上に圧電体膜１１７、さらにその上に導電体膜１１９（上部電極となる）、その上に絶縁体膜１２１が形成されている。当然第２凹部１２８、１２９、１３０の内部も同様の膜構造となっている。基板１１１と導電体膜１１４の間に絶縁膜１１２を挟むのは、導電体膜１１４と基板１１１との電気低接続をしないようにするためである。基板１１１がガラスやプラスチックやセラミック等の絶縁体である場合は、絶縁膜１１２は不要であるが、他の素子や導電体膜が存在する場合は、それらと電気的に接触しないようにするために絶縁膜１１２を設ける場合もある。また、基板１１１と導電体膜１１４との密着性向上を目的として絶縁膜１１２を設ける場合もある。
【０３１５】
基板１１１の上面には薄板（第１の薄板）１２２が付着している。この第１の薄板１２２は、絶縁膜１２０に付着しており、第１凹部１２６および１２７を被っている。第１の薄板１２２が第１凹部１２６および１２７を完全に塞いでいるときは、第１凹部１２６および１２７の凹部空間は気密空間となり、圧力が一定に保持される。第１凹部１２６および１２７の凹部空間の圧力を可変する場合には、第１の薄板１２２に圧力導入孔１３７および１３８を形成し、外部から圧力P１を導入できるようにする。
【０３１６】
一方、基板１１１の下面には薄板（第２の薄板）１２３が付着している。この第２の薄板１２３は、絶縁膜１２１に付着しており、第２凹部１２８、１２９および１３０を被っている。第２の薄板１２３が第２凹部１２８、１２９および１３０を完全に塞いでいるときは、第２凹部１２８、１２９および１３０の凹部空間は気密空間となり、圧力が一定に保持される。第２凹部１２８、１２９および１３０の凹部空間の圧力を可変する場合には、第２の薄板１２３に圧力導入孔１３９等を形成し、外部から圧力P２を導入できるようにする。
【０３１７】
コンタクト孔１５１は、導電体膜（下部電極）１１４へ電気的接続を行なうために、絶縁膜１２０および圧電体膜１１６を通して形成される。図４３においては、コンタクト孔１５１が形成される領域における導電体膜１１８をあらかじめ除去している。このコンタクト孔１５１に導電体膜１５２を積層する。圧電体膜１１６が導電性（絶縁性が低い場合も含む）を有するときは、側壁に絶縁膜を形成してから、導電体膜１５２を形成する。導電体膜１５２の上には電極・配線（導電体膜）１５３を形成する。これにより、導電体膜（下部電極・配線）１１４からコンタクト孔１５１内導電体膜１５２を通して電極・配線（導電体膜）１５３へ電気的接続を行なうことができる。コンタクト孔１５４は、導電体膜（上部電極）１１８へ電気的接続を行なうために、絶縁膜１２０を通して形成される。このコンタクト孔１５４に導電体膜１５５を形成する。導電体膜１５５の上には電極・配線（導電体膜）１５６を形成する。これにより、導電体膜（上部電極・配線）１１８からコンタクト孔１５４内導電体膜１５５を通して電極・配線（導電体膜）１５６へ電気的接続を行なうことができる。コンタクト孔１５１および１５４を形成すべき領域に第１の薄板１２２が存在する場合には、前もって（第１の薄板１２２を付着する前に）この領域の第１の薄板１２２を除去しておけば良い。あるいは、第１の薄板１２２を除去せずに、第１の薄板にコンタクト孔を形成してから導電体膜を形成すれば良い。この場合、第１の薄板が導電体（絶縁性が低い場合も含む）である場合には、導電体膜を形成する前にコンタクト孔の側壁に絶縁膜を形成して、導電体膜が第１の薄板１２２に接触しないようにすれば良い。
【０３１８】
基板１１１の裏側にも導電体膜（電極・配線）１１５および１１９があるので、これらからも外側へ電極・配線を取りだす必要がある。上記と同様に、基板１１１の表側からコンタクト孔を形成して取り出しても良い。この場合は、基板１１１にもコンタクト孔を形成する必要がある。基板１１１が導電体（絶縁性が低い場合も含む）である場合には、そのコンタクト孔の側壁に絶縁膜を形成してから導電体膜を形成し、導電体膜が基板１１１と接触しないようにする。あるいは、以下に示すように基板１１１の裏側（第２面側）から外側へ電極・配線を取りだしても良い。この方法は上記した基板１１１の表側（第１面側）へ電極・配線を取りだす方法を逆にすれば良い。
【０３１９】
すなわち、コンタクト孔１６０は、導電体膜（下部電極）１１５へ電気的接続を行なうために、絶縁膜１２１および圧電体膜１１７を通して形成される。図４３においては、第２の薄板１２３も存在するので、この薄板１２３にもコンタクト孔１６０を形成する。また、図４３においては、コンタクト孔１６０が形成される領域における導電体膜１１９が存在するため、コンタクト孔の側壁に絶縁膜１６１を形成してから導電体膜１６２を形成する。導電体膜１８２の上には電極・配線（導電体膜）１６３を形成する。これにより、導電体膜（下部電極・配線）１１５からコンタクト孔１６０内導電体膜１６２を通して電極・配線（導電体膜）１６３へ電気的接続を行なうことができる。
【０３２０】
コンタクト孔１５７は、導電体膜（下部電極）１１９へ電気的接続を行なうために、絶縁膜１２１を通して形成される。図４３においては、第２の薄板１２３も存在するので、この薄板１２３にもコンタクト孔１１５７を形成する。このコンタクト孔に導電体膜１５８を形成する。導電体膜１５８の上には電極・配線（導電体膜）１５９を形成する。これにより、導電体膜（上部電極・配線）１１９からコンタクト孔１５７内導電体膜１５８を通して電極・配線（導電体膜）１５９へ電気的接続を行なうことができる。第２の薄板１２３が導電体（絶縁性が低い場合も含む）である場合には、そのコンタクト孔の側壁に絶縁膜を形成してから導電体膜を形成し、導電体膜が第２の薄板１２３と接触しないようにする。
【０３２１】
図４４は、本発明の縦型圧力センサーの平面図を示す図で、図４３に示す構造を平面的に示したものであり、第１凹部および第凹部の位置関係が分かるように示している。図４４において、実線で示している第１凹部１８２、１８４および破線で示す第２凹部１８３、１８５が形成されている。図４４において、第１凹部１８２、第２凹部１８３、第１凹部１８４、第２凹部１８５は長方形状（高さ方向を考えると直方体形状）で、長辺方向を平行に配列している。第１凹部１８２およびこれと隣接する第２凹部１８３との間には基板１８１の側壁１８７が存在し、第２凹部１８３およびこれと隣接する第１凹部１８４との間には基板１８１の側壁１８８が存在し、第１凹部１８４およびこれと隣接する第２凹部１８５との間には基板１８１の側壁１８９が存在する。図４４に示す本発明の実施形態では、第１凹部１８２、１８４および第２凹部１８３、１８５の上下は基板側壁１９１、１９２が存在する。従って、図４３および図４４から分かるように、第１凹部（図４３では１２６および１２７、図４４では１８２、１８４）は、第２凹部（図４３では１２８、１２９、１３０、図４４では１８３および１８５）と基板側壁により分離されている。尚、図４４では図４３に示した絶縁膜、導電体膜、圧電体膜等は省略している。また、図４４における一点鎖線で示すＡ１−Ａ２断面が図４３の断面図を示していると言える。
【０３２２】
図４５は、圧力が加わったときにおける本発明の縦型圧力センサーの構造を模式的に示した図である。図４５の薄膜の積層構造は図４３における構造と同様である。すなわち、図４５における基板側壁２１は図４３における基板側壁１３２、図４５における基板側壁４１は図４３における基板側壁１３３と考えると良い。基板側壁２１の外側の上には絶縁膜２７、その上に導電体膜２８、その上に圧電体膜２９、その上に導電体膜３０、その上に絶縁膜３１が積層されている。基板側壁２１の内側の上には絶縁膜２２、その上に導電体膜２３、その上に圧電体膜２４、その上に導電体膜２５、その上に絶縁膜２６が積層されている。また、対面する基板側壁４１の外側の上には絶縁膜４７、その上に導電体膜４８、その上に圧電体膜４９、その上に導電体膜５０、その上に絶縁膜５１が積層されている。基板側壁４１の内側の上には絶縁膜４２、その上に導電体膜４３、その上に圧電体膜４４、その上に導電体膜４５、その上に絶縁膜４６が積層されている。
基板側壁２１および４１の上部および下部にも基板（底部または上部、図４３では１３５、１３６、または１４０等）が存在するが、図４５においては省略し、薄板３２および３３のみ示している。この薄板（第１の薄板）３２および薄板（第２の薄板）３３は図４３における薄板１２２および１２３に相当する。ただし、図４３では、第１凹部の上部は第１の薄板１２２で、第１凹部の下部は基板１１１で閉じていて、第２凹部の上部は基板１１１で、第２凹部の下部は第２の薄板１２３で閉じている。
【０３２３】
基板側壁２１、４１および薄板３２、３３等に囲まれた空間３７には第２の薄板３３に圧力導入孔３４が設けられ外部から圧力Ｐ２を印加することができる。基板側壁２１の外側の空間３８には第２の薄板３３に圧力導入孔３５が設けられ外部から圧力Ｐ１を印加することができる。基板側壁４１の外側の空間３９には第２の薄板３３に圧力導入孔３６が設けられ外部から圧力Ｐ３を印加することができる。たとえば、図４３における第１凹部１２６や１２７は空間３８や３９に、図４３における第２凹部１２８は空間３７に相当すると考えることができる。尚、これらの圧力導入孔３４、３５、３６は第１の薄板３２に設けることもでき、外部からの圧力導入をスムーズに行なうことができるように適宜選択すれば良い。あるいは圧力導入孔を設けないようにすることも可能であり、その場合は内部空間は気密空間となり圧力がほぼ一定に保持されるので、その内部空間の圧力に対する差圧として圧力を検出することが可能となる。たとえば、圧力導入孔３４を開けずに、内部空間３７を気密にして内部圧力Ｐ２を一定として、その圧力Ｐ２に対して基板２１や４１等の圧力差による変形量に対応してＰ１やＰ３の圧力を検出することが可能となる。
【０３２４】
Ｐ２＞Ｐ１の場合、内部空間３７はその圧力差Ｐ２−Ｐ１によって基板側壁２１およびこれに積層した薄膜を内部空間３８側に押し、基板側壁２１は外側の方へ、すなわち空間３８の方へ変形する。基板側壁２１等（他に各種膜も含む）および基板側壁４１等（他に各種膜も含む）はその上部および下部を上下の第１の薄板および第２の薄板によって変形を押さえられているが、基板側壁２１等および基板側壁４１等のその他の部分は規制されていないので、圧力差による力によって変形し、特にそれらの中心部付近が最も変形する。（凹部３８または３９側へ膨らむ。）空間３８の上部は上部基板（図４５では示されていないが、図４３における基板上部１４０等）やその上に積層した薄膜やその上に付着した第１の薄板３２（図４３における第１の薄板１２２）によって変形が抑えられている。空間３８の下部は基板底部（図４５では示されていないが、図４３における基板底部１３５等）やその上に積層した薄膜やその上に付着した第２の薄板３３（図４３における第２の薄板１２３）によって変形が抑えられている。この結果、基板側壁２１の中心付近が最も変形し、基板側壁の周縁が殆ど変形しない状態となり、図４５に示すように基板側壁２１は湾曲状に変形する。
【０３２５】
基板側壁２１上に積層した薄膜も同様に湾曲状に変形する。従って、湾曲状に歪んだ圧電体膜２４の両側の面に電荷が分極し、圧電体膜２４の両面に積層している導電体膜２３および２５の間に電圧差Ｖ１が生じる。同様に、湾曲状に歪んだ圧電体膜２９の両側の面に電荷が分極し、圧電体膜２９の両面に積層している導電体膜２８および３０の間に電圧差Ｖ２が生じる。すなわち、導電体膜２３に導電体配線Ｂ３を、導電体膜２５に導電体配線Ｂ４を接続すれば電荷を取り出すことができる。導電体膜３０に導電体配線Ｂ１を、導電体膜２８に導電体配線Ｂ２を接続すればこの間の電位差はＶ２となり、電荷を取り出すことができる。
【０３２６】
圧電体膜２４および圧電体膜２９を同じ材料で同程度の厚みで同じ条件（たとえば、スパッターで積層するときはスパッター条件を同一とし、その後の熱処理条件も同一とする）で作成すれば、基板側壁２１の変形にほぼ従って両者の圧電体膜２４および圧電体膜２９は同程度に変形するから、発生する電位差（電荷）は同程度になる。（｜Ｖ１｜≒＝｜Ｖ２｜）変位の向きはＢ１側とＢ３側が凸状または凹状となって同じ向きに変形し、これに対して、Ｂ２側とＢ４側はともに逆向きに変形しているから、Ｂ１とＢ３、Ｂ２とＢ４を接続すれば、両方の電荷を加算でき、約２倍の電位差（２｜Ｖ１｜）を得ることができる。
【０３２７】
以上は図４５における左側の基板側壁２１について述べたが、図４５における右側の基板側壁４１についても同様である。Ｐ２＞Ｐ３の場合、内部空間３７はその圧力差Ｐ２−Ｐ３によって基板側壁４１およびこれに積層した薄膜を内部空間３９側に押し、基板側壁４１は外側の方へ、すなわち空間３９の方へ変形する。空間３９の上部は上部基板（図４５では示されていないが、図４３における基板上部１４０等）やその上に積層した薄膜やその上に付着した第１の薄板３２（図４３における第１の薄板１２２）によって変形が抑えられている。空間３９の下部は基板底部（図４５では示されていないが、図４３における基板底部１３６等）やその上に積層した薄膜やその上に付着した第２の薄板３３（図４３における第２の薄板１２３）によって変形が抑えられている。この結果、基板側壁４１の中心付近が最も変形し、基板側壁の周縁が殆ど変形しない状態となり、図４５に示すように基板側壁４１は湾曲状に変形する。
【０３２８】
基板側壁４１上に積層した薄膜も同様に湾曲状に変形する。従って、湾曲状に歪んだ圧電体膜４４の両側の面に電荷が分極し、圧電体膜４４の両面に積層している導電体膜４３および４５の間に電圧差Ｖ３が生じる。同様に、湾曲状に歪んだ圧電体膜４９の両側の面に電荷が分極し、圧電体膜４９の両面に積層している導電体膜４８および５０の間に電圧差Ｖ４が生じる。すなわち、導電体膜４３に導電体配線Ｂ６を、導電体膜４５に導電体配線Ｂ５を接続すればこの間の電位差はＶ３となり、導電体膜５０に導電体配線Ｂ８を、導電体膜４８に導電体配線Ｂ７を接続すればこの間の電位差はＶ４となる。
【０３２９】
圧電体膜４４および圧電体膜４９を同じ材料で同程度の厚みで同じ条件（たとえば、スパッターで積層するときはスパッター条件を同一とし、その後の熱処理条件も同一とする）で作成すれば、基板側壁４１の変形にほぼ従って両者の圧電体膜４４および圧電体膜４９は同程度に変形するから、発生する電位差は同程度になる。（｜Ｖ３｜≒＝｜Ｖ４｜）変位の向きはＢ６側とＢ８側が凸状となって同じ向きに変形し、これに対して、Ｂ５側とＢ７側はともに逆向きに変形しているから、Ｂ６とＢ８、Ｂ５とＢ７を接続すれば、両方の電荷を加算でき、約２倍の電位差（２｜Ｖ３｜）を得ることができる。
【０３３０】
上述したように圧力差Ｐ２−Ｐ１により基板側壁２１が変形し、それに応じて圧電体２４および２９も変形する。その結果Ｂ１−Ｂ２間に電圧Ｖ１、Ｂ３−Ｂ４間に電位Ｖ２が発生する。圧力差Ｐ２−Ｐ１により圧電体２４および２９が変形し、（圧力差Ｐ２−Ｐ１が大きくなると圧電体２４および２９の変形量が大きくなる）圧電体２４および２９の変形量に応じてＶ１やＶ２の値が変化する（変形量が大きくなるとＶ１やＶ２が増大する）ので、あらかじめ圧力差Ｐ２−Ｐ１量およびＶ１またはＶ２の関係を求めておけば、測定されたＶ１またはＶ２の値から圧力差Ｐ２−Ｐ１を求めることができる。Ｖ１およびＶ２を加算するように配線接続すれば、｜Ｖ１｜≒｜Ｖ２｜のときには約２倍の電位差を得ることができるので、感度を約２倍高めることができ、圧力差Ｐ２−Ｐ１の精度を高めることができる。さらに、Ｐ１またはＰ２のどちらかが既知であれば、他方の圧力を求めることができる。
【０３３１】
同様に、圧力差Ｐ２−Ｐ３により基板側壁４１が変形し、それに応じて圧電体４４および４９も変形する。その結果Ｂ８−Ｂ７間に電圧Ｖ３、Ｂ６−Ｂ５間に電位Ｖ４が発生する。圧力差Ｐ２−Ｐ３により圧電体４４および４９が変形し、（圧力差Ｐ２−Ｐ３が大きくなると圧電体４４および４９の変形量が大きくなる）圧電体４４および４９の変形量に応じてＶ３やＶ４の値が変化する（変形量が大きくなるとＶ３やＶ４が増大する）ので、あらかじめ圧力差Ｐ２−Ｐ３量およびＶ３またはＶ４の関係を求めておけば、測定されたＶ３またはＶ４の値から圧力差Ｐ２−Ｐ３を求めることができる。Ｖ３およびＶ４を加算するように配線接続すれば、｜Ｖ３｜≒｜Ｖ４｜のときには約２倍の電位差を得ることができるので、感度を約２倍高めることができ、圧力差Ｐ２−Ｐ３の精度を高めることができる。さらに、Ｐ２またはＰ３のどちらかが既知であれば、他方の圧力を求めることができる。
【０３３２】
基板側壁２１および４１の側壁厚みを同程度にしておけば、Ｐ１＝Ｐ３のときには基板側壁２１および４１の変形量も同程度となり、圧電体２４、２９、４４、４９の材質や厚みや作成条件を同程度にしておけば、（絶縁膜や導電体膜の材質や厚みや作成条件も同程度とする）Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４も同程度にすることができる。従って、これら電圧が加算できるように接続すれば、｜Ｖ１｜＋｜Ｖ２｜＋｜Ｖ３｜＋｜Ｖ４｜＝４｜Ｖ１｜と４倍の出力を出すことができるから、圧力差を４倍の感度で検出することが可能となる。さらに、基板側壁２１や４１にさらに繰り返して圧電体膜等を積層していけば、出力電圧をさらに大きくすることが可能となり、圧力検出精度をさらに高めることができる。および／または、図４３または図４５に示す構造の圧力センサーを複数作成して、出力電圧を加算できるように接続していけばさらに大きな出力電圧を得ることができ、圧力検出精度をさらに高めることができる。
【０３３３】
以上から、圧電体の変形が同じ向きとなる方の導電体膜同士を接続し、これと逆向きの圧電体の変形となる方の導電体膜同士を接続すれば、これらの間の電位差から圧力を高精度に検出できることが分かる。すなわち、基板側壁２１の片側の方に形成される圧電体膜の内側の電極・配線と、基板側壁２１の逆側の方に形成される圧電体膜の外側の電極・配線とを接続すれば良い。そこで、図４３に示すように、すべての第１凹部（圧力がＰ１とする）は同じ方向に変形する（第１凹部はすべて同時に膨らむか、あるいは窪むかのどちらかである）ので、第１凹部上の導電体膜１１４および１１８は切断が不要でこのまま接続しておけば良い。もちろん第１凹部以外の場所では必要な配線パターニングを行なっても良い。同様に、第２凹部（圧力Ｐ２とする）も同じ方向に変形する（第１凹部はすべて同時に膨らむか、あるいは窪むかのどちらかであり、第１凹部とは反対の変形）ので、第２凹部上の導電体膜１１５および１１９は切断が不要でこのまま接続しておけば良い。もちろん第２凹部以外の場所では必要な配線パターニングを行なっても良い。また、これらの導電体膜１１４、１１５、１１８、１１９のパターニングや作製時および／または引き出し電極・配線１５３、１５６、１５９、１６３をパターニングや作成時に同じ極性同士を接続しておけば、大きな出力電荷および電位を得ることができる。
【０３３４】
絶縁膜２２、２７、４２、４７は導電体膜２８、２３、４３、４８からの電流が基板側壁２１、４１へ漏れないようにするために形成されているので、基板側壁２１、４１が絶縁体であるときは形成しなくても良い。ただし、導電体膜２８、２３、４３、４８と基板側壁２１、４１とが密着性が悪い場合には密着性向上膜として絶縁膜２２、２７、４２、４７を形成しても良い。（このことは、当然図４３で示したものでも同様である。）また、絶縁膜２６、３１、４６、５１は、導電体膜２５、３０、４５、５０から電流を漏洩させない目的の他に導電体膜２５、３０、４５、５０を保護する役目もある。当然、電流の漏えいや保護する必要がない場合には形成しなくても良い。（このことは、当然図４３で示したものでも同様である。）
【０３３５】
図４４では、第１凹部と第２凹部の間に圧力差が生じたとき、変形する部分は、第１凹部１８２および第２凹部１８３によって挟まれた側壁１８７、あるいは第１凹部１８４および第２凹部１８３によって挟まれた側壁１８８、あるいは第１凹部１８４および第２凹部１８５によって挟まれた側壁１８９であり、長方形（直方体）の凹部同士によって挟まれた長手方向の側壁である。第１凹部および第２凹部１８５によって挟まれていない（長方形の凹部の短辺側にある）側壁１９１や１９２は圧力差が生じないので、当然変形は生じない。さらに言えば、第１凹部および第２凹部によって挟まれていても、圧力差によって側壁が変形しなければ変形しない。側壁が薄ければ変形しやすくなるし、側壁が厚ければ変形しにくくなるし、側壁が変形しにくい材料であったり、圧力差が小さかったりすれば側壁は変形しにくくなる。
【０３３６】
直方体形状の凹部において、長手方向の長さ（側壁の長さ）をａ、凹部の深さ（側壁の深さ）をｈ、側壁の厚み（側壁の幅）をｙとすると、基板側壁の最大撓みＷmaxは以下の式で与えられる。
Ｗmax＝α＊ｚ＊ｈ２ａ２／（Ｅｙ３）
ここで、ｚは圧力差であり、αは側壁の形状によって決まる定数であり、Eは基板側壁のヤング率である。この式から分かるように、ヤング率の小さな材料を使用すれば変形量は大きくなり、基板側壁を薄くすれば変形量は大きくなり、基板側壁の面積を広くすれば変形量は大きくなる。また側壁が変形しても圧電体の電圧差を生じる分極性が小さければ電位差は小さく圧力差を検出しにくいので、少しの基板側壁の変形（上式では、変形量Ｗ）が小さくても圧電体で発生する電荷の大きな材料を用いれば、圧力差を検出しやすい。従って、これらすべての値を最適化して最適な条件を有する圧力センサーを設計する必要がある。
【０３３７】
図４６は、本発明の縦型圧力センサーの別の平面図を示す図で、図４４と異なるのは、第１凹部の周囲を第２凹部が囲んでいる。すなわち、長方形状（実際は深さもあるので、直方体形状）をした第1凹部１９６の側壁は、３面（長手方向側壁が２０４、短辺方向が２０２、２０７）ある。長手方向側側壁２０４は第１凹部１９６と第２凹部１９８を隔てている（あるいは、挟まれている）。短辺方向側壁２０２は第１凹部１９６と第２凹部２０９を隔てていて（あるいは、挟まれていて）、短辺方向側壁２０７は第１凹部１９６と第２凹部２００を隔てている（あるいは、挟まれている）。また、長方形状（実際は深さもあるので、直方体形状）をした第1凹部１９７の側壁は、４面（長手方向側壁が２０５および２０６、短辺方向が２０８、２１０）ある。長手方向側側壁２０５は第１凹部１９７と第２凹部１９８を隔てていて（あるいは、挟まれていて）、長手方向側側壁２０６は第１凹部１９７と第２凹部１９９を隔てている（あるいは、挟まれている）。短辺方向側壁２０８は第１凹部１９７と第２凹部２０１を隔てていて（あるいは、挟まれていて）、短辺方向側壁２１０は第１凹部１９７と第２凹部２０３を隔てている（あるいは、挟まれている）。第２凹部１９８、１９９、２００、２０１、２０３、２０９はつながっている。
【０３３８】
このように、第１凹部は第２凹部に囲まれているので、第１凹部および第２凹部の間に圧力差があると、これらを隔てている側壁は変形する。すなわち、第１凹部１９６の側壁３面（２０２、２０４、２０７）は変形するので、図４４に示した１面または２面の場合に比べて変形によって生じる電圧（または電流）が大きくなる。第１凹部１９７の側壁４面（２０５、２０６、２０８、２１０）は変形するので、第１凹部１９６の変形によって生じる電圧（または電流）よりも大きくなる。このように、本発明は第１凹部の側壁を４面まで増やすことができるので、平面的な面積を増大させずに圧電素子の感度を高めることができる。さらに、第１凹部の底面も圧力差によって変形できるようにすれば、さらに圧電素子の化の度を高めることができる。これらに示した直方体（平面的には長方形）形状や正方形（平面的には正方形で、立体的には直方体または立方体）形状の凹部や多角形柱（平面的には多角形）形状の他にも、円柱（円筒）形形状や楕円柱形（底面が楕円形）形状や一般的には曲面柱形（平面的に曲面形）形状など種々の凹部形状を適宜選択して、最適な形状の凹部を選択すれば良い。
【０３３９】
尚、上述した本発明の圧力センサーはシリコンやガリウムヒ素や炭化ケイ素（SiC）等の半導体基板を使用できるので、他の素子（IC、トランジスタ、抵抗、コンデンサ、コイル、各種センサー等）を一緒に搭載できる。たとえば、トランジスタやIC等と一緒に搭載すれば、１つのチップの中に本発明の圧力センサーとそれをコントロールし演算処理するデバイスを入れることができる。従って、圧力センサとＩＣ等との２チップまたは複数チップ構成とした場合に比較して、実装基板全体の大きさを小さくできるとともに外部配線を少なくできるので、全体デバイスの信頼性を大幅に増大できる。図４３においては、圧力センサー１７２とIC・トランジスタ１７１を１つの基板（チップ）に形成した状態を示している。IC・トランジスタ１７１は基板１１１上に形成され、たとえば、ソース・ドレイン１７４、ゲート絶縁膜１７７、ゲート１７５等からなるMOSトランジスタ、素子分離１７３、一層目配線層１７６、層間絶縁膜１７８、二層目配線１７９、保護膜１８０等から構成される。これらの構造を完成させてから本発明の圧力センサー１７２を形成しても良いし、兼用できる構成（たとえば、導電体膜、絶縁膜）は一緒に形成することもできる。たとえば、二層目配線１７９は圧力センサーの導電体膜と兼用もできる。
【０３４０】
次に、図４３〜図４６に示す基板の第１面側に第１凹部、基板の第２面側に第２凹部、第１凹部と第２凹部に挟まれた側壁をダイヤフラムとし、このダイヤフラム上に圧電体膜、よびこの圧電体膜を挟んで両側表面に形成され圧電体膜に発生する電荷を伝達する導電体膜を有する圧力センサーの製造方法の一例を以下に説明する。基板１１１は、半導体基板、絶縁体基板、あるいは導電体基板であり、その厚みはたとえば基板材料強度によって決定でき、基板材料強度は基板材料の弾性係数やポアッソン比によって決めることもできる。基板サイズも種々選定できる。たとえば、半径１インチ以上の円形基板（厚みを考えれば円板基板）、１辺が１インチ以上の正方形基板や長方形基板（厚みも考慮すれば直方体基板）である。基板１１１がシリコン半導体基板やガラス基板の場合は、たとえば６インチ（約１５０ｍｍ直径）の円形で、厚みが２００μm〜７００μmの円板基板（これをウエハとも呼ぶ。厚みに関しては、これらを研磨等によってさらに薄くしたものもある）である。半導体基板の場合には、トランジスタ等の能動素子や抵抗、コンデンサ、コイル等の受動素子を本発明の圧力センサーと一緒の基板に作製でき、これらの素子と圧力センサーを１チップ化も可能である。半導体基板としては、シリコン、ゲルマニウム、炭素等の単一元素半導体、ガリウムヒ素、窒化ガリウム、インジウムリン等の２元系半導体、InGaAs，GaInNAs等の３元系半導体、４元系半導体、多元系半導体がある。ヤング率の小さな材料はより小さな圧力差で撓み易く、大きなダイヤフラムの変形を発生させることができるので、圧力センサーの感度を高めることができる。たとえば、厚みが２００μm〜２ｍｍ〜５ｍｍ〜１０ｍｍの各種プラスチック基板や、各種のゴム基板である。
【０３４１】
基板１１１の第１面上に絶縁膜を形成し、その上にフォトレジスト等の感光性膜を形成し、さらに露光法により第１凹部１２６、１２７を形成する領域を開口する。感光性膜はフォトレジスト等の塗布膜でも良いし、感光性ドライフィルムでも良い。絶縁膜は、たとえばシリコン酸化膜（SiOｘ）、シリコン窒化膜（SiNｙ）、シリコン酸窒化膜（SiOｘNｙ）等である。これらの絶縁膜はCVD法、スパッター等のPVD法で積層できる。あるいは、SOG（Spin  On  Glass）膜によって形成したシリコン酸化膜等でも良い。シリコン半導体基板の場合は、酸化法によって形成したシリコン酸化膜（SiO2）でも良い。この絶縁膜は感光性膜のパターニングを良好に行ない、第１凹部の形成を良好に行なうためのものであり、および／または凹部形成時のエッチングストッパー等の役割を果たすものであるから、問題なければ基板１１１の第１面上に絶縁膜を形成せず、直接基板１１１の第１面上に感光性膜を形成することもできる。絶縁膜の厚みは、良好な感光性膜のパターニングのためには約１００ｎｍ以上あれば良いが、エッチングストッパー用としては、基板とフォトレジスト、絶縁膜とのエッチング選択比を考慮して決定する。たとえば、凹部エッチング中にフォトレジストが完全にエッチングされて尚、凹部をエッチングする必要がある場合、絶縁膜と基板のエッチングレートの選択比が１０（基板が速い）の場合、残りの基板のエッチング深さがＸであるとき、絶縁膜の厚みはＸ／１０以上ないと凹部エッチング途中で絶縁膜が消失してしまいその下の基板が露出して、この部分の基板もエッチングっされてしまう。また、凹部のサイズができるだけ変化しないような絶縁膜の厚みにする必要もある。このように絶縁膜の厚みは事前に調査しておけば、エッチング選択比や最も小さなサイズ変化量を有する絶縁膜の厚みを決定できる。感光性膜の厚みに関しても、凹部エッチング中に感光性膜が消失しないようにその厚みを決定する。感光性膜と凹部のエッチング選択比をｆとし、凹部のエッチング量をＸとし、感光性膜の厚みはＸ／ｆ以上は必要で、さらに各種バラツキ（たとえば、凹部のエッチングバラツキ、最初の感光性膜のバラツキ）を考慮して感光性膜の厚みを決定すれば良い。たとえば、凹部のエッチング量を３００μｍ、感光性膜と基板とのエッチング選択比を２０とすると、感光性膜の厚みは、最低１５μｍ必要であり、全部のバラツキを合わせて３０％とすれば、２０μｍの厚みとすれば良い。更に、凹部の垂直エッチングのために必要な厚みを考慮して最終的な感光性膜の厚みとする。尚、ここで感光性膜の厚みは、感光する前の厚みではなく、パターニングしてエッチング前の厚みを言う。従って、感光性膜露光前のプリベーク、感光性膜露光後かつ現像後のベーク等の熱処理を経た後、かつその後のスカム処理を行なうならばそのスカム処理後の厚みとなる。尚、インプリント法によってパターニングする場合は、インプリントした後、さらにパターン凹部底のインプリント膜を除去後（たとえばＯ２プラズマ処理後）のインプリント膜の厚みとなる。
【０３４２】
感光性膜のパターニング形状は、第１凹部の側面をパターン通りに形成するために、可能な限り垂直パターンが望ましい。次に感光性膜の開口部に露出している絶縁膜をエッチング除去する。この絶縁膜のエッチング形状は、感光性膜のパターニング形状および寸法にできるだけ忠実にサイドエッチングの少ない垂直パターンが望ましい。絶縁膜１１１をエッチング除去した後、感光性膜および絶縁膜の開口部に露出している基板１１１をエッチングする。第１凹部および第２凹部に挟まれた基板側壁はダイヤフラムとなるので、基板側壁の面内で厚み（基板側壁厚み）が均一なことが望ましい。そのために、第１凹部は、感光性膜のパターンに忠実でサイドエッチングの少ない垂直パターンが望ましい。ダイヤフラムとなる基板側壁はサイズが大きいほど圧力に対して変形量が大きくなるので、第１凹部の深さは深い方が良い。たとえば、基板厚みに対して５０％〜９０％の深さにする。基板厚みが５００μmの場合には、第１凹部の深さは２５０μm〜４５０μmとなる。基板１１１がシリコン基板の場合は、深堀RIE（DEEP  RIE＝DRIE）法により感光性膜のパターン寸法に近い凹部を形成することができる。DRIE法には、ボッシュプロセス（Bosch  Process）、低温冷却エッチング、NLD（magnetic  Neutral  Loop  Discharge）法など種々の方法がある。
【０３４３】
所望の深さの第１凹部１２６、１２７を形成した後、凹部内に堆積した有機膜等のデポ膜やパターニングされた感光性膜等を除去する。基板１１１の第１面上に形成した絶縁膜も除去しても良いし、必要なら残しておいても良い。ただし、第１凹部との間で絶縁膜が廂状に形成されている場合は、この後の導電体膜がこの部分で段切れする可能性があるので、絶縁膜を除去しておくことが望ましい。基板１１１が半導体基板および導電体基板の場合には、次に基板１１１の第１面側に絶縁膜１１２を積層する。基板１１１がガラス、セラミック、プラスチックやゴム等の絶縁基板の場合には、絶縁膜１１２を積層しなくても良い。絶縁膜１１２の目的は、この上に積層する導電体膜１１４等と基板１１１との電気的接続を防止することである。たとえば、この絶縁膜はシリコン酸化膜（SiOｘ）、シリコン窒化膜（SiNｙ）、シリコン酸窒化膜（SiOｘNｙ）等である。これらの絶縁膜はCVD法、スパッター等のPVD法で積層できる。あるいは、SOG（Spin  On  Glass）膜によって形成したシリコン酸化膜等でも良い。シリコン半導体基板の場合は、酸化法によって形成したシリコン酸化膜（SiO2）でも良い。絶縁膜１１２の厚みは、たとえば５０ｎｍ〜１０００ｎｍである。この絶縁膜１１２は、第１凹部の側面および底面にも当然積層する。
【０３４４】
次にこの絶縁膜１１２上に導電体膜（第１導電体膜）１１４を積層する。導電体膜は、たとえば、ドーピングした多結晶シリコン膜、各種シリサイド膜、ＩＴＯ膜等の透明導電体膜、金属膜の窒化物（導電体窒化物）、金属膜の酸化物（導電体酸化物）、金属膜や合金膜等である。金属膜はアルミニウム、金、銀、白金、パラジウム、チタニウム、モリブデン、タングステン、銅、クロム、亜鉛、鉄、ニッケル等で、これらの金属の合金である。これらの導電体膜は、ＣＶＤ法やスパッター・蒸着等のＰＶＤ法により積層できる。第１導電体膜の厚みは１００ｎｍ〜２０００ｎｍ程度である。圧電体膜との密着性向上のために第１導電体膜を２層膜以上の導電体膜としても良い。たとえば一層目を白金膜（Pt）、その上にチタン（Ti）、その上に窒化チタン（TiN）の３層膜にする。次に、導電体膜１１４の必要なパターニングを行なった後に、導電体膜１１４上に圧電体膜１１６を積層する。圧電体膜は、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）、チタン酸バリウム、チタン酸鉛、ニオブ酸カリウム、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム、タングステン酸ナトリウム、酸化亜鉛、リチウムテトラボレート、チタン酸カルシウム、燐酸アルミニウム、石英、酒石酸カリウムナトリウム、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等の圧電性ポリマー、窒化アルミニウム、燐酸ガリウム、ガリウムヒ素などである。これらの圧電体膜はスパッター法、ＣＶＤ法等で積層できる。圧電体膜の厚みは１００ｎｍ〜５０００ｎｍ程度である。圧電体膜積層後に圧電体膜の圧電性向上のために必要な熱処理を行なっても良い。第１導電体膜１１４のパターニングを行なわない場合であって、第１導電体膜をスパッター膜とし、圧電体膜もスパッター法で積層する場合、同じスパッター装置で積層すれば、真空状態を確保しながら連続的に第１導電体膜上に圧電体膜を積層することができる。
【０３４５】
次に圧電体膜１１６の不要な領域を除去した後、導電体膜（第２導電体膜）１１８を積層する。導電体膜は、たとえば、ドーピングした多結晶シリコン膜、各種シリサイド膜、ＩＴＯ膜等の透明導電体膜、金属膜の窒化物（導電体窒化物）、金属膜の酸化物（導電体酸化物）、金属膜や合金膜等である。金属膜はアルミニウム、金、銀、白金、チタニウム、モリブデン、銅、クロム、亜鉛等で、これらの金属の合金である。これらの導電体膜は、ＣＶＤ法やスパッター・蒸着等のＰＶＤ法により積層できる。第２導電体膜の厚みは１００ｎｍ〜２０００ｎｍ程度である。圧電体膜との密着性向上のために第２導電体膜を２層膜以上の導電体膜としても良い。たとえば一層目を窒化チタン（TiN）、その上にチタン（Ti）、白金膜（Pt）の３層膜にする。次に、導電体膜１１４の必要なパターニングを行なった後に、導電体膜１１４上に圧電体膜１１６を積層する。基板側壁１３１、１３２、１３３、１３４が変形するとそれに伴い圧電体膜１１６も変形し圧電体膜１１６の両側の面（上面、下面）に電荷を生じる。第１導電体膜１１４は圧電体膜１１６の下面と接触しているので、圧電体膜１１６の下面に発生した電荷を第１導電体膜１１４に引き出すことができる。第２導電体膜１１８は圧電体膜１１６の上面と接触しているので、圧電体膜１１６の上面に発生した電荷を第２導電体膜１１８に引き出すことができる。
【０３４６】
次に導電体膜１１８のフォトリソ法およびエッチング法等により不要な部分を除去した後、絶縁膜１２０を積層する。この絶縁膜１２０は、たとえば、この絶縁膜はシリコン酸化膜（SiOｘ）、シリコン窒化膜（SiNｙ）、シリコン酸窒化膜（SiOｘNｙ）等である。これらの絶縁膜はCVD法、スパッター等のPVD法で積層できる。あるいは、ポリイミド膜等の有機系絶縁膜でも良い。この絶縁膜１２０は第１導電体膜、圧電体膜１１６、第２導電体膜１１８からなる圧力センサーを保護する役目を果たす。絶縁膜の厚みは、５００ｎｍ以上あれば良い。次に薄板（第１薄板）１２２を基板１１１の第１面側に付着させる。この薄板１２２は第１凹部１２６、１２７をカバーし保護している。薄板１２２は、絶縁基板、たとえばガラス、石英、プラスチック等の透明な絶縁基板、セラミック等の不透明な絶縁基板である。透明な絶縁基板の場合には、下のパターンを直接観察できるのでパターン合わせを容易に行なうことができ、合わせ精度を向上できる。特に、薄板１２２の不要な部分を除去したパターンを有する場合（たとえば、電極１５３や１５６を形成する領域や、圧力伝達孔１３７、１３８を前もって除去しておくなどのパターンを形成している場合や、圧力センサー領域以外のたとえばトランジスタ等を形成している領域を除去しておくなどのパターンを形成している場合）、薄板１２２を基板１１１の第１面に精度良く付着させる必要がある。また、電極等に接触しないようにすれば、半導体基板や導電体基板でも良い。
【０３４７】
薄板１２２が基板１１１との付着する領域に接着剤を塗布または積層した後、薄板１２２を基板１１１に付着させる。必要なら熱処理を行ない薄板１２２が基板１１１から外れないように固定させる。薄板の厚みは５０μｍ〜１０００μｍ程度であるが、もっと薄くしても良い。あるいはもっと厚くても良い。圧力センサーをできるだけ薄くしたい場合はこの薄板１２２を薄くする必要がある。しかし、薄い薄板１２２を薄い状態で付着させるのは、付着工程で薄板１２２が変形する可能性がある。このような可能性がある場合には、別基板に熱軟化性接着剤（軟化温度Ｔs）を介して薄板１２２を付着させ、この状態で薄板１２２に所望のパターン形成（たとえば、上述した薄板１２２の不要な領域を除去する）を行なった後、薄板１２２の所定部分に熱硬化性接着剤（硬化温度Tｈ）を塗布し、基板１１１に別基板（薄板１２２側）を付着させる。Tｈ＜Tｓとすれば、TｈとTｓの間で熱処理を行なうことにより薄板１２２は強固に基板１１１に付着できる。その後、Tｓ以上の温度にすれば熱軟化性接着剤が軟化して別基板を薄板１２２から分離できる。この結果、かなり薄い（１００μm以下、あるいは５０μm以下の）薄板でも基板１１１の第１面上に付着させることができる。
【０３４８】
別基板１１１に薄い薄板を付着する方法として、別基板に薄板を付着させた後CMPやBG法で薄板を薄くする方法や、別基板上に熱軟化性接着剤を形成した後、その上に薄板材料を塗布法やCVD法やPVD法で薄板材料を形成する方法などがある。薄板１２２を付着した後に薄板の不要な部分をフォトリソ法およびエッチング法により除去しても良い。薄板１２２は接着剤を使用せずに、基板１１１の第１面に薄板１２２を載せて圧力をかけて常温接合または高温接合を行なって、基板１１１の第１面に薄板１２２を付着させても良い。その後、感光性膜を形成しコンタクト孔１５１形成用のパターニングを行ない、絶縁膜１２０をエッチングした後圧電体膜１１６をエッチングしてコンタクト孔１５１に第１導電体膜１１２を露出させる。第２導電体膜１１８は既にこの領域において除去されているので、コンタクト孔形成時には第２導電体膜１１８を除去しなくても良い。次に感光性膜をリムーブした後、感光性膜を形成しコンタクト孔１５４形成用のパターニングを行ない、絶縁膜１２０をエッチングしてコンタクト孔１５４に第２導電体膜１１８を露出させる。尚、圧電体膜１１８も前もってこの領域から除去しておけば、この時点において圧電体膜１１８の除去も不要であり、絶縁膜１２０のエッチングだけで良いのでコンタクト孔１５４も同時に形成できる。次に感光性膜をリムーブした後、導電体膜１５２、１５５を積層し、さらに電極配線１５３、１５６を形成する。
【０３４９】
このコンタクト孔および導電体膜・電極形成は薄板１２２を付着する前に行なうこともできるし、第２凹部を形成し第２の薄板を付着させた後に行なうこともできる。基板１１１に薄板１２２を付着させた後に、基板１１１の第２面側に第２凹部等を形成する。第２凹部１２９、１２８、１３０を形成する方法、絶縁膜１１３、導電体膜（下部電極膜）１１５、圧電体膜１１７、導電体膜（上部電極）１１９、絶縁膜１２１、コンタクト孔１５７、１６０、導電体膜１５８、１６２、電極・配線１５９、１６３、薄板（第２の薄板）１２３の形成方法や材料等は第１面側と同様である。
【０３５０】
第１凹部と第２凹部に挟まれた基板側壁１３１、１３２、１３３、１３４は圧力センサーのダイヤフラムとなるので、できるだけ厚みを均一に形成する必要がある。そのためには第１凹部に対して第２凹部形成用の感光性膜のパターンを精度良く形成する必要がある。基板１１１がガラスや石英、透明プラスチック等の透明な材料の場合は、第１凹部が第２面側から見えるのでかなり精度の良い合わせが可能である。シリコン基板などの不透明な基板でも透過可能な波長の光を用いれば合わせ精度を高めることができる。また、第１凹部が形成された後は薄板１２２で第１面側を固定しているのでプロセス中に基板１１１の変形を少なくできるのでパターン形成の精度を向上することができる。また、第２凹部形成後も基板１１１の第１面側は薄板１２２で固定され補強されているので、プロセス中に基板１１１が変形することはない。さらに第２の薄板１２３を第２面側に付着させた後は基板１１１の第１面も第２面も強化されているので、かなり頑丈な基板となっている。
【０３５１】
これまでの実施形態では、第１凹部および第２凹部を構成する基板は圧電体ではなかったが、次の実施形態では、第１凹部および第２凹部を構成する基板が圧電体となる場合である。図４７は、圧電体基板中に第１凹部および第２凹部を形成した場合の実施形態を示す図である。図４７において、圧電体基板２１１に第１凹部２２６、２２７および第２凹部２２８、２２９、２３０が形成されている。第１凹部２２６および第２凹部２２９を隔てている側壁２３１、第１凹部２２６および第２凹部２２８を隔てている側壁２３２、第１凹部２２７および第２凹部２２８を隔てている側壁２３３、第１凹部２２７および第２凹部２３０を隔てている側壁２３４は圧電体基板であり、これらの側壁が第１凹部の圧力Ｐ１と第２凹部の圧力Ｐ２との圧力差により変形するダイヤフラムとなる。これらの側壁および圧電体基板２１１の表面側（すなわち、第１凹部側）には、密着層２１２、導電体膜２１４、絶縁膜２１６が積層される。密着層２１２は圧電体基板２１１と導電体膜２１４との密着性が良くない場合に使用される、密着層といっても電気が流れる導電体膜であり、たとえば導電性接着剤やバリアメタル（密着性向上用）などの導電性膜である。密着性向上用であるから、圧電体基板２１１と導電体膜２１４とが密着性が良ければ必要はない。これらの側壁および圧電体基板２１１の裏面側（すなわち、第２凹部側）には、密着層２１３、導電体膜２１５、絶縁膜２１７が積層される。密着層２１３は圧電体基板２１１と導電体膜２１５とが密着性が良ければ必要はない。
【０３５２】
圧電体基板２１１の表面側には、第１の薄板２１８が付着している。この第１の薄板２１８は圧電体デバイスを保護するとともに、第１凹部への圧力導入孔（第１凹部２２６へは圧力導入孔２３７、第１凹部２２７へは圧力導入孔２３８）を有しており、第１凹部へのスムーズな圧力伝達を行なえるようになっている。圧電体基板２１１の裏面側には、第２の薄板２１９が付着している。この第２の薄板２１９は圧電体デバイスを保護するとともに、第２凹部への圧力導入孔（第２凹部２２２へは圧力導入孔２３９、第２凹部２２９、２３０への圧力導入孔は図示していない）を有しており、第２凹部へのスムーズな圧力伝達を行なえるようになっている。圧力を固定したいときには、この圧力孔をなくせば良い。
【０３５３】
圧電体基板２１１の表側の導電体膜２１４から圧電体基板２１１の表側に電極・配線を引き出すには、図４７に示すように絶縁膜２１６にコンタクト孔２５４を形成し、そこに導電体膜２５５を形成し、さらにこの導電体膜２５５上に電極・配線２５６を形成する。この結果、電極・配線２５６は導電体膜２１４とコンタクト孔２５５を介して電気的に接続する。圧電体基板２１１の裏側の導電体膜２１５から圧電体基板２１１の表側に電極・配線を引き出すには、図４７に示すように絶縁膜２１６、導電体膜２１４、密着層２１２、圧電体基板２１１、および密着層２１３にコンタクト孔２５１を形成し、コンタクト孔２５１の側壁に絶縁膜２５０を形成し、さらに導電体膜２５２を形成し、この上に電極・配線２５３を形成する。この結果、導電体膜２１５は電極・配線２５３とコンタクト孔２５１内の導電体膜２５２を介して電気的に接続する。尚、図４７の場合には、コンタクト孔２５１および２５２を形成する領域の第１の薄板２１８は予め除去して示しているが、第１の薄板２１８が存在する場合には、第１の薄板２１８にもコンタクト孔を形成すれば良い。
【０３５４】
圧電体基板２１１の裏側にも電極・配線を引き出すことができる。すなわち、圧電体基板２１１の裏側の導電体膜２１５から圧電体基板２１１の裏側に電極・配線を引き出すには、図４７に示すように絶縁膜２１７および第２の薄板２１９にコンタクト孔２５７を形成し、そこに導電体膜２５８を形成し、さらにこの導電体膜２５８上に電極・配線２５９を形成する。この結果、電極・配線２５９は導電体膜２１５とコンタクト孔２５７を介して電気的に接続する。第２の薄板２１９が導電体（絶縁性が余り良くない場合も含む）である場合には、コンタクト孔２５７の側壁に絶縁膜を形成してから導電体膜２８を形成する。圧電体基板２１１の表側の導電体膜２１４から圧電体基板２１１の裏側に電極・配線を引き出すには、図４７に示すように、第２の薄板２１９、絶縁膜２１７、導電体膜２１５、密着層２１３、圧電体基板２１１、および密着層２１２にコンタクト孔２６０を形成し、コンタクト孔２６０の側壁に絶縁膜２６１を形成し、さらに導電体膜２６２を形成し、この上に電極・配線２６３を形成する。この結果、導電体膜２１４は電極・配線２６３とコンタクト孔２６０内の導電体膜２６２を介して電気的に接続する。尚、コンタクト孔２５７、２６０のある領域にある第２の薄板２１９をあらかじめ除去しておけば、第２の薄板２１９にコンタクト孔を形成する必要がないので、アスペクト比を小さくでき、プロセスが容易になる。
【０３５５】
上述したように、圧電体基板２１１を用いた本発明の圧電体素子の電極は、圧電体基板２１１の表面側からも、および／または裏面側からも取りだすことができる。圧電体基板２１１の表面側に開口している第１凹部側の導電体膜２１４からの電極配線は圧電体基板２１１の表面側に（すなわち、電極・配線２５６）、圧電体基板２１１の裏面側に開口している第２凹部側の導電体膜２１５からの電極配線は圧電体基板２１１の裏面側に（すなわち、電極・配線２５９）形成するのが、コンタクト孔を深く形成しなくても良いので形成しやすい。また、図４７においては電極・配線２５３、２５５、２５９および２６３は凹部の領域に形成しているが、凹部のない領域にも形成することができるのは当然である。
【０３５６】
圧電体基板２１１の表側にある導電体膜２１４は１つなぎになって接続している。すなわち、第１凹部側にある導電体膜２１４は連続していて良い。何故なら、第１凹部ではすべての側壁が第２凹部側に膨らむか、或いは凹むかであるから、同極の電位（すなわち、全部プラス側か、全部マイナス側である）が発生する（同じ側に分極する）。従って、側壁同士の導電体膜２１４を接続しても良く、電位が増幅されるので、感度が高まる。同様に、圧電体基板２１１の裏側にある導電体膜２１５は１つなぎになって接続している。すなわち、第２凹部側にある導電体膜２１５は連続していて良い。何故なら、第２凹部ではすべての側壁が第１凹部側に膨らむか、或いは凹むかであるから、同極の電位（すなわち、全部プラス側か、全部マイナス側である）が発生する。従って、側壁同士の導電体膜２１５を接続しても良く、電位が増幅されるので、感度が高まる。このように、第１凹部側の導電体膜２１４および第２凹部側の導電体膜２１５は、凹部領域でパターニングする必要がなく、単に積層すれば良いので、フォトリソ工程をなくすことができる。（ただし、凹部以外の領域においては配線パターンを形成する必要がある。特に凹部領域は急激な段差形状となっているため、後述する電鋳レジスト法や斜め露光法など特殊な方法でパターニングする必要があるので、凹部パターニングは手間がかかるが。これらが不要となるメリットは大きい。）第１凹部２２６の底部にある圧電体基板２３５、第１凹部２２７の底部にある圧電体基板２３６は、第２の薄板２１９と付着して固定されているので、圧力Ｐ１が変動しても殆ど変形しないから、この領域における電荷の発生は殆どない。同様に、第２凹部２２８の底部にある圧電体基板２４０も第１の薄板２１８と付着して固定されているので、圧力Ｐ２が変動しても殆ど変形しないから、この領域における電荷の発生は殆どない。
【０３５７】
図４８は、図４７に示す構造、すなわち圧電基板を側壁基板として用いたどき、凹部の圧力変化によって側壁基板が変形した場合を示す模式図である。図４８は、図４７と同様に断面構造で示している。図４８において、圧電体基板側壁５３の両側に導電体膜５４、５６が、その上に絶縁膜５５、５７が形成されている。凹部６８のもう一方の圧電体基板側壁５８の両側に導電体膜５９、６１が、その上に絶縁膜６０、６２が形成されている。圧電体基板側壁５３および５８の上部は第１の薄板６３が付着し、圧電体基板側壁５３および５８の下部は第２の薄板６４が付着している。凹部６８はこれらの側壁および薄板によって囲まれた閉空間となっているが、第１の薄板６３に備わる圧力導入孔６５から圧力Ｐ１が印加される。圧電体基板側壁５３の左側の凹部６９への圧力導入孔６６は第２の薄板６４に形成され、圧力Ｐ２が印加される。圧電体基板側壁５８の右側の凹部７０への圧力導入孔６７は第２の薄板６４に形成され、圧力Ｐ３が印加される。Ｐ２、Ｐ３＜Ｐ１のとき、圧電体基板側壁５３および圧電体基板側壁５８は図４８に示すように外側へ（凹部６９および凹部７０側へ）へ膨らみ変形する。圧電体基板側壁５３や５８の厚みが側壁の高さ方向に対して一定であり、上下の第１の薄板６３および第２の薄板６４に規制されていれば（すなわち、圧電体基板側壁５３および５８と第１の薄板６３および第２の薄板６４との結合部分が動かなければ）、圧電体基板側壁５３や５８の中心付近が最も変形する。この変形に伴い圧電体基板側壁５３の凸側表面に電荷が発生し（分極する）、また圧電体基板側壁５３の凹側表面には凸側と逆の電荷が発生し（分極する）、この間に電位差が生じる。すなわち導電体膜５４から引き出した電極端子Ｃ１と導電体膜５６から引き出した電極端子Ｃ２との間に電位差が生じる。一方、圧電体基板側壁５８の凸側表面に電荷が発生し（分極する）、また圧電体基板側壁５８の凹側表面には凸側と逆の電荷が発生し（分極する）、この間に電位差が生じる。すなわち導電体膜５９から引き出した電極端子Ｃ４と導電体膜６１から引き出した電極端子Ｃ３との間に電位差が生じる。Ｃ１とＣ４は同じ極性電位であり、Ｃ２およびＣ３は同じ極性電位であるため、これらを合わせれば（Ｃ１およびＣ４を接続、Ｃ２およびＣ３を接続）電位が大きくなり、感度が高まる。
【０３５８】
次に図４７に示す本発明の圧電体基板２１１を用いた圧電素子の製造方法を説明する。図４９（ａ）に示すように、圧電体基板２１１の第１面（表面）上に絶縁膜２７１を形成し、さらにその上にフォトレジスト２７２を形成し、第１凹部形成用の窓２７３を開ける。圧電体基板は、圧電効果を示す物質の基板であり、たとえば、チタン酸ジルコン酸鉛｛ジルコニウム酸・チタン酸鉛（Pb(ZrＸTi１−Ｘ)O３ 0＜ｘ＜１）とも呼ばれ、いわゆるＰＺＴ｝、チタン酸バリウム、チタン酸鉛、ニオブ酸カリウム、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム、タングステン酸ナトリウム、酸化亜鉛、リチウムテトラボレート等のペロブスカイト構造やタングステン−青銅構造を持つセラミックスであり、あるいは石英、水晶、ロッシェル塩、トパーズ、電気石（トルマリン）、ベルリナイト（リン酸アルミニウム）、窒化アルミニウム、リン酸ガリウム、ガリウムヒ素などであり、あるいは圧電性ポリマー｛たとえば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）｝、あるいはこれらを主成分とする材料などである。
【０３５９】
絶縁膜２７１は、圧電体基板２１１の表面を保護するため、および圧電基板２１１とフォトレジスト２７２との密着性を向上させるためのものであるが、不要である場合には形成しなくても良い。絶縁膜２７１は、たとえばＣＶＤ法やＰＶＤ法で形成したシリコン酸化膜（SiOx）、シリコン窒化膜（SiＮy）、シリコン酸窒化膜(SiOxＮｙ)である。圧電体基板２１１の厚みは圧電素子の大きさに依存するが、約１μｍ〜２０００μｍである。圧電体基板が薄く取り扱いが困難である場合には別基板に付着してプロセスすることができる。凹部を精度良く形成できれば２０００μmより厚いものでも本発明を適用できる。絶縁膜２７１の厚みは、密着性改良の目的としては約０．１μｍ〜１μmであるが、圧電体基板２１１をエッチングするときにフォトレジスト２７２もエッチングされるが、フォトレジスト２７２がすべてエッチングされる場合には絶縁膜２７１がマスクとなるので、圧電体基板２１１のエッチング終了時には絶縁膜２７１を残しておく必要があるから、それらを考慮して絶縁膜２７１の厚みを決定する。これらを考慮して概ね約０．１μｍ〜３μｍである。フォトレジスト２７２の厚みは、エッチングする圧電体基板の厚みに依存すると同時に、エッチング時のフォトレジスト膜と圧電体基板とのエッチング選択比による。選択比が高い（圧電体基板の方がエッチング速度がより大きい）場合には、フォトレジスト２７２の厚みを薄くできる。たとえば、圧電体基板の厚みが３００μmであり、エッチング選択比が１０である場合には、フォトレジストの厚みは３０μｍ以上あれば良い。（エッチングバラツキも考えて約４０μm〜５０μmあれば良い。）フォトレジストが厚くなると焦点深度が深い露光法やそれに対応するフォトレジスト膜を選定する。第１凹部はできるだけフォトレジストのパターンに忠実にしかもできるだけ垂直な形状が良いので、フォトレジストの開口部２７３の形状もできるだけ垂直な形状が望ましい。
【０３６０】
次に、図４９（ｂ）に示すように、フォトレジストパターン２７２をマスクとして、開口部２７３において絶縁膜２７１をドライエッチングまたはウエットエッチングによりエッチング除去する。絶縁膜２７１がシリコン酸化膜（SiOx）である場合には、ウエットエッチングではBHF液（緩衝フッ酸液）等のフッ酸系水溶液を用いる。ドライエッチングの場合には、ＣＦ４、Ｃ２Ｆ６、Ｃ３Ｆ８等のエッチングガスによりドライエッチング装置を用いてシリコン酸化膜（SiOx）をエッチングする。エッチング形状は、できるだけマスクパターンに忠実にしかも垂直パターンが望ましい。絶縁膜２７１がない場合には当然絶縁膜２７１のエッチングは必要がない。次に、フォトレジスト２７２およびエッチングした絶縁膜２７１をマスクにして、開口部２７３において露出した圧電体基板２１１のエッチングを行なう。圧電体基板２１１のエッチング形状もマスクパターンにできるだけ忠実にしかも垂直パターンが望ましい。たとえば、圧電体基板がＰＺＴである場合は、エッチングガスとして、Ｃ３Ｆ８やＳＦ６やＣｌ２等でドライエッチング装置を用いて異方性エッチングして垂直パターンを形成できる。このようにして、圧電体基板２１１内に第１凹部２２６および２２７を形成する。第１凹部２２６および２２７を形成後、フォトレジストパターン２７２を除去する。このレジスト除去は酸素プラズマによるアッシングや硝酸系リムーブ液や有機系レジスト剥離剤を用いて行なう。尚、絶縁膜２７１は問題なければ残しておいても良いし、除去しても良い。
【０３６１】
基板の厚みをＨｓ、第１凹部の深さをＨｃ１、第１凹部の幅をＷｃ１とする。Ｈｓは前述したように１０μｍ〜２０００μｍ、Ｈｃ１は当然Ｈｓより小さいが、Ｈｃ１は大きいほど圧電体基板２１１の側壁の変形が大きくなるので、それだけ多くの電荷が発生するが、エッチングバラツキを考えて、また第１凹部の底部２７４の強度を考慮すれば、Ｈｓの１０％程度は残しておくことが望ましい。たとえば、５００μｍの基板厚みであれば、約５０μｍ程度残しておことが望ましい。ただし、後述するようにこの部分には第２の薄板が付着するので、もっと薄くしても実用上の強度は問題ない。第１凹部の幅Ｗｃ１は、この後に密着層、導電体膜、絶縁膜を積層するので、第１凹部の内部まで積層できる程度の幅が必要である。これは当然これらの膜の積層方法にも依存する。現状の技術では、ＣＶＤ法の場合アスペクト比（Ｈｃ１／Ｗｃ１）が２０程度であれば、これらの膜形成が可能である。ＰＶＤ法の場合は１０程度である。たとえば、Ｈｃ１が３００μｍで、Ｗｃ１が３０μｍで、アスペクト比１０）、第１凹部内部へのスパッター導電膜の積層は可能である。Ｗｃｌは小さいほど圧電体基板内の圧電素子の平面サイズは小さくできる。Ｗｃ１方向にも圧電体基板側壁を作るとき（Ｗc1とHc1で決まるダイヤフラム）はＷｃ１はある程度の大きさが必要となるので、上記の膜形成には有利になる方向となる。この場合には、直方体形状の第１凹部の側壁の４面にダイヤフラムを形成できる。
【０３６２】
たとえば、第１凹部の奥行き（長手方向）をＬｃ１（直方体形状の第１凹部の、Ｈｃ１およびＷｃ１以外の残り１辺の長さであり、図４９（ｃ）では斜めに記載しているが、この図は断面構造なので実際にはＬｃ１は紙面に垂直方向となっている）としたとき、Ｌｃ１とＨｃ１は同程度のサイズである（ことが望ましい）から、４面がダイヤフラムになる場合のＷｃ１もＨｃ１と同程度のサイズとなる（ことが望ましい）。尚、Ｈｃ１が３００μｍとしたときに、（第１凹部の最小幅Ｗｃ１を３０μｍ、第２凹部の最小幅Ｗｃ２も３０μｍ、圧電体側壁の幅を１０μｍとすると、）第１凹部の４つの側壁にダイヤフラムを形成するときに、３８０μｍの大きさが必要となるが、１方向（たとえば横方向）に第１凹部および第２凹部の組合せを並べると、１つの組合せで７０μｍ必要なので、約５組のダイヤフラム組みが３８０μｍの大きさの中に入る。従って、本発明の場合には、１つの第１凹部の周りに４面を形成するダイヤフラムよりも1方向に並べたダイヤフラムの方が小さくできる。（約２．５倍有利となる。）本発明の場合には、第１凹部に導電体膜等を形成できれば、これらの膜について第１凹部領域でパターニングする必要がないので、1方向に並べた方が良い。上述した３０μｍも薄膜形成技術のさらなる向上によりもっと小さくできるので、将来はさらに有利となる。従って、従来の平面的なダイヤフラムと比較すれば約１０倍も有利となり、同じ面積であれば本発明は従来法に比べて約１０倍の感度になることを意味する。当然将来はさらに大きなアスペクト比でも第１凹部の内部への膜形成が問題なく可能となるので、さらに小面積で感度アップになる。
【０３６３】
第１凹部２２６および２２７内の異物を除去し洗浄した後に、図４９（ｃ）に示すように、圧電体基板２１１の第１面（表面）に密着層２１２、導電体膜２１４を積層する。導電体膜２１４は導電性の薄膜であり、たとえば、白金（Ｐｔ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、アルミニウム（Ａｌ）やこれらの合金である。密着層２１２も導電体膜であるが、導電体膜２１４と圧電体基板２１１との密着性を向上させる導電体膜である。密着層２１２は、たとえばチタン（Ｔｉ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、タンタル（Ｔａ）、窒化タンタル（ＴａＮ）である。密着層２１２は必要がない場合には積層する必要はない。たとえば、密着層２１２の膜厚は０〜１００ｎｍであり、導電体膜２１４の膜厚は１０ｎｍ〜２０００ｎｍである。圧電体基板２１１に力が作用し分極したときに、その電荷を密着層２１２および導電体膜２１４を通して引き出すことができる。前述したように、第１凹部内で発生する電荷は同じ極性であるから、この導電体膜２１４（密着層２１２を含む）は第１凹部内でエッチングしてパターニングする必要はない。ただし、異なる第１凹部内の導電層２１４（密着層２１２を含む）を接続するパターンを形成する場合、第１凹部の領域以外の不要な導電層２１４（密着層２１２を含む）は除去する必要があるので、そのためのパターン形成をフォトリソ法および導電層２１４（密着層２１２を含む）のエッチングを行なう。このとき第１凹部２２６や２２７の領域はフォトレジストで被覆しておく。次にフォトレジストをリムーブした後で、絶縁膜２１６を積層する。この絶縁膜２１６は第１凹部や導電体膜２１４を保護するもので、シリコン酸化膜、シリコン酸窒化膜、シリコン窒化膜等で、ＣＶＤ法、ＰＶＤ法で積層する。
【０３６４】
次に、図４９（ｄ）に示すように、圧電体基板２１１の第１面(表面)にサポート基板（第１の薄板）２７６を付着する。このサポート基板２７６は第１凹部等圧電体基板２１１の第１面（表面）に形成された第１凹部等の素子を保護するとともに、第２凹部形成時に圧電基板２１１の強度が減少するので、圧電基板２１１が損傷しないようにすること、プロセス時に圧電基板が変形してパターンゆがみがないようにすることが目的である。従って、問題が発生しない場合には必要がない。たとえば、圧電体基板２１１内に凹部の割合が少なければ基板のゆがみが少ない。サポート基板として、ガラス基板、石英基板、セラミック基板、プラスチック基板等の絶縁基板、あるいは金属板等の導電体基板でも良いし、半導体基板でも良い。強度やプロセス条件に合わせて適宜選択すれば良い。サポート基板を第１の薄板としても使用する場合は圧電素子の使用環境も考慮して信頼性の高い物を使用する必要があり、上記の材料から厚みも含めて適宜選定すれば良い。
【０３６５】
サポート基板２７６を圧電基板２１１に付着させる方法として、常温接合する方法や、真空圧着する方法、高温接合や拡散接合、接着材を用いて付着する方法などがある。接着剤を用いる場合には、第１凹部にできるだけ接着剤が入らないようにするために、サポート基板２７６の必要な部分（圧電体基板２１１とサポート基板が付着する部分）だけに接着剤をコートしてからサポート基板２７６を圧電基板２１１にパターンを合わせ込んで付着させる。たとえば、マスクを用いて接着剤をサポート基板２７６の必要な部分にコート（スクリーン印刷も可能）した後に、サポート基板２７６を圧電体基板２１１に付着させる。接着剤を用いた時には所定の熱処理等を行ない、サポート基板２７６を圧電体基板２１１に確実に固着させる。また、接着剤はこの後のプロセスにおいても付着力が低下しないような材料および接着条件を選定する。
【０３６６】
サポート基板２７６を第１の薄板として用いる場合には、一度付着させた後はサポート基板２７６を圧電基板２１１から外す必要はないが、サポート基板２７６を第１の薄板として用いない場合には、圧電基板２１１の裏面処理が終わった後に取り外す必要があるので、接着剤として取り外すことが可能なものを選定する。たとえば、熱軟化性接着剤で、第２凹部形成プロセスの温度（Ｔ２）では軟化しないが、それよりも高い温度で軟化する接着剤を用いることにより、第２凹部プロセス終了後に、Ｔ２より高い温度をかけて圧電体基板２１１からサポート基板２７６を取り外す。サポート基板２７６を第１の薄板として用いる場合には、接着剤はＴ２では軟化しない熱軟化性接着剤でも良いし、あるいは熱硬化性接着剤でも良い。また、サポート基板２７６を第１の薄板として用いる場合において、第１凹部に圧力導入口を設けない場合は、サポート基板２７６を圧電体基板２１１に付着した時に第１凹部に閉じ込めた圧力（これをＰ０とする）で、その後の第１凹部内の圧力は決定される。Ｐ０を真空に近く（Ｐ０がほぼ０気圧）したいときは、そのＰ０の圧力下でサポート基板２７６を圧電体基板２１１に付着させる。またＰ０を１気圧にしたいときは、大気圧下でサポート基板２７６を圧電体基板２１１に付着させれば良い。
【０３６７】
次に、圧電体基板２１１の裏面に第２凹部を形成する。図４９（ｅ）に示すように、圧電体基板２１１の第２面（裏面）に絶縁膜２７７を形成する。この絶縁膜２７７の目的や形成方法は絶縁膜２７１と同様である。フォトリソ法を用いて、この絶縁膜２７７上に第２凹部を形成するためのフォトレジストパターン２７８を形成する。フォトレジストの開口部２７９は、第２凹部を形成するための開口部である。フォトレジストパターン２７８およびフォトレジストの開口部２７９は、圧電体基板２１１の第１面（表面）のパターン、特に第１凹部２２８および２２７に合わせて位置合わせされて形成される。圧電体基板２１１が透明もしくはある程度（特定の）光を透過しやすければ、圧電体基板２１１を透過できる波長を有する光を表面から裏面に向けてその波長の光を照射すれば、その光を受けて直接圧電体基板２１１の第１面（表面）のパターンに合わせて、裏面のフォトレジストパターン２７８、２７９をアライメント（合わせ込み）できるので、高い精度の位置合わせを行なうことができる。たとえば、合わせ精度を０．３μｍ〜０．１μｍ以下にすることもできる。圧電体基板がＰＺＴの場合は、５００ｎｍ〜８００ｎｍの波長範囲（可視光の範囲）において光の透過率が５０％以上あるので、可視光を基板表面から照射して基板裏面のパターン（マスク）に位置合わせができる。また、図４９（ｅ）に示すように、フォトレジスト２７８は、第１凹部よりも少し大きめにパターニングされる。すなわち、第１凹部の幅Ｗｃ１よりも片側が圧電体基板２１１の側壁の厚み分は大きく形成される。
【０３６８】
次に図４９（ｆ）に示すように、フォトレジストパターンの開口部２７９で露出している絶縁膜２７７をエッチング除去する。この絶縁膜２７７のエッチングは絶縁膜２７１のエッチングと同様である。次にフォトレジストパターンの開口部２７９で露出してきた圧電体基板２１１をエッチング除去する。このエッチングパターン形状は、フォトレジストパターン２７８にできるだけ忠実に形成す必要があるので、垂直なパターンが望ましい。また、第１凹部と第２凹部で挟まれた圧電体側壁の厚みはできるだけ等しいことが望ましい。ずなわち、図４９（ｆ）において、Ｗｓｃ―１＝Ｗｓｃ−２＝Ｗｓｃ−３＝Ｗｓｃ−４であることが望ましい。従って、フォトレジストパターン２７８の幅をＷｒ278、このフォトレジストパターンによってエッチングされたパターン幅をWｃ２とすれば、好適にはWｃ２＝Ｗｒ278であり、好適にはWｃ２＝Ｗｃ１＋Ｗｓｃ―１＋Ｗｓｃ−２である。従って、できるだけサイドエッチングの少ない垂直形状の第２凹部２２８、２２９、２３０を形成することが望ましい。
【０３６９】
また、第２凹部は第１面に貫通しないようにし、第２凹部の底部２４０において圧電体基板２１１を一部残すようにする。尚、このエッチング方法も第１凹部の形成方法と同じで良い。第２凹部の底部２４０の厚みは、圧電体基板２１１の５％〜１５％残すことが望ましい。たとえば、圧電体基板の厚みが５００μｍである場合には、２５μｍ〜７５μｍ残すことが望ましい。５％以下になると、エッチングばらつきなどにより、基板（ウエハ）内で圧電体基板２１１がなくなる部分が出る可能性があり、１５％以上に厚くなると、圧電体基板を有効に使っていないことになる。ただし、この第２凹部の底部２４０では圧電体が極めて薄くなっても存在しさえすれば本発明の特性上は問題ない。すなわち、第２凹部の圧電体基板底部２４０は、既にサポート基板２７６に付着しているので、強度的には既に強固に補強されているので、特に問題ない。ただし、サポート基板２７６を外して、第１の薄板を付着させるまでの工程では、この部分が損傷しないように細心の注意を払う必要がある。第２凹部２２８、２２９、２３０を形成したことにより、第１凹部２２６、２２７との間に圧電体基板の側壁２３１、２３２、２３３、２３４が形成され、これらの側壁がダイヤフラムとなり、第１凹部内圧力と第２凹部内圧力との差によって変形し、それに対応して圧電効果によりこの部分が分極し、圧電体基板２１１の両サイド面に逆の電荷が発生する。
【０３７０】
次にフォトレジスト２７８をリムーブする。このリムーブ方法は、フォトレジスト２７２の除去と同様である。圧電体基板２１１の第１面側の素子（第１凹部や導電体膜）は、サポート基板２７６で保護されているので、このリムーブ時にダメッジ等が入ることはない。第１凹部の底部２３５や２３６の厚みも圧電体基板２１１の厚みの１０％程度は存在するので、問題はない。さらに、奥行き側は、厚い圧電体基板が存在して支持しているので、このフォトレジストリムーブやこの後のプロセスで変形することはない。（尚、平面的には図４６と同様であるから、図４６を参照）絶縁膜２７７は問題なければ残しておいても良い。エッチングする場合は、その絶縁膜をエッチングする水溶液（たとえば、絶縁膜がシリコン酸化膜であればフッ酸系のエッチング液）やドライエッチング法で除去すれば良い。ただし、圧電体基板２１１が露出しているので、この圧電体基板２１１を極力エッチングしない材料およぶ条件を設定する必要がある。
【０３７１】
次に、図４９（ｇ）に示すように、密着層２１３、導電体膜２１５、絶縁膜２１７を積層する。この、密着層２１３は密着層２１２と同様の目的および同程度の材料や条件で良い。また、導電体膜２１５は導電体膜２１４と同様であり、絶縁膜２１７は絶縁膜２１６と同様である。第１凹部や第２凹部が形成されているので、圧電体基板２１１は図４９においてはかなりエッチングされたように示されて強度が弱くなったように見えるが、実際にはこの図４９の紙面と垂直方向にも壁があり、図４６からも分かるように凹部のない厚い基板が残っている領域も多いので、プロセス中の基板２１１の強度は充分である。さらにサポート基板２７６は圧電基板２１１の全体をカバーして支持しているので、圧電基板２１１の強度は問題ない。尚、密着層２１３および導電体層２１５は同じ装置内で積層可能なので連続的に積層可能である。たとえば、スパッター装置を用いて、最初にアルゴンスパッタエッチングを行なって圧電体基板の表面の絶縁膜等を軽くエッチング除去して（逆スパッターとも言う）、その後でチタンをスパッターし、さらに連続して白金等の導電体膜を積層することができる。第1面（表面）側と同じく、導電体膜２１５は第２凹部のある領域ではエッチング等する必要がないので、第２凹部の内部にこれらの膜を積層できれば本発明の圧電素子を作製できる。平坦な面においてフォトレジストでパターニングして導電体膜をエッチングするときには、第２凹部領域はフォトレジスト等でカバーしてエッチングされないようにしておけば良い。たとえば、ポジレジストを用いて第２凹部領域以外の場所は露光してパターニングすれば微細なパターンを形成でき、第２凹部領域は露光しなければ現像によってポジレジストを第２凹部領域に残しておくことができる。
【０３７２】
次に図４９（ｈ）に示すように、圧電体基板２１１の第２面（裏面）に第２の薄板２１９を付着する。付着する手段や方法は、サポート基板２７６の付着と同様である。薄板２１９は本発明の圧電素子を保護するためのもの（特に第２面側に面している第２凹部や配線等）であり、一種のパッケージと考えて良く、このままでも使用することができる。薄板２１９はたとえば、ガラス基板、石英基板、セラミック基板、プラスチック基板等の絶縁基板である。あるいは、金属等の導電体基板でも良い。導電体基板の場合には、電極間でショートしないように配慮が必要であるが、静電気に強いという特徴を持たせることができる。あるいは半導体基板でも良い。薄板２１９の厚みは、２０μｍ〜２０００μｍであり、使用環境や厚みの制限（薄いパッケージの場合には、当然厚みを薄くする）や強度などによって適宜選定すれば良い。第２凹部の圧力を閉じ込める場合には、第２の薄板２１９を付着させるときのプロセス時の圧力をその圧力に合わせておいて、その圧力下で完全密閉すれば良い。また、第２凹部内にプロセス中に生じるアウトガス等を吸着して内部圧力を下げるガス吸着剤を第２凹部内に入れておいても良い。これは第１凹部も同様である。ガス吸着剤としては、たとえばジルコニア系のものを入れておけば、少なくとも水分、酸素、水素、二酸化炭素、窒素などの一部または全部を吸着できる。
【０３７３】
第２の薄板２１９を圧電体基板２１１の裏面（第２面）に付着した後で、サポート基板２７６を除去して、第１の薄板を付着させても良い。第１の薄板の付着方法は第２の薄板の付着方法と同じである。あるいは、第１の薄板はサポート基板２７６で代用することもできる。代用すれば、サポート基板２７６を取り外す必要もなくプロセスを簡略化できる。サポート基板２７６や第２の薄板２１９や第１の薄板を薄くするときは、これらを付着した後で、エッチングまたは研磨して薄くしても良い。ＣＭＰ法（化学的研磨法）を用いれば精度良くサポート基板や薄板を薄くできる。１０μｍ〜２００μｍ程度に薄くすることもできる。
【０３７４】
次に図４９（ｉ）に示すように、圧力導入孔や引き出し電極・配線を形成する。まず、圧電基板２１１の第１面側に付着したサポート基板２７６（あるいは第１の薄板２１８）に圧力導入孔２３７、２３８を形成する。そのためにフォトリソ法を用いて圧力導入孔２３７，２３８を形成すべき場所以外をフォトレジストで被覆する。フォトレジストは塗布法やドライフィルムを用いることができる。あるいはインプリント法を用いてパターニングすることもできる。この導入孔は微細である必要はないので、ウエットエッチングで形成しても良い。サポート基板２７６（または第１の薄板２１８）がガラス基板の場合は、ＢＨＦ等のフッ酸系のウエットエッチング液でエッチングする。もちろん、ドライエッチングで形成しても良い。サポート基板２７６（または第１の薄板２１８）がガラス基板の場合は、ドライエッチング装置を用いてＣＦｘ系、ＳＦｘ系等のフッ素系ガスなどでガラス基板をエッチングする。このサポート基板２７６のエッチングのときに、導電体膜２１４や２１５からコンタクト孔内配線を介して電極・配線を引き出すために、この領域２８１にあるサポート基板２７６も同時にエッチング除去する。このサポート基板２７６を除去すると絶縁膜２１６が露出する。サポート基板２７６のエッチング速度より絶縁膜２１６のエッチング速度を遅くすれば（エッチング選択比を高めれば）、絶縁膜２１６を余りエッチングせずにサポート基板２７６を除去することができる。サポート基板２７６がガラス基板で絶縁膜２１６をプラズマＣＶＤ法で積層したシリコン窒化膜にして、ＢＨＦ等のフッ酸系水溶液でサポート基板２７６をエッチングすればその下地の絶縁膜２１６は殆どエッチングされない。
【０３７５】
フォトレジストをリムーブした後で、コンタクト孔２５４を形成するためのフォトリソ工程を行ない、コンタクト孔２５４を形成する部分の窓開けを行ない、窓開けした部分から絶縁膜２１６をエッチングしてコンタクト孔２５４を形成する。絶縁膜２１６がシリコン窒化膜（SiNy）、シリコン酸化膜（SiOx）、シリコン酸窒化膜（SiOxNy）であるときには、ドライエッチング装置を用いてＣＦ４やＣ２Ｆ６やＣ４Ｆ８等のフッ素系ガスなどで絶縁膜２１６をエッチングしコンタクト孔２５４において導電体膜２１４を露出させる。この後レジストをリムーブし、コンタクト孔２５４に導電体膜２５５を積層する。この導電体膜２５５は選択ＣＶＤ法やメッキ法を用いてコンタクト孔２５４だけに積層しても良い。たとえば、ＷＦ６ガスを用いて選択ＣＶＤ法でコンタクト孔２５４のみ（導電体膜２１４が露出している部分のみ）にタングステン（Ｗ）膜を選択成長させることができる。あるいは、メッキ法で導電体膜２１６上にたとえば銅（Ｃｕ）膜を積層することができる。あるいは、圧電基板２１１の第１面全体に導電体膜を積層することにより、コンタクト孔２５４にも導電体膜２５５を積層できる。この場合には電極・配線２５６となる導電体膜とも兼用することができ、導電体膜積層後フォトリソ法および導電体膜のエッチングにより、電極・配線２５６を形成する。このとき、コンタクト孔に形成された導電体膜２５５の上は必ず電極・配線で被われているので、同時にコンタクト配線２５５も形成される。ここで形成する導電体膜は、たとえばアルミニウム、銅膜、金膜などであり、導電体膜２１４や絶縁膜２１６との密着性向上のために、および導電体膜２１４とのコンタクト性を良好にするために、バリアメタルを形成してからこれらのアルミニウム等を形成する。バリアメタルとして、たとえばチタン、窒化チタン（TiNx）、クロム（Cr）、タンタル（Ta）、窒化タンタル（TaNx）等がある。バリアメタルの膜厚はたとえば１０ｎｍ〜１００ｎｍ、導電体膜２５６の膜厚はたとえば５００ｎｍ〜２０００ｎｍである。バリアメタルおよびアルミニウム等の導電体膜はスパッター法や蒸着法あるいはＣＶＤ法を用いて連続形成することができる。尚、あらかじ引き出し電極（コンタクト孔を含む）を形成すべき領域２８１の第１の薄板２１８（あるいはサポート基板２７６）を除去してから、圧電基板２１１に付着すれば、薄板２１８（あるいはサポート基板２７６）の除去は必要がない。
【０３７６】
次に、導電体膜２１５からの引き出し電極・配線２５３を第１面（表面）側に形成するためのプロセスを説明する。この場合、コンタクト孔２５０は、コンタクト孔２５４に比べて、さらに導電体膜２１２、密着層２１２、圧電体基板２１１、密着層２１３を通して形成する。すなわちこれらの膜をすべて順番にエッチングしていく。まずフォトリソ法を用いてコンタクト孔２５０のレジスト窓開けを行なう。この窓から絶縁膜２１６、導電体膜２１４、密着層２１２、圧電体基板２１１、密着層２１３をエッチングする。（密着層２１３は導電体膜なので残しておいても良い。）１回のプロセスで行なうと簡単なので、ドライエッチング装置でエッチングする膜質ごとにエッチングガスやエッチング条件を変えながら順次エッチングしていくことが望ましい。１つのドライエッチング装置で行なうことが難しければ。膜質ごとに装置を変えてエッチングしても良い。コンタクト孔２５０を形成した後でレジストを除去する。このとき導電体膜２１４や密着層２１２もコンタクト孔２５０に露出しているので、この部分を絶縁膜で被覆するために、絶縁膜２５１を積層するとコンタクト孔の側壁に絶縁膜２５１が形成される。この絶縁膜２５１は、たとえば、シリコン酸化膜、シリコン酸窒化膜、シリコン窒化膜である。コンタクト孔底部の導電体膜２１５の上にも絶縁膜２５１が積層しているので、圧電基板２１１の第１面側から絶縁膜２５１の全面エッチング（異方性エッチング）を行なう。この異方性エッチングにより、コンタクト孔２５０の底部の絶縁膜２５１は完全にエッチングされ、導電体膜２１５が露出するが、コンタクト孔２５０の側壁絶縁膜２５１は深さ方向に対してはかなり厚いので、コンタクト孔２５０側壁の絶縁膜２５１は殆どエッチングされない。この後で導電体膜２５２および２５３を積層し、フォトリソ法および導電体膜のエッチング法を用いて電極・配線２５３を形成する。導電体２５２は選択ＣＶＤ法やメッキ法で形成しても良い。形成方法や形成手段、バリアメタル等の積層に関しても電極・配線２５６を形成する場合と同様である。ただし、コンタクト孔２５４よりコンタクト孔２５０は深いので、選択ＣＶＤ法やメッキ法はコンタクト孔２５０への被覆性の良い条件で行なうことが望ましい。また、導電体２５２は、電極・配線用の導電体膜２５３と兼用しても良いが、コンタクト孔２５０へ被覆性の良い条件で積層することが重要である。以上のようにして、図４９（ｉ）に示すように、圧電基板２１１の第１面（表面）に導電体膜２１４や２１５からの引き出し電極・配線２５６や２５３を形成することができる。
【０３７７】
次に基板２１１の裏面側（第２面側）で電極を形成する方法について説明する。この方法や手段は第１面側と同様であるが、第２の薄板２１９の上に電極・配線を取りだす方法について説明する。導電体膜２１５から電極・配線２５９を引き出す場合は、図４９（ｉ）に示すように、第２の薄板２１９にコンタクト孔２５７形成用のフォトレジストの窓開けをフォトリソ法を用いて行なう。次に窓開けした所より第２の薄板２１９をエッチングする。第２の薄板がたとえばガラス基板の場合には、ウエットエッチングであればたとえばＢＨＦ等のフッ酸系エッチング液で第２の薄板をエッチング除去する。ドライエッチングであれば、ＣＦ４やＣＨＦ３系のフッ素系ガスなどを用いて第２の薄板をエッチング除去する。その後で絶縁膜２１７をエッチングして導電体膜２１５を露出する。この後レジスト等をリムーブして、バリアメタルおよび導電体膜を積層して、フォトリソ法およびエッチング法により、コンタクト内導電体膜２５８および導電体・配線２５９を形成する。導電体膜２５８は選択CVDやメッキで行なっても良い。
【０３７８】
導電体膜２１４から電極・配線２６３を取りだす方法については、電極・配線２５３を形成する場合に加えて第２の薄板２１９を最初にエッチング除去する方法が加わる。コンタクト孔２６０が形成した後に側壁絶縁膜２６１を形成して導電体膜２１５および密着層２１３を被覆する。その後でコンタクト導電体膜２６２および電極・配線２６３を形成する。上述の説明では、導電体膜２１４および２１５からの引き出し電極は第１面側にも第２面側にも作製したが、どちらか一方だけで良い。さらに、上記から分かるように、圧電基板２１１や薄板２１８（２１９）にもコンタクト孔をあけるとアスペクト比が大きくなるので、もっと好適には、導電体膜２１４からの引き出し電極は第１面側の絶縁膜２１６上に形成し、導電体膜２１５からの引き出し電極は第２面側から絶縁膜２１７上に形成すると良い（上述では、第２の薄板にもコンタクト孔をあけたが、この部分の第２の薄板２１９をあらかじめ除去しておく）。尚、第２の薄板２１９にも第２凹部２２８、２２９、２３０等への圧力伝達孔（たとえば、２３９）を形成する。圧力伝達孔の形成方法は、第１の薄板２１８やサポート基板２７６に形成する場合と同様であり、コンタクト孔を形成するときに一緒に圧力伝達孔を形成することもできるし、別々に形成しても良い。また、コンタクト孔２５７や２６０を形成すべき領域の第２の薄板２１９を除去したもの（第２の薄板２１９）を圧電体基板２１１の第２面（裏面）に貼りつけても良く、このときはコンタクト孔２５７や２６０のアスペクト比が小さくなり、導電体膜をこのコンタクト孔内に形成することが容易となる。また、予め圧力伝達孔を作製した第２の薄板２１９を貼りつけても良い。さらに、圧力伝達孔や薄板またはサポート基板にコンタクト孔を形成する前に、薄板やサポート基板を研磨法やエッチングにより薄くすれば、圧力伝達孔やコンタクト孔を形成しやすくなる。またコンタクト孔のアスペクト比も小さくなるので導電体膜・配線の被覆性（ステップカバレッジ）も良くなる。ただし、この薄板やサポート基板をパッケージ体の保護材料として使用する時には、信頼性や強度を考慮してそれらの厚みを決定する必要がある。
以上の製造方法によって、圧電体基板内に形成した第１凹部および第２凹部に挟まれた圧電体基板側壁をダイヤフラムとした圧電素子を形成することができる。圧電素子は必要な数のダイヤフラムを接続すれば飛躍的に感度が上がり、より小さな圧力差も検出できる。従って、極めて良好な圧電素子（圧力センサー）を実現できる。たとえば、圧電基板の厚みを３００μm、第１の薄板および第２の薄板の厚みを各１００μｍとすれば、パッケージ厚みが約５００μm（０．５ｍｍ）の非常に薄い圧力センサーとなる。圧力導入孔のどちらか（第１面（表面）側か、または第２面（裏側）か）を閉じておけば（あけなければ）、絶対圧を検出することもでき、その環境中に本発明の圧力センサーパッケージを置いておくだけで、その環境の圧力を検出できる。
【０３７９】
あるいは、逆に引き出し電極へ電圧を印加すれば基板側壁（ダイヤフラム）を自由に変形でき、凹部の中に入っている気体や液体を任意に吐き出すことができるとともに、外部からの気体や液体を凹部へ取り入れることもできる。すなわちポンプとしての役目を果たすことができる。たとえば、凹部の電極をマトリックス上に配置しておけば、それに対応する凹部を自由に動かすことができる。圧力伝達孔同士を接続すれば、凹部から別の凹部へ気体や液体を移送することができる。電圧の大きさによって基板側壁の変形量をコントロールできるので、凹部内の体積も自由にコントロールでき、圧力伝達孔を通じて気体や液体を凹部内に入れる量もコントロールできる。これらは、インクジェトデバイスへの応用も可能である。さらに圧力伝達孔に開閉バルブも取り付けておけば、この開閉バルブの制御と側壁の制御を任意にコントロールすれば複雑な動きが可能なポンプやガスおよび液体輸送システムを構築できる。
【０３８０】
図５０は、インプリント法を用いて本発明の圧電デバイスを作製する方法を示す図である。圧電性ポリマー４０１１を基板４００９上に塗布または滴下、またはシート（フィルム）状の圧電性ポリマー４０１１を付着させる。圧電性ポリマー４０１１は熱可塑性であり、ガラス転移点をＴg4011とする。この圧電性ポリマー４０１１の温度をTg4011以上に上げ圧電性ポリマーを軟化または液状にした後、モールド４００８を押しつける。あるいは、圧電性ポリマー４０１１が塗布膜または滴下膜またはゲル状膜である場合は、液状またはゲル状の状態でモールド４００８を押しつけて、その後圧電性ポリマー４０１１の温度をTg4011以上に上げても良い。その後、Tg4011以下に温度を下げて圧電性ポリマー４０１１を硬化させて、モールド４０１１を離す。（図５０（ａ））モールド４００８の凸部４００７は圧電性ポリマー４０１１の凹部４０１５を形成し、モールド４００８の凹部４００５は圧電性ポリマー４０１１の凸部４００４を形成する。
【０３８１】
次に導電性ポリマー４０１３を基板４０１２上に塗布または滴下、またはシート（フィルム）状の圧電性ポリマー４０１１を付着させる。導電性ポリマー４０１３は熱硬化性であり、硬化温度Ｔg4013はＴg4011より低い温度のものを選定する。（Ｔg4013＜Ｔg4011）液状またはゲル状の導電性ポリマー４０１３に圧電性ポリマー４０１１を押しつける。（図５０（ｂ）、（ｃ））圧電性ポリマー４０１１側の温度をＴg4013付近（T10）に上げて、導電性ポリマー４０１３側の温度はＴg4013より低く保持する。T10はＴg4013−５℃＜T10＜T10＋１０℃が良く、もっと好適にはＴg4013−１℃＜T10＜T10＋５℃が良い。その後圧電性ポリマー４０１１を導電性ポリマー４０１３から離すと、圧電性ポリマー４０１１の凹凸パターンに導電性ポリマー４０１３の薄い膜が付着する。圧電性ポリマー４０１１側の温度をＴg4013とＴg4011の間で保持し導電性ポリマー４０１３を完全に硬化させる。この結果、圧電性ポリマー４０１１の凹凸パターン上に導電性ポリマー４０１３の薄膜が形成される。｛図５０（ｄ）｝
【０３８２】
次に、フォトリソ法またはインプリント法、さらにエッチング法を用いて、導電性ポリマー膜４０１３の配線パターンを形成する。ここで導電性ポリマー膜４０１３の配線パターンをしなくても良ければ行なわなくても良い。次に絶縁性ポリマー４０１７を基板４０１６に塗布または滴下、またはシート（フィルム）状の圧電性ポリマー４０１１を付着させる。絶縁性ポリマー４０１７は熱硬化性であり、硬化温度Ｔg4017はＴg4011より低い温度のものを選定する。液状またはゲル状の絶縁性ポリマー４０１７に圧電性ポリマー４０１１（導電性ポリマー膜４０１３付き）を押しつける。圧電性ポリマー４０１１側の温度をＴg4017付近（T11）に上げて、絶縁性ポリマー４０１７側の温度はＴg4017より低く保持する。T11はＴg4017−５℃＜T11＜T11＋１０℃が良く、もっと好適にはＴg4017−１℃＜T11＜T11＋５℃が良い。その後圧電性ポリマー４０１１を絶縁性ポリマー４０１７から離すと、圧電性ポリマー４０１１の凹凸パターン上に付着した導電性ポリマー４０１３上に絶縁性ポリマー４０１７の薄い膜が付着する。圧電性ポリマー４０１１側の温度をＴg4017とＴg4011の間で保持し絶縁性ポリマー４０１７を完全に硬化させる。この結果、圧電性ポリマー４０１１の凹凸パターン上に付着した導電性ポリマー４０１３上に絶縁性ポリマー４０１３の薄膜が形成される。｛図５０（ｅ）、（ｆ）、（ｇ）｝
【０３８３】
図５０（ｂ）〜（ｇ）においては、圧電性ポリマー４０１１側の基板４００９は省略して記載していないが、圧電性ポリマー４０１１側の基板４００９は存在している。次に圧電性ポリマー４０１１側の凹凸パターンがある方に第２の薄板４０２３を付着させる。圧電性ポリマー４０１１側の凹凸パターンの凸部と第２の薄板４０２３の間に接着剤４０２４を介して付着させても良い。この接着剤４０２４は熱硬化性樹脂であり、その硬化温度をTg4024としたとき、Tg4024はＴg4011より低いものを選定する。温度をＴg4024とＴg4011の間で保持し接着剤４０２４を完全に硬化させ、圧電性ポリマー４０１１側の凹凸パターン側に第２の薄板４０２３を固着する。このとき、圧電性ポリマー４０１１側の凹凸パターンの凹部４０１５は第２の薄板４０２３と圧電性ポリマー４０１１との間で閉じられている。｛図５０（ｈ）｝
【０３８４】
次に基板４００９を圧電性ポリマー４０１１から離す。たとえば、Tg4011より高い温度にすることにより圧電性ポリマー４０１１が軟化するので、基板４００９を圧電性ポリマー４０１１から離すことができる。次に圧電性ポリマー４０１１（第２の薄板４０２３に付着している）の温度をTg4011以上に保持すると、圧電性ポリマー４０１１は軟化する。圧電性ポリマー４０１１が軟化した状態で、モールド４０１８を圧電性ポリマー４０１１内に押しつけ、モールド４０１８の凸部を圧電性ポリマー４０１１の凹部領域となるべき部分４０１９に入れる。圧電性ポリマー４０１１の厚みが所定の厚みとなるようにできるだけ精密にアライメントして押しつける。次にTg4011より低い温度に下げて、圧電性ポリマー４０１１を硬化させた後、モールド４０１８を圧電性ポリマー４０１１から離すと、圧電性ポリマー４０１１の凹部４０１９が形成される。凹部４０１９においては、圧電性ポリマー４０１１の厚み、特に側面の厚みＷ4011を精度良く作る。｛図５０（ｉ）、（ｊ）、（ｋ）｝
【０３８５】
尚、モールド押圧により、凹部４０１５が変形する可能性があるが、変形しない程度の圧力で制御する必要がある、あるいは、凹部４０１５のある領域において第２の薄板４０２３に圧力伝達孔をあけておき、この圧力伝達孔より凹部４０１５へモールドの押圧に対抗できる圧力（たとえば、エアー圧や窒素圧あるいは液圧）をかけておけば凹部４０１５の変形を防止することができる。あるいは、第２の薄板４０２３を付着する前に凹部４０１５に熱可塑性ポリマーを充填して硬化させておき、（このTgはTg4011より低い）後に第２の薄板４０２３にあけた圧力伝達孔から外へ流出させるという方法もある。あるいは熱可塑性ポリマーで充填させて別基板でふたをした後、導電性膜４０２１や絶縁性膜４０２５を形成した後、別基板を取り外し、凹部４０１５内のポリマーを取りだすという方法もある。
【０３８６】
次に導電性ポリマー４０２１を塗布、または滴下、またはシート（フィルム）状の圧電性ポリマー４０１１を付着させる。特に圧電性ポリマー４０１１の凹部４０１９内に充填するようにする（あるいは充分入るようにする）。この導電性ポリマー４０２１は熱硬化性樹脂または光硬化性樹脂である。この導電性ポリマー４０２１が熱硬化性樹脂の場合には、その硬化温度Tg4021はTg4011より低いものを選定する。｛図５０（ｌ）｝次に、モールド４０２２を液状またはゲル状の導電性ポリマー４０２１に押しつける。モールドの凸部は圧電性ポリマー４０１１の凹部４０１９に入る。このとき、押圧により、凹部４０１５が変形する可能性があるが、変形しない程度の圧力で制御する必要がある、あるいは、凹部４０１５のある領域に第２の薄板４０２３に圧力伝達孔をあけておき、この圧力伝達孔より凹部４０１５へモールドの押圧に対抗できる圧力（たとえば、エアー圧や窒素圧あるいは液圧）をかけておけば凹部４０１５の変形を防止することができる。あるいは、第２の薄板４０２３を付着する前に凹部４０１５に熱可塑性ポリマーを充填して硬化させておき、（このTgはTg4021より低い）後に第２の薄板４０２３にあけた圧力伝達孔から外へ流出させるという方法もある。あるいは熱可塑性ポリマーで充填させて別基板でふたをした後、導電性膜４０２１や絶縁性膜４０２５を形成した後、別基板を取り外し、凹部４０１５内のポリマーを取りだすという方法もある。尚、導電性ポリマー４０２１が光硬化性樹脂の場合は、モールド４０２２を導電性ポリマー４０２１に押しつけた後に、硬化する光を照射する。従って、モールド４０２２、あるいは第２の薄板４０２３はこの光を透過する材料、たとえばガラスや石英で形成されていることが望ましい。｛図５０（ｌ）、（ｍ）｝
【０３８７】
次に、全体の温度をTg4021とTg4011の間で保持して、導電性ポリマー４０２１を硬化させて、モールド４０２２を離せば、圧電性ポリマー４０１１上に導電性ポリマー４０２１の薄膜が形成される。｛図５０（ｎ）｝次に、導電性ポリマー４０２１に対して、必要な配線パターニングを行なう。その後で、絶縁性ポリマー４０２５を塗布、または滴下、またはシート（フィルム）状の圧電性ポリマー４０１１を付着させる。特に圧電性ポリマー４０１１の凹部４０１９内に充填するようにする（あるいは充分入るようにする）。この絶縁性ポリマー４０２５は熱硬化性樹脂または光硬化性樹脂である。この絶縁性ポリマー４０２５が熱硬化性樹脂の場合には、その硬化温度Tg4025はTg4011より低いものを選定する。｛図５０（ｏ）｝
【０３８８】
次に、モールド４０２６を液状またはゲル状の絶縁性ポリマー４０２５に押しつける。モールドの凸部は圧電性ポリマー４０１１の凹部４０１９に入る。このとき、押圧により、凹部４０１５が変形する可能性があるが、変形しない程度の圧力で制御する必要がある、あるいは、凹部４０１５のある領域で第２の薄板２０２３に圧力伝達孔をあけておき、この圧力伝達孔より凹部４０１５へモールドの押圧に対抗できる圧力（たとえば、エアー圧や窒素圧あるいは液圧）をかけておけば凹部４０１５の変形を防止することができる。あるいは、第２の薄板４０２３を付着する前に凹部４０１５に熱可塑性ポリマーを充填して硬化させておき、（このTgはTg4025より低い）後に第２の薄板４０２３にあけた圧力伝達孔から外へ流出させるという方法もある。あるいは熱可塑性ポリマーで充填させて別基板でふたをした後、導電性膜４０２１や絶縁性膜４０２５を形成した後、別基板を取り外し、凹部４０１５内のポリマーを取りだすという方法もある。｛図５０（ｐ）｝
【０３８９】
次に、全体の温度をTg4025とTg4011の間で保持して、絶縁性ポリマー４０２５を硬化させて、モールド４０２６を離せば、圧電性ポリマー４０１１上の導電性ポリマー４０２１上に絶縁性ポリマー４０２５の薄膜が形成される。｛図５０（ｑ）｝この絶縁性ポリマー４０２５は導電性ポリマーの保護膜となる。次に接着剤等を介して第１の薄板４０２７を絶縁性ポリマー４０２５に付着させる。｛図５０（ｒ）｝凹部４０１９の部分において圧力伝達孔や引き出し電極用の領域における第１の薄板を除去する。その後引き出し電極配線等を形成して、圧電素子デバイスが作製される。
【０３９０】
以上のように極めて簡単なプロセスで、しかも低温プロセスで精度の高い圧電素子デバイスを作製できる。図５０に示す圧電素子デバイスは凹部４０１９と凹部４０２１の圧力差によって、これらの凹部によって挟まれた側壁の圧電体４０１１が変形し、これらの変形によって側壁の圧電体表面に発生した電荷をその両側に密着した導電体配線４０１７および４０２５によって取り出して、これらの導電体配線間の電位差によって凹部４０１９と凹部４０２１の圧力差を検出できる。あるいは、圧力伝達孔にインク等の液体容器を接続しておけば、これらの導電体配線に電圧を印加して側壁の圧電体膜（ダイヤフラム膜）を変形させることにより、圧力伝達孔からインク等の液体を放出することができ、たとえばインクジェットデバイスとして使用することもできる。さらには、凹部内の気体を精密に吐き出すことができるので、高精度のポンプデバイスとして使用することもできる。
【０３９１】
尚、上記のプロセスはインプリント法を中心に説明したが、他の方法を組み合わせても良い。たとえば、４０１１は圧電性ポリマーとして説明したが、圧電性セラミックでも良い。この圧電性セラミックの場合は、たとえばＰＺＴ等｛Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３、Ｐｂ（Ｚｎ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３（９７ｗｔ％）−Ｂｉ２Ｏ３（２ｗｔ％）−ＺｎＯ（１ｗｔ％）｝を含む微粒子にエチルセルロース系樹脂バインダおよびジエチレングリコールモノブチルエーテル等の溶剤を加えたペーストやスラリーをスクリーン印刷法等で塗布し、この塗布膜にモールド４００８を押しつけて、この状態で乾燥し焼成され、これらの圧電性セラミックが硬化した後にモールド４００８を離す。尚、圧電性セラミックの場合はかなりの高温にならないと溶融・軟化しないので、図５０（ｉ）、（ｊ）に示すようにモールド４０１８を使用できない。そこでこのプロセスではフォトリソやインプリント法等によってレジストをパターニングしてエッチング法により、凹部４０１９を形成する。
【０３９２】
あるいは、導電体膜４０１３、４０２１や絶縁膜４０１７、４０２５をＣＶＤ法やＰＶＤ法で作製しても良い。プロセスとしてはこれらの膜はＣＶＤ法やＰＶＤ法の方が簡便である。図５０に示す凹部内の配線はこのまま接続しておけば良いので、凹部内または凹部管でトリッキーな配線パターニングを行なう必要はない。
【０３９３】
図５０は、圧電基板４０１１を基板側壁として用いた場合の構造および製造方法を示したが、図４３に示す圧電デバイスについてもインプリント法を用いて作製できる。すなわち、図５０に示す圧電基板４０１１が通常のポリマーやゴム等の絶縁体と時考えれば良い。この後の第１の凹部、第２の凹部を作製する工程は同様のプロセスで行なうことができる。異なるのは、第１凹部内および第２凹部内にそれぞれ下部電極となる導電体膜を作製し、その上に圧電体膜を形成し、さらに上部電極となる導電体膜を形成することである。その後は、上述した方法と同様のプロセスで進めることができる。
【０３９４】
あるいは、圧電基板４０１１がセラミックやガラスと考えれば良い。ガラスの場合はガラスのＴｇより高い温度でモールドをインプリントした後Ｔｇ以下の温度に下げて硬化させる。セラミックの場合にはセラミック微粒子等を含むセラミックペーストやセラミックゲル状態へモールドをインプリントした後固化温度以上に加熱してセラミックを固化させる。あるいは、圧電基板４０１１が金属等の導電体と考えれば良い。金属の融液にモールドをインプリントした後融点（Ｔｍ）以下に温度を下げて金属を固化させれば良い。その後、必要な場合は絶縁膜を形成し、その上に下部電極となる導電体膜を積層し必要なパターニングを行なった後、圧電体膜を積層する。その上に上部電極となる導電体膜を積層し必要なパターニングを行なう。さらに絶縁膜を積層し、薄板を付着して凹部に蓋をする。
【０３９５】
次に凹部または貫通溝の深さや幅のバラツキを低減する方法について説明する。図５１は凹部または貫通溝の深さや幅のバラツキを低減する方法を示す図である。図５１（ａ）に示すように、基板４０５１上に絶縁膜４０５２を形成し、さらにその上に感光性膜４０５３を形成し、凹部を形成するためのパターニングを行なう。このパターニングされた感光性膜４０５３（４０５３−１、２、・・・、ｉ、・・）（一般的な順番としてｉを使用）をマスクとして、絶縁膜４０５２をエッチングし、さらに基板４０５１の凹部形成のためのエッチングを行なう。エッチングによって形成した凹部４０５４（４０５４−１、２、・・・、ｉ、・・）（一般的な順番としてｉを使用）の深さ（基板４０５１の表面からの深さ）をそれぞれ、Ｈ１、Ｈ２、・・・、Ｈi、・・、幅をそれぞれ、Ｗ１、Ｗ２、・・・、Ｗi、・・・とする。凹部の深さはエッチング等によるバラツキがありＨ１≠Ｈ２≠Ｈiとなり、ある範囲内には納まるがバラツイテいる。良く管理したエッチングでバラツキは±３〜５％であるが、±１５％以上になることもある。本発明の圧力センサーの特性（たとえば、基板側壁の変形量）はこの凹部または貫通溝の深さにも大きく依存する。これを回避するために、凹部ではなく貫通溝にする方法がある。貫通溝にすれば、貫通溝の深さは基板厚みに等しくなるので、バラツキが小さくなる。しかし、基板を基板厚み分全部エッチングする必要があるため、ボッシュ法等の深堀エッチング（DRIE）法を用いても、特に基板の深い方において、貫通溝の幅Ｗiがバラツイテくる。すなわち、凹部４０５４（４０５４−１、２、・・・、ｉ、・・）の凹部または貫通溝の幅Ｗ1、Ｗ２、・・・、Ｗi、・・において、W１≠Ｗ２≠Ｗi、となる。良く管理すれば、±３〜５％以内に抑えることはできるが、±１５％以上になることもある。本発明の圧力センサーの特性（たとえば、基板側壁の変形量）はこの凹部または貫通溝の幅にも大きく依存する。（この幅は、貫通溝の幅に影響する。）特に基板厚みの２／３以上をエッチングした後に凹部または貫通溝の幅がバラツイテくる。
【０３９６】
そこで、基板４０５１の厚みの２／３（約６７％）〜９０％をエッチングした後、凹部のエッチングを終了する。従って、このときにはどの凹部４０５４も第２面（裏面）に貫通していない。（図５１（ａ））次に感光性膜４０５３をリムーブする。絶縁膜４０５２もエッチング除去しても良いが、残しておいても良い。尚、この絶縁膜４０５２を形成せずに感光性膜をパターニングする場合もある。絶縁膜４０５２もエッチング除去した場合および絶縁膜４０５２を形成していない場合には、再度絶縁膜を形成するが、この場合には凹部４０５４内にも形成される。絶縁膜４０５２を残した場合にも凹部４０５４内の基板表面を保護するために、再度絶縁膜を形成しても良い。次にレジスト等の有機膜４０５５を塗布して、凹部４０５３を埋めると同時に基板４０５１の表面を平坦化する。（図５１（ｂ））適度な熱処理を行ない、有機膜を固化する。このとき平坦度が悪くなる（有機膜が収縮する場合は、特に凹部４０５４で窪む場合がある）ので再度有機膜を塗布し、再度熱処理を行ない平坦化することができる。尚、凹部が窪んで凹部内に空洞が形成されても余り大きくなければ、凹部内の有機膜は最終的に除去するので、問題はない。
次に、基板４０５１の表面側から平坦化した有機膜をエッチバックし、絶縁膜４０５２を露出させる。絶縁膜４０５２が全面的に露出するまでエッチングする。基板４０５１上の絶縁膜４０５２と凹部内を埋めている有機膜４０５５は、できるだけ同じレベルで平坦化していることが望ましいので、絶縁膜４０５２と有機膜４０５５のエッチング速度は同程度であることが望ましい。次に薄板４０５６を基板４０５１上の絶縁膜４０５２および凹部４０５４内を埋め込んでいる有機膜４０５５上に付着する。この付着方法として、接着剤を用いる方法や常温接合法等がある。（図５１（ｃ））尚、この凹部４０５４を有機膜で埋め込むのは、プロセス中に基板４０５１や凹部４０５４が変形することを防止することや基板４０５１を裏面から除去したときに凹部４０５４の内部を保護することを目的としている。従って、このような問題がなければ有機膜４０５５のプロセスは必要がない。
【０３９７】
次に、基板４０５１の裏面側から基板４０５１を研磨する。この研磨は、通常のバックグラインドで行なうことができるが、ＣＭＰ（化学的研磨）法を用いて均一性良く化学的研磨することが望ましい。上述したように、凹部４０５４は基板厚みの２／３以上の深さになると凹部の幅Ｗiのバラツキが大きくなるので、そのバラツキの大きくなる凹部の深さを事前に調査しておき、その部分の深さに達するまで基板４０５１を研磨する。この化学的研磨後の凹部４０５４（４０５４−１、２、・・・、ｉ、・・・）の深さをＨ１−２、Ｈ２−２、・・・、ｉ−２、・・・とし、幅をＷ１−２、Ｗ２−２、・・・、ｉ−２、・・・とすると、これらの深さや幅のバラツキを非常に小さくすることができる。すなわち、凹部４０５４（４０５４−１、２、・・・、ｉ、・・・）の深さＨ１−２、Ｈ２−２、・・・、ｉ−２、・・・のバラツキはバックグラインド法やＣＭＰ法のバラツキとほぼ等しくなり、ＣＭＰ法であれば±５％以下を確実に達成できる。また凹部４０５４（４０５４−１、２、・・・、ｉ、・・・）の幅Ｗ１−２、Ｗ２−２、・・・、ｉ−２、・・・は深堀エッチング法の均一性が良い方のバラツキになるので±５％以下を確実に達成できる。
【０３９８】
次に、凹部４０５４内の有機膜４０５５を除去する。この有機膜４０５５の除去は、たとえば熱濃硫酸や熱濃硝酸で有機膜除去ができるし、あるいは有機系剥離液等で有機膜除去できる。あるいはＯ２プラズマアッシングでも有機膜除去できる。この有機膜４０５５を除去した状態が図５１（ｆ）である。この後、絶縁膜や導電体膜、さらに圧電体膜や導電体膜等を積層して圧力センサーや圧電デバイスやポンプデバイスを形成することができる。
【０３９９】
図５２は、基板内の第１面（表面）側に形成した第１凹部だけで側壁を形成した実施形態を示す図である。基板３１１は、シリコン、ゲルマニウム、ガリウムヒ素（GaAs）、窒化ガリウム、炭素、各種化合物半導体等の半導体基板、あるいはガラス、石英、セラミック、ポリマー、ゴム弾性体等の絶縁体基板、鉄、銅、アルミニウム、各種金属、各種合金等の金属基板である。以下はシリコン基板として説明する。シリコン基板３１１内に第１凹部３０１および３０２を隣接して形成する。図５３は、本発明の実施形態の平面図（基板面に平行な面における断面図）である。シリコン基板３１１の第１面側（表面側）から見たものである。この図から分かるように、隣接する第１凹部は長方形状であり、立体的に見れば直方体形状である。この直方体形状の側面が隣接して第１凹部が並んでいる。第１凹部３０１と３０２に挟まれたシリコン基板側壁３２３がダイヤフラムとなる。図５２に示す第１凹部３０１および３０２の側面は基板面に対して垂直か、垂直に近く、いわゆる略垂直に形成されることが望ましい。また、第１凹部の深さは、第２面（裏面）には達しないように形成される。この第１凹部の底部の残っているシリコン基板３１５の厚みは、シリコン基板の厚みの５〜１５％程度として形成する。５％以下の場合には、第１凹部をエッチングで作るときに基板内でバラツクので、基板内の場所により薄くなったり、あるいは貫通したりして、第１凹部の底部の強度が小さくなる。１５％以上残しても良いが、その場合はシリコン基板を薄くすることもできるので、最初から薄いシリコン基板を使用することもできる。ダイヤフラムとなるシリコン基板側壁３２３の厚みは、１μｍ〜１００μmであり、使用する圧力やフォトリソの精度やエッチング時の作製精度によって決定される。ただし、裏面から第２凹部を形成する方法に比較して、フォトリソ工程やエッチング工程や膜形成工程等がほぼ半分に減るというメリットの他に、第１凹部と第２凹部の合わせが不要になること、フォトリソ工程やエッチング工程のバラツキ等に関して第１凹部および第２凹部の相互作用や相互関係が不要になること等のメリットがある。ただし、隣接する凹部の変形は逆になるので、配線を切断する必要がある。
【０４００】
第１凹部のシリコン基板上に絶縁膜３１２、その上に第１導電体膜（下部電極・配線）３１３、圧電体膜３１４、さらにその上に第２導電体膜（上部電極・配線）３１６、絶縁膜３２０が形成される。第１導電体膜３１３は、第１凹部３０１と第１凹部３０２との間３１７で切れており導通していない｛プロセス上では第１導電体膜３１３を少なくともこの部分で切断する（エッチング除去する）必要がある｝。この切れた部分には圧電体膜３１４が形成されている（この部分の第１導電体膜３１３を切断した後に圧電体膜３１４を形成する）。切れた部分は、シリコン基板側壁３２３の上面にある。この部分は変形しない所なので、電荷発生には殆ど寄与しない部分である。また、第２導電体膜３１６は、第１凹部３０１と第１凹部３０２との間３１８で切れており導通していない｛プロセス上では第２導電体膜３１６を少なくともこの部分で切断する（エッチング除去する）必要がある｝。この切れた部分には絶縁膜３２０が形成されている（この部分の第２導電体膜３１６を切断した後に絶縁膜３２０を形成する）。切れた部分は、シリコン基板側壁３２３の上面にある。この部分は変形しない所なので、電荷発生には殆ど寄与しない部分である。第１凹部３０１内の圧力P1と隣接する第１凹部３０２内の圧力P２とは異なっており、この圧力差によってシリコン基板側壁３２３がダイヤフラムとして変形する。この変形に伴って、このシリコン基板側壁３２３に付着した圧電体膜３１４（３１４−２）および３１４（３１４−３）が変形する。シリコン基板側壁３２３に付着した圧電体膜３１４（３１４−２）は第１凹部３０１側の側壁圧電体膜であり、シリコン基板側壁３２３に付着した圧電体膜３１４（３１４−３）は第１凹部３０２側の側壁圧電体膜である。圧電体膜３１４（３１４−２）および３１４（３１４−３）の両表面には、変形により電荷が分極する。
【０４０１】
このとき、圧電体膜３１４（３１４−２）の上部側の変形方向と圧電体膜３１４（３１４−３）の上部側の変形方向は異なる（一方が膨らむと他方は凹んでいる）ので、圧電体膜３１４（３１４−２）の上部側の表面に発生する電荷と圧電体膜３１４（３１４−３）の上部側の表面に発生する電荷は逆となる。従って、第２の導電体膜３１６が接続していると相殺されてしまうので、第２の導電体膜３１６は３１８で切断する必要がある。第１凹部３０１側にある第２の導電体膜３１６を３１６−１とし、第１凹部３０２側にある第２の導電体膜３１６を３１６−２とする。また、圧電体膜３１４（３１４−２）の下部側の表面に発生する電荷と圧電体膜３１４（３１４−３）の下部側の表面に発生する電荷は逆となる。従って、第１の導電体膜３１３が接続していると相殺されてしまうので、第１の導電体膜３１３は３１７で切断する必要がある。第１凹部３０１側にある第１の導電体膜３１３を３１３−１とし、第１凹部３０２側にある第１の導電体膜３１３を３１３−２とする。
【０４０２】
シリコン基板３１１の第１面（表面）上には第１凹部３０１および３０２をカバーする第１の薄板３１９が付着している。第１の薄板３１９は第１凹部３０１および３０２を被っていて第１凹部を保護している。また、第１凹部３０１をカバーしている薄板３１９には圧力導入孔３２１が設けてあり、圧力P１を導入できるようになっている。第１凹部３０２をカバーしている薄板３１９にも圧力導入孔３２２が設けてあり、圧力P２を導入できるようになっている。第１の導電体膜３１３（３１３−１）および第２の導電体膜３１６（３１６−１）の引き出し電極を形成する領域３３８および第１の導電体膜３１３（３１３−２）および第２の導電体膜３１６（３１６−２）の引き出し電極を形成する領域３３８および３３９においては、第１の薄板３１９は除去されている。
【０４０３】
この薄板３１９のない領域３３８において、第１の導電体膜３１３（３１３−１）上にある圧電体膜３１４およびその上に積層している絶縁膜３２０にはコンタクト孔３４１が形成されており、そのコンタクト孔３４１内に導電体膜３４２が形成され、さらにその上に電極・配線３４３が形成され、圧電体膜３１４（３１４−２）の変形により圧電体膜３１４（３１４−２）の下面に発生した電荷は、導電体膜３１３−１を通って、さらにコンタクト孔３４１内の導電体膜３４２を介して、電極・配線３４３に引き出される。圧電体膜３１４の絶縁性が余り良くないときは、コンタクト孔３４１の側壁にあらかじめ絶縁膜を形成してコンタクト孔３４１内の導電体膜３４２と圧電体膜３１４が接触しないようにする。あるいは、コンタクト孔３４１を形成する領域にある圧電体膜３１４をあらかじめエッチング除去しておくことが望ましい。尚、このコンタクト孔３４１を形成する領域における導電体膜３１６（３１６−１）はあらかじめエッチング除去してある。
【０４０４】
さらに、薄板３１９のない領域３３８において、第２の導電体膜３１６（３１６−１）上にある絶縁膜３２０にはコンタクト孔３４４が形成されており、そのコンタクト孔３４４内に導電体膜３４５が形成され、さらにその上に電極・配線３４６が形成され、圧電体膜３１４（３１４−２）の変形により圧電体膜３１４（３１４−２）の上面に発生した電荷は、導電体膜３１６−１を通って、さらにコンタクト孔３４４内の導電体膜３４５を介して、電極・配線３４６に引き出される。このようにして、圧電体膜３１４（３１４−２）の変形により圧電体膜３１４（３１４−２）の上下面に発生した互いに逆電位の電荷が、電極・配線３４３および３４６へ引き出される。
【０４０５】
薄板３１９のない領域３３９において、第１の導電体膜３１３（３１３−２）上にある圧電体膜３１４およびその上に積層している絶縁膜３２０にはコンタクト孔３３１が形成されており、そのコンタクト孔３３１内に導電体膜３３２が形成され、さらにその上に電極・配線３３３が形成され、圧電体膜３１４（３１４−３）の変形により圧電体膜３１４（３１４−３）の下面に発生した電荷は、導電体膜３１３−２を通って、さらにコンタクト孔３３１内の導電体膜３３２を介して、電極・配線３３３に引き出される。圧電体膜３１４の絶縁性が余り良くないときは、コンタクト孔３３１の側壁にあらかじめ絶縁膜を形成してコンタクト孔３３１内の導電体膜３３２と圧電体膜３１４が接触しないようにする。あるいは、コンタクト孔３３１を形成する領域にある圧電体膜３１４をあらかじめエッチング除去しておくことが望ましい。尚、このコンタクト孔３３１を形成する領域における導電体膜３１６（３１６−２）はあらかじめエッチング除去してある。
【０４０６】
さらに、薄板３１９のない領域３３９において、第２の導電体膜３１６（３１６−２）上にある絶縁膜３２０にはコンタクト孔３３４が形成されており、そのコンタクト孔３３４内に導電体膜３３５が形成され、さらにその上に電極・配線３３６が形成され、圧電体膜３１４（３１４−３）の変形により圧電体膜３１４（３１４−３）の上面に発生した電荷は、導電体膜３１６−２を通って、さらにコンタクト孔３３４内の導電体膜３３５を介して、電極・配線３３６に引き出される。このようにして、圧電体膜３１４（３１４−３）の変形により圧電体膜３１４（３１４−３）の上下面に発生した互いに逆電位の電荷が、電極・配線３３３および３３６へ引き出される。
【０４０７】
引き出された電荷のうち同極性のものを集めれば大きな電位となり、この電位の大きさから隣接する第１凹部内の圧力差Ｐ２−Ｐ１を知ることができるので、一方が既知であれば他方の圧力を求めることができ、圧力センサーとして機能する。基板をシリコン基板とした時には、同じシリコン基板内にＩＣも作製できるので、圧力センサーおよび圧力計算を行なう演算用ＩＣと一緒に１チップ化することも可能となる。
【０４０８】
以上のように、本発明は、凹部を基板の第１面にのみ形成しても圧電素子を用いた圧力センサーを作製できる。この利点は、裏面側に第２凹部を設ける必要がないこと（プロセスが複雑となる）、そのことにより表面と裏面とのパターン合わせをする必要がないこと、隣接する凹部同士のアライメントが必要がないので、隣接する凹部の間隔を狭められること、すなわち、隣接する凹部間の基板側壁を薄くできるので、より小さな圧力差でこの基板側壁を変形させることができるようになり、圧力検知の感度が向上することなどである。
【０４０９】
図５３は、本発明の実施形態の平面図（基板面に平行な面における断面図）であるが、第１凹部を平行に並べていけば多数のダイヤフラム部からの電位を集めることができて、少ない面積で大きな電位となり、圧力センサーとしての感度を高めることができる。この発明の利点は、凹部領域では配線等をパターニングする必要がないため、（配線を切断するのは第１面（表面）の平坦部分）多数の凹部を並べることができることである。第１凹部の幅をＷｃ−３、側壁の幅（厚み）をＷｓ、第１凹部の長さをＬｃ−３、第１凹部の深さをＨｃ−３とする。従来の平面的なダイヤフラムの大きさを３００μｍｘ３００μｍとして、この大きさの中に本発明の圧電素子（ダイヤフラム）が入るかを見積もる。Ｈc−3＝３００μｍ、Ｌc−3＝３００μｍとし、Ｗｓ＝５μｍ、Ｗc−3を３０μｍとすると、平面的なサイズ３００μｍｘ３００μｍに本発明のダイヤフラム構造は３００μｍ／３５μｍ≒８個入る。1個当たり２つのダイヤフラムとなるので、１６個のダイヤフラムとなるので、従来に比べて１６倍の感度となり、従来に比較すると飛躍的に感度の良好な圧力センサーを作製できる。
【０４１０】
図５４は、本発明の圧電素子を用いた圧力センサーの動作を模式的に示した図である。シリコン基板側壁３２３を挟んで両サイドに第１凹部３５６および３５７が形成されている。シリコン基板側壁３２３の第１凹部３５７側には、シリコン基板側壁３２３の上に絶縁膜３１２、その上に第１の導電体膜３１３（３１３−２）、圧電体膜３１４、その上に第２の導電体膜３１６（３１６−２）、その上に絶縁膜３２０が積層されている。シリコン基板側壁３２３の第１凹部３５６側には、シリコン基板側壁３２３の上に絶縁膜３１２、その上に第１の導電体膜３１３（３１３−１）、圧電体膜３１４、その上に第２の導電体膜３１６（３１６−１）、その上に絶縁膜３２０が積層されている。シリコン基板側壁３２３の上部は薄板３５１で規制されている。シリコン基板側壁３２３の下部は薄板３５２で規制されている。図５２との関係で言えば、薄板３５１は第１の薄板３１９に相当し、薄板３５２はシリコン基板底部３１５に相当する。
【０４１１】
薄板３５１の圧力導入孔３５４から圧力Ｐ１が印加され、圧力導入孔３５３から圧力Ｐ２が導入される。Ｐ２＜Ｐ１のとき、図５４に示すように、シリコン基板側壁３２３は第１凹部３５６側へ膨らみ、これに付着した圧電体膜３１４も第１凹部３５６側へ膨らむ。その結果、圧電体膜３１４（３１４−２）の上側表面および下側表面で分極し、圧電体膜３１４（３１４−２）の上側表面で発生する電荷と圧電体膜３１４（３１４−２）の下側表面で発生する電荷は逆電位となる。たとえば、圧電体膜３１４（３１４−２）の上側表面で発生する電荷をプラスとすると、下側表面で発生する電荷はマイナスとなる。圧電体膜３１４（３１４−２）の上側表面には第２の導電体膜３１６（３１６−１）が付着していて、圧電体膜３１４の下側表面には第１の導電体膜３１３（３１３−１）が付着しているので、第２の導電体膜３１６（３１６−１）と接続した電極Ｃ１と、第１の導電体膜３１３（３１３−１）と接続した電極Ｃ２との間に電位差が生じる。
【０４１２】
同様に考えて、圧電体膜３１４（３１４−３）の上側表面および下側表面で分極し、圧電体膜３１４（３１４−３）の上側表面で発生する電荷と圧電体膜３１４（３１４−３）の下側表面で発生する電荷は逆電位となる。圧電体膜３１４（３１４−２）は上側表面側に膨らんでいるが、圧電体膜３１４（３１４−３）は下側表面側に膨らんでいるので、発生する電荷の極性は圧電体膜３１４（３１４−２）と圧電体膜３１４（３１４−３）とは逆になる。上のたとえに合わせると、圧電体膜３１４（３１４−３）の上側表面で発生する電荷はマイナスとなり、下側表面で発生する電荷はプラスとなる。圧電体膜３１４（３１４−３）の上側表面には第２の導電体膜３１６（３１６−２）が付着していて、圧電体膜３１４（３１４−３）の下側表面には第１の導電体膜３１３（３１３−２）が付着しているので、第２の導電体膜３１６（３１６−２）と接続した電極Ｃ４と、第１の導電体膜３１３（３１３−２）と接続した電極Ｃ３との間に電位差が生じる。従って、同じ極性同士を接続すれば、ずなわち、Ｃ１とＣ３を接続し、Ｃ２とＣ４を接続すれば、これらの間の電位差が倍増するので、圧力に対する感度が高くなったことが分かる。このような構造をどんどんつなげていけば感度がどんどん高くなる。
【０４１３】
図５５は、図５２に示す本発明の圧電素子を用いた圧力センサーの製造方法を示す図である。基板を厚み方向の断面図で示している。尚、これまでに関しても、またこれから説明することに関しても（図５５に限らず）、これまでに説明した内容や別の実施形態で示す内容については重複するので説明していない部分もあるが、他の実施形態で説明した内容で矛盾なく適用できる所は、当該実施形態において具体的に記載していなくても適用できることは言うまでもない。
【０４１４】
図５５（ａ）に示すように、シリコン基板等の基板３１１の第１面（表側）に絶縁膜３６１を形成する。この絶縁膜３６１は、シリコン酸化膜等である。ＣＶＤ法やＰＶＤ法や熱酸化法などで形成できる。その上にフォトリソ法を用いて、第１凹部を形成するためのフォトレジストパターン３６２を形成する。フォトレジストの開口部３６３は第１凹部を形成する領域である。フォトレジストは、塗布法によるレジストやシート状の感光性ドライフィルムも使用できる。あるいはインプリント法も用いることもできる。フォトレジストの厚みは、この後の第１凹部形成時に減少する分を考慮して決める。たとえば、絶縁膜３６１を使用しないで直接シリコン基板３１１にフォトレジストパターンを形成したとして、シリコン基板３１１の厚みを５００μｍ、第１凹部の深さを４００μｍとし、シリコン基板のエッチング時におけるレジストとシリコン基板のエッチング選択比を１０とし、５％のオーバーエッチングをしたとして、レジストの厚さを５０μｍとすれば良い。
【０４１５】
次に図５５（ｂ）に示すように、フォトレジストパターン３６２をマスクとして、開口部３６３に露出した絶縁膜３６１をエッチング除去する。このエッチングは異方性エッチングが望ましい。さらに、開口部３６３の絶縁膜３６１を除去した後、シリコン基板をエッチングし、第１凹部３０１や３０２を形成する。このエッチングはできるだけフォトレジストパターンに忠実にエッチングすることが望ましい。いわゆる深堀エッチング（ＤＲIE）法を用いて基板３１１をエッチングする。本実施形態では、第１凹部は基板３１１の第２面（裏面）まで到達（貫通）させないようにする。第１凹部の深さ（Ｈｃ１）は、基板厚み（Ｈsub）の９５％〜８０％程度にする。９５％を超えるとエッチングバラツキ等により第１凹部の底部の基板３１５の厚みが薄くなりすぎて強度が小さくなりすぎ、場合によっては第２面まで貫通してしまう恐れがある。また、第１凹部の深さは、ダイヤフラムの特性によって決めることであるから、８０％未満の深さでも良いが、基板３１１をできるだけ使用するという意味では第１凹部の深さは８０％以上が良い。尚、本発明の圧力センサーは占有面積を非常に小さくできるとともに１つ１つの素子をつなげて感度を上げることができるので、第１凹部の深さを８０％未満として余り深くせず、導電体膜や圧電体膜の被覆性を向上させて、圧力検出の感度に関しては多数並べて向上させるという方法もある。
【０４１６】
さらに、この方が第１凹部を略垂直パターンとして作製しやすく、また第１凹部３０１および３０２間の基板側壁323の強度も向上できるという利点がある。基板３１１の厚みＨｓｕｂは１０〜２０００μｍ、第１凹部の深さＨｃ１は１〜１５００μｍ、第１凹部の幅Ｗｃ１は１〜２００μｍ、ダイヤフラムとなる第１凹部間の基板側壁の幅Ｗｓは０．１μｍ〜１００μｍ、第１凹部の長さ（紙面に垂直方向の幅で、基板側壁の長さとほぼ等しい）Ｌｓは１〜１５００μｍであるが、基本的には使用される基板材料や圧電膜材料の特性、適用する圧力によって適宜決定する。また、技術的問題がクリアされれば、もっと小さな下限値やもっと大きな上限値でも良い。基板側壁３２３の幅Ｗｓはダイヤフラムの特性を決定するので特に精度良く作製する必要があり、レジストマスク｛３６２（３６２−２）｝にできるだけ忠実に垂直に近い形状で形成することが望ましい。尚、基板３１１が薄い場合（たとえば、１００μｍ以下の厚み）には、基板３１１の第２面（裏面）にサポート基板を付着してプロセス中に変形しないようにすれば良い。
【０４１７】
基板側壁３２３の最大たわみＷmaxは概略以下で見積もることができる。
Ｗmax＝α＊ｚ＊ｈ２ａ２／（Ｅｙ３）
ここで、ｚは圧力差（ｚ＝P2−P1）、ｈは凹部の深さ（ｈ＝Ｈc1）、ａは凹部の長さ（ａ＝Ｌs）、Ｅはヤング率、ｙは基板側壁幅（ｙ＝Ｗs）、αはダイヤフラムの形状によって決まる定数である。シリコンのヤング率はE＝１００ＧＰａ〜２００ＧＰａ（結晶方位依存性あり）である。ｈ＝ａ＝３０μｍ（正方形状ダイヤフラム）には、α＝０．０１３８となり、Ｗmaxは約60ｚ／ｙ３（μｍ）となる。ｙ＝３μｍとすれば、ｚ＝１atmで、Ｗmaxは約2.2μｍとなる。ｈ＝３０μm、ａ＝６０μｍ（長方形ダイヤグラム）には、α＝０．０２７７となり、Ｗmaxは約120ｚ／ｙ３（μｍ）となる。ｙ＝３μｍとすれば、ｚ＝１atmで、Ｗmaxは約4.4μｍとなる。ヤング率のもっと小さなポリマーやゴムを用いればさらに変形量は大きくなる。
【０４１８】
次に図５５（ｃ）に示すように、フォトレジストパターン３６２や絶縁膜３６１をリムーブした後（絶縁膜３６１は必要な場合には残しても良い）に、絶縁膜３１２、下部電極となる第１の導電体膜３１３、圧電体膜３１４、上部電極となる第２の導電体膜３１６を積層する。絶縁膜３１２は基板と第１の導電体膜３１３とのリークを防止する目的で形成され、シリコン酸化膜（ＳｉＯｘ）、シリコン酸窒化膜（ＳｉＯｘＮｙ）、シリコン窒化膜（ＳｉＮｙ）などであり、ＣＶＤ法、ＰＶＤ法、熱酸化法で形成される。厚みは１００ｎｍ〜２０００ｎｍである。基板がガラスや石英やセラミックやポリマーやゴム等の絶縁体である時には絶縁膜３１２を形成しなくても良い。（第１の導電体膜と基板が密着性が悪いなどの時には、密着性等の向上のために絶縁膜を形成する。）第１の導電体膜３１３は、タングステン、モリブデン、アルミニウム、銅、金、ニッケル、白金、酸化イリジウム、イリジウム、クロム等の各種金属、これらの合金、各種シリサイド、導電性多結晶（アモルファス）シリコン、導電性ポリマー等であるが、密着性向上のためにこれらの導電体膜を形成する前に、チタン、窒化チタン、クロム、タンタル、窒化タンタル等を形成しても良い。第１の導電体膜の厚みは、たとえば、１００ｎｍ〜２０００ｎｍで、好適には５００ｎｍ〜１５００ｎｍである。
【０４１９】
第１の導電体膜３１３を積層した後、第１凹部３０１側の第１の導電体膜３１３−１と第１凹部３０２側の第１の導電体膜３１３−２とを分離する。たとえば、第１凹部３０１と３０２で挟まれた基板側壁３２３の上面３１７をフォトリソ法で窓開けして、導電体膜３１３をエッチングする。基板側壁３２３の幅Ｗｓが５μｍ以下のときには、この窓開けも1〜２μｍ幅となるが、ウエットエッチングでも可能なレベルである。さらに、他の領域において、第１導電体膜３１３の配線パターンを形成する必要がある場合には、そのためのフォトリソによるパターン形成および第１の導電体膜３１３のエッチングが必要となる。たとえば、導電体膜が白金である場合には、ウエットエッチング液としてシアン系水溶液、希釈王水、塩酸と過酸化水素水の混合液等がある。ドライエッチングの場合には、たとえば、Ｃｌ２、Ｓ２Ｃｌ２、ＳｉＣｌ４、ＢＣｌ３、ＣＣｌ４等の塩素系ガス（これらにＡｒ、ＣＯやＯ２を加えて最適化する）を用いて白金をエッチングできる。
【０４２０】
導電体膜３１３をパターニングした後、圧電体膜３１４を形成する。圧電体膜は、たとえばチタン酸ジルコン酸鉛（ジルコニウム酸・チタン酸鉛（Pb(ZrＸTi１−Ｘ)O３ 0＜ｘ＜１）とも呼ばれ、いわゆるＰＺＴ）、ＰＬＴ（ＰｂＬａＸＴｉ１−ＸＯ３）、ＰＬＺＴ、ＳｒＴｉＯ３、ＢａＴｉＯ３、ＢＳＴ（ＢａＸＳｒ１−ＸＴｉＯ３）、ＳＢＴ（ＳｒＢｉ２Ｔａ２Ｏ９）、ＫＮＮ（Ｋ０．５Ｎａ０．５ＮｂＯ３）や、ＫＮ（ＫＮｂＯ３）、ＮＮ（ＮａＮｂＯ３）、ＫＮＮに不純物（例えば、Ｌｉ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｓｂ，Ｃｕなど）を添加したものなどのＫＮＮ系材料、BLT（ビスマス-ランタン-タンタル）、チタン酸バリウム、チタン酸鉛、ニオブ酸カリウム、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム、タングステン酸ナトリウム、酸化亜鉛、窒化ガリウム、リチウムテトラボレート等のペロブスカイト構造やタングステン−青銅構造を持つセラミックスであり、あるいは石英、水晶、ロッシェル塩、トパーズ、電気石（トルマリン）、ベルリナイト（リン酸アルミニウム）、窒化アルミニウム、リン酸ガリウム、ガリウムヒ素などであり、あるいは圧電性ポリマー｛たとえば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）｝などである。
【０４２１】
圧電体膜の積層方法として、その圧電体をターゲットとしたスパッタリング法、蒸着法、ＣＶＤ法、ＭＯＣＶＤ（Metal
Organic Chemical Vapor Deposition：有機金属化学気相蒸着）法、レーザーアブレーション法（ＰＬＡD：Pulsed  Laser  Ablation  Deposition），塗布法、スクリーン印刷法、ゾルゲル法（たとえば、ＰＺＴのような誘電体材料を有機溶媒に溶解させた溶液を、スピンコートにより１層当たり約５０ｎｍ程度の厚さで塗り、これを３５０℃程度のホットプレート上で仮焼成し、この作業を３〜４回繰り返した後に急速加熱炉を用いて約７００℃で急速に焼結させる）、エアロゾル堆積法、化学的溶液積層（ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｓｏｌｕｔｉｏｎ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、ＣＳＤ）法などであり、圧電体膜の積層後適切な熱処理を行なって圧電性や信頼性を高めることもできる。この圧電体膜の厚みは、０．１μｍ〜１００μｍであり、膜質向上および反り量低減のためには好適には０．５μｍ〜２０μｍである。第１凹部内の略垂直な側壁にできるだけ均一性良く（厚みバラツキを小さく）積層することが望ましい。スパッタリング法、蒸着法、ＣＶＤ法、ＭＯＣＶＤ法では積層した状態で、第１凹部内の略垂直な側壁に忠実に近い状態で積層できる。液状ポリマーやゲル状物質を塗布等する場合は、第１凹部内に厚くたまるので、インプリント法等を用いて、略垂直な側壁に忠実に近い状態で形成することができる。
【０４２２】
圧電体膜３１４は、第１凹部以外は必要ないので、不要な部分（たとえば、図５５（ｃ）における電極取り出し領域３６４）からエッチング除去しても良い。マスクを用いてスクリーン印刷法やスパッタリング法で圧電体膜を積層すればこのエッチング除去工程は不要となる。フォトリソ法を用いてレジストをパターニングするときには、微細なパターンを形成する必要はないので、プロセスは簡単である。たとえば、ＰＺＴの場合ＨＦとＨＮＯ３系のエッチング液でエッチングしても良い。ドライエッチングの場合にはフッ素系ガスや塩素系ガスを用いて行なうと良い。尚、この上に第２の導電体膜を形成するが、圧電体膜のエッチング除去された段差で導電体膜のステップカバレッジが悪くならないように、テーパーエッチすることが望ましい。あるいは、第２の導電体膜３１６が圧電体膜３１４の段差部をまたがないように第２の導電体膜３１６をパターニングする方法もある。あるいは、圧電体膜３１４が絶縁体であるときには、リークを心配する必要がないので、そのまま残しておくこともできる。ただし、第１の導電体膜３１３の取り出し電極を形成する部分からは圧電体膜３１４を除去しておくことが望ましい。圧電体膜３１４を残したままコンタクト孔を形成すると、コンタクト孔の深さが圧電体膜３１４の厚み分深くなる。この結果コンタクト孔形成時間が長くなるとともに、異なる層（絶縁膜と圧電体膜）を連続してエッチングするのでエッチング条件が複雑になる。さらに、コンタクト孔が深くなるとコンタクト孔内に形成する導電体膜の被覆性が問題になり、これを解決する導電体膜の形成条件も複雑になり、コンタクトサイズを大きくしたり、あるいはコンタクトにテーパーをつけるというプロセスも必要になる。
【０４２３】
圧電体膜３１４を形成した後に、第２の導電体膜３１６を形成する。第２の導電体膜３１６は、タングステン、モリブデン、アルミニウム、銅、金、ニッケル、白金、酸化イリジウム、イリジウム、クロム等の各種金属、これらの合金、各種シリサイド、導電性多結晶（アモルファス）シリコン、導電性ポリマー等であるが、密着性向上のためにこれらの導電体膜を形成する前に、チタン、窒化チタン、クロム、タンタル、窒化タンタル等を形成しても良い。第２の導電体膜の厚みは、たとえば、１００ｎｍ〜２０００ｎｍで、好適には５００ｎｍ〜１５００ｎｍである。
【０４２４】
第２の導電体膜３１６を積層した後、第１凹部３０１側の第２の導電体膜３１６−１と第１凹部３０２側の第１の導電体膜３１６−２とを分離する。たとえば、第１凹部３０１と３０２で挟まれた基板側壁３２３の上面３１８をフォトリソ法で窓開けして、導電体膜３１３をエッチングする。基板側壁３２３の幅Ｗｓが５μｍ以下のときには、この窓開けも1〜２μｍ幅となるが、ウエットエッチングでも可能なレベルである。また、第１の導電体膜３１３からの引き出し電極を形成する領域３６４からも第２の導電体膜３１６を除去しておくことが望ましい。何故なら、第１の導電体膜３１３からの引き出しコンタクト孔内に第２の導電体膜３１６が露出するからである。さらに、他の領域において、第２導電体膜３１６の配線パターンを形成する必要がある場合には、そのためのフォトリソによるパターン形成および第２の導電体膜３１６のエッチングが必要となる。
【０４２５】
たとえば、導電体膜が白金である場合には、ウエットエッチング液としてシアン系水溶液、希釈王水、塩酸と過酸化水素水の混合液等がある。ドライエッチングの場合には、たとえば、Ｃｌ２、Ｓ２Ｃｌ２、ＳｉＣｌ４、ＢＣｌ３、ＣＣｌ４等の塩素系ガス（これらにＡｒ、ＣＯやＯ２を加えて最適化する）を用いて白金をエッチングできる。第２の導電体膜がアルミニウムの場合には、ウエットエッチング液として混酸水（硝酸、酢酸、燐酸、水）、ドライエッチングガスとしては、Ｃｌ２、Ｓ２Ｃｌ２、ＳｉＣｌ４、ＢＣｌ３、ＣＣｌ４等の塩素系ガス（これらにＡｒ、ＣＯやＯ２を加えて最適化する）がある。
【０４２６】
次に、図５５（ｄ）に示すように、第２の導電体膜３１６をパターニングし、適切な熱処理等を行なった後に、絶縁膜３２０を積層する。この絶縁膜３２０は、圧電素子や導電体膜３１６を保護する膜である。絶縁膜３２０として、たとえばシリコン酸化膜（ＳｉＯｘ）、シリコン窒化膜（ＳｉＮｙ）、シリコン酸窒化膜（ＳｉＯｘＮｙ）であり、ＣＶＤ法、ＰＶＤ法、塗布法等で積層する。あるいは絶縁膜３２０はポリイミド等の有機膜でも良い。特に感光性有機膜（たとえば、感光性ポリイミド）であれば、この後レジスト等を用いる必要がなくこの感光性有機膜を直接露光しパターニングできる。塗布法を用いたときには凹部内にも厚く堆積するので、たとえばインプリント法を用いて凹部内の絶縁膜を略垂直な側壁パターンにできるだけ忠実に形成することができる。
【０４２７】
次に第１凹部３０１および３０２をふさぐ薄板３１９を付着させる。次に第１凹部３０１へ圧力を印加する圧力導入孔３２１、第１凹部３０２へ圧力を印加する圧力伝達孔３２２、コンタクト領域３３８、３３９など薄板がなくても良い部分（あるいは薄板がない方が良い部分）における薄板３１９を除去する。あるいは、薄板３１９を付着する前にこれらの部分を開口した薄板をアライメントして基板３１１の第１面に付着させる方法もある。別工程で、パターンのない薄板を用いて、フォトリソ法および薄板のエッチングを用いて別途開口した薄板を作製しておけば、本発明の圧力センサーの製造プロセス工程や時間に影響は与えない。
【０４２８】
図５５（ｄ）においては、圧力導入孔３２１を第１凹部３０１に、圧力導入孔３２２を第１凹部３０２の両方を形成しているが、片方だけを形成した場合は、圧力導入孔のない第１凹部（たとえば、第１凹部３０２とする）は常に同じ圧力に保たれている（これを圧力Ｐ０とする）ので、隣接する他の第１凹部（たとえば、第１凹部３０１）の圧力Ｐ１とＰ０との圧力差によって、基板側壁３２３が変形する。Ｐ０は、薄板３１９を付着させたときの圧力とほぼ等しいので、真空に近い低圧状態で薄板３１９を付着させればＰ０はほぼ０気圧となり、大気圧で薄板３１９を付着させればＰ０はほぼ１気圧となる。従って基準圧力に対する圧力を検出する圧力センサーを作製できる。尚、薄板３１９を付着して第１凹部を塞いで密閉した後に、薄板の付着を確実にするための熱処理を行なったり、その後のプロセスで熱処理が行なわれたりして、薄板付着に用いた接着剤から溶媒等のアウトガスが発生し、気密にした第１凹部内の圧力Ｐ０が変化する可能性がある。従って、接着剤を使用しない接着方法（たとえば、常温接合法）を用いたり、あるいはアウトガスを吸着する吸着剤を第１凹部内に入れておいたりする方法を採用しても良い。
【０４２９】
次に、薄板３１９のない領域３３８および３３９において、電極・配線を作製する。領域３３８において、第２の導電体膜３１６および圧電体膜３１４のない領域で、第１の導電体膜３１３上の絶縁膜３２０にフォトリソ法および絶縁膜３２０のエッチングによりコンタクト孔３４１を形成する。コンタクト孔３４１に導電体膜３４２を積層し、さらに電極配線用の導電体膜３４３を積層し、電極・配線パターン３４３をフォトリソ法および導電体膜３４３のエッチングにより形成する。導電体膜３４２と３４３は兼用することもできる。また、第２の導電体膜３１６上の絶縁膜３２０にフォトリソ法および絶縁膜３２０のエッチングによりコンタクト孔３４４を形成する。コンタクト孔３４４に導電体膜３４５を積層し、さらに電極配線用の導電体膜３４６を積層し、電極・配線パターン３４６をフォトリソ法および導電体膜３４６のエッチングにより形成する。導電体膜３４５と３４６は兼用することもできる。また、これらのプロセスは同時に行なうこともできる。
【０４３０】
領域３３９においては、第１の導電体膜３１３上に圧電体膜３１４を残している状態を示している。圧電体膜３１４が残っている場合は、第１の導電体膜３１３へのコンタクト孔３３１は、フォトリソ法並びに、絶縁膜３２０および圧電体膜３１４をエッチングして形成する。次にコンタクト孔３３１内に導電体膜３３２を積層し、さらに電極配線用の導電体膜３３３を積層し、電極・配線パターン３３３をフォトリソ法および導電体膜３３３のエッチングにより形成する。導電体膜３３２と３３３は兼用することもできる。また、第２の導電体膜３１６上の絶縁膜３２０にフォトリソ法および絶縁膜３２０のエッチングによりコンタクト孔３３４を形成する。コンタクト孔３３４に導電体膜３３５を積層し、さらに電極配線用の導電体膜３３６を積層し、電極・配線パターン３３６をフォトリソ法および導電体膜３３６のエッチングにより形成する。導電体膜３３５と３３６は兼用することもできる。また、これらのプロセスは同時に行なうこともできるが、圧電体膜３１４のエッチングを加味したプロセス条件を設定する必要がある。このように、圧電体膜３１４を残しておくとコンタクト孔および導電体膜の形成プロセスが複雑になるので、好適には圧電体膜３１４は除去しておいても良い。もちろん、領域３３８および３３９のコンタクト孔や電極配線パターンは同じ工程で行なうことができる。
【０４３１】
以上の製造プロセスによって凹部を基板の第１面側にのみ形成し、隣接する凹部間の基板側壁上に導電体膜によって挟まれた圧電体膜を作製し、隣接する凹部間の圧力差によって変形する基板側壁とともに圧電体膜が変形し、圧電体膜の表面に電荷が発生し、その上下にある導電体膜間で電位が生じる。あらかじめ凹部間の圧力差と圧電体膜の上下の電極・配線間における電位との関係を求めておけば、逆にこの発生した電位から凹部間の圧力差を計算することができる。あるいは、圧電体膜の上下の導電体膜（電極・配線）間に電界をかけると、圧電体膜が変形し、圧電体膜が付着した基板側壁が同様に変形する。この基板側壁の変化によって隣接する凹部間に圧力差を生じさせることができる。
【０４３２】
図５６は、図５２〜図５５で示した実施形態と類似するが、本実施形態は凹部が第１面（表面）から第２面（裏面）に貫通しているものである。基板４１１はサポート基板４００に付着し、第１凹部４０１、４０２、４０３は第１面から第２面側に貫通している。すなわち、第１凹部４０１、４０２、４０３の底部はサポート基板４００となっている。第１面側に、絶縁膜４１２、第１の導電体膜４１３、圧電体膜４１４、第２の導電体膜４１６、絶縁膜４２０が積層している。これらの積層膜構造は図５２〜図５５で示した実施形態と同じである。第1面側の絶縁膜４２０上に薄板４１９が付着し、第１凹部４０１、４０２、４０３をカバーして保護している。第１凹部４０１の上部の薄板４１９には圧力導入孔４２５が、第１凹部４０２の上部の薄板４１９には圧力導入孔４２６が、第１凹部４０１の上部の薄板４１９には圧力導入孔４２７が、開いている。また、電極・配線を形成すべき領域４３８および４３９の薄板４１９は除去されている。領域４３８には、第１の導電体膜４１３（４１３−１）に接続するコンタクト孔４４１には導電体膜４４２が形成され、その上に電極・配線４４３が形成されている。また、第２の導電体膜４１６（４１６−１）に接続するコンタクト孔４４４には導電体膜４４５が形成され、その上に電極・配線４４６が形成されている。領域４３９には、第１の導電体膜４１３（４１３−３）に接続するコンタクト孔４３１には導電体膜４３２が形成され、その上に電極・配線４３３が形成されている。また、第２の導電体膜４１６（４１６−３）に接続するコンタクト孔４３４には導電体膜４３５が形成され、その上に電極・配線４３６が形成されている。
【０４３３】
第１凹部４０１の両側の圧電体を４１４−１、４１４−２、第１凹部４０２の両側の圧電体を４１４−３、４１４−４、第１凹部４０３の両側の圧電体を４１４−５、４１４−６とする。基板側壁４２３は、第１凹部４０１の圧力Ｐ１と第１凹部４０２の圧力Ｐ２との差Ｐ１−Ｐ２によって変形する。Ｐ２＞Ｐ１のとき、基板側壁４２３は第1凹部４０１側に膨らむ。この変形に伴い圧電体膜４１４（４１４−２）も第１凹部４０１側へ膨らみ、圧電体膜４１４（４１４−２）の表面側および裏面側で分極して、それぞれに逆電荷が発生する。圧電体膜４１４（４１４−２）の裏面側に発生した電荷を第１の導電体層４１３（４１３−１）およびコンタクト孔内導電体層４４２を通して電極・配線４４３へ引き出すことができる。圧電体膜４１４（４１４−２）の表面側に発生した電荷を第２の導電体層４１６（４１６−１）およびコンタクト孔内導電体層４４５を通して電極・配線４４６へ引き出すことができる
【０４３４】
Ｐ２＞Ｐ１のとき、圧電体膜４１４（４１４−３）も第１凹部４０１側へ膨らみ（第１凹部４０２側で凹み）、圧電体膜４１４（４１４−３）の表面側および裏面側で分極して、それぞれに逆電荷が発生する。圧電体膜４１４（４１４−３）の裏面側に発生した電荷を第１の導電体層４１３（４１３−２）を通して外側電極・配線（図５６においては示されていない）へ引き出すことができる。圧電体膜４１４（４１４−３）の表面側に発生した電荷を第２の導電体層４１６（４１６−２）を通して外側電極・配線（図５６においては示されていない）へ引き出すことができる。圧電体膜４１４（４１４−２）と圧電体膜４１４（４１４−３）は同じ側に変形しているが、第１導電体膜４１３および第２導電体膜４１６から見れば逆の変形になっているので、第１の導電体層４１３（４１３−１）と第２の導電体層４１６（４１６−２）とが同じ極性であり、第２の導電体層４１６（４１６−１）と第１の導電体層４１３（４１３−２）とが同じ極性である。従って、第１の導電体膜４１３は基板側壁４２３の上部４１７（４１７−１）で切れており、第２の導電体膜４１６は基板側壁４２３の上部４１８（４１８−１）で切れている。
【０４３５】
第１凹部４０３の圧力をＰ３とすると、Ｐ２＞Ｐ３のとき、基板側壁４２４は第1凹部４０３側に膨らむ。この変形に伴い圧電体膜４１４（４１４−５）も第１凹部４０３側へ膨らみ、圧電体膜４１４（４１４−５）の表面側および裏面側で分極して、それぞれに逆電荷が発生する。圧電体膜４１４（４１４−５）の裏面側に発生した電荷を第１の導電体層４１３（４１３−３）およびコンタクト孔内導電体層４３２を通して電極・配線４３３へ引き出すことができる。圧電体膜４１４（４１４−５）の表面側に発生した電荷を第２の導電体層４１６（４１６−３）およびコンタクト孔内導電体層４３５を通して電極・配線４３６へ引き出すことができる
【０４３６】
Ｐ２＞Ｐ３のとき、圧電体膜４１４（４１４−４）も第１凹部４０３側へ膨らみ（第１凹部４０２側で凹み）、圧電体膜４１４（４１４−４）の表面側および裏面側で分極して、それぞれに逆電荷が発生する。圧電体膜４１４（４１４−４）の裏面側に発生した電荷を第１の導電体層４１３（４１３−２）を通して外側電極・配線（図５６においては示されていない）へ引き出すことができる。圧電体膜４１４（４１４−４）の表面側に発生した電荷を第２の導電体層４１６（４１６−２）を通して外側電極・配線（図５６においては示されていない）へ引き出すことができる。圧電体膜４１４（４１４−５）と圧電体膜４１４（４１４−４）は同じ側に変形しているが、第１導電体膜４１３および第２導電体膜４１６から見れば逆の変形になっているので、第１の導電体層４１３（４１３−３）と第２の導電体層４１６（４１６−２）とが同じ極性であり、第２の導電体層４１６（４１６−３）と第１の導電体層４１３（４１３−２）とが同じ極性である。従って、第１の導電体膜４１３は基板側壁４２３の上部４１７（４１７−２）で切れており、第２の導電体膜４１６は基板側壁４２３の上部４１８（４１８−２）で切れている。
【０４３７】
圧電体膜４１４（４１４−３）と圧電体膜４１４（４１４−４）は変形方向が逆であるが、第１導電体膜４１３および第２導電体膜４１６から見れば同じ方向の変形になっているので、圧電体膜４１４（４１４−３）に面している導電体膜と圧電体膜４１４（４１４−４）に面している導電体膜はつながっていて良い。すなわち、４１３（４１３−２）および４１６（４１６−２）は圧電体膜４１４（４１４−３）および圧電体膜４１４（４１４−４）の間で連続している。従って、凹部内で導電体膜を切断するフォトリソ工程やエッチングを行なう必要がないので、プロセスとして複雑な工程はない。たとえば、導電体膜４１３や４１６をエッチングするとき、これらの導電体膜の上にフォトレジストを塗布する。液状のフォトレジストは凹部（４１０１、４０２、４０３）へも入ってこの凹部内では厚くなる。あるいはフォトレジストがフィルム状のシートタイプの場合は基板の第１面側の導電体膜上に感光性のドライフィルムを付着して軟化させると、凹部内に入り込むので凹部領域は厚くなる。フォトレジストを開口する部分は基板側壁の上面や第１面の平坦部であり、フォトレジストの厚みは厚くはない。フォトレジストがポジレジストの場合、この開口部分に露光すれば良いので、薄いフォトレジスト内を完全に露光することができるから、導電体膜を除去する部分はレジストを除去できる。それ以外の部分には光は照射されないので、レジストは除去されず被覆されている。従って全く問題なく導電体膜の必要な部分を除去できる。フォトレジストがポジレジストの場合は、導電体膜を除去しない部分を露光するが凹部内の厚いレジストの奥まで光を通す強度で露光すれば良い。あるいは、凹部内のレジストの上部だけ露光すれば現像時には凹部の内部まで現像液が入らないので、結局凹部領域はレジストで被覆されている。導電体膜を除去したい部分はレジストが薄くなっているので、光が回り込んで解像度が悪くなるが、導電体膜を除去したい部分として１μｍ以上を取れば問題はない。従って全く問題なく導電体膜の必要な部分を除去できる。
【０４３８】
このように、凹部が第１面から第２面に貫通していても本発明の圧電素子を用いた圧力センサーを適用できる。この貫通した凹部を有する圧力センサーは、凹部のエッチングのときに終点検出を考慮する必要がないという利点がある。図５２〜図５５において示した、第１凹部のエッチングを基板内でストップさせる方法は、時間管理でエッチングする必要があるので、場所によって深さが異なる。すなわち、深堀エッチングのバラツキ精度により場所によって第１凹部の深さが異なる。これに対して、貫通させる本実施形態は、貫通孔の深さは基板厚と同じくなる。深堀エッチングによる基板のエッチング速度とサポート基板４００のエッチング速度の選択比を大きく取る条件によって基板エッチングを行なうことにより、基板内のすべての場所で凹部の貫通を完了したとしても、すなわち深堀エッチング時のオーバーエッチングを大きく取ったとしても、サポート基板４００は殆どエッチングしないようにできる。エッチング選択比を１０としたときに、基板厚みが５００μｍとして、深堀エッチングを１０％オーバーエッチングを行なったときに、（エッチングバラツキは通常５％程度であるから、１０％オーバーエッチングによって、基板内のすべての領域で貫通した凹部を作製できる。）サポート基板４００は最大で、５μｍしかエッチングされない。基板４１１をシリコン、サポート基板をガラスとしたときに、エッチング選択比１０は問題なく達成できる。このように、貫通した凹部を用いることにより精度のよいダイヤフラム構造を作製できる。
【０４３９】
上記はサポート基板をそのまま第２の薄板として使用する場合であるが、貫通した凹部を形成した後、サポート基板を外して、新しい第２の薄板を基板４１１の裏面に付着させれば、第２の薄板は全くエッチングされていないので、精度の良い凹部を作製できる。
さらにエッチング精度を高める方法として、サポート基板を付着させずに基板のまま貫通した凹部を形成すれば良い。このときは、オーバーエッチングを大きく取っても貫通した凹部があいているだけなので、サポート基板が削れるということもない。貫通凹部を形成した後に、第２の薄板を付着させれば良い。
【０４４０】
図５７は、基板内に第１面（表面）から第２面（裏面）に貫通した凹部を有する圧力センサーの製造方法を示す図である。基本的には図５５に示す場合と類似するプロセスであり、第１凹部が貫通していないか貫通しているかの違いである。図５７（ａ）に示すように、基板４１１の第１面に絶縁膜を形成する。この絶縁膜は第１面を保護する目的やこの後にレジストを付着させるのでレジストとの密着性向上やパターニング改良、さらには凹部形成時の第１面保護層となるものであるが、問題なければ不要である、次に基板４１１の第２面にサポート基板４００を付着する。このサポート基板４００は、貫通する凹部を形成するときのエッチングストッパーとなる。さらに、プロセス中に基板４１１の補強をするとともに、製品として残しておき、基板４１１の保護部材ともなる。さらには、基板４１１を個片化して単体として扱うときは、圧力センサーを保護する保護部材ともなる。あるいは、第１面に素子が完成してから取り外しても良い。その場合は別のサポート基板（第２の薄板）に取り替える必要がある。
【０４４１】
サポート基板４００は、ガラス、石英、セラミック、ポリマー、プラスチック等の絶縁体基板である。基板４１１とサポート基板を付着させる方法は種々ありプロセス条件（温度や圧力等の環境条件、エッチング条件など）を考慮して適切な方法を選択する。たとえば、基板４１１とサポート基板４００を密着させ圧力および熱を加えて接合する拡散接合、高真空中で接合面を活性化させて接合する常温接合法、陽極接合法、接着剤を用いて付着する方法がある。基板４１１がシリコン基板でサポート基板４００がガラスや石英の場合には、陽極接合法を用いて強固に接着できる。絶縁性がありかつ熱伝導性も良い窒化アルミニウム（ＡｌＮ）基板や炭素基板を用いることもできる。接合に問題なければ基板４１１とサポート基板４００の間に絶縁膜を形成しても良い。絶縁膜の厚みは１００ｎｍ〜２００００ｎｍが望ましい。および／または金属層を介してサポート基板４００と基板４１１を接合しても良い。金属層は低融点金属で基板４１１およびサポート基板４００と密着性の良い材料が良い。金属層は第１凹部のエッチング時に基板４１１とのエッチング選択比を大きく取れるので、金属層を殆どエッチングせずに貫通した凹部を形成することができる。
【０４４２】
接着剤を用いる場合は、その後のプロセスで接着能力が悪くなるものや変質したりするもの、アウトガスなどが出るものなどは用いないようにする。従って、熱硬化性接着剤が望ましい。しかし、熱軟化性接着剤も用いることもできる。たとえば、その後のプロセス温度の最高温度よりも高い温度で軟化し、その最高温度よりも低い温度では確実に付着する接着剤を用いる。この接着剤を用いれば、圧力センサー素子が完成した後に、最高温度よりも高い温度でサポート基板４００を基板４１１から取り外して、別のサポート基板に交換することもできる。サポート基板４００として、銅、鉄、ニッケル、各種合金、各種シリサイド、導電性ポリマー等の導電性基板を使用することもできる。これらは熱伝導性も良いし、静電気対策にも効果がある。これらの導電性基板の付着方法も上述した方法を使用できる。導電性基板の場合には、基板４１１とのエッチング選択比を大きく取れるので、サポート基板を殆どエッチングせずに基板４１１の貫通した凹部を形成できる。
【０４４３】
サポート基板４００の厚みは、基板４１１に付着するプロセス、第１凹部を形成するときに基板４１１は貫通するがサポート基板は貫通しないようにする条件、基板４１１を貫通した第１凹部が形成された後のプロセスでも損傷したり破壊したりしない程度の厚み、さらには個片化した後の完成品を取り扱っても問題ない程度の厚み、外側の圧力によってサポート基板が変形しない程度の厚み等によって決められる。従って、サポート基板４００の厚みは通常は１００μｍ〜２０００μｍであり、もっと薄くする場合は全体のプロセス条件を考慮し、プロセス中に変形したり損傷しないような厚みを選定し、さらにこの後のプロセスで反りが大きくならないように厚みを選定する必要もある。
【０４４４】
次に図５７（ａ）に示すように絶縁膜４６１の上にフォトリソ法やインプリント法によりフォトレジストパターン４６２および開口パターン４６３を形成する。この開口パターン４６３は凹部パターンとなる。この凹部パターンはできるだけフォトレジストパターンのサイズ通りに形成することが望ましいので、フォトレジストパターンはできるだけ垂直な形状が良い。次に図５７（ｂ）に示すように、開口パターン４６３において露出している絶縁膜４６１をエッチングし、さらに基板４１１の異方性エッチングを行ない、基板の厚み方向に基板４１１を完全にエッチングする。しかし、サポート基板４００は余りエッチングしないようにする。基板４１１のエッチングはサイドエッチングの少ない異方性エッチングでできるだけ垂直パターンが望ましい。たとえば、基板４１１がシリコンである場合は、ボッシュプロセスや、誘導結合プラズマ（ICP）等の高密度プラズマエッチングプロセス、などの深堀エッチング（Deep  ＲＩＥ）を用いて垂直な側壁を有する深い凹部を形成できる。あるいは、たとえば、磁気中性子線放電エッチング法やＣｌＦ３ガスを用いたクラスターエッチングでも垂直な側壁を有する深い凹部を形成できる。
【０４４５】
またレジストパターンの開口部４６３（４６３−１、２、３）の部分に形成される凹部４０１、４０２、４０３の底部にある基板４１１はすべてエッチングすることが望ましい。しかし、サポート基板４００はできるだけエッチングしないようにすることが望ましい。これは、基板の厚さをＨsubとしたとき、凹部の深さＨc1がＨsubとほぼ等しくなり、正確な凹部を形成できるからである。基板４１１は１つの凹部の幅Ｗc1に比べてかなり広く（たとえば、Ｗc1＝３０μm、基板４１１のサイズは２００ｍｍである。）、基板４１１内に多数の凹部が形成されているので、場所によりエッチング速度がばらつく。従って、平均的なエッチング速度（Ｓsub）から単純計算で求めたエッチング時間（Ｈsub／Ｓsub）でエッチングを終えると、基板内で完全に基板４１１がエッチングされない部分が出るので、ある程度のオーバーエッチングを行なう。このオーバーエッチングのときに、サポート基板４００が速く露出した場所はそれだけ長い時間エッチングされていくので、基板４１１のエッチング速度に比べてサポート基板４００のエッチング速度（Ｓsup）をできるだけ小さくする。すなわち、エッチング選択比（Ｓsub／Ｓsup）のできるだけ大きくするエッチング条件が望ましい。
【０４４６】
基板４１１とサポート基板４００の材料は通常は異なるので、エッチング条件を適切に選択すれば良好なエッチング選択性（エッチング選択比が大きい）を得られるから、サポート基板４００を余りエッチングされないようにすることが可能である。たとえば、基板４１１がシリコン基板、サポート基板がガラスや石英（ＳｉＯ２）とすれば、たとえば上述したエッチング方法では、選択比２０〜５０程度は取れる。たとえば、シリコン基板厚みを５００μｍとしたとき、１０％のオーバーエッチングをしたとき、シリコン基板は５０μｍエッチングされるが、サポート基板は１μｍ〜２．５μｍしかエッチングされないので、凹部の深さＨc1はほぼ基板厚みＨsubと同じくなり、圧力センサーの品質が極めて安定する。
【０４４７】
尚、サポート基板４００と基板４１１との選択比を取れない場合は、サポート基板４００と基板４１１との間に選択性が取れる材料を挟めば良い。たとえば、サポート基板４００と基板４１１をともにシリコンとしたときは、サポート基板４００と基板４１１との間にシリコン酸化膜等を挟めば良い。サポート基板４００上または基板４１１上（裏面）にシリコン酸化膜をCVD法や酸化法などで形成することができる。あるいは、銅やチタン、ニッケル等の金属膜を挟んでも良い。また、ここで基板４１１を薄くする場合は、サポート基板４００を付着させた後に研磨法やエッチングにより基板４１１を薄くして所望の厚みに調節すれば良い。本発明の圧力センサー以外のデバイスを一緒の基板４１１に搭載して、当該デバイスの基板厚みは通常の厚みとして、圧力センサー部分の厚みだけを薄くする場合には、フォトリソ法でこの領域だけ窓開けしてエッチング法（WETやDRY）により基板４１１をエッチングして所望の厚みの基板厚さにすれば良い。
【０４４８】
凹部４０１、４０２、４０３を形成した後、フォトレジスト４６２をリムーブし、凹部や基板４１１やサポート基板上の異物をリムーブし、洗浄した後、必要な場合には絶縁膜４６１を除去する。次に図５７（ｃ）に示すように、凹部表面および基板４１１の第１面（表面）絶縁膜４１２、その上に第１の導電体膜４１３を積層する。この第１の導電体膜４１３は圧電体膜４１４の下部電極となる。次に、凹部４０１および凹部４０２の間の基板側壁４２３の上面（基板４１１の第１面の一部）の領域４１７（４１７−１）でフォトリソ法およびエッチング法を用いて第１の導電体膜４１３をエッチングし、凹部４０１側の第１の導電体膜４１３（４１３−１）および凹部４０２側の第１の導電体膜４１３（４１３−２）の接続を遮断する。同様に、凹部４０１および凹部４０２の間の基板側壁４２４の上面（基板４１１の第１面の一部）の領域４１７（４１７−２）でフォトリソ法およびエッチング法を用いて第１の導電体膜４１３をエッチングし、凹部４０２側の第１の導電体膜４１３（４１３−２）および凹部４０３側の第１の導電体膜４１３（４１３−３）の接続を遮断する。尚、第１の導電体膜４１３は凹部や凹部に挟まれた基板側壁の上面だけでなく、基板４１１の第１面全体に積層しているので、４１３−１と４１３−２、４１３−２と４１３−３が接続しないように必要な配線パターンを形成する必要がある。さらに、この第１の導電体膜４１３のパターニング時に、凹部の形成されない領域で第１の導電体膜４１３を用いた配線または電極形成のパターニングを行なっても良い。特に、同じ極性となる凹部の配線を接続する電極・配線パターンを接続するパターニングを行なっても良い。たとえば、凹部４０１および４０３が同じ圧力となる場合は、第１の導電体膜４１３−１と第１の導電体膜４１３−３は同じ極性となるので、これらを接続する配線パターンを形成することができる。
【０４４９】
次に、図５７（ｃ）に示すように、圧電体膜４１４を積層する。次に第２の導電体膜４１６を積層する。次に不要な第２の導電体膜４１６を除去する。たとえば、基板側壁４２３の上面（基板４１１の第１面の一部）の領域４１８（４１８−１）でフォトリソ法およびエッチング法を用いて第２の導電体膜４１６をエッチングし、凹部４０１側の第１の導電体膜４１６（４１６−１）および凹部４０２側の第２の導電体膜４１６（４１６−２）の接続を遮断する。同様に、基板側壁４２４の上面（基板４１１の第１面の一部）の領域４１８（４１８−２）でフォトリソ法およびエッチング法を用いて第２の導電体膜４１６をエッチングし、凹部４０２側の第２の導電体膜４１６（４１６−２）および凹部４０３側の第２の導電体膜４１６（４１６−３）の接続を遮断する。
【０４５０】
尚、第２の導電体膜４１６は凹部や凹部に挟まれた基板側壁の上面だけでなく、基板４１１の第１面全体に積層しているので、４１６−１と４１６−２、４１６−２と４１６−３が接続しないように必要な配線パターンを形成する必要がある。さらに、この第２の導電体膜４１６のパターニング時に、凹部の形成されない領域で第２の導電体膜４１６を用いた配線または電極形成のパターニングを行なっても良い。特に、同じ極性となる凹部の配線を接続する電極・配線パターンを接続するパターニングを行なっても良い。たとえば、凹部４０１および４０３が同じ圧力となる場合は、第２の導電体膜４１６−１と第２の導電体膜４１６−３は同じ極性となるので、これらを接続する配線パターンを形成することができる。
【０４５１】
さらに、第１の導電体膜４１３からの電極取り出す領域４２８や４２９における圧電体膜４１４を除去しておくことが望ましい。圧電体膜４１４は０．１μｍ〜１００μｍの厚みを有するので、ここにコンタクト孔を形成すると、コンタクト孔の深さがこの圧電体膜の厚さ分深くなるので、コンタクト孔形成時にこの圧電体膜４１４もエッチングする必要があることに加えて、コンタクト孔内に積層する導電体膜をコンタクト孔内へ積層させることが困難になる可能性があり、さらにはそれを改善するためにコンタクトテーパー化ヤコンタクト孔サイズを大きくするなどの対策も必要になる。そこで、この領域４２８や４２９における圧電体膜４１４を除去しておくと良い。従って、領域４２８や４２９においては、導電体膜４１６も除去されている。次に絶縁膜４２０を積層する。この絶縁膜４２０は第２の導電体膜４１６や圧電素子や圧力センサーを保護するための保護膜としての役目を果たす。この絶縁膜は、たとえばシリコン酸化膜（ＳｉＯｘ）、シリコン酸窒化膜（ＳｉＯｘＮｙ）、シリコン窒化膜（ＳｉＮｙ）であり、ＣＶＤ法やＰＶＤ法で積層される。この絶縁膜の厚みは、５００ｎｍ〜２０００ｎｍである。この絶縁膜４２０を形成後平坦化のために、あるいはさらなる保護膜としてＳＯＧ膜や、ポリイミド膜等を塗布法等で積層しても良い。ポリイミド膜の場合には感光性ポリイミド膜を形成することによりこの後のフォトレジスト塗布を省くこともできる。
【０４５２】
次に図５７（ｄ）に示すように、絶縁膜４２０上に薄板４１９を付着する。接着剤を用いたり、接着剤を使用しない常温接合で付着させることができる。接着剤を用いる場合には、薄板に接着剤をコートしたり、あるいは基板４１１の第１面にコートしたりして付着させることができる。付着後は適切な条件で熱処理を行ない、薄板４１９を確実に基板４１１上に付着させる。その後、第１の導電体膜（下部電極）４１３や第２の導電体膜（上部電極）４１６からの電極・配線を形成するために、これらの形成領域４３８、４３９等から、薄板４１９を除去するエッチングを行なう。また、これと同時に（別工程でも良い）圧力伝達孔４２５、４２６、４２７も形成する。さらに、他の領域で不要な部分において薄板４１９を除去する。この薄板４１９の除去はフォトリソとエッチング法で行なう。薄板４１９は圧力センサーを環境から化学的にかつ物理的に保護する役目もあり、その厚みは約２０μｍ〜２０００μｍである、従って非常に厚いが、微細パターンではない（１μｍ以上の精度であれば良い）ので、ウエットエッチングや等方性エッチングで薄板４１９をエッチングすることができる。薄板４１９は、ガラス基板、石英基板、セラミック基板、ポリマー等の絶縁体基板、あるいはシリコン基板等の半導体基板、あるいは銅、アルミニウム、鉄、亜鉛等の各種金属、合金、導電体ポリマー等の導電体基板でも良い。薄板４１９がガラス基板である場合には、フッ酸／硝酸系エッチング液によってガラス基板をエッチングすることができ、このときはガラス基板と付着する膜はシリコン酸窒化膜（ＳｉＯｘＮｙ）、シリコン窒化膜（ＳｉＮｙ）が良いエッチングストッパー膜となる。
【０４５３】
あるいはあらかじめパターニングした（必要な部分のみ薄板を残しておき、他はエッチング等で除去しておく。薄板を貼り合わせても良い。このときは、圧力センサー形成プロセスとは異なる別のプロセスで薄板のパターニングができるので、この薄板のパターニングによるプロセス時間が増大することがない。また、下地材料とのエッチング速度の選択性を考慮する必要がないというメリットもある。ただし、薄板４１９を基板４１１の第１面に付着させるときにはパターン合わせが必要となるが、微細なパターンを形成するわけではないので、マスク合わせは容易である。特に薄板４１９がガラス基板である場合には、下地（すなわち、基板４１１の第1面側パターン）は良く見えるので（マスク合わせ用の光やレーザー光がガラス基板を透過する）問題なく短時間にマスク合わせが可能である。
【０４５４】
次に図５７（ｄ）に示すようにコンタクト孔４３１、４４１、４３４．４４４をフォトリソ法および絶縁膜４２０のエッチングにより形成する。その後、導電体膜４３２、４４２、４３５、４４５、および導電体膜４３３、４４３、４３６、４４６を積層して、電極・配線パターン４３３、４４３、４３６、４４６をフォトリソ法および導電体膜４３３、４４３、４３６、４４６のエッチングにより形成する。この結果、下部電極である第１導電体膜４１３および上部電極である第２導電体膜４１６から電荷を取りだすことができる。
【０４５５】
サポート基板４００は、凹部を形成してから貼り合わせることもできる。この場合は、凹部のエッチングにおいて、サポート基板４００のエッチングを考慮する必要がないので、オーバーエッチング量を大きくすることが可能となる。基板４１１の第２面（裏面）とサポート基板４００との接合も接着剤、拡散接合、常温接合、陽極接合を使用できる。特に基板４１１がシリコン、サポート基板４００がガラスや石英の場合には陽極接合で強固な接合を得ることができる。この後で、上述した絶縁膜４１２等を順次形成していけば良い。
【０４５６】
あるいは、サポート基板４００は絶縁膜４１２を形成した後、あるいはその後のプロセスでも基板４１１に付着することができる。サポート基板４００に絶縁膜や圧電体膜や導電体膜等が形成されなくとも（凹部の底部に）特に問題はない。たとえば、導電体膜４１３や４１６を形成後にサポート基板４００を付着した場合、これらの導電体膜はサポート基板４００に積層しないが、接続は基板側壁で行なわれる。あるいは、薄板４１９を付着した後でサポート基板４００を付着しても良い。さらには、電極・配線パターン４３３、４４３、４３６、４４６が形成した後でサポート基板４００を付着させることができる。この場合は、第２の薄板と呼んだ方が良い。以上のように、サポート基板４００の付着はプロセス途中のいつでも可能である。
【０４５７】
尚、図４３に示した場合と同様に、第１の導電体膜からの引き出し電極を裏面側から取り出すこともできる。たとえば、凹部の一部においてサポート基板４００を除去して絶縁膜４１２にコンタクト孔を開けて第1の導電体膜４１３を露出させて電極・配線を接続すれば良い。コンタクト孔を開ける部分におけるサポート基板４００を除去したものを裏面に付着すれば、サポート基板４００を付着した後にサポート基板４００を除去するプロセスも必要がなくプロセスが簡単になる。このように裏面側から第１の導電体膜からの引き出し電極を取れば、圧電体膜４１４をエッチング除去する必要もない。圧電体膜４１４のエッチングが困難である場合や圧電体膜４１４の厚みが厚い場合には、このような裏面からの引き出し電極も有利である。
【０４５８】
図５８は、圧電体基板体に貫通する凹部を有する圧力センサーを示す図である。圧電体基板５１１に第１面（表面）から第２面（裏面）に貫通する凹部５１６（５１６−１、５１６−２、５１６−３、５１６−４、５１６−５）が形成されている。圧電体基板５１１の裏面にはサポート基板５１３が付着している。凹部５１６を形成前にサポート基板５１３が圧電体基板５１１に付着している場合は、凹部５１６を形成時にサポート基板５１３における凹部５１６の部分もエッチングされて凹部が形成されるが、サポート基板５１３のエッチング速度の遅い条件を選定して凹部５１６を形成することにより、サポート基板５１３のエッチング量を少なくすることができるか。殆どエッチングされない（凹部が形成されない）ようにできる。いずれにしてもサポート基板５１３における凹部はサポート基板５１３の裏面（圧電体基板５１１と付着する面を表面とする）には貫通しない。凹部５１６を形成した後にサポート基板５１３を圧電体基板５１１に付着した場合には、サポート基板５１３に凹部は形成されない。
【０４５９】
凹部５１６は略直方体形状に基板５１１に形成されている。隣接する凹部５１６同士に挟まれた圧電体基板が基板側壁となって、この圧電体基板側壁が隣接する基板５１６内の圧力差によって圧電体基板側壁が変形する。いわゆるこの圧電体基板側壁はダイヤフラムの役割を果たす。この変形によって圧電体基板側壁の表面に電荷が分極する。１つの圧電体基板側壁をみたときに一方が凸状に変形すると反対側は凹状に変形するので、圧電体基板側壁の一方の変形面に発生する電荷と他方の変形面に発生する電荷は逆になる。従って、これらの両面に発生する電荷を外部電極へ取りだすことによって、これらの電極の間に電位差を生じる。
【０４６０】
基板側壁５１１−２は凹部５１６−１と５１６−２によって形成される。基板側壁５１１−３は凹部５１６−２と５１６−３によって形成される。基板側壁５１１−４は凹部５１６−３と５１６−４によって形成される。基板側壁５１１−５は凹部５１６−４と５１６−５によって形成される。基板５１１−１の片面は凹部５１６−１であるが、反対側には凹部５１６は形成されていない。また、基板５１１−６の片面は凹部５１６−５であるが、反対側には凹部５１６は形成されていない。あるいは、隣接する凹部５１６はかなり離間しているので、圧力差によって変形しない。
【０４６１】
これらの凹部５１６内および圧電体基板５１１の第１面に導電体膜５２１が形成される。凹部５１６内の基板側壁５１１−２〜５には導電体膜５２１が直接接している。通常隣の凹部５１６は圧力が異なるので、基板側壁は変形する。たとえば、凹部５１６−１と凹部５１６−２の圧力は異なるので、その間の基板側壁５１１−２は変形する。たとえば、、凹部５１６−１内の圧力がＰ１、凹部５１６−２の圧力がＰ２であり、Ｐ１＜Ｐ２の時は基板側壁５１１−２は凹部５１６−１側へ凸状となり凹部５１６−２側は凹状となる。従ってこれらの間を導電体膜５２１で接続すると、発生する電荷が相殺されて殆ど電荷を外部へ引き出せない。そこで、凹部内の圧力が異なる凹部を接続して形成されている導電体膜５２１は、接続しないようにこれらの間で除去する。たとえば、基板側壁５１１−２の上面における５２２−２の部分で導電体膜５２１をエッチング除去する。これによって、凹部５１６−１側の導電体膜５２１−１は凹部５１６−２側の導電体膜５２１−２は接続していない。同様に、基板側壁５１１−３の上面における５２２−３の部分で導電体膜５２１をエッチング除去する。これによって、凹部５１６−２側の導電体膜５２１−２は凹部５１６−３側の導電体膜５２１−３は接続していない。同様に、基板側壁５１１−４の上面における５２２−４の部分で導電体膜５２１をエッチング除去する。これによって、凹部５１６−３側の導電体膜５２１−３は凹部５１６−４側の導電体膜５２１−４は接続していない。同様に、基板側壁５１１−５の上面における５２２−５の部分で導電体膜５２１をエッチング除去する。これによって、凹部５１６−４側の導電体膜５２１−４は凹部５１６−５側の導電体膜５２１−５は接続していない。尚、凹部５１６内が同じ圧力になる場合にはこれらの凹部５１６内の基板側壁は同じ形状で変形し、発生する電荷は同極なので、これらの凹部内に形成された導電体膜５２１は接続していても良い。また、導電体膜５２１を配線として使用する場合も、不要な部分、たとえば圧電体基板５１１の平坦な第１面（表面）状の５２２−１や５２２−６でも導電体膜５２１を除去する。
【０４６２】
導電体膜５２１上に絶縁膜５２５を形成する。この絶縁膜５２５は圧力センサーおよび導電体膜５２１を保護する。特に凹部５１６内には外気が入る場合があるので、凹部内の導電体膜５２１が外気中の水分や腐食性ガスなどで変質するのを防止する。基板５１１の第１面（表面）において、絶縁膜５２５上に薄板５２３を付着させる。この薄板５２３には、圧力導入孔５２６（５２６−１、２、３、４、５）が形成される。この圧力導入孔からそれぞれの凹部へ適切な圧力が導入される。また、導電体膜５２１からの引き出し電極を形成する領域５２７（５２７−１、２）の薄板５２３も除去しておく。あるいは、薄板５２３を絶縁膜５２５上に付着する前にこれらの領域に対応する部分を除去しておいたパターニングされた薄板５２３を絶縁膜５２５上に付着しても良い。薄板５２７のない領域にコンタクト孔５２８（５２８−１、２）を形成しこれらの孔内に導電体膜を形成し、さらに外部への接続電極５２９（５２９−１、２）を形成する。
【０４６３】
以上のようにして、圧電体基板５１１内に第１面（表面）から第２面（裏面）に貫通した凹部を有する圧力センサーができる。凹部５１６はサポート基板５１３、圧電体基板５１１、薄板５２３によって囲まれた気密空間となる。ただし、圧力導入孔５２６が形成された場合は、そこから圧力を印加することができる。基板側壁５１１−２の変形によって凹部５１６―１側の基板側壁５１１−２表面に発生した電荷は、その上に形成された導電体膜５２１−１−３を通って外部電極５２９−１へ取りだされる。尚基板５１１−１は変形しないので変形による電荷は殆ど発生しないので、その上の導電体膜５２１−１−１には電荷が移動しない。この導電体膜５２１−１−１は配線として利用される。基板側壁５１１−２の反対側（凹部５１６−２側）に発生した電荷は導電体膜５２１−２−１を通して外部電極・配線（図示していない。また内部配線されて別の配線へ接続する場合もある。以下同様）へ引き出される。
【０４６４】
基板側壁５１１−３の変形によって凹部５１６−２側の基板側壁５１１−３表面に発生した電荷は、その上に形成された導電体膜５２１−２−３を通って外部電極・配線（図示していない。）へ取りだされる。基板側壁５１１−３の反対側（凹部５１６−３側）に発生した電荷導電体膜５２１−３−１を通して外部電極・配線（図示していない）へ引き出される。基板側壁５１１−４の変形によって凹部５１６−３側の基板側壁５１１−４表面に発生した電荷は、その上に形成された導電体膜５２１−３−３を通って外部電極・配線（図示していない。）へ取りだされる。基板側壁５１１−４の反対側（凹部５１６−４側）に発生した電荷導電体膜５２１−４−１を通して外部電極・配線（図示していない）へ引き出される
【０４６５】
基板側壁５１１−５の変形によって凹部５１６−４側の基板側壁５１１−５表面に発生した電荷は、その上に形成された導電体膜５２１−４−３を通って外部電極・配線（図示していない。）へ取りだされる。基板側壁５１１−５の反対側（凹部５１６−５側）に発生した電荷導電体膜５２１−５−１を通して外部電極・配線５２９−２へ引き出される。基板５１１−６は殆ど変形しないので、その表面には電荷が発生しない。従ってこの基板５１１−６上に形成された導電体膜５２１−５−３には基板５１１−６からの電荷は殆ど移動しないので、配線として使用されている。
【０４６６】
凹部５２６の底部にも導電体膜５２１（５２１−１−２、５２１−２−２、５２１−３−２、５２１−４−２、５２１−５−２）が形成されているが、これらの導電体膜５２１（５２１−１−２、５２１−２−２、５２１−３−２、５２１−４−２、５２１−５−２）は他の凹部内の導電体膜と接続しており、またサポート基板５１３とも接続しているので、サポート基板５１３が絶縁体である必要がある。サポート基板５１３が絶縁体であれば、基板側壁で発生した電荷はサポート基板５１３へ移動しないので、問題はない。ただし、サポート基板５１３が絶縁基板でない場合でも、サポート基板５１３上に絶縁膜を形成してから基板５１１と付着させる（凹部形成後でも良い）ことにより、導電体膜５２１が凹部５１６の底部に形成されても、基板側壁で発生した電荷はサポート基板５１３へ移動しないようにすることができる。
【０４６７】
次に、本発明の凹部を有する圧力センサーを、インプリント法を用いて作製する方法について説明する。図５９は、インプリント法を用いた圧力センサーの製造方法を示す図である。図５９（ａ）に示すように基板６１１上にポリマー６１５を形成する。基板６１１は圧力センサーを搭載する基板となるものであるから最適な基板を選択する。たとえば、基板６１１はシリコン基板である。シリコン基板を使用した場合、本インプリント法を用いた圧力センサーをＩＣ等の能動素子や抵抗等の受動素子と一緒に同じ基板に形成することができるので、圧力センサーで得た電位や電流変化をＩＣ等で演算処理して圧力値等を計算することができる。あるいは、基板６１１はガラス基板、石英基板、セラミック基板等の絶縁基板である。絶縁基板の場合は圧電素子で発生する電荷が基板内に漏れることを懸念する必要はない。あるいは、基板６１１は金属や合金等の導電体基板である。導電体基板の場合には静電気等が発生しても静電気を速やかに外部へ放出することができる。また導電体基板、特に金属や合金等の基板である場合は熱良導体でもあるから、発生した熱を外部へ放出することができる。あるいは、基板６１１はシリコン、炭素、ガリウムヒ素、窒化ガリウム等の半導体基板である。導電体基板や半導体基板の場合には、圧電素子で発生する電荷が基板内に漏れる可能性があるので、図５９（ａ）に示すように、基板６１１上に絶縁膜６１３を形成した後に、この絶縁膜６１３上にポリマー６１５を形成する。絶縁膜６１３は、酸化法やＣＶＤ法やＰＶＤ法等で形成したシリコン酸化膜、シリコン酸窒化膜、シリコン窒化膜等の絶縁膜である。絶縁膜の厚みは、絶縁性を確保するために１００ｎｍ以上あれば良い。
【０４６８】
ポリマー６１５は、フッ素樹脂フィルム、ポリエチレンフィルム、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）、ポリカーボネート、ポリスチレン、アクリル樹脂、ABS樹脂、塩化ビニル、液晶ポリマー、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、Ｎ−メチルー２−ピロリドン（ＮＭＰ）、アクリル樹脂（ＰＭＭＡ）、ポリジメチルシロクサン（ＰＤＭＳ）、ポリイミド樹脂、ポリ乳酸、各種ゴム（天然ゴムや合成ゴム）、あるいはポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、フッ化ビニリデン−トリフルオロエチレン（ＶＤＦ／ＴｒＦＥ）共重合体、フッ化ビニリデンテトラフルオロエチレン（ＶＤＦ−ＴｅＦＥ）等の強誘電性高分子、シアン化ビニリデン−酢酸ビニル共重合体、ナイロン−１１等の極性高分子等の圧電性高分子など種々の高分子材料である。これらの材料を溶剤等で溶解した溶液を塗布・滴下してポリマー膜層を作り、必要ならプリベーク等した後にモールドをこのポリマー膜層に押し入れる。その後、光硬化性樹脂であれば紫外線等の光照射を行ないポリマーを硬化させたり、熱硬化性樹脂であれば硬化温度以上の熱処理でポリマーを硬化させたり、熱軟化性（熱可塑性）樹脂であれば一度軟化温度以上にしてポリマーを軟化させた後軟化温度以下に温度を下げてポリマーを硬化させたりする。あるいは、熱軟化性樹脂シートの場合は、軟化温度以上にしてポリマーを軟化した後モールドを押し入れた後軟化温度以下でポリマーを硬化させる。
【０４６９】
すなわち、図５９（ｂ）に示すように、凹部形成用のモールドパターン６１９が形成されたモールド６１７を基板６１１に形成されたポリマー６１５にプレスする。たとえば、ポリマー６１５は熱可塑性樹脂（ガラス転移温度Ｔｇ）であり、Ｔｇより高い温度でポリマー６１５内に押し込む。モールド全体６１７をポリマー６１５中に全部入れて押し込んでも良いし、図５９（ａ）に示すように少しの隙間をあけてポリマー６１５中に入れても良い。隙間をあける場合には、ポリマー６１５は硬化後体積変化するので、その体積変化を考慮して隙間の間隔を選定する。熱可塑性樹脂として、具体的にはポリカーボネート（ＰＣ）、アクリル（ＰＭMA）、ポリ乳酸（ＰＬA）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリスチレン（ＰＳ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリアセタール（ＰＣＭ）、ポリプロピレン（ＰＰ）各種ゴム（天然ゴムや合成ゴム）、等が挙げられるが、これらに限定されない。ポリマー６１５は、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ポリイミド等の熱硬化性樹脂でも良いが、一度硬化した後は熱を加えても軟化できないことに注意する必要がある。熱可塑性樹脂の場合は、何度でも軟化できるので、たとえばパターン崩れが発生しても再度軟化させてモールを押し込めば良い。
【０４７０】
モールド６１７のパターン６１９をポリマー６１５に押し込んだ後、冷却しＴｇより低くするとポリマー６１５が硬化する。その後、モールド６１７を引き上げると、図５９（ｃ）に示すように、ポリマー６１５内にモールド６１７のパターン６１９が転写され、凹部６２１（６２１−１、２、３、４）が形成される。モールドをポリマーに挿入前にモールド表面に離型剤を塗布等しておけばポリマーを硬化後に硬化したポリマーからモールドを分離することが容易となる。図５９の図は基板６１１の断面構造を模式化した図（断面図）であるが、これを平面的に見れば、図６０のようになる。すなわち、図６０は、図５９の平面図である。図６０（ａ）はモールド６１７およびモールドパターン６１９を示す図である。モールド６１７に凸状の直方体形状パターン６１９（６１９−１、２、３、４）が形成されている。図６０（ｂ）は図５９（ｃ）の断面図に対応するものであるが、モールド６１７に凸状の直方体形状パターン６１９（６１９−１、２、３、４）がポリマー６１５に転写され、直方体形状の凹部６２１（６２１−１、２、３，４）が形成される。
【０４７１】
隣接する凹部同士の間のポリマー６１５の側壁６１５−１、６１５−２、６１５−３は凹部内の圧力差によって変形するダイヤフラムとなる。インプリント法の利点は、プロセスが簡単なこと、パターンが正確に形成できることである。すなわち、インプリント法で形成された直方体形状の凹部６２１の大きさ、深さＨc1、幅Ｗc1、長さＬc1、および隣接する凹部６２１同士の距離（ポリマー側壁の厚み）Ｗｓはバラツキが少なく形成される。本発明の圧力センサーにとって、これらの値は極めて重要であるから、できるだけバラツキがなく目標値通りに作製する必要がある。従ってインプリント法は本発明にとって非常に優れた方法である。深さＨc1、長さＬc1、および基板側壁厚みＷｓはダイヤフラムの大きさであるから、これらの値がバラツキが小さくほぼ一定に作られれば、圧力Ｐ１またはＰ２によって変形する量のバラツキも小さくなり、生じる電荷もほぼ一定となり、非常に正確な圧電デバイス（圧力センサー）となる。モールド６１７および６１９にポリマー６１５が付着してパターン崩れが発生しないように、モールド６１７および６１９をポリマー６１５に入れる前にモールド６１７および６１９の表面に離型剤を塗布しても良い。あるいはモールド６１７および６１９の表面にフッ素樹脂等をコーティングしても良い。
【０４７２】
上記では、熱プリント法、すなわち常温より高い温度の熱処理を行ないポリマー６１５を軟化・硬化したが、ＵＶプリント法を用いれば常温でもポリマー６１５を硬化させることができる。紫外線を照射すると硬化するＵＶポリマー６１５を用いて、モールド６１７および６１９をポリマー６１５内に押し込んだ後で、モールド６１７、６１９を通して、および／または基板６１１、絶縁膜６１３を通してポリマー６１５を硬化できる波長の光を照射する。この波長の光は紫外線やγ線やＸ線等が多い。従って、モールド６１７、６１９や基板６１１、絶縁膜６１３はこれらの光が透過できる材料を用いる。たとえば、ガラス製や石英製である。紫外線照射によりポリマー６１５が硬化した後で、モールド６１７および６１９を引き抜くと、凹部６２１が形成される。モールド６１７および６１９にポリマー６１５が付着してパターン崩れが発生しないように、モールド６１７および６１９をポリマー６１５に入れる前にモールド６１７および６１９の表面に離型剤を塗布しても良い。あるいはモールド６１７および６１９の表面にフッ素樹脂等をコーティングしても良い。この後、さらに硬化を確実にするために熱処理を行なう場合もある。
【０４７３】
この後、底部に形成されたポリマー６１５Ｂを除去しても良い。たとえば、酸素プラズマによる異方性エッチングを基板全面（ポリマー６１５上面から全面）で行なえば良い。全面エッチングであるから、凹部底部のポリマー６１５Ｂだけでなく、ポリマー６１５の上面もエッチングされるので、全体のポリマー６１５の厚みが減少するが、凹部６２１の形状やポリマー側壁６１５（６１５−１〜３）の形状は維持される。ただし、凹部底部のポリマー６１５Ｂを基板内全体で除去するには、オーバーエッチングが必要となる。先にポリマー６１５Ｂがエッチングされた所は、下地の絶縁膜６１３（絶縁膜６１３がない場合は基板６１１）が露出するが、絶縁膜６１３や基板６１１がシリコン酸化膜系であれば酸素プラズマでは殆どエッチングされないし、シリコン窒化膜系でも余りエッチングされない。一方ポリマー上面はエッチングされるので、余りオーバーエッチングを行なうと凹部深さＨc1が減少する。従って、オーバーエッチング量を小さくするために、酸素プラズマによるポリマーの異方性エッチング量のバラツキを小さくすると同時に凹部底部のポリマー６１５Ｂの厚みをできるだけ小さくする必要がある。モールドパターン６１９の深さバラツキを小さくするとともに、モールド本体６１７の平坦度のバラツキも小さくし、さらにモールドのプレス圧力が基板全体で均一になるようにする。モールドのプレス圧力が基板全体で均一にするには、モールドパターン６１９を基板全体で均一に配置しておくと良い。さらに、凹部底部のポリマー６１５Bがエッチングされ下地が露出し始めると、ＣＯ等の反応種が少なくなるので、その量をセンシングしてエンドポイントを決めることもできる。
【０４７４】
次に、この硬化したポリマー６１５の上に第１の導電体膜｛第１の電極・配線（下部電極）｝６２３、圧電体膜６２５、第２の導電体膜｛第２の電極・配線（上部電極）｝６２７、絶縁膜６２９を形成する。この形成方法や条件等はこれまでに説明した内容と同様である。（たとえば、図４３、図４９、図５０、図５５、図５７）第１の導電体膜６２３も基板側壁の上面の６３７（６３７−１、２、３）においてつながらないようにすることや第２の導電体膜６２７も基板側壁の上面の６３９（６３９−１、２、３）においてつながらないようにすることも同様である。次に薄板６３１を付着して、各凹部６２１（６２１−１、２、３、４）に圧力導入孔６３３を形成する。また第１導電体膜６２３や第２の導電体膜６２７からの引き出し電極を形成すべき領域における薄板６３１を除去することも同様である。この後、これらの引き出し電極を形成するためのコンタクト孔やコンタクト内導電体膜や電極・配線用の導電体膜を形成する。
【０４７５】
以上によって、基板６１１上にポリマー６１５を基板側壁とし、その上に圧電体膜を形成した圧力センサーが形成された。尚、ポリマー６１５が絶縁体でない場合には、第１導電体膜６２３を形成する前に第１導電体膜６２３上に絶縁膜（たとえば、ＣＶＤ法やＰＶＤ法によるシリコン酸化膜等）を形成する。第１凹部は、たとえば、幅Ｗc1が１μｍ〜５００μｍ、深さＨc1が１μｍ〜５００μｍ、長さＬc1が１μｍ〜２０００μｍ、基板側壁の厚みＷｓが０．５μｍ〜１００μｍの大きさであるが、インプリント法を用いれば非常に正確な凹部および基板側壁を形成できる。インプリント法の中でもナノインプリント法を用いれば非常に微細なパターンでかつ深い凹部を形成できる。
【０４７６】
たとえば、ポリマーとしてＰＥＴ（Ｔｇ＝４３０℃）を用いた場合、ＰＥＴシート（厚み約５０μｍ）をシリコン基板（厚み４００μｍ、４インチ）上のシリコン酸化膜（1μｍ厚み）上に貼り付け、約４５０℃以上の温度で軟化させる。この軟化したＰＥＴにモールド（シリコン製）を押しつけ、その後Ｔｇ以下に温度を下げて冷却して、モールドパターンをＰＥＴ中に転写することができる。（深さＨc1＝３０μｍ、長さＬc1＝６０μｍ、幅Ｗc1＝３０μｍ、基板側壁の厚みＷｓ＝５μｍ）このＰＥＴで作製された凹部に白金（Ｐｔ）（第１導電体膜）を1μｍ積層し、白金を塩素系ガスでドライエッチングして配線パターンを形成する。その後ＰＺＴをスパッター法により２μｍ（側壁厚み）積層し、さらに白金膜（第２導電体膜）を１μｍ積層する。次に白金を塩素系ガスでドライエッチングして配線パターンを形成する。次にＣＶＤ法によって、シリコン酸窒化膜を２μｍ積層した後、引き出し電極部を窓開けしたガラス板（厚み２００μｍ）を接着剤（熱硬化性樹脂）で貼り付けて固着した後、引き出し電極を作製した。さらに、圧力伝達孔を凹部領域のガラスに形成した。モールドパターンを転写した後は、すべてのプロセス温度をＰＥＴのＴｇ以下の温度（約４００℃）で行なった。以上のようにして図５９（ｄ）に示す構造の圧電デバイス（圧力センサー）を作製できた。
【０４７７】
尚、PET上に白金を積層する前にチタン（Ti）等の密着層を薄く(10nm〜100nm程度)積層しても良い。また、PZT等の圧電性を高めるために優先方位(111)面方位を有する白金をスパッターした後にPZT膜をスパッターしても良く、この場合は、白金の優先方位(111)面に配向したPZT膜を得ることができ、PZT膜の圧電性を向上させることができる。
【０４７８】
図５９に示す場合には、基板６１１の第１面の平坦な面にポリマーを塗布または滴下またはシートを貼りつけるので、ポリマー膜の厚み分は基板６１１の第１面の平坦な面よりも厚くなってしまう。圧電デバイス（圧力センサー）のみの場合には、この厚いポリマー膜の上に導電体膜等を積層すれば良いので、導電体膜等の段差部での被覆性（ステップカバレッジ）や段差部での導電体膜の段切れ等の問題は少ないが、他のデバイス（ＩＣ、抵抗、コンデサ、コイルなど）を基板６１１に一緒に搭載する場合には、これらの問題が深刻になる。特に基板６１１に搭載されたＩＣ等の配線と圧電デバイスの配線とを接続する場合は問題になる。さらに他のデバイスと一緒に圧電デバイスを搭載するときはもちろん、単独のときにもポリマー膜の厚み分は厚くなってしまうので、薄くしたいという要求を満足できない。そこで、図６１に示すように、圧電デバイスを形成する領域において基板６１１をエッチング除去して薄くする。図６１はシリコン半導体基板等の半導体基板等内に形成した凹部内に圧電デバイスを形成する方法を示す図である。
【０４７９】
すなわち、図６１（ａ）に示すように基板内の圧電デバイスを形成する領域６１１内に凹部６１４を形成する。フォトリソ法やインプリント法を用いてレジストパターンを形成して、ウエットエッチングまたはドライエッチングで凹部６１４を形成する。ポリマーが凹部６１４内に入りやすくするために凹部に斜面６１６を形成しても良い。たとえば基板６１１が（１００）シリコン基板の場合において、ＫＯＨ溶液でエッチングすると傾斜した斜面｛（１１１）面｝を得ることができる。あるいはフッ硝酸系エッチング液によって等方性エッチングが可能であり、またドライエッチングでも等方性エッチングが可能である。
【０４８０】
図９４は、シリコン等の半導体基板内にこのような凹部を形成する方法について説明する図である。図９４（ａ）に示すように、シリコン基板６１１の第１面上に絶縁膜６１２を形成する。絶縁膜６１２は、たとえば、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、シリコン酸窒化膜であり、ＣＶＤ法やＰＶＤ法、あるいはＳＯＧ法等の塗布法、あるいは熱酸化法、熱窒化法等によって形成する。次に、この絶縁膜６１２上に感光性膜６２０を塗布法やシート貼り付け法（シート状、、またはフィルム状の感光性膜をシリコン基板に付着する）により形成し、露光法を用いて開口部６２２を形成する。次に、図９４（ｂ）に示すようにこの開口部６２２パターンを用いて、絶縁膜６１２をエッチング除去する。絶縁膜６２２がシリコン酸化膜の場合には、ドライエッチングであればＣＦ系ガス（たとえば、ＣＦ４）やＣＨＦ系ガス（たとえばＣＨＦ）等やあるいはこれらに酸素やＣＯ系ガスや水素等を混合した混合ガスを用いてプラズマエッチングし、ウエットエッチングであれば緩衝フッ酸（ＢＨＦ）系エッチング液やフッ酸系エッチング液等を用いてウエットエッチングする。
【０４８１】
次に絶縁膜６１２をエッチングした後の開口部パターン６２２に露出したシリコン基板をエッチングし、凹部６１４を形成する。上述したように、基板６１１が（１００）シリコン基板の場合には、ＫＯＨ溶液やヒドラジン溶液等を用いてシリコン基板をエッチングすることにより、（１００）面である第１面に対して傾斜面６１６を持つ凹部６１４を形成できる。あるいは、ＳＦ系ガス（たとえばＳＦ６）、ＣＦ系ガス（たとえば、Ｃ４Ｆ８）、塩素系ガス（たとえば、Ｃｌ２、ＢＣｌ２、ＳｉＣｌ４）、あるいはこれらに酸素等を混合した混合ガスを用いて等方性プラズマエッチングを行なうことにより、テーパー面６１６を有する凹部６１４を形成できる。あるいは、フッ硝酸系溶液（たとえばＨＦ＋ＨＮＯ３、あるいはＨＦ＋ＨＮＯ３＋ＣＨ３ＣＯＯＨ）を用いて（１００）面である第１面に対して傾斜面６１６を持つ凹部６１４を形成できる。尚、絶縁膜６１２は感光性膜６２０との密着性向上のために形成したが、シリコン基板６１１と感光性膜６２０との密着性に問題がなければ、感光性膜６２０をシリコン基板６１１上に直接形成しても良い。あるいは、シリコン基板６１１の他の領域にトランジスタ等が形成されており、既に領域６２２に絶縁膜等が形成され、その絶縁膜等と感光性膜６２０との密着性が問題なければその絶縁膜等の上に直接感光性膜を形成しても良いし、その絶縁膜等と感光性膜６２０との密着性に問題があれば親水性処理などによって密着性向上処理を行なった後感光性膜を形成しても良いし、あるいはこの領域６２２を含む領域における絶縁膜を除去してから、上記の絶縁膜６１２を形成しても良い。
【０４８２】
次にポリマー６１５を塗布等して凹部６１４に厚く積層した後軟化させて、図６１（ｂ）に示すようにこのポリマー６１４にモールド６１７の凸状パターン６１９を押しつける。ポリマー６１５を硬化させた後モールド６１５を引き抜くと、基板６１１内の凹部領域６１４内の厚く積層したポリマー６１５内に凹部６２１が形成される。｛図６１（ｃ）｝このように基板６１１に凹部６１４を形成して、この部分に塗布されたポリマー６１５内に凹部６２１を形成することにより、全体の厚み（基板６１１の厚み＋平坦部におけるポリマー６１８の厚み）を薄くすることができる。基板６１１の第１面の平坦部分６１８にもインプリント跡のポリマー６１８が残るが、この部分の厚みはインプリントモールド６１７の押圧力、基板６１１の強度、ポリマーの当初厚み、ポリマーの反発力等によって決定されるが、概ね０．１μｍ〜２０μｍである。この値をできるだけ小さくするために、条件を最適化する必要がある。最適化すれば０．１μｍ〜2μｍも実現できる。この結果、図６１（ｄ）に示すように、導電体膜６２５や６２９のレベルが基板の第１面のレベルに近づき、より平坦なパターンが実現でき、導電体膜６２５や６２９の被覆性や絶縁膜６２３や６２９の被覆性等も改善され、導電体膜等の段切れ等も解消される。また圧電素子（圧力センサー）の厚みも減少するので、薄型機器にも適用できる。
【０４８３】
ポリマー６１５が圧電体である場合、たとえばポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤF）等の高分子強誘電体、（たとえば、図５９と同様に）、ポリマー６１５の側壁（６１５−１、２、３）に一層の導電体膜を形成すれば良い。すなわち、図５９（ｃ）の後で、図５９（ｅ）に示すように、導電体膜６４１を形成し、さらにポリマー側壁６１５−１、２，３の上面において導電体膜６４１をエッチング除去し、異なる圧力となる凹部同士にある導電体膜６４１は接続しないようにする。次に絶縁膜６４３を形成し、さらにその上に薄板６４５を付着し、凹部を気密に塞ぐ。次に凹部６２１（６２１−１、２、３、４）への圧力導入孔６４７をあけ、また薄板６４５が不要な領域６４９、たとえば、導電体膜６４１からの引き出し電極を形成する領域、にある薄板６４５を除去する。あるいは、あらかじめ圧力導入孔６４７や不要な領域が窓開けされた薄板６４５を用意して、その窓開けされた薄板６４５を絶縁膜６４３上に付着しても良い。その後、導電体膜６４１からの引き出しコンタクト孔形成およびコンタク孔内導電体膜形成および電極・配線形成を行なう。
【０４８４】
以上のようにして圧電体ポリマー内にインプリント法によって凹部および側壁ポリマーを形成して圧力センサーを形成できる。しかも導電体膜は一層で済むので（引き出し電極・配線層を含めれば二層）、プロセスが非常に簡単になる。また、基板６１１としてシリコン基板等の半導体基板を用いると、同じ基板内またはチップ内に圧力センサーとそれをコントロールあるいは演算処理する機能やその他の種々の機能を持つＩＣとを一緒に搭載することができる。従って、実装面積を小さくできので実装サイズを小型にできること、さらに接続配線を少なくできるので信頼性向上および歩留まり向上を実現できる。
【０４８５】
図６２は、凹部を用いた圧縮型圧力センサーを示す図である。本発明の凹部の形成方法、各種薄膜の形成方法、薄板の付着方法、取り出し電極の作製方法等はこれまで説明したものと同様であるが、以下概説する。基板６５１の第１面にフォトリソ法やインプリント法等で凹部形成用のレジストパターンを形成し、基板６５１内に凹部６５２を形成する。基板６５１は、絶縁基板、半導体基板、導電体基板等適宜選択できる。また、基板６５１は、基板上にポリマーやゴム等を形成したものを使用しても良い。さらに、このポリマーやゴム等の液状膜またはゲル状膜にインプリント法を用いて凹部を形成しても良い。基板６５１内に凹部は多数形成しても良いが、隣接する凹部間の基板側壁は圧力によって変形しないように、十分な強度と厚みが必要である。
【０４８６】
次に凹部６５２を含む基板６５１の第１面に、第１の絶縁膜６５３、第１の導電体膜６５４、圧電体膜６５５、第２の導電体膜６５６、第２の絶縁膜６５７を積層する。それぞれの薄膜を積層した後に、それぞれの薄膜のパターニングを行なっても良い。たとえば、第１の導電体膜６５３を積層した後に、接続しない凹部における導電体膜は切断したり、必要な配線をパターニングする。あるいは、たとえば、第２の導電体膜６５６を積層した後に、接続しない凹部における導電体膜は切断したり、必要な配線をパターニングする。次に薄板６５８を基板６５１の第１面側に付着し、凹部６５２に蓋をする。圧力伝達孔６５９を薄板に形成し、凹部６５２と外部環境と接続する。この凹部から、液体や気体等の圧力を凹部６５２内に導入し、圧電体膜６５５に印加する。また、導電体膜６５４、６５６からの引き出し電極を形成する領域６６０における薄板６５８を除去する。これらの薄板６５９の開口部は、薄板６５９を基板６５１に貼りつける前に行なっても良い。
【０４８７】
次に第１の引き出し電極６６３を形成するために、コンタクト孔６６１を形成する。第１の導電体膜６５４上には圧電体膜６５２および絶縁膜６５７が積層されている（第２の導電体膜６５６は予め除去しておくことが望ましい）で、フォトリソ法やインプリント法を用いてレジストパターンを形成し、絶縁膜６５７および圧電体膜６５２を除去する。圧電体膜６５２は基本的には絶縁体膜であるが、分極等して絶縁性が悪くなる場合には、コンタクト孔の側壁に絶縁膜を形成しておく。次にコンタクト孔６６１内に導電体膜６６２を形成し、さらに導電体膜６６３を形成しパターニングを行ない電極・配線６６３を作製する。導電体膜６６２と導電体膜６６３は兼用することもできる。
【０４８８】
同様にして、第２の引き出し電極６６６を形成するために、コンタクト孔６６４を形成する。第２の導電体膜６５６上には絶縁膜６５７が積層されているので、フォトリソ法やインプリント法を用いてレジストパターンを形成し、絶縁膜６５７を除去する。次にコンタクト孔６６４内に導電体膜６６５を形成し、さらに導電体膜６６６を形成しパターニングを行ない電極・配線６６６を作製する。導電体膜６６５と導電体膜６６６は兼用することもできる。第１の引き出し電極６６３と第２の引き出し電極６６６の形成は同一プロセスで行なうこともできる。
【０４８９】
このようにして形成した圧電デバイスにおいて、圧力伝達孔６５９を通して凹部６５２内に圧力を導入し、凹部内の圧電体膜６５５を圧縮または逆圧縮（圧力を下げた場合）する。圧電体膜はこの圧縮により分極して圧電体膜の表面に電荷を誘起する。この電荷を上下の導電体膜６５４および６５６で集めて引き出し電極６６３および６６６へ導く。圧電体膜６５５の裏表で電荷の極性は逆になっているので、引き出し電極６６３および６６６の間で電位（電圧）が生じる。この電位の大きさによって凹部６５２内に印加された圧力の大きさを計算できる。凹部内はすべて同じ圧力がかかっている（静水圧）ので、引き出し電極６６３および６６６はそれぞれ接続しておいて良いので、凹部領域でこれらの導電体膜のパターニングは必要がない。また、印加する圧力が小さくて発生する電荷が少ない場合などは多数の凹部内に形成したそれぞれの導電体膜を接続して電荷を多数集めることにより、感度を高めることができる。
【０４９０】
従来の平面的な圧電体素子では、基板内の広い面積が必要であったが、本発明を用いると基板の平面的なサイズを小さくすることが可能となる。たとえば、1辺がＷ１の正方形で、深さがＨ１の凹部を凹部間の間隔をＷsで、1辺がＬの正方形の面積に並べた場合、この中に｛Ｌ／（Ｗ1＋Ｗs）｝２個の凹部が形成されるので、約｛Ｌ２＋４Ｈ1ｘＷ1ｘ｛Ｌ／（Ｗ1＋Ｗs）｝２｝の面積が圧力を受けることになるので、従来法に比較して約｛１＋４（Ｈ1ｘＷ1ｘ）／（Ｗ1＋Ｗs）｝２｝倍の感度となる。たとえば、Ｈ１＝３００μｍ、Ｗ１＝２５μｍ、Ｗs＝５μmとすれば、９．３倍の感度となっている。尚、同じ圧力を受ける凹部は、凹部同士の間隔を狭めても変形しないので、Wｓは凹部形成の限界まで小さくできる。また凹部の平面的大きさＷ1も凹部が形成できて各種膜が凹部内に形成できる限界まで小さくできる。現在のレベルでも上記の値よりもさらに小さくできるから感度はさらに高めることが可能である。尚同じ圧力を受ける領域における基板６５１の上面（すなわち凹部間の側壁上面）は薄板６５８を付着させる必要はないので、同じ圧力を受ける領域の一番外側だけを凸部にして基板６１１と付着させれば良い。このようにすれば、凹部間の側壁上面にも圧力を印加できるので感度がさらにアップする。
【０４９１】
図６３は、凹部側壁の位置によって発生する電荷が逆特性となる場合における電荷の引き出し原理について説明する図である。図６３に示すように基板側壁６７１の上面が第１の薄板６７２で、基板側壁６７１の下面が第１の薄板６７３で固定されて変形が規制されている。従って凹部間の圧力差Ｐによってダイヤフラムである基板側壁６７１の中心付近が最も大きく変形し（膨らみ）、基板側壁６７１の上面や下面に近い部分は余り変形しない。このとき基板側壁である圧電体６７１によっては、ダイヤフラムの中心付近６７４とダイヤフラムの周辺６７５、６７６付近で異なる極性の電荷が発生する場合がある。そのときに導電体膜をそのまま接続していると電荷が相殺される部分が出て十分な感度が得られない。その場合は、ダイヤフラム（基板側壁６７１）の中心付近６７４とダイヤフラム（基板側壁６７１）の周辺付近６７５、６７６で電極を別にすると良い。
【０４９２】
すなわち、基板側壁６７１上に第１の導電体膜６７７、６７８、６７９を積層した後、第１の導電体膜を中心側の第１の導電体膜６７７と周辺側の第１の導電体膜６７８、６７９と分離する。同様に基板側壁６７１の反対側についても、基板側壁６７１上に第２の導電体膜６８１、６８２、６８３を積層した後、第２の導電体膜を中心側の第２の導電体膜６８１と周辺側の第２の導電体膜６８２、６８３と分離する。各導電体膜から図６３に示すようにＪ１、Ｊ２、Ｊ３およびＪ４、Ｊ５、Ｊ６と引き出し電極を取れば、Ｊ１はＪ５、Ｊ６と同じ極性となり、Ｊ４はＪ２、Ｊ３と同じ極性となる。
【０４９３】
図６３（ｂ）は図６３（ａ）を側面から見た図であるが、長方形状のダイヤフラムである基板側壁６７１を、中心付近の円形形状の電極６７７、６８１と周辺付近のドーナツ形状の電極６７８、６７９、６８２、６８３と分離しているが、６７８と６７９、あるいは６８２と６８３はつながっていても良い。また、図６３（ｂ）では円形形状として示しているが長方形上でも良い。また、図６３（ｂ）長方形状のダイヤフラムの角部には電極を設けていないが、角部も電極を含んでも良い。
【０４９４】
図６４は、凹部内面に導電体膜パターンを形成する方法について説明する図である。これは、たとえば、図６３に示すような凹部内の基板側壁６７１の側面に中心付近と周辺付近を分離したパターンを形成するときにも適用できる。まず、図６４（ａ）に示すように基板６８５内に凹部６８６を形成し、次に基板６８５の第１面上に絶縁膜６８７、導電体膜６８８を形成している。図６３に従えば、基板６８５は圧電体基板であり、絶縁膜６８７はなく、直接基板６８５に導電体膜６８８を形成している。次に感光性膜６８９を導電体膜６８８上に形成する。通常の塗布法（たとえば、ディップ、滴下、スピンコート、スクリーン塗布）では凹部６８６内にフォトレジストが厚く溜まるので、パターニングするためには強度の強い露光法（焦点深度が大きいもの、たとえば、Ｘ線露光やＳＯＲ（シンクロトロン放射光）法）を用いる必要がある。そこで、たとえば、電着法によって凹部内の段差にも忠実に感光性膜（感光性レジスト）６８９を積層する。ここで電着法とは溶液中に分散化された感光性高分子を導電体膜上に電気泳動法で塗膜として析出する方法である。
【０４９５】
感光性膜６８９を積層した後、図６４（ｂ）に示すように斜め露光法６９１により凹部内の基板側壁の側面に露光する。基板側壁は略垂直形状なので、通常の垂直露光法では基板側壁の側面に露光できないので、斜め露光法を用いる。電着レジスト膜６８９がポジ型の場合には光が当たる所が現像により取れるようにマスクを作製し、電着レジスト膜６８９がネガ型の場合には光が当たらない所が現像により取れるようにマスクを作製する。凹部６８６の深さをＨc1、凹部６８６の幅をWc1とすれば、tanθ＝Ｗc1／Ｈc1となるような傾きθで露光すれば、基板側壁の側面の底部まで光を照射することができる。凹部６８６の４つの内面にすべて露光する場合、直方体形状の凹部内面のすべてに光を照射する場合は、凹部６８６のそれぞれの面に対して垂直方向）平面的に見たとき）から斜め露光を（すなわち４回）行なう。基板６８５の上面の平坦部にもパターンを形成できるが、異なった方向から４回露光するのでうまくパターン形成できるように露光方法を工夫する。たとえば、基板６８５の上面の平坦部には１回だけ露光して他の３回の露光ではマスクをブラインドしておく。基板側壁側面のパターンが各面同じであれば、回転露光する方法で行なうことができる。
【０４９６】
次に現像すれば図６４（ｃ）に示すように、凹部内面、基板側壁側面上にレジストパターン６８９が形成される。基板上面にも所望のレジストパターン６８９が形成される。この電着レジストパターン６８９をマスクとして下地の導電体膜６８８のエッチングを行なうことにより、凹部側面に導電体の配線パターン６８８が形成できる。｛図６４（ｄ）｝導電体膜パターン６８８が形成された後で、電着レジスト６８９はリムーブして取り除く。図６３に示す場合（基板として圧電体を使用する場合）には導電体膜は一層で良いので、この後絶縁膜を形成して、薄板を付着させ圧力伝達孔をあけて、引き出しコンタクトおよび電極を形成すれば良い。基板が圧電体ではないときは、この後、圧電体膜６９０をスパッターやCVD法で積層し、さらに導電体膜６９１を積層する。この導電体膜６９１のパターンについても凹部６８６の側面（基板側壁の側面）に作製する場合は、電着法を用いてレジストを凹部内の内面に忠実に積層して、斜め露光法によって側面に所望の導電体パターン６９１を形成すれば良い。その後、絶縁膜６９２を積層して、薄板６９３を付着して凹部６８６を塞ぎ、さらに圧力伝達孔６９４を形成したり、引き出しコンタクト孔６９５や６９７、および引き出し電極６９６や６９８を形成すべき領域の薄板６９３を除去する。次に引き出しコンタクト孔６９５や６９７、および引き出し電極６９６や６９８を形成する。｛図６４（ｅ）｝尚、電着法以外にもシート状のドライフィルムを用いる方法やプラズマ重合法で形成する感光性レジストを用いる方法でも凹部内にパターン形成を行なうことができる。
【０４９７】
上記の方法は、凹部が貫通溝、すなわち基板６８５の第１面（表面）から第２面（裏面）へ貫通する凹部において、凹部における側面にもパターンを形成できる。図６５は図４８と類似する図であるが、基板側壁に形成する導電体膜を分割した状態を示す図である。圧電体基板側壁５３上に形成した導電体膜５４および５６において、中央部と周辺部の導電体膜を分離する。すなわち、導電体膜５４は中央部と周辺部の間６９９−１や６９９−２でエッチング除去され、中央部の導電体膜５４−２、周辺部の導電体膜５４−１や５４−３に分割される。その後、絶縁膜５５が積層され、これらの分離部６９９−１や６９９−２にも絶縁膜５５が形成される。これらの分割された導電体膜５４は配線されて、引き出し配線・電極へ接続する。たとえば、中央部の導電体膜５４−２はＣ５に、周辺部の導電体膜５４−１はＣ６へ、周辺部の導電体膜５４−３はＣ１へ接続する。周辺部の導電体膜５４−１や５４−３は同じ極性であるからＣ１とＣ６は接続しても良い。また、導電体膜５６は中央部と周辺部の間６９９−３や６９９−４でエッチング除去され、中央部の導電体膜５６−２、周辺部の導電体膜５６−１や５６−３に分割される。その後、絶縁膜５７が積層され、これらの分離部６９９−３や６９９−４にも絶縁膜５７が形成される。中央部の導電体膜５６−２はＣ７に、周辺部の導電体膜５６−１はＣ８へ、周辺部の導電体膜５６−３はＣ２へ接続する。周辺部の導電体膜５６−１や５６−３は同じ極性であるからＣ２とＣ８は接続しても良い。同様に圧電体基板側壁５８上に形成した導電体膜６０および５６において、中央部と周辺部の導電体膜を分離する。このようにして、圧電体膜の変形によって、圧電体膜上に異なった極性の電荷が発生する場合には、その上に形成した導電体膜を発生する極性に応じて分離する。分離した導電体膜から配線・電極等を通して同じ極性同士の電荷を集めることにより、検出感度を高めることができる。
【０４９８】
図６６は、本発明の隣接する凹部間の基板側壁の側面にピエゾ抵抗を配置してそのピエゾ抵抗効果を利用した圧力センサーの構造および製造方法を示す図である。図６７は、基板側壁の側面におけるピエゾ抵抗のパターンの一例を示す図である。図６７において、正方形状または長方形状の基板側壁の側面５０２１上にピエゾ抵抗５０１４が４個（５０１４−１、２、３，４または５、６、７、８）配置されている。基板側壁の側面５０２１の実線で示す５０２２の位置がダイヤフラム部の境界となっている。すなわち基板側壁の側面５０２１はダイヤフラム部であり、隣接する凹部内の圧力差によってその中心位置Ｏが最も膨らむか窪む。図６６に示すピエゾ抵抗の配置は、図６８に示す４個のピエゾ抵抗によるブリッジ回路（いわゆるホイートストンブリッジ回路）をなすように配置されている。図６７（ａ）において、４個のピエゾ抵抗は基板側壁５０２１の周辺に配置されており、ピエゾ抵抗５０１４−２と５０１４−４は同じ方向に配置され、ピエゾ抵抗５０１４−１と５０１４−３は同じ方向に配置されている。従って、ダイヤフラム（基板側壁）の変形によってピエゾ抵抗５０１４−２と５０１４−４は同じ抵抗値で変化し、一方ピエゾ抵抗５０１４−１と５０１４−３は同じ抵抗値で変化し、変化の度合いは逆となる。図６７（ｂ）において、ピエゾ抵抗５０１４−５、６、７、８は同じ方向に配置されているが、ピエゾ抵抗５０１４−５と８は周辺に配置され、ピエゾ抵抗５０１４−６と７は中心方向に配置されている。従って、ピエゾ抵抗５０１４−５と８は同じ抵抗値で変化し、一方ピエゾ抵抗５０１４−６と５０１４−７は同じ抵抗値で変化し、その変化の度合いが異なる。従ってブリッジ回路の測定から抵抗値の変化量が分かるので、その抵抗値の変化量から圧力を計算することができる。尚、図６７ではピエゾ抵抗だけ示しているが、ピエゾ抵抗に電圧をかけて電流を流すための配線パターンも基板側壁の側面に形成されている。
【０４９９】
図６６（ａ）に示すように、基板５０１１内に凹部５０１２（５０１２−１、２、３）が形成される。この凹部５０１２内および基板５０１１の第１面に絶縁膜５０１３を形成し、さらにピエゾ抵抗用の薄膜抵抗５０１４を積層する。さらにこの薄膜抵抗をパターニングするためのレジストパターン５０１５を形成する。このレジストは電着法等により形成し、さらに露光法（斜め）により基板側壁の垂直面である側面にもレジストパターンを形成する。この基板側壁の側面のレジストパターンの一部がピエゾ抵抗となる。薄膜抵抗は、たとえばクロムシリコン（ＳｉＣｒｘ）膜や他のシリサイド膜、多結晶シリコン膜である。多結晶シリコン膜の場合、ドーピング量を変えて多結晶シリコン膜の抵抗を変化させても良いし、イオン注入法で抵抗を変えても良い。たとえば、図６６（ａ）において、多結晶シリコン膜５０１４を形成し、レジスト膜５０１５を形成する前に、全面イオン注入を行ない薄膜抵抗としての濃度分をイオン注入する。このとき、凹部５０１２内の基板側面にもイオン注入するために斜め回転イオン注入をすると良い。斜めイオン注入だけだと矩形凹部の場合、４回の斜めイオン注入が必要となるが、回転斜めイオン注入を使用すれば１回のイオン注入で済む。さらにピエゾ抵抗となる部分にレジストパターンを形成して配線用の高濃度のイオン注入を行なう。これによって、ピエゾ抵抗部分は所定のイオン注入量、配線パターンとなる部分は高濃度のイオン注入を行なわれる。
【０５００】
次にレジストパターン５０１５をマスクとして薄膜抵抗をエッチングして、薄膜抵抗部分と配線部分をパターニングし、レジスト５０１５をリムーブする。（図６６（ｂ））次に、絶縁膜５０２０を積層する。この絶縁膜５０２０は薄膜抵抗５０１４を保護している。薄膜抵抗５０１４はピエゾ抵抗にもなるし配線としても使用されている。次に、絶縁膜５０２０上に薄板５０１６を付着して凹部５０１２（５０１２−１、２，３）に蓋をする。その後、薄板５０１６に圧力伝達孔５０１２（５０１２−１、２、３）を開ける。さらに薄膜抵抗配線５０１４からの引き出し電極を取るコンタクト領域５０１８における薄板５０１６を除去する。次にコンタクト孔５０１９を形成し、薄膜抵抗配線５０１４にかける電圧を印加し電流を流せるようにする。このコンタクト部にさらに配線・電極を設けても良い。
【０５０１】
以上のようにして、凹部内の内面、すなわち基板側壁５０１１（５０１１−１、２）の側面にピエゾ抵抗およびブリッジ回路用配線を形成できた。凹部５０１２−２の圧力をＰ２とし、基板側壁５０１１−１を隔てた凹部５０１２−１の圧力をＰ１とし、Ｐ２＞Ｐ１とすれば基板側壁５０１１−１が凹部５０１２−１側へ膨らむ。このとき、薄膜抵抗５０１４からなるピエゾ抵抗値の変化をブリッジ回路で測定できる。図６６（ｃ）から分かるように、基板側壁５０１１−１の側壁の両面にブリッジ回路を形成できるので、感度が２倍となる。尚５０１１−１の両側では変化方向が逆になる（一方が膨らむと他方は凹む）ので、ピエゾ抵抗変化も逆になることに注意する。
【０５０２】
凹部５０１２−２の圧力をＰ２とし、基板側壁５０１１−２を隔てた凹部５０１２−３の圧力をＰ３とし、Ｐ２＞Ｐ３とすれば基板側壁５０１１−２は凹部５０１２−３側へ膨らむ。このとき、薄膜抵抗５０１４からなるピエゾ抵抗値の変化をブリッジ回路で測定できる。図６６（ｃ）から分かるように、基板側壁５０１１−２の側壁の両面にブリッジ回路を形成できるので、感度が２倍となる。尚、５０１１−２の両側では変化方向が逆になる（一方が膨らむと他方は凹む）ので、ピエゾ抵抗変化も逆になることに注意する。
【０５０３】
このように本発明のブリッジ回路は少ない平面的面積で構成できる。たとえば、ダイヤフラムの大きさを３００μｍｘ３００μｍとしたとき、凹部の幅を２５μｍ、基板側壁の幅を５μｍとすれば、本発明の圧力センサーの大きさは６０μｍｘ３００μｍとなり、平面的な従来のダイヤフラムに比べると１／５の面積となり、しかも２つのブリッジ回路を組めるので、感度が２倍となっている。また、同じ平面的な占有面積とすれば、９個のダイヤフラムを形成でき、その両側にブリッジ回路を組めるので、感度は１８倍になっている。
【０５０４】
これまでに説明したように、本発明の基板はポリマーやゴム等を使用できるし、シリコン等の半導体基板上にもインプリント法等を用いてポリマーやゴム内に凹部や薄膜抵抗等を使用できる。しかもポリマーやゴム等はシリコンよりヤング率がかなり小さい（シリコンのヤング率約１３０ＧＰａ、ポリマー約０．１〜５ＧＰａ、ゴム約０．０１〜０．１ＧＰａ）ので、１桁小さいダイヤフラムでも同程度の変形量を得ることができる。たとえば、ポリマーやゴム等の厚みを５０μｍ程度にしてインプリント法やフォトリソ＋エッチング法で凹部および基板側壁を形成して、基板側壁（ダイヤフラム）の大きさを３０μｍ（深さ方向）ｘ３０μｍ（長さ方向）、基板側壁の厚み５〜１０μｍとしても大きな変形量を得ることができるので、その側壁の側面にピエゾ抵抗パターンを形成し、従来のシリコン基板のダイヤフラム（３００μｍｘ３００μｍ、厚み５〜１０μｍ）並みのピエゾ抵抗変化を得ることができる。２個の凹部で不足であれば必要な分凹部を作り接続していけば良く、それでもかなり小さな面積となる。このようにすれば、シリコン半導体基板にＩＣを作製した後に、ＩＣの隙間部分にポリマーやゴムを塗布してピエゾ抵抗型圧力センサーを作製できる。従って、圧力センサー＋ＩＣを１チップ化でき、しかもＩＣの面積は殆ど変わらないようにすることもできる。
【０５０５】
また、シリコン等の半導体基板に、前述した様にポリマーやゴム層の基板厚みと同程度の凹部を形成し、その凹部にポリマーやゴム層を埋め込んでその部分を基板とすれば、他のシリコン等の半導体基板との段差も小さくできるので、ポリマーやゴム層からなる圧力センサ部と半導体基板側を接続する配線の段切れ等の問題も解消することができる。さらに、ピエゾ抵抗型圧力センサーは、基板を第１面から第２面に貫通した貫通溝タイプにも使用できる。また、第１面側から形成した第１凹部と第２面側から形成した第２凹部とで挟まれた基板側壁の側面に形成することもできる。
【０５０６】
図６９は、シリコン等の半導体基板内にピエゾ抵抗を形成する場合の構造および製造方法を示す図である。半導体基板５０３１内に凹部５０３２（５０３２−１、２、３）を形成した後、第１面上に薄い絶縁膜５０３７を形成する。この後、導電体膜５０３３を積層する。絶縁膜５０３７は導電体膜５０３３を半導体基板５０３１上に直接形成すると問題ある場合に積層する。たとえば、密着性向上の目的、導電体膜５０３３をリムーブするときに半導体基板５０３１にダメッジが入らないようにする目的などである。絶縁膜５０３７は絶酸化膜でも良いし、ＣＶＤ、ＰＶＤ等による積層膜でも良い。導電体膜５０３３は感光性の電着レジスト膜を形成する目的で形成する。また、その膜厚（絶縁膜５０３７の膜厚と合わせて）は、イオン注入時に半導体基板内に不純物イオンが入ることができる厚みとする。従って、電着レジスト膜が形成できれば薄いほど良い。たとえば、絶縁膜５０３７の厚みは５nm〜１００nm、導電体膜の厚みは１０ｎｍ〜２００ｎｍである。導電体膜５０３３は電着レジストが可能な導電膜であり、たとえば、ドープしたシリコン膜、アルミニム、チタン、クロム等の金属膜や合金膜、あるいは導電炭素膜、導電性ポリマーでも良い。
【０５０７】
次に電着法で感光性の電着膜５０３４を積層し、斜め露光法等で必要なパターニング５０３４を行なう。特にピエゾ抵抗となる領域や配線となるべき部分は窓開けする。次にイオン注入を行ない、窓開けした所から半導体基板内部のピエゾ抵抗、配線領域にイオン注入する。基板の第１面に垂直な基板側壁の側面にもイオン注入するために、斜めイオン注入を行なう。凹部が矩形の場合、凹部の面に垂直方向から照射するのが望ましいのですべての側面にイオン注入するには４回イオン注入する必要がある。ただし、回転イオン注入であれば（基板を回転しても良い）１回で済む。電着レジスト膜で窓開けした部分には導電体膜５０３４や絶縁膜５０３３が存在するので、これらの厚みや材料を考慮してイオン注入の加速エネルギーを決定する。当然マスクとなっている電着レジスト膜の厚みの考慮も必要である。あるいは、電着膜を窓開けした後に窓開けした部分の導電体膜５０３４をエッチング除去してからイオン注入しても良い。絶縁膜５０３７はこの導電体膜５０３４のエッチングストッパーともなる。
【０５０８】
イオン注入後電着レジスト膜を除去し、さらに導電体膜５０３４を除去する。絶縁膜５０３７も除去しても良いし、残しても良い。その後、イオン注入したイオンを活性化するための熱処理を行ないイオン注入層５０３６を形成する。ダイヤフラムとなる基板側壁５０３１（５０３１−１、２）にピエゾ抵抗領域となるイオン注入層５０３６や配線層となるイオン注入層５０３６が形成される。この絶縁膜５０３７は薄いので、次に絶縁膜５０３８を形成し、さらに導電体膜５０３９を形成する。この導電体膜はこの上に電着レジスト膜５０４０を形成する目的であるが、凹部５０３２（５０３２−１、２）内にパターンを形成しないときは、基板５０３１の上面のみにパターンを形成するだけなので、この導電体膜５０３９を形成せず直接感光性レジストを形成することができる。次に斜め露光法等により、凹部内に開口部５０４２や基板５０３１の第１面上に開口部５０４１を形成する。（図６９（ｃ））この導電体膜５０３９は電着膜５０４０を形成する目的であるため、電着膜５０４０を形成できれば薄いほど良い。
【０５０９】
次にこの開口部５０４１、５０４２から導電体膜５０３９をエッチング除去し、さらにこの開口部の絶縁膜５０３８をエッチングし、基板５０３１内のイオン注入層５０３６を露出させる。｛図６９（ｄ）｝次に電着レジスト膜５０４０をリムーブし、さらに導電体膜５０３９をリムーブする。ただし導電体膜５０３９は問題なければ残しておくこともできる。次に図６９（ｅ）に示すように導電体膜５０４５を積層する。この導電体膜５０４５はコンタクト領域５０４３（基板５０３１上の平坦部）やコンタクト領域５０４４（凹部内）にも積層しイオン注入層５０３６とコンタクトする。この導電体膜５０４５は金属シリサイド膜、ドープした多結晶シリコン膜、各種金属膜、導電性ポリマー等を適宜選択すれば良い。
【０５１０】
次に導電体膜５０４５をパターニングし必要な配線を行なう。次に絶縁膜５０４６を形成し、さらに薄板５０４７を付着して凹部５０３２（５０３２−１、２、３）に蓋をする。その後、圧力伝達孔５０４８（５０４８−１、２、３）をあける。また、導電体膜５０４５からの引き出し電極を形成すべき領域の薄板５０４７を除去する。尚これらの薄板の開口は予め除去しておいた薄板５０４７をアライメントして基板５０３１上に付着しても良い。次に、導電体膜５０４５との接続孔（コンタクト孔）５０５１を形成し、引き出し電極５０５２を形成する。
【０５１１】
以上のようにして、基板側壁５０３１−１、２の側面にピエゾ抵抗層を形成でき、半導体基板５０３１内のイオン注入層（拡散層）５０３６による配線、そこと接続した導電体膜５０４５による配線を用いてブリッジ回路を組んで、圧力伝達孔５０４８（５０４８−１、２、３）から凹部５０３２（５０３２−１、２、３）へ印加した圧力Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３による圧力差から生じる基板側壁５０３１（５０３１−１、２）の変形によって変化するピエゾ抵抗の変化量に基づいて印加された圧力差を求めることができる。尚、イオン注入層５０３６の代わりに拡散層５０３６を作製することもできる。たとえば、図６９（ａ）において、電着レジストパターンによって、導電体膜５０３３をエッチングしてさらにその下の絶縁膜５０３７もエッチングした後、電着レジストをリムーブし、さらに導電体膜５０３３をリムーブして絶縁膜５０３７の開口部を得る。この拡散法により、絶縁膜５０３７の開口部から所望の濃度のプリデポ＋拡散で拡散層５０３６を得ることができる。尚、この場合には絶縁膜５０３７がプリデポおよび拡散のマスクとなっているので、イオン注入法による場合よりも厚く絶縁膜５０３７を積層することが望ましい。また、基板５０３１内のイオン注入層（拡散層）配線層の濃度を上げるために、前述したことと同様の方法で、さらにイオン注入層またはプリデポ＋拡散層を形成することもできる。半導体基板５０３１内にピエゾ抵抗層を作製すると、このピエゾ抵抗層は半導体基板そのものであるから、信頼性や品質が高いことが利点である。
【０５１２】
図７０は、基板内に形成した凹部を用いた静電容量型の圧力センサーの構造および製造方法を示す図である。基板５１１１内に凹部５１１２（５１１２−１、２、３）を形成した後、絶縁膜５１１３を形成し、さらに導電体膜５１１４を形成する。次に感光性膜５１１５を形成し、必要なパターンを形成する。基板５１１１はシリコンや化合物半導体等の半導体基板、ガラス、石英、ポリマー、セラミック等の絶縁体基板、あるいは金属や合金や導電性高分子等の導電体基板でも良い。あるいはこれらの基板を貼り合わせた基板であっても良い。あるいは、上記の基板等に形成したポリマーやゴムやペースト（絶縁性または導電性）等の液状体膜やゲル状膜を形成し、インプリント法を用いて凹部を形成しても良い。さらに、図７０では凹部は第１面（表面）に開口しかつ第２面（裏面）には貫通していないが、第２面に貫通した貫通溝であっても良い。基板５１１１が絶縁体であるときは、絶縁膜５１１３を形成しなくても良い。ただし導電体膜５１１４と基板５１１１の密着性が余り良くないときは絶縁膜を積層する場合もある。凹部５１１２内にパターン形成する場合、感光性膜５１１５は、凹部５１１２の内部にできるだけ忠実に形成することが望ましい。たとえば、電着レジスト膜を形成する。他にシート状のドライフィルムを用いる方法やプラズマ重合法で形成する感光性レジストを用いる方法でも良い。凹部５１１２内にパターン形成しない場合は、通常の塗布法やディップ法等でレジストを形成する方法でも良い。次に露光法（フォトリソ法）で感光性膜５１１５をパターニングする。たとえば、凹部５１１２（５１１２−１、２、３）の底部５１１６（５１１６−１、２、３）を開口する。および／または凹部５１１２（５１１２−１、２、３）の間の基板側壁５１１１（５１１１−１、２、３）の上部５１１７（５１１７−１、２、３）を開口する。および／または凹部内側面を開口する場合もある。｛図７０（ａ）｝
【０５１３】
次にこのパターニングした感光性膜５１１５をマスクとして導電体膜５１１４をエッチングする。凹部内側面に形成された導電体膜５１１４をエッチングするときは、ウエットエッチングまたは等方性ドライエッチングが良い。これにより導電体膜５１１４は基板側壁上面５１１９（５１１９−１、２）で、および／または凹部底部５１１８（５１１８−１、２、３）で、および／または凹部側面（基板側壁の側面）で切断される。さらに基板５１１１の第１面で必要な配線形成が行なわれる。導電体膜が多結晶シリコン膜やシリサイド膜の場合はたとえばフッ硝酸系のエッチング液やハロゲン系のガスを用いたドライエッチングでエッチングできる。導電体膜が透明導電体膜（ＩＴＯ、ＡＴＯ、ＺｎＯ等）の場合はたとえばフッ硝酸系のエッチング液やハロゲン系のガスを用いたドライエッチングでエッチングできる。導電体膜がアルミニウムの場合はたとえばリン酸系のエッチング液やハロゲン系のガスを用いたドライエッチングでエッチングできる。その他の材料についても良好なエッチング法を適宜選択すれば良い。このエッチングによって、導電体膜５１１４は、５１１４−１、２、３、４、５、６等に分割される。（ただし、これらの間で必要な部分は接続する場合もある。）次に絶縁膜５１２０を積層する。この絶縁膜５１２０は導電体膜５１１４を保護し、この後付着する薄板と導電体膜５１１４とを介在する絶縁膜でもある。｛図７０（ｂ）｝
【０５１４】
次に薄板５１２１を付着し凹部５１１２に蓋をする。この接着法は、接着剤を使用する方法や、常温接合法などがある。この薄板５１２１の凹部５１１２（５１１２−１、２、３）に圧力伝達孔５１２２（５１２２−１、２、３）を形成する。また、コンタクト孔５１２４や引き出し電極５１２５を形成すべき領域５１２３における薄板５１２１も除去することが望ましい。さらにその他の薄板５１２１が不要な部分から薄板５１２１を除去する。あるいは、あらかじめ薄板５１２１が不要な部分を除去した薄板５１２１を基板５１１１上に付着しても良い。次に導電体膜５１１４からの引き出し電極を形成するために、フォトリソ法およびエッチング法を用いて絶縁膜５１２０にコンタクト孔５１２４を形成し、コンタクト孔５１２４に導電体膜を形成し引き出し電極５１２５を形成する。｛図７０（ｃ）｝
【０５１５】
図７１は、図７０に示す圧力センサーの平面図を示す。凹部５１１２（５１１２−１、２、３、４）と導電体膜５１１４（５１１４−１、２、３、４、５、６、７、８）を示す。直方体形状の凹部５１１２（５１１２−１、２、３、４）が平行にならんでおり、凹部５１１２（５１１２−１、２、３、４）の間に側壁５１１１（５１１１−１、２、３、４）が形成されている。また。側壁５１１１（５１１１−１、２、３、４）の側面には導電体膜５１１４（５１１４−１、２、３、４、５、６、７、８）が形成されており、凹部内を含め導電体膜５１１４（５１１４−１、２、３、４、５、６、７、８）が分離している。図７１（ａ）から分かるように、凹部内の内面に導電体膜５１１４を形成しその間の凹部空間を静電容量空間（たとえば、凹部５１１２−２）とする場合、一方の電極となる導電体膜５１１４−３は基板側壁５１１１−１の凹部５１１２−２の内側面に形成され、他方の電極となる導電体膜５１１４−４は基板側壁５１１１−２の凹部５１１２−２の内側面に形成され、これらの電極の間は凹部底部も凹部側面（この場合凹部短辺側）において導電体膜はエッチング除去される。この結果凹部内を容量空間として、両側の基板側壁側面５１１４−３および４を電極とする静電容量素子ができる。
【０５１６】
凹部５１１２内のレジストパターニングが難しいときは、１つの凹部（たとえば５１１２−２）内の導電体膜５１１４（５１１４−３、５１１４−４を含めた凹部５１１２−２内の導電体膜）はすべてエッチング除去する。この凹部に隣接する凹部（５１１２−１、または５１１２−３）に形成された電極をコンデンサの電極とする。ただし、このときの容量成分は凹部の空間容量、基板側壁５１１１−１および５１１１−２も容量を形成している。凹部５１１１２−１および５１１２−３内の導電体膜５１１４はそのまま残しておくので、導電体膜５１１４−１と５１１４−２、また導電体膜５１１４−５と５１１４−６はつながっている。このようにすると、凹部５１１２内ではレジストのパターニングをしなくて良く、レジストのパターニングを行なうのは基板５１１１の第１面の平坦部なので通常のフォトリソ法およびエッチング法で導電体膜５１１４を除去できる。この結果、凹部５１１２（５１１２−１、２、３、４）内の空間を静電容量として、その両側の導電体膜を電極５１１４（５１１４−１、２、３、４、５、６、７、８）とするコンデンサが出来上がっている。これらのコンデンサの静電容量をＣ１、Ｃ２，Ｃ３、Ｃ４とすると、これらのコンデンサを適宜並列および／または直列に接続することにより、コンデンサの容量を増減できる。
【０５１７】
図７２は、図７０および図７１に示す静電容量型圧力センサーの動作および原理を示す図である。図７２に示す構造は図７０とは少し異なっているが、本質的には同じ構造である。図７２においては、凹部５１１２（５１１２−１、２、３、４）は基板５１１１内で第１面から第２面へ貫通した貫通溝となっている。この貫通溝５１１２（５１１２−１、２、３、４）の形成方法は記述済である。たとえば、薄板５１２６を基板５１１１の第２面に貼りつけて基板５１１１の第１面に形成したレジストパターン等をマスクにして垂直エッチングやインプリント法を用いて第２面に到達する貫通溝を形成する。その後薄板５１２６を取り付けた状態で第１面側に薄板５１２１を取り付ける。その後薄板５１２６は別の薄板へ貼り替えても良い。あるいは、たとえば、薄板５１２６を基板５１１１の第２面に貼りつけないで、基板５１１１の第１面に形成したレジストパターン等をマスクにして垂直エッチングやインプリント法を用いて第２面に到達する貫通溝を形成する。その後、第１面側および第２面側に薄板を貼りつけても作製できる。
【０５１８】
圧力伝達孔５１２２（５１２２−１、２、３、４）から圧力Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４を凹部５１１２（５１１２−１、２、３、４）へ導入すると、これらの凹部の間の基板側壁５１１１（５１１１−１、２、３）が凹部内の圧力差によって変形する。たとえば、Ｐ１＜Ｐ２のとき、図７２に示すように基板側壁５１１１−１は凹部５１１２−１側へ膨らむ。また、Ｐ２＞Ｐ３のとき、図７２に示すように基板側壁５１１１−２は凹部５１１２−３側へ膨らむ。圧力差がないときにおける凹部５１１２−２の凹部の幅（電極間距離）をｄ１、Ｐ１＜Ｐ２における基板側壁５１１１−１の変形量をｄ２、Ｐ２＞Ｐ３における基板側壁５１１１−２の変形量をｄ３とする。ｄ２、ｄ３は凹部５１１２の深さによって異なり、その中心付近で最も大きくなるが、ｄ２、ｄ３をこの平均量と考えれば、圧力差がないときの容量Ｃ２＝εＳ／ｄ１は圧力差を受けてＣ２’＝εＳ／（ｄ１＋ｄ２＋ｄ３）に変化（この場合は減少）する。（εは誘電率、Ｓは電極面積）基板側壁５１１１−１および５１１１−２の厚みが同じで、Ｐ１＝Ｐ３とすれば、ｄ２＝ｄ３と考えて良い。この静電容量変化と圧力の関係を予め求めておけば、未知の圧力差で変形したときに静電容量の変化から圧力差を求めることができる。
【０５１９】
凹部５１１２−３について見ると、Ｐ２＞Ｐ３のときには基板側壁５１１１−２が凹部５１１２−３側へ凹み（変形量ｄ５）、Ｐ４＞Ｐ３のときには基板側壁５１１１−３が凹部５１１２−３側へ凹む（変形量ｄ６）。圧力差がないときにおける凹部５１１２−３の凹部の幅（電極間距離）をｄ４とすればｄ５、ｄ６は凹部５１１２の深さによって異なり、その中心付近で最も大きくなるが、ｄ５、ｄ６をこの平均量と考えれば、圧力差がないときの容量Ｃ２＝εＳ／ｄ４は圧力差を受けてＣ２’＝εＳ／（ｄ４―ｄ４―ｄ５）に変化（この場合は増加）する。（εは誘電率、Ｓは電極面積）基板側壁５１１１−２および５１１１−３の厚みが同じで、Ｐ２＝Ｐ４とすれば、ｄ５＝ｄ６と考えて良い。この静電容量変化と圧力の関係を予め求めておけば、未知の圧力差で変形したときに静電容量の変化から圧力差を求めることができる。
【０５２０】
尚、図７０における実施形態では、基板５１１１−４や５１１１−５については、変形は殆どしないので、凹部５１１２−１および５１１２−４の静電容量変化は片側だけの変形になる。以上のように本発明の凹部（あるいは貫通溝）を作製して、これらの凹部間の基板側壁が凹部間の圧力差によって変形するときに静電容量が変化するので、この変化量から圧力を求めることができる。これらの凹部を多数並べて同じ圧力となる凹部における電極を並列に接続していけば、全体の容量は１つ１つの容量の和となるので１つ１つの変化量が小さくても全体としては大きな容量変化となるので、感度を増大できる。また、凹部の幅を基板側壁の変化の限界量以下で作製すれば、基板側壁は凹部の幅（の半分）以上には変形しないので、基板の歯会や損傷を防止することができる。また、圧力伝達孔や電極は第２面側にも作製できるので、（特に図７０に示す場合はどちらでも可能）設計しやすい。
【０５２１】
本発明の静電容量型圧力センサーもインプリント法で作製できることは上述の通りであるが、ヤング率の低いポリマーやゴム等を用いれば寸法が小さくても大きく変形するので静電容量を大きく変化させることが可能となる。上述の繰り返しにはなるが、基板内に深さが１０〜５００μｍ、縦および横が約１０００μｍ以下の凹部を形成し、各種ポリマーやゴムを凹部に塗布またはディップ等して凹部内を埋めて、これらの液状またはゲル状の状態にインプリント法で凹部を形成する。あるいは、ポリマーやゴム等を硬化してからフォトリソ法およびエッチング法で凹部を形成する。次にこれらのポリマーやゴムは絶縁体である場合には導電体膜を積層する。導電体膜をパターニングした後絶縁膜を積層してこれらの凹部に薄板で蓋をして、引き出し電極を形成する。これらのポリマーやゴムは絶縁体でない場合には絶縁膜を形成した後に導電体膜を積層する。導電体膜をパターニングした後絶縁膜を積層してこれらの凹部に薄板で蓋をして、引き出し電極を形成する。これによって、たとえば、シリコン基板等の半導体基板内に上記の埋め込み圧力センサーを形成できる。
【０５２２】
埋め込んだ凹部の基板側壁の上面を半導体基板内に形成したＩＣや各種デバイスの高さとほぼ等しくすれば、圧力センサーの導電体膜はＩＣ等のデバイスに用いる導電体膜と兼用も可能である。特にポリマーやゴムの硬化温度を半導体プロセスの最終温度（最終保護膜の形成温度）である約３００℃〜５００℃より低く設定できるので、ＩＣ等の素子を形成した後に圧力センサーを同じＩＣ等のチップ内に搭載することができる。このときは、ＩＣ等の最終保護膜を形成した後に、半導体基板内に凹部を形成して圧力センサーを形成すれば良い。圧力センサーの導電体膜形成時に、ＩＣ等のパッドに配線接続すれば良い。あるいは、ポリマーやゴムの硬化温度が半導体プロセスの最終温度より高ければ、半導体プロセスで使用する最終の導電体膜の形成前に半導体基板内に凹部を形成して、ポリマー等を凹部へ入れてインプリント法やフォトリソ法で圧力センサー用の凹部を形成した後、圧力センサー用の導電体膜と半導体プロセスで使用する最終の導電体膜とを兼用することができる。これらの導電体膜をパターニングした後、最終保護膜（絶縁膜）を形成し、薄板で圧力センサー用凹部に蓋をすれば良い。尚、上述した方法は、本発明のすべての圧電センサー（これ以降に記載するものも含める）に適用できることは言うまでもない。
【０５２３】
図７３は圧力センサーのパッケージの一例を示す図である。図７３（ａ）はその平面図であり、図７３（ｂ）はその側面断面図であるが、この図７３に示すように、圧力センサー（圧電素子）の外側は、基板５１３１（５１３１−１）である。その内側に凹部（または貫通溝）５１３２−２が基板側壁５１３１−２を取り囲む。一番内側に凹部（または貫通溝）５１３１−１がある。凹部５１３１−１の内側側面の基板側壁５１３１−２に導電体膜５１３３（５１３３−１、２、３、４）が積層されている。説明に不要な膜は記載していない。内側凹部５１３２−１と外側凹部５１３２−２との間の基板側壁５１３１−２が、これらの凹部間の圧力差によって変形する。図７３（ａ）では４つの基板側壁が存在していて、各基板側壁は圧力差に応じて内側へ凹むか外側へ膨らむかして変形する。この変形に応じて、静電容量型圧力センサーの場合には、これらの対向する電極間（たとえば、５１３３−１と５１３３−３、５１３３−２と５１３３−４）の容量変化を検出する。また、基板側壁に圧電体膜を用いた場合はこれまで説明したような膜構造を構成して、圧電体膜の両側に形成した電極に引き出された電荷量を検出する。基板側壁に形成した圧電体膜を用いた場合はこれまで説明したような膜構造を構成して、圧電体膜の両側に形成した電極に引き出された電荷量を検出する。尚、図７４に示すように（図７４（ａ）は平面断面図、図７４（ｂ）は側面断面図であり、膜構造は既述しているので必要な部分だけ記載している）、圧電体基板または圧電体膜の場合には、同じ方向に変化しているので、凹部５１３２−１の内側側面の電極５１３３−２はすべて接続しても良く、基板側壁５１３１−２の外側にも圧電体膜や電極を作製でき、それらの電極５１３３−１は接続しておくことができる、凹部内部でパターニングする必要がないので、プロセスも簡単である。
【０５２４】
基板側壁の側面にピエゾ抵抗素子を形成してブリッジ回路を組んだピエゾ抵抗型圧力センサーも基板側壁の各面および表面・裏面に作製できるので、検出感度が増大する。尚、図７３や図７４に示す実装パッケージの外壁５１３１−１の厚みは使用する圧力で変形しないようにする。図７３や図７４は、圧力伝達孔や引き出し電極を記載していないが、必要な場所に適宜形成すれば良い。このような実装パッケージは極めて小型に形成でき、半導体プロセスを適用でき、プロセスが極めて簡単である。従って、1枚の基板から多数形成できる。たとえば、０．５ｍｍ＊０．５ｍｍ＊０．５ｍｍの実装パッケージを実現でき、６インチウエハであれば約６５０００個形成でき、極めて安い圧力センサーを実現できる。
【０５２５】
図７５は、本発明の縦型圧力動作素子を用いたインクジェットデバイスを示す図である。基板内に第１面（表面）から第２面に貫通し、側面が基板側壁で囲まれた複数の凹部を有し、基板側壁の上面には第１の薄板が付着し、基板側壁の下面には第２の薄板が付着し、この凹部の上部は第１の薄板で被われており、凹部の下部は第２の薄板で被われている。
上部が第１の薄板で、下部が第２の薄板で、側面が基板側壁で囲まれた一部の凹部（インク溜まり凹部）は、その上部を被っている第１の薄板の一部が外側と貫通しており、その貫通孔（インク導入孔）を通して第１の薄板の上方からインクが当該凹部へ導入されるようになっており、通常インク溜まり凹部内にはインクが入っている。また、当該凹部の下部を被っている第２の薄板の一部が外側と貫通しており、その貫通孔（インク放滴孔）を通して当該凹部からインクを放滴できるようになっている。インクが導入される当該凹部の側面を構成する側壁の少なくとも一部を隔てて隣接する凹部（隣接凹部）は、側面が基板側壁で囲まれた凹部であり、この隣接凹部の上部は第１の薄板で被われており、隣接凹部の下部は第２の薄板で被われている。この隣接凹部の上部を被っている薄板の一部が外側と貫通しており、その貫通孔（圧力伝達孔）を通して隣接凹部の圧力を高くしたり低くしたりできるようになっている。圧力伝達孔を通して隣接凹部の圧力を一定圧力（たとえば、１気圧）より低くすると隣接凹部とインク溜まり凹部を隔てている基板側壁が隣接凹部側に膨らみ、その結果外部のインク液容器からインク導入孔を通してインク溜まり凹部内へインクが流入する。一定量インク溜まり凹部内へインクが溜まったら、隣接凹部の上部を被う薄板に開いている圧力伝達孔を通して隣接凹部の圧力を一定圧力（たとえば、１気圧）より高くすると隣接凹部とインク溜まり凹部を隔てている基板側壁がインク溜まり凹部側に膨らみ、インク放滴孔を通してインク溜まり凹部内のインクは外側へ滴出される。
【０５２６】
本発明の凹部を形成した基板を用いたインクジェット用素子の構造は上述したようにこれまで説明した圧力センサーと同じであるが、さらにその製造方法の概要を以下に説明する。図７５に示すように、第２の薄板２０１５を基板２０１１の第２面（裏面）に付着させる。基板２０１１はシリコン基板等の半導体基板、ガラス基板やプラスチック基板等の絶縁基板、鉄や銅や合金や金属等の導電体基板など種々適用できる。（あるいは、第２の薄板上に形成したポリマーやセラミック等にインプリント法を用いたものでも良い。）第２の薄板２０１５もシリコン基板等の半導体基板、ガラス基板やプラスチック基板等の絶縁基板、鉄や銅や合金や金属等の導電体基板など種々適用できる。また、基板２０１１および第２の薄板２０１５は接着剤（金属、低融点ガラス等を含む）を用いて付着したり、常温接合、拡散融合、高温接合、陽極接合を用いて付着することができる。たとえば、シリコン基板とガラス基板は電界をあけて陽極接合をして強固に付着させることができる。
【０５２７】
その後、基板２０１１の第１面にフォトリソ法またはインプリント法により厚いレジストパターンを形成する。基板２０１１上に絶縁膜を形成してからレジストパターンを形成しても良い。このレジストの厚みは、この後基板２０１１をエッチングするので、このエッチング中に消失しないでパターン形状を維持できる厚みにする。このフォトレジストパターンを用いて、基板２０１１を異方性エッチング（ドライエッチング）する。フォトレジストパターンにできるだけ忠実に基板２０１１の凹部を形成するために、凹部は基板面（第１面）に略垂直にパターン寸法通りにできるだけ近くエッチングすることが望ましい。基板２０１１は第２面を貫通するまでエッチングする。第２面には第２の薄板２０１５が付着しているので、この第２の薄板をエッチングストッパーとしてエッチングする。たとえば、第２の薄板２０１５のエッチングレートを基板２０１１のエッチングレートより遅くするようなエッチング条件で基板２０１１をエッチングすれば、基板２０１１をエッチングした後のオーバーエッチング時に第２の薄板２０１５を余りエッチングさせずに基板全体の凹部において基板２０１１の貫通した凹部（この場合は貫通溝と呼ぶ方が良い）を形成できる。また、エッチング種（エッチングによって生成したイオン種）をモニターして、基板２０１１の凹部２０１７が貫通すると特定のエッチング種の発生が少なくなるので、これをエンドポイントとして用いることによって、オーバーエッチング量を小さくできる。
【０５２８】
次にレジストやエッチング時に凹部２０１７の内部に生成した堆積物（エッチングによって生成した残渣など）を除去して、第１面に第１の薄板２０１３を付着させる。この付着も接着剤（金属、低融点ガラス等を含む）、常温接合、拡散融合、高温接合、陽極接合を用いて行なうことができる。基板２０１１がシリコンで第１の薄板２０１３がガラスの場合（あるいは、これらが逆の場合も）は陽極接合を用いてこれらの基板同士を強固に付着させることができる。また、接着剤を用いるときは、基板２０１１の第１面を下にして接着剤液に第１面を接触させて凹部の間の側壁上面のみに接着剤を付着させて第１の薄板と付着させると良い。あるいは、第１の薄板の付着面側に接着剤を塗布した後で、第１の薄板２０１３を下側にして基板の第１面をその上方から付着するのが良い。あるいは、スクリーン印刷においてマスクを用いて第１の薄板の必要な部分にのみ接着剤を塗布する方法もある。
【０５２９】
第２の薄板はエッチングにより凹部２０１７の底面がエッチングされているので、問題があれば、取り外して別の薄板と取り替えても良い。交換する場合には、第２の薄板２０１５と基板２０１１との付着には、たとえば熱可塑性（熱軟化性）の接着剤を用いると良い。ガラス転移温度をＴgとしたとき、第２の薄板２０１５と基板２０１１とを付着させた後は取り外すまで、Tｇ以下の温度でプロセスを行なう。特に第１の薄板２０１３を付着させる温度をこのTg以下にする必要がある。さらに、第２の薄板２０１５と基板２０１１とを離す場合にはTg以上の温度にする必要があるので、この温度で第１の薄板２０１３と基板２０１１の接着性が悪くならないようにする必要がある。あるいは、接着剤として低融点金属や低融点合金を用いても良い。ただし、この後のプロセスは融点または軟化温度Tｍ以下の温度で行なう必要がある。
【０５３０】
以上のようにして、第１面から第２面に貫通した凹部（貫通溝）を多数有する基板２０１１を作製できた。この貫通した凹部の第1面側（上部、あるいは表面側）は第１の薄板２０１３で塞がれている。この貫通した凹部の第２面側（下部、あるいは裏面側）は第２の薄板２０１５で塞がれている。この凹部には、インクが入る凹部２０１７（２０１７−２、５）と圧力を印加する凹部２０１７（圧力印加凹部）（２０１７−１、３、５）がある。インクが入る凹部（インク容器凹部）２０１７（２０１７−２、５）と圧力を印加する凹部２０１７（２０１７−１、３、５）との間の基板側壁２０１１（２０１１−２、３、５、６）は圧力変化により変形でき、しかもその印加された圧力によってインクが入っている凹部２０１７（２０１７−２、５）からインクを外部へ滴出できるような厚みにする。
【０５３１】
次に、第１の薄板２０１３に圧力伝達孔およびインク導入孔を形成する。第１の薄板２０１３上にフォトリソ法またはインプリント法を用いて圧力伝達孔およびインク導入孔を形成するためのレジストパターンを形成する。このレジストパターンを用いて第１の薄板２０１３をエッチング除去し、圧力伝達孔２０１９（２０１９−１、３、４）およびインク導入孔２０１９（２０１９−２、５）を作製する。第１の薄板２０１３の厚みが厚いときは、研磨法や全面ウエットエッチング法や全面ドライエッチング法を用いて、レジストパターニング前に薄くしても良い。あるいは、レジストパターニング後に最初に高速エッチング（ウエットまたはドライ）を行ないこの領域のみ薄くしておく方法もある。あるいは凹部の幅は１０μm以上にすることもできるので、ドリルで開ける方法、レーザー光で開ける方法、あるいは高圧水流で開ける方法もある。
【０５３２】
レーザー光で開ける場合には、第１の薄板２０１３の上方からレーザーを照射するが、下側の第２の薄板２０１５にも孔があく可能性があるので、それを防止するために第１の薄板２０１３と第２の薄板２０１５の材料を変えて、第１の薄板２０１３にはレーザー光により孔をあけることができるが、第２の薄板２０１５には同じレーザー光により孔をあけることができないようにすれば良い。あるいは、本発明のインクジェットデバイスでは、インク容器凹部２０１９（２０１９−２、５）はインク導入孔とインク排出孔｛第２の薄板２０１５側の２０２３（２０２３−１、２）｝が必ず両方あいているので、第２の薄板２０１５の下面側からレーザー照射を行なえば、第１の薄板２０１３および第２の薄板２０１５の孔を同時にあけることができ、プロセス（工程）も少なくなる。この孔形成において高いマスク合わせ精度が要求されない（合わせ誤差が１〜３μmでも良い）場合は、レーザー光や高圧水流で孔をあけるときは、メタル等のマスクを用いても良い。さらに異方性の強いドライエッチングであれば、フォトリソ法またはインプリント法を用いずにメタルマスク等の外付けマスクでも良いので、プロセスが簡単になる。
【０５３３】
次に、第２の薄板２０１５にインク排出用のインク排出孔２０２３（２０２３−１、２）をあける。このインク排出孔は圧力印加凹部２０１７（２０１７−１、３、４）にはあけない。このインク排出孔２０２３の形成方法は、上述のインク導入孔の形成方法と同様で良い。第１の薄板２０１３および第２の薄板２０１５に孔を形成した後、必要なら孔の形状をなめらかにする手段を講じる。たとえば、第１の薄板２０１３および第２の薄板２０１５がガラスの場合には、ライトフッ酸処理を行なうと良い。次に、インク導入孔２０１９（２０１９−２、５）にインク通路管やインク溜まり容器２０２１（２０２１−１、２）を接続したり、圧力伝達孔２０１９（２０１９−１、３、４）には圧力導入管を接続したり、圧力排出孔２０２３（２０２３−１、２）にも必要な部材を接続する。
【０５３４】
図７６は、本発明のインクジェットデバイスを平面的に示したものである。図７６（ａ）は、その一例であり、直方体形状の凹部２０１７（２０１７−１、２、３）が隣接して平行に配列されている。図７６（ｂ）もその一例であり、正方形状（あるいは直方体形状）のインク容器凹部２０１７−２を、基板側壁２０１１−２を介して圧力印加凹部２０１７（２０１７−１、３）が取り囲んでいる。図７６（ａ）において、インク容器凹部２０１７−２と圧力印加凹部２０１７−１との間の側壁２０１１−２の幅（厚み）をＷｃ（＝ｙ）、長さをＬｃ（＝ａ）、深さ（基板厚みに等しい）をＨsub（＝Ｈｃ＝ｈ）とすると、この基板側壁２０１１−２はダイヤフラムと考えて良く、この基板側壁が両側の凹部の圧力差ｚによって撓むときに、この基板側壁２０１１−２の最大たわみはおおよそ以下の計算式で与えられる。
Ｗmax＝α＊ｚ＊ｈ２ａ２／（Ｅｙ３）
【０５３５】
基板２０１１がシリコン基板であるとき、ヤング率Ｅは１００ＧＰａ〜２００ＧＰａ（結晶方位依存性あり）である。ｈ＝ａ＝３００μｍのとき（正方形状ダイヤフラム）には、α＝０．０１３８となり、Ｗmaxは約600ｚ／ｙ３（μｍ）となる。ただし、ｚをMpa単位で示し、ｙはμｍ単位で示す。たとえば、ｚを1Mpa（約１atm）、ｙを５μｍとするとWmax＝約５μｍとなる。また、ｚを1Mpa（約１atm）、ｙを3μｍとするとWmax＝約22μｍとなる。ｈ＝ａ＝４００μｍのとき（正方形状ダイヤフラム）には、Ｗmaxは約1890ｚ／ｙ３（μｍ）となる。たとえば、ｚを1Mpa（約１atm）、ｙを5μｍとするとWmax＝約１５μｍとなる。また、ｚを1Mpa（約１atm）、ｙを3μｍとするとWmax＝約70μｍとなる。ｈ＝300μｍ、ａ＝600μｍのとき（長方形状ダイヤフラム）には、α＝０．０２７７となり、Ｗmaxは約1200ｚ／ｙ３（μｍ）となる。ただし、ｚをMpa単位で示し、ｙはμｍ単位で示す。たとえば、ｚを1Mpa（約１atm）、ｙを５μｍとするとWmax＝約１０μｍとなる。また、ｚを1Mpa（約１atm）、ｙを3μｍとするとWmax＝約45μｍとなる。以上のように圧力差を与えるとインク容器凹部２０１７−２は凹んだり膨らんだりするので、インク容器凹部２０１７−２内部へインクを吸入でき、インク容器凹部２０１７−２内部のインクを外に吐出できる。上記の式は理論式であるから、この式等を考慮して設計して、できあがったものでデータを取り、実際値と理論式を近づければ精密なインクジェットデバイスを作製できる。
【０５３６】
上述のたわみは基板がシリコンのときであるが、この材料を種々変更することにより、より高精度のインクジェットデバイスも作製できる。たとえば、ポリカーボネートのヤング率は２．２GPaであるから、ダイヤフラムが３００μｍ＊３００μmの正方形形状の場合、Wmax≒５ｘ１０４＊（ｚ／ｙ３）であるから、基板側壁厚みを１０μmとすると圧力差１気圧で約５０μmという大きな変形となる。さらにゴムの場合には、ヤング率が０．０１〜０．１GPaであるから、たとえば、０．０２２GPaとするとダイヤフラムが３００μｍ＊３００μmの正方形形状の場合、Wmax≒５ｘ１０６＊（ｚ／ｙ３）であるから、基板側壁厚みを３０μmとすると圧力差０．１気圧でも約２０μmという大きな変形となる。
【０５３７】
以上のように、ゴムやプラスチック等の場合はヤング率がシリコン等に比べて非常に小さくなるので、余り微細なものを作製しなくても高精度のインクジェットデバイスを作製することができる。しかもゴムやプラスチック等の場合はインプリント法を用いて微小で精度の高いサイズのものを作製できる。インプリント法を用いて本発明のインクジェットデバイスを作製ずる方法は、図５９において説明した内容と同様である。本発明のインクジェットデバイスでは、基板６１１が第２の薄板２０１５に対応する。また、絶縁膜６３３は形成しなくても良い。インプリント法で凹部を形成した後、凹部底部に膜が残る（図５９における６１５Ｂ）ので、凹部を基板（第２薄板）側に貫通させるために全面エッチングしてこの残膜を除去する。また、第２薄板および第１薄板は必要な場合は、研磨法やエッチング法等により所望の厚さまで薄くする。さらに本発明のインクジェットデバイスは凹部（貫通凹部）を形成した後に絶縁膜を形成する必要はない（保護膜として形成しても良いが）し、導電体膜を形成しない。従って、弾力性のあるゴムも使用することができる。ゴムとしては、各種ゴム（天然ゴムや合成ゴム）であり、たとえばシリコーンゴム、フッ素ゴム、ニトリルゴム、ブチルゴム、スチレンゴム、ブタジエンゴム、合成天然ゴム、イソプレンゴム、クロロプレンゴム、多硫化ゴム、ウレタンゴム、天然ゴム、アクリルゴム、エチレンプロピレンゴムを使用することができる。
【０５３８】
図７６（ａ）に示す構造の場合は、インク容器凹部２０１７は基板側壁２０１１−２および２０１１−３を挟んで両側の圧力印加凹部２０１７−１および２０１７−３から（２方向から）圧力を受けてインク容器凹部２０１７にインクを吸入したり、排出したりする。これに対して図７６（ｂ）に示す構造の場合には、インク容器凹部２０１７は、基板側壁２０１１−２および２０１１−３を挟んで周囲を圧力印加凹部２０１７−１および２０１７−３の４方向から囲まれているので、４方向から圧力を受けてインク容器凹部２０１７にインクを吸入したり、排出したりする。凹部２０１７の深さＨsub、長さＬc、基板側壁幅Ｗcが、図７６（ａ）および１０２（ｂ）で等しいとすれば、図７６（ｂ）に示すインク容器凹部の方が、図７６（ａ）に示すインク容器凹部よりも約２倍の力でインクを吸入したり排出したりできる。逆の見方をすると、吸入量や排出量が同じとすれば、図７６（ｂ）に示すインク容器凹部の方が、図７６（ａ）に示すインク容器凹部よりも小さな力（圧力差）で行なうことができる。また、図７６（ｂ）に類似する実施形態として、インク容器凹部２０１７−２の形状が円筒形の場合には、周囲を囲んでいる圧力印加凹部２０１７より等しく力を受けるので、圧力差による力の分配が均等で効率の良いインク吸入や排出ができる。
【０５３９】
図７７は、本発明のインクジェットデバイスの動作方法を示す図である。インク溜まり容器２０２１（２０２１−１、２）は（ここにインク通路管を介しても良い）インク導入孔２０１９（２０１９−２，５）を通してインク容器凹部２０１７（２０１７−２、５）に接続し、さらにインク排出孔２０２３（２０２３−１、２）を通して外側へ排出されるようになっている。圧力は、エアーやその他の気体（窒素など）、あるいは液体を圧力導管等を介して圧力発生器（図示していないが、たとえば、高圧ガス容器や、ガス圧縮器、液体圧縮器等）等で発生した圧力P１、P2、P3を、圧力伝達孔２０１９（２０１９−１、３、４）を通して圧力印加凹部２０１７（１、３、４）へ伝達する。インク容器凹部２０１７内の圧力をＰqとしたとき、Ｐq＞P１であればインク容器凹部２０１７−２と圧力印加凹部２０１７−１との間の基板側壁２０１１−２は圧力印加凹部２０１７−１側へ変形し（膨らみ）｛図７７（ａ）｝、Ｐq＜P１であれば基板側壁２０１１−２はインク容器凹部２０１７−２側へ変形する（膨らむ、すなわち、インク容器凹部２０１７−２は凹む）｛図７７（ｂ）｝。
【０５４０】
従って、Ｐq＞P１とすると、インク溜まり容器２０２１−１からインク容器凹部２０１７へインクが吸入される。この後、Ｐq＜P１とするとインク容器凹部２０１７−２内のインクはインク排出孔２０２３−１を通して、インクジェットの滴２０２５（２０２５−１）が外側へ排出される。インク導入孔２０１９−２またはインク通路管に開閉バルブを備えて、インクをインク容器凹部２０１７−２内へ導入するときにこの開閉バルブを開けて、インク容器凹部２０１７−２内のインクを外側へ排出するときにこの開閉バルブを閉じても良く、このようにすればインク容器凹部２０１７−２内のインクの出入を効率良く行なうことができる。また、インク排出孔２０２３−１またはインク排出管（図示していないが、インク排出孔２０２３から外側へ通じる排出通路）に開閉バルブを備えて、インクをインク容器凹部２０１７−２内へ導入するときにこの開閉バルブを閉じて、インク容器凹部２０１７−２内のインクを外側へ排出するときにこの開閉バルブを開けても良く、このようにすればインク容器凹部２０１７−２内のインクの出入を効率良く行なうことができる。
【０５４１】
凹部２０１７−３が凹部２０１７−１と別個の空間になっているとき（たとえば、図７６（ａ）に示す場合）、圧力印加凹部２０１７−３の圧力Ｐ２は圧力印加凹部２０１７−１の圧力Ｐ１と別個に制御できるので、インク容器凹部２０１７−２内へのインクの出入量をコントロールすることができる。また、別のインク容器凹部２０１７−５内へのインクの出入もその周りの圧力印加凹部２０１７−４の圧力Ｐ３を制御して、他の圧力Ｐ１やＰ２とは別個にコントロールすることもできる。尚、圧力を別個に制御する場合には、たとえば、圧力印加凹部２０１７−３と圧力印加凹部２０１７−４との間の基板側壁２０１１−４の幅を厚くして圧力変動しても余り変形しないようにすれば、Ｐ２およびＰ３はお互いに影響を受けずにコントロールできる。図７７の場合には、Ｐ３の圧力はインク容器凹部２０１７−５内の圧力と同じ状態にしているので、これらの凹部の間の基板側壁２０１１−５は変形しない。尚、このときインク導入孔２０１９−５やインク排出孔２０２３−２につながる通路等へ設けた開閉バルブを連動させておけば（このときは閉じておく）、インクを外側へ排出させないようにすることを確実に実行できる。
【０５４２】
カラー印刷を行なう場合は、インクを混合して種々の色彩を作る必要があるが、本発明を適用して、たとえば、３原色（赤、青、黄）と黒のインクを入れたインク容器凹部２０１７（２０１７−１１、１２、１３、１４）を図７８に示すように配列できる。この配列を適当数配置してインクジェット装置を作製する。この図７８に示す１つの配列を１dotと考えることができる。インク容器凹部２０１７（２０１７−１１、１２、１３、１４）の外側の圧力印加凹部２０１７（２０１７−１５、１６、１７、１８）の圧力を制御してそれぞれのインク容器凹部２０１７（２０１７−１１、１２、１３、１４）から各種のインクを吐出する。それぞれインク吸入用および排出用のバルブおよび圧力を制御して、色彩に対応して各種の色インクを吐出し、色彩を形成させる。インク容器凹部２０１７の大きさをＬc1＊Ｌc2とし、圧力印加凹部２０１７の大きさをLc3＊Lc2とし、それぞれの凹部間の距離をＷcとすると、１dotの大きさは、｛2(Lc1＋Lc3)＋4Wc｝＊｛2Lc2＋2Wc｝となる。Lc1＝１０μm、Lc2＝２０μm、Lc3＝１０μm、Wc＝５μmとすると、１dotの大きさは、６０μm＊５０μmとなる。従って、解像度は４２３dpi＊５０８dpiとなり、かなり良い印刷解像度となる。尚黒色だけならば、１dotの大きさは、（Lc1＋Lc3＋2 Wc）＊（Lc2＋Wc）であるから、上記の値の場合は１dotの大きさは、３０μm＊２５μmであるから、解像度は８４６＊１０１６dpiとなり、非常に良い印刷解像度となる。本発明のインクジェットデバイスはさらに微細化が可能なので、さらに良い解像度も実現できる。
【０５４３】
図７９は、ダイヤフラム型アクチュエータを用いたインクジェットデバイスを示す図である。ここで、基板２０１１は圧電体である。圧電体基板は、圧電効果を示す物質の基板であり、たとえば、チタン酸ジルコン酸鉛（ジルコニウム酸・チタン酸鉛（Pb(ZrＸTi１−Ｘ)O３ 0＜ｘ＜１）とも呼ばれ、いわゆるＰＺＴ）、チタン酸バリウム、チタン酸鉛、ニオブ酸カリウム、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム、タングステン酸ナトリウム、酸化亜鉛、リチウムテトラボレート等のペロブスカイト構造やタングステン−青銅構造を持つセラミックスであり、あるいは石英、水晶、ロッシェル塩、トパーズ、電気石（トルマリン）、ベルリナイト（リン酸アルミニウム）、窒化アルミニウム、リン酸ガリウム、ガリウムヒ素などであり、あるいは圧電性ポリマー｛たとえば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）｝などである。これらの基板から凹部２０１７（２０１７−１、２、３、４、５）を形成する方法はこれまでに説明した方法と同様である。
【０５４４】
圧電体基板２０１１内に凹部２０１７（２０１７−１、２、３、４、５）を形成した後、導電体膜２０３１を積層する。この導電体膜２０３１は個々の基板側壁の表面に電界を発生して基板側壁（特に、インク容器凹部２０１７−２および圧力印加凹部２０１７−１との間の基板側壁２０１１−２、インク容器凹部２０１７−２および圧力印加凹部２０１７−３との間の基板側壁２０１１−３、インク容器凹部２０１７−５および圧力印加凹部２０１７−４との間の基板側壁２０１１−５）を変形させることを目的とする。次にフォトリソ法またはインプリント法等およびエッチング法等を用いて、基板側壁２０１１（２０１１−１、２、３、４、５、６）の上面で導電体膜２０３１をエッチングし、変形しようとする基板側壁の両側に存在する凹部（特にインク容器凹部および圧力印加凹部）内の導電体膜同士が接続しないようにする。すなわち、２０３２（２０３２−１、２、３、４、５、６）で導電体膜２０３１を切断する。次に絶縁膜２０３４を積層し、導電体膜２０３１を保護する。当然導電体膜２０３１を切断した部分２０３２（２０３２−１、２、３、４、５、６）にも絶縁膜２０３４が積層する。
【０５４５】
次に第１の薄板２０１３等を圧電基板２０１１上に付着させ、圧力伝達孔２０１９（２０１９−１、３、４）およびインク導入孔２０１９（２０１９−２、５）をあける。次に第２の薄板２０１５にインク排出孔２０２３（２０２３−１、２０２３−２）をあけ、インク導入孔２０１９（２０１９−２、５）にインク溜まり容器２０２１（２０２１−１、２）等を接続する。ここでインク排出孔２０２３（２０２３−１、２０２３−２）をあけたときに、インク容器凹部底面で導電体膜２０３１が露出する。｛たとえば、２０３３（２０３３−１、２）｝導電体膜２０３１がインクに接触して腐食したり反応したりして問題を起こす場合、さらには導電体膜２０３１に電界をかえたときにインクが接触して問題を起こす場合には、インク排出孔２０２３（２０２３−１、２０２３−２）をあけた後で、この部分に絶縁膜２０３３を積層すれば良い。ＣＶＤ法やＰＶＤ法を用いれば露出した導電体膜２０３１の上に絶縁膜を積層できる。導電体膜２０３１を積層した後、または導電体膜２０３１をパターニングした後で第２の薄板２０１５にインク排出孔２０２３（２０２３−１、２０２３−２）をあけ、その後で絶縁膜２０３４を積層すれば、絶縁膜２０３３と兼用できるので、工程増にはならない。あるいは、導電体膜２０３１をパターニングするときにインク排出孔２０２３（２０２３−１、２０２３−２）をあける部分の導電体膜を除去しておき、インク排出孔２０２３（２０２３−１、２０２３−２）をあけても導電体膜を露出させないようにすれば良い。あるいは、貫通溝２０１７を形成した後、導電体膜２０３１を形成する前に第２の薄板２０１５を取り外した状態で導電体膜を積層すれば、第２の薄板２０１５には導電体膜は積層しない。その後で第２の薄板２０１５を付着させて、インク排出孔２０２３（２０２３−１、２０２３−２）をあければ良い。あるいは、前もってインク排出孔２０２３（２０２３−１、２０２３−２）をあけた第２の薄板を付着しておけば良く、インク排出孔２０２３（２０２３−１、２０２３−２）にも導電体膜２０３１は積層するがその上を絶縁膜２０３４でカバーするので問題は発生しない。
【０５４６】
次に、あるいは、第１の薄板２０１３に圧力伝達孔やインク導入孔をあけるときに、導電体膜２０３１の各電極２０３１（２０３１−１、２、３、４、５、６、７）から引き出し電極・配線を形成すべき領域における第１の薄板２０１３を除去しておき、その後で絶縁膜２０３４にコンタクト孔をあけて導電体膜２０３１を露出させて、この部分から引き出し電極を取りだす。たとえば、新たにこのコンタクト孔に導電体膜を形成して電極・配線を形成したり、この部分にワイヤボンディングして引き出し電極・配線とする。
【０５４７】
このようにして圧電体基板側壁２０１１−２、３、５等の両側に電極を形成すれば、これらの両側の電極に電界をかけると基板側壁２０１１−２、３、５等は変形し、電界の向き（電極の極性の相違による）によって、インク容器凹部が膨らんだり凹んだりする。たとえば、電極２０３１−２および２−３１−３の間に電界をかけてインク容器凹部２０１７−２を膨らまして、インク溜まり容器２０２１−１からインク導入孔２０１９−２を通してインク容器凹部２０１７−２内にインクを吸入する。このとき圧力印加凹部２０１７−１は凹むので圧力印加凹部２０１７−１内の気体は圧力伝達孔２０１９−１を通して外側へ出ていく。次に両側の電極に逆の電界かけてインク容器凹部２０１７−２を凹ませて、インク容器凹部２０１７−２内のインクを、インク排出孔２０２３−１を通して外側へ排出される。このとき圧力印加凹部２０１７−１は凹むので圧力伝達孔２０１９−１を通して圧力印加凹部２０１７−１内に外側から気体が入っていく。さらに、インク導入孔２０１９−２やインク排出孔２０２３−１につながるインク通路に開閉バルブを設けて、導電体膜電極への電界印加と連動させれば、より精度良くインクの吸入や排出をすることができる。
【０５４８】
図８０は、基板側壁２０１１（２０１１−１、２、３、４、５、６）状に圧電体膜２０３９を形成し、その上下に形成した導電体膜２０３１および導電体膜２０３５を電極として、これらの電極に電界をかけて圧電体膜２０３９を変形させて、基板側壁（特にインク容器凹部２０１７−２の両側の基板側壁２０１１−２および２０１１−３、インク容器凹部２０１７−５の基板側壁２０１１−５）を一緒に変形させることにより、インク容器凹部２０１７−２または２０１７−５にインクを吸入したり、インク容器凹部２０１７−２または２０１７−５からインクを排出したりする。構造および製造方法は、図７５〜図７９に示したものと同様であり、インクを用いたり、圧力をかけない所が異なる。また、その動作も逆で、圧電体膜２０３９の上下の導電体膜２０３１および２０３５に電位をかけて基板側壁を動かす点で異なる。
【０５４９】
第２の薄板２０１５を付着した基板２０１１に圧力印加凹部２０１７（２０１７−１、３、４）およびインク容器凹部２０１７（２０１７−２、５）を形成し、これらの凹部の間に基板側壁２０１１（２０１１−１、２、３、４、５、６）を形成する。次に、導電体膜２０３１を形成し、同じ極性にならない導電体膜２０３１は、基板側壁上面の２０３２（２０３２−１、２、３、４、５、６）で切断する。その他の場所でも導電体膜２０３１で必要な配線を形成する。次に、圧電体膜２０３９を形成し、さらに導電体膜２０３５を形成し、同じ極性にならない導電体膜２０３１は、基板側壁上面の２０３７（２０３７−１、２、３、４、５、６）で切断する。その他の場所でも導電体膜２０３５で必要な配線を形成する。次に導電体膜２０３５を保護するための絶縁膜２０３６を形成する。その後、第１の薄板２０１３を基板２０１１上に付着させ、圧力導入孔２０１９（２０１９−１、３、４）やインク導入孔２０１９（２０１９−２、５）や導電体膜２０３１および２０３５からの引き出し電極を形成する領域などで第１の薄板２０１３をエッチング除去する。第２の薄板についても、インク排出孔２０２３（２０２３−１、２）を形成する。このインク排出孔２０２３を形成すると導電体膜２０３１や２０３５が露出するので、この露出部をカバーする絶縁膜２０３３（２０３３−１、２）および２０３８（２０３８−１、２）を形成する。しかし、導電体２０３５をパターニングした後で、第２の薄板のインク排出孔２０２３（２０２３−１、２）を形成し、その後で絶縁膜２０３６を形成すれば、この導電体膜２０３１および２０３５の露出部をカバーできるので、新たな絶縁膜２０３３や２０３８を形成しなくても良い。その後インク溜まり容器等必要な部材を形成または接続する。
【０５５０】
図８０に示すインクジェットデバイスでは、基板側壁２０１１−２、２０１１−３、２０１１−５の両側に形成した導電体膜２０３１（下部電極）、圧電体膜２０３９、導電体膜２０３５（上部電極）の構造において、上部電極と下部電極の間に電界をかけると圧電体膜２０３５が変形する。この変形に応じて基板側壁が変形して、インク容器凹部２０１７−２、２０１７−５が膨らんだり、凹んだりするので、これらのインク容器凹部２０１７−２、２０１７−５内部へインクが吸入したり、インク容器凹部２０１７−２、２０１７−５内部のインクが外部へ吐出したりする。インク容器凹部２０１７−２、２０１７−５へつながるインク導入孔２０１９−２、２０１９−５やインク排出孔２０２３−１、２０２３−２に接続するインク通路等へ開閉バルブをつけて、これらの開閉バルブと上部および下部電極への電圧印加を連動させれば、さらに精度良くインクの出入を行なうことができる。以上はインクを対象として説明してきたが、インクを含む種々の液体にも適用できる。従って、これらのインクジェットデバイスは液体吐出デバイスでもある。さらに液体だけでなく気体にも適用できるので、気体吐出デバイスとも言えるし、まとめて液体および気体を含む媒体吐出デバイスでもある。
【０５５１】
以上に示すインクジェットデバイスの説明から分かるように、本発明の凹部または貫通溝はポンプデバイスを作製できる。図８１は、そのポンプデバイスの一実施例を示す図である。圧電体基板２０４１内に第１面から第２面に貫通する貫通溝（または貫通凹部）２０４２（２０４２−１、２、３、４）が形成され、これらの貫通溝２０４２（２０４２−１、２、３、４）の間に基板側壁２０４１（２０４１−２、３、４）が形成される。図８１において、貫通溝２０４２−１において基板側壁２０４１―２と対向する基板側壁を２０４１−１とし、貫通溝２０４２−４において基板側壁２０４１―４と対向する基板側壁を２０４１−５とする。貫通溝２０４２（２０４２−１、２、３、４）の内側面、すなわち基板側壁の側面に導電体膜２０４３（２０４３−１、２、３、・・・、８）が積層され、さらにその上に絶縁膜２０４４（２０４４−１、２、３、・・・、８）が積層されている。圧電体基板２０４１の第１面（上面または表面）に第１の薄板２０４７が付着している。圧電体基板２０４１の第２面（下面または裏面）に第２の薄板２０４８が付着している。第１の薄板内部には、図示しない外側（または別の貫通溝）と通じる通路２０４６（２０４６−１）が形成されており、貫通溝２０４２（２０４２−１）へつながっている。また、第１の薄板内部には、貫通溝２０４２（２０４２−２）から貫通溝２０４２（２０４２−３）へ通じる通路２０４６（２０４６−２）が形成されている。さらに、第１の薄板内部には、貫通溝２０４２（２０４２−４）から図示しない外側（または別の貫通溝）と通じる通路２０４６（２０４６−３）が形成されている。これらの通路２０４６（２０４６−１、２、３）には開閉バルブ２０４９（２０４９−１、３、５）を設けても良い。
【０５５２】
第２の薄板２０４８内部には、貫通溝２０４２（２０４２−１）から貫通溝２０４２（２０４２−２）へ通じる通路２０４５（２０４５−１）が形成されている。さらに、第２の薄板２０４８内部には、貫通溝２０４２（２０４２−３）から貫通溝２０４２（２０４２−４）へ通じる通路２０４５（２０４５−２）が形成されている。これらの通路２０４５（２０４５−１、２）には開閉バルブ２０４９（２０４９−２、４）を設けても良い。基板側壁２０４１の側面に形成された導電体膜２０４３（２０４３−１、２、３、・・・、８）にはそれぞれ引き出し配線・電極が形成されていて、個別に電圧を印加できるようになっている。これらの導電体膜２０４３（２０４３−１、２、３、・・・、８）に電圧を印加すると圧電体基板側壁２０４１（２０４１−１、２、３、４、５）は貫通溝の内側または外側へ変形できる。従って、圧電体基板側壁２０４１（２０４１−１、２、３、４、５）を動かす方向と電圧印加の大きさおよび極性（プラスかマイナス）が一致する場合には、引き出し配線・電極を接続することができる。通常は、同じ貫通溝内の導電体膜は同じ大きさで同じ極性となっているので、１つの貫通溝の動作は、プラスとマイナスの電圧を交互に入れ変えて（すなわち、交流的に印加する）導電体膜に印加すると、基板側壁は貫通溝内部に窪んだり膨らんだりする。
【０５５３】
まず、開閉バルブ２０４９（２０４９−２）を閉じ、開閉バルブ２０４９（２０４９−１）を開けて、導電体膜２０４３−１および２０４３−２へ電圧を印加し、貫通溝２０４２−１を膨らませると、通路２０４６−１を通じて外部（または別の貫通溝）から液体や気体を貫通溝２０４２−１内へ吸入できる。次に、開閉バルブ２０４９（２０４９−２）を開けて、開閉バルブ２０４９（２０４９−３）を閉じて、導電体膜２０４３−３および２０４３−４へ電圧を印加し、貫通溝２０４２−２を膨らませる。一方、導電体膜２０４３−１および２０４３−２へ電圧を印加し、貫通溝２０４２−１を凹ませる。このとき、基板側壁２０４１−２の動きは一致しているので問題はない。この結果貫通溝２０４２−１内に入っている気体または液体は通路２０４５−１を通じて貫通溝２０４２−２へ入っていく。次に開閉バルブ２０４９−２を閉じて、開閉バルブ２０４９−３を開け、開閉バルブ２０４９−４を閉じて、導電体膜２０４３−３および２０４３−４に電圧を印加して、貫通溝２０４２−２を窪ませ、さらに導電体膜２０４３−５および２０４３−６に電圧を印加して、貫通溝２０４２−３を膨らませる。この結果、貫通溝２０４２−２内に入っていた気体または液体は貫通溝２０４２−３へ導かれる。これらの導電体膜への電圧印加によって基板側壁２０４１−３の動きは同じ方向であるから問題ない。
【０５５４】
次に開閉バルブ２０４９−３を閉じて、開閉バルブ２０４９−４を開け、開閉バルブ２０４９−５を閉じて、導電体膜２０４３−５および２０４３−６に電圧を印加して、貫通溝２０４２−３を窪ませ、さらに導電体膜２０４３−７および２０４３−８に電圧を印加して、貫通溝２０４２−５を膨らませる。この結果、貫通溝２０４２−３内に入っていた気体または液体は貫通溝２０４２−４へ導かれる。これらの導電体膜への電圧印加によって基板側壁２０４１−４の動きは同じ方向であるから問題ない。次に開閉バルブ２０４９−４を閉じて、開閉バルブ２０４９−５を開けて、導電体膜２０４３−７および２０４３−８に電圧を印加して、貫通溝２０４２−４を窪ませると、貫通溝２０４２−４内に入っていた気体または液体は通路２０４６−３を通って外側（または別の貫通溝）へ出ていく。
【０５５５】
このように、隣接する貫通溝を通路でつなぎ、その間に開閉バルブを設けておき、基板側壁の側面の電極へ電圧を印加し、これと連動するように開閉バルブを動作させることにより、貫通溝内の液体や気体を移動させることができるので、非常に微小なポンプを作ることができる。尚、開閉バルブを設けなくても、基板側壁の側面電極への電圧印加だけで、隣接する貫通溝の動作を逆にすることができる（すなわち、一方が凹めば他方を膨らませることができるし、この逆も同じである）ので、液体や気体を連続的に一方向へ移動させることができる。薄板内の通路は、あらかじめ通路を作製した薄板を基板に付着しても良い。薄板内の通路はレーザーで開けることもできるし、１つの薄板（Ａ薄板）にその表面に通路を作ってからもう１枚の薄板（Ｂ薄板）を貼り合わせて作ることができる。あるいはレーザー光を用いれば薄板内部に所望の通路を形成することもできる。開閉バルブはＡ薄板上に配置してからＢ薄板を付着させれば良いし、薄板内へ配線すれば電気的に制御できる。また開閉バルブを圧電体素子で形成しても良い。
【０５５６】
図９６は、ポンプデバイスの別の実施例を示す図である。図８１と同じ働きをするものに関しては同じ符号をつけており、図示すると見にくい場合は符号を省略しているので図８１も参照して欲しい。圧電体基板２０４１内に第１面から第２面に貫通する貫通溝（または貫通凹部）２０４２（２０４２−１、２、３、４、５、６，７）が形成され、これらの貫通溝２０４２（２０４２−１、２、３、４、５、６，７）の間に基板側壁２０４１（２０４１−６、７、８、９、１０、１１）が形成される。図９６において、貫通溝２０４２−１において基板側壁２０４１―６と対向する基板側壁を２０４１−１とし、貫通溝２０４２−４において基板側壁２０４１―１１と対向する基板側壁を２０４１−５とする。貫通溝２０４２（２０４２−１、２、３、４、５、６，７）の内側面、すなわち基板側壁の側面に導電体膜２０４３（２０４３−９、１０、１１、・・・、２１）が積層され、さらにその上に絶縁膜２０４４が積層されている（この絶縁膜は図９６では省略している）。圧電体基板２０４１の第１面（上面または表面）に第１の薄板２０４７が付着している。圧電体基板２０４１の第２面（下面または裏面）に第２の薄板２０４８が付着している。第１の薄板内部には、図示しない外側（または別の貫通溝）と通じる通路２０４６（２０４６−１）が形成されており、貫通溝２０４２（２０４２−１）へつながっている。また、第１の薄板内部には、貫通溝２０４２（２０４２−２）から貫通溝２０４２（２０４２−３）へ通じる通路２０４６（２０４６−２）が形成されている。さらに、第１の薄板内部には、貫通溝２０４２（２０４２−４）から図示しない外側（または別の貫通溝）と通じる通路２０４６（２０４６−３）が形成されている。これらの通路２０４６（２０４６−１、２、３）には開閉バルブ２０４９（２０４９−１、３、５）を設けても良い。
【０５５７】
第２の薄板２０４８内部には、貫通溝２０４２（２０４２−１）から貫通溝２０４２（２０４２−２）へ通じる通路２０４５（２０４５−１）が形成されている。さらに、第２の薄板２０４８内部には、貫通溝２０４２（２０４２−３）から貫通溝２０４２（２０４２−４）へ通じる通路２０４５（２０４５−２）が形成されている。これらの通路２０４５（２０４５−１、２）には開閉バルブ２０４９（２０４９−２、４）を設けても良い。基板側壁２０４１の側面に形成された導電体膜２０４３（２０４３−９、１０、１１、・・・、２１）にはそれぞれ引き出し配線・電極が形成されていて、個別に電圧を印加できるようになっている。これらの導電体膜２０４３（２０４３−９、１０、１１、・・・、２１）に電圧を印加すると圧電体基板側壁２０４１（２０４１−１、５、６、７、８、９、１０、１１）は貫通溝の内側または外側へ変形できる。従って、圧電体基板側壁２０４１（２０４１−１、５、６、７、８、９、１０、１１）を動かす方向と電圧印加の大きさおよび極性（プラスかマイナス）並びにタイミングが一致する場合には、引き出し配線・電極を接続することができる。通常は、同じ貫通溝内の導電体膜は同じ大きさで同じ極性となっているので、１つの貫通溝の動作は、プラスとマイナスの電圧を交互に入れ変えて（すなわち、交流的に印加する）導電体膜に印加すると、基板側壁は貫通溝内部に窪んだり膨らんだりする。
【０５５８】
まず、開閉バルブ２０４９（２０４９−２）を閉じ、開閉バルブ２０４９（２０４９−１）を開けて、導電体膜２０４３−１および２０４３−１０、１１へ電圧を印加し、貫通溝２０４２−１を膨らませると、通路２０４６−１を通じて外部（または別の貫通溝）から媒体（液体や気体）を貫通溝２０４２−１内へ吸入できる。このとき、貫通溝２０４２−１および２０４２−２の間にある貫通溝２０４２−５はその容積を変動するが、その変動分は第１の薄板２０４７に開けられた外気との連通孔２０４０（２０４０−１）を通して出入するので、貫通溝２０４２−５の圧力変動はないので、圧電体基板側壁２０４１（２０４１−６）の上記の変化には影響を与えない。従って、圧電体基板側壁２０４１（２０４１−６）上の導電体膜へ印加された電圧にほぼ従って圧電体基板側壁２０４１（２０４１−６）は変形する。
【０５５９】
次に、開閉バルブ２０４９（２０４９−２）を開けて、開閉バルブ２０４９（２０４９−１、３）を閉じて、導電体膜２０４３−１２、１３および２０４３−１４、１５へ電圧を印加し、貫通溝２０４２−２を膨らませる。一方、導電体膜２０４３−１および２０４３−１０、１１へ電圧を印加し、貫通溝２０４２−１を凹ませる。このとき、貫通溝２０４２−１および２０４２−２の間にある貫通溝２０４２−５はその容積を変動するが、その変動分は第１の薄板２０４７に開けられた外気との連通孔２０４０（２０４０−１）を通して出入するので、貫通溝２０４２−５の圧力変動はないので、圧電体基板側壁２０４１（２０４１−６、７）の上記の変化には影響を与えない。従って、圧電体基板側壁２０４１（２０４１−６、７）上の導電体膜へ印加された電圧にほぼ従って圧電体基板側壁２０４１（２０４１−６、７）は変形する。また、貫通溝２０４２−２および２０４２−３の間にある貫通溝２０４２−６はその容積を変動するが、その変動分は第２の薄板２０４８に開けられた外気との連通孔２０４０（２０４０−２）を通して出入するので、貫通溝２０４２−６の圧力変動はないので、圧電体基板側壁２０４１（２０４１−８）の上記の変化には影響を与えない。従って、圧電体基板側壁２０４１（２０４１−８）上の導電体膜へ印加された電圧にほぼ従って圧電体基板側壁２０４１（２０４１−８）は変形する。この結果貫通溝２０４２−１内に入っている気体または液体は通路２０４５−１を通じて貫通溝２０４２−２へ入っていく。
【０５６０】
次に開閉バルブ２０４９−２を閉じて、開閉バルブ２０４９−３を開け、開閉バルブ２０４９−４を閉じて、導電体膜２０４３−１２、１３および２０４３−１４、１５に電圧を印加して、貫通溝２０４２−２を窪ませ、さらに導電体膜２０４３−１６、１７および２０４３−１８、１９に電圧を印加して、貫通溝２０４２−３を膨らませる。このとき、貫通溝２０４２−１および２０４２−２の間にある貫通溝２０４２−５はその容積を変動するが、その変動分は第１の薄板２０４７に開けられた外気との連通孔２０４０（２０４０−１）を通して出入するので、貫通溝２０４２−５の圧力変動はないので、圧電体基板側壁２０４１（２０４１−７）の変化には影響を与えない。従って、圧電体基板側壁２０４１（２０４１−７）上の導電体膜へ印加された電圧にほぼ従って圧電体基板側壁２０４１（２０４１−７）は変形する。また、貫通溝２０４２−２および２０４２−３の間にある貫通溝２０４２−６はその容積を変動するが、その変動分は第２の薄板２０４８に開けられた外気との連通孔２０４０（２０４０−２）を通して出入するので、貫通溝２０４２−６の圧力変動はないので、圧電体基板側壁２０４１（２０４１−８、９）の変化には影響を与えない。従って、圧電体基板側壁２０４１（２０４１−８、９）上の導電体膜へ印加された電圧にほぼ従って圧電体基板側壁２０４１（２０４１−８、９）は変形する。さらに貫通溝２０４２−３および２０４２−４の間にある貫通溝２０４２−７はその容積を変動するが、その変動分は第１の薄板２０４７に開けられた外気との連通孔２０４０（２０４０−３）を通して出入するので、貫通溝２０４２−７の圧力変動はないので、圧電体基板側壁２０４１（２０４１−１０）の変化には影響を与えない。従って、圧電体基板側壁２０４１（２０４１−１０）上の導電体膜へ印加された電圧にほぼ従って圧電体基板側壁２０４１（２０４１−１０）は変形する。この結果、貫通溝２０４２−２内に入っていた気体または液体は貫通溝２０４２−３へ導かれる。
【０５６１】
次に開閉バルブ２０４９−３を閉じて、開閉バルブ２０４９−４を開け、開閉バルブ２０４９−５を閉じて、導電体膜２０４３−１６、１７および２０４３−１８、１９に電圧を印加して、貫通溝２０４２−３を窪ませ、さらに導電体膜２０４３−２０、２１および２０４３−２２に電圧を印加して、貫通溝２０４２−４を膨らませる。このとき、貫通溝２０４２−２および２０４２−３の間にある貫通溝２０４２−６はその容積を変動するが、その変動分は第２の薄板２０４８に開けられた外気との連通孔２０４０（２０４０−２）を通して出入するので、貫通溝２０４２−６の圧力変動はないので、圧電体基板側壁２０４１（２０４１−９）の変化には影響を与えない。従って、圧電体基板側壁２０４１（２０４１−９）上の導電体膜へ印加された電圧にほぼ従って圧電体基板側壁２０４１（２０４１−９）は変形する。また、貫通溝２０４２−３および２０４２−４の間にある貫通溝２０４２−７はその容積を変動するが、その変動分は第１の薄板２０４７に開けられた外気との連通孔２０４０（２０４０−３）を通して出入するので、貫通溝２０４２−７の圧力変動はないので、圧電体基板側壁２０４１（２０４１−１０、１１）の変化には影響を与えない。従って、圧電体基板側壁２０４１（２０４１−１０、１１）上の導電体膜へ印加された電圧にほぼ従って圧電体基板側壁２０４１（２０４１−１０、１１）は変形する。さらに貫通溝２０４２−４および２０４２−５の間にある貫通溝２０４２−７はその容積を変動するが、その変動分は第１の薄板２０４７に開けられた外気との連通孔２０４０（２０４０−３）を通して出入するので、貫通溝２０４２−７の圧力変動はないので、圧電体基板側壁２０４１（２０４１−１１）の変化には影響を与えない。従って、圧電体基板側壁２０４１（２０４１−１１）上の導電体膜へ印加された電圧にほぼ従って圧電体基板側壁２０４１（２０４１−１１）は変形する。この結果、貫通溝２０４２−３内に入っていた気体または液体は貫通溝２０４２−４へ導かれる。
【０５６２】
次に開閉バルブ２０４９−４を閉じて、開閉バルブ２０４９−５を開けて、導電体膜２０４３−２０、２１および２０４３−２２に電圧を印加して、貫通溝２０４２−４を窪ませると、貫通溝２０４２−４内に入っていた気体または液体は通路２０４６−３を通って外側（または別の貫通溝）へ出ていく。このとき、貫通溝２０４２−３および２０４２−４の間にある貫通溝２０４２−７はその容積を変動するが、その変動分は第１の薄板２０４７に開けられた外気との連通孔２０４０（２０４０−３）を通して出入するので、貫通溝２０４２−７の圧力変動はないので、圧電体基板側壁２０４１（２０４１−１１）の変化には影響を与えない。
【０５６３】
このように、隣接する貫通溝を通路でつなぎ、その間に開閉バルブを設けておき、基板側壁の側面の電極へ電圧を印加し、これと連動するように開閉バルブを動作させることにより、貫通溝内の液体や気体を移動させることができるので、非常に微小なポンプを作ることができる。尚、開閉バルブを設けなくても、基板側壁の側面電極への電圧印加だけで、隣接する貫通溝の動作を逆にすることができる（すなわち、一方が凹めば他方を膨らませることができるし、この逆も同じである）ので、液体や気体を連続的に一方向へ移動させることができる。薄板内の通路は、あらかじめ通路を作製した薄板を基板に付着しても良い。薄板内の通路はレーザーで開けることもできるし、１つの薄板（Ａ薄板）にその表面に通路を作ってからもう１枚の薄板（Ｂ薄板）を貼り合わせて作ることができる。あるいはレーザー光を用いれば薄板内部に所望の通路を形成することもできる。開閉バルブはＡ薄板上に配置してからＢ薄板を付着させれば良いし、薄板内へ配線すれば電気的に制御できる。また開閉バルブを圧電体素子で形成しても良い。
【０５６４】
また、図８１や図９６で示した貫通溝をつなぐ通路は、第１の薄板および第２の薄板へ交互につないでいるが、平面的に考慮すれば第１の薄板（または第２の薄板）だけに通路および開平バルブを設けて液体や気体等の媒体を移動させることができる。（図９５を参照）従って、図８１や図９６で示したような貫通溝でなくても貫通しない凹部でも良い。
【０５６５】
さらに図８１や図９６では圧電体基板を用いたが、圧電体基板ではない基板も本発明を使用できる。すなわち、これまでに種々の所で説明した様に、基板内に複数の凹部（貫通溝を含む）を形成し、隣接する凹部間の基板側壁上に第１の導電体膜、その上に圧電体膜、その上に第２の導電体膜を形成することにより本発明のポンプデバイスを作製できる。
【０５６６】
あるいは、圧電体基板や圧電体膜を用いないでも圧力変動だけで本発明のポンプデバイスを作製できる。たとえば、図９６に示した構造と類似する構造で圧力変動を用いたポンプデバイスを実現できる。この場合は図９６に示した導電体膜も必要がない。（基板側壁に絶縁膜（保護膜として）を設けても良い）まず、開閉バルブ２０４９−１を開けて開閉バルブ２０４９−２を閉じ、圧力伝達孔２０４０−１から圧力を抜いて貫通溝２０４２−５の圧力を低くして（貫通溝２０４２−１の圧力よりも）基板側壁２０４１−６を貫通溝２０４２−５側へ変形して貫通溝２０４２−１を膨らませると、通路２０４６−１を通して外部から媒体（液体や気体）が貫通溝２０４２−１へ導入される。
【０５６７】
次に開閉バルブ２０４９−１を閉じ、開閉バルブ２０４９−２を開けて、圧力伝達孔２０４０−１から圧力を印加して圧力変動貫通溝２０４２−５の圧力を高くして（貫通溝２０４２−１の圧力よりも）基板側壁２０４１−６を貫通溝２０４２−１側へ変形して貫通溝２０４２−１を凹ませ、さらに圧力伝達孔２０４０−２から圧力を抜いて貫通溝２０４２−６の圧力を低くして（貫通溝２０４２−２の圧力よりも）基板側壁２０４１−８を貫通溝２０４２−６側へ変形させると、基板側壁２０４１−７は貫通溝２０４２−２側へ変形しているので、両方でほぼ相殺されて貫通溝２０４２−２の容積は余り変わらない。この結果、貫通溝２０４２−１の媒体は貫通溝２０４２−２へ移動する。これを繰り返すことによって媒体を移動させることができる。尚、媒体が移動する貫通溝の間に２つの圧力変動貫通溝を設けることにより、媒体を押し出す方の貫通溝を窪ませて、同時に媒体を導入する方の貫通溝を膨らませることができる。たとえば、貫通溝２０４２−１および貫通溝２０４２−２の間に圧力変動貫通溝２０４２−５を２つ（２０４２−５−１、２）設けて、圧力を別々に印加できるようにすれば良い。
【０５６８】
図８１に示すポンプは、基板２０４１が圧電体基板であるが、これまで説明したように、圧電体基板は圧電膜であっても良い。あるいは、基板２０４１は圧電体以外の基板や厚膜でも良く、その場合は上述してきたように基板側壁の側面に導電体膜および圧電膜を形成したものでも良い。あるいは、図７５に示したような圧力差を用いて図８１に示す構造のポンプを作製しても良い。たとえば、図７５に示すインク導入孔２０１９−２および２０１９−５を接続し、インク排出孔２０２３−１および２０２３−２を接続していけば良い。このように本発明のポンプは圧電体基板を用いても作製できるし、圧電膜を用いても作製できるし、圧力差を用いても作製できる。
【０５６９】
図８２は、本発明の凹部または貫通溝を用いた微小な液体混合容器または気体混合容器の一実施形態を示す図で、基板の第１面に平行な平面図で示す。この実施形態は図８１に示す実施形態の応用である。図８２は１組の微小液体（気体）混合容器を示すが、基板内に多数の混合容器を並べて形成することができる。1組の微小液体（気体）混合容器は、中心部に円筒形の貫通溝２０５２（２０５２−５）が形成され、その周りを円筒形の貫通溝２０５２（２０５２−４）が取り囲んでいる。この貫通溝２０５２（２０５２−４）の周りを円筒形の基板側壁２０５１（２０５１−５）が取り囲んでいる。基板側壁２０５１（２０５１−５）の周囲は、４組の貫通溝２０５２（２０５２−１、２、３）、２０５２（２０５２−６、７、８）、２０５２（２０５２−９、１０、１１）、２０５２（２０５２−１２、１３、１４）が取り囲んでいる。これらの４組の貫通溝２０５２（２０５２−１、２、３）、２０５２（２０５２−６、７、８）、２０５２（２０５２−９、１０、１１）、２０５２（２０５２−１２、１３、１４）は基板側壁２０５１−３、４、５、６によって区切られている。またこれらの４組の貫通溝２０５２（２０５２−１、２、３）、２０５２（２０５２−６、７、８）、２０５２（２０５２−９、１０、１１）、２０５２（２０５２−１２、１３、１４）は、基板側壁２０５１（２０５１−１）によって囲まれている。この基板側壁２０５１（２０５１−１）は本発明の微小液体（気体）混合容器の外側枠体となっている。
【０５７０】
１組の貫通溝２０５２（２０５２−１、２、３）において、貫通溝２０５２（２０５２−１）の両側に他の貫通溝２０５２（２０５２−２、３）が配置されている。貫通溝２０５２（２０５２−１）と他の貫通溝２０５２（２０５２−２、３）との間に基板側壁２０５１（２０５１−４、５）が作成されていて、この基板側壁２０５１（２０５１−４、５）が変形する。他の３組の貫通溝２０５２（２０５２−６、７、８）、２０５２（２０５２−９、１０、１１）、２０５２（２０５２−１２、１３、１４）についても同様の構造である。これらの基板２０５１の第１面には、図８１の断面図に示したものと同様に、第１の薄板が付着し、基板２０５１の第２面には第２の薄板が付着している。第１の薄板内または第２の薄板内には、図８１の断面図に示したものと同様に、液体または気体の通路２０５３（２０５３−１、２）、通路２０５５が走っている。それぞれの通路２０５３（２０５３−１、２）および通路２０５５には開閉バルブ２０５４（２０５４−１、２）および２０５６を備えても良い。他の３組の貫通溝２０５２（２０５２−６、７、８）、２０５２（２０５２−９、１０、１１）、２０５２（２０５２−１２、１３、１４）についても第１の薄板内または第２の薄板内には、図８１の断面図に示したものと同様に、液体または気体の通路２０５３が走っている。またこれらの通路２０５３に開閉バルブを備えても良い。
【０５７１】
通路２０５３（２０５３−１）の一方は、外側または他の貫通溝等に接続し。所望の液体または気体を導入できるようになっている。通路２０５３（２０５３−１）の他方は、貫通溝２０５２（２０５２−１）へ通じている。また通路２０５３（２０５３−２）は貫通溝２０５２（２０５２−１）から中央の円筒形貫通溝２０５２（２０５２−５）へ入っている。基板側壁２０５１（２０５１−４、５）は、図８１等において説明したように、窪んだり膨張したりできるようになっている。この貫通溝２０５２（２０５２−１）の動作によって、さらにこれらに組み合わせた開閉バルブ２０５４（２０５４−１、２）の動作によって、通路２０５３（２０５３−１）を通じて外側等から液体や気体を貫通溝２０５２（２０５２−１）へ導入し、さらに通路２０５３（２０５３−２）を通じて貫通溝２０５２（２０５２−１）から円筒形貫通溝２０５２（２０５２−５）へ液体や気体を導入する。他の３組の貫通溝からも通路２０５３を通じて円筒形貫通溝２０５２（２０５２−５）へ各種の液体や気体を導入する。円筒形貫通溝２０５２（２０５２−５）はこれらの液体や気体の混合容器となっていて、異なる種々の液体や気体を混合させて種々の混合液や反応液を作製できる。円筒形貫通溝２０５２（２０５２−５）を囲む基板側壁２０５１（２０５１−６）は変形できるようになっているので、円筒形貫通溝２０５２（２０５２−５）へ液体等を導入するときは基板側壁２０５１（２０５１−６）を膨らませる。このとき開閉バルブ２０５４−２を動作させると効果的である。円筒形貫通溝２０５２（２０５２−５）内の混合液や反応液は、基板側壁２０５１（２０５１−６）を窪ませて、通路２０５５を通じて外側（または別の貫通溝）へ排出する。このとき開閉バルブ２０５６を動作させると効果的である。
【０５７２】
図８２に示す微小な液体混合容器または気体混合容器は、圧力差によって動作させる場合は、たとえば貫通溝２０５２（２０５２−２、３）に圧力を可変させて、貫通溝２０５２（２０５２−１）を窪ませたり凹ませたりすることができる。また、圧電基板を用いる場合は、基板２０５１が圧電基板となり、変形可能な基板側壁２０５１（２０５１−４、５）等や中央部の変形可能な基板側壁２０５１（２０５１−６）の側面に導電体膜を形成して、これらの両側目の導電体膜に電界をかけて圧電体基板側壁を変形させる。さらに、通常の基板等を用いる場合であって圧電体膜を用いる場合も、基板側壁の両側面に両側に電極・配線を持つ圧電体膜を積層して、これらの両側の電極にそれぞれ電界をかけて（片側だけでも良い）基板側壁を変形させる。
【０５７３】
円筒形の基板側壁２０５１（２０５１−５）の周囲を囲んでいる、４組の貫通溝２０５２（２０５２−１、２、３）、２０５２（２０５２−６、７、８）、２０５２（２０５２−９、１０、１１）、２０５２（２０５２−１２、１３、１４）は、混合前の各液体や気体を一次保管しておくような場所であり、ここから通路２０５３（２０５３−２）を通して混合容器である円筒形貫通溝２０５２（２０５２−５）へ投入液量を調節する。調節する方法は、圧力を調節したり、導電体膜へ印加する電圧を調節すれば良い。尚、開閉バルブ２０５４（２０５４−２）を用いれば、円筒形貫通溝２０５２（２０５２−５）の変形量を調節すれば各場所からそれぞれの液体や気体を導入できるから、円筒形基板側壁２０５１（２０５１−５）の外側の４組の貫通溝を省略できる。そのときは本発明の微小な液体混合容器または気体混合容器をさらに小型化を実現できる。
【０５７４】
これらの微小な液体混合容器または気体混合容器をどの程度小型化できるか見積もる。もちろん、どの程度の液体や気体が必要かによっても決定されるが、現状で実現できるサイズから見積もってみる。たとえば、中央の円筒形貫通溝２０５２（２０５２−５）は直径が２０μｍはＯＫである。また、その周囲の基板側壁２０５１（２０５１−６）の幅は１μｍでも可能だが、５μｍとする。そのまわりの円筒形貫通溝２０５２（２０５２−４）の幅は１０μｍ、それを囲む円筒形の基板側壁２０５１（２０５１−５）は変形しないようにするために１０μｍとする。これまでの大きさは、直径が７０μｍである。その外側の矩形の大きさは、片側２５μｍ、外壁の基板側壁はこの容器のパッケージとなるので、片側２５μｍとする。従って、全体で１７０μｍの正方形形状となる。基板内で切断のり白を入れて２００μｍの正方形形状になる。６インチ基板（１５０ｍｍ直径）の場合、約４０万個の混合容器を作製できる。極めて安価な混合容器または反応容器ができる。しかも材料や厚みを最適化できればもっとサイズを小さくすることもできる。尚、基板２０５１の厚みは、１０μｍ〜２０００μｍ、好適には３０μｍ〜１０００μｍ、もっと好適には５０μｍ〜５００μｍと適宜調節できる。また必要ならもっと薄くも厚くすることもできる。
【０５７５】
本発明の媒体吐出デバイスやポンプデバイスは、半導体基板にも搭載することができる。上述した媒体吐出デバイスやポンプデバイスを形成した基板またはチップを半導体基板またはチップに付着して、必要な配線を行なえば半導体基板上に別に形成されたＩＣやトランジスタを用いて媒体吐出デバイスやポンプデバイスを作動させることができる。あるいは、半導体基板に基板を付着させて前述したプロセスで媒体吐出デバイスやポンプデバイスを作製することもできる。あるいは、半導体基板に直接媒体吐出デバイスやポンプデバイスを形成すれば、半導体基板上に別に形成されたＩＣやトランジスタと媒体吐出デバイスやポンプデバイスと接続して、媒体吐出デバイスやポンプデバイスを作動させることができる。あるいは、半導体基板上にポリマーまたはセラミックを積層して、これらのポリマーまたはセラミック内に媒体吐出デバイスやポンプデバイスを作製することもでき、半導体基板上に別に形成されたＩＣやトランジスタと媒体吐出デバイスやポンプデバイスと接続して、媒体吐出デバイスやポンプデバイスを作動させることができる。このとき、ポリマーまたはセラミック内の凹部や貫通溝をインプリント法を用いて形成して、ポリマーまたはセラミック内に媒体吐出デバイスやポンプデバイスを作製することもでき、半導体基板上に別に形成されたＩＣやトランジスタと媒体吐出デバイスやポンプデバイスと接続して、媒体吐出デバイスやポンプデバイスを作動させることができる。このとき、半導体基板に凹部を形成した後で、凹部内にポリマーまたはセラミックを形成すれば、作製した媒体吐出デバイスやポンプデバイスと半導体基板上に別に形成されたＩＣやトランジスタとの接続の段差を小さくでき、接続部の接続配線等の段切れなどの問題も発生しないようにすることもできる。
【０５７６】
このような容器の使用方法として、たとえば人間の血液を使った各種検査を簡便に迅速にしかも安価にできる。１つの貫通溝に血液を入れて（たとえば、指に針を少し指してほんの少し吸入する）、他の貫通溝には検査試薬を入れておく。中央の反応容器へ血液を導き（この量は極めて精密にコントロールできる）、さらに各種試薬を別の貫通溝から中央の反応容器へ導く。これらを混合し反応させてその結果を見ることができる。特に透明の薄板を用いれば、顕微鏡観察（最早肉眼では見えないだろう）で判定できる。あるいは光をあててその結果を知ることができる。外側の貫通溝が少なければ多く作製できるという自由度が高いのも本発明の利点である。図８２では、中央に円筒形貫通溝を設けたが、矩形の貫通溝を混合容器としても良いし、他の任意の形状を適宜選択しても良い。また、配置の順番も、混合容器を中央に配置する必要もない。ただし、１個の実装形態は図８２に示すような矩形（長方形または正方形）形状がウエハ上には形成しやすく切断（ダイシング）しやすいことは言うまでもない。
【０５７７】
次に、本発明の基板内または厚膜材料内に形成した凹部を用いた加速度センサーについて説明する。図８３は、本発明の加速度センサーの構造および製造方法を示す図である。本発明の加速度センサーは、図８３に示す凹部を有する凹部側電極部３００１および凸部を有する凸部側電極３００２から構成される。まず、凹部側電極部３００１の構造および製造方法を説明する。
【０５７８】
図８３（ａ）に示すように、基板３０１１上に絶縁膜３０１２を形成する。次に厚膜３０１３を形成する。基板３０１１は、半導体基板（たとえば、シリコン基板、窒化ガリウム基板（GaN）、ヒ化ガリウム（GaAs）等）、炭素基板、絶縁基板（たとえば、窒化アルミ（AlN）、ガラス、石英、セラミック等）、高分子、樹脂、金属（たとえば、銅、アルミニウム、鉄、ニッケル、各種合金）などであり、絶縁膜３０１２は、たとえばシリコン酸化膜（SiOx）、シリコン酸窒化膜（SiOxNy）、シリコン窒化膜（SiNy）であり、厚膜３０１３が絶縁膜である場合および基板３０１１と厚膜３０１３の密着性が良くかつ厚膜３０１３が基板３０１１に形成しやすい場合には形成しなくても良い。
【０５７９】
厚膜３０１３は、凹部が形成できて、かつ通常の使用環境では形成した凹部の変形が小さい材料が良い。たとえば、ポリマー（PMMA（Polymethyl  metacrylate）、PC（Polycarbonate）、PDMA（Polydimethylsiloxane）、・・・）、ガラス、セラミック等の絶縁体、あるいはシリコンや炭素やヒ化ガリウムやガリウムヒ素等の半導体、あるいは金属でも良い。厚膜３０１３の上にフォトレジスト等の感光性膜を形成して感光性膜をパターニングして、このパターニングされた感光性膜をマスクとして厚膜３０１３をエッチングして、いわゆるフォトリソ法とエッチング法を用いて厚膜３０１３内に凹部３０１７（３０１７−１、２、３、４）を形成する。尚、レジストパターンの形成方法には、インプリント法を用いることもできる。たとえば、レジスト（感光性でなくても良い）を塗布したり、シート状レジスト（感光性でなくても良い）を付着させたりして形成したレジスト膜に、凹部形成用のモールドを押しつけてレジストパターンを形成する。（凹部の底部に残る残膜はたとえば酸素プラズマの異方性全面エッチングで除去する）このパターニングされたレジスト膜をマスクとして厚膜３０１３をエッチングして、厚膜３０１３内に所望の深さの凹部３０１７を形成する。凹部３０１７の側面は静電容量素子の一方の電極となるので、できるだけレジストマスクパターン通りに垂直に形成する。凹部３０１７の側面の形状は通常平坦面が形成しやすいが、曲面でも良い。凹部３０１７の側面の形状が平坦面の場合は、矩形形状が形成しやすい。凹部３０１７の深さ（基板面に対して垂直方向）は、厚膜（基板）３０１３の厚みによって最大値は決定するが、加速度センサー素子の特性や形成しやすさなどによって最適化することが望ましい。たとえば、１μｍの深さとすることも可能である。また、厚膜（基板）３０１３の厚みを厚くすれば、より深い凹部を形成できる。たとえば、５００μｍの厚膜（基板）３０１３であれば、５００μｍの深さ（この場合は貫通する）まで可能である。１０００μｍの厚膜（基板）３０１３であれば、１０００μｍの深さ（この場合は貫通する）まで可能である
【０５８０】
厚膜３０１３として、各種の基板でも良い。（このときは、厚膜というより基板と称した方が良い。）各種の基板とは、たとえばシリコンや炭素やヒ化ガリウムやガリウムヒ素等の半導体基板、あるいはガラス、セラミック、プラスチック等の絶縁体基板、あるいは金属、合金等の金属基板である。これらの基板３０１３を基板３０１１に直接付着させても良いし、あるいは絶縁膜３０１２を介して付着させても良い。貼り合わせる方法として、接着剤を用いる方法、常温接合法、高温融着法、拡散接合法あるいは電解接合（陽極接合など）法でも良い。シリコン基板とガラス基板（石英基板を含む）の接合には陽極接合法で強固に接合させることができる。この基板内に凹部を形成する方法は上述と同様な方法で形成することができる。
【０５８１】
しかし、プロセスを簡単にするために基板３０１１に基板３０１３を貼り合わせずに、基板３０１１に直接凹部３０１７を形成しても良い。その場合の凹部形成も上述した方法で形成できる。さらに以下のような方法で厚膜３０１３を形成し厚膜３０１３内に凹部３０１７を形成することもできる。
【０５８２】
厚膜３０１３として、ポリマーを基板３０１１上の絶縁膜３０１２上に厚く形成することもできる。ポリマー３０１３の形成方法として、滴下法、スピンコーティング法、スクリーン印刷法等により塗布膜を形成する方法（塗布法）や、ポリマーのシート材を基板３０１１上の絶縁膜３０１２上に付着させる方法がある。ポリマーが熱可塑性ポリマーの場合には、塗布膜では凹部形成用のパターンが形成されたモールド（金型）を一定の圧力でポリマー３０１３へ押しつけ、加温してポリマーを軟化状態にする。あるいは、シート材または塗布膜では加温してポリマーを軟化状態にし、凹部形成用のパターンが形成されたモールド（金型）を一定の圧力でこの軟化したポリマー３０１３へ押しつける。次にポリマー３０１３を押圧した状態で温度を下げて（Tｇ以下）ポリマー３０１３を硬化した後、モールドを剥離すると、ポリマー３０１３内に凹部３０１７（３０１７−１、２、３、４）が形成される。このように凹部３０１７がポリマー厚膜３０１３内にインプリント法を用いて形成できる。
【０５８３】
ポリマーが熱硬化性ポリマーの場合には、凹部形成用のパターンが形成されたモールド（金型）を一定の圧力で塗布膜であるポリマー３０１３へ押しつけ、次にポリマー３０１３を押圧した状態で加熱して熱硬化性ポリマーの硬化温度以上に加熱保持する。ポリマー３０１３を硬化した後に、モールドを剥離すると、ポリマー３０１３内に凹部３０１７（３０１７−１、２、３、４）が形成される。
【０５８４】
ポリマーが光硬化性ポリマーの場合は、塗布膜に凹部形成用のパターンが形成されたモールド（金型）を一定の圧力でポリマー３０１３へ押しつけ、紫外線等の光をモールド型または基板３０１１の裏面側から照射し、モールド型または基板３０１１を通してポリマー３０１３へ光を照射してポリマー３０１３を硬化させる。ポリマー３０１３が硬化した後モールドを剥離すると、ポリマー３０１３内に凹部３０１７（３０１７−１、２、３、４）が形成される。
【０５８５】
厚膜３０１３内の凹部３０１７は、厚膜３０１３としてセラミック等を用いても形成できる。たとえば、セラミックの微粒子（たとえば、アルミナ（Al2O3）微粒子、窒化アルミ（AlN）微粒子、シリカ（SiO2）微粒子）を溶媒中でペースト状やゲル状にして基板３０１１上の絶縁膜３０１２上に塗布する。スクリーン印刷法を用いて塗布が可能で、さらにマスクを用いれば所望の所だけに塗布できる。このペースト状またはゲル状の塗布膜へ、凹部形成用のパターンが形成されたモールド（金型）を一定の圧力で押しつける。次にペースト状またはゲル状の塗布膜が固化する温度異常に加熱し、塗布膜が固化した後モールドを剥離すると、ポリマー３０１３内に凹部３０１７（３０１７−１、２、３、４）が形成される。このように凹部３０１７がセラミック厚膜３０１３内にインプリント法を用いて形成される。
【０５８６】
厚膜３０１３内の凹部３０１７は、厚膜３０１３としてガラスを用いても形成できる。たとえば、ガラスの薄板を厚膜３０１３を形成すべき領域において基板３０１１上の絶縁膜３０１２上に接着して、ガラス転移温度（Tg）以上の温度に加熱して軟化させる。あるいは溶融したガラスを基板３０１１上の絶縁膜３０１２上に付着させる。この軟化したガラス内または溶融したガラス内へ、凹部形成用のパターンが形成されたモールド（金型）を一定の圧力で押しつける。その後Tg以下へ温度を下げてガラスを固化した後にモールド（金型）を剥離させる。
【０５８７】
厚膜３０１３内の凹部３０１７は、厚膜３０１３として金属を用いても形成できる。たとえば、金属の薄板を厚膜３０１３を形成すべき領域において基板３０１１上の絶縁膜３０１２上に接着して、金属の融点（Ｔm）付近または融点以上の温度に加熱して軟化または溶融させる。あるいは溶融した金属を基板３０１１上の絶縁膜３０１２上に付着させる。この軟化した金属内または溶融した金属内へ、凹部形成用のパターンが形成されたモールド（金型）を一定の圧力で押しつける。その後Tm以下へ温度を下げて金属を固化した後にモールド（型）を剥離させる。
【０５８８】
次に、凹部３０１７が形成された厚膜３０１３のパターン上に絶縁膜３０１４、導電体膜３０１５を形成する。この絶縁膜３０１４は、厚膜３０１３が完全な絶縁体でない場合、導電体膜３０１５から厚膜３０１３へ電流が流れたりすることを防止する。厚膜３０１３の絶縁性が完全でも（導電体膜３０１５から厚膜３０１３へ電流が流れない）、厚膜３０１３と導電体膜３０１５の密着性が良くないときに、密着性を向上させる目的で形成する。従って、厚膜３０１３の絶縁性が完全で、かつ厚膜３０１３と導電体膜３０１５の密着性が良いときは、絶縁膜３０１４を形成しなくても良い。この絶縁膜３０１４は、たとえばシリコン酸化膜（SiOx）、シリコン酸窒化膜（SiOxNy）、シリコン窒化膜（SiNy）等であり、CVD法やPVD法等で積層する。絶縁膜３０１４の厚みは、凹部内で１００ｎｍ〜５００ｎｍを確保できるようにする。
【０５８９】
導電体膜３０１５は加速度センサーの一方の電極・配線となるものである。導電体膜３０１５は、たとえば、アルミニウム、銅、チタニウム、モリブデン、タングステン、白金、金、ニッケル等の金属膜またはこれらの合金膜であり、あるいは金属シリサイド膜、あるいは導電性多結晶シリコン膜等であり、ＣＶＤ法やＰＶＤ法により形成する。絶縁膜３０１４（ない場合は、厚膜３０１３）と導電体膜３０１５の密着性向上用の密着性向上膜（これも導電体膜である）を積層してから、導電体膜３０１５を形成しても良い。たとえば、導電体膜３０１５が銅、金、白金の場合にはチタニウムや窒化チタン（TiN）を密着性向上膜として使用することができる。導電体膜３０１５の厚みは、凹部内で１００ｎｍ〜５００ｎｍを確保できるようにする。
【０５９０】
次に導電体膜３０１５のパターニングを行ない、不要な導電体膜３０１５をエッチング除去する。このパターニングは通常のフォトリソ法を用いてフォトレジストを塗布するか感光性シートを付着するかして必要な部分に感光性膜を残し、感光性膜を除去した部分の導電体膜３０１５をエッチング除去する。凹部３０１７内にある導電体膜３０１５もエッチングする。特に凹部３０１７の２つの側面に存在する導電体膜３０１５は接続しないようにする必要があるので、たとえば３０３１（３０３１−１、２、３、４）の部分にある導電体膜３０１５をエッチング除去する。図８３においては、凹部３０１７の底部の領域となっているが、紙面に対して垂直方向にある２つの側面においても導電体膜３０１５をエッチング除去する。従って凹部３０１７の内部にも感光性膜を形成して、凹部３０１７の底部および紙面に対して垂直方向にある２つの側面においてその感光性膜を窓開けする必要がある。この感光性膜のパターニングはこれまでに説明した方法で行なうことができる。たとえば、電着レジストを用いる方法や、シート状の感光性膜を用いる方法がある。塗布法を用いた場合でも、凹部内の感光性膜は厚くなるが、凹部の底まで到達する光や電磁波を用いれば良い。このパターニング（窓開け）された感光性膜を用いて導電体膜３０１５をエッチング除去する。また、２つ以上の容量素子がある場合には、加速度に応じて容量が同じ方向へ変化する側の電極と逆方向へ変化する側の電極があるから、（たとえば、容量が増大する側、あるいは容量が減る側）逆に容量が変化する電極同士は接続しないようにする必要がある。そこで、図８３に示すように、３０３２（１、２、３）でも導電体膜３０２３をエッチング除去する。このときの感光性膜のパターニングは平坦部のパターニングとなるから、特に問題なく感光性膜パターニングやエッチング除去は問題ない。尚、凹部３０１７内における導電体膜３０１５はエッチングしないで残すことができる場合もある（後に説明する）ので、その場合は、フォトリソ法およびその後の導電体膜３０１５のエッチングは凹部３０１７以外の平坦部であるから、プロセスは簡単である。
【０５９１】
次に、導電体膜３０１５の上に絶縁膜３０１６を積層する。この絶縁膜３０１６は導電体膜３０１５の保護膜であると同時に他方の電極が接触したときの短絡を防止する。この絶縁膜３０１６は、たとえばシリコン酸化膜（SiOx）、シリコン酸窒化膜（SiOxNy）、シリコン窒化膜（SiNy）等であり、CVD法やPVD法等で積層する。絶縁膜３０１６の厚みは、凹部内で１００ｎｍ〜５００ｎｍもあれば十分であるが、接触する可能性が高ければその頻度を考慮して膜厚を決定する。さらに平坦部において、凸部側電極部３００２と接触する部分であるから、これも考慮し膜厚を決定する。従って平坦部では通常は５００ｎｍ以上の厚みとすれば良い。導電体膜３０１５をエッチング除去した部分３０３１や３０３２も絶縁膜３０１６が積層されるから、側面電極３０１５の短絡は発生しない。
【０５９２】
次に凸部側電極部の構造および製造方法を説明する。凸部側電極部３００２の構造は、凹部側電極部３００１の凹部３０１７（３０１７−１、２、３、４）に入り込む凸部３０２４（３０２４−１、２、３、４）を有し、さらに、凹部側電極部３００１と凸部側電極部３００２が結合したときに、凹部側電極部３００１の平坦部（上部平坦部）と結合する平坦部３０２５を有する。また、凸部側電極部３００２の基板および膜構成は、基本的には凹部側電極部３００１と同じである。凸部側基板３０２１上に絶縁膜を形成し、その上に厚膜３０２２を形成する。図８３においては凸部側基板３０２１上の絶縁膜は記載していない。
【０５９３】
次に、厚膜３０２２内に凹部側電極部３００１と結合したときに凹部３０１７（３０１７−１、２、３、４）に入り込む凸部３０２４（３０２４−１、２、３、４）を形成する。この凸部３０２４の形成方法は、凹部側電極部３００１の凹部３０１７の形成方法と同じ方法を使用することができる。ただし、凸部側電極部３００２の凸部３０２４は、凹部側電極部３００１の凸部よりも領域は少ない。たとえば、フォトリソ法（インプリント法でレジストパターンを作製する方法も含む）とエッチング法を用いる方法や、各種のインプリント法を用いて凸部３０２４を形成する。あるいは、厚膜３０２２は各種の基板でも良く、凹部側電極部３００１において説明したことと同様な方法で各種基板を凸部側電極部３００２の基板３０２１上に、あるいは絶縁膜を介して付着させて、凸部３０２４をフォトリソ法（インプリント法でレジストパターンを作製する方法も含む）とエッチング法を用いて作製する。あるいは、直接凸部側電極部３００２の基板３０２１に凸部３０２４を作製しても良い。
【０５９４】
次にこれらの凸部３０２４および凹部３０２６（３０２６−１、２，３、４、５）の厚膜３０２２上に絶縁膜３０２８（図８４に記載）を形成し、さらに導電体膜３０２３を形成する。この導電体膜３０２３は凹部側電極部３００１の電極・配線３０１５の対向電極・配線となる。次にこの導電体膜３０２３の必要なパターニングを行なう。この導電体膜３０２３の必要なパターニングとは、加速度センサーを作製するための容量素子が形成されるような電極・配線のパターニングである。１つの容量素子において、加速度を受けたときに凸部３０２４が変形し容量が変化するが、一方側は電極間距離が小さくなるので容量が増えるが、他方側は電極間距離が大きくなるので容量が減るから、このまま接続していると容量変化が相殺されてしまうから、凹部３０２６の容量電極となる２つの側面における導電体膜３０２３は接続しないようにする必要がある。そこで、図８３に示すように、凸部３０２４の先端部および紙面に垂直な方向における２つの側面部において、一部の導電体膜３０２３をエッチング除去する。すなわち、導電体膜３０２３のエッチング除去した領域３０２９（３０２９−１、２、３、４）を形成する。もちろん、平坦部でも接続しないように一部の導電体膜３０２３をエッチング除去する。また、２つ以上の容量素子がある場合にも、同じような容量変化を示す電極同士は接続しても良いが、異なる容量変化を示す電極同士は接続しないようにする必要がある。たとえば、図８３に示すように、領域３０３０（３０３０−１、２、３、４）において、導電体膜３０２３をエッチング除去する。これらのパターニングも凹部側電極部３００１の導電体膜３０１５をエッチング除去した方法（感光性膜のパターニングも含めて）と同様な方法を採用することができる。
【０５９５】
次にこの導電体膜３０２３を保護するために絶縁膜３０２７を形成する。尚、図８３ではこの絶縁膜３０２７は記載していないが図８４で示している。この絶縁膜３０２７は対向電極である導電体膜３０１５との接触による短絡防止も兼ねている。既に凹部側電極部３００１で導電体膜３０１５の保護膜および短絡防止膜として絶縁膜３０１６を形成している場合で、短絡や保護する必要がない場合にはこの絶縁膜３０２７は省略しても良い。尚、この絶縁膜３０２７を省略しても、凹部側電極部３００１と凸部側電極部３００２と結合させたときにその結合部となる凹部側電極部３００１の平坦部３０１８と凸部側電極部３００２の平坦部３０２５の間には接着剤等が介在するので、この接着剤等に保護膜や短絡防止用の材料（たとえば、絶縁性接着剤等）を用いれば、導電体膜３０２３の保護や短絡防止を行なうことができる。凸部側電極部３００２の膜構成は凹部側電極部３００１とほぼ同じであり（上述のように、一部の絶縁膜は省略して良い場合もある。）、同じ生成条件で形成しても良いので、プロセスコストを大幅に低減できる。たとえば、枚葉処理の装置では連続して処理可能であり、バッチ処理では一緒にプロセスが可能である。凸部側電極部３００２の凸部３０２４は、凹部３０１７よりも小さな形状で、凹部３０１７の側面に対して凸部３０２４の側面が平行になることが望ましい。従って、凹部３０１７が矩形形状であれば、凸部３０２４もその凹部３０１７に入り込み、側面同士が平行（略平行）となるような矩形形状となるようにするのが良い。
【０５９６】
尚、凹部は矩形形状（矩形柱形状、これは側面が平面となっている）、すなわち凹部の内側面は矩形柱形状の側面である他に種々の形状を有することができ、これに対向する凸部もこの凹部の中に離間して挿入されるとともに矩形柱形状の側面である他に種々の形状を有することができる。（凹部の内側面とこの中に挿入される凸部の外側面が平行に対向する。）たとえば、凹部は多角形形状（多角形柱形状、これは側面が平面となっている）、すなわち凹部の内側面は多角形柱形状の側面でも良く、これに対向する凸部もこの凹部の中に離間して挿入されるとともに、多角形形状（多角形柱形状）、すなわち多角形形状（多角形柱形状）の側面でも良い。あるいはたとえば、凹部は曲面形状（曲面柱形状、これは側面が曲面となっている）、すなわち凹部の内側面は曲面柱形状の側面でも良く、これに対向する凸部もこの凹部の中に離間して挿入されるとともに、凹部は曲面形状（曲面柱形状、これは側面が曲面となっている）、すなわち曲面形状（曲面柱形状）の側面でも良い。たとえば、この曲面は円柱側面や楕円柱側面である。（凹部の内側面とこの中に挿入される凸部の外側面が平行に対向する。）
【０５９７】
次に、図８３（ｂ）に示すように、凹部側電極部３００１と凸部側電極部３００２を結合する。凹部側電極部３００１の凹部３０１７は、凸部側電極部３００２の凸部３０２４の大きさより大きく、凹部側電極部３００１の凹部３０１７の数は、凸部側電極部３００２の凸部３０２４の数以上に存在し、凹部側電極部３００１と凸部側電極部３００２を結合したときに、凸部側電極部３００２のすべての凸部３０２４は凹部側電極部３００１の凹部３０１７に入るような位置関係になっている。凹部側電極部３００１の凹部３０１７の所定位置に凸部側電極部３００２の凸部３０２４が配置されるように、凹部側電極部３００１と凸部側電極部３００２を合わせる。たとえば、凹部側電極部３００１の合わせマーク（凹部パターンでも良い）を凸部側電極部３００２の合わせマーク（凸部パターンでも良い）に合わせながら、凹部側電極部３００１と凸部側電極部３００２を接近させて、凸部側電極部３００２の凸部３０２４（３０２４−１、２、３、４）を凹部側電極部３００１の凹部３０１７（３０１７−１、２、３、４）内に入れて、凸部側電極部３００２の平坦部３０２５と凹部側電極部３００１の平坦部３０１８を付着させる。
【０５９８】
合わせマークのアライメントは、たとえば凹部側電極部３００１および／または凸部側電極部３００２を通る透過光により合わせることにより非常に精度の良い合わせができる。
（合わせ精度を０．３μm以下にすることもできるので、本加速度センサーでは問題ないレベルである。）従って、このような直接的合わせを行なう場合は、基板３０１１や基板３０２１をこの合わせを行なう透過光に対して透過率の高い材料を選定する。たとえば、これらの基板３０１１や基板３０２１にガラス基板や石英基板、あるいはプラスチック基板を使用すれば良い。さらに、導電体膜３０１５や３０２３は一般には光の透過率が低いので、ダミーの凹部パターン（凹部側電極部３００１側）や凸部パターン（凸部側電極部３００２側）を形成しておき、これらのパターンの周囲の導電体膜を、導電体膜エッチングプロセスのときに同時に除去しておき、この領域を使用して光を透過させてアライメントをすれば良い。アライメントに透過光を使用できないときは、間接的アライメント（たとえば、凹部側電極部３００２のパターンを記憶しておき、その情報に基づいて凸部側電極部３００２を合わせる）を行なうか、反射波を用いてアライメントを行なえば良い。
【０５９９】
これらの平坦部の付着は、図８３（ｂ）に示すように接着剤３０２６を介して付着させることができる。たとえば、凹部側電極部３００１の平坦部３０１８（あるいは、凸部側電極部３００２の平坦部３０２５）に接着剤を塗布法、スクリーン印刷法（マスクを用いて所定部分だけに接着剤を塗布する方法も含む）、ディップ法（接着剤液に凹部側電極部３００１の平坦部３０１８をディップする方法で、凹部側電極部３００１の平坦部３０１８を下側にして平坦部３０１８の必要な部分に接着剤をつける）、接着剤シートを付着させる方法｛凹部領域をあらかじめ抜いた接着剤シートを凹部側電極部３００１の平坦部３０１８（あるいは、凸部側電極部３００２の平坦部３０２５）の所定部分だけに付着させる方法、接着剤シートを付着させて凹部側電極部３００１の凹部領域（あるいは、凸部側電極部３００２の凸部３０２４の領域）を含む凹部側電極部３００１（あるいは、凸部側電極部３００２）の所定部分を除去して凹部側電極部３００１（あるいは、凸部側電極部３００２）の接着したい部分だけに接着剤シートを形成する方法｝などにより、これらの平坦部３０１８と３０２５の付着を行なう。接着剤の付着力を高めるために、この後熱処理を行なったりする。あるいは、他の接着法としてこれらの平坦部の付着は常温接合法や高温圧着法で行なうことができる。
【０６００】
図８４は、図８３に示す本発明の加速度センサーの一部を拡大して示した図である。図８４に示す構造で本発明の加速度センサーの基本構造が構成される。図８３では凸部側電極部３００２の膜構造の絶縁膜は示していないが、図８４ではそれらの絶縁膜３０２７や３０２８を示している。図８４（ａ）に示すように、本発明の加速度センサーは、凸部側電極部３００２の凸部３０２４が凹部側電極部３００１の凹部３０１７に入り込んだ構造であり、凹部側電極部３００１の凹部３０１７の周囲の側壁３０１３の上面は凸部側電極部３００２の凸部３０２４の周囲の底面と接着剤３０２６等により付着しているので、凹部３０１７の空間は密閉されている。この気密空間では、凹部側電極部３００１と凸部側電極部３００２を結合したときの雰囲気空間がほぼ維持される。たとえば真空中（超低圧中）で結合すれば、この気密空間はほぼ真空状態となる。大気圧中で結合すれば、この気密空間はほぼ１気圧となっている。または、不活性ガス（窒素中、アルゴン中など）中であれば、この気密空間は不活性ガス雰囲気となる。
【０６０１】
図８５は、図８３（ｂ）および図８４の状態を平面的に見た図である。凸部３０２４は、直方体形状（長辺方向Ｌｙ、短辺方向Ｗｘ、高さＨｚ）で、直方体形状の凹部３０１７に入りこんでいて、力が働いていないときは、直方体形状の長辺側は凹部３０１７の長辺側と略平行であり、距離ｘ1（左側）、ｘ2（右側）だけ離間している。また、直方体形状の短辺側は凹部３０１７の短辺側と略平行であり、距離ｙ1（上側）、ｙ2（下側）だけ離間している。また、直方体形状の底面側は凹部３０１７の底面側と略平行であり、距離ｚ1（下側）だけ離間している。
【０６０２】
導電体膜３０１５が凹部３０１７内および凹部３０１７間で連続（接続）している場合、並びに導電体膜３０２３が凸部３０２４および凸部３０２４巻で連続（接続）している場合を検討する。すなわち、導電体膜のエッチング除去部分３０２９、３０３０、３０３１、３０３２がない場合である。このときは、凹部３０１７の側壁側および底面側の厚膜３０１３上に形成された導電体膜３０１５を一方の電極とし、凸部３０２４の側面および底面に形成された導電体膜３０２３を他方の電極として、これらの電極に挟まれた空間３０１７を容量空間として、容量が形成されている。
【０６０３】
図８５では、凹部３０１７は２つ（３０１７−１、２）、これに組み合わされた凸部３０２４も２つ（３０２４−１、２）だけ示しているが、他の凹部および凸部は省略している。また基板や薄膜の詳細も省略し（見にくいので）、凹部３０１７と凸部３０２４の関係や、それぞれの電極・配線３０１５、３０２３について記載している。図８５から分かるように、導電体膜３０１５（破線でその輪郭を示す）は凹部３０１７全体（凹部の４つの側面および１つの底面）に形成されており、この凹部３０１７内ではパターニングせずつながっている。また、導電体膜３０２３（模様でその領域を示す）は凸部３０２４全体（凸部の４つの側面および１つの底面）に形成されており、この凸部３０２４内ではパターニングせずつながっている。また、導電体膜３０１５は隣接する凹部３０１７（３０１７−１、２、３、４等）はつながっていて、それらの引き出し電極が３０３７であり、コンタクト孔３０３６で接続している。一方、導電体膜３０２３は隣接する凸部３０２４（３０２４−１、２、３、４等）はつながっていて、それらの引き出し電極が３０３８であり、コンタクト孔３０３９で接続している。
【０６０４】
距離ｘ１（＝ｄx1）で離間している容量空間を３０４１、この間の容量をＣx1とすると、Ｃx1＝εＳx1／ｄx1｛εは誘電率、Ｓx1は容量空間３０４１の電極面積（Ｓx1＝Ly*Hz）｝である。距離ｘ2（＝ｄx2）で離間している容量空間を３０４２、この間の容量をＣx2とすると、Ｃx2＝εＳx2／ｄx2｛εは誘電率、Ｓx2は容量空間３０４２の電極面積（Ｓx2＝Ly*Hz）｝である。距離y１（＝ｄy1）で離間している容量空間を３０４４、この間の容量をＣy1とすると、Ｃy1＝εＳy1／ｄy1｛εは誘電率、Ｓy1は容量空間３０４４の電極面積（Ｓy1＝Wx*Hz）｝である。距離y2（＝ｄy2）で離間している容量空間を３０４５、この間の容量をＣy2とすると、Ｃy2＝εＳy2／ｄy2｛εは誘電率、Ｓy2は容量空間３０４５の電極面積（Ｓy2＝Wx*Hz）｝である。距離z１（＝ｄz1）で離間している容量空間を３０４３、この間の容量をＣz1とすると、Ｃz1＝εＳz1／ｄz1｛εは誘電率、Ｓz1は容量空間３０４３の電極面積（Ｓz1＝Wx*Ly）｝である。これらの容量は並列に接続しているので、凹部３０１７の側壁および底部に形成された電極３０１５と凸部３０２４の側面および底面に形成された電極３０２３との間の空間容量Ｃ3017は、Ｃ3017＝Ｃx1＋Ｃx2＋Ｃy1＋Ｃy2＋Ｃz1となる。
【０６０５】
本発明の加速度センサーはこの容量の変化により検出される。凸部３０２４がｘ方向（短辺方向）の力を受けた時、凸部３０２４はｘ方向（凸部３０２４の厚み、すなわちカンチレバーの厚み方向）へ変化するが、ｙ方向（長辺方向）には変化しない。また、凸部３０２４がｙ方向（長辺方向）の力を受けた時も、凸部３０２４はｙ方向へ変化しにくい。すなわち、凸部３０２４は長辺方向（凸部３０２４の幅、すなわちカンチレバーの幅方向）には変化しにくいので、凸部３０２４はｘ方向（短辺方向）への変化量によって加速度（力）の大きさを判定できる。本発明の加速度センサーでは凹部３０１７の容量変化を検出して加速度の大きさを測定する。すなわち、凸部３０２４のカンチレバーが力を受けると凸部３０２４はｘ方向に変位するので、Ｃx1とＣx2が変化し、他の容量Ｃy1、Ｃy2、Ｃz1は殆ど変化しない。つまりＣ3017＝Ｃx1＋Ｃx2＋Ｃ0（Ｃ0は定数）と考えて良い。凸部３０２４が力を受けていないとき、すなわち凸部３０２４が鉛直下方に静止しているときがＣ3017は最も小さく、左右に（図８５において）変位すると静電容量Ｃ3017が増加するので、この容量増加から力または変位量を知ることができる。容量変化が小さくても図８４で示す１個の直方体形状の加速度センサーを多数並べていけば容量変化が大きくなるので精度良く検出できる。ただし、凸部３０２４の変位量が小さいときはＣx1の変化量（ΔＣx1）とＣx2の変化量（ΔＣx1）は同程度の大きさで符号が逆（増える場合と減る場合）になるので、Ｃ3017は殆ど変化しない。
【０６０６】
たとえば、図８３や図８５で示すように、同じ大きさで同じ向きに形成された凹部３０１７、凸部３０２４を多数並べていけば良い。ｎ個並べれば１個の加速度センサー単位のｎ倍の感度が出る。１つの凹部３０１７の幅を３０μｍ、長さを１００μｍとし、隣接する凹部３０１７の間隔を１０μｍ（ｘ方向およびｙ方向とも）とすると、ｘ方向４４０μｍ、ｙ方向４４０μｍの領域に、ｘ方向に１１列、ｙ方向に４列、全部で４４個の加速度センサーを配置できる。従って、1個の加速度センサーに比べて感度が４４倍向上する。従来のカンチレバー型加速度センサーは基板に対して平面的な｛すなわち、平面側がカンチレバーの長さ方向とカンチレバーの長辺方向（カンチレバーの幅方向となる）で構成されている｝ため、余り多数配置できなかった。たとえば、従来法では、カンチレバーの長さを２００μｍ、カンチレバーの長辺方向（カンチレバーの幅方向）を１００μｍとして、１個の加速度センサーの平面的大きさを、２２０μｍ＊１１０μｍとすれば、ｘ方向４４０μｍ、ｙ方向４４０μｍの領域に、ｘ方向に４列、ｙ方向に２列、全部で８個の加速度センサーを配置できるのみである。従って、本発明の加速度センサーは従来法の5.5倍の感度を得ることができる。しかも本発明の加速度センサーでは、１つの凹部３０１７の幅（ｘ方向）は３０μｍよりもっと小さくでき、しかもそのようにしても１個１個の加速度センサーの能力は変わらないので、もっとたくさんの加速度センサーを配置でき、感度をさらに向上できる。
【０６０７】
しかも本発明の加速度センサーの優れている所は、この領域内で薄膜、特に導電体膜（３０１５や３０２４）のパターニングは必要がなく、すべてそのまま積層した状態にすれば良いということである。図８５で示したコンタクトや引き出し電極も平坦な部分に形成すれば良い（この領域外でも良い）のでプロセス上で困難な問題は発生しない。従来法の場合には下側の電極の引き出しが難しくプロセスが複雑になるので、従来に比較してプロセスが格段に簡単になる。また、本発明では、凹部側電極部３００１と凸部側電極部３００２の形成を平行して別々に行なうことができると同時に、基板および薄膜（厚膜も含む）構成が同じくできるので、プロセススピードが速くプロセスもシンプルとなっているので、プロセスコストも大幅に下げることができる。
【０６０８】
以上のように、導電体膜３０１５が凹部３０１７内および凹部３０１７間で連続（接続）している場合、並びに導電体膜３０２３が凸部３０２４および凸部３０２４巻で連続（接続）している場合、すなわち、導電体膜のエッチング除去部分３０２９、３０３０、３０３１、３０３２がない場合は、凹部や凸部でのパターニングが必要はないのでプロセスが簡単になる。しかし、凸部３０２４の変位量が小さいときはＣ3017は殆ど変化しないから、小さな加速度の場合は検出が困難である。また、加速度の向き（ｘ方向のプラス側か、マイナス側か）を検出できないという問題もある。そこで、導電体膜３０１５が凹部３０１７内および凹部３０１７間で分離している場合、並びに導電体膜３０２３が凸部３０２４および凸部３０２４巻で分離している場合、すなわち、図８３や図８４で示した導電体膜のエッチング除去部分３０２９、３０３０、３０３１、３０３２を設ける。図８５で言えば、ｙ方向の側面容量空間３０４４側および３０４５側の導電体膜は除去され、また底面容量空間３０４３のの導電体膜も除去されているので、容量として検出できるのはｘ方向の側面容量空間３０４１および３０４２の容量Ｃx1およびＣx2だけである。これらの容量Ｃx1およびＣx2は一方が増えれば他方は減るという逆の関係になっている。これらは接続していないので、個別に容量を検出できる。Ｃx1が増大しＣx2が減少するということは凸部３０２４がＸ方向のマイナス側（図８４において左側）への力（加速度）が働いているということである。逆に、Ｃx1が減少しＣx2が増大するということは凸部３０２４がＸ方向のプラス側（図８４において右側）への力（加速度）が働いているということである。このようにＣx1の増減、Ｃx2の増減を検知すれば加速度の向きも分かる。また。小さな加速度でも（凸部３０２４の変位が小さくても）Ｃx1またはＣx2は変化するので、小さな加速度も検出できる。Ｃx1の変化量が小さくても多数のＣx1を接続すれば大きな変化量となり、同様にＣx2の変化量が小さくても多数のＣx2を接続すれば大きな変化量となるので、より小さな加速度でも検出できる。
【０６０９】
本発明の加速度センサーを同じ方向に並べればその方向（図８４、図８５ではｘ方向）の加速度に対しては感度が高まるが、別の方向、特に直角方向（図８４、図８５ではｙ方向）に対する加速度は測定できない。そこで、本発明の加速度センサーの向きを９０度変化させたものも一緒に配置させる。たとえば、図８６（ａ）に示すように、本発明の加速度センサー３００５をＸ方向に配列したもの３００５−Ｘ−１および２（Ｘ方向の加速度を検出できるということでＸを添える）と、本発明の加速度センサー３００５をＹ方向に配列したもの３００５−Ｙ−１および２（Ｙ方向の加速度を検出できるということでＹを添える）を１つの基板で作製する。このようにすれば、Ｘ方向だけでなくＹ方向についても加速度を検出できる。Ｘ方向だけの加速度センサーの導電体膜３０１５および３０２３をそれぞれ一緒にまとめ、Ｙ方向だけの加速度センサーの導電体膜３０１５および３０２３をそれぞれ一緒にまとめれば、Ｘ方向およびＹ方向の静電容量変化を別々に測定できるので、Ｘ方向およびＹ方向の加速度を別々に検出できる。
【０６１０】
さらに、図８６（ｂ）に示すように、Ｘ方向に対して４５度方向の加速度を検出できる３００５−Ｘ４５−１および２、Ｙ方向に対して４５度方向の加速度を検出できる３００５−Ｙ４５−１および２も一緒の基板またはチップ上に作製できる。本発明の加速度センサーは基板平面で小さな面積となるので、このように種々の方向の加速度を検出できる加速度センサーを実現できる。このように本発明の加速度センサーを用いれば、ＸＹ平面で多数の方向の加速度を検出できる。尚、Ｚ軸方向は、本発明の加速度センサーをチップ化して、Ｚ軸方向に傾ければ良い。さらに、図８６（ｃ）に示すように、図８６（ｂ）で示すような加速度センサーチップ３００６−１、２、３をＸＹ平面、ＸＺ平面、ＺＹ平面にそれぞれ配置することにより、立体的方向のすべての方向についての加速度を検出することができる。このように従来の加速度センサーでは多数のセンサーチップが必要であったが、本発明の加速度センサーではチップが３個あればすべての方向の加速度を検出できる。しかもチップ自体の面積（体積）は小さいので、非常に小型の加速度センサーを作製できる。
【０６１１】
図８４（ｂ）に示すように、カンチレバーとなる凸部３０２４が加速度に対する感度を上げるために凸部３０２４の先端部（底面部）に、凸部３０２４より比重の大きい錘３０５１または３０５２を付着させれば良い。錘３０５１は厚膜３０２２の凸部３０２４の先端部に付着しており、錘３０５２は厚膜３０５１の凸部３０２４の先端部上に積層した絶縁膜３０２７の上に付着している。これらの錘３０５１、３０５２を形成する方法について以下説明する。インプリント法、フォトリソ法＋エッチング法などにより厚膜３０２２に凸部３０２４を形成した後で、接着剤等を用いてこの凸部３０２４に錘３０５１の錘基板を付着する。たとえば、この接着剤を予め錘基板に塗布するか接着剤シート材を貼りつけておき、凸部側電極部３００２の厚膜３０２２の凸部３０２４をこの錘基板に付着し、その後で接着剤を硬化させて、錘基板と凸部３０２４を強固に接着する方法がある。あるいは、凸部側電極部３００２の厚膜３０２２の凸部３０２４の先端を接着液につけたり、シート材をつけたりしてこの先端部のみにつけた接着剤または接着剤シート材を介して錘基板を接着し、その後接着剤を硬化させて、錘基板と凸部３０２４を強固に接着する方法がある。次にフォトロソ法およびエッチング法により凸部３０２４の先端部に付着した錘３０５１以外の領域における錘基板をエッチングする。
【０６１２】
あるいは、図８７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、あらかじめ基板３０５３に接着層３０５４を挟んで錘３０５１のパターンを形成したものに対して、凸部３０２４が形成された厚膜３０２２を形成した凸部側電極部３００２をアライメントして、凸部３０２４の先端部に錘３０５１を付着させる。このとき、凸部３０２４の先端部または錘部３０５１の上部に接着剤をつけて凸部３０２４の先端部に錘３０５１を付着させる。その後、接着層３０５４と錘部３０５１の接着を外せば、凸部３０２４の先端部に錘３０５１を形成できる。たとえば、錘部３０５１と凸部３０２４の間の接着剤を熱硬化性接着剤として、その硬化温度をＴ１とする。接着層３０５４を熱可塑性接着剤としその軟化温度、すなわちガラス転移点ＴｇがＴ１より高いもの（Ｔ１＜Ｔｇ）を使用する。Ｔ１とＴｇの間で熱処理すると錘部３０５１と凸部３０２４が完全に固着する。その後、Ｔｇ以上で熱処理すると接着層３０５４が軟化するので、錘部３０５１が接着素３０５４から離れる。この後、絶縁膜３０２８、導電体膜３０２３等を形成すれば良い。
【０６１３】
あるいは、凸部３０２４の先端部を溶融金属液体（たとえば、半田）にディップして付着させる方法、あるいはメッキ液（たとえば、銀、半田、銅用のメッキ液）に凸部３０２４の先端部を浸漬して金属をメッキする方法でも良い。また、錘３０５２を凸部３０２４の先端部の絶縁膜３０２７上に付着する場合も上述した方法と同様の方法で行なうことができる。これらの錘３０５１や３０５３０５２はカンチレバーとなる厚膜３０２２の材料より比重が重い材料であれば良く、たとえば、厚膜がＰＭＭＡやＰＣ等である場合（比重は１〜２）は、錘３０５１や３０５２は鉄（比重７．９）、白金（比重２１．４）等の金属であれば十分な錘となる。
【０６１４】
凹部側電極部３００１の引き出し電極は、たとえば凹部を形成以内領域において、フォトリソ法および絶縁膜３０１６のエッチング法を用いて、絶縁膜３０１６を除去すれば下地の導電体膜３０１５が露出するので、この上に電極・配線を形成すれば良い。この絶縁膜３０１６をエッチングする順番として、凸部側電極部３００２を凹部側電極部３００１に付着してから、凸部側電極部３００２の基板３０２１や厚膜３０２２やその上の各種膜を除去しても良い。（この場合、この領域における厚膜３０２２上の導電体膜３０１５は、導電体膜３０１５のパターニング時に除去しておくことが望ましい。）あるいは、凸部側電極部３００２を凹部側電極部３００１に付着する前に、この領域における基板３０２１や厚膜３０２２やその上の各種膜を除去しておいても良い。
【０６１５】
凸部側電極部３００２の引き出し電極は、凹部側電極部３００１の引き出し電極と同様にして形成することができる。ただし、このようにすると、凹部側電極部３００２の引き出し電極と凸部側引き出し電極は互いに反対側に形成されることに注意する。一方側だけに引き出し電極を形成するには、たとえば次のようにする。凸部側電極部３００２を凹部側電極部３００１に付着させて、加速度センサーを形成した後（すなわち、凹部３０１７に凸部３０２４を入れて凹部周囲または凸部周囲を密着して凹部空間を気密にした後）、電極部形成領域において、基板３０２１をウエットエッチングまたはドライエッチングで除去する。次に厚膜３０２２を除去する。さらにその上に積層している絶縁膜３０２８を除去する（ある場合）。次にその上に積層している導電体膜３０２３をエッチング除去し、その上の絶縁膜３０２７や接着剤層３０２６も除去する（ある場合）。次にフォトリソ法および絶縁膜３０１６のエッチング法を用いて絶縁膜３０１６を除去するとコンタクト孔が形成され導電体膜３０１５が露出する。ここをパッド領域としてワイヤボンディングすることもできるし、このコンタクト孔にさらに電極・配線層を形成することができる。尚、コンタクトパターン形成用のフォトリソ法は、導電体膜３０２３を除去した後で行なっても良い。また、凸部側電極部３００２を形成するときに、既に導電体膜３０２３をエッチング除去してあれば、基板３０２１をエッチングする前にコンタクト孔形成用のパターニングを行なうこともできるし、その後の厚膜３０２２のエッチングする前でも可能である。
【０６１６】
一方、凸部側電極部３００２の導電体膜３０２３からの引き出し電極は、まずこの領域における基板３０２１をウエットエッチングまたはドライエッチングで除去する。次に厚膜３０２２を除去する。その後で、フォトリソ法および絶縁膜３０２８のエッチング法を用いて絶縁膜３０２８を除去するとコンタクト孔が形成されて導電体膜３０２３が露出する。ここをパッド領域としてワイヤボンディングすることもできるし、このコンタクト孔にさらに電極・配線層を形成することができる。尚、基板３０２１をエッチングする前にコンタクト孔形成用のパターニングを行なうこともできるし、その後の厚膜３０２２のエッチングする前でも可能である。以上のようにして、凸部側電極部３００２側に両方の引き出し電極を形成することができる。同様にして、凹部電極部３００１側に両方の引き出し電極を形成することもできる。
【０６１７】
次に加速度センサーの可動部分、すなわち凸部電極の可動性を向上させる方法について説明する。図８８はその一実施形態の製造方法を示す図である。図８８（ａ）に示すように、凸部側基板３１１１上に厚膜３１１２を形成する。次に厚膜３１１２上に錘となる材料膜（錘膜）３１１３を形成する。厚膜３１１２は各種の基板でも良い。錘膜３１１３は厚膜３１１２より比重が大きい材料である。たとえば、白金、タングステン、銅、鉄、ニッケル、亜鉛等の各種金属や合金、あるいは金属酸化物などであり、ＣＶＤ法やＰＶＤ法で形成したり、スクリーン印刷や塗布などで形成することができる。あるいはこれらの材料からなる基板（薄板）でも良い。尚、錘膜３１１３は必要がない場合は形成しなくても良い。錘膜が必要でないときは形成する必要はない。あるいは密着性向上膜やエッチングストッパー膜として３１１３を形成しても良く、その場合は上記の金属膜や金属酸化膜あるいは絶縁膜等が望ましい。
【０６１８】
次にフォトレジスト法またはインプリント法等でレジストパターン３１１４を形成する。｛図８８（ａ）｝次に、図８８（ｂ）に示すようにレジストパターン３１１４をマスクとして、錘膜３１１３をエッチングする。レジストパターン３１１４のパターンに近い形状でエッチングすることが望ましい。さらに、厚膜３１１２をエッチングする。このエッチングをレジストパターン３１１４およびエッチングされた錘膜のサイズにできるだけ忠実な形状にエッチングする。すなわち異方性エッチングで垂直な形状に近いパターンで厚膜３１１２を形成する。図８８に示す本実施形態では厚膜３１１２を完全にエッチングして、凸部側基板３１１１を露出させる。
【０６１９】
次に図８８（ｃ）に示すように、この垂直パターンをマスクとして（レジストパターン３１１４はリムーブした後でも良い）凸部側基板３１１１を等方性エッチングする。この基板３１１１のエッチングでは、厚膜３１１２、錘膜３１１３をできるだけエッチングしないようなエッチング条件で行なう。等方性エッチングであるから、厚膜３１１２の下にある部分３１１５の基板３１１１もエッチングされる。すなわち、基板３１１１の深さ方向の基板３１１１のエッチング量をＥ3111vertとし、パターン３１１２のサイドエッチング量をＥ3111sideとすると、Ｅ3111side＝０．５Ｅ3111vert〜Ｅ3111vertとなる。結果として、（厚膜３１１２（パターン幅W3112）は殆どエッチングされないとして）凸部側基板３１１１と厚膜３１１２との接続部の凸部側基板３１１１の幅は、Ｗ3112−２Ｅ3111sideとなる。
【０６２０】
次にレジストパターン３１１４を除去した後、図８８（ｄ）に示すように、導電体膜３１１６を積層する。この導電体膜３１１６が凸部側電極の電極・配線となる。この導電体膜３１１６が厚膜パターン３１１２の廂部３１１５にも積層するように、ステップカバレッジの良い方法（たとえば、ＣＶＤ法）で積層することが望ましい。この後、これまで説明した様に、導電体膜３１１６をパターニングし、保護膜として絶縁膜を積層して、凸部側電極を作製する。このように作製した凸部電極３１１２は、加速度を受けたとき、凸部電極３１１２の根元（すなわち、凸部側基板３１１１と凸部電極３１１２の接続部分）を基点として変形するので、この接続部が細くなりより変形しやすくなっている。すなわち、静電容量が大きく変化することになり、加速度測定の感度が増大する。たとえば、厚膜３１１２をシリコン、基板をガラスや石英（SiO2）とすると、緩衝フッ酸（BHF）溶液で基板のガラス等をエッチングすれば、厚膜３１１２のシリコンはエッチングされずに、基板のガラス等がサイドエッチングされる。このサイドエッチング量はエッチング速度から計算された時間管理で行なう。
【０６２１】
図８９は、加速度センサーの可動部分、すなわち凸部電極の可動性を向上させる別の実施形態の製造方法を示す図である。この実施形態では、凸部電極となる厚膜自体と凸部電極との付け根（接続）部分を細くする方法に関する。図８９（ａ）の図は、図８８（ａ）と構造が同じなので省略する。図８９（ｂ）に示すように、レジストパターン３１１４をマスクとして錘膜３１１３さらに厚膜３１１２を異方性エッチングする。厚膜３１１３は全部エッチングせずに図８９に示すように一部を残す。従って、厚膜３１１２は基板でも良く、その場合は凸部側基板３１１１と兼用でも良い。次にレジストパターン３１１４を除去した後、図８９（ｃ）に示すように、側壁カバー膜３１２１を積層する。この側壁カバー膜３１２１は厚膜３１１２の垂直パターン３１１２−１、２の側壁に被覆性良く積層することが望ましいので、ＣＶＤ法やＰＶＤ法による積層膜が良い。たとえば、シリコン酸化膜、シリコン酸窒化膜、シリコン窒化膜等の絶縁膜、ポリシリコンや各種のシリサイド膜、あるいは銅やタングステン等の金属膜である。このように、側壁カバー膜３１２１は厚膜３１１２パターン３１１２−１、２および錘膜３１１３のパターンをコンフォーマルに積層する。
【０６２２】
次に側壁カバー膜３１２１を全面異方性エッチングする。凸型電極パターン３１１２（３１１２−１、２）および錘３１１３パターンは垂直形状パターンであるから、図８９（ｄ）に示すように、その側壁部に積層した側壁カバー膜３１２１は側壁カバー膜３１２１として残り、平坦部にある側壁カバー膜３１２１はエッチング除去される。この全面異方性エッチングでは下地の厚膜３１１２や錘膜３１１３は余りエッチングされない条件を選択する。次に、図８９（ｅ）に示すように厚膜３１１２の等方性エッチングを行なう。このとき、側壁カバー膜３１２１や錘膜３１１３は余りエッチングされないようなエッチング液やエッチング条件を選択する。この結果、凸部電極パターン３１１２−１、２の下部３１１２もエッチングされて、図８８の場合と同様に、凸部電極３１１２（３１１２−１、２）の付け根が細くなり、加速度に対して動きやすい凸部電極が形成される。この後、側壁カバー膜３１２１を除去して（除去しなくても良い）導電体膜等を積層して、図８８（ｄ）に示すような構造を得る。
【０６２３】
次に、インプリント法を用いた凸部電極の作製方法について説明する。図９０（ａ）に示すように、凸部電極パターンを形成する凹部３１２２を有するモールド３１３１と、錘材料３１３３を付着した基板３１４１を用意する。基板３１４１には、モールド３１３１の凹部３１２２の内部に入ることができる凸状パターン３１４２が形成され、この凸状パターン３１４２の先端に接着層３１４３を介して錘材料３１３３が付着している。錘材料は凸部電極部を構成する材料より比重の大きい上述したような材料であるが、モールド３１３１の材料より融点（あるいは軟化点）が低い材料が望ましい。たとえば、モールド材料が石英（融点約１６００℃）やシリコン（融点約１４１０℃）で、錘材料が鉛（融点約３３０℃）、アルミニウム（融点約６６０℃）、銀（約９６２℃）、亜鉛（約４２０℃）、スズ（約２３２℃）、や各種半田や各種合金である。基板３１４２や凸状パターン３１４２は石英やシリコン基板やステンレス、各種金属材料である。あるいは高分子材料やセラミック材料でも良い。接着層３１４３は各種接着剤でも良いが、熱軟化性接着剤が望ましい。この熱軟化性接着剤の軟化点は、基板３１４１および凸状部材３１４２より融点が低いものが望ましい。エネルギーや作業性の観点から軟化点は低い方が良い。あるいは接着層３１４３を介在せずに錘材料３１３３を溶かして凸状パターン３１４２の上面に直接付着させても良い。あるいは、錘材料３１３３が磁性体の場合には、基板３１４１や凸状部材３１４２に電磁石を備えて錘材料３１３３を付着させても良い。あるいは、凸状パターン３１４２の先端部に静電気を発生させて錘材料３１３３を静電的に吸着しても良い。あるいは、凸状パターン３１４２の先端部に真空ラインを設けて錘材料３１３３を真空吸着しても良い。
【０６２４】
次に凸状パターン３１４２上面に付着した錘材料３１３３をモールド３１３１の凹部３１３２内へ挿入し、接着層３１４３の接着性を消失させて錘材料３１３３をモールド３１３１の凹部３１３２内へ配置する。従って、錘材料３１３３のサイズは凹部３１３２より小さくなければならない。モールド３１３１の凹部３１３２と凸状部材３１４２およびこれに付着した錘材料３１３３のアライメントは、モールド３１３１または基板３１４１がアライメント光を透過する材料である場合には、モールド３１３１または基板３１４１を通してアライメントすれば精度の良いアライメントが可能である。また、接着層３１４３の接着性を消失させる方法として、接着層３１４３が熱軟化性の接着剤である場合には、その軟化点よりも温度を高くして接着性を弱めれば良い。錘材料３１３３を融かして凹部３１３２内へ滴下しても良い。錘材料３１３３が凹部３１３２内へ配置された後、錘の融点以上の温度で錘材料３１３３を融かして、凹部３１３２の底部に錘材料を付着させる。｛図９０（ｃ）｝
【０６２５】
次に基板３１１１上に形成された厚膜３１１２の液状膜あるいはゲル状膜にこのモールド３１３１を押しつける。｛図９０（ｃ）、（ｄ）｝厚膜３１１２が熱硬化性材料の場合、厚膜３１１２が硬化する温度まで上昇させて、厚膜３１１２を硬化させる。あるいは、厚膜３１１２が熱可塑性材料の場合、厚膜３１１２が軟化する温度（軟化点）以上まで上昇させた後、（この状態でモールド３１３１を押しつけても良い）軟化点以下の温度に下げて厚膜３１１２を硬化させる。あるいは、厚膜３１１２が光硬化性材料である場合には、硬化する光（たとえば、紫外線やＸ線）を照射する。（このときは、モールド基板３１３１または基板３１１１は硬化する光を透過する材料で形成されている必要がある）厚膜３１１２が硬化した後、モールド３１３１を引き離すと、図９０（ｅ）に示すように錘材料３１３３が厚膜凸状部３１１２（３１１２−１、２）の上面に付着する。ここで、図８９に示すプロセスで厚膜凸状部３１１２（３１１２−１、２）の下部をサイドエッチすることができる。あるいは、図９０（ｆ）に示すように、酸素プラズマによる異方性全面エッチングにより、厚膜３１１２の残膜をエッチング除去する。次に図８８に示すプロセスで厚膜凸状部３１１２（３１１２−１、２）の下部にある基板３１１１をサイドエッチすることができる。以上のようにして非常に簡単なプロセスで錘材料３１３３を付着した凸状部３１１２（３１１２−１、２）を作製することができる。
【０６２６】
図９１は、凹部を用いた圧電体マイクの構造および製造方法を示す図である。圧電体基板４０６１内に凹部４０６２をフォトリソ法およびエッチング法、あるいはインプリント法などにより形成する。基板４０６１上に、またこの凹部４０６２内面に導電体膜４０６３を形成し、必要な導電体膜４０６３のパターニングを行なう。凹部４０６２の１つ４０６２（４０６２−２）は外部からの振動を受けられる凹部（振動受動凹部とも呼ぶ）で、その凹部４０６２（４０６２−２）に隣接して別の凹部４０６２（４０６２−１、４０６２−３）が配置されている。これらの凹部４０６２（４０６２−１、３）と振動受動凹部４０６２（４０６２−２）とで挟まれた基板側壁４０６１（４０６１−１、２）は、振動受動凹部４０６２（４０６２−２）に入ってきた振動波によって振動するダイヤフラムの役目を果たす。導電体膜４０６３は、この基板側壁４０６１（４０６１−１、２）の上面において、その一部４０６４（４０６４−１、２）がエッチング除去され、振動受動凹部４０６２（４０６２−２）側の導電体膜４０６３（４０６３−２）は隣接する凹部４０６２（４０６２−１、３）側の導電体膜４０６３（４０６３−１、３）と接続されていない。また基板４０６１の第１面（上面）の他の部分において、導電体膜４０６３は必要な配線や電極が形成されている。この導電体膜４０６３上に絶縁膜４０６４が形成される。導電体膜４０６３がエッチング除去された基板側壁４０６１（４０６１−１、２）上の４０６４（４０６４−１、２）にも絶縁膜４０６４が形成されている。この絶縁膜４０６４は導電体膜４０６３や凹部４０６２を保護している。
【０６２７】
基板４０６１の第１面（上面）におけるこの絶縁膜４０６４上に薄板４０６６が付着し、必要な部分以外は除去されている。この薄板４０６６の除去は薄板４０６６を基板４０６１上に付着させてから行なっても良いし、予め除去した薄板４０６６を基板４０６１上に付着しても良い。振動受動凹部４０６２（４０６２−２）は外部から振動波が入るようにするために、薄板４０６６はカバーしていない。（ただし、振動波が入ればＯＫなので、一部だけカバーする部分があっても良い。たとえば、振動受動凹部４０６２（４０６２−２）の上も薄板４０６６でカバーして、一部だけに振動波を導入する振動導入孔を備える場合がある。）振動凹部４０６２（４０６２−２）に隣接する凹部４０６２（４０６２−１、３）は薄板４０６６（４０６６１−、２）でカバーされている。これは、外部から振動波が入ることを防止する役目を果たす。従って、外部から振動波が入って来なければ薄板４０６６でカバーしなくても良いし、一部に外界との通気孔を設けることもできる。その後、導電体膜４０６３からの電位変化を取りだすために、必要な部分において絶縁膜４０６４にコンタクト孔をあけて電極パッドを設けるか、さらにそのコンタクト孔に導電体膜を形成して必要な電極・配線を形成することもできる。ここで、導電体膜４０６３（４０６３−１、２，３）からの電位変化取り出し端子を図９１に示すように、ａ、ｂ、ｃとする。
【０６２８】
振動受動凹部４０６２（４０６２−２）へ入ってきた空気振動（他の気体振動や液体振動でも良い）によって、基板側壁４０６１（４０６１−１、２）が振動する。（基板側壁４０６１（４０６１−１、２）は薄く（基板材料にもよるが、１μｍ〜１００μｍ程度）、その両側が空間凹部４０６２（４０６２−１、２、３）になっていて、基板側壁４０６１（４０６１−１、２）はダイヤフラムになっている。）この基板側壁４０６１（４０６１−１、２）が振動すると、基板側壁４０６１（４０６１−１、２）は圧電体であるから圧電効果によりその側面（表面）に電荷が分極する。従って、基板側壁４０６１（４０６１−１、２）の側面上に形成された導電体膜４０６３（４０６３−１）および４０６３（４０６３−２）、あるいは導電体膜４０６３（４０６３−３）および４０６３（４０６３−２）との間に電位差が生じる。その電位差を端子ａおよび端子ｂ、および／または電位差を端子ａおよび端子で取り出す。振動の大きさによってこの電位差が変化し、また振動の向きによって電位差の符号が変化する。（すなわち、プラスとマイナス）すなわち、本発明の基板面に対して垂直方向に形成した凹部を用いたデバイスによって、振動波を電気信号に変換させることができ、いわゆる圧電体マイクを作製できる。
【０６２９】
図９２は、図９１に示す圧電体マイクの断面図を平面的に示した図である。図９２（ａ）は、矩形形状の凹部が平行に配列している。すなわち、立体的に見れば直方体形状の凹部が平行に配列している。これらの凹部４０６２（４０６２−１、２、３）の間の基板側壁４０６１（４０６１−１、２）がダイヤフラムとなっている。これらの基板側壁４０６１（４０６１−１、２）は直方体形状になっている。これらの凹部４０６２（４０６２−１、２、３）内および基板４０６１の上面に導電体膜４０６３が積層され、基板側壁４０６１（４０６１−１、２）の上部および基板４０６１の第１面（上面）上でパターニングされ、導電体膜４０６３（４０６３−１、２、３）に分割されていて、それぞれ端子ａ、ｂ、ｃが接続している。基板側壁４０６１（４０６１−１、２）は同じ幅、同じ深さで形成されており、凹部４０６２（４０６２−１、３）は同じ圧力に保持されているので、４０６２（４０６２−２）内に導入された振動波によって同じように振動する。従って発生する電荷も同じであるから、端子ａとｃは接続しても良い。この図９２（ａ）から分かるように凹部内では導電体膜４０６３のパターニングはないので、通常のフォトリソ法およびエッチング法でプロセスが可能である。
【０６３０】
図９２（ｂ）は、別の平面形状を示す図で、円柱形状の振動受動凹部４０６２（４０６２−２）の周りを円筒形状の基板側壁４０６１（４０６１−１）が囲み、さらにこれらを円筒形状の凹部４０６２（４０６２−１）が囲んでいる。導電体膜４０６３（４０６３−１）は円筒形状の凹部４０６２（４０６２−１）をカバーし、導電体膜４０６３（４０６３−２）は円筒形状の凹部４０６２（４０６２−２）をカバーしている。これらの導電体膜４０６３（４０６３−１、２）は、凹部４０６２−１および４０６２−２によって挟まれた基板側壁４０６１（４０６１−１）の上部で切断されていて接続していない。これらの導電体膜４０６３（４０６３−１、２）に端子ａ、ｂが接続している。凹部４０６２−１は薄板でカバーされているが、凹部４０６２−２は薄板でカバーされていない。この実施形態では、振動波が振動受動凹部４０６２（４０６２−２）に入ると円筒形の基板側壁４０６１−１全体が振動し、その基板側壁４０６１−１の両側面にある導電体膜電極４０６３−１および４０６３−２の間（端子ａ−ｂ間）に電位差が生じ、この電位差が振動波形に対応して変化する。このように円筒形型の凹部を持つマイクロホン（すなわち、振動波を電位変化に変換する装置）は、基板側壁全体が一様に変形するので、非常に効率的で、面積の小さなマイクロホン素子を作製できる。尚、同様な実施形態として楕円型凹部を有するマイクロホンも同様な特性を持つマイクロホン素子となる。さらに任意の曲面、特に振動波を忠実に基板側壁の振動へ伝達できる形状の曲面を有する凹部および基板側壁を持つマイクロホン素子でも良い。
【０６３１】
図９２（ｃ）は、別の形状を有するマイクロホン素子を示す図である。すなわち、矩形形状（正方形や長方形）を持つ振動受動凹部４０６２（４０６２−２）をさらに矩形形状（正方形や長方形）の凹部４０６２（４０６２−１）が囲んでいるタイプで、これらの凹部間の基板側壁４０６１が４か所４０６１（４０６１−１、２、３、４）存在する。これらの４つの基板側壁４０６１（４０６１−１、２、３、４）がダイヤフラムとなる。基板凹部４０６２（４０６２−２）の側面、すなわち基板側壁４０６１（４０６１−１、２、３、４）の基板凹部４０６２（４０６２−２）側の側面には導電体膜４０６３（４０６３−２）が連続して形成されている。一方、基板凹部４０６２（４０６２−１）の側面、基板側壁４０６１（４０６１−１、２、３、４）の基板凹部４０６２（４０６２−１）側の側面には導電体膜４０６３（４０６３−１）が連続して形成されている。これらの導電体膜４０６３（４０６３−１、２）は基板側壁４０６１（４０６１−１、２、３、４）の上部でせつだんされ、導電体膜４０６３（４０６３−１）および４０６３（４０６３−２）は接続していない。導電体膜４０６３（４０６３−１）および４０６３（４０６３−２）には、それぞれ端子ａおよびｂが接続している。振動受動凹部４０６２（４０６２−２）に振動波が入ると、基板側壁４０６１（４０６１−１、２、３、４）がそれぞれ同じように振動し、この振動に対応して、端子ａ−ｂ間に電位差が生じて、この電位差が変化する。図９２（ｃ）に示す実施形態では、このような矩形形状の全部の基板側壁を使用しているので、効率的で面積の小さなマイクロホン素子を作製できる。図９２に記載した形状以外にも、多角形形状等でも本発明のマイクロホン素子を作製できる。
【０６３２】
図９３は、圧電体基板ではない基板を用いて圧電体膜を形成したマイクロホン素子の構造および製造方法を示す図である。圧電体基板ではない基板４０７１内に凹部４０７２（４０７２−１、２、３）を形成する。凹部４０７２（４０７２−２）は振動受動凹部となる。凹部４０７２（４０７２−１、３）と振動受動凹部４０７２（４０７２−２）との間に基板側壁４０７１（４０７１−１、２）が形成されている。振動受動凹部４０７２（４０７２−２）に振動波が入ると基板側壁４０７１（４０７１−１、２）が振動する。次に基板４０７１の表面（第１面）｛凹部４０７２の内面を含む｝に絶縁膜４０７３を形成する。基板４０７１が絶縁体の場合にはこの絶縁膜は形成しなくても良い。次に、絶縁膜４０７３上に導電体膜４０７４を形成し、基板側壁４０７１（４０７１−１、２）上の４０７５（４０７５−１、２）の部分で導電体膜４０７４を切断する。このとき、基板４０７１の第１面の平坦部分（凹部４０７２ではない部分）でも必要な配線パターニングを行なうことができる。導電体膜４０７４の切断は、凹部内のパターニングはないので、通常のフォトリソおよび導電体膜のエッチングで可能である。凹部内のパターニングを行なう場合には、電着レジスト法や、感光性膜プラズマ重合法、感光性ドライフィルム法、感光性膜スパッター法、その他の方法で行なうことができる。尚、導電体膜４０７４の切断はレーザーによっても可能である。
【０６３３】
次に、導電体膜４０７４上に圧電体膜４０７６を形成する。圧電体膜４０７６は導電体膜４０７４を除去した部分にも形成されるが、圧電体膜４０７６は基本的には絶縁性を有するので特に問題はない。絶縁膜４０７３、導電体膜４０７４、圧電体膜４０７６の材料や作製方法や作製条件などは既に記載した通りである。たとえば、導電体膜４０７４は、白金（Ｐｔ）、チタニウム（Ｔｉ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）、鉄（Ｆｅ）、アルミニウム（Ａｌ）、コバルト（Ｃｏ）、パラジウム（Ｐｄ）、スズ（Ｓｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、銀（Ａｇ）等の金属膜、これらの合金、あるいは酸化物導電体膜（ＺｎＯx、ＩｎxＯy、ＳｎＯx、ＧａxＯy、ＣｕＡｌxＯy、ＣｕＧａxＯy、ＣｕＩｎxＯy、ＣｕＦｅxＯy、ＮｉＯx、ＩｒＯx、ＳｂＳｎxＯy、ＩｎＳｎxＯy等）、グラフェン導電膜や炭素系ナノチューブ導電膜等の炭素系導電膜、導電性ポリマー、導電性多結晶シリコンや導電性アモルファスシリコン等がある。圧電体膜４０７６としては、たとえばＰＺＴ、ＬｉＴａＯ3、ＬｉＮｂＯ３、Ｌａ3Ｇａ5ＳｉＯ14、Ｌｉ2Ｂ4Ｏ7、ＺｎＯ、ＧａＰＯ4、ＰｂＰＯ3、ＢａＴｉＯ3、ＧａＴｉＯ3、ＫＮｂＯ3、ＬｉＴａＯ3、ＮａxＷＯ3、ＢａＮａＮｂ5Ｏ5、Ｐｂ2ＫＮｂ5Ｏ15、ＧａＰＯ4、Ｌａ3Ｇａ5ＳｉＯ14、Al2SiO4(F,OH)2、AlPO4、KNaC4H4O6、Al2SiO4(F,OH)2、アパタイト系等の酸化物系圧電体膜、ＡｌＮ、ＧａＡｓ、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）等の圧電性ポリマーがある。
【０６３４】
圧電体４０７６上に導電体膜４０７７を形成し、必要な部位をエッチング除去する。たとえば、基板側壁４０７１（４０７１−１、２）上の４０７８（４０７８−１、２）や、基板４０７１の第１面の平坦部（凹部４０７２ではない部分）でエッチング除去する。導電体膜４０７４の切断はレーザーによっても可能である。このように、導電体膜４０７１のパターニングは凹部内で行なう必要はないので、通常のフォトリソ法、およびエッチング法で行なうことができる。導電体膜４０７１のパターニングを凹部内で行なう場合は、電着レジスト法、感光性膜プラズマ重合法、感光性ドライフィルム法、感光性膜スパッター法、その他の方法で行なうことができる。次に絶縁膜４０７９を形成する。その後、薄板４０８１を基板４０７１の第１面上に付着する。薄板４０８１の不要な部分を除去した後、導電体膜４０７４および導電体膜４０７７から電圧を引き出すためのコンタクト孔を形成し、必要なら電極・配線層を形成する。導電体膜４０７４（４０７４−１、２、３）は圧電体膜４０７６の下部電極、導電体膜４０７７（４０７７−１、２、３）は圧電体膜４０７６の上部電極となる。
【０６３５】
振動受動凹部４０７２（４０７２−２）には振動波を導入するので、薄板４０８１でカバーしない。（もちろん、振動波が入れば薄板４０８１で振動受動凹部４０７２（４０７２−２）の一部をカバーするのは問題ない。たとえば、振動導入通路を薄板へ設ける場合などである。）凹部４０７２（４０７２−１、３）は薄板４０８１（４０８１−１、２）でカバーされている。振動受動凹部４０７２（４０７２−２）に対して、凹部４０７２（４０７２−１、３）は基準となるので、振動波が凹部４０７２（４０７２−１、３）内に入らないようにするために、薄板４０８１（４０８１−１、２）で凹部４０７２（４０７２−１、３）をカバーしている。従って、振動波が凹部４０７２（４０７２−１、３）内に入らなければ、薄板４０８１（４０８１−１、２）はの一部はあいていても良いし、あるいは薄板４０８１（４０８１−１、２）で凹部４０７２（４０７２−１、３）をカバーしなくても良い。すなわち、凹部４０７２（４０７２−１、３）内の圧力は振動受動凹部４０７２（４０７２−２）内の圧力によってできるだけ変化しないようにする。
【０６３６】
振動受動凹部４０７２（４０７２−２）内に振動波が入ると振動受動凹部４０７２（４０７２−２）内の気圧（または振動受動凹部４０７２（４０７２−２）内に液体が入っているときは液圧）が変動するので、基板側壁４０７１（４０７１−１、３）が変位する。基板側壁４０７１（４０７１−１、３）が変位すると、基板側壁４０７１（４０７１−１、３）上に形成された圧電体膜４０７６も変位する。圧電体膜４０７６が変位すると圧電体膜４０７６の表面に電荷が分極する。この結果、圧電体膜４０７６の両側に形成されている導電体膜４０７４（下部電極）と導電体膜４０７７（上部電極）との間に電位差（電圧）が生じる。たとえば、導電体膜４０７４（４０７４−１）に接続している端子ａ１と導電体膜４０７７（４０７７−１）に接続している端子ａ２との間に、あるいは導電体膜４０７４（４０７４−２）に接続している端子ｂ１と導電体膜４０７７（４０７７−２）に接続している端子ｂ２との間に、あるいは導電体膜４０７４（４０７４−３）に接続している端ｃ１と導電体膜４０７７（４０７７−３）に接続している端子ｃ２との間に、電位差（電圧）が生じる。発生する電荷の向きはａ１、ｂ２、ｃ１が同じであり、ａ２、ｂ１、ｂ２が同じ向きであるからこれらを総合した電位差（電圧）を検出できるので、検出感度を向上できる。
【０６３７】
このように、圧電基板を用いなくても種々の基板を用いてその基板上に圧電体膜を形成することによりマイクロホンデバイスを作製できる。たとえば、基板がシリコン基板である場合、ＩＣ、トランジスタ、抵抗、コンデンサ等の素子と一緒に搭載できる。この結果、たとえば１チップ内に本発明のマイクロホンデバイスとこのマイクロホンデバイスで発生した電位を波形に演算処理したり音声に変換したりする演算用ＩＣとを搭載できる。従って、従来はこれらのデバイスを別々の２チップで実装しなければならないものが１チップで実装できるから、実装面積が大幅に減少すること、２チップをワイヤボンディング等で接続する必要がなくなること、ＩＣに使用する導電体膜とマイクロホン素子に使用する導電体膜とを兼用できるか接続が容易になること、さらに１チップ内の配線接続により信頼性が向上することなど、大きな利点を獲得できる。また、この場合の平面的形状も図９２に示すような種々の形状を用いることができる。
【０６３８】
尚、これまで説明したように、図９１〜図９３に示す振動受動凹部は裏面（第２面）に、その周りを囲む凹部は表面（第１面）に形成することもできる。この場合、第２面側だけに振動波を導入でき、第１面側には振動波が導入できないようにすれば、薄板を設ける必要がないし、また凹部と振動受動凹部との間で導電体膜を切断する必要がないので、パターニングが非常に簡単になる。また、図９１〜図９３に示すマイクロホンデバイスは、これまでに説明した様に、基板第１面から第２面に貫通する凹部（すなわち貫通溝）を用いて作製することもできる。たとえば、基板の裏面に第２の薄板を付着し、貫通溝を作製して、その後図９１〜図９３に示すプロセスでマイクロホン素子を作製すれば良い。あるいは、基板に貫通溝を作製した後で、第２の薄板を付着させてから図９１〜図９３に示すプロセスでマイクロホン素子を作製すれば良い。また、基板上にポリマーを形成して、このポリマー内に凹部（または貫通溝）を作製してマイクロホンデバイスを作製することもできる。この方法は、たとえば上述したように、別デバイスと本発明のマイクロホン素子を一緒の基板で作製するときに有用な方法である。この場合、ポリマーを軟化させたり、液状、ゲル状の状態にしてインプリント法を用いて凹部を形成し、マイクロホン素子を作製することができる。この場合基板内にマイクロホン素子を配置する凹部を形成し、その凹部にポリマーで埋め込んでその中にマイクロホン素子用の凹部を形成すれば、マイクロホン素子の表面と基板表面のレベルをほぼ同程度にできるので、マイクロホン素子に使用する導電体膜とそれ以外の基板内の導電体膜と兼用もできるし、兼用しない場合でも接続が容易となる（接続配線の段差が小さくなる。あるいはワイヤボンディングで接続する場合も段差が小さくなる）。
【０６３９】
上記に示したマイクロホンデバイスは、基板の第１面から第２面側に向かって形成した凹部または基板の第1面から第２面側に貫通した貫通溝によって挟まれた基板側壁を用いて、外部の振動波を電気信号に変換するものであるが、逆の見方をすればスピーカーとしても機能する。たとえば、電気信号を圧電体膜を挟む上下の電極（導電体膜）に、あるいは圧電体基板を挟む上下の電極（導電体膜）に印加すれば、圧電体膜が振動しそれに応じて基板側壁が振動し、あるいは圧電体基板が振動子、音等の振動波を振動受動凹部内で発生する。この振動波を外部へ出せばスピーカーとなる。従って、本発明は、マイクロホンにもなればスピーカーにもなるという、音響トランスデュサーとしても機能させることができる。また、スピーカー以外にも発音素子や発音ブザーとしても使用できる。特に非常に小型になり安く作製できる。
【０６４０】
図９５は、本発明を適用した熱交換器を示す図である。図９５（ａ）は基板４０８３の基板面に対して平行な平面図である。図９５（ａ）に示すように基板４０８３内に熱媒体流路４０８８（４０８８−１、４０８８−２）が形成され、基板側壁４０８３（４０８３−２、３、４、５）を挟んで熱交換媒体流路４０８６（４０８６−１、４０８６−２、４０８６−３）が配置されている。熱媒体４０９５は熱媒体流路４０８８（４０８８−１、４０８８−２）の入り口である媒体口４０９１（４０９１−１、４０９１−３）から入り、熱媒体流路４０８８（４０８８−１、４０８８−２）の出口である媒体口４０９１（４０９１−４、４０９１−６）から出ていく。一方、熱交換媒体４０９６は熱交換媒体流路４０８６（４０８６−１、４０８６−２、４０８６−３）の入り口である媒体口４０９１（４０９１−２、４０８６−１および４０８６−３の入り口は記載せず）から入り、熱交換媒体流路４０８６（４０８６−１、４０８６−２、４０８６−３）の出口である媒体口４０９１（４０９１−５、４０８６−１および４０８６−３の入り口は記載せず）から出ていく。
【０６４１】
平面図９５（ａ）のＡ１−Ａ２における基板面に対して垂直な断面図を図９５（ｂ）に示す。基板４０８３内に基板面に垂直方向に第１凹部（または、第１貫通溝）４０８８（４０８８−１、２）および第２凹部（または、第２貫通溝）４０８６（４０８６−１、２、３）が形成されている。第１凹部４０８８および第２凹部４０８６の間に基板側壁４０８３（２、３，４、５）が形成され、第１凹部４０８８および第２凹部４０８６を隔てている。第１凹部４０８８は熱媒体流路となり、第２凹部４０８６は熱交換媒体流路４０８６となっている。第１凹部４０８８および第２凹部４０８６の開口側である基板４０８３の第１面には薄板４０８４が付着し、第１凹部４０８８および第２凹部４０８６の開口部を被っている。第１凹部４０８８および第２凹部４０８６が基板４０８３の第２面に貫通している場合は、基板４０８３の第２面には薄板４０８４が付着し第１凹部４０８８および第２凹部４０８６の貫通口を塞いでいる。
【０６４２】
熱媒体流路４０８８および熱交換媒体流路４０８６を隔てている基板側壁４０８３（２、３，４、５）は非常に薄い（１μｍ〜１００μｍ）ので、熱媒体流路４０８８を流れている熱媒体４０９５の熱は、基板側壁４０８３（２、３，４、５）を通して速やかに、熱交換媒体流路４０８６を流れている（に入っている）熱交換媒体４０９６へ伝達する。また、図９５（ａ）から分かるように、熱媒体流路４０８８は細く曲がりくねり流れ、その周りを熱交換媒体４０９６が取り囲んでいて、熱媒体流路４０８８と熱交換媒体流路４０８６との接触面積は非常に大きいので、特に迅速に熱媒体４０９５の熱が熱交換媒体４０９６へ伝達する。基板４０８３が熱良導体の場合は、さらに素早く熱が移動する。たとえば、基板４０８３が、炭素（カーボンナノチューブ、フラーレン等も含む）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、金属（たとえば、銀、金、銅、アリミニウム）、半導体基板（たとえば、シリコン）である。
【０６４３】
熱媒体４０９５は薄板４０８４に開いた入り口（媒体口）４０９１−１や４０９１−３に接続した導管４０８９−１や４０８９−２から熱媒体流路４０８８へ入り、熱交換した後出口（媒体口）４０９１−４や４０９１−６から出ていき、この交換器の外部で熱を交換して再度導管４０８９−１や４０８９−２へ戻り循環している。（循環しないで、一方通行の場合もあり。）熱交換媒体４０９６は薄板４０８４に開いた入り口４０９１−２に接続した導管４０８７から熱交換媒体流路４０８６へ入り、熱交換した後出口４０９１−５から出ていき、この交換器の外部で熱を交換して再度導管４０８７へ戻り循環している。（循環しないで、一方通行の場合もあり。）熱媒体４０９５は気体や液体あるいは気体と液体の共存媒体であり、たとえばヒートパイプのように外部の熱源で媒体が蒸発して気体になり、その気体が熱媒体流路４０８８へ入り熱交換して凝縮して液体となって出口から出ていくという一連の相変化が連続的に生じさせて、熱移動を迅速に行なわせることもできる。熱交換媒体４０９６も気体や液体あるいは気体と液体の共存媒体であり、こちらもヒートパイプ方式を採用でき、冷却した液体で熱交換媒体流路４０８６へ入り、熱交換媒体流路４０８６内で熱媒体４０９５より熱をもらって蒸発して気体になって出口から外部へ出ていくという一連の相変化が連続的に生じさせて、熱移動を迅速に行なわせることもできる。このように本発明は、半導体プロセスを適用できるので非常に微細な毛細管のような流路を形成し、しかも自由な曲線流路を形成できるので、非常に効率の良い熱移動を行なうことができる。たとえば、体温調節が困難な患者の血液を本システムで循環させて体温を一定温度に保持することも可能となる。
【０６４４】
しかも本熱交換システムは非常に簡単なプロセスで作製できるし、非常に小さなチップにもできるので、大量にしかも安く作製することができる。その製造方法の一例を次に説明する。本製造方法は、これまでに種々の製造方法と極めて類似しているので、説明するまでもないが、その概略は以下のようである。基板４０８３の第１面に絶縁膜を積層する。基板の種類は前述の通りであるが、その厚みは１μｍ〜１００μｍ、さらには１００μｍ〜１０００μｍ、さらにはもっと厚い基板も使用できる。適用する目的に合わせて適宜選定することができる。基板サイズも２インチ（５ｃｍφ）以上、かなり大きなものも可能である。絶縁膜は感光性膜との密着性向上およびエッチングマスクとなることが主な目的であるから、必要がなければ積層しなくても良い。次に感光性膜を形成し露光法で凹部（第１および第２）形成用のパターニングをする。その感光性膜のパターンに基づき、絶縁膜および基板４０８３をエッチングする。このエッチングは感光性膜のパターン通りに作製することが望ましいので、できるだけ垂直パターンが望ましい。その結果、第１凹部４０８８（４０８８−１、２）および第２凹部４０８６（４０８６−１、２，３）を形成する。基板４０８３を貫通した場合は貫通溝となる。貫通溝の場合には貫通溝の深さをそろえることができる。すなわち貫通溝の深さは基板４０８３の厚みとなる。凹部の場合にはエッチングバラツキも考慮してエッチングを行なう必要がある。凹部または貫通溝を形成する前に基板４０８３の第２面に薄板４０８５を付着しても良い。
【０６４５】
次に感光性膜をリムーブして、基板４０８３の第１面側に第１の薄板４０８４を、基板４０８３の第２面側に第２の薄板４０８５を付着させる。この付着には接着剤を用いることもできるし、常温接合や高温接合、拡散接合等を用いることができる。基板４０８３がシリコンで薄板がガラスの場合には静電接合することもできる。既に第２面側に薄板４０８５を付着させている場合には、第１面側に薄板４０８４を付着させれば良い。また、たとえば、第１凹部４０８８を第１面側から形成し、その後第２面側から第２凹部４０８６を形成することもできる。この場合、マスク工程は１つ増えるが、基板側壁４０８３（４０８３−２、３、４、５）が薄い状態で薄板に付着していない状態はなくなるので、基板側壁４０８３（４０８３−２、３、４、５）の安定度は格段に向上する。すなわち、まず基板４０８３の第２面側に第２の薄板４０８５を付着させた後、第１凹部（第１貫通溝）４０８８を基板４０８３の第１面側から形成し、次に基板４０８３の第１面側に第１の薄板４０８４を付着させた後に、第２凹部（第２貫通溝）４０８６を基板４０８３の第２面側から形成する。このとき、第１凹部４０８８が貫通溝でない場合は、基板４０８３の第１面側に第１の薄板４０８４を付着させた後に、基板４０８３の第２面側における第２の薄板４０８５を取り外してから、第２凹部４０８６を基板４０８３の第２面側から形成すれば、第２の薄板４０８５をエッチングしなくても良く、第２凹部（こちらは貫通溝でも良い）形成後、基板４０８３の第２面側に再度第２の薄板（第３の薄板）を付着させる。第１凹部４０８８が貫通溝である場合は、基板４０８３の第２面側における第２の薄板４０８５もエッチングし、さらに基板４０８３をエッチングして第２凹部（第２貫通溝）４０８６を形成し、その後第３の薄板を基板４０８３の第２面側（の第２の薄板上）に付着させる。その後、第１の薄板４０８４に媒体口４０９１（４０９１−１、２、３、４、５、６）を形成する。尚、この媒体口４０９１は第２の薄板４０８５に開けても良い。また、あらかじめ媒体口４０９１を形成した薄板を付着しても良い。第１の薄板４０８４および第２の薄板４０８５は、たとえばガラス、金属等の各種導電体、各種セラミック、各種半導体基板であり、厚みは使用環境や材料強度等により選定すれば良いが、概ね１μｍ〜５００μｍである。
【０６４６】
図９７は、インプリント法を用いて本発明の凹部パターンを形成する方法を示す図である。図９７（ａ）に示すように、第１基板７１１上にポリマー層７１２を形成する。この実施形態におけるポリマーは熱軟化性（熱可塑性）である。ポリマー層７１２は、ポリマーを溶剤に溶解した溶液を第１基板７１１上に滴下して形成する方法（滴下法）やポリマーを溶剤に溶解した溶液を第１基板にスピンコートして形成する方法（スピンコート法）などの塗布法により第１基板７１１上に形成する。この後、図９７（ｂ）に示すように、凹部（第２凹部）パターンを有するモールド７１３をこのポリマー層７１２に挿入した後、軟化温度以上で熱処理して溶剤を完全に蒸発させてポリマーを軟化または溶融する。モールド７１３をポリマー層７１２に挿入する前に、ポリマー層７１２をプリベークしても良い。ポリマーが熱可塑性ポリマーである場合は、溶剤を完全に蒸発させて軟化温度以上で熱処理してポリマー層を軟化または溶融してモールド７１３を挿入しても良い。ポリマーがペースト状の場合にはスクリーン印刷法によってポリマー層７１２を第１基板７１１上に形成し、このペースト状のポリマー層７１２にモールド７１３を挿入しても良い。あるいは、第１基板７１１上にポリマーシートを付着して軟化温度以上に熱処理してポリマー層を軟化または溶融してポリマー層７１２を第１基板７１１上に形成し、この軟化または溶融したポリマー層７１２にモールド７１３を挿入しても良い。
【０６４７】
ポリマー層７１２にモールド７１３を挿入した後に軟化温度以上に熱処理してポリマー層を軟化または溶融した状態にする。この状態で図９７（ｃ）に示すように、第１基板７１１をポリマー層７１２から分離する。あるいは、ポリマー層を軟化または溶融した後に軟化温度以下の温度にしてポリマー層７１２を固化して後、第１基板７１１を分離する。この分離では、図９７（ｃ）に示すように、第１基板７１１を上側にして第１基板７１１を上方へ移動して（あるいは、モールド７１３に付着したポリマー層７１２を下方へ移動して）分離しても良い。次にポリマー層７１２の軟化温度以上に熱処理を行ない、モールド７１３に付着したポリマー層７１２を軟化または溶融して、第１凹部形成用のモールド７１５を上方から下方へ移動して｛図９７（ｄ）｝、ポリマー層７１２へモールド７１５を挿入する。このとき、図９７（ｅ）に示すように、モールド７１３の凹部７１４（７１４−１，２）へモールド７１５の凸部７１５（７１５−１、２）を挿入し、またモールド７１６の凹部７１６（７１６−１，２）へモールド７１３の凸部７１３（７１３−１、２）を挿入する。モールド７１３および７１６を所定位置で固定して軟化温度以下で保持してポリマー７１２を固化してポリマー６１２の形状を決める。この後、モールド７１３および７１５はポリマー層７１２から分離するので、モールド７１５の凸部７１５−１および７１５−２はポリマー層７１２の主面（第１面、表面）側の凹部（第１凹部）となり、モールド７１３の凸部７１３−１および７１３−２はポリマー層７１２の副面（第２面、裏面）側の凹部（第２凹部）となる。
【０６４８】
従って。モールド７１３の凸部７１３（７１３−１、２）およびモールド７１５の凸部７１５（７１５−１、２）の間の基板側壁７１２−Ｓ１、７１２−Ｓ２、７１２−Ｓ３はダイヤフラムとなるので、基板側壁の厚み（モールド７１３の凸部およびモールド７１５の凸部の距離）ｓ１、ｓ２等、基板側壁の深さ（長さ）（モールド７１３の凸部およびモールド７１５の凸部の深さ方向のオーバーラップ部）ｈ１および基板側壁の幅（紙面と垂直方向におけるモールド７１３の凸部７１３およびモールド７１５の凸部７１５のオーバーラップ部で図示せず）をできるだけ一定にすることが望ましい。すなわち、モールド７１３のパターンに対してできるだけ正確にアライメントしてモールド７１５のパターンを挿入する必要がある。ポリマー層７１２およびモールド７１５に対して透過する光を用いてアライメントすることが望ましい。また、ｓ１＝Ｓ２とするようにアライメントすることも重要である。さらに、ｈ１を一定にするために、モールド７１３の凸部（たとえば、７１３−１）とモールド７１５の凹部（たとえば、７１６−１）の距離ｔ１やモールド７１５の凸部（たとえば、７１５−１）とモールド７１３の凹部（たとえば、７１４−１）の距離ｂ１をできるだけ一定にする必要があるので、モールド７１３に対してモールド７１５の挿入深さを一定にする。尚、現状の合わせ精度は、ｓ１やｓ２の精度はバラツキ３σで５０ｎｍ〜３００ｎｍであり、ｔ１やｂ１の精度はバラツキ３σ１００ｎｍ〜５００ｎｍであるから、かなり精度の良いダイヤフラムを作製できる。（ポリマー層の厚みは、１μｍ〜２０００μｍ程度であり、凹部の幅は１μｍ〜３０００μｍ程度である。厚みおよび幅はもっと大きくても良い。）
【０６４９】
ポリマー層７１２の固化後、モールド７１５をポリマー層７１２から分離する。（図９７（ｆ））モールド７１５の表面に離型剤を塗布したりしてモールド７１５がポリマー層７１２から分離しやすくしても良い。モールド７１５を分離しても、ポリマー層７１２はモールド７１３に支持されているので変形することはない。この後は、これまでに種々説明したようなプロセスを用いて種々の膜を積層し、またエッチングするなどして所望の積層膜構造とすることができる。たとえば、繰り返しになるが、ポリマー層７１２が圧電体である場合は、モールド７１５の凸部７１５（７１５−１、２）の跡である第１凹部７２０（７２０−１、２）が形成されたポリマー層７１２の上に導電体膜７１７を積層し、導電体膜７１７の所望のパターニングを行ない、その次に絶縁膜７１８を積層して導電体膜７１７を保護し、さらに絶縁膜７１７の所望のパターニングを行なう。この後、第１の薄板７１９を付着させる。この薄板７１９によって、第１凹部７２０−１、２の形状を固定化することもできる。（図９７（ｇ））
【０６５０】
この後、図９７（ｈ）に示すように、モールド７１３を分離する。モールド７１３の分離をスムーズに行なうために、モールド７１３をポリマー層７１２に挿入する前に離型剤をモールド７１３の表面に塗布しても良い。モールド７１３を分離しても、ポリマー層７１２は第１の薄板７１９に支持されているので変形することはない。この後、モールド７１３の凸部７１３（７１３−１、２）の跡である第１凹部７２４（７２４−１、２）が形成されたポリマー層７１２の上に導電体膜７２１を積層し、導電体膜７２１の所望のパターニングを行ない、その次に絶縁膜７２２を積層して導電体膜７２１を保護し、さらに絶縁膜７２２の所望のパターニングを行なう。この後、第２の薄板７２２を付着させる。この薄板７２２によって、第２凹部７２４−１、２の形状を固定化することもできる。（図９７（ｉ））図９７では記載していないが、他の所で説明した様に導電体膜からの引き出し電極や圧力伝達孔なども作製できる。以上のように、ポリマー層の両面からインプリント法を用いてポリマーを基板側壁とした圧力センサーを簡単なプロセスで作製でき、しかも小型化できる。この結果基板内に多数のセンサーを作製できるので、非常にコストの易いセンサーを実現できる。
【０６５１】
図９７では、図９７（ｇ）以降について基板を圧電体基板として説明したが、これまでの色々な所で説明したように、圧電性ポリマー以外のポリマーの場合でも、第１凹部および／または第２凹部側のポリマー上に第１導電体膜、その上に圧電体膜、その上に第２導電体膜を積層することによって、圧力センサーを作製できる。また、図９８に示すように、ポリマー７１２内の第１凹部７２０（７２０−１、２）および／または第２凹部７２４（７２４−１、２）の側壁に対向電極導電体膜７１７（７１７−１、２、３）、７２１（７２１−１、２、３）を形成して、静電容量型圧力センサーを作製することもできる。すなわち、第１凹部７２０−１を容量空間とし、７１７−１および７１７−２をその対向電極とした静電容量型圧力センサー、第１凹部７２０−２を容量空間とし、７１７−２および７１７−３をその対向電極とした静電容量型圧力センサー、さらに第２凹部７２４−１を容量空間とし、７２１−１および７２１−２をその対向電極とした静電容量型圧力センサー、第２凹部７２４−２を容量空間とし、７２１−２および７２１−３をその対向電極とした静電容量型圧力センサーを作製できる。さらに、このようなインプリント法を用いて、圧力センサー以外にも、これまでに説明した音響トランスデューサー、ポンプデバイス、インクジェットデバイス、加速度センサー、圧電体マイクなども作製することができる。
【０６５２】
図９７においては、出発基板を平坦な基板である第１基板７１１を用いたが、モールドを出発基板とすることもできる。すなわち、図９７（ｄ）に示す状態から開始することができる。凹凸パターンを有するモールド７１３上に、ディップ法、滴下法、塗布法、スピンコート法等を用いて溶液ポリマー７１２をコートして、そこにやはり凹凸パターンを有するモールド７１５を挿入することもできる。モールド７１３の凹部にポリマーが入らない場合は、真空状態で溶液ポリマー７１２をコートすることもできる。この状態でポリマーの軟化温度以上で熱処理を行ない溶剤を蒸発させるとともに軟化または溶融させてモールド７１３上にポリマーを形成後モールド７１５を挿入することもできる。
【０６５３】
図９９は、ポリマーフィルムまたはポリマーシートを用いて、インプリントする方法について説明する図である。図９９（ａ）に示すように、凹凸パターンを有するモールド７１３上にポリマーシート７２６を配置し、ポリマーの軟化温度以上で熱処理を行なうと、ポリマーシート７２６は軟化または溶融して、重力でモールド７１３上の凹部に入り込みモールド７１３上に充満して平坦に近く形成される。平坦になってから凹凸パターンを有するモールド７１５を挿入すれば、図９９（ｂ）に示すように、ポリマー側壁７１２（７１２−Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３）を形成することができる。あるいは、ポリマーシート７２６を軟化または溶融させながらモールド７１５を挿入しても、同様にポリマー側壁７１２（７１２−Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３）を形成することができる。以上のように、第１基板７１１を用いずに、モールド７１３および７１５だけを用いてもポリマーパターンを形成できるので、プロセスがさらに簡単になる。
熱可塑性ポリマーは、フッ素樹脂フィルム、ポリエチレンフィルム、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）、ポリカーボネート、ポリスチレン、アクリル樹脂、ABS樹脂、塩化ビニル、液晶ポリマー、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、Ｎ−メチルー２−ピロリドン（ＮＭＰ）、アクリル樹脂（ＰＭＭＡ）、ポリ酢酸ビニル、ポリジメチルシロクサン（ＰＤＭＳ）、ポリ乳酸、各種ゴム（天然ゴムや合成ゴム）、あるいはポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、フッ化ビニリデン−トリフルオロエチレン（ＶＤＦ／ＴｒＦＥ）共重合体等の強誘電性高分子、シアン化ビニリデン−酢酸ビニル共重合体、ナイロン−１１等の極性高分子等の圧電性高分子など種々の高分子材料である。また、これらの熱可塑性ポリマーを複数混合させたものでも良い。さらに圧電性の熱可塑性ポリマーとしては、前記ポリマーの他に圧電性セラミック（たとえば、ＰＺＴ、チタン酸バリウム（BaTiO3）、ニオブ酸リチウム（LiNO3）、水晶、メタニオブ酸鉛（PbNb2O6）、酸化亜鉛、これらの混合物）の微小粒子をこれらの熱可塑性ポリマーと混合したものも使用できる。
【０６５４】
本発明の実施形態の説明において、説明をしなかったことで、他の部分で説明していることは、互いに矛盾しない限り適用できることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【０６５５】
本発明は、半導体圧力センサー、超小型圧力センサー、さらには加速度センサー、音響トラヌスデューサー、インクジェットデバイス、ポンプデバイス等各種センサーや各種デバイス、さらにはそれらのセンサーやデバイスの小型化に利用できる。
【符号の説明】
【０６５６】
１１・・・半導体基板、１２・・・絶縁膜、１３・・・導電膜、１４・・・キャップ、
１５・・・気密空間、１６、１７、１８、１９、２０・・・溝、
２１、２２、２３、２４・・・半導体基板、２５・・・気密空間
２００２・・・導電体基板、２００４・・・第３基板、２００６・・・第３基板、
２００８・・・コンタクト孔、２００９・・・導電体膜、２０１０・・・導電体膜
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４−（１）】
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【図４−（２）】
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【図５−（１）】
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【図５−（２）】
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【図６】
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【図７−（１）】
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【図７−（２）】
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【図７−（３）】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１−（１）】
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【図１１−（２）】
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【図１２−（１）】
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【図１２−（２）】
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【図１３】
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【図１４−（１）】
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【図１４−（２）】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７−（１）】
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【図２７−（２）】
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【図２７−（３）】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９−（１）】
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【図４９−（２）】
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【図４９−（３）】
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【図５０−（１）】
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【図５０−（２）】
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【図５０−（３）】
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【図５０−（４）】
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【図５０−（５）】
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【図５１−（１）】
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【図５１−（２）】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５−（１）】
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【図５５−（２）】
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【図５６】
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【図５７−（１）】
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【図５７−（２）】
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【図５８】
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【図５９−（１）】
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【図５９−（２）】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６２】
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【図６３】
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【図６４−（１）】
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【図６４−（２）】
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【図６５】
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【図６６】
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【図６７】
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【図６８】
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【図６９−（１）】
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【図６９−（２）】
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【図７０】
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【図７１】
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【図７２】
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【図７３】
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【図７４】
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【図７５】
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【図７６】
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【図７７】
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【図７８】
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【図７９】
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【図８０】
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【図８１】
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【図８２】
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【図８３】
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【図８４】
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【図８５】
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【図８６】
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【図８７】
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【図８８】
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【図８９】
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【図９０−（１）】
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【図９０−（２）】
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【図９１】
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【図９２】
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【図９３】
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【図９４】
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【図９５】
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【図９６】
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【図９７−（１）】
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【図９７−（２）】
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【図９７−（３）】
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【図９８】
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【図９９】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年2月20日(2018.2.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面および下面の一方の面、或いは両方の面に貫通する少なくとも２つの溝（貫通溝）空間を有する２．０ｍｍ以下の厚みを持つ導電体基板、前記導電体基板の上面（第１面）に付着した１．０ｍｍ以下の厚みを持つ絶縁体基板（第１面絶縁体基板）および前記導電体基板の下面（第２面）に付着した１．０ｍｍ以下の厚みを持つ絶縁体基板（第２面絶縁体基板）から構成されることを特徴とする静電容量型圧力センサーであって、
隣接する２つの貫通溝（第１貫通溝および第２貫通溝）を横方向（導電体基板の厚さ方向に対して略直角方向）に隔てる導電体基板を一方の電極（第１側壁容量電極）とし、
前記第１側壁容量電極と前記隣接する貫通溝のうちの１つ（第１貫通溝）を挟んで対向し、前記第１側壁容量電極と電気的に導通しない導電体基板の側壁を他方の対向電極（第２側壁容量電極）とし、これらの第１側壁容量電極および第２側壁容量電極の間の第１貫通溝空間を静電容量空間とし、前記静電容量空間となる第１貫通溝の空間の圧力と前記第１側壁容量電極を挟んだ他の貫通溝（第２貫通溝）の空間の圧力との圧力差により、前記第１側壁電極が変位することにより前記第１貫通溝空間の静電容量が変化することを用いて圧力を検出することを特徴とし、さらに
第１側壁容量電極は、その上面が第１面絶縁体基板に付着、および／またはその下面が第２面絶縁体基板に付着していること、および／または
第２側壁容量電極は、その上面が第１面絶縁体基板に付着、および／またはその下面が第２面絶縁体基板に付着していること、を特徴とする、
静電容量型圧力センサー。
【請求項２】
第１面から第２面に貫通する複数の貫通溝を有する基板を用いた媒体を移動するポンプデバイスにおいて、隣接する複数の貫通溝のうち少なくとも１つの貫通溝を媒体吐出用貫通溝とし、少なくとも１つの貫通溝を内容積が変化可能な貫通溝（内容積可変貫通溝）とし、前記媒体吐出用貫通溝側および／または前記内容積可変貫通溝側における前記媒体吐出用貫通溝と前記内容積可変貫通溝との間の基板側壁上に第１の導電体膜、前記第１の導電体膜上に圧電体膜、および前記圧電体膜上に第２の導電体膜を有し、前記第１の導電体膜および第２の導電体膜に電圧を印加することにより前記圧電体膜を変形して、前記基板側壁が膨張または収縮することを用いて、前記媒体吐出用貫通溝内へ媒体を導入するか、あるいは前記媒体吐出用貫通溝内の媒体を前記媒体吐出用貫通溝から吐出するとともに、複数の媒体吐出用貫通溝は前記媒体媒体吐出用貫通溝を被う前記基板の第１面に付着した第１の薄板および／または前記基板の第２面に付着した第２の薄板に形成された媒体流動通路により接続し、媒体が１つの媒体吐出用貫通溝から前記媒体流動通路を通り他方の媒体吐出用貫通溝へ移動することを特徴とするポンプデバイス。