(57)【要約】【課題】梁部の強度やダイアフラムの支持強度を低下させることなく、梁部のアンカーで固定されていない部分の長さを長くすることのできる音響センサを提供する。【解決手段】シリコン基板３２の上面において、ポリシリコンからなる第１犠牲層４８の延出部４８ａの上に、シリコン酸化膜からなる第２犠牲層４７を介してポリシリコンからなるダイアフラム３３の梁部３６ａを形成する。延出部４８ａは、梁部３６ａの先端部を除く領域の下に形成されている。シリコン基板３２に設けたバックチャンバ３５から延出部４８ａをエッチング除去して梁部３６ａの下面の先端部を除く領域に空洞部５０を形成した後、さらに第２犠牲層４７をエッチングにより除去する。このとき、梁部３６ａの先端部下面に第２犠牲層４７を残してアンカー３７とする。【選択図】図１５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バックチャンバを有する半導体基板と、前記半導体基板の上方に配設された振動薄膜と、前記半導体基板の上面に設けたアンカーと、前記振動薄膜から一体的に延出されていて先端部を前記アンカーによって支持された梁部と、空間を隔てて前記振動薄膜及び前記梁部を覆うようにして前記半導体基板の上面に固定されたバックプレートとを備え、前記振動薄膜が検知した音響振動を前記バックプレートに設けた固定電極膜と前記振動薄膜との間の静電容量の変化に変換する音響センサの製造方法であって、
前記半導体基板の表面と前記振動薄膜及び前記梁部の下面との間に第１の犠牲層と第２の犠牲層を形成するとともに、前記振動薄膜及び前記梁部の上面を前記第２の犠牲層で覆って、前記第１の犠牲層及び第２の犠牲層からなる犠牲層内に前記振動薄膜及び前記梁部を設ける工程と、
前記犠牲層の上に前記バックプレートを形成する工程と、
前記半導体基板に前記バックチャンバを形成する工程と、
前記第１の犠牲層をエッチングにより除去する工程と、
前記第１の犠牲層をエッチング除去した後、前記第２の犠牲層の一部をエッチングにより除去して残った第２の犠牲層により前記梁部の先端部下面と前記半導体基板の表面との間に前記アンカーを形成する工程と、
を有することを特徴とする音響センサの製造方法。
【請求項２】
前記第１の犠牲層は、前記半導体基板の表面に垂直な方向から見たとき、前記梁部の先端部下面を除き、かつ、少なくとも前記梁部の先端部以外の領域に形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の音響センサの製造方法。
【請求項３】
前記第１の犠牲層は、前記振動薄膜及び前記梁部に接触しないように形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の音響センサの製造方法。
【請求項４】
前記第１の犠牲層は、前記半導体基板に接触しないように形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の音響センサの製造方法。
【請求項５】
前記半導体基板はシリコン基板であり、
前記第１の犠牲層は、ポリシリコン又はアモルファスシリコンであることを特徴とする、請求項１に記載の音響センサの製造方法。
【請求項６】
前記半導体基板はシリコン基板であり、
前記第２の犠牲層は、シリコン酸化膜又はシリコン窒化膜であることを特徴とする、請求項１に記載の音響センサの製造方法。
【請求項７】
バックチャンバを有する半導体基板と、前記半導体基板の上方に配設された振動薄膜と、前記半導体基板の上面に設けたアンカーと、前記振動薄膜から一体的に延出されていて先端部を前記アンカーによって支持された梁部と、空間を隔てて前記振動薄膜及び前記梁部を覆うようにして前記半導体基板の上面に固定されたバックプレートとを備え、前記振動薄膜が検知した音響振動を前記バックプレートに設けた固定電極膜と前記振動薄膜との間の静電容量の変化に変換する音響センサの製造方法であって、
前記梁部の下面又は前記半導体基板の前記梁部と対向する領域のうち少なくとも一方を第２の犠牲層で覆うようにして前記半導体基板の表面と前記振動薄膜及び前記梁部の下面との間に第１の犠牲層と第２の犠牲層を形成するとともに、前記第１の犠牲層と同一材料により前記第１の犠牲層と分離して前記梁部の先端部と前記半導体基板の間にアンカー層を形成し、さらに前記振動薄膜及び前記梁部の上面を前記第２の犠牲層で覆って、前記第１の犠牲層及び第２の犠牲層からなる犠牲層内に前記振動薄膜及び前記梁部を設ける工程と、
前記犠牲層の上に前記バックプレートを形成する工程と、
前記半導体基板に前記バックチャンバを形成する工程と、
前記第１の犠牲層をエッチングにより除去する工程と、
前記第１の犠牲層をエッチング除去した後、前記第２の犠牲層の一部をエッチングにより除去して残った第２の犠牲層と前記アンカー層により前記梁部の先端部下面と前記半導体基板の表面との間に前記アンカーを形成する工程と、
を有することを特徴とする音響センサの製造方法。
【請求項８】
前記第１の犠牲層は、前記半導体基板の表面に垂直な方向から見たとき、前記梁部の先端部下面を除き、かつ、少なくとも前記梁部の先端部以外の領域に形成されていることを特徴とする、請求項７に記載の音響センサの製造方法。
【請求項９】
前記半導体基板はシリコン基板であり、
前記第１の犠牲層は、ポリシリコン又はアモルファスシリコンであることを特徴とする、請求項７に記載の音響センサの製造方法。
【請求項１０】
前記半導体基板はシリコン基板であり、
前記第２の犠牲層は、シリコン酸化膜又はシリコン窒化膜であることを特徴とする、請求項７に記載の音響センサの製造方法。
【請求項１１】
バックチャンバを有する半導体基板と、前記半導体基板の上方に配設された振動薄膜と、前記半導体基板の上面に設けたアンカーと、前記振動薄膜から一体的に延出されていて先端部を前記アンカーによって支持された梁部と、空間を隔てて前記振動薄膜及び前記梁部を覆うようにして前記半導体基板の上面に固定されたバックプレートとを備え、前記振動薄膜が検知した音響振動を前記バックプレートに設けた固定電極膜と前記振動薄膜との間の静電容量の変化に変換する音響センサであって、
前記アンカーは、前記半導体基板の上面に設けられた非導電性材料からなる下アンカー層と、前記梁部の先端部下面に設けられた非導電性材料からなる上アンカー層と、前記上アンカー層及び前記下アンカー層と異なる材料によって形成され、かつ、前記上アンカー層と前記下アンカー層の間に挟まれた中央アンカー層とからなることを特徴とする音響センサ。
【請求項１２】
前記半導体基板はシリコン基板であり、
前記中央アンカー層は、ポリシリコン又はアモルファスシリコンであることを特徴とする、請求項１１に記載の音響センサ。
【請求項１３】
前記半導体基板はシリコン基板であり、
前記下アンカー層及び前記上アンカー層は、シリコン酸化膜又はシリコン窒化膜であることを特徴とする、請求項１１に記載の音響センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は音響センサ及びその製造方法に関する。具体的には、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）方式の音響センサと、ＭＥＭＳ技術による音響センサの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
小型マイクロフォンとしては、エレクトレットコンデンサマイクとＭＥＭＳマイクロフォンとが用いられているが、本発明はＭＥＭＳ技術を用いて製造されるＭＥＭＳマイクロフォンに用いられる音響センサ（マイクロフォンチップ）に関するものである。まず、本発明と関連する従来の音響センサを説明する。
【０００３】
（従来の一般的なＭＥＭＳ方式の音響センサ）
図１（Ａ）はＭＥＭＳ方式の従来の音響センサ１１の対角方向における断面図（図１（Ｂ）のＸ−Ｘ線断面図）であり、図１（Ｂ）は音響センサ１１のバックプレートを除いた状態における平面図である。主として、音響センサ１１は、単結晶シリコンからなるシリコン基板１２、ポリシリコンからなるダイアフラム１３、バックプレート１４からなる。シリコン基板１２には、その表裏に貫通するバックチャンバ１５が開口し、シリコン基板１２の上面にはバックチャンバ１５の上方を覆うようにしてダイアフラム１３が設けられている。ダイアフラム１３はほぼ矩形状となっており、それぞれの隅部から対角方向外側へ向けて梁部１６が延出している。各梁部１６は、それぞれの下面に設けたアンカー１７によってシリコン基板１２の上面に固定されており、ダイアフラム１３はアンカー１７によってシリコン基板１２の上面から浮かせられている。
【０００４】
ダイアフラム１３は、シリコン基板１２の上面に固定されたバックプレート１４によって覆われており、バックプレート１４には音響振動を通過させるためのアコースティックホール１８（音響孔）が多数開口されている。また、バックプレート１４は、ＳｉＮからなる剛性の高いプレート部１９の内面にポリシリコンからなる固定電極膜２０を設けたものである。
【０００５】
この音響センサ１１は、ＭＥＭＳ技術を用いて、たとえば図２（Ａ）−図２（Ｄ）のような製造工程により製造される（図２以降の断面図においては、分かり易くするために、断面の向こうに表れる線を省略することがある。）。まず、図２（Ａ）に示すように、シリコン基板１２の上面に犠牲層２１（ＳｉＯ２層）を積み、その上にポリシリコン薄膜を成膜し、所定のダイアフラム形状となるようにポリシリコン薄膜をエッチングしてダイアフラム１３を形成する。
【０００６】
ついで、ダイアフラム１３及び犠牲層２１の上にさらに犠牲層２１（ＳｉＯ２層）を積んでダイアフラム１３を犠牲層２１で覆い、バックプレート１４の内面形状に合わせて犠牲層２１をエッチングする。そして、犠牲層２１の上にポリシリコン層を成膜し、このポリシリコン層を所定の固定電極膜形状となるようにエッチングして固定電極膜２０を形成する。この後、図２（Ｂ）に示すように、固定電極膜２０及び犠牲層２１の上にＳｉＮ層を積み、このＳｉＮ層を所定形状となるようにエッチングしてプレート部１９を形成する。プレート部１９と固定電極膜２０からなるバックプレート１４に多数のアコースティックホール１８を開口する。
【０００７】
ついで、図２（Ｃ）に示すように、シリコン基板１２の中央部を下面側から選択的にエッチングしてシリコン基板１２にバックチャンバ１５を貫通させ、バックチャンバ１５の上面に犠牲層２１を露出させる。
【０００８】
この後、バックプレート１４のアコースティックホール１８やシリコン基板１２のバックチャンバ１５などを通して犠牲層２１をウェットエッチングし、図２（Ｄ）に示すように、梁部１６の下の犠牲層２１だけをアンカー１７として残して他の犠牲層２１を除去する。この結果、ダイアフラム１３は、アンカー１７によってシリコン基板１２の上面から浮かされてバックチャンバ１５の上で膜振動が可能なように支持され、固定電極膜２０とダイアフラム１３の間にエアギャップが形成される。
【０００９】
このような音響センサ１１では、音圧によるダイアフラム１３の変位を大きくしてダイアフラム１３を高感度化するため、ダイアフラム１３から梁部１６を延出させ、犠牲層の一部を残しておくことで形成されたアンカー１７によって梁部１６をシリコン基板１２に固定している。ダイアフラム１３をさらに高感度化するためには、梁部１６を長くするとともにアンカー１７をバックチャンバ１５の縁から遠くに位置させ、梁部１６のうちアンカー１７で固定されていない部分の長さを長くすることが望ましい。
【００１０】
しかし、アンカー１７は、図３（Ａ）に矢印で示すようにアコースティックホール１８から浸入したエッチング液やバックチャンバ１５から導入されたエッチング液によって犠牲層２１をエッチングし、図３（Ｂ）のように梁部１６の下に残る犠牲層２１によって形成されている。そのため、梁部１６を長くしてもアンカー１７も長くなり、梁部１６のアンカー１７で固定されていない部分の長さを長くすることができない。また、アンカー１７をバックチャンバ１５の縁から遠くに位置させようとしてエッチング時間を長くすると、図３（Ｃ）に示すように、梁部１６の下の犠牲層２１が側面からもエッチングされてアンカー１７が細く短くなってしまい、アンカー１７で梁部１６を支持できなくなる。
【００１１】
（特許文献１の音響センサ）
梁部のアンカーで固定されていない部分の長さを長くした音響センサとしては、特許文献１に開示されたものがある。特許文献１の音響センサでは、梁部のうちアンカーで固定されない部分に複数個の通孔を開口し、かつ、梁部の端部の面積を大きくすることにより、梁部のアンカーで固定されていない部分の長さを長くしている。以下においては、梁部のうちアンカーで固定されない部分に通孔を開口した場合の問題点と、梁部の端部の面積を大きくした場合の問題点とを分けて説明する。
【００１２】
図４（Ｂ）及び図４（Ｃ）は、アンカー１７で固定されていない部分に複数個の通孔２２をあけた梁部１６を模式的に表した断面図及び平面図である。梁部１６に通孔２２があいていると、犠牲層２１のエッチング時に、図４（Ａ）に示すように、通孔２２から浸入したエッチング液によって梁部１６の下面の犠牲層２１がエッチングされる。そのため、通孔２２のあいていない端部にだけ犠牲層２１が残り、図４（Ｂ）及び図４（Ｃ）に示すように梁部１６の端部にアンカー１７が形成される。
【００１３】
しかし、このように梁部１６に通孔２２をあけた場合には、梁部１６の機械的強度の低下を招き、落下試験時や音響センサを組み込んだ機器を落としたときなどに梁部１６が破損する恐れがある。
【００１４】
つぎに、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）は、端部２３の面積を大きくした梁部１６を模式的に表した断面図及び平面図である。このような構造によれば、梁部１６のうち端部以外の領域で犠牲層が除去された後でも、端部２３には犠牲層が残るので、ダイアフラム１３の端部２３にアンカー１７を形成することができる。
【００１５】
しかし、このような構造では、梁部１６の面積が大きくなるために音響センサの小型化の妨げになる。また、端部２３以外の犠牲層を完全に除去しなければならないので、端部２３の面積に比べてアンカー１７の面積が小さくなり、ダイアフラム１３の支持が不安定になる恐れがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開２００９−８９０９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明は、上記のような技術的課題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、梁部の強度やダイアフラムの支持強度を低下させることなく、梁部のアンカーで固定されていない部分の長さを長くすることのできる音響センサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明に係る音響センサの第１の製造方法は、バックチャンバを有する半導体基板と、前記半導体基板の上方に配設された振動薄膜と、前記半導体基板の上面に設けたアンカーと、前記振動薄膜から一体的に延出されていて先端部を前記アンカーによって支持された梁部と、空間を隔てて前記振動薄膜及び前記梁部を覆うようにして前記半導体基板の上面に固定されたバックプレートとを備え、前記振動薄膜が検知した音響振動を前記バックプレートに設けた固定電極膜と前記振動薄膜との間の静電容量の変化に変換する音響センサの製造方法であって、前記半導体基板の表面と前記振動薄膜及び前記梁部の下面との間に第１の犠牲層と第２の犠牲層を形成するとともに、前記振動薄膜及び前記梁部の上面を前記第２の犠牲層で覆って、前記第１の犠牲層及び第２の犠牲層からなる犠牲層内に前記振動薄膜及び前記梁部を設ける工程と、前記犠牲層の上に前記バックプレートを形成する工程と、前記半導体基板に前記バックチャンバを形成する工程と、前記第１の犠牲層をエッチングにより除去する工程と、前記第１の犠牲層をエッチング除去した後、前記第２の犠牲層の一部をエッチングにより除去して残った第２の犠牲層により前記梁部の先端部下面と前記半導体基板の表面との間に前記アンカーを形成する工程とを有することを特徴としている。
【００１９】
本発明に係る音響センサの第１の製造方法にあっては、予め第１の犠牲層をエッチング除去することによって犠牲層内に空洞部を形成しておくことができるので、当該空洞部から任意の位置へエッチング液を導くことで第２の犠牲層のエッチング箇所をコントロールすることができる。よって、梁部の先端部にアンカーを設けることが可能になり、梁部のうちアンカーで固定されていない領域を長くすることができ、音響センサの感度を向上させることができる。しかも、梁部に通孔をあけた従来例のように梁部の強度を低下させることもなく、また梁部の先端部の面積を大きくした従来例のように梁部の支持が不安定になるおそれもない。
【００２０】
本発明に係る音響センサの第１の製造方法のある実施形態は、前記第１の犠牲層が、前記半導体基板の表面に垂直な方向から見たとき、前記梁部の先端部下面を除き、かつ、少なくとも前記梁部の先端部以外の領域に形成されていることを特徴としている。かかる実施形態によれば、第１の犠牲層をエッチング除去することによって梁部の先端部以外の領域に空洞を形成することができるので、梁部の長さを長くした場合でも梁部の先端部に容易にアンカーを形成することができる。
【００２１】
本発明に係る音響センサの第１の製造方法の別な実施形態は、前記第１の犠牲層が、前記振動薄膜及び前記梁部に接触しないように形成されていることを特徴としている。かかる実施形態によれば、第１の犠牲層をエッチングする際に振動薄膜や梁部がエッチングされることがない。従って、第１の犠牲層として振動薄膜や梁部と同じ材料を用いることができる。
【００２２】
本発明に係る音響センサの第１の製造方法のさらに別な実施形態は、前記第１の犠牲層が、前記半導体基板に接触しないように形成されていることを特徴としている。かかる実施形態によれば、第１の犠牲層をエッチングする際に半導体基板の表面がエッチングされることがなく、音響センサの特性を低下させるおそれがない。
【００２３】
また、本発明に係る音響センサの第１の製造方法において前記半導体基板がシリコン基板である場合には、第１の犠牲層としては、ポリシリコン又はアモルファスシリコンを用いることが望ましい。また、第２の犠牲層としては、シリコン酸化膜又はシリコン窒化膜を用いることが望ましい。
【００２４】
本発明に係る音響センサの第２の製造方法は、バックチャンバを有する半導体基板と、前記半導体基板の上方に配設された振動薄膜と、前記半導体基板の上面に設けたアンカーと、前記振動薄膜から一体的に延出されていて先端部を前記アンカーによって支持された梁部と、空間を隔てて前記振動薄膜及び前記梁部を覆うようにして前記半導体基板の上面に固定されたバックプレートとを備え、前記振動薄膜が検知した音響振動を前記バックプレートに設けた固定電極膜と前記振動薄膜との間の静電容量の変化に変換する音響センサの製造方法であって、前記梁部の下面又は前記半導体基板の前記梁部と対向する領域のうち少なくとも一方を第２の犠牲層で覆うようにして前記半導体基板の表面と前記振動薄膜及び前記梁部の下面との間に第１の犠牲層と第２の犠牲層を形成するとともに、前記第１の犠牲層と同一材料により前記第１の犠牲層と分離して前記梁部の先端部と前記半導体基板の間にアンカー層を形成し、さらに前記振動薄膜及び前記梁部の上面を前記第２の犠牲層で覆って、前記第１の犠牲層及び第２の犠牲層からなる犠牲層内に前記振動薄膜及び前記梁部を設ける工程と、前記犠牲層の上に前記バックプレートを形成する工程と、前記半導体基板に前記バックチャンバを形成する工程と、前記第１の犠牲層をエッチングにより除去する工程と、前記第１の犠牲層をエッチング除去した後、前記第２の犠牲層の一部をエッチングにより除去して残った第２の犠牲層と前記アンカー層により前記梁部の先端部下面と前記半導体基板の表面との間に前記アンカーを形成する工程とを有することを特徴としている。
【００２５】
本発明に係る音響センサの第２の製造方法にあっては、予め第１の犠牲層をエッチング除去することによって犠牲層内に空洞部を形成しておくことができるので、当該空洞部から任意の位置へエッチング液を導くことで第２の犠牲層のエッチング箇所をコントロールすることができる。よって、梁部の先端部にアンカーを設けることが可能になり、梁部のうちアンカーで固定されていない領域を長くすることができ、音響センサの感度を向上させることができる。しかも、アンカー層は第１の犠牲層と同一材料であるので、第１の犠牲層と同時に形成することができ、第２の犠牲層の表面を平らにして梁部をフラットにすることができ、梁部の強度を高めることができる。また、アンカーの高さが大きくなることで、アンカーにおける寄生容量を小さくすることができる。
【００２６】
本発明に係る音響センサの第２の製造方法のある実施形態は、前記第１の犠牲層が、前記半導体基板の表面に垂直な方向から見たとき、前記梁部の先端部下面を除き、かつ、少なくとも前記梁部の先端部以外の領域に形成されていることを特徴としている。かかる実施形態によれば、第１の犠牲層をエッチング除去することによって梁部の先端部以外の領域に空洞を形成することができるので、梁部の長さを長くした場合でも梁部の先端部に容易にアンカーを形成することができる。
【００２７】
また、本発明に係る音響センサの第２の製造方法において前記半導体基板がシリコン基板である場合には、第１の犠牲層としては、ポリシリコン又はアモルファスシリコンを用いることが望ましい。また、第２の犠牲層としては、シリコン酸化膜又はシリコン窒化膜を用いることが望ましい。
【００２８】
本発明に係る音響センサは、バックチャンバを有する半導体基板と、前記半導体基板の上方に配設された振動薄膜と、前記半導体基板の上面に設けたアンカーと、前記振動薄膜から一体的に延出されていて先端部を前記アンカーによって支持された梁部と、空間を隔てて前記振動薄膜及び前記梁部を覆うようにして前記半導体基板の上面に固定されたバックプレートとを備え、前記振動薄膜が検知した音響振動を前記バックプレートに設けた固定電極膜と前記振動薄膜との間の静電容量の変化に変換する音響センサであって、前記アンカーは、前記半導体基板の上面に設けられた非導電性材料からなる下アンカー層と、前記梁部の先端部下面に設けられた非導電性材料からなる上アンカー層と、前記上アンカー層及び前記下アンカー層と異なる材料によって形成され、かつ、前記上アンカー層と前記下アンカー層の間に挟まれた中央アンカー層とからなることを特徴としている。
【００２９】
本発明の音響センサにあっては、アンカーを３層構造としているので、アンカーの高さを高くすることができ、アンカーにおける寄生容量を小さくして寄生容量による音響センサの感度減少を軽減することができる。
【００３０】
また、本発明に係る音響センサにおいて前記半導体基板がシリコン基板である場合には、第１の犠牲層としては、ポリシリコン又はアモルファスシリコンを用いることが望ましい。また、第２の犠牲層としては、シリコン酸化膜又はシリコン窒化膜を用いることが望ましい。
【００３１】
なお、本発明における前記課題を解決するための手段は、以上説明した構成要素を適宜組み合せた特徴を有するものであり、本発明はかかる構成要素の組合せによる多くのバリエーションを可能とするものである。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】図１（Ａ）は、従来の音響センサの断面図である。図１（Ｂ）は、従来の音響センサのバックプレートを除いた状態の平面図である。
【図２】図２（Ａ）−図２（Ｄ）は、従来の音響センサの製造方法の一例を示す断面図である。
【図３】図３（Ａ）及び図３（Ｂ）は、図２の製造方法において、ダイアフラムの梁部の下にアンカーが形成される様子を説明する概略図である。図３（Ｃ）は、犠牲層のエッチング時間を長くしてアンカーを小さくした状態を示す平面図である。
【図４】図４（Ａ）は、特許文献１に開示された音響センサにおいて、通孔のあいた梁部の下にアンカーが形成される様子を説明する概略図である。図４（Ｂ）及び図４（Ｃ）は、当該方法により形成された梁部を示す断面図及び平面図である。
【図５】図５（Ａ）及び図５（Ｂ）は、特許文献１に開示された音響センサにおける、端部が大きくなった梁部を示す断面図及び平面図である。
【図６】図６は、本発明の実施形態１による音響センサの一部分解した斜視図である。
【図７】図７は、実施形態１の音響センサの対角方向における断面図である。
【図８】図８は、実施形態１の音響センサの具体的な形態を示す平面図であって、併せてその一部を拡大して示す。
【図９】図９（Ａ）は、同上の音響センサのプレート部を取り除いた状態の平面図である。図９（Ｂ）は、同上の音響センサのバックプレートを取り除いた状態の平面図である。図９（Ｃ）は、同上の音響センサのバックプレート及びダイアフラムを取り除いた状態の平面図である。
【図１０】図１０（Ａ）−図１０（Ｄ）は、実施形態１の音響センサの製造工程を説明するための概略断面図である。
【図１１】図１１（Ａ）−図１１（Ｃ）は、実施形態１の音響センサの製造工程を説明するための概略断面図であって、図１０（Ｄ）に続く工程を示す。
【図１２】図１２（Ａ）−図１２（Ｃ）は、実施形態１の音響センサの製造工程を説明するための概略断面図であって、図１１（Ｃ）に続く工程を示す。
【図１３】図１３（Ａ）は、図１０（Ａ）の工程における概略平面図である。図１３（Ｂ）は、図１０（Ｂ）の工程における概略平面図である。図１３（Ｃ）は、図１０（Ｃ）の工程における概略断面図である。
【図１４】図１４（Ａ）は、図１０（Ｄ）の工程における概略断面図である。図１４（Ｂ）は、図１２（Ｂ）の工程における概略断面図である。図１４（Ｃ）は、図１２（Ｃ）の工程における概略断面図である。
【図１５】図１５（Ａ）−図１５（Ｃ）は、第１犠牲層をエッチングして梁部の下に空洞部を形成する工程を具体的に説明する図であって、図１５（Ｃ）は図１５（Ｂ）のＹ−Ｙ線に沿った断面を表している。
【図１６】図１６（Ａ）−図１６（Ｃ）は、第２犠牲層をエッチングして梁部の下にアンカーを形成する工程を具体的に説明する図であって、図１６（Ｃ）は図１５（Ｂ）のＹ−Ｙ線に沿った断面を表している。
【図１７】図１７（Ａ）は、本発明の実施形態２による音響センサの一部を示す断面図である。図１７（Ｂ）は、バックプレートを除いた状態における当該音響センサの一部を示す平面図である。
【図１８】図１８（Ａ）は、実施形態１のアンカー構造を示す断面図である。図１８（Ｂ）は、実施形態２のアンカー構造を示す断面図である。
【図１９】図１９（Ａ）−図１９（Ｃ）は、実施形態２の音響センサの製造工程を説明するための概略断面図である。
【図２０】図２０（Ａ）−図２０（Ｃ）は、実施形態２の音響センサの製造工程を説明するための概略断面図であって、図１９（Ｃ）に続く工程を示す。
【図２１】図２１（Ａ）は、図２０（Ａ）の工程における音響センサの一部を拡大して示す断面図である。図２１（Ｂ）は、図２１（Ａ）のＺ−Ｚ線断面図である。
【図２２】図２２（Ａ）は、図２０（Ｂ）の工程における音響センサの一部を拡大して示す断面図である。図２２（Ｂ）は、図２２（Ａ）の、図２１（Ａ）のＺ−Ｚ線に相当する位置における断面図である。
【図２３】図２３（Ａ）及び図２３（Ｂ）は、第１犠牲層の端部と中央アンカー層３７ｂとの間の間隙が狭い場合の梁部形状と、第１犠牲層の端部と中央アンカー層３７ｂとの間の間隙が広い場合の梁部形状を示す断面図である。
【図２４】図２４（Ａ）−図２４（Ｃ）は、実施形態２の音響センサの別な製造工程を説明する断面図である。
【図２５】図２５は、実施形態２の変形例を説明するための概略図である。
【図２６】図２６（Ａ）及び図２６（Ｂ）は同上の変形例を説明する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態を説明する。但し、本発明は以下の実施形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々設計変更することができる。
【００３４】
（第１の実施形態の構造）
図６〜図１６を参照して本発明の実施形態１による音響センサ３１の構造と製造方法を説明する。
【００３５】
まず、本発明に係る実施形態１の音響センサ３１の構造を説明する。図６は、音響センサ３１を一部分解して示す斜視図である。図７は、音響センサ３１の構造を示す対角方向における断面図である。図８は、音響センサ３１のより具体的かつ詳細な形態を示す平面図である。また、図９（Ａ）は、図８においてプレート部３９を取り除いた状態の平面図である。図９（Ｂ）は、図８においてバックプレート３４を取り除いた状態の平面図である。図９（Ｃ）は、図８においてバックプレート３４及びダイアフラム３３を取り除いた状態の平面図である。
【００３６】
この音響センサ３１はＭＥＭＳ技術を利用して作製された微小な静電容量型素子であり、図７に示すように、シリコン基板３２の上面にアンカー３７を介してダイアフラム３３を設け、その上に微小ギャップ（空隙）を介してバックプレート３４を設けたものである。
【００３７】
シリコン基板３２は、単結晶シリコンからなる。図６に示すように、シリコン基板３２は矩形板状に形成されており、表面から裏面に貫通した角孔状のバックチャンバ３５を有している。バックチャンバ３５は内周面が垂直面となっていてもよく、テーパー状に傾斜していてもよい。なお、図示しないが、バックチャンバ３５の下面開口は、通常は、音響センサ３１をパッケージ内に実装したときに、パッケージなどによって塞がれる。
【００３８】
また、シリコン基板３２の上面には、ダイアフラム３３の梁部３６ａを下面から支持するための４つのアンカー３７が設けられており、さらにバックチャンバ３５及びアンカー３７を囲むようにして土台部４１が形成されている。特に、アンカー３７は、バックチャンバ３５の対角方向において土台部４１の内周縁を切り込むように形成された凹所４１ａ内に位置している。このアンカー３７と土台部４１は、ＳｉＯ２などの絶縁性材料によって形成されている。
【００３９】
ダイアフラム３３は、膜厚が０.７μｍ程度のポリシリコン薄膜によって形成されており、導電性を有する。ダイアフラム３３は、矩形状をした振動薄膜３６ｂの四隅から対角方向外側に向けて梁部３６ａを延出したものである。さらに、梁部３６ａの一つからは、引出し配線４３が延びている。
【００４０】
図７に示すように、ダイアフラム３３は、振動薄膜３６ｂがバックチャンバ３５の上面を覆うようにしてシリコン基板３２の上面に配置されている。ダイアフラム３３の各梁部３６ａは凹所４１ａ内に位置し、各梁部３６ａの先端部下面がアンカー３７に固定されている。従って、ダイアフラム３３の振動薄膜３６ｂは、バックチャンバ３５の上方で宙空に浮いており、音響振動（空気振動）に感応して膜振動する。
【００４１】
バックプレート３４は、窒化膜（ＳｉＮ）からなるプレート部３９の下面にポリシリコンからなる固定電極膜４０を設けたものである。バックプレート３４は、ダイアフラム３３と対向する領域においては３〜４μｍ程度の微小ギャップをあけてダイアフラム３３を覆っている。また、プレート部３９の隅部に設けた梁部カバー領域３９ａは、梁部３６ａを覆っている。固定電極膜４０は、可動電極膜である振動薄膜３６ｂと対向してキャパシタを構成している。
【００４２】
バックプレート３４（プレート部３９及び固定電極膜４０）には、上面から下面に貫通するようにして、音響振動を通過させるためのアコースティックホール３８が多数穿孔されている（プレート部３９のアコースティックホールと固定電極膜４０のアコースティックホールは同じ符号で示す。）。また、振動薄膜３６ｂの外周部下面とシリコン基板３２の上面との間にも、小さな隙間があいている。従って、アコースティックホール３８を通ってバックプレート３４内に入った音響振動は、振動薄膜３６ｂを振動させるとともに、振動薄膜３６ｂの外周部とシリコン基板３２の間の隙間を通ってバックチャンバ３５へ抜けてゆく。
【００４３】
また、バックプレート３４の内面には微小なストッパ４２が多数突出しており、ダイアフラム３３がバックプレート３４の下面に吸着又は固着（スティック）するのを防いでいる。
【００４４】
シリコン基板３２の上面に形成された土台部４１は、バックプレート３４内の空間の高さとほぼ等しい高さ（厚み）を有している。プレート部３９の内側密着領域３９ｂは、土台部４１の内周部においてシリコン基板３２の上面に密着しており、プレート部３９の外側密着領域３９ｃは土台部４１の外周部においてシリコン基板３２の上面に密着しており、土台部４１はプレート部３９とシリコン基板３２の上面との間に包まれて封止されている。
【００４５】
図９（Ａ）及び図９（Ｂ）に示すように、引出し配線４３は土台部４１の上面に固定されており、固定電極膜４０から延出された引出し配線４４も土台部４１の上面に固定されている。一方、図８に示すように、内側密着領域３９ｂと外側密着領域３９ｃの間においてプレート部３９に開口があけられており、当該開口を通して引出し配線４３の上面に可動側パッド４６（Ａｕ膜）が形成され、可動側パッド４６は引出し配線４３に（したがって、ダイアフラム３３に）導通している。また、プレート部３９の上面に設けられた固定側パッド４５は、スルーホールなどを介して引出し配線４４に（したがって、固定電極膜４０に）導通している。
【００４６】
しかして、この音響センサ３１にあっては、音響振動がアコースティックホール３８を通過してバックプレート３４とダイアフラム３３との間の空間に入ると、薄膜であるダイアフラム３３が音響振動に共振して膜振動する。ダイアフラム３３が振動してダイアフラム３３と固定電極膜４０との間のギャップ距離が変化すると、ダイアフラム３３と固定電極膜４０との間の静電容量が変化する。この結果、この音響センサ３１においては、ダイアフラム３３が感知している音響振動（音圧の変化）がダイアフラム３３と固定電極膜４０の間の静電容量の変化となり、電気的な信号として出力される。
【００４７】
しかも、この音響センサ３１においては、ダイアフラム３３の四隅から梁部３６ａが延びており、梁部３６ａの先端がアンカー３７で固定されていて梁部３６ａのアンカー３７で固定されていない領域の長さが長くなっている。そのため、ダイアフラム３３が振動しやすくなっていて音響センサ３１を高感度化することができる。
【００４８】
（第１の実施形態の製造方法）
つぎに、音響センサ３１において梁部３６ａのアンカー３７で固定されていない領域の長さを長くする方法を、音響センサ３１のＭＥＭＳ技術による製造方法とともに説明する。図１０（Ａ）−図１０（Ｄ）、図１１（Ａ）−図１１（Ｃ）及び図１２（Ａ）−図１２（Ｃ）は、音響センサ３１の製造工程の全体的な流れを示す概略断面図である。また、図１３（Ａ）は、図１０（Ａ）の概略平面図である。図１３（Ｂ）は、図１０（Ｂ）の概略平面図である。図１３（Ｃ）は図１０（Ｃ）の概略水平断面図である。図１４（Ａ）は図１０（Ｄ）の概略水平断面図である。図１４（Ｂ）は図１２（Ｂ）の概略水平断面図である。図１４（Ｃ）は図１２（Ｃ）の概略水平断面図である。また、図１３（Ｃ）及び図１４（Ａ）−図１４（Ｃ）はいずれも同じ高さにおける断面であって、第１犠牲層４８の表面に沿った、あるいは第１犠牲層４８の表面であった高さにおける水平断面を表している。図１５（Ａ）−図１５（Ｃ）及び図１６（Ａ）−図１６（Ｃ）は、アンカーが形成される様子を表している。
【００４９】
まず、図１０（Ａ）及び図１３（Ａ）に示すように、単結晶シリコン基板３２の表面に熱酸化やＣＶＤ法などによってシリコン酸化膜（ＳｉＯ２）やシリコン窒化膜（ＳｉＮ）からなる第２犠牲層４７を成膜し、第２犠牲層４７に矩形状の開口４７ａを設けて開口４７ａからシリコン基板３２の表面を露出させる。この開口４７ａは、バックチャンバ３５の上面開口と等しい寸法か、それよりも若干小さな寸法となっている。
【００５０】
第２犠牲層４７の上からシリコン基板３２の上にポリシリコン又はアモルファスシリコンを堆積させて第１犠牲層４８を成膜した後、第１犠牲層４８をエッチングして図１０（Ｂ）及び図１３（Ｂ）に示すようにパターニングする。この結果、第１犠牲層４８は、開口４７ａ内のシリコン基板３２全体を覆うとともに、第２犠牲層４７の開口縁部を覆い、さらに対角方向においては第２犠牲層４７の上に延出部４８ａが形成される。図１０（Ｃ）及び図１３（Ｃ）に示すように、この上からシリコン基板３２の上面全体にＳｉＯ２からなる第２犠牲層４７を再度堆積させて第１犠牲層４８を第２犠牲層４７間に挟み込む。
【００５１】
ついで、第２犠牲層４７の上にポリシリコン層を形成し、図１０（Ｄ）及び図１４（Ａ）に示すように、このポリシリコン層をエッチングによってパターニングしてダイアフラム３３を形成する。このときダイアフラム３３の梁部３６ａは第１犠牲層４８の延出部４８ａに重なり、さらに梁部３６ａの先端部は延出部４８ａよりも長く延びている。
【００５２】
なお、延出部４８ａのためにその上の第２犠牲層４７の表面に段差が生じ、特性や強度に影響を与える場合には、第２犠牲層４７の表面を化学機械研磨法（ＣＭＰ法；Chemical Mechanical Polishing法）などによって研磨し、第２犠牲層４７の表面を平らに均してからダイアフラム３３を形成してもよい。
【００５３】
ダイアフラム３３の上からシリコン基板３２の上方にさらに第２犠牲層４７を堆積させて第２犠牲層４７によってダイアフラム３３を覆い、図１１（Ａ）に示すように、第２犠牲層４７をエッチングして第２犠牲層４７によりバックプレート３４の内面形状を作製する。この第２犠牲層４７の上面にポリシリコン膜を成膜し、図１１（Ｂ）に示すように、ポリシリコン膜をエッチングによりパターニングして固定電極膜４０を作製する。このとき固定電極膜４０にはアコースティックホール３８を開口するとともに、固定電極膜４０から第２犠牲層４７の上層部にかけて穴部４９を掘っておく。
【００５４】
この後、図１１（Ｃ）に示すように、固定電極膜４０の上からＳｉＮ層を堆積させてプレート部３９を形成する。このとき、穴部４９内に堆積したＳｉＮ層により固着防止用のストッパ４２が形成される。また、プレート部３９にも、固定電極膜４０のアコースティックホール３８と位置合わせしてアコースティックホール３８を形成し、バックプレート３４にアコースティックホール３８を貫通させる。
【００５５】
こうしてバックプレート３４が完成したら、図１２（Ａ）に示すように、シリコン基板３２の中央部を下面側からくり抜いてシリコン基板３２にバックチャンバ３５を貫通させ、バックチャンバ３５の上面に第１犠牲層４８を露出させる。なお、シリコン基板３２をくりぬく方法としては、いわゆるＤＲＩＥ法などを適用できる。
【００５６】
つぎに、図１２（Ｂ）及び図１４（Ｂ）に示すように、バックチャンバ３５から導入したエッチング液によって第１犠牲層４８を選択的にウェットエッチングして第１犠牲層４８を除去する。第１犠牲層４８をエッチング除去した跡には、シリコン基板３２の上方において空洞部５０が生じる。第１犠牲層４８のエッチングに用いるエッチング液は、第２犠牲層４７がエッチング耐性を有するものを用いる。
【００５７】
図１５（Ａ）に示すように、第１犠牲層４８の上面とダイアフラム３３の下面との間には第２犠牲層４７が形成されていて第１犠牲層４８とダイアフラム３３とは接触していないので、第１犠牲層４８をエッチング除去するときにダイアフラム３３がエッチングされることはない。また、図１５（Ａ）に示すように、バックプレート３４内においてはシリコン基板３２の表面は第２犠牲層４７で覆われていて第１犠牲層４８とシリコン基板３２は接触していないので、図１５（Ｂ）に示すように、第１犠牲層４８をエッチング除去してもシリコン基板３２の表面は第２犠牲層４７で覆われていて露出しない。したがって、第１犠牲層４８をエッチング除去する際に、シリコン基板３２の上面がエッチング液で侵されたり、荒れたりすることがなく、音響センサ３１の特性を良好に保つことができる。この際、バックチャンバ３５の側面がエッチングされないように側面を保護膜で覆っておいてもよい。例えば、バックチャンバ３５をＤＲＩＥ法で作製する際に側面に付与される保護膜を、第１の犠牲層をエッチングする際に残しておけば、バックチャンバ３５の側面が保護される。なお、ダイアフラム３３と第１犠牲層４８が異なる材料で形成されていて、第１犠牲層４８をエッチングするときにダイアフラム３３がエッチング液に侵されることがなく、またシリコン基板３２の表面もエッチング液で侵されたり、荒れたりするおそれがない場合には、梁部３６ａの先端部以外の領域においてダイアフラム３３とシリコン基板３２基板の表面との間の全厚みに第１犠牲層４８を形成するようにしてもよい。
【００５８】
この後、バックプレート３４のアコースティックホール３８やシリコン基板３２のバックチャンバ３５などからフッ酸などのエッチング液を導いて第２犠牲層４７を選択的にウェットエッチングし、図１２（Ｃ）及び図１４（Ｃ）に示すように、梁部３６ａの下の第２犠牲層４７だけをアンカー３７として残し、他の第２犠牲層４７を除去する。この結果、ダイアフラム３３は、アンカー３７によってシリコン基板３２の上面から浮かせられ、バックチャンバ３５の上で振動が可能なように支持され、固定電極膜４０とダイアフラム３３の間にエアギャップが形成される。
【００５９】
また、図１５（Ｂ）及び図１５（Ｃ）に示すように、梁部３６ａの下の先端部を除く領域には予め空洞部５０が形成されており、しかも、第２犠牲層４７のエッチング除去工程においては、空洞部５０内にエッチング液が浸入する。そして、これらの図に矢印で示すように第２犠牲層４７が空洞部５０からエッチングされてゆくので、図１６（Ａ）に示すように梁部３６ａの先端部下面の第２犠牲層４７は速やかにエッチング除去され、最後に梁部３６ａの先端部の下面に第２犠牲層４７が残ることになる。その結果、梁部３６ａの長さをどんなに長くしていても図１６（Ｂ）及び図１６（Ｃ）に示すように、梁部３６ａの先端部下面にアンカー３７を形成することが可能になる。また、延出部４８ａの長さを調整することによりアンカー３７の位置や大きさを自由に調整することも可能になる。
【００６０】
なお、上記製造方法においては、第１犠牲層４８の縁や延出部４８ａが第２犠牲層４７の上に重なるように第１犠牲層４８を形成した（図１０（Ｂ）参照）が、第２犠牲層４７の開口４７ａを第１犠牲層４８の形状に合わせて開口しておき、第１犠牲層４８が１回目に成膜された第２犠牲層４７に重ならないようにして同じ厚みとしてもよい。このようにすれば、２回目に成膜された第２犠牲層４７の上面を平らにできるので、ダイアフラム３３をよりフラットに形成することができる。
【００６１】
また、上記製造方法においては、エッチング液によるウェットエッチングを使用しているが、これはウェットエッチングに限定されるものではなく、エッチング耐性やエッチング特性を鑑みることで半導体ガスなどによるドライエッチングを選択することも可能である。
【００６２】
（第２の実施形態の構造）
つぎに、本発明の実施例２による音響センサの構造を説明する。図１７（Ａ）は、実施形態２におけるダイアフラム３３の梁部構造を示す断面図である。図１７（Ｂ）は、バックプレートを除いた状態における梁部の平面図である。
【００６３】
実施形態１では、アンカー３７は同一材質（第２犠牲層４７）による２層構造となっていたが、実施形態２ではアンカー３７を多層構造としている。すなわち、アンカー３７は、図１７に示すように、第２犠牲層４７から形成された下アンカー層３７ａと、第１犠牲層４８から形成された中央アンカー層３７ｂと、第２犠牲層４７から形成された上アンカー層３７ｃの３層構造となっている。したがって、第２犠牲層４７や第１犠牲層４８の堆積厚さが実施形態１と同じであれば、実施形態２のアンカー３７は、中央アンカー層３７ｂの厚み分だけ実施形態１のアンカー３７よりも高くなる。
【００６４】
また、実施形態２のアンカー３７においては、中央アンカー層３７ｂが下アンカー層３７ａや上アンカー層３７ｃよりも大きな面積となるように設計している。これは第２犠牲層４７をエッチングする際のばらつきによって下アンカー層３７ａや上アンカー層３７ｃが中央アンカー層３７ｂよりも大きな面積となり、アンカー３７が不安定な形状となるのを防ぐためである。
【００６５】
図１８は、実施形態１と比較して実施形態２の特徴を説明する図である。図１８（Ａ）は実施形態１における２層構造のアンカー３７を示す。図１８（Ｂ）は実施形態２における３層構造のアンカー３７を示す。また、図１８（Ａ）及び図１８（Ｂ）において、厚さｔ１は１回目に成膜された第２犠牲層４７の堆積厚さを示し、厚さｔ３は２回目に成膜された第２犠牲層４７の堆積厚さを示し、厚さｔ２は第１犠牲層４８の堆積厚さを示す。
【００６６】
第２犠牲層４７の比誘電率をε１、第１犠牲層４８の比誘電率をε２、真空中の誘電率をεo、アンカー３７の面積をＳとすると、図１８（Ａ）の実施形態１のアンカー３７における寄生容量Ｃ１は、つぎの数式１で表される。
【数１】
2011234227.tif 000003
また、図１８（Ｂ）の実施形態２のアンカー３７における寄生容量Ｃ２は、つぎの数式２で表される。
【数２】
2011234227.tif 000004
数式２の分母は数式１の分母よりも大きいので、Ｃ１＞Ｃ２となる。すなわち、実施形態２のようなアンカー構造によれば、アンカー３７の寄生容量を小さくすることができ、寄生容量による音響センサの感度減少を軽減することができる。
【００６７】
また、実施形態２によれば中央アンカー層３７ｂの厚さｔ２だけアンカー３７の高さが大きくなるので、実施形態１の場合よりも梁部３６ａとシリコン基板３２の表面との距離を大きくすることができ、水分や静電気などによってダイアフラム３３がシリコン基板３２に固着するリスクを軽減することができる。また、梁部３６ａとシリコン基板３２の間に微細な埃が詰まりにくくなる。
【００６８】
（第２の実施形態の製造方法）
つぎに、図１９−図２２により実施形態２の音響センサの製造工程を説明する。図１９（Ａ）−図１９（Ｃ）及び図２０（Ａ）−図２０（Ｃ）は、実施形態２の音響センサの全体的な製造工程を説明する概略断面図である。図２１（Ａ）は図２０（Ａ）の一部分を拡大して示す概略断面図、図２１（Ｂ）は図２１（Ａ）のＺ−Ｚ線に沿った断面図である。図２２（Ａ）は図２０（Ｂ）の一部分を拡大して示す概略断面図、図２２（Ｂ）は図２１（Ｂ）に相当する高さにおける図２２（Ａ）の水平断面図である。
【００６９】
実施形態２の場合には、第２犠牲層４７（ＳｉＯ２又はＳｉＮ）を形成されたシリコン基板３２の上にポリシリコン又はアモルファスシリコンからなる第１犠牲層４８を設けるとき、図９（Ａ）に示すように、延出部４８ａの先に延出部４８ａと分離して（図２１（Ｂ）参照）ポリシリコン層を残して中央アンカー層３７ｂを形成しておく。
【００７０】
ついで、図１９（Ｂ）に示すように、第１犠牲層４８と中央アンカー層３７ｂを覆うようにしてシリコン基板３２の上に第２犠牲層４７を堆積させ、さらに第２犠牲層４７の上にポリシリコンによってダイアフラム３３を形成する。第２犠牲層４７はバックプレート３４の内面形状となるようにパターニングされた後、図１９（Ｃ）に示すように、その上にバックプレート３４を作製される。
【００７１】
この後、図２０（Ａ）に示すようにシリコン基板３２をＤＲＩＥ法などでドライエッチングしてバックチャンバ３５を垂直に形成し、さらに図２０（Ｂ）に示すように第１犠牲層４８を選択的にエッチング除去する。図２１（Ａ）及び図２１（Ｂ）は、第１犠牲層４８をエッチング除去する前の状態を表しており、中央アンカー層３７ｂは第２犠牲層４７によって第１犠牲層４８と分離されているので、第１犠牲層４８をエッチング除去しても、図２２（Ａ）及び図２２（Ｂ）に示すように中央アンカー層３７ｂはエッチングされることなく残る。
【００７２】
アコースティックホール３８や空洞部５０から浸入したエッチング液によって第２犠牲層４７をエッチング除去するとき、図２０（Ｃ）に示すように、梁部３６ａの先端部には第２犠牲層４７が残るので、梁部３６ａの先端部には、第２犠牲層４７による下アンカー層３７ａと、ポリシリコンからなる中央アンカー層３７ｂと、第２犠牲層４７による上アンカー層３７ｃが積層したアンカー３７が形成される。
【００７３】
なお、延出部４８ａ及び中央アンカー層３７ｂと梁部３６ａとの間隔δは、１μｍ〜数μｍ程度であるので、延出部４８ａと中央アンカー層３７ｂの間の隙間γも数μｍ以下とすることが好ましい（図２３（Ａ）参照）。すなわち、延出部４８ａと中央アンカー層３７ｂの間の隙間γが広い場合には、図２３（Ｂ）に示すように、第１犠牲層４８の上に第２犠牲層４７を成膜したときに第２犠牲層４７の表面に線状の窪みが生じ、その結果梁部３６ａに線状の段差５１が発生する。このような段差５１が発生すると、ダイアフラム３３の振動時に段差５１の部分に応力集中が発生して機械的強度の低下をもたらす。よって、延出部４８ａと中央アンカー層３７ｂの間の隙間γは２μｍ以下が望ましい。
【００７４】
また、実施形態２の音響センサでは、梁部３６ａの下方全長にわたってポリシリコン層（延出部４８ａ及び中央アンカー層３７ｂ）を形成しているので、ＣＭＰ法などで研磨しなくても、梁部３６ａの先端部（中央アンカー層３７ｂの上の梁部３６ａ）と梁部３６ａの先端部以外の領域（延出部４８ａの上の梁部３６ａ）との間に段差が発生せず、そのため梁部３６ａを全長にわたってフラットに形成することができる。よって、梁部３６ａに応力集中が発生しにくくなり、梁部３６ａの機械的強度が向上し、落下衝撃などに対しても強くなる。なお、実施形態２では、ＣＭＰ法などで研磨を行わない場合には、図１７（Ａ）に示すように振動薄膜３６ｂに段差部分が生じる場合があるが、梁部３６aでの段差ではないため応力集中は生じにくく、機械的強度が向上し、落下衝撃などに対して強くなる。
【００７５】
（変形例）
図２４（Ａ）−図２４は、音響センサの変形例を説明する図である。この変形例では、ＴＭＡＨ液などによりシリコン基板３２をウェットエッチングしてバックチャンバ３５を開口している。ＴＭＡＨ液などによりシリコン基板３２を裏面側からエッチングすると、まず図２４（Ａ）に示すようにテーパー状のバックチャンバ３５ができ、さらにエッチングを継続するとバックチャンバ３５は図２４（Ｂ）に示すように側面中央部が窪んだ形状となる。よって、図２４（Ｃ）のような音響センサが製作され、バックチャンバ３５の体積を大きくして音響センサの感度を向上させることができる。
【００７６】
また、図２５、図２６（Ａ）及び図２６（Ｂ）は、別な変形例を表している。この変形例では、図２５及び図２６（Ａ）に示すように、第１犠牲層４８の縁や延出部４８ａに多数の孔５２を開口している。第１犠牲層４８の縁や延出部４８ａに孔５２を開口していると、その上に堆積した第２犠牲層４７が丸く窪むので、その上に成膜したダイアフラム３３（振動薄膜３６ｂの縁や梁部３６ａ）の下面には、図２６（Ｂ）に示すように突起状のストッパ５３が形成される。よって、ストッパ５３がシリコン基板３２の上面に当接することで、ダイアフラム３３がシリコン基板３２に近づきすぎるのを防ぐことができ、ダイアフラム３３がシリコン基板３２に固着するのを防止することができる。
【００７７】
なお、図２４−図２６では、実施形態２の場合を示しているが、これらの変形例は実施形態１において適用することもできる。
【符号の説明】
【００７８】
３１      音響センサ
３２      シリコン基板
３３      ダイアフラム
３４      バックプレート
３５      バックチャンバ
３６ａ      梁部
３６ｂ      振動薄膜
３７      アンカー
３７ａ      下アンカー層
３７ｂ      中央アンカー層
３７ｃ      上アンカー層
４０      固定電極膜
４７      第２犠牲層
４８      第１犠牲層
４８ａ      延出部
【図１】
2011234227.tif 000005
【図２】
2011234227.tif 000006
【図３】
2011234227.tif 000007
【図４】
2011234227.tif 000008
【図５】
2011234227.tif 000009
【図６】
2011234227.tif 000010
【図７】
2011234227.tif 000011
【図８】
2011234227.tif 000012
【図９】
2011234227.tif 000013
【図１０】
2011234227.tif 000014
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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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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