(57)【要約】【課題】貫通配線と基板との間の熱膨張係数差による振動膜側の基板面上の膜ダメージを低減することができる静電容量型トランスデューサ、その製造方法などを提供する。【解決手段】静電容量型トランスデューサは、第１面１ａ側から第２面１ｂ側まで貫通する貫通配線２を有する基板１の第１面上に、第１の電極４と、第１の電極と間隙５を隔てて形成された第２の電極６を含む振動膜９と、を備えたセルを有する。基板の第１面側において、貫通配線２の終端を押える押え部材３が設けられている。【選択図】図１
2015128271.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１面側から第２面側まで貫通する貫通配線を有する基板の前記第１面上に、第１の電極と、前記第１の電極と間隙を隔てて形成された第２の電極を含む振動膜と、を備えたセルを有する静電容量型トランスデューサの作製方法であって、
前記貫通配線を有する基板の前記第１面側において、前記貫通配線の終端を押える押え部材を形成する工程と、
前記押え部材を形成する工程の後に、前記セルを形成する工程と、
を備えることを特徴とする静電容量型トランスデューサの作製方法。
【請求項２】
前記押え部材を形成する工程では、前記貫通配線の終端の一部が露出する開口を有するように前記押え部材を形成することを特徴とする請求項１に記載の静電容量型トランスデューサの作製方法。
【請求項３】
前記セルを形成する工程は、
前記基板の前記第１面側に第１の電極を形成する工程と、
前記第１の電極の上に犠牲層を形成する工程と、
前記犠牲層の上に第２の電極を形成する工程と、
前記犠牲層をエッチングする工程と、
を含む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トランスデューサの作製方法。
【請求項４】
前記第１の電極を形成する工程において、前記第１の電極と前記貫通配線とを電気的に接続することを特徴とする請求項３に記載の静電容量型トランスデューサの作製方法。
【請求項５】
前記第２の電極を形成する工程において、前記第２の電極と前記貫通配線とを電気的に接続することを特徴とする請求項３または４に記載の静電容量型トランスデューサの作製方法。
【請求項６】
第１面と第２面の間を貫通する貫通配線を有する基板の前記第１面上に、第１の電極と、前記第１の電極と間隙を隔てて形成された第２の電極を含む振動膜と、を備えたセルを有する静電容量型トランスデューサであって、
前記基板の第１面側において、前記貫通配線の終端を押える押え部材が設けられていることを特徴とする静電容量型トランスデューサ。
【請求項７】
前記押え部材は、前記貫通配線の長さ方向における降伏応力が前記貫通配線のせん断強度の１.７倍以上であることを特徴とする請求項６に記載の静電容量型トランスデューサ。
【請求項８】
前記押え部材は、前記貫通配線よりも前記基板に近い熱膨張係数を有することを特徴とする請求項６または７に記載の静電容量型トランスデューサ。
【請求項９】
前記押え部材はシリコンの化合物であり、前記貫通配線は金属を含む材料からなることを特徴とする請求項６から８の何れか１項に記載の静電容量型トランスデューサ。
【請求項１０】
前記押え部材の開口において、前記貫通配線の終端の一部と前記第１の電極とが接続されていることを特徴とする請求項６から９の何れか１項に記載の静電容量型トランスデューサ。
【請求項１１】
前記押え部材の開口において、前記貫通配線の終端の一部と前記第２の電極とが接続されていることを特徴とする請求項６から１０の何れか１項に記載の静電容量型トランスデューサ。
【請求項１２】
請求項６から１１の何れか１項に記載の静電容量型トランスデューサと、該トランスデューサが出力する電気信号を用いて被検体の情報を取得する処理部と、を有し、
前記トランスデューサは、被検体からの音響波を受信し、前記電気信号に変換することを特徴とする被検体情報取得装置。
【請求項１３】
光源をさらに有し、
前記トランスデューサは、前記光源から発振した光が被検体に照射されることにより発生する光音響波を受信して電気信号に変換し、
前記処理部は、前記電気信号を用いて被検体の情報を取得することを特徴とする請求項１２に記載の被検体情報取得装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波変換素子などとして用いられる静電容量型トランスデューサ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、マイクロマシニング技術によって製造される静電容量型トランスデューサ（ＣＭＵＴ：Ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ−Ｍｉｃｒｏｍａｃｈｉｎｅｄ−Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ−Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）は、圧電素子の代替品として研究されている。このようなＣＭＵＴによると、振動膜の振動を用いて音響波を送信、受信することができ、特に液中において優れた広帯域特性を容易に得ることができる。尚、本明細書において、音響波とは、音波、超音波、光音響波と呼ばれるものなどを含む。例えば、被検体内部に可視光線や赤外線等の光（電磁波）を照射して被検体内部で発生する光音響波を含む。実用上、２次元アレイ状に配置される複数の振動膜を１つのエレメント（素子）とし、更に、複数のエレメントを基板上に並べてトランスデューサを構成して、所望の性能を実現している。各エレメントを独立に制御するために、それぞれのエレメントに対応する配線電極を形成する必要がある。ここにおいて、小型化及び配線電極の寄生容量低減のために、基板を貫通する貫通配線を利用することが望ましい。しかし、貫通配線の材質と基板の材質が異なる場合、貫通配線の形成後の高温プロセスにおいて、熱膨張係数差によって、貫通配線の端部が基板表面より突出して、貫通配線の端部上に位置する薄膜を変形させたり、突き破ったりなどすることがある。
【０００３】
特許文献１は、シリコンを基板にして、多結晶シリコンを貫通配線とするＣＭＵＴを開示している。この構成では、多結晶シリコンからなる貫通配線とシリコンからなる基板とはほぼ同様な熱膨張係数を持つので、高温においても、貫通配線の端部の基板の表面に対する相対位置変化が少ない。また、特許文献２は、貫通配線を形成したガラス基板と他方の基板との接合によるＣＭＵＴを開示している。この構成では、他方の基板上に振動膜を含む薄膜を形成するとき、それらの薄膜は貫通配線の影響を受けない。また、特許文献３は、凹部と、該凹部の底面に形成される複数の細孔とを介する貫通配線構造を開示している。この２段配線構成では、細孔が細いので、高温においても、貫通配線の端部上に位置する薄膜が受ける応力が小さい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許６８３６０２０号
【特許文献２】特開２００７−２１５１７７号公報
【特許文献３】特開２０１２−９９５１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の多結晶シリコンからなる貫通配線の場合、多結晶シリコンの抵抗率が高いので、貫通配線の抵抗を低くすることが容易とは言い難い。一方、特許文献２の接合方式の場合、下部電極が貫通配線の端部と直結しており、貫通配線の熱変形による下部電極の変形が避け難い。また、特許文献３の２段配線の場合、製造工程が多いだけではなく、貫通配線が占める基板面積が大きく、小型化に不向きである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題に鑑み、本発明の静電容量型トランスデューサの作製方法は、第１面側から第２面側まで貫通する貫通配線を有する基板の前記第１面上に、第１の電極と、前記第１の電極と間隙を隔てて形成された第２の電極を含む振動膜と、を備えたセルを有する静電容量型トランスデューサの作製方法であって、次の工程を備える。前記貫通配線を有する基板の前記第１面側において、前記貫通配線の終端を押える押え部材を形成する工程。前記押え部材を形成する工程の後に、前記セルを形成する工程。
【０００７】
また上記課題に鑑み、本発明の静電容量型トランスデューサは、第１面と第２面の間を貫通する貫通配線を有する基板の前記第１面上に、第１の電極と、前記第１の電極と間隙を隔てて形成された第２の電極を含む振動膜と、を備えたセルを有する。そして、前記基板の第１面側において、前記貫通配線の終端を押える押え部材が設けられている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の静電容量型トランスデューサは、振動膜がある基板面側において、貫通配線の終端が押え部材によって押えられている。よって、製造時等の昇温状態などにおいても、貫通配線の端部の振動膜側の基板面への突出が抑制される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の静電容量型トランスデューサの一例を説明するための図。
【図２】本発明の静電容量型トランスデューサの製法の一例を説明するための図。
【図３】本発明の静電容量型トランスデューサを用いた情報取得装置の例の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明では、貫通配線を有する基板の第１面側において、貫通配線の終端を押える押え部材が設けられるので、貫通配線を有する基板上に薄膜ＣＭＵＴなどを製造する際などに、貫通配線と基板間の熱膨張係数差等による膜ダメージを低減することができる。
【００１１】
以下に、本発明の実施形態について図を用いて説明する。
（第１の実施形態）
図１を用いて、本発明の静電容量型トランスデューサの第１の実施形態の基本構成を説明する。図１（Ａ）は静電容量型トランスデューサの断面図で、図１（Ｂ）は押え部材、貫通配線の終端形状、及び両者の位置関係の一例を示す平面図である。簡単のため、図１（Ａ）では、静電容量型トランスデューサの１つのセル（１つの振動膜）のみが示されている。
【００１２】
図１（Ａ）のように、本実施形態の静電容量型トランスデューサは、基板１と、基板１の対向する第１面１ａと第２面１ｂの間を貫通する貫通配線２（２−１と２−２を含む）を含む。また、基板１の第１面側に形成される第１の電極４に対して間隙５を隔てて設けられた第２の電極６および第２の電極６の上下に配設された絶縁膜７、８で構成された振動膜９が振動可能に支持されたセル構造を有する。そして、基板１の第１面１ａ側において、貫通配線２の終端を押える押え部材３が形成されている。基板１は、静電容量型トランスデューサの性能に合せて選択する。例えば、基板１は、ガラスのような絶縁材料から構成される。また、基板１は、高抵抗シリコンと低抵抗シリコンのいずれかによって構成されてもよい。基板１の厚さは、例えば、１００μｍ〜１０００μｍである。
【００１３】
貫通配線２は、抵抗率の低い材料から構成される。例えば、貫通配線２は、金属を含む材料から構成される。望ましくは、貫通配線２は、Ｃｕを主材料とする抵抗の低い構造である。基板１の第１面１ａと垂直な方向から見る貫通配線２の断面形状は、貫通配線２の静電容量、抵抗、及びその作製の容易さを考慮して設計される。その断面形状は、貫通配線２の長さ方向において、均一であってもよく、不均一であっても構わない。一例として、貫通配線２の断面はほぼ円形であり、その直径は２０μｍ〜１００μｍである。
【００１４】
貫通配線２の押え部材３は、基板１の第１面１ａ側において、貫通配線２の終端を押えるように形成される。押え部材３は、基板１の第１面１ａと密着する部分と、貫通配線２の終端の一部を押える部分と、貫通配線２の終端の一部を露出させる開口を持つ。押え部材３は、貫通配線２の終端を押える機能と、貫通配線２と第１の電極４または第２の電極６とを接続可能とする開口を共に有するように設計される。特に、基板１の第１面１ａ側における貫通配線２の終端の最大熱変形による第１の電極４や振動膜９の変形が、静電容量型トランスデューサの性能に影響を与えないように、押え部材３を設計する。押え部材３は、ヤング率の高い材料で構成されることが望ましい。押え部材３は、単層膜であっても、複数層の膜であってもよい。
【００１５】
押え部材３の強度は、その構成材料、形状及び厚さ等によって決まる。例えば、押え部材３は、貫通配線２の長さ方向における降伏応力が貫通配線２のせん断強度の１.７倍以上であるように設計される。この条件において、貫通配線２は、熱変形する際、押え部材３を大きく変形させる前に、自ら押え部材３のある側とは反対方向に滑り出す。その結果、高温において、基板１と貫通配線２との熱膨張係数差によって基板１に対して相対変形しても、貫通配線２が押え部材３の上面の薄膜に与える最大応力が抑制される。よって、押え部材３の上面の薄膜が大きく変形して破損することは避けられる。押え部材３自身の熱変形を考慮して、押え部材３は、貫通配線２よりも基板１に近い熱膨張係数を有することが望ましい。押え部材３の材料は、例えば、シリコンの酸化物やシリコンの窒化物などのシリコンの化合物、チタンの酸化物（例えば、ＴｉＯ２）、イットリウムの酸化物（例えば、Ｙ２Ｏ３）、アルミニウムの酸化物（例えば、Ａｌ２Ｏ３）のいずれかである。押え部材３の厚さは、例えば、０．１μｍ〜２μｍである。
【００１６】
図１（Ｂ）は、押え部材と貫通配線の終端の形状及び位置関係の一例を示している。図１（Ｂ）では、押え部材３は、内周が３ａ、外周が３ｂの開口付き円板であり、外周２ｂが円形の貫通配線２の終端とほぼ同じ中心を有する。外周３ｂと外周２ｂの間の領域において、押え部材３が基板１の第１面１ａと密着している。外周２ｂと内周３ａの間の領域において、押え部材３が貫通配線２の終端の一部を押えている。内周３ａ以内の領域において、押え部材３が開口を持ち、貫通配線２の終端の一部２ａを露出させている。より具体的な例として、押え部材３の内周３ａは直径が１０μｍ〜５０μｍの円であり、押え部材３の内周３ａと貫通配線２の終端の外周２ｂとの距離が５μｍ〜５０μｍである。また、押え部材３の外周３ｂと貫通配線２の終端の外周２ｂとの距離が５μｍ〜５００μｍである。
【００１７】
押え部材３は、回転対称形状であってもよく、回転対称性がなくてもよい。また、押え部材３は、貫通配線２の終端と同一中心で配置されなくてもよい。また、押え部材３は、基板１の第１面１ａと直接に接して形成されていても、基板１の第１面１ａと密着する膜を介して基板１の第１面１ａ側に形成されてもよい。
【００１８】
第１の電極４は、基板１の第１面１ａ側に形成される。第１の電極４は、基板１が絶縁性である場合、直接、基板１の表面上に形成されてもよい。また、密着性向上や電気絶縁性向上等のため、第１の電極４は、基板１の第１面１ａと密着する膜を介して基板１の第１面１ａ側に形成されていてもよい。第１の電極４は、貫通配線２の１つである２−１と接続され、さらに貫通配線２−１を通して基板１の第２面１ｂ側の電極パッド１１と接続されている。
【００１９】
第２の電極６は、間隙５を挟んで基板１の第１面１ａ側に設けられている。電気的絶縁のため、第２の電極６は、絶縁膜７と絶縁膜８に挟まれて形成されている。第２の電極６は、配線電極１０によって、貫通配線２の１つである２−２と接続され、さらに貫通配線２−２を通して基板１の第２面１ｂ側の電極パッド１２と接続されている。配線電極１０において、貫通配線２−２の終端と接続する部分は、その外周の少なくとも一部が押え部材３の開口の内側に位置する。より望ましくは、この接続部分は、完全に押え部材３の開口の内側に位置する。こうすることによって、たとえ押え部材３の開口付近に膜変形があっても、その変形と関係なく、第２の電極６と貫通配線２−２の終端とは確実に電気的に接続される。第１の電極４と第２の電極６は、両方とも貫通配線２を介して基板１の第２面１ｂ側に電気的に引き出されなくてもよく、いずれか一方のみが第２面１ｂ側に引き出されてもよい。
【００２０】
間隙５は、静電容量型トランスデューサの性能によって、面積と高さ（厚さ）が設計される。静電容量型トランスデューサを駆動する際、振動膜９の振動に従って、間隙５が変形する。一例として、間隙５は、直径１０μｍ〜１００μｍ、高さ５０ｎｍ〜５００ｎｍの円柱に近い構造となっている。
【００２１】
絶縁膜７、８は、第２の電極６の絶縁保護膜とする他に、第２の電極６と一緒にセルの振動膜９を構成する。絶縁膜７、８の材料及び膜厚は、静電容量型トランスデューサの要求性能ないし仕様によって設計される。一例として、絶縁膜７、８は、シリコンの窒化物であり、厚さはそれぞれ１００μｍ〜１０００μｍである。もちろん、絶縁膜７と絶縁膜８は、異なる材料で構成されてもよい。また、絶縁膜７と絶縁膜８は、それぞれ単層膜または多層膜から構成されてもよい。
【００２２】
絶縁膜７、第２の電極６及び絶縁膜８からなる振動膜９は、１ＧＰａ以下の引張り応力を有することが望ましい。振動膜９が圧縮応力を有する場合、振動膜９がスティッキングあるいは座屈を引き起こし、大きく変形することがある。ここでのスティッキングとは、振動膜９が基板１側の第１の電極４に付着してしまうことである。一方、振動膜９は、過度に大きな引張り応力を有する場合、破壊しやすくなる。振動膜９が１ＧＰａ以下の引張り応力を有するように、絶縁膜７、第２の電極６及び絶縁膜８のそれぞれの材料、膜厚、成膜条件及び熱処理条件を設計する。また、絶縁膜７、第２の電極６、絶縁膜８及び配線電極１０において、膜間密着性の向上や、絶縁性向上や相互拡散防止等のために、膜間にその効用ないし機能を有する膜を設けてもよい。
【００２３】
図示はしないが、静電容量型トランスデューサは制御回路と電気的に接続されている。接続は、電極パッド１１、１２を介して、バンプ接合や、ワイヤボンディングや、ＡＣＦ（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ−Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ−Ｆｉｌｍ）接合などを利用する。静電容量型トランスデューサを駆動する際、バイアス電圧を第１の電極４に印加し、信号印加または信号取り出し電極として第２の電極６を用いている。また、その逆でも構わない。
【００２４】
以上のように、本実施形態の静電容量型トランスデューサでは、振動膜がある基板表面側において、貫通配線の終端が押え部材によって押えられている。よって、製造時の昇温状態などにおいても、貫通配線の端部の押え部材側への突出が抑制される。その結果、貫通配線と基板の熱膨張係数が異なっても、貫通配線の熱変形による静電容量型トランスデューサの振動膜や下部電極などの破損が防止できる。よって、貫通配線を基板材料と異なる金属材料で構成し、貫通配線の抵抗を大幅に低減できる。また、電極と貫通配線との間は、確実に接続できる。こうして、貫通配線を抵抗率の低い金属材料で構成でき、貫通配線の抵抗を大幅に低減できる。貫通配線を抵抗率の低い金属材料で構成すれば、貫通配線を細くしても、十分に低い配線抵抗を得ることが可能である。貫通配線を細くすれば、貫通配線が占める基板の面積を小さくし、静電容量型トランスデューサの小型化を図ることができる。
【００２５】
（第２の実施形態）
本発明の静電容量型トランスデューサの製造方法に係る第２の実施形態を説明する。図２（Ａ）〜（Ｑ）は、本実施形態の製法を説明する断面図である。簡単のため、図２では、静電容量型トランスデューサの１つのセル（１つの振動膜）のみが示されている。
【００２６】
まず、図２（Ａ）のように、対向する第１面１ａと第２面１ｂを有する基板１を用意する。基板１は、静電容量型トランスデューサの性能に合せて選択する。例えば、基板１は、ガラスのような絶縁材料から構成される。また、基板１は、高抵抗シリコン、低抵抗シリコンなどによって構成されてもよい。ここでは、基板１が低抵抗シリコンによって構成されている場合を例にする。基板１の厚さは、例えば、１００μｍ〜１０００μｍである。セル間の性能バラつきを低減するために、基板１の第１面１ａは平坦且つ平滑であることが望ましい。例えば、基板１の第１面１ａの表面粗さＲａ＜１０ｎｍである。
【００２７】
次に、図２（Ｂ）のように、基板１において、対向する第１面１ａから第２面１ｂまでを貫通する貫通穴１３を形成する。貫通穴１３は、所定の貫通電極（貫通配線）２を通す穴として機能する。貫通穴１３の断面形状は、その長さ方向において、均一であってもよく、不均一であっても構わない。一例として、貫通穴１３はおよそ円柱であり、その直径が２０μｍ〜１００μｍである。貫通穴１３の加工は、例えば、シリコンの深堀り反応性イオンエッチング（ＲＩＥ：Ｒｅａｃｔｉｖｅ−Ｉｏｎ−Ｅｔｃｈｉｎｇ）技術を用いて行う。必要に応じて、基板１の第１面１ａと第２面１ｂの両面からそれぞれＲＩＥ加工をする。また、必要に応じて、貫通穴１３の内壁１３ａを平滑化し、内壁１３ａの表面粗さＲｍａxをＲｍａx＜１００ｎｍにする。
【００２８】
次に、図２（Ｃ）のように、第１面１ａ、第２面１ｂ及び貫通穴１３の内壁１３ａ（図２（Ｂ）参照）を含む基板１の表面上に、絶縁膜１４を形成する。絶縁膜１４は、例えば、シリコンの酸化物、シリコンの窒化物、アルミニウムの酸化物（Ａｌ２Ｏ３）であって、絶縁性の高いものが望ましい。絶縁膜１４の厚さは、必要とする絶縁耐圧と材料特性で決まる。絶縁膜１４の厚さは、例えば、０．１μｍ〜２μｍである。絶縁膜１４の形成法は、例えば、熱酸化、化学気相堆積（ＣＶＤ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ−Ｖａｐｏｒ−Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、原子層体積（ＡＬＤ：Ａｔｏｍｉｃ−Ｌａｙｅｒ−Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）などの方法がある。絶縁膜１４は、単層膜でもよく多層膜でもよい。また、必要に応じて、基板１の表面と絶縁膜１４の間に、密着層を形成してもよい。
【００２９】
次に、図２（Ｄ）のように、絶縁膜１４の表面に、更に絶縁膜１５を形成する。絶縁膜１５は、絶縁性を持ちながら、その役割の１つとして、図２（Ｅ）で形成する貫通配線２の構成材料が絶縁膜１４へ拡散することを防ぐバリア層として働く。絶縁膜１５は、例えば、シリコンの窒化物やチタンの窒化物である。絶縁膜１５の厚さは、例えば、０．０１μｍ〜０．５μｍである。絶縁膜１５の形成は、例えば、ＣＶＤ法で行う。
【００３０】
次に、図２（Ｅ）のように、基板１の対向する第１面１ａと第２面１ｂの間を貫通する貫通配線２を、貫通穴１３（図２（Ｂ）参照）の中に形成する。貫通配線２は、抵抗率の低い材料から構成される。望ましくは、貫通配線２は、金属を含む材料から構成される。例えば、貫通配線２は、Ｃｕを主材料とする構造である。貫通配線２は、貫通穴１３の内部をほぼ充填して形成される。貫通配線２の形成方法として、例えば、めっき法がある。特に、基板１の一表面（例えば、基板１の第２面１ｂ）をシード層付き基板と密着して、電解めっきを行う方法が好適である。めっき後、シード層付き基板を基板１から分離する。そして、基板１の第１面１ａと第２面１ｂに対して研磨を行い、平坦化を実現する。研磨の方法として、化学機械研磨（ＣＭＰ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ−Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ−Ｐｏｌｉｓｈ）法が好適である。ＣＭＰによって、基板１の第１面１ａの表面粗さＲａをＲａ＜１０ｎｍになるようにする。例えば、貫通配線２の主材料をＣｕとする場合、めっき後、ＣｕのＣＭＰによって貫通配線２の端面と基板１の表面１ａ、１ｂとをほぼ同一高さ（レベル）にする。このとき、絶縁膜１５（例えば、シリコンの窒化物である）は、ＣｕのＣＭＰのストップ層となる。そして、必要に応じて、絶縁膜１５のＣＭＰを行い、基板１の第１面１ａの表面粗さを低減する。
【００３１】
図２（Ｅ）では、貫通配線２は１つの振動膜（１つのセル）に対して２つ形成されているように見えるが、実用上、複数の振動膜に対して、２つの貫通配線２が形成されてもよい。例えば、複数の振動膜を含む１つのエレメントに対して、２つの貫通配線２を形成する。貫通穴１３の数は、貫通配線２の数に対応するようにする。
【００３２】
次に、図２（Ｆ）のように、基板１の第１面１ａ側において、貫通配線２の終端を押える押え部材３を形成する。押え部材３は、基板１の第１面１ａと密着する部分と、貫通配線２の終端の一部を押える部分と、貫通配線２の終端の一部２ａを露出させる開口を持つ。押え部材３は、後続の熱プロセスにおける貫通配線２の終端の最大熱変形による第１の電極４や振動膜９の変形がセルの性能に影響を与えないように、設計される。押え部材３は、ヤング率の高い材料で構成されることが望ましい。押え部材３は、単層膜であっても、複数層の膜であってもよい。押え部材３の強度は、その構成材料、形状及び厚さ等によって決まる。例えば、押え部材３は、貫通配線２の長さ方向における降伏応力が貫通配線２のせん断強度の１.７倍以上であるように形成される。また、押え部材３自身の熱変形を考慮して、押え部材３は、貫通配線２よりも基板１に近い熱膨張係数を有することが望ましい。
【００３３】
押え部材３の材料は、例えば、シリコンの酸化物、シリコンの窒化物、チタンの酸化物（例えば、ＴｉＯ２）、イットリウムの酸化物（例えば、Ｙ２Ｏ３）、アルミの酸化物（例えば、Ａｌ２Ｏ３）のいずれかである。押え部材３の厚さは、例えば、０．１μｍ〜２μｍである。押え部材３の形状は、例えば、図１（Ｂ）に示すように、貫通配線２とほぼ同一中心を有する円板である。押え部材３の形態は、例えば、第１の実施形態で述べた通りである。押え部材３の形成時、貫通配線２の終端と基板１の第１面１ａとは、できるだけ相対変形がないことが望ましい。よって、押え部材３の形成は、１００℃以下の温度で形成されることが望ましい。より望ましくは、押え部材３の形成は、室温に近い温度で行われる。押え部材３の膜の成膜法として、スパッタ法がある。押え部材３のパターンの形成法として、フォトリソグラフィーを含むエッチングマスク形成と、反応性イオンエッチングを含むドライエッチングまたは薬品を使用するウェットエッチングとを含む方法がある。
【００３４】
次に、図２（Ｇ）のように、基板１の第１面１ａ側に第１の電極４を形成する。第１の電極４は、振動膜を駆動するための電極の１つである。第１の電極４は、絶縁膜１４及び絶縁膜１５の上に形成されるので、基板１と絶縁されている。第１の電極４は、セルの振動膜９の振動部分（図２（Ｏ）の間隙５に対応する部分）の下部に位置する部分と貫通配線２の１つである２−１と接続する部分４ａがある。第１の電極４は、導電率の高い材料で構成される。例えば、第１の電極４は、金属が主成分である膜から構成される。一例として、第１の電極４は、Ａｌが主成分である膜から構成される。第１の電極４は、単層膜であっても、複数層の膜から構成されてもよい。第１の電極４は、同じエレメント中の各セルに関して、導通するように形成されている。第１の電極４の形成法として、例えば、金属の成膜、フォトリソグラフィー、及び金属のドライエッチングまたはウェットエッチングを含む方法がある。金属の成膜は、押え部材３の周囲で金属膜の段切れが起きないように形成される。その成膜法として、スパッタのような被覆性の良い方法が望ましい。
【００３５】
次に、図２（Ｈ）のように、絶縁膜１６を形成する。絶縁膜１６は、第１の電極４の表面を覆い、その役割の１つは第１の電極４の絶縁・保護膜として働く。絶縁膜１６は、例えば、シリコンの酸化物、シリコンの窒化物、アルミニウムの酸化物（Ａｌ２Ｏ３）であって、絶縁性の高いものが望ましい。絶縁膜１６の厚さは、必要とする絶縁耐圧と材料特性で決まり、例えば、０．１μｍ〜２μｍである。絶縁膜１６の形成は、４００℃以下の温度で行うのが望ましい。絶縁膜１６の形成方法として、例えば、化学気相堆積、原子層体積、スパッタなどがある。絶縁膜１６は、単層膜でも、多層膜でもよい。また、必要に応じて、絶縁膜１６の下に、密着層を形成してもよい。
【００３６】
次に、図２（Ｉ）のように、犠牲層１７を形成する。犠牲層１７は、セルの間隙５（図２（Ｎ）を参照）を規定するためのもので、間隙５を形成する工程で選択的に除去できる材料で構成される。犠牲層１７は、例えば、シリコン系の材料、またはＣｒなどの金属によって構成される。犠牲層１７のパターンの形成法として、フォトリソグラフィーを含むエッチングマスク形成と、ドライエッチングまたは薬品を使用するウェットエッチングとを含む方法がある。
【００３７】
次に、図２（Ｊ）のように、穴１６ａを形成する。穴１６ａは、第２の電極６と貫通配線２の１つである２−２とを接続するための絶縁膜１６の開口である（図２（Ｑ）を参照）。穴１６ａは、押え部材３の開口３ａよりやや大きいことが好適である。穴１６ａの形成法として、フォトリソグラフィーを含むエッチングマスク形成と、反応性イオンエッチングを含むドライエッチングまたは薬品を使用するウェットエッチングとを含む方法がある。
【００３８】
次に、図２（Ｋ）のように、絶縁膜７を形成する。絶縁膜７は、図２（Ｌ）で形成する第２の電極６の下表面に接して全面に亘り、その役割の１つとして第２の電極６の絶縁・保護膜として働く。絶縁膜７は、例えば、シリコンの酸化物、シリコンの窒化物、アルミニウムの酸化物（Ａｌ２Ｏ３）であって、絶縁性の高いものが望ましい。絶縁膜７の厚さは、必要とする絶縁耐圧と材料特性で決まり、例えば、０．１μｍ〜２μｍである。絶縁膜７の形成は、４００℃以下の温度で行うことが望ましい。絶縁膜７の形成方法として、例えば、化学気相堆積、原子層体積、スパッタなどがある。絶縁膜７は、単層膜でも、多層膜でもよい。
【００３９】
次に、図２（Ｌ）のように、第２の電極６を形成する。第２の電極６は、振動膜の上において第１の電極４と対向して形成され、振動膜９（図２（Ｏ）を参照）を駆動するための電極の１つである。第２の電極６は、第１の電極４と同様な構成を持ち、第１の電極４と同様な方法で形成されてもよい。また、第２の電極６は、同じエレメント中の各セルにそれぞれ配されて導通するように形成されている。
【００４０】
次に、図２（Ｍ）のように、絶縁膜８を形成する。絶縁膜８は、第２の電極６の上表面に接して全面に亘り、その役割の１つとして第２の電極６の絶縁・保護膜として働く。絶縁膜８の形成は、４００℃以下の温度で行うことが望ましい。絶縁膜８は、絶縁膜７と同様な構成を持ち、絶縁膜７と同様な方法で形成されてもよい。
【００４１】
次に、図２（Ｎ）のように、エッチホール１８を形成して、犠牲層１７（図２（Ｍ）を参照）を除去する。エッチホール１８は、絶縁膜７と絶縁膜８を貫通して、犠牲層１７をエッチングするための開口である。エッチホール１８の形成法としては、フォトリソグラフィーを含むエッチングマスク形成と、反応性イオンエッチングを含むドライエッチングまたは薬品を使用するウェットエッチングとを含む方法がある。犠牲層１７の除去は、エッチホール１８を介して、エッチング液あるいはエッチングガスを用いて行う。犠牲層１７を除去すると、間隙５が形成される。
【００４２】
次に、図２（Ｏ）のように、薄膜１９を形成する。薄膜１９は、エッチホール１８を封止すると同時に、絶縁膜７と第２の電極６と絶縁膜８と合せて、間隙５の上部に振動可能な振動膜９を構成する。薄膜１９は、エッチホール１８を良好に封止すると共に、振動膜９の性能に合せて、材料と厚さ等が決められる。薄膜１９の形成は、４００℃以下の温度で行うことが望ましい。絶縁膜である薄膜１９は、絶縁膜７と同様な構成を持ち、絶縁膜７と同様な方法で形成されてもよい。必要に応じて、エッチホール１８の封止に影響ない程度で薄膜１９の厚さを薄くして、振動膜９の機械性能を調整する。
【００４３】
絶縁膜７、第２の電極６、絶縁膜８及び薄膜１９からなる振動膜９は、１ＧＰａ以下の引張り応力を有することが望ましい。振動膜９は、圧縮応力を有する場合、スティッキングあるいは座屈を引き起こし、大きく変形することがある。ここでのスティッキングとは、犠牲層１７除去後に構造体である振動膜９が基板側の絶縁膜１６に付着してしまうことである。一方、振動膜９は、大きな引張り応力を有する場合、破壊しやすいことがある。振動膜９が１ＧＰａ以下の引張り応力を有するために、絶縁膜７、第２の電極６、絶縁膜８及び薄膜１９のそれぞれの材料、膜厚、成膜条件及び成膜後の熱処理条件を設計する。
【００４４】
次に、図２（Ｐ）のように、基板１の第１表面１ａ側（図２（Ａ）を参照）にコンタクト穴２０（２０ａと２０ｂを含む）、基板１の第２表面１ｂ側（図２（Ａ）を参照）にコンタクト穴２１をそれぞれ形成する。コンタクト穴２０ａは、その外周の少なくとも一部が押え部材３の開口の内側に位置する。より望ましくは、コンタクト穴２０ａは、完全に押え部材３の開口の内側に位置する。コンタクト穴２０、２１の形成法として、フォトリソグラフィーを含むエッチングマスク形成と、反応性イオンエッチングを含むドライエッチングまたは薬品を使用するウェットエッチングとを含む方法がある。
【００４５】
次に、図２（Ｑ）のように、基板１の第１表面１ａ側において、接続配線１０を形成し、基板１の第２表面１ｂ側において、電極パッド１１、１２及び２２を形成する。接続配線１０は、コンタクト穴２０ａ、２０ｂ（図２（Ｐ）を参照）を介して第２の電極６と貫通配線２−２（図２（Ｆ）を参照）を接続する。基板１の第２表面１ｂ側において、貫通配線２−１（図２（Ｆ）を参照）と接続する電極パッド１１、貫通配線２−２（図２（Ｆ）を参照）と接続する電極パッド１２をそれぞれ形成する。また、基板１の第２表面１ｂ側において、コンタクト穴２１（図２（Ｐ）を参照）を介して、基板１と接続する電極パッド２２を形成する。コンタクト穴２０ａの外周の少なくとも一部が押え部材３の開口の内側に位置しているから、たとえ押え部材３の開口付近に膜変形があっても、第２の電極６と貫通配線２−２の終端とは確実に接続できる。接続配線１０及び電極パッド１１、１２、２２の形成法として、例えば、第１の電極４の形成法と同様であってもよい。
【００４６】
本実施形態では、第１の電極４と貫通配線２−１との接続は、図２（Ｇ）に示したように、第１の電極４の一部分４ａを、直接、貫通配線２−１の終端上に形成することによって行った。しかし、コンタクト穴２０と接続配線１０を利用して第２の電極６と貫通配線２−２とを接続するのと同様な手法で、第１の電極４と貫通配線２−１とを接続することも可能である。
【００４７】
以上の製造工程において、膜間の密着性向上や、絶縁性向上や相互拡散防止等のために、膜間にその効用ないし機能を有する膜を設ける。また、膜間の密着性向上のために、上の膜を成膜前に、下敷き膜の表面処理を行うことも有効である。表面処理によって、下敷き膜の表面が清浄化または活性化される。表面処理は、例えば、プラズマ処理や液体による処理がある。
【００４８】
次に、図示はしないが、静電容量型トランスデューサを制御回路と接続する。接続は、電極パッド１１、１２、２２を介して行う。接続の方法として、金属直接接合や、バンプ接合や、ＡＣＦ接合や、ワイヤボンディングなどの方法がある。静電容量型トランスデューサを駆動する際、バイアス電圧を第１の電極４に印加し、信号印加または信号取り出し電極として第２の電極６を用いる。また、その逆でも構わない。必要に応じて、電極パッド２２を介して基板１を接地して、信号ノイズを低減する。
【００４９】
以上のように、本実施形態の静電容量型トランスデューサの製法によれば、振動膜がある基板表面において、貫通配線の終端が押え部材によって押えられている。よって、第１の実施形態で述べたような効果を奏することができる。
【００５０】
以下、より具体的な実施例を説明する。
（実施例１）
図１を用いて、実施例１の静電容量型トランスデューサの基本構成例を説明する。本実施例の静電容量型トランスデューサは、図１（Ａ）に示すような構成を有する。基板１は、両面ミラー研磨の絶縁性ガラスで、表面粗さＲａ＜５ｎｍである。基板１の厚さは１８０μｍである。貫通配線２は、Ｃｕを主材料とする円柱状構造であり、基板１の第１面１ａと第２面１ｂに露出している両終端の外周２ｂの直径が約３０μｍである。
【００５１】
押え部材３は、基板１の第１面１ａ側にある貫通配線２の終端を押えるように形成されている。図１（Ａ）と図１（Ｂ）のように、押え部材３は円板形状であり、内周３ａの直径が約２０μｍ、外周３ｂの直径が約５０μｍ、貫通配線２の終端とほぼ同じ中心を有する。外周３ｂと外周２ｂの間の領域において、押え部材３が基板１の第１面１ａと密着している。外周２ｂと内周３ａの間の領域において、押え部材３が貫通配線２の終端の一部を押えている。内周３ａ以内の領域において、押え部材３が直径約２０μｍの開口を持ち、貫通配線２の終端の一部２ａを露出させている。
【００５２】
第１の電極４は、基板１の第１面１ａ側に形成され、間隙５の下部の全域をカバーしている。また、第１の電極４は、貫通配線２の１つである２−１と接続され、さらに貫通配線２−１を通して基板１の第２面１ｂ側の電極パッド１１と接続されている。第１の電極４として、５ｎｍのＴｉ膜と２００ｎｍのアルミ合金（主成分のＡｌにＳｉとＣｕをそれぞれ少量混合した合金）膜が順番に基板１の第１面１ａ上に形成されている。Ｔｉ膜は、主に第１の電極４と基板１の第１面１ａ間の密着性を向上させる役割をする。
【００５３】
第２の電極６は、間隙５を挟んで基板１の第１面１ａ側に設けられている。電気的絶縁のため、第２の電極６は、絶縁膜７と絶縁膜８に挟まれて形成される。第２の電極６は、配線電極１０によって、貫通配線２の１つである２−２と接続され、さらに貫通配線２−２を通して基板１の第２面１ｂ側の電極パッド１２と接続されている。配線電極と貫通配線２−２の終端と接続する部分は、全部、押え部材３の開口の内側に位置し、第２の電極６と貫通配線２−２の終端とを確実に接続している。第２の電極６は、５ｎｍのＴｉ膜、２００ｎｍのアルミ合金（主成分のＡｌにＳｉとＣｕをそれぞれ少量混合した合金）膜と５ｎｍのＴｉ膜を順番に積層して形成されている。Ｔｉ膜は、主に第２の電極６と絶縁膜７及び絶縁膜８間の密着性向上、及び相互拡散防止の役割をする。
【００５４】
間隙５は、約直径３０μｍ、高さ１５０ｎｍの円柱状構造となっている。絶縁膜７と絶縁膜８は、第２の電極６の絶縁・保護膜として機能する他に、第２の電極６と一緒にセルの振動膜９を構成する。絶縁膜７と絶縁膜８は、それぞれ、シリコンの窒化物からなる。絶縁膜７の厚さは２００μｍで、絶縁膜８の厚さは４００μｍである。絶縁膜７、第２の電極６及び絶縁膜８からなる振動膜９は、０．７ＧＰａ以下の引張り応力を有する。これは、絶縁膜７、第２の電極６及び絶縁膜８の成膜条件と成膜後の熱処理条件の調整によって実現されている。
【００５５】
配線電極１０は、５ｎｍのＴｉ膜と２００ｎｍのアルミ合金（主成分のＡｌにＳｉとＣｕをそれぞれ少量混合した合金）膜を順番に積層して形成されている。Ｔｉ膜は、主に配線電極１０と絶縁膜７及び絶縁膜８の間の密着性向上、及び相互拡散防止の役割をする。電極パッド１１及び電極パッド１２は、それぞれ、５ｎｍのＣｒ膜と２００ｎｍのＡｌ膜を順番に積層して形成されている。Ｃｒ膜は、主に電極パッド１１及び電極パッド１２が、基板１の第２面１ｂ及び貫通配線２（２−１と２−２を含む）の終端と良い密着性を得るための役割をする。
【００５６】
図示はしないが、静電容量型トランスデューサは制御回路と接続されている。接続は、電極パッド１１、１２を介して、ＡＣＦ接合を利用している。静電容量型トランスデューサを駆動する際、バイアス電圧を第１の電極４に印加し、信号印加または信号取り出し電極として第２の電極６を用いている。
【００５７】
本実施例においても、第１の実施形態で述べたような効果を奏することができた。
【００５８】
（実施例２）
図２を用いて、実施例２の静電容量型トランスデューサの製造方法例を説明する。まず、図２（Ａ）のように、第１面１ａと第２面１ｂを有する基板１を用意する。基板１は、両面ミラー研磨の低抵抗シリコンで、表面粗さＲａ＜２ｎｍで、抵抗率が０．０１Ω・ｃｍである。基板１の厚さは２００μｍである。
【００５９】
次に、図２（Ｂ）のように、基板１において、第１面１ａと第２面１ｂの間を貫通する貫通穴１３を形成する。貫通穴１３は、ほぼ円柱形状であり、基板１の第１面１ａと第２面１ｂにおける開口の直径が約２０μｍである。貫通穴１３の加工は、シリコンの深堀りＲＩＥ技術を用いて行う。深堀りＲＩＥの後、貫通穴１３の内壁１３ａを平滑化する。平滑化は、シリコンの熱酸化と熱酸化膜の除去を数回繰り返して実現する。次に、図２（Ｃ）のように、基板１の第１面１ａ、第２面１ｂ及び貫通穴１３の内壁１３ａ（図２（Ｂ）を参照）を含む基板１の表面上に、絶縁膜１４を形成する。絶縁膜１４は、約１μｍ厚のシリコン酸化物であって、シリコンの熱酸化で形成する。
【００６０】
次に、図２（Ｄ）のように、絶縁膜１４の表面に、更に絶縁膜１５を形成する。絶縁膜１５の役割の１つは、図２（Ｅ）で形成する貫通配線２の構成材料が絶縁膜１４へ拡散することを防ぐバリア層として働く。絶縁膜１５は、約１００ｎｍ厚のシリコン窒化物であり、低圧ＣＶＤ（ＬＰ−ＣＶＤ：Ｌｏｗ−Ｐｒｅｓｓｕｒｅ−ＣＶＤ）法で形成される。
【００６１】
次に、図２（Ｅ）のように、第１面１ａと第２面１ｂの間を貫通する貫通配線２を、貫通穴１３の中に形成する。貫通配線２は、Ｃｕを主材料とし、貫通穴１３の内部をほぼ充填している。貫通配線２の形成方法として、電解めっき及び研磨技術を用いる。具体的に、まず、基板１の第２面１ｂをシード層付き基板（図示なし）と密着させて、Ｃｕの電解めっきを行う。めっき後、シード層付き基板を除去する。そして、基板１の第１面１ａと第２面１ｂに対してＣＭＰを行い、平坦化を実現する。ＣｕのＣＭＰの際、シリコン窒化物からなる絶縁膜１５は、ＣｕのＣＭＰのストップ層となる。ＣｕのＣＭＰの後、絶縁膜１５のＣＭＰを行う。ＣＭＰ後、基板１の第１面１ａの表面粗さがＲａ＜５ｎｍである。また、貫通配線２の終端は基板１の第１面１ａ及び第２面１ｂに対して、それぞれ最大０．５μｍ程度窪むようになる。
【００６２】
次に、図２（Ｆ）のように、基板１の第１面１ａ側において、貫通配線２の終端を押える押え部材３を形成する。図２（Ｆ）と図１（Ｂ）のように、押え部材３は、内周３ａの直径が約１２μｍ、外周３ｂの直径が約３０μｍの円板であり、貫通配線２の終端とほぼ同じ中心を有する。外周３ｂと外周２ｂの間の領域において、押え部材３が基板１の第１面１ａと絶縁膜１４、１５を介して密着している。外周２ｂと内周３ａの間の領域において、押え部材３が貫通配線２の終端の一部を押えている。内周３ａ以内の領域において、貫通配線２の終端の一部２ａ（直径が約１２μｍ）が露出している。押え部材３は、シリコンの酸化物で、厚さが約１μｍである。シリコンの酸化物の成膜は、５０℃以下の基板温度にてスパッタ法で行う。押え部材３のパターンの形成は、フォトリソグラフィーと反応性イオンエッチングを含む方法で行う。
【００６３】
次に、図２（Ｇ）のように、基板１の第１面１ａ側に第１の電極４を形成する。第１の電極４は、振動膜を駆動するための電極の１つである。第１の電極４は、間隙５の下部の全域をカバーし、振動膜９の振動部分の下部に位置する部分と貫通配線２の１つである２−１と接続する部分４ａがある。第１の電極４は、同じエレメント中の各セルに対して、導通するように形成されている。第１の電極４として、５ｎｍのＴｉ膜と２００ｎｍのアルミ合金膜が順番に積層して形成されている。Ｔｉ膜は、主に第１の電極４と下地との密着性を確保する役割をする。第１の電極４は、金属のスパッタ成膜、フォトリソグラフィー、及び金属のドライエッチングを含む方法によって形成される。
【００６４】
次に、図２（Ｈ）のように、絶縁膜１６を形成する。絶縁膜１６は、第１の電極４の表面を覆い、その役割の１つは第１の電極４の絶縁・保護膜として働く。絶縁膜１６は、２００ｎｍ厚のシリコン酸化物の膜であって、約３００℃の基板温度でＣＶＤ法によって形成される。
【００６５】
次に、図２（Ｉ）のように、犠牲層１７を形成する。犠牲層１７は、セルの間隙５を規定するためのもので、Ｃｒによって構成される。まず、Ｃｒ膜を電子ビーム蒸着法で形成する。そして、フォトリソグラフィーとウェットエッチングを含む方法で所望の形状に加工する。犠牲層１７は、約直径３０μｍ、高さ１５０ｎｍの円柱状構造に加工される。
【００６６】
次に、図２（Ｊ）のように、穴１６ａを形成する。穴１６ａは、第２の電極６と貫通配線２の１つである２−２と接続するための絶縁膜１６の開口である。穴１６ａは、直径が約１５μｍの円形で、押え部材３の開口３ａとほぼ同じ中心を有する。
【００６７】
次に、図２（Ｋ）のように、絶縁膜７を形成する。絶縁膜７は、図２（Ｌ）で形成する第２の電極６の下表面に接して全面に亘り、その役割の１つは第２の電極６の絶縁・保護膜として働く。絶縁膜７は、２００ｎｍ厚のシリコン窒化物である。シリコン窒化物の膜は、約３００℃の基板温度でＰＥ−ＣＶＤ（Ｐｌａｓｍａ−Ｅｎｈａｎｃｅｄ−ＣＶＤ）によって成膜される。成膜時、成膜ガスの流量等を制御して、絶縁膜７となるシリコン窒化物の膜が０．１ＧＰａ程度の引張り応力を有するようにする。
【００６８】
次に、図２（Ｌ）のように、第２の電極６を形成する。第２の電極６は、振動膜の上において第１の電極４と対向して形成され、振動膜９を駆動するための電極の１つである。第２の電極６は、第１の電極４と同様な構成を持ち、第１の電極４と同様な方法で形成される。また、第２の電極６は、同じエレメント中の各セルに、それぞれ導通するように形成されている。第２の電極６は、静電容量型トランスデューサの製造が完成した時点で、０．４ＧＰａ以下の引張り応力を有するように成膜条件が調整される。
次に、図２（Ｍ）のように、絶縁膜８を形成する。絶縁膜８は、第２の電極６の上表面に接して全面に亘り、その役割の１つは第２の電極６の絶縁・保護膜として働く。絶縁膜８は、絶縁膜７と同様な構成を持ち、絶縁膜７と同様な方法で形成される。
【００６９】
次に、図２（Ｎ）のように、エッチホール１８を形成して、犠牲層１７を除去する。まず、エッチホール１８を形成する。エッチホール１８は、フォトリソグラフィーと反応性イオンエッチングを含む方法によって形成される。そして、エッチホール１８を介して、エッチング液の導入によって犠牲層１７を除去する。これによって、犠牲層１７と同じ形状の間隙５が形成される。
【００７０】
次に、図２（Ｏ）のように、薄膜１９を形成する。薄膜１９は、エッチホール１８を封止すると共に、絶縁膜７と第２の電極６と絶縁膜８と合せて、間隙５の上部で振動可能な振動膜９を構成する。薄膜１９は、３００ｎｍ厚のシリコン窒化物である。薄膜１９は、絶縁膜７と同様、約３００℃の基板温度でＰＥ−ＣＶＤによって成膜される。薄膜１９は、０．１ＧＰａ程度の引張り応力を有する。このように形成された振動膜９は、全体で０．７ＧＰａ程度の引張り応力を有し、スティッキングあるいは座屈はなく、破壊しにくい。
【００７１】
次に、図２（Ｐ）のように、基板１の第１表面１ａ側にコンタクト穴２０（２０ａと２０ｂを含む）、基板１の第２表面１ｂ側にコンタクト穴２１をそれぞれ形成する。コンタクト穴２０ａは、直径が１０μｍ程度の円柱形状で、その外周が押え部材３の開口３ａの内側に位置する。コンタクト穴２０（２０ａと２０ｂを含む）とコンタクト穴２１は、フォトリソグラフィー、反応性イオンエッチングを含む方法によって形成される。
【００７２】
次に、図２（Ｑ）のように、接続配線１０及び電極パッド１１、１２、２２をそれぞれ形成する。基板１の第１表面１ａ側において、接続配線１０を形成する。接続配線１０は、コンタクト穴２０ａ、２０ｂを介して第２の電極６と貫通配線２の１つである２−２とを接続する。コンタクト穴２０ａの外周が押え部材３の開口の内側に位置しているから、たとえ押え部材３の開口付近に膜変形があっても、接続配線１０は第２の電極６と貫通配線２−２の終端とは確実に接続される。基板１の第２表面１ｂ側において、貫通配線２−１と接続する電極パッド１１、貫通配線２−２と接続する電極パッド１２を形成する。また、基板１の第２表面１ｂ側において、コンタクト穴２１を介して、基板１と接続する電極パッド２２を形成する。接続配線１０及び電極パッド１１、１２、２２は、第１の電極４と同じ構成を持ち、第１の電極４と同じ方法によって形成される。
【００７３】
以上の製造工程において、絶縁膜７、８、１９の膜間密着性を向上するために、上の膜を成膜前に、下敷き膜の表面に対してプラズマ処理する。このプラズマ処理によって、下敷き膜の表面が清浄化または活性化される。次に、図示はしないが、静電容量型トランスデューサを制御回路と接続する。接続は、電極パッド１１、１２、２２を介して行う。接続の方法として、ＡＣＦ接合を用いる。静電容量型トランスデューサを駆動する際、バイアス電圧を第１の電極４に印加し、信号印加または信号取り出し電極として第２の電極６を用いる。電極パッド２２を介して基板１を接地して、信号ノイズを低減する。
【００７４】
以上のように、本実施例の静電容量型トランスデューサの製法によれば、振動膜がある基板表面において、貫通配線の終端が押え部材によって押えられている。よって、第１の実施形態で述べたような効果を奏することができる。
【００７５】
（実施例３）
図３（ａ）は、光音響効果を利用した被検体情報取得装置の実施例を示したものである。光源２０１０から発振したパルス光は、レンズ、ミラー、光ファイバー等の光学部材２０１２を介して、被検体２０１４に照射される。被検体２０１４の内部にある光吸収体２０１６は、パルス光のエネルギーを吸収し、音響波である光音響波２０１８を発生する。プローブ（探触子）２０２２内の本発明の静電容量型トランスデューサ２０２０は、光音響波２０１８を受信して電気信号に変換し、信号処理部２０２４に出力する。信号処理部２０２４は、入力された電気信号に対して、Ａ／Ｄ変換や増幅等の信号処理を行い、データ処理部２０２６へ出力する。データ処理部２０２６は、入力された信号を用いて被検体情報（光吸収係数などの被検体の光学特性値を反映した特性情報）を画像データとして取得する。ここでは、信号処理部２０２４とデータ処理部２０２６を含めて、処理部という。表示部２０２８は、データ処理部２０２６から入力された画像データに基づいて、画像を表示する。以上のように、本例の被検体の情報取得装置は、本発明の静電容量型のトランスデューサと、光源と、データ処理装置と、を有する。そして、該トランスデューサは、光源から発振した光が被検体に照射されることにより発生する光音響波を受信して電気信号に変換し、データ処理装置は、電気信号を用いて被検体の情報を取得する。
【００７６】
図３（ｂ）は、音響波の反射を利用した超音波エコー診断装置等の被検体情報取得装置を示したものである。プローブ（探触子）２１２２内の本発明の静電容量型トランスデューサ２１２０から被検体２１１４へ送信された音響波は、反射体２１１６により反射される。トランスデューサ２１２０は、反射された音響波（反射波）２１１８を受信して電気信号に変換し、信号処理部２１２４に出力する。信号処理部２１２４は、入力された電気信号に対して、Ａ／Ｄ変換や増幅等の信号処理を行い、データ処理部２１２６へ出力する。データ処理部２１２６は、入力された信号を用いて被検体情報（音響インピーダンスの違いを反映した特性情報）を画像データとして取得する。ここでも、信号処理部２１２４とデータ処理部２１２６を含めて、処理部という。表示部２１２８は、データ処理部２１２６から入力された画像データに基づいて、画像を表示する。以上のように、本例の被検体の情報取得装置は、本発明の静電容量型のトランスデューサと、該トランスデューサが出力する電気信号を用いて被検体の情報を取得する処理部と、を有し、該トランスデューサは、被検体からの音響波を受信し、電気信号を出力する。
【００７７】
なお、プローブは、機械的に走査するものであっても、医師や技師等のユーザが被検体に対して移動させるもの（ハンドヘルド型）であってもよい。また、図３（ｂ）のように反射波を用いる装置の場合、音響波を送信するプローブは受信するプローブと別に設けてもよい。さらに、図３（ａ）と図３（ｂ）の装置の機能をどちらも兼ね備えた装置とし、被検体の光学特性値を反映した被検体情報と、音響インピーダンスの違いを反映した被検体情報と、をどちらも取得するようにしてもよい。この場合、図３（ａ）のトランスデューサ２０２０が光音響波の受信だけでなく、音響波の送信と反射波の受信を行うようにしてもよい。
【符号の説明】
【００７８】
１・・基板、１ａ・・基板の第１面、１ｂ・・基板の第２面、２・・貫通配線、３・・押え部材、４・・第１の電極、５・・間隙、６・・第２の電極、９・・振動膜
【図３】
2015128271.tif 000003
【図１】
2015128271.tif 000004
【図２】
2015128271.tif 000005