(57)【要約】      （修正有）【課題】製造工程の加工ばらつき等に起因する振動子の特性の変動を抑制し、所望の特性を精度よく作り込むことが可能なフラップ型振動子の製造方法を提供する。【解決手段】窒化シリコン膜３１上に第１のシリコン膜３２、犠牲層３３、酸化阻止膜３４を順に形成し、第１のシリコン膜等に溝３２ａを形成し、溝内の第１のシリコン膜を酸化することで、溝に酸化シリコン膜３５を形成し、酸化阻止膜を除去し、犠牲層に開孔部３３ａを形成し、開孔部内及び犠牲層上に第２のシリコン膜３６を形成し、第２のシリコン膜等を加工することで、第１のシリコン膜からなる第１の電極３８と、第１の電極と分離された第２の電極３９と、第２のシリコン膜からなる可動電極３７を形成する。【選択図】図２
2015146502.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁膜上に第１のシリコン膜を形成し、
前記第１のシリコン膜上に犠牲層を形成し、
前記犠牲層上に酸化阻止膜を形成し、
前記酸化阻止膜、前記犠牲層及び前記第１のシリコン膜に溝を形成し、
前記溝内の前記第１のシリコン膜を酸化することで、前記溝に酸化シリコン膜を形成し、
前記酸化阻止膜を除去し、
前記犠牲層に開孔部を形成することで前記第１のシリコン膜を露出させ、
前記開孔部内及び前記犠牲層上に第２のシリコン膜を形成し、
前記第２のシリコン膜、前記犠牲層及び前記第１のシリコン膜を加工することで、前記第１のシリコン膜からなる第１の電極と、前記第１のシリコン膜からなり且つ前記第１の電極と分離された第２の電極と、前記第２のシリコン膜からなる可動電極を形成し、
前記犠牲層及び前記酸化シリコン膜を除去するフラップ型振動子の製造方法であり、
前記溝は、前記酸化阻止膜及び前記犠牲層を貫通し、前記第１のシリコン膜を貫通しないことを特徴とするフラップ型振動子の製造方法。
【請求項２】
第１の絶縁膜上に第１の導電膜を形成し、
前記第１の導電膜上に犠牲層を形成し、
前記犠牲層上に研磨ストップ膜を形成し、
前記研磨ストップ膜、前記犠牲層及び前記第１の導電膜に溝を形成し、
前記溝内及び前記研磨ストップ膜上に第２の絶縁膜を形成し、
前記第２の絶縁膜をＣＭＰにより研磨して除去し、前記研磨ストップ膜で研磨を停止させることで、前記溝内に前記第２の絶縁膜が残され、
前記研磨ストップ膜を除去し、
前記犠牲層に開孔部を形成することで前記第１の導電膜を露出させ、
前記開孔部内及び前記犠牲層上に第２の導電膜を形成し、
前記第２の導電膜、前記犠牲層及び前記第１の導電膜を加工することで、前記第１の導電膜からなる第１の電極と、前記第１の導電膜からなり且つ前記第１の電極と分離された第２の電極と、前記第２の導電膜からなる可動電極を形成し、
前記犠牲層及び前記溝内に残された前記第２の絶縁膜を除去するフラップ型振動子の製造方法であり、
前記溝は、前記酸化阻止膜、前記犠牲層及び前記第１の導電膜を貫通することを特徴とするフラップ型振動子の製造方法。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記第２のシリコン膜、前記犠牲層及び前記第１のシリコン膜を加工する際は、前記第２のシリコン膜を加工した後に前記犠牲層及び前記第１のシリコン膜を加工することを特徴とするフラップ型振動子の製造方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項において、
前記可動電極は、前記第２の電極の上面に支持され、前記第１の電極の上面に対向する下面を有することを特徴とするフラップ型振動子の製造方法。
【請求項５】
請求項４において、
前記可動電極の前記下面は凹部を有し、前記凹部は前記第１の電極と前記第２の電極との間に対向する位置に形成されることを特徴とするフラップ型振動子の製造方法。
【請求項６】
絶縁膜上に形成された第１の電極と、
前記絶縁膜上に形成され、前記第１の電極の側面と対向する側面を有する第２の電極と、
前記第２の電極の上面に支持された、前記第１の電極の上面に対向する下面を有する可動電極と、
を具備し、
前記可動電極の前記下面は凹部または凸部を有し、前記凹部または凸部は前記第１の電極の前記側面と前記第２の電極の前記側面との間に対向するように位置されていることを特徴とするフラップ型振動子。
【請求項７】
請求項６において、
前記可動電極は可動部と支持部を有し、前記可動部は前記第２の電極の上面に密着した前記支持部によって支持されており、
前記支持部の厚さが、前記第１の電極の前記上面と前記可動電極の前記下面との間隔と等しいことを特徴とするフラップ型振動子。
【請求項８】
絶縁膜上に形成された第２の電極と、
前記絶縁膜上に形成され、前記第２の電極の一方側の側面と対向する側面を有する第１の電極と、
前記絶縁膜上に形成され、前記第２の電極の他方側の側面と対向する側面を有する第３の電極と、
前記第２の電極の上面に支持され、前記第１の電極の上面及び前記第３の電極の上面それぞれに対向する下面を有する可動電極と、
を具備し、
前記可動電極は可動部と支持部を有し、前記可動部は前記第２の電極の上面に密着した前記支持部によって支持されており、
前記可動電極の前記下面は第１及び第２の凹部を有し、前記第１の凹部は前記第１の電極の前記側面と前記第２の電極の前記一方側の側面との間に対向するように位置され、前記第２の凹部は前記第３の電極の前記側面と前記第２の電極の前記他方側の側面との間に対向するように位置され、前記第１の凹部と前記第２の凹部は前記支持部に対して対称に形成されていることを特徴とするフラップ型振動子。
【請求項９】
絶縁膜上に形成された第２の電極と、
前記絶縁膜上に形成され、前記第２の電極の一方側の側面と対向する側面を有する第１の電極と、
前記絶縁膜上に形成され、前記第２の電極の他方側の側面と対向する側面を有する第３の電極と、
前記第２の電極の上面に支持され、前記第１の電極の上面及び前記第３の電極の上面それぞれに対向する下面を有する可動電極と、
を具備し、
前記可動電極は可動部と支持部を有し、前記可動部は前記第２の電極の上面に密着した前記支持部によって支持されており、
前記可動電極の前記下面は第１及び第２の凸部を有し、前記第１の凸部は前記第１の電極の前記側面と前記第２の電極の前記一方側の側面との間に対向するように位置され、前記第２の凸部は前記第３の電極の前記側面と前記第２の電極の前記他方側の側面との間に対向するように位置され、前記第１の凸部と前記第２の凸部は前記支持部に対して対称に形成されていることを特徴とするフラップ型振動子。
【請求項１０】
請求項８または９において、
前記支持部の厚さが、前記第１の電極の前記上面と前記可動電極の前記下面との間隔及び前記第３の電極の前記上面と前記可動電極の前記下面との間隔それぞれと等しいことを特徴とするフラップ型振動子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フラップ型振動子及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のフラップ型振動子は特許文献１に開示されており、図７（Ａ），（Ｂ）は、特許文献１に記載の発明に対する従来例としてのフラップ型振動子の平面図と断面図である。
【０００３】
図７に示すように、図示せぬ基板上に第１電極１及び第２電極２が固定されている。第２電極２は、ビーム部２１が支持部２２によりベース部２３に連結して構成されている。ビーム部２１は、第１電極１に空隙を隔てて平行に対向し、片持ち梁状に形成されている。また、第１電極１と第２電極２を電気的に分離するために、支持部２２と第１電極１との間には誘電体部３が配置されている。
【０００４】
つまり、ビーム部２１は、第１電極１の表面の少なくとも一部の上に延び、ビーム部２１と対向する第１電極１の表面との間には間隙があり、そこでビーム部２１を振動させる（図７（Ｂ）に矢印で図示）。第１電極１と第２電極２が重なる部分、すなわちビーム部２１が第１電極１に重なる部分は、本来の振動子領域であり、幅Ｗと長さＬを有する。電気信号が電極に印加されると、フラップ型振動子はその共振周波数で共振信号を発生する。電気信号により、ビーム部２１は機械的振動を生じ、ビーム部２１の自由端がその機械的共振周波数で垂直に振動を開始する。これにより電極配置の電気容量が変化し、システムは電気共振信号を発生する。
【０００５】
特許文献１の実施例には、第２電極２の固定端側の一部の幅を小さくする、または部分的切り欠きを設けることで、図７の振動子に比べてＱファクタを改善できることが開示されている。
【０００６】
上記従来のフラップ型振動子では、片持ち梁となっている第２電極２のベース部２３を、第１電極１が存在しない領域の基板表面に直に接触させる形で設けているため、第２電極２の固定端であるベース部２３は基板に接着され、第２電極２の可動フラップ部分であるビーム部２１は、第１電極１によって生じる基板との段差部分に跨がって形成されることになる。このため、第２電極２の概略形状は、図７（Ｂ）に示されているように、固定部から第１電極１の側壁に沿って基板に概ね垂直な方向にいったん立ち上がり、第１電極１の厚さを越えた位置から概ね直角に曲がって、第１電極１に平行に沿う方向に突き出したカギ型形状となっている。さらに、実際の製造においては、垂直な段差に沿って側壁に残滓が発生しやすいという異方性ドライエッチングの特性への対処のために、第１電極１の端部は角度を垂直よりも小さくした所謂テーパ形状にすることが多い。
【０００７】
以上のように、第２電極２が振動子として動作する際、最も大きな弾性変形を受ける固定端近傍の部分がカギ型に曲がった形状となっているため、振動に関わる機械的特性値が材料本来の物性のみならず加工形状への依存が大きくなり、しかも、第１電極１の断面テーパ角の影響もあって加工ばらつきの影響を受け易く、バネ定数などの重要な機械特性を再現性よく作り込む際の障害になっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許４４５８０８１（図１、図３〜５）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の幾つかの態様は、製造工程の加工ばらつき等に起因する振動子の特性の変動を抑制し、所望の特性を精度よく作り込むことが可能なフラップ型振動子及びその製造方法に関連している。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様は、絶縁膜上に第１のシリコン膜を形成し、前記第１のシリコン膜上に犠牲層を形成し、前記犠牲層上に酸化阻止膜を形成し、前記酸化阻止膜、前記犠牲層及び前記第１のシリコン膜に溝を形成し、前記溝内の前記第１のシリコン膜を酸化することで、前記溝に酸化シリコン膜を形成し、前記酸化阻止膜を除去し、前記犠牲層に開孔部を形成することで前記第１のシリコン膜を露出させ、前記開孔部内及び前記犠牲層上に第２のシリコン膜を形成し、前記第２のシリコン膜、前記犠牲層及び前記第１のシリコン膜を加工することで、前記第１のシリコン膜からなる第１の電極と、前記第１のシリコン膜からなり且つ前記第１の電極と分離された第２の電極と、前記第２のシリコン膜からなる可動電極を形成し、前記犠牲層及び前記酸化シリコン膜を除去するフラップ型振動子の製造方法であり、前記溝は、前記酸化阻止膜及び前記犠牲層を貫通し、前記第１のシリコン膜を貫通しないことを特徴とするフラップ型振動子の製造方法である。
【００１１】
上記本発明の一態様によれば、第１のシリコン膜上に犠牲層を形成し、この犠牲層上に酸化阻止膜を形成し、この酸化阻止膜、犠牲層及び第１のシリコン膜に溝を形成し、この溝内の前記第１のシリコン膜を酸化することで、前記溝に酸化シリコン膜を形成する。これにより、第１のシリコン膜の上面をほぼ平坦な形状に保ちつつ、第１の電極と第２の電極の境界部分の第１のシリコン膜を絶縁体に変化させ、第１の電極と第２の電極を絶縁分離する。このため、製造工程の加工ばらつき等に起因する振動子の特性の変動を抑制し、振動子の所望の特性を精度よく作り込むことが可能となる。
【００１２】
本発明の一態様は、第１の絶縁膜上に第１の導電膜を形成し、前記第１の導電膜上に犠牲層を形成し、前記犠牲層上に研磨ストップ膜を形成し、前記研磨ストップ膜、前記犠牲層及び前記第１の導電膜に溝を形成し、前記溝内及び前記研磨ストップ膜上に第２の絶縁膜を形成し、前記第２の絶縁膜をＣＭＰにより研磨して除去し、前記研磨ストップ膜で研磨を停止させることで、前記溝内に前記第２の絶縁膜が残され、前記研磨ストップ膜を除去し、前記犠牲層に開孔部を形成することで前記第１の導電膜を露出させ、前記開孔部内及び前記犠牲層上に第２の導電膜を形成し、前記第２の導電膜、前記犠牲層及び前記第１の導電膜を加工することで、前記第１の導電膜からなる第１の電極と、前記第１の導電膜からなり且つ前記第１の電極と分離された第２の電極と、前記第２の導電膜からなる可動電極を形成し、前記犠牲層及び前記溝内に残された前記第２の絶縁膜を除去するフラップ型振動子の製造方法であり、前記溝は、前記酸化阻止膜、前記犠牲層及び前記第１の導電膜を貫通することを特徴とするフラップ型振動子の製造方法である。
【００１３】
上記本発明の一態様によれば、第１の導電膜上に犠牲層を形成し、この犠牲層上に研磨ストップ膜を形成し、この研磨ストップ膜、犠牲層及び第１の導電膜に溝を形成し、前記溝内及び前記研磨ストップ膜上に第２の絶縁膜を形成し、この第２の絶縁膜をＣＭＰにより研磨して除去し、前記研磨ストップ膜で研磨を停止させることで、前記溝内に前記第２の絶縁膜が残される。これにより、第１の導電膜の上面をほぼ平坦な形状に保ちつつ、第１の電極と第２の電極の境界を第２の絶縁膜によって絶縁分離する。このため、製造工程の加工ばらつき等に起因する振動子の特性の変動を抑制し、振動子の所望の特性を精度よく作り込むことが可能となる。
【００１４】
また、本発明の一態様において、前記第２のシリコン膜、前記犠牲層及び前記第１のシリコン膜を加工する際は、前記第２のシリコン膜を加工した後に前記犠牲層及び前記第１のシリコン膜を加工する。これにより、可動電極の外形を加工する際に第１の電極の段差による影響を排除することができる。
【００１５】
また、本発明の一態様において、前記可動電極は、前記第２の電極の上面に支持され、前記第１の電極の上面に対向する下面を有する。これにより、製造工程の加工ばらつき等に起因する振動子の特性の変動を抑制することができる。
【００１６】
また、本発明の一態様において、前記可動電極の前記下面は凹部を有し、前記凹部は前記第１の電極と前記第２の電極との間に対向する位置に形成される。
【００１７】
本発明の一態様は、絶縁膜上に形成された第１の電極と、前記絶縁膜上に形成され、前記第１の電極の側面と対向する側面を有する第２の電極と、前記第２の電極の上面に支持された、前記第１の電極の上面に対向する下面を有する可動電極と、を具備し、前記可動電極の前記下面は凹部または凸部を有し、前記凹部または凸部は前記第１の電極の前記側面と前記第２の電極の前記側面との間に対向するように位置されていることを特徴とするフラップ型振動子である。
【００１８】
上記本発明の一態様によれば、第１の電極の段差に影響されない、ほぼ平坦に近い形状の可動電極を得ることができる。これにより、製造工程の加工ばらつき等に起因する振動子の特性の変動を抑制でき、所望の特性を精度よく作り込むことが可能となる。
【００１９】
また、本発明の一態様において、前記可動電極は可動部と支持部を有し、前記可動部は前記第２の電極の上面に密着した前記支持部によって支持されており、前記支持部の厚さが、前記第１の電極の前記上面と前記可動電極の前記下面との間隔と等しい。
【００２０】
上記本発明の一態様によれば、第２の電極の上面に支持部によって可動部を支持し、この支持部の厚さを第１の電極の上面と可動電極の下面との間隔と等しくすることで、可動電極の可動部と第２の電極の高低差を少なくし、可動電極を平坦な形状に近い形状とすることができる。
【００２１】
なお、本明細書において「等しい」とは、前記支持部の厚さが前記間隔と完全に等しい場合だけでなく、前記支持部の厚さが前記間隔より１０％厚い場合と１０％薄い場合をも含む意味である。加工上の誤差によって完全に等しくならない場合があるからである。
【００２２】
本発明の一態様は、絶縁膜上に形成された第２の電極と、前記絶縁膜上に形成され、前記第２の電極の一方側の側面と対向する側面を有する第１の電極と、前記絶縁膜上に形成され、前記第２の電極の他方側の側面と対向する側面を有する第３の電極と、前記第２の電極の上面に支持され、前記第１の電極の上面及び前記第３の電極の上面それぞれに対向する下面を有する可動電極と、を具備し、前記可動電極は可動部と支持部を有し、前記可動部は前記第２の電極の上面に密着した前記支持部によって支持されており、前記可動電極の前記下面は第１及び第２の凹部を有し、前記第１の凹部は前記第１の電極の前記側面と前記第２の電極の前記一方側の側面との間に対向するように位置され、前記第２の凹部は前記第３の電極の前記側面と前記第２の電極の前記他方側の側面との間に対向するように位置され、前記第１の凹部と前記第２の凹部は前記支持部に対して対称に形成されていることを特徴とするフラップ型振動子である。
【００２３】
上記本発明の一態様によれば、第１の凹部と第２の凹部を支持部に対して対称に形成することで、支持部によって可動部がつり合い、振動子の特性を向上させることができる。
【００２４】
本発明の一態様は、絶縁膜上に形成された第２の電極と、前記絶縁膜上に形成され、前記第２の電極の一方側の側面と対向する側面を有する第１の電極と、前記絶縁膜上に形成され、前記第２の電極の他方側の側面と対向する側面を有する第３の電極と、前記第２の電極の上面に支持され、前記第１の電極の上面及び前記第３の電極の上面それぞれに対向する下面を有する可動電極と、を具備し、前記可動電極は可動部と支持部を有し、前記可動部は前記第２の電極の上面に密着した前記支持部によって支持されており、前記可動電極の前記下面は第１及び第２の凸部を有し、前記第１の凸部は前記第１の電極の前記側面と前記第２の電極の前記一方側の側面との間に対向するように位置され、前記第２の凸部は前記第３の電極の前記側面と前記第２の電極の前記他方側の側面との間に対向するように位置され、前記第１の凸部と前記第２の凸部は前記支持部に対して対称に形成されていることを特徴とするフラップ型振動子である。
【００２５】
上記本発明の一態様によれば、第１の凸部と第２の凸部を支持部に対して対称に形成することで、支持部によって可動部がつり合い、振動子の特性を向上させることができる。
【００２６】
また、本発明の一態様において、前記支持部の厚さが、前記第１の電極の前記上面と前記可動電極の前記下面との間隔及び前記第３の電極の前記上面と前記可動電極の前記下面との間隔それぞれと等しい。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】（Ａ）は本発明の一態様に係るフラップ型振動子を示す平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）に示すＡ−Ａ'線に沿った断面図。
【図２】（Ａ）〜（Ｈ）は、図１（Ｂ）に示すフラップ型振動子の製造方法を説明するための断面図。
【図３】（Ａ），（Ｂ）はフラップ型振動子の製造方法を説明するための平面図。
【図４】（Ａ）は本発明の一態様に係るフラップ型振動子を示す平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）に示すＡ−Ａ'線に沿った断面図。
【図５】（Ａ）〜（Ｈ）は、図４（Ｂ）に示すフラップ型振動子の製造方法を説明するための断面図。
【図６】（Ａ），（Ｂ）はフラップ型振動子の製造方法を説明するための平面図。
【図７】（Ａ）は従来のフラップ型振動子を示す平面図、（Ｂ）は（Ａ）に示すフラップ型振動子の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下では、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。ただし、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは、当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
【００２９】
［実施の形態１］
図１（Ａ）は、本発明の一態様に係るフラップ型振動子を示す平面図であり、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）中のＡ−Ａ'線で示した振動子の「梁」長さ方向の断面図である。図２（Ａ）〜（Ｈ）は、図１（Ｂ）に示すフラップ型振動子の製造工程に沿った断面図である。図３（Ａ），（Ｂ）は、図２（Ｂ），（Ｇ）に対応する平面図であり、図２（Ｂ）は、図３（Ａ）に示すＢ−Ｂ'線に沿った断面図、図２（Ｇ）は、図３（Ｂ）に示すＣ−Ｃ'線に沿った断面図である。
【００３０】
以下、製造工程に沿って、本実施の形態の製造方法と最終的な構造について説明する。
【００３１】
まず、図２（Ａ）に示すように、基板３０上に後述する犠牲層エッチの際に基板３０を保護するための保護用の窒化シリコン膜３１を形成する。その際、基板３０上に直に形成する場合もあるが、必要に応じて応力緩和などのための酸化シリコン膜（図示せず）を下敷きとして形成する場合もある。次いで、窒化シリコン膜３１上に、第１のシリコン膜３２、犠牲層３３、酸化阻止膜３４を順に重ねて形成する。なお、第１のシリコン膜３２は、例えば多結晶質シリコン膜、非晶質シリコン膜または単結晶シリコン膜のいずれかである。犠牲層３３は例えば酸化シリコン膜である。酸化阻止膜３４は、後の工程で当該酸化阻止膜３４より下方の膜が酸化されるのを阻止する膜であり、例えば窒化シリコン膜である。基板３０は例えばシリコン基板である。
【００３２】
次に、図３（Ａ）に示す平面パターンを用いてフォトリソグラフィー及びエッチング加工を行うことにより、図２（Ｂ）に示すように、第１のシリコン膜３２の途中まで溝を掘る。これにより、酸化阻止膜３４、犠牲層３３及び第１のシリコン膜３２には分離用溝３２ａが形成される。この分離用溝３２ａは、酸化阻止膜３４及び犠牲層３３を貫通し、第１のシリコン膜３２を貫通しない。
【００３３】
この後、分離用溝３２ａを高温の酸化性雰囲気中に曝すことで分離用溝３２ａ内の第１のシリコン膜３２を酸化させる。これにより、図２（Ｃ）に示すように分離用溝３２ａに酸化シリコン膜からなる絶縁分離部３５が形成される。このとき、酸化反応によって生じる体積増加の結果、絶縁分離部３５の上面ができるだけ平坦になるよう、予め分離用溝３２ａの形成条件を適宜調整するものとする。
【００３４】
次に、図２（Ｄ）に示すように、酸化阻止膜３４を熱リン酸液などで除去して犠牲層３３を露出させる。
【００３５】
この後、図２（Ｅ）に示すように、犠牲層３３にフォトリソグラフィー及びエッチング加工を行うことにより、犠牲層３３に開孔部３３ａを形成して第１のシリコン膜３２を露出させる。この開孔部３３ａは、矩形の窓のような形状を有し、後の工程で可動電極が支持される領域となる。
【００３６】
次に、図２（Ｆ）に示すように、開孔部３３ａ内及び犠牲層３３上に第２のシリコン膜３６を形成する。なお、第２のシリコン膜３６は、例えば多結晶質シリコン膜、非晶質シリコン膜または単結晶シリコン膜のいずれかである。
【００３７】
この後、図２（Ｇ）に示すように、第２のシリコン膜３６にフォトリソグラフィー及びエッチング加工を行うことにより、第２のシリコン膜３６からなる可動電極３７を第１のシリコン膜３２上に形成する。この状態に対応する平面図は図３（Ｂ）に示すとおりである。
【００３８】
次に、図２（Ｈ）に示すように、露出した犠牲層３３及び第１のシリコン膜３２にフォトリソグラフィー及びエッチング加工を行うことにより、第１のシリコン膜３２からなる第１の電極３８と、第１のシリコン膜３２からなり且つ第１の電極３８と絶縁分離された第２の電極３９を窒化シリコン膜３１上に形成する。
【００３９】
この後、図１（Ｂ）に示すように、窒化シリコン膜３１より上の全ての酸化シリコン膜をエッチングにより除去する。具体的には、窒化シリコン膜３１上の犠牲層３３絶縁分離部３５をウェットエッチングして除去する。このとき、可動電極３７は、犠牲層３３が除去されてできた振動空隙４０を隔てて第１の電極３８と平行に対向し、第１の電極３８とは電気的に絶縁された第２の電極３９によって機械的に支持された片持ち梁構造となる。この状態に対応する平面図は図１（Ａ）に示すとおりである。
【００４０】
本実施の形態では、可動電極３７を形成するエッチング加工を、第１の電極３８の外形加工より先に行うことで、可動電極３７の外形エッチング工程の際に第１の電極の段差による影響を排除することができる。
【００４１】
上記のようにして得られたフラップ型振動子の構造について説明する。
フラップ型振動子は、窒化シリコン膜３１上に形成された第１の電極３８と、窒化シリコン膜３１上に形成され、第１の電極３８の側面３８ａと対向する側面３９ａを有する第２の電極３９と、第２の電極３９の上面に支持された、第１の電極３８の上面に対向する下面を有する可動電極３７を具備する。
【００４２】
可動電極３７は可動部３７ｂと支持部３７ｃを有し、可動部３７ｂは第２の電極３９の上面に密着した支持部３７ｃによって支持されている。支持部３７ｃの厚さＴ１は、第１の電極３８の上面と可動電極３７の下面との間隔Ｔ２と等しい（図１（Ｂ）参照）。これにより、可動電極３７の可動部３７ｂと第２の電極３９の高低差を少なくし、可動電極３７を平坦な形状に近い形状とすることができる。
【００４３】
図７に示す従来のフラップ型振動子においては、振動体である第２電極２の断面形状が、第１電極１の段差に沿ってカギ型に変形したと構造とならざるを得ず、振動する際に最も機械的変位量の大きな部位が加工ばらつきの影響を大きく受けるという欠点があった。これに対し、本実施の形態では、第１の電極３８の段差に影響されない、ほぼ平坦に近い可動電極３７の形状を得ることができる。これによって加工形状による影響を排除し、ばらつきの少ない安定した振動特性を持つフラップ型振動子を実現できる。
【００４４】
可動電極３７の下面は凹部３７ａを有し、この凹部３７ａは第１の電極３８の側面３８ａと第２の電極３９の側面３９ａとの間に対向するように位置されている。可動電極３７の下面に凹部３７ａが形成されるのは、図２（Ｃ）に示す工程で分離用溝３２ａ内の第１のシリコン膜３２を酸化させて形成された絶縁分離部３５が盛り上がるためである。分離用溝３２ａの形成条件等を調整することで、絶縁分離部３５の上面ができるだけ平坦になるよう形成したとしても、絶縁分離部３５が多少盛り上がると、図２（Ｆ）に示す工程で第２のシリコン膜３６を形成したときに凹部３７ａが形成されることになる。
【００４５】
可動電極３７の下面の凹部３７ａは小さい方が好ましい。可動電極３７の下面に凹部３７ａが形成されると、可動電極３７の上面にもその凹部３７ａが転写され、これらは可動電極３７に段差を形成することになり、この段差に起因する皺が可動電極３７に形成される。可動電極３７に皺があると振動による応力が皺の部分に集中するため、その部分の発熱量が多くなり、熱弾性損失が大きくなる。そのため、可動電極３７の下面の凹部３７ａは小さい方が好ましいのである。
【００４６】
本実施の形態では、可動電極３７の下面に凹部３７ａを有するフラップ型振動子について説明しているが、可動電極３７の下面に凸部を有するフラップ型振動子を実施することも可能である。分離用溝３２ａの形成条件等を調整することで、絶縁分離部３５の上面ができるだけ平坦になるよう形成したとしても、絶縁分離部３５が多少凹むと、図２（Ｆ）に示す工程で第２のシリコン膜３６を形成したときに凸部が形成されることになる。この場合の可動電極３７の下面の凸部は小さい方が好ましい。その理由は、上述した可動電極３７の下面の凹部が小さい方が好ましい理由と同様である。
【００４７】
上記のようにして得られるフラップ型振動子は、基板３０上に固定された板状の第１の電極３８と、それに所定の空隙を隔てて平行に対向する板状の可動電極３７を有し、可動電極３７を支持する第２の電極３９を基板３０上に固定して、所謂「片持ち梁（カンチレバー）」構造を成し、電気信号によって可動電極３７を振動させる形態のものである。
【００４８】
［実施の形態２］
図４（Ａ）は、本発明の一態様に係るフラップ型振動子を示す平面図であり、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）中のＡ−Ａ'線で示した振動子の「梁」長さ方向の断面図である。図５（Ａ）〜（Ｈ）は、図４（Ｂ）に示すフラップ型振動子の製造工程に沿った断面図である。図６（Ａ），（Ｂ）は、図５（Ｂ），（Ｇ）に対応する平面図であり、図５（Ｂ）は、図６（Ａ）に示すＢ−Ｂ'線に沿った断面図、図５（Ｇ）は、図６（Ｂ）に示すＣ−Ｃ'線に沿った断面図である。
【００４９】
以下、製造工程に沿って、本実施の形態の製造方法と最終的な構造について説明するが、図４〜図６において実施の形態１と同一部分には同一符号を付し、同一部分の説明は省略する。
【００５０】
まず、図５（Ａ）に示すように、実施の形態１と同様に、基板３０上に窒化シリコン膜３１を形成する。次いで、窒化シリコン膜３１上に、第１の導電膜４２、犠牲層３２、研磨ストップ膜４４を順に重ねて形成する。なお、第１の導電膜４２は、例えば多結晶質シリコン膜、非晶質シリコン膜、単結晶シリコン膜または種々の金属膜のいずれかである。犠牲層３３は例えば酸化シリコン膜である。研磨ストップ膜４４は、後の工程で当該研磨ストップ膜４４より下方の膜が研磨されるのを停止させる膜であり、例えば窒化シリコン膜である。
【００５１】
次に、図６（Ａ）に示す平面パターンを用いてフォトリソグラフィー及びエッチング加工を行うことにより、図５（Ｂ）に示すように、研磨ストップ膜４４、犠牲層３３及び第１の導電膜４２に分離用溝４２ａを形成する。この分離用溝４２ａは、研磨ストップ膜４４、犠牲層３３及び第１の導電膜４２を貫通する。これにより、窒化シリコン膜３１が露出する。
【００５２】
この後、分離用溝４２ａの深さの少なくとも２倍以上の厚さの酸化シリコン膜４５をＣＶＤ法によって研磨ストップ膜４４上に形成することで、分離用溝４２ａ内に酸化シリコン膜４４を埋め込む。
【００５３】
次に、図５（Ｃ）に示すように、酸化シリコン膜４４をエッチバックまたはＣＭＰ（化学機械研磨）などの半導体加工方法を用いて研磨ストップ膜４４上に存在する酸化シリコン膜４４を除去する。これにより、分離用溝４２ａに酸化シリコン膜４４からなる絶縁分離部４５が形成される。このとき、絶縁分離部４５の上面ができるだけ平坦になるよう、エッチバックまたはＣＭＰなどの加工条件を適宜調整するものとする。
【００５４】
次に、図５（Ｄ）に示すように、研磨ストップ膜４４を熱リン酸液などで除去して犠牲層３３を露出させる。
【００５５】
この後、実施の形態１と同様に、図５（Ｅ）に示すように犠牲層３３に開孔部３３ａを形成し、図５（Ｆ）に示すように開孔部３３ａ内及び犠牲層３３上に第２の導電膜４６を形成する。なお、第２の導電膜４６は、例えば多結晶質シリコン膜、非晶質シリコン膜、単結晶シリコン膜または種々の金属膜のいずれかである。
【００５６】
この後、図５（Ｇ）に示すように、第２の導電膜４６にフォトリソグラフィー及びエッチング加工を行うことにより、第２の導電膜４６からなる可動電極３７を第１の導電膜４２上に形成する。この状態に対応する平面図は図６（Ｂ）に示すとおりである。
【００５７】
次に、図６（Ｈ）に示すように、露出した犠牲層３３及び第１の導電膜４２にフォトリソグラフィー及びエッチング加工を行うことにより、第１の導電膜４２からなる第１の電極３８と、第１の導電膜４２からなり且つ第１の電極３２と絶縁分離された第２の電極３９を窒化シリコン膜３１上に形成する。
【００５８】
この後、図４（Ｂ）に示すように、実施の形態１と同様に、窒化シリコン膜３１より上の全ての酸化シリコン膜（犠牲層３３、絶縁分離部４５）をエッチングにより除去する。この状態に対応する平面図は図４（Ａ）に示すとおりである。
【００５９】
本実施の形態においても実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【００６０】
また、本実施の形態においては、より平坦な形状の可動電極３７を得ることができる。また、図５（Ｂ）に示した、平坦性を実現するための第１の導電膜４２のエッチングの際に中途停止の調整が不要となり、加工上の安定性が増すことも期待できる。
【００６１】
なお、図１及び図４に示すフラップ型振動子は、第２の電極３９の上面に支持された可動電極３７の可動部３７ｂが支持部３７ｃに対して第１の電極３８側に延びているが、これに限定されず、第２の電極３９の上面に支持された可動電極３７の可動部３７ｂが、支持部３７ｃに対して第１の電極３８側に延び、且つ支持部３７ｃに対して第１の電極３８と反対側にも延びているフラップ型振動子を実施することも可能である。以下に詳細に説明する。
【００６２】
このフラップ型振動子は、窒化シリコン膜３１上に形成された第２の電極３９と、窒化シリコン膜３１上に形成され、第２の電極３９の一方側の側面３９ａと対向する側面３８ａを有する第１の電極３８と、窒化シリコン膜３１上に形成され、第２の電極３９の他方側の側面と対向する側面を有する第３の電極と、第２の電極３９の上面に支持され、第１の電極３８の上面及び前記第３の電極の上面それぞれに対向する下面を有する可動電極を具備する。この可動電極は可動部と支持部を有し、前記可動部は第２の電極３９の上面に密着した前記支持部によって支持されている。可動電極の下面は第１及び第２の凹部を有し、前記第１の凹部は第１の電極３８の側面３８ａと第２の電極３９の一方側の側面３９ａとの間に対向するように位置され、前記第２の凹部は前記第３の電極の前記側面と第２の電極３９の前記他方側の側面との間に対向するように位置され、前記第１の凹部と前記第２の凹部は前記支持部に対して対称に形成されている。このように対称に形成することで、支持部によって可動部がつり合い、振動子の特性を向上させることができる。
【００６３】
前記支持部の厚さが、第１の電極３８の上面と可動電極の下面との間隔及び前記第３の電極の上面と可動電極の下面との間隔それぞれと等しい。これにより、可動電極の可動部と第２及び第３の電極の高低差を少なくし、可動電極を平坦な形状に近い形状とすることができる。
【００６４】
また、上記のフラップ型振動子では、可動電極の下面が第１及び第２の凹部を有するが、可動電極の下面が第１及び第２の凸部を有していてもよく、この場合、前記第１の凸部は第１の電極３８の側面３８ａと第２の電極３９の一方側の側面３９ａとの間に対向するように位置され、前記第２の凸部は前記第３の電極の前記側面と第２の電極３９の前記他方側の側面との間に対向するように位置され、前記第１の凸部と前記第２の凸部は前記支持部に対して対称に形成されている。このように対称に形成することで、支持部によって可動部がつり合い、振動子の特性を向上させることができる。
【００６５】
なお、上記の実施の形態１，２は適宜組合せて実施することも可能である。
【００６６】
また、本発明の種々の態様において、特定のＡ（以下「Ａ」という）の上（または下）に特定のＢ（以下「Ｂ」という）を形成する（Ｂが形成される）というとき、Ａの上（または下）に直接Ｂを形成する（Ｂが形成される）場合に限定されない。Ａの上（または下）に本発明の作用効果を阻害しない範囲で、他のものを介してＢを形成する（Ｂが形成される）場合も含む。
【符号の説明】
【００６７】
３０…基板、３１…窒化シリコン膜、３２…第１のシリコン膜、３２ａ…分離用溝、３３…犠牲層、３３ａ…開孔部、３４…酸化阻止膜、３５…絶縁分離部、３６…第２のシリコン膜、３７…可動電極、３７ａ…凹部、３７ｂ…可動部、３７ｃ…支持部、３８…第１の電極、３８ａ…側面、３９…第２の電極、３９ａ…側面、４０…振動空隙、４２…第１の導電膜、４２ａ…分離用溝、４４…研磨ストップ膜、４５…絶縁分離部、４６…第２の導電膜。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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