(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化ケイ素膜のみで形成されたメンブレンと、前記メンブレンの周辺の一部を支持することによってメンブレンを中空状態で支持する基板とを備えたメンブレン構造素子の製造方法であって、
酸化ケイ素よりも熱膨張係数が大きい材料で形成された基板の表面側に、熱収縮可能な酸化ケイ素膜を形成する膜形成工程と、
前記熱収縮可能な酸化ケイ素膜を加熱して熱収縮させる加熱処理工程と、
前記熱収縮させた酸化ケイ素膜を備えたメンブレン対応部をメンブレンとして基板に対して中空状態で支持されるように前記基板の一部を凹状に除去する除去工程
を備えた、メンブレン構造素子の製造方法。
【請求項２】
前記酸化ケイ素膜の表面に所定パターンの金属配線を形成する素子形成工程を有する請求項１に記載したメンプレン構造素子の製造方法。
【請求項３】
前記熱収縮可能な酸化ケイ素膜は、成膜原料ガスとしてシランガスを用い、成膜時における基板温度を１００℃以上、３００℃以下とし、投入電力を０．０７Ｗ／cm2 以上、０．３５Ｗ／cm2 以下の下でプラズマＣＶＤ法で形成された請求項１又は２に記載したメンブレン構造素子の製造方法。
【請求項４】
成膜原料ガスとしてシランガスを用い、成膜時における基板温度を２００℃以下とし、投入電力を０．２１Ｗ／cm2 以下とする、請求項３に記載したメンブレン構造素子の製造方法。
【請求項５】
前記加熱処理工程において、４００℃以上の温度で加熱する請求項１から４のいずれか１項に記載したメンブレン構造素子の製造方法。
【請求項６】
前記加熱処理工程において、前記熱収縮可能な酸化ケイ素膜を前記基板とともに加熱して、前記酸化ケイ素膜に内在する応力を引張り（＋）１００ＭＰａから圧縮（−）１００ＭＰａの応力範囲とする、請求項１から５のいずれか１項に記載したメンブレン構造素子の製造方法。
【請求項７】
前記基板は単結晶シリコンからなり、前記除去工程において、シリコン異方性エッチングにより前記基板の一部を除去する請求項１から６のいずれか１項に記載したメンブレン構造素子の製造方法。
【請求項８】
酸化ケイ素膜のみで形成されたメンブレンと、前記メンブレンの周辺の一部を支持することによってメンブレンを中空状態で支持する基板とを備えたメンブレン構造素子であって、請求項１から７のいずれか１項に記載した製造方法より製造された、メンブレン構造素子。
【請求項９】
酸化ケイ素膜のみで形成されたメンブレンと、前記メンブレンの周辺の一部を支持することによってメンブレンを中空状態で支持する基板とを備え、前記酸化ケイ素膜は熱収縮により平坦状に支持された、メンブレン構造素子。
【請求項１０】
前記基板の表面に形成された、前記メンブレンと同一構成の酸化ケイ素膜の表面を基準面としてメンブレンの最大撓み量がメンブレンの最大幅の０．１％以下とされた、請求項９に記載したメンブレン構造素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に赤外線センサやエアフローメータ、ガスセンサなどの熱型センサに利用されるメンブレン構造素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体微細加工を利用して熱型センサを製作する技術が種々開発されている。熱型センサには、基板に対する断熱性を保つために、検知用電子素子を備えたメンブレン（膜）を基板に対して中空状態で支持した中空構造が採用される場合がある。このようにメンブレンが中空状態で支持された構造の素子をメンブレン構造素子という。
【０００３】
通常、メンブレンは、熱絶縁性に優れたＳｉＯ2 （二酸化ケイ素）膜等の酸化ケイ素膜で形成され、この膜はシリコン基板の表面を酸化することで容易に形成できる。このように表面酸化により形成されたＳｉＯ2 膜を「熱酸化ＳｉＯ2 膜」という。しかし、この熱酸化ＳｉＯ2 膜は、基板となる単結晶シリコンなど、ほとんどの基板材料よりも熱膨張係数が小さいため、メンブレンとなる熱酸化ＳｉＯ2 膜を形成し、冷却後、その下部の基板材料をエッチング等により凹状に除去して、メンブレンを中空構造とした場合、熱酸化ＳｉＯ2 膜に残留した大きな圧縮応力（基板が単結晶シリコンの時、２００ＭＰａ程度）に起因して、中空状態で支持されたメンブレンが「たるむ」状態となる。このため、メンブレン構造素子の品質が低下し、またメンブレンの強度が低下し、著しい場合は膜破壊を招来する。このため大きな面積のメンブレンでは形成すること自体が困難となる。
【０００４】
そこで、メンブレンの形成後のメンブレンに残留した内部応力を最小にして大面積のメンブレンを作製する技術が種々提案されている。例えば、特開平６−１３２２７７号公報（特許文献１）には、メンブレンを熱膨張係数の異なるＳｉ3Ｎ4膜とＳｉＯ2 膜とを積層形成し、Ｓｉ3Ｎ4膜によりＳｉＯ2 膜に内在した圧縮残留応力を軽減することで、全体としてメンブレンの残留応力を緩和する技術が記載されている。また、特開平８−２６４８４４号公報（特許文献２）には、メンブレンの中央部分をＳｉ3Ｎ4膜で形成したり、ＳｉＯ2 膜にＶ族元素を添加することでメンブレンのヤング率を低下させる技術が記載されている。また、Lie-yi Sheng et al., Transducers '97, 1997, PP.939-942.（非特許文献１）には、ＳｉＯ2 のメンブレンにヒーター兼用のポリシリコン配線を「凧の骨」のように用いて、膜の弛みを除く方法が提案されている。
【特許文献１】特開平６−１３２２７７号公報
【特許文献２】特開平８−２６４８４４号公報
【非特許文献１】Lie-yi Sheng et al., Transducers '97, 1997, PP.939-942.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載された方法では、ＳｉＯ2 膜に対して組成の全く別異なＳｉ3Ｎ4膜を形成する必要がある。その上、Ｓｉ3Ｎ4の熱伝導率は２２．７Ｗ／ｍＫであり、ＳｉＯ2 の熱伝導率１．４Ｗ／ｍＫに比較して一桁以上大きいために、メンブレンの断熱性が低下する。また大面積化しようとすると、熱膨張係数の相違に起因してバイメタルのようにメンブレン全体に反りが生じ、信頼性を低下させる。また、特許文献２に記載の方法では、製作工程が複雑であり、素子設計の自由度を損なう。また非特許文献１に記載の方法では、メンブレンそのものの応力低減に配慮されていないため、やはり反りが発生し、また設計の自由度を損なう。
本発明はかかる問題に鑑みなされたもので、製作が容易で、断熱性が良好で、しかも高品質のメンブレン構造素子及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、メンブレンを構成する酸化ケイ素膜をプラズマＣＶＤ法によって形成した場合、熱酸化酸化ケイ素膜と同様、膜内に圧縮応力が残留するものの、その後、加熱処理を施すことにより、膜が緻密化して熱収縮するため、室温付近では±１００ＭＰａ以下の小さな応力に抑えることができることを見出した。このように膜の残留応力を低減することにより、メンブレンを中空状に支持した場合でも、酸化ケイ素膜には撓みや反りがほとんど生じず、酸化ケイ素で構成されているため断熱性に優れ、かつ平坦性に優れたメンブレンが得られる。本発明はかかる知見を基に完成したものである。
【０００７】
すなわち、本発明のメンブレン構造素子の製造方法は、酸化ケイ素膜のみで形成されたメンブレンと、前記メンブレンの周辺の一部を支持することによってメンブレンを中空状態で支持する基板とを備えたメンブレン構造素子の製造方法であって、酸化ケイ素よりも熱膨張係数が大きい材料で形成された基板の表面側に、熱収縮可能な酸化ケイ素膜を形成する膜形成工程と、前記熱収縮可能な酸化ケイ素膜を加熱して熱収縮させる加熱処理工程と、前記熱収縮させた酸化ケイ素膜を備えたメンブレン対応部をメンブレンとして基板に対して中空状態で支持されるように前記基板の一部を凹状に除去する除去工程を備える。
【０００８】
本発明の製造方法によれば、基板に熱収縮可能な酸化ケイ素膜を形成しておき、この酸化ケイ素膜を加熱処理工程にて熱収縮させるので、基板に酸化ケイ素膜を形成後、この酸化ケイ素膜に内在した圧縮応力を容易に軽減、解消することができる。このため、除去工程によってメンブレンを基板に中空状に支持しても、メンブレンに撓みや反りが生じず、容易に平坦状に支持された、高品質のメンブレンを得ることができる。また、メンブレンは酸化ケイ素膜のみで形成されるため、断熱性に優れ、Ｓｉ3Ｎ4との複合膜に比して製作も容易であり、これを緻密化することで、メンブレン自体の強度、耐久性を向上させることができる。
【０００９】
また、上記製造方法において、前記酸化ケイ素膜の表面に所定パターンの金属配線を形成する素子形成工程を設けることができ、また前記熱収縮可能な酸化ケイ素膜は、プラズマＣＶＤ法によって容易に形成することができる。プラズマＣＶＤ法で成膜する場合、成膜原料ガスとしてシランガスを用い、成膜時における基板温度を１００℃以上、３００℃以下、好ましくは２００℃以下とし、投入電力を０．０７Ｗ／cm2 以上、０．３５Ｗ／cm2 以下、好ましくは０．２１Ｗ／cm2 以下とするのがよい。
【００１０】
また、前記加熱処理工程においては、加熱温度を４００℃以上とすることが好ましい。また前記熱収縮可能な酸化ケイ素膜が均一に収縮するように、基板とともに前記酸化ケイ素膜を加熱することが好ましく、また前記酸化ケイ素膜に内在する応力を、好ましくは引張り（＋）１００ＭＰａから圧縮（−）１００ＭＰａ、より好ましくは＋５０ＭＰａから０ＭＰａの引張り応力範囲とするように加熱することが望ましい。これにより平坦性に優れた中空構造のメンブレンを得ることができる。また、単結晶シリコンからなる基板を用い、前記除去工程において、シリコン異方性エッチングにより前記基板の一部を除去することで、メンブレンの下部に基板表面に沿うように凹部を容易に形成することができる。
【００１１】
また、本発明のメンブレン構造素子は、酸化ケイ素膜のみで形成されたメンブレンと、前記メンブレンの周辺の一部を支持することによってメンブレンを中空状態で支持する基板とを備え、前記酸化ケイ素膜は熱収縮により平坦状に前記基板に支持されたものである。メンブレンの平坦性については、前記基板の表面に形成された、前記メンブレンと同一構成の酸化ケイ素膜の表面を基準面としてメンブレンの最大撓み量がメンブレンの最大幅の０．１％以下とすることが好ましい。このメンブレン構造素子によると、メンブレンが酸化ケイ素膜のみで形成されながら、熱収縮により平坦状に支持されるため、製造が容易で、メンブレンの断熱性、品質に優れ、ひいては電子部品として信頼性、耐久性に優れる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のメンブレン構造素子の製造方法によれば、メンブレンの基になる膜として予め熱収縮可能な酸化ケイ素膜を形成しておき、加熱処理工程でこれを加熱して熱収縮させるので、前記酸化ケイ素膜に内在する応力を圧縮から引張の範囲に渡って容易に制御することができ、異種組成の複雑な膜構造や複雑な製作工程を取ることなく、酸化ケイ素膜のみで形成されたメンブレンに内在する応力を解消して平坦性、品質に優れたメンブレン中空構造を容易に得ることができる。また、本発明のメンブレン構造素子によれば、メンブレンが酸化ケイ素膜のみで形成されながら、熱収縮により平坦状に支持されるので、製作が容易で、品質に優れ、電子部品としての信頼性、耐久性に優れる。総じて本発明によれば、赤外線センサやエアフローメータ、ガスセンサなどの熱型センサに利用されるメンブレン構造素子において、素子構造や製造工程を簡略化しつつ、性能を高め、信頼性の高い素子を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態にかかるメンブレン構造素子をその製造方法と共に説明する。図２は、実施形態にかかるメンブレン構造素子を示しており、この素子は酸化ケイ素膜３で形成された平面視正方形のメンブレン１と、前記メンブレン１を構成する酸化ケイ素膜と同一の膜構成を有する酸化ケイ素膜３が表面に積層形成されたシリコン基板２を備えている。前記メンブレン１は、前記基板２に設けられた凹部４の上に４本の支持アーム５によって中空状かつ平坦状に支持されている。前記支持アーム５は、メンブレン１の四隅と基板２とを連結するように、メンブレン１と支持アーム５と基板上の酸化ケイ素膜３とが一体的に形成されている。前記メンブレン１の上には、検知用電子素子を構成する、Ｐｔ層とＴｉ層との二層構造線が上下屈曲状に配置されたＰｔ／Ｔｉ配線素子６が表面に積層形成されている。
【００１４】
以下、上記実施形態のメンブレン構造素子の製造方法を図１を参照して説明する。まず、汎用のシリコン基板（結晶方位（１００）の単結晶シリコン基板）２を準備し、図１(1) に示すように、基板２の表裏面に熱酸化により０．１μm 程度のごく薄い熱酸化酸化ケイ素膜１１、１２を形成する。裏面側の熱酸化酸化ケイ素膜１２は、後工程でシリコン基板をエッチングする際にその裏面を保護のために形成するものである。基本的に表面側の熱酸化酸化ケイ素膜１１は必要ない。このため、表面側の熱酸化酸化ケイ素膜１１は成膜後除去してもよく、適宜の保護膜を基板の裏面に設けることにより、表裏面への熱酸化酸化ケイ素膜の形成を省略することができる。なお、熱酸化酸化ケイ素膜には、２００ＭＰａ程度の圧縮応力が残留するため、表面側の熱酸化酸化ケイ素膜１１は存在しない方が好ましいが、０．１μm 程度と極薄いものであり、後述する熱収縮可能酸化ケイ素膜１３を熱酸化酸化ケイ素膜１１に比して十分厚くすることにより残留応力への影響を無視することができる。このため、本実施形態では表面側の熱酸化酸化ケイ素膜１１をそのまま残した。
【００１５】
次に、表面側の熱酸化酸化ケイ素膜１１の上に、図２(2) に示すように、熱収縮可能な酸化ケイ素膜１３を形成する。この工程を膜形成工程という。熱収縮可能な酸化ケイ素膜の厚さについて、膜の強度と熱絶縁性の観点から、０．１μm 〜１０μm 程度の範囲内で設定すればよい。前記熱酸化酸化ケイ素膜１１を形成した場合は、熱酸化酸化ケイ素膜の膜厚の５倍以上とするのがよい。なお、表面側の熱酸化酸化ケイ素膜１１と熱収縮可能な酸化ケイ素膜１３とを区別することなく、これらを併せて酸化ケイ素膜３という。
【００１６】
前記熱収縮可能な酸化ケイ素膜１３の成膜法としては、成膜速度、成膜の容易さからプラズマＣＶＤ法が好適である。ここで、プラズマＣＶＤ法により酸化ケイ素膜を成膜した場合のプラズマ投入電力と膜に残留する応力について説明する。
【００１７】
酸化ケイ素膜を以下の要領で成膜した。前記熱酸化酸化ケイ素膜１１（膜厚０．１μm ）が形成されたシリコン基板（厚さ５２５μm ）を準備し、その上に膜厚１μm の酸化ケイ素膜をプラスマＣＶＤ法により成膜した。成膜に使用したプラズマＣＶＤ装置の試料台及びこれに対向配置される電極のサイズはそれぞれ直径３０cm（表面積約７０７cm2 ）である。成膜条件は、ＳｉＨ4，Ｎ2，Ｎ2０ の混合ガスを用い、ガス圧力を８０Ｐａ、基板温度を２００℃あるいは３００℃とし、プラズマ投入電力を変化させて種々の酸化ケイ素膜を成膜した。
【００１８】
成膜後、各酸化ケイ素膜を用いて膜の残留応力を測定した。膜の残留応力は、基板の反り量を基に下記式から求めた。反り量は、室温（２３℃）にて測定した値を用いた。基板の反り量は、基板（直径１００mmφ）を３点支持し、レーザー光の反射もしくは触針式の表面粗さ計を用いて測定した。
σ＝１／６×｛１／Ｒpost−１／Ｒpre｝×Ｅ／（１−ν）×ｔs2／ｔf
但し、Ｅ：基板（シリコン）のヤング率、ν：基板（シリコン）のポワソン比、Ｒpost：成膜後の基板の反りの曲率半径、Ｒpre：成膜前の基板の反りの曲率半径、ｔs：基板の厚さ、ｔf：膜の厚さ、（Ｅ／（１−ν）の値：単結晶シリコン（１００）基板の場合、１．８×１０11Ｐａである。
【００１９】
以上のようにして求めたプラズマ投入電力と膜に残留する応力の関係を図３に示す。同図より、例えば基板温度が３００℃、１００Ｗの投入電力場合、膜の残留応力は−３００ＭＰａ（圧縮）であり、成膜後の内部応力は投入電力が大きくなるにつれてその絶対値が小さくなることがわかる。成膜後の酸化ケイ素膜の残留応力が圧縮応力であることは、成膜後の基板は酸化ケイ素膜面を凸にして反っていることからわかる。また、基板温度が３００℃より２００℃の方が残留応力が軽減されることがわかる。
【００２０】
次に、熱収縮可能な酸化ケイ素膜を形成した基板に対して、加熱処理を施し、前記熱収縮可能酸化ケイ素膜１３を熱収縮させ、酸化ケイ素膜３に内在した圧縮残留応力を軽減ないし解消する。この工程を加熱処理工程という。
【００２１】
ここで、前記加熱処理による圧縮残留応力の軽減作用を詳細に説明する。基板温度を３００℃、プラスマＣＶＤの投入電力を２００Ｗとして酸化ケイ素膜を成膜したシリコン基板を用いて、これを窒素ガス雰囲気中で加熱した際の加熱温度に対する内部応力を測定した。その結果を図４に示す。前記酸化ケイ素膜の加熱は、酸化ケイ素膜が成膜されたシリコン基板を熱処理炉に装入することによって行われ、測定温度に制御された炉内雰囲気温度とシリコン基板の温度とがぼほ一致するようにし、測定温度における保持時間を１ｈｒとした。また使用した測定装置は、KLA-Tencor社製、型番Ｆ２４１０である。
【００２２】
図４より、加熱処理前に−２００ＭＰａであった応力が４００℃近傍までほとんど変化がないが、４００℃から７００℃の間で急激に変化し（プラスに転じ）ている。この温度域で酸化ケイ素膜中の未結合手が反応することにより、膜が緻密化し、わずかに収縮することにより、内部応力がプラス（引張り応力）に変化しているものと考えられる。７００℃から８００℃では曲線の傾きが減少し、温度を下げるときはほぼ直線的に応力が低下し、最終的には室温で−８０ＭＰａ程度の値を示している。これより、加熱処理における加熱温度は、４００℃以上とすることが好ましく、１０００℃程度で加熱してもよいが、好ましくは８００℃以下、さらに好ましくは７００℃以下とするのがよいことがわかる。
【００２３】
前記プラスマＣＶＤ法により投入電力を変えて酸化ケイ素膜を形成した各基板に対し、窒素ガス中で、８００℃、１ｈｒの加熱処理を行ったところ、図３に併せて示すように、熱処理後の応力は小さい投入電力で成膜したものの方が応力軽減効果が大きいことがわかる。また、基板温度３００℃で成膜した熱収縮可能な酸化ケイ素膜については、投入電力７５Ｗでは内部応力がほぼゼロになり、平均して−５０ＭＰａ程度まで小さくなった。また、基板温度２００℃、投入電力７５Ｗ〜１５０Ｗ（０．１１Ｗ／cm2 〜０．２１Ｗ／cm2 ）で成膜した熱収縮可能な酸化ケイ素膜では残留応力が０〜＋５０ＭＰａと内部応力が引張応力となった。
【００２４】
また、図３より、投入電力が小さく、基板温度が低い方が加熱処理による膜の残留応力軽減効果は大きく、応力調整を行い易いことがわかる。基板の材質や熱収縮可能な酸化ケイ素膜の厚さに応じて、適切な応力範囲に調整するためには、上記のとおり、投入電力や基板温度を調整することが有効と考えられる。本発明の用途に適した、１μm 程度の厚さの膜を単結晶基板上に形成する場合には、図３から明らかなように、基板温度を３００℃以下、投入電力を２５０Ｗ（０．３５Ｗ／cm2 ）以下とすることにより、膜の残留応力を−１００ＭＰａ程度以下に調整することができ、基板温度を３００℃以下、投入電力を１５０Ｗ（０．２１Ｗ／cm2 ）以下とすることにより、膜の残留応力を−５０ＭＰａ程度以下に調整することができる。さらに、基板温度を２００℃以下、投入電力を１５０Ｗ（０．２１Ｗ／cm2 ）以下とすることにより、膜の残留応力を０〜＋５０ＭＰａ程度の引張応力に調整することができる。なお、プラズマＣＶＤ法による成膜の安定性確保の点から、投入電力は５０Ｗ（０．０７Ｗ／cm2 ）以上、基板温度は１００℃以上とすることが好ましい。
【００２５】
さらに、加熱処理による応力軽減効果を組織的観点から以下の調査により確認した。成膜後（加熱処理前）の熱収縮可能な酸化ケイ素膜と加熱処理後の前記酸化ケイ素膜に対して、フーリエ変換赤外吸収分光法（ＦＴＩＲ）により酸化ケイ素の結合状態を調べた。その一例として、図３における基板温度２００℃、投入電力７５Ｗで成膜したものの赤外吸収スペクトルを図５に示す。同図から、加熱処理を行うことで、波数３０００〜３７００cm-1、および９５０cm-1付近に見られるＳｉ−ＯＨ結合とＨ2０ による吸収帯が消失し、１０７０cm-1付近の酸化ケイ素の主バンドが増加傾向を示していることがわかる。すなわち、酸化ケイ素膜は、その中に不完全な結合が多い状態から、加熱処理によりより緻密な酸化ケイ素膜へと変化している。これより、加熱処理により膜は収縮し、引張り応力状態に変化するものと考えられる。
【００２６】
次に、図１(3) に示すように、加熱処理後の酸化ケイ素膜３の上にリフトオフ法等により所定パターンのＰｔ／Ｔｉ配線素子を形成する。前記酸化ケイ素膜３の上には、前記検知素子配線パターンのほか、適宜の配線パターンも形成されるが、図示省略されている。この工程を素子形成工程という。
【００２７】
次いで、前記Ｐｔ／Ｔｉ配線素子を含み、その近傍の酸化ケイ素膜部分（メンブレン相当部分）を中空構造とすべく、メンブレン相当部分の下部にある基板２のシリコンを除去する。この工程は除去工程と呼ばれる。具体的には、メンブレン１の支持アーム５（図２参照）に相当する部分を避けてメンブレン相当部分の周りに、酸化ケイ素膜３を化学的あるいは物理的手段により除去して開口部１４を形成する。その後、エッチング液に基板２を浸漬し、前記開口部１４内に露出した基板２のシリコンをエッチングする。この際、シリコンは結晶方位に依存した異方性エッチングとなり、メンブレン相当部分の下部において容易に横方向に貫通した凹部４が形成される。エッチング液としては、例えば８０℃程度に加熱したＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウムヒドロキシド）溶液が用いられる。前記凹部４を形成した後、メンブレンが破壊されないようにエッチング液を洗浄し、乾燥することにより、図２に示したメンブレン構造素子が完成する。
【００２８】
このようにして製造されたメンブレン構造素子のうち、基板温度を３００℃とし、プラズマＣＶＤの投入電力を１００Ｗ、２００Ｗで成膜したもの（成膜後の酸化ケイ素膜３の応力はそれぞれ−３００ＭＰａ、−２００ＭＰａ）につき、中空状態で支持されたメンブレンの室温での最大撓み量（基板の酸化ケイ素膜３の表面を基準面として測定した、メンブレンの最大撓み部表面までの距離）を測定し、最大撓み量のメンブレンの最大幅に対する割合を求めた。前記メンブレンの最大撓み量は、光学的手法を用いて測定した。具体的には、顕微鏡の高さ測定機能を用いて測定した。その結果、投入電力が１００Ｗのものは０．０５％、２００Ｗのものは０．１％であり、メンブレンは極めて平坦状態で基板に支持されたいることが確認された。
【００２９】
このような中空構造を有するメンブレン構造素子では、Ｐｔ／Ｔｉ配線素子に電流を流すことにより、メンブレン構造の断熱性と熱容量の小ささゆえに、容易に温度が上昇し、たとえば風量センサー等の用途の場合には、Ｐｔ／Ｔｉ検知素子の抵抗値の変化から、中空構造からの熱が奪われる速度と関連した風量を検知することが可能となる。
【００３０】
上記実施形態では、膜形成工程において、熱収縮可能な酸化ケイ素膜１３をプラスマＣＶＤ法により形成したが、プラズマＣＶＤ法に限らず、スパッタリングや蒸着法などのＰＶＤ法、ゾル・ゲル法など、熱酸化酸化ケイ素膜より低密度の酸化ケイ素膜を形成する方法であればいずれの方法も適用することができる。また、上記実施形態では、基板として単結晶シリコン基板を用いたが、これに限らず、他の結晶、セラミック、樹脂などを用いることができる。
【００３１】
また、上記実施形態では、中空状かつ平坦性に優れたメンブレンの製作の容易さから、膜形成工程、加熱処理工程、素子形成工程、除去工程の順に各工程を実施したが、素子形成工程は除去工程より前であればよく、酸化ケイ素膜上に配線素子を形成した後、さらに配線素子の上に酸化ケイ素膜を形成し、酸化ケイ素膜で配線素子を包み込む（素子の上下に膜が存在する）構成とすることもできる。また、素子工程を実施しない場合は加熱処理工程と除去工程とを入れ替えて実施してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施形態にかかるメンブレン構造素子の製造工程を示す説明図である。
【図２】本発明の実施形態にかかるメンブレン構造素子の(1) 断面図および(2) 平面図である。(1) は(2) のＡ−Ａ線断面である。
【図３】プラスマＣＶＤの投入電力と酸化ケイ素膜の応力との関係を示すグラフ図である。
【図４】プラスマＣＶＤにより成膜した酸化ケイ素膜の加熱温度と膜応力との関係を示すグラフ図である。
【図５】加熱処理前及び加熱処理後における酸化ケイ素膜の赤外吸収スペクトルである。
【符号の説明】
【００３３】
１  メンブレン      ２  基板
３  酸化ケイ素膜      ６  Ｐｔ／Ｔｉ配線素子（電子素子）
１３  熱収縮可能な酸化ケイ素膜
【図１】
0004780671.tif 000002
【図２】
0004780671.tif 000003
【図３】
0004780671.tif 000004
【図４】
0004780671.tif 000005
【図５】
0004780671.tif 000006