(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに離間した複数の電極を具備し、当該複数の電極間の静電容量の変化を力学量として検出する力学量センサにおいて、
ｐ型不純物がドープされた第１支持基板と、前記第１支持基板上にｐ型不純物がドープされた第１絶縁膜を介して形成されると共にｐ型不純物がドープされ前記複数の電極を構成する第１半導体層とを備えたセンサ基板と、
前記センサ基板の第１半導体層上に形成されｐ型不純物がドープされた第２半導体層を備えたキャップ基板とを備えたことを特徴とする力学量センサ。
【請求項２】
前記第２半導体層は、前記キャップ基板を貫通する貫通電極として構成されていることを特徴とする請求項１記載の力学量センサ。
【請求項３】
前記キャップ基板は半導体材料による第２支持基板を母体として備え、
前記第２支持基板が前記貫通電極の主構造として構成されていることを特徴とする請求項２記載の力学量センサ。
【請求項４】
前記貫通電極は、前記キャップ基板を構成する他の構造との間に貫通孔が設けられることでエアアイソレーション構造を適用して構成されていることを特徴とする請求項２または３記載の力学量センサ。
【請求項５】
前記キャップ基板は、半導体材料による第２支持基板と当該第２支持基板を被覆した第２絶縁膜とを含んで構成され、
前記第２支持基板は所定面に凹部を備えて形成され、前記第２絶縁膜は前記凹部に沿って形成され、
前記貫通孔が前記第２支持基板の半導体材料に対し前記凹部に形成された第２絶縁膜に至るまで形成されることで前記エアアイソレーション構造を適用していることを特徴とする請求項４記載の力学量センサ。
【請求項６】
前記キャップ基板は、半導体材料による第２支持基板と当該第２支持基板を被覆した第２絶縁膜と当該第２絶縁膜とは材質の異なる材質膜とを含んで構成され、
前記第２支持基板は所定面に凹部を備えて形成され、前記第２絶縁膜は前記凹部に沿って形成されると共に前記材質膜は前記第２絶縁膜を被覆して形成され、
前記貫通孔は前記第２支持基板の半導体材料に対し前記第２絶縁膜に至るまで形成されていることで前記エアアイソレーションを適用していることを特徴とする請求項４または５記載の力学量センサ。
【請求項７】
前記第２支持基板は所定面に凹部を備えて形成され、前記第２絶縁膜は前記凹部に沿って形成されることにより設けられた縦延設部を備え、
前記貫通孔は前記縦延設部の上に設けられることによりエアアイソレーションを適用していることを特徴とする請求項５または６記載の力学量センサ。
【請求項８】
前記第１半導体層と前記第２半導体層との間に電解めっき処理が施された電解めっき部が設けられていることを特徴とする請求項１ないし７の何れかに記載の力学量センサ。
【請求項９】
前記第１半導体層および第２半導体層は共に同一材質により形成され、
前記第１半導体層および前記第２半導体層間に当該半導体層の材質と同一材質の膜が別体で設けられていることを特徴とする請求項１ないし８の何れかに記載の力学量センサ。
【請求項１０】
前記第２半導体層上に金属により形成された電極を備えたことを特徴とする請求項１ないし９の何れかに記載の力学量センサ。
【請求項１１】
支持基板と、
前記支持基板上に当該支持基板表面上から上側に幅が狭くなるように形成されたｐ型不純物ドープ絶縁膜であって側面が下側に凹湾曲形成された絶縁膜と、
前記絶縁膜上に形成されたｐ型シリコン層により構成された電極とを備え、
互いに離間した複数の前記電極を具備し、当該複数の電極間の静電容量の変化を力学量として検出することを特徴とする力学量センサ。
【請求項１２】
前記電極は、その抵抗率が０．１［Ω・ｃｍ］〜０．０１［Ω・ｃｍ］の範囲であることを特徴とする請求項１１記載の力学量センサ。
【請求項１３】
互いに離間した複数の電極を具備し、当該複数の電極間の静電容量の変化を力学量として検出する力学量センサの製造方法において、
ｐ型不純物がドープされた第１支持基板上にｐ型不純物がドープされた第１絶縁膜を介してｐ型不純物がドープされ前記複数の電極を構成する第１半導体層を備えたセンサ基板を形成する工程と、
前記センサ基板の第１半導体層上にｐ型不純物がドープされた第２半導体層を備えたキャップ基板を形成する工程とを備えたことを特徴とする力学量センサの製造方法。
【請求項１４】
前記第２半導体層を、前記キャップ基板を貫通する貫通電極として形成することを特徴とする請求項１３記載の力学量センサの製造方法。
【請求項１５】
前記キャップ基板は半導体材料による第２支持基板を母体として備え、
前記第２支持基板を前記貫通電極の主構造として形成することを特徴とする請求項１４記載の力学量センサの製造方法。
【請求項１６】
前記第２支持基板に貫通孔を形成することで前記貫通電極と他の構造との間にエアアイソレーション構造を形成する工程を備えたことを特徴とする請求項１５記載の力学量センサの製造方法。
【請求項１７】
前記第２支持基板の所定面に凹部を形成する工程と、
前記第２支持基板の凹部に沿って第２絶縁膜を形成する工程と、
前記第２支持基板に対し貫通孔を第２絶縁膜に至るまで形成することで前記貫通電極と他の構造との間にエアアイソレーション構造を形成する工程とを備えたことを特徴とする請求項１５または１６記載の力学量センサの製造方法。
【請求項１８】
前記第２支持基板の所定面に凹部を形成する工程と、
前記第２支持基板の凹部に沿って第２絶縁膜を形成する工程と、
前記第２絶縁膜を覆うように前記第２絶縁膜とは材質が異なる材質膜を形成する工程と、
前記第２支持基板に対し貫通孔を第２絶縁膜に至るまで形成することで前記貫通電極と他の構造との間にエアアイソレーション構造を形成する工程とを備えたことを特徴とする請求項１５または１６記載の力学量センサの製造方法。
【請求項１９】
前記第２支持基板の所定面に凹部を形成する工程と、
前記第２支持基板の凹部に沿って第２絶縁膜を形成することで縦延設部を形成する工程と、
前記第２支持基板に対し貫通孔を縦延設部に至るまで形成することで前記貫通電極と他の構造との間にエアアイソレーション構造を形成する工程とを備えたことを特徴とする請求項１５または１６記載の力学量センサの製造方法。
【請求項２０】
前記第１半導体層と前記第２半導体層との間に電解めっき処理を施す工程を備えたことを特徴とする請求項１３ないし１９の何れかに記載の力学量センサの製造方法。
【請求項２１】
前記第２支持基板は前記第１半導体層と同一材質により形成され、
前記第２支持基板の所定面に凹部を形成する工程と、
前記第２支持基板の凹部に沿って第２絶縁膜を形成する工程と、
前記第２絶縁膜に開口を形成する工程と、
前記第２絶縁膜の開口を通じて前記第２支持基板に接触するように前記第２支持基板と同一材質により膜を形成する工程と、
前記膜と第１半導体層とを接続する工程とを備えたことを特徴とする請求項１５ないし２０の何れかに記載の力学量センサの製造方法。
【請求項２２】
前記第２半導体層上に金属により電極を形成する工程を備えたことを特徴とする請求項１３ないし２１の何れかに記載の力学量センサの製造方法。
【請求項２３】
互いに離間した複数の電極を具備し、当該複数の電極間の静電容量の変化を力学量として検出する力学量センサの製造方法において、
支持基板上にｐ型不純物がドープされた絶縁膜を介して半導体層を形成した基層について前記半導体層を第１幅の第１電極部分と当該第１幅よりも広い第２幅の第２電極部分に前記絶縁膜が露出するまで分断処理することで半導体層を複数に加工し、前記第１電極部分及び第２電極部分を前記複数の電極として構成する工程と、
露出した前記絶縁膜を等方性エッチングすることで第１幅の第１電極部分下の絶縁膜を除去すると共に前記第２幅の第２電極部分下の絶縁膜を当該第２電極部分下の中央寄りの支持部を残留させながら当該支持部脇の絶縁膜を除去する工程とを備えたことを特徴とする力学量センサの製造方法。
【請求項２４】
前記半導体層上にアルミニウム（Ａｌ）電極パッドをウェットエッチング処理することでパターニングして形成する工程を備えたことを特徴とする請求項２３記載の力学量センサの製造方法。
【請求項２５】
前記基層を構成する半導体層としてｐ型シリコン層を適用し、当該ｐ型シリコン層上にアルミニウム電極パッドを形成し、前記基層を構成する半導体層を前記アルミニウム電極パッドとオーミックコンタクトで接合することを特徴とする請求項２３または２４記載の力学量センサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば加速度センサやヨーレートセンサ等により力学量を静電容量変化として検出する力学量センサの製造方法および力学量センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の力学量センサとして、自動車等の移動体の加速度を検出するために用いられる加速度センサの技術が提供されている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１の技術思想によれば、互いに離間した電極を具備しており加速度を電極間の静電容量の変化として検出するようになっている。
【０００３】
この特許文献１の技術思想によれば、１０ｍ［Ω・ｃｍ］（０．０１［Ω・ｃｍ］）程度の低い抵抗率を有するｎ型のシリコンを用いた低抵抗なｎ型のＳＯＩ基板を上側基板として適用し、この上側基板の上面側に配線取り出し用電極が設けられている。この配線取出用電極は例えば、金、チタン等の導電性合金材料から形成されている。そして、その上面側がリード線等を介して静電容量検出回路等に接続されている。本願出願人が出願した特許文献２には、不純物としてボロン等のＰ型元素を含むシリコンウェハを用いても良い旨が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０６−８８８３７号公報
【特許文献２】特開２００４−３１１９５１号公報（００９７段落）
【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、発明者らによれば例えばｎ型不純物がドープされた絶縁膜を適用して静電容量検出用の電極を半導体層によって形成すると、当該半導体層と絶縁膜との間の界面に対する応力集中が大きくなってしまい特性を良化できないという課題を生じている。  また、特許文献１においては、Ｎ型基板を用いているため、拡散層レスとなる抵抗率範囲が非常に狭くなる。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その第１の目的は、拡散層レスで特性良化できるようにすることであり、第２の目的は、半導体層と絶縁膜との間の応力集中を緩和することで機械的信頼性を向上した力学量センサおよびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に係る発明によれば、センサ基板が、ｐ型不純物がドープされた第１支持基板と、第１支持基板上にｐ型不純物がドープされた絶縁膜を介して形成されると共にｐ型不純物がドープされ複数の電極を構成する第１半導体層とを備えて構成され、キャップ基板がセンサ基板の第１半導体層上に形成されｐ型不純物がドープされた第２半導体層を備えて構成されているため、拡散層レスで抵抗率範囲を広くして特性良化しながら構成することができる。
【０００８】
請求項１３に係る発明によれば、ｐ型不純物がドープされた第１支持基板上にｐ型不純物がドープされた第１絶縁膜を介してｐ型不純物がドープされ複数の電極を構成する第１半導体層を備えたセンサ基板を形成し、センサ基板の第１半導体層上にｐ型不純物がドープされた第２半導体層を備えたキャップ基板を形成しているため、拡散層レスで抵抗率範囲を広くして特性を良化しながら構成することができる。しかも、工程を簡素化することができる。
【０００９】
請求項２に係る発明によれば、第２半導体層はキャップ基板を貫通する貫通電極として構成されているため、センサ基板の第１半導体層に与えられる電位を貫通電極を通じて容易に取得できる。請求項１４に係る発明によれば、第２半導体層を、キャップ基板を貫通する貫通電極として形成しているため、請求項２に係る発明と同様の作用効果を奏する。
【００１０】
請求項３に係る発明によれば、キャップ基板が半導体材料による第２支持基板を母体として備えており第２支持基板が貫通電極の主構造として構成されているため、貫通電極を容易に構成することができる。請求項１５に係る発明もほぼ同様の作用効果を奏する。
【００１１】
請求項４に係る発明によれば、貫通電極はキャップ基板を構成する他の構造との間に貫通孔が設けられることでエアアイソレーションを適用して形成されているため、貫通電極と他の構造との間に生じる寄生容量を低減することができる。請求項１６に係る発明もほぼ同様の作用効果を奏する。
【００１２】
請求項５に係る発明によれば、キャップ基板が凹部を備えた半導体材料による第２支持基板と当該第２支持基板の凹部に沿って形成された第２絶縁膜とを含んで構成されている場合に、貫通孔が第２支持基板の半導体材料に対し凹部に形成された第２絶縁膜に至るまで形成されていることによりエアアイソレーションを適用しているため、第２支持基板の元来の膜厚分よりも薄い膜厚に対して貫通孔を形成するだけでエアアイソレーション構造を形成できる。
【００１３】
請求項１７に係る発明によれば、第２支持基板の所定面に凹部を形成し、第２支持基板の凹部に沿って第２絶縁膜を形成し、第２支持基板に対し貫通孔を第２絶縁膜に至るまで形成することで貫通電極と他の構造との間にエアアイソレーション構造を形成しているため、第２支持基板の元来の膜厚分よりも薄い膜厚に対して貫通孔を形成するだけでエアアイソレーション構造を形成できる。例えばエッチング処理することで貫通孔を形成する場合にはエッチング時間を短くすることができる。
【００１４】
請求項６に係る発明によれば、キャップ基板は半導体材料による第２支持基板と当該支持基板を被覆した第２絶縁膜と当該第２絶縁膜とは異なる材質の材質膜とを含んで構成され、第２支持基板は所定面に凹部を備えて形成され、第２絶縁膜は凹部に沿って形成されると共に材質膜は第２絶縁膜を被覆して形成され、貫通孔は第２支持基板の半導体材料に対し凹部に形成された第２絶縁膜に至るまで形成されることでエアアイソレーションを適用している。このため、第２支持基板の所定面には第２絶縁膜と材質膜との２層構造による膜が設けられることになり気密性を向上できる。
【００１５】
請求項１８に係る発明によれば、第２支持基板の所定面に凹部を形成し、第２支持基板の凹部に沿って第２絶縁膜を形成し、第２絶縁膜を覆うように当該第２絶縁膜とは異なる材質膜を形成し、第２支持基板に対し貫通孔を第２絶縁膜に至るまで形成することで貫通電極と他の構造との間にエアアイソレーション構造を形成しているため、第２支持基板の所定面には第２絶縁膜と材質膜との２層構造による膜が設けられることになり気密性を向上できる。例えば貫通孔を形成する際にエッチング処理を行う必要があり第２絶縁膜を突き抜ける虞があったとしても材質膜によりエッチングをストップすることができ、例えばキャップ基板とセンサ基板との間の気密信頼性を向上する場合にはより好適な形態となる。
【００１６】
請求項７に係る発明によれば、第２支持基板は所定面に凹部を備えて形成され、第２絶縁膜は凹部に沿って形成されることにより設けられた縦延設部を備え、貫通孔は縦延設部の上に設けられることによりエアアイソレーションを適用しているため、例えばキャップ基板とセンサ基板との間の気密信頼性を向上する場合にはより好適な形態となる。
【００１７】
請求項１９に係る発明によれば、第２支持基板の所定面に凹部を形成し、第２支持基板の凹部に沿って第２絶縁膜を形成することで縦延設部を形成し、第２支持基板に対し貫通孔を縦延設部に至るまで形成することで貫通電極と他の構造との間にエアアイソレーション構造を形成しているため、キャップ基板とセンサ基板との間の気密性保持の信頼性を向上する場合には好適な形態となる。例えば、貫通孔を形成する際にエッチング処理を行う場合には縦延設部がエッチングストッパとして強力に働くため、キャップ基板とセンサ基板との間の気密信頼性を向上できる。
【００１８】
請求項８、２０に係る発明のように、第１半導体層と第２半導体層との間に電解めっき処理が施されていると良い。
請求項９に係る発明によれば、第１半導体層および第２半導体層は共に同一材質により形成され、第１半導体層および第２半導体層間に当該半導体層の材質と同一材質の膜が別体で設けられているため、第１半導体層および第２半導体層間の接合性を良好にすることができ電気的抵抗の低減を図ることができる。
【００１９】
請求項２１に係る発明によれば、第２支持基板は第１半導体層と同一材質により形成されている場合に、第２支持基板の所定面に凹部を形成し、第２支持基板の凹部に沿って第２絶縁膜を形成し、第２絶縁膜に開口を形成し、第２絶縁膜の開口を通じて第２支持基板に接触するように第２支持基板と同一材質により膜を形成し、当該膜と第１半導体層とを接続しているため、第１半導体層および第２半導体層間の接合性を良好にすることができ電気的抵抗の低減を図ることができる。
【００２０】
請求項１０、２２に係る発明のように、第２半導体層上に金属により電極を形成すると良い。
請求項１１に係る発明によれば、絶縁膜が、支持基板上に当該支持基板表面上から上側に幅が狭くなるように形成されたｐ型不純物ドープ絶縁膜であって側面が下側に凹湾曲形成され、電極が絶縁膜上に形成されたｐ型シリコン層により構成されているため、応力集中を緩和することができ機械的信頼性を向上できる。また、温度変化に伴う歪み率の安定性を向上できる。
【００２１】
請求項１２に係る発明によれば、ｐ型シリコン層の抵抗率範囲を０．０１〜０．１［Ω・ｃｍ］として設定しているため、コンタクト抵抗を十分に低く構成しながら、赤外線吸収率を十分に低く保って形成することができる。したがって、赤外線の十分な透過率を確保することができ赤外線を用いてダイシング時のアライメントを容易に観察できるようになり、アライメントずれを防ぐことができる。
【００２２】
請求項２３に係る発明によれば、支持基板上にｐ型不純物がドープされた絶縁膜を介して半導体層を形成した基層について半導体層を第１幅の第１電極部分と当該第１幅よりも広い第２幅の第２電極部分に絶縁膜が露出するまで分断処理することで半導体層を複数に加工し、露出した絶縁膜を等方性エッチングすることで第１幅の第１電極部分下の絶縁膜を除去すると共に第２幅の第２電極部分下の絶縁膜を第２電極部分下の中央寄りの支持部を残留させながら支持部脇の絶縁膜を除去しているため、半導体層および絶縁膜間の界面のエッチングレートが遅くなることで接合面に楔が入りにくくなり、応力集中を緩和することができ機械的信頼性を向上できる。
【００２３】
例えば、金（Ａｕ）を用いて配線取出用電極を形成する場合には、金をパターニングする際に王水を使用しなければならず基層が荒廃してしまい特性バラツキの原因となってしまう。
【００２４】
請求項２４に係る発明によれば、ウェットエッチング処理によってアルミニウム（Ａｌ）電極パッドをパターニングして形成しているため、王水を使用することがなくなり基層の特性を劣化せず形成できるようになる。
【００２５】
請求項２５に係る発明によれば、基層を構成する半導体層としてｐ型シリコン層を適用し、当該ｐ型シリコン層上にアルミニウム電極パッドを形成し、ｐ型シリコン層とアルミニウム電極パッドとの間にオーミックコンタクトで接合しているため、シリコン層に拡散層を形成するプロセスを必要とすることなく構成できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１の実施形態について力学量センサの要部を模式的に示す平面図
【図２】赤外線吸収率とコンタクト抵抗の抵抗率依存性を示す特性図
【図３】基板に含有する不純物と絶縁膜構造の違いによる比較結果を示す図（その１）
【図４】基板に含有する不純物と絶縁膜構造の違いによる比較結果を示す図（その２）
【図５】歪み率の温度依存特性の一例を示す図
【図６】一製造段階における工程説明図（その１：（ａ）は図１のＡ−Ａ線に沿って概略的に示す縦断面図、（ｂ）は図１のＢ−Ｂ線に沿って概略的に示す縦断面図）
【図７】一製造段階における工程説明図（その２）
【図８】一製造段階における工程説明図（その３）
【図９】力学量センサの要部を模式的に示す縦断面図（（ａ）は図１のＡ−Ａ線に沿って概略的に示す縦断面図、（ｂ）は図１のＢ−Ｂ線に沿って概略的に示す縦断面図）
【図１０】本発明の第２の実施形態についてキャップ基板とセンサ基板と具備した構造について示す要部の縦断面構造図
【図１１】センサ基板、キャップ基板およびその周辺構造を概略的に示す平面図（その１）
【図１２】センサ基板、キャップ基板およびその周辺構造を概略的に示す平面図（その２）
【図１３】図１１（ｂ）のＦ−Ｆ線に沿って示す製造工程の説明図（その１）
【図１４】図１１（ｂ）のＦ−Ｆ線に沿って示す製造工程の説明図（その２）
【図１５】電極の別態様を表わす縦断面構造図
【図１６】本発明の第３の実施形態について示す平面図（（ａ）は図１１（ｂ）相当図、（ｂ）は図１２（ｃ）相当図）
【図１７】図１６（ａ）のＧ−Ｇ線に沿って概略的に示す製造工程の説明図
【図１８】本発明の第３の実施形態の変形例について概略的に示す縦断面構造図および要部の斜視図（その１）
【図１９】縦断面構造図および要部の斜視図（その２）
【図２０】本発明の第４の実施形態について概略的に示す図１７相当図
【図２１】本発明の第４の実施形態の変形例について概略的に示す縦断面構造図および要部の斜視図
【図２２】本発明の第５の実施形態について概略的に示す図１７相当図
【図２３】本発明の第６の実施形態について示す平面図（（ａ）は図１１（ｂ）相当図、（ｂ）は図１２（ｃ）相当図）
【図２４】図２３（ａ）のＨ１−Ｈ１，Ｈ２−Ｈ２線に沿って概略的に示す製造工程の説明図（その１）
【図２５】製造工程の説明図（その２）
【図２６】本発明の第７の実施形態について概略的に示す図１７（ｅ）相当図
【図２７】本発明の第８の実施形態について概略的に示す製造工程の説明図（その１）
【図２８】製造工程の説明図（その２）
【図２９】本発明の第９の実施形態について概略的に示す要部の縦断面構造図
【図３０】本発明の第１０の実施形態について概略的に示す製造工程の説明図（その１）
【図３１】製造工程の説明図（その２）
【図３２】本発明の第１１の実施形態について概略的に示す製造工程の説明図（その１）
【図３３】製造工程の説明図（その２）
【図３４】本発明の第１２の実施形態について概略的に示す製造工程の説明図
【図３５】本発明の第１３の実施形態について歪ゲージを用いた圧力センサに適用した場合の縦断面構造図
【図３６】製造工程の説明図（その１）
【図３７】製造工程の説明図（その２）
【図３８】本発明の第１４の実施形態について静電容量の変化を用いて検出する容量式圧力センサに適用した場合の製造工程の説明図（その１）
【図３９】製造工程の説明図（その２）
【発明を実施するための形態】
【００２７】
（第１の実施形態）
以下、本発明の力学量センサを、自動車の衝突検出エアバッグシステム用の容量式の半導体加速度センサに適用した第１の実施形態について図１ないし図９を参照しながら説明する。
【００２８】
図１は、半導体加速度センサ内の加速度検出部の構造を概略的に示す平面図である。ここで、半導体加速度センサＡのセンサチップ１は、図１のＹ軸方向加速度を検出するものであり、一方向の検出軸（Ｙ軸）を有している。この図１に示すように、半導体加速度センサＡのセンサチップ１は、力学量検出部としての加速度検出部２を具備して構成されている。尚、この実施形態では、加速度検出部２の中心を原点Ｏとし、前後方向（検出軸）をＹ軸方向とし、それと平面的に直交する図１の左右方向をＸ軸方向としている。
【００２９】
加速度検出部２は、加速度の作用に応じてＹ軸方向に変位する可動部３と、左右一対の固定部４、５とを有して構成されている。可動部３は、加速度検出部２の中心部Ｏを前後方向に延びる錘部３ａと、この錘部３ａの前後両端部に左右方向に細長い矩形枠状をなす梁部３ｂと有すると共に、図中の手前側の梁部３ｂの更に前端側の端部にアンカ部３ｃを備えている。そして、錘部３ａから左右方向に夫々櫛歯状に延びる多数本の細幅状の可動電極３ｄを有して構成されている。
【００３０】
また、アンカ部３ｃの上面上には第１の電極パッド６が設けられている。尚、可動部３は、アンカ部３ｃを除いて当該可動部３の下側（ＸＹ方向に直交する図１の奥行方向）の絶縁膜１０（図９に示す断面構造参照）が除去されており、アンカ部３ｃのみが支持基板９（図９参照）に支持された所謂片持ち状に浮いた状態となっている。
【００３１】
これに対し、左側の固定部４は、原点Ｏの左方に位置する矩形状の基部４ａから右方に櫛歯状に延びる多数本の細幅の固定電極４ｂを有して構成されている。これらの固定電極４ｂは、可動電極３ｄの後方に微小な隙間を存して左右方向に平行に延伸し当該固定電極４ｂと可動電極３ｄとが互いに前後方向に隣り合って設けられている。基部４ａから前方に延設して固定電極配線部４ｃが構成されており当該固定電極配線部４ｃの前端部４ｄの上面に電極パッド７が設けられている。
【００３２】
右側の固定部５は、原点Ｏの右方に位置する矩形状の基部５ａから左方に櫛歯状に延びる多数本の細幅状の固定電極５ｂを有して構成されている。これらの固定電極５ｂは、可動電極３ｄの後方に微小な隙間を存して左右方向に平行に延伸し、当該固定電極５ｂと可動電極３ｄとが前後方向に隣り合うように設けられている。基部５ａから後方に延設して固定電極配線部５ｃが構成されており当該固定電極配線部５ｃの前端部５ｄの上面に電極パッド８が設けられている。
【００３３】
尚、固定部４、５は、それぞれ、基部４ａ、５ａおよび前端部４ｄ、５ｄの形成領域を除いて当該固定部４、５の下側の絶縁膜１０（図９参照）が除去されており、基部４ａ、５ａおよび前端部４ｄ、５ｄのみが支持基板９（図９参照）に支持された所謂片持ち状に浮いた状態となっている。各電極パッド６〜８は、夫々アルミニウム（Ａｌ）電極により平面的に所定形状（例えば、円形状、四角形状）に形成されている。
【００３４】
このようにして、可動電極３ｄと固定電極４ｂとの間、および可動電極３ｄと固定電極５ｂとの間にコンデンサが形成され、これらのコンデンサの静電容量が、Ｙ軸方向の加速度の作用に伴う可動電極３ｄの変位に応じて差動的に変化することになり、加速度を容量値の変化として取出すことができる。尚、加速度検出部２は、容量変化を電圧変化に変換して所定の出力に増幅するための容量−電圧変換部、フィルタ、信号増幅部等を接続して構成されており、もって加速度を物理量として取得できる。
【００３５】
図９（ａ）は、図１のＡ−Ａ線に沿う縦断面構造について特に可動電極３ｄ、固定電極４ｂの構造の配設関係を模式的に示しており、図９（ｂ）は図１のＢ−Ｂ線に沿う縦断面構造について特にアンカ部３ｃ付近の構造について模式的に示している。
【００３６】
これらの図９に示すように、センサチップ１は、例えば、ｐ型の単結晶シリコンからなる支持基板９上に絶縁膜としての酸化膜１０を介してｐ型の単結晶シリコン層１１を形成したＳＯＩ（Silicon On Insulator）基板をベースとしておりマイクロマシニング技術によって単結晶シリコン層１１および酸化膜１０に溝１２を形成することで形成されている。尚、センサチップ１を構成するＳＯＩ基板は、図１に示すように、平面的には矩形状（正方形状）に形成されている。酸化膜１０は、例えば０．５〜５．０μｍ程度の膜厚に形成されている。寄生容量を低減するには厚い方が望ましい。
【００３７】
図９（ａ）に示す断面においては、例えばｐ型の単結晶シリコンによる支持基板７の上に中空状態で固定電極４ｂおよび可動電極３ｄがそれぞれ形成されている。これらの固定電極４ｂおよび可動電極３ｄは、比較的狭い第１幅Ｗ１に形成されている。
【００３８】
また、図９（ｂ）に示す断面においては、支持基板９の上面上にｐ型不純物（ボロン（Ｂ））を含有する酸化膜１０によって支持部１０ｂが形成されており、当該支持部１０ｂの上面上にｐ型不純物（ボロン（Ｂ））を含有するシリコン層１１が形成されており、このシリコン層１１の上面上にアルミニウム（Ａｌ）による電極パッド６が形成されている。支持部１０ｂは、その側面１０ａが内下側に湾曲形成されている。このシリコン層１１は、第１幅Ｗ１に比較して広い第２幅Ｗ２に形成されている。
【００３９】
次に、上記構造の製造方法について説明する。尚、本実施形態の特徴に関わる工程説明を中心に説明を行い、その他の図示しない領域における構造の製造方法説明については省略する。
【００４０】
図６ないし図８は、製造途中段階における図９に対応した縦断面構造図を表わしている。まず、図６に示すように、ｐ型単結晶シリコンによる支持基板９の上面上に酸化膜１０を介して同一導電型のｐ型シリコン層１１を貼り合わせ法によって形成する。これによりＳＯＩ基板を形成できる。このとき、ｐ型不純物（例えばボロン）を含有した酸化膜１０が支持基板９の上面上に形成されるが、ｎ型不純物（例えばリン）を含有した酸化膜に比較して不純物濃度が高くなる。
【００４１】
次に、図７に示すように、アルミニウム（Ａｌ）を蒸着、スパッタ法などの方法を用いて形成し、その上に酸化膜、レジスト（図示せず）などのマスクパターンを形成した後、ウェットエッチング処理しアルミニウムを電極パッド６の形状にパターニングする。これにより、ＳＯＩ基板の上面を荒らすことなくアルミニウムによる電極パッド６を形成でき、性能のばらつきを抑えることができる。
【００４２】
次に、図８に示すように、ｐ型シリコン層１１を異方性エッチング処理し酸化膜１０の上面上に達する溝１２を形成する。次に、図９に示すように、例えば触媒にメタノールを用いるフッ酸ガスを用いたドライエッチング法によって酸化膜１０を等方的にエッチング処理することで支持部１０ｂを残留させながら支持部１０ｂ脇の酸化膜１０を除去する。
【００４３】
このとき、図９に示した領域においては、可動電極３ｄ、固定電極４ｂ下に位置する酸化膜１０が除去されると同時に、アンカ部３ｃを構成するシリコン層１１の中央部下に位置する酸化膜１０の側面１０ａが内下側に湾曲形成され、シリコン層１１の直下中央部の酸化膜１０のみ支持部１０ｂとして残留する。尚、図９には図示していないが、図１に示す基部４ａの形成領域において、酸化膜１０は除去処理されていないため、固定部４は支持基板９に安定的に固定される。このようにして、固定電極４ｂ、可動電極３ｄ、アンカ部３ｃを同時に形成できる。
【００４４】
図２は、この構造の赤外線吸収率特性、アンカ部におけるｐ型シリコン層と電極パッドとの間のコンタクト抵抗値についてｐ型シリコン層の抵抗率との関係について概略的に示している。ダイシング時に赤外光をあてることでアライメントずれの確認を容易にするためには、赤外光の吸収率が低いほうが良い。したがって、赤外光の吸収率を低くするため抵抗率を上げると良く、ｐ型シリコン層１１の含有不純物濃度を低くすると良い。逆に、ｐ型シリコン層１１と電極パッド６との間のコンタクト抵抗を低くするためにはｐ型シリコン層１１の抵抗率を低くすると良く、この場合、ｐ型シリコン層１１の含有不純物濃度を高くすると良い。
【００４５】
これらのトレードオフの関係で調整することが良いが、ダイシング時のアライメントずれを容易に確認するためには吸収率を５０％程度以下に抑えると良いため、赤外光の吸収率がこの特性を満たすためには１０−２［Ω・ｃｍ］以上にすることが好ましい。逆に、コンタクト抵抗を低くするためには抵抗率を１０−１［Ω・ｃｍ］以下にすることが望ましい。両者を満たすためには、シリコン層１１の抵抗率を１０−２［Ω・ｃｍ］以上１０−１［Ω・ｃｍ］以下の範囲Ｔにすると良い。尚、図２に示すコンタクト抵抗値の範囲は、数Ω〜数十Ω程度であり、アルミニウムによる電極パッド６の抵抗、シリコン層１１の配線抵抗、などに比較して無視できる程度に低いため適宜調整すると良い。
【００４６】
図３および図４は、従来から用いられているｎ型シリコン基板を適用した場合とｐ型シリコン層を適用した場合の歪み状態の比較を模式的に示している。
これらの図３および図４に示すように、リン（Ｐ）などのｎ型不純物がドープされたシリコン基板１３をデバイスウェハとし、酸化膜１０を介して貼り合わせ法により貼り合わせて作成した場合には、発明者らの検討結果によれば酸化膜１０が楔となってしまい、ｎ型シリコン基板１３との界面（シリコン基板１３の下面）と酸化膜１０の側面との間の角度が鋭角になりやすく、図４に示すように歪が大きくなりやすいことが判明している。本実施形態では、ｐ型シリコン基板１１をデバイスウェハとして貼り合わせて形成しているため、歪みを極力小さく抑えることができる。
【００４７】
図５は、ｐ型不純物を含有したシリコン層を適用した場合とｎ型不純物を含有したシリコン層を適用した場合における各シリコン層１１、１３の歪み状態の温度特性を示している。この図５に示すように、環境温度を上昇させると、これに伴い歪み率も上昇するが、ｎ型不純物を適用した場合には温度による歪み率の変動が大きく、ｐ型不純物を適用した場合には変動が小さい。したがって、特に車両用途に適用する場合には過酷な環境下にて使用されるため、ｐ型不純物を含有したシリコン層１１を適用することが望ましいことがわかる。
【００４８】
本実施形態によれば、互いに離間した可動電極３ｄ、固定電極４ｂを具備し、電極３ｄ、４ｄ間の静電容量の変化を力学量として検出する加速度センサＡの製造方法において、支持基板９の上面上にｐ型不純物がドープされた酸化膜１０を介して形成されたシリコン層１１について当該シリコン層１１を第１幅Ｗ１の第１電極部分となる可動電極３ｄ、固定電極４ｂと、第１幅Ｗ１よりも広い第２幅Ｗ２の第２電極部分となるｐ型シリコン層１１（可動部３の一部）とを酸化膜１０の上面が露出するまで例えば異方性エッチング処理によって分断処理することで複数に加工し、露出した酸化膜１０をｐ型シリコン層１１の下の中央寄りの支持部１０ｂを残留させながら支持部１０ｂ脇の酸化膜１０を例えば等方性エッチングにより除去しているため、ｐ型シリコン層１１および酸化膜１０との間の界面の間のエッチングレートが遅くなることで接合面に楔が入りにくくなり応力集中を緩和でき機械的信頼性を向上できる。
【００４９】
また、シリコン層１１の上面上にアルミニウムによる電極パッド６を形成するときにはウェットエッチング処理によって形成しているため、シリコン層１１の特性を劣化することなく形成できるようになる。
【００５０】
また、シリコン層１１には不純物が高濃度にドープされているため、ｐ型シリコン層とアルミ電極パッドとの接合にオーミックコンタクトを適用でき、シリコン層１１に改めてインプランテーション技術によって不純物を導入するプロセスを必要とすることなく構成できる。
【００５１】
酸化膜１０が、支持基板９上に当該支持基板９上から上側に幅が狭くなるように形成されｐ型不純物がドープされており側面１０ａが下側に凹湾曲形成されており、ｐ型不純物がドープされたシリコン層１１が当該酸化膜１０上に形成されているため、応力集中を緩和することができ機械的信頼性を向上できる。また、温度変化に伴う歪み率の安定性を向上できる。
【００５２】
シリコン層１１の抵抗率範囲を０．０１〜０．１［Ω・ｃｍ］として設定しているため、コンタクト抵抗を十分に低く構成しながら、赤外線吸収率を十分に低く保って形成することができる。したがって、赤外線の十分な透過率を確保することができ赤外線を用いてダイシング時のアライメントを容易に観察できるようになり、アライメントずれを防ぐことができる。
【００５３】
（第２の実施形態）
図１０ないし図１５は、本発明の第２の実施形態を示すもので、前述実施形態と異なるところは、キャップ基板とセンサ基板とを設けた形態に適用しているところにある。また、キャップ基板に貫通電極を形成してセンサ基板に形成された半導体層との接続を図っているところにある。
【００５４】
なお、本実施形態以降の実施形態では、前述実施形態のセンサ構造に当該センサ構造を覆ってキャビティを形成したキャップ基板を組み合わせた構造およびその製造工程に特徴を備えている。
【００５５】
図１０は、キャップ基板とセンサ基板の要部の縦断面構造を概略的に示している。
図１１（ａ）は、図１０のＣ−Ｃ線に沿って示すセンサ基板およびその周辺の平面構造を示し、図１１（ｂ）は、図１０のＤ−Ｄ線に沿って示すキャップ基板およびその周辺の平面構造を示している。また、図１２（ｃ）は、図１０のＥ−Ｅ線に沿ってキャップ基板の表面状態を示している。なお図１０は、図１１（ｂ）のＦ−Ｆ線に沿う縦断面構造を示している。図１１（ａ）に示すように、センサ基板２１の平面構造は図１に示すセンサチップ１の平面構造とほぼ同一であるため、同一機能を有する部分に同一符号を付して説明を省略する。
【００５６】
図１０に示すように、センサ基板２１上に接触するようにキャップ基板２２が設けられている。キャップ基板２２は、ｐ型シリコン基板による支持基板（第２支持基板に相当）２２ａを母体として構成されている。支持基板２２ａには凹部２２ａａが裏面（下面）側に形成されており、キャップ基板２２は、支持基板２２ａの凹部２２ａａを含み上下外周面を覆うように絶縁膜２２ｂが形成されることによって構成される。凹部２２ａａは可動電極３ｄ、固定電極４ｂなどの電気的構成要素が可動自在にする空間（キャビティ）を形成するために設けられている。
【００５７】
キャップ基板２２には、シリコン層１１の上面と接続する電極２４〜２６が当該キャップ基板２２内を貫通する貫通電極として設けられている。各電極２４〜２６は、支持基板２２ａに形成されたホール（符号なし）内に絶縁膜２２ｂ、２３を介して形成されており、支持基板２２ａとの間では構造的に非接触状態に形成されている。
【００５８】
電極２４は、アンカ部３ｃと構造的および電気的に接続するように構成されている。電極２５は、周辺部２７のシリコン層１１の上面と構造的に接触するように構成されている。図１１（ａ）に示すように、周辺部２７は、電位を一定の定電位（例えばグランド電位）に固定するため、各電極３ｄ、４ｂの周辺に位置して当該電極３ｄ、４ｂから離間して平面的にその周囲を覆うように設けられている。図１０に示すように、電極２８が、キャップ基板２２の絶縁膜２２ｂを貫通して支持基板２２ａと構造的に接続するように設けられている。
【００５９】
図１１（ｂ）および図１２（ｃ）に示すように、電極２６は固定部４の基部４ａと接続するように構成されている（接触部分の縦断面構造は図示せず）。電極２４〜２６、２８は、それぞれ、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）などのメタル、もしくは、高濃度のｐ型不純物が添加されたシリコンにより構成されている。
【００６０】
例えば、電極２４〜２６、２８が、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）により形成されている場合には、高濃度に不純物がドープされたｐ型シリコン層１１と当該金属電極との間のオーミックコンタクトを適用することができる。したがって、シリコン層１１に拡散層を形成するプロセスを必要とすることなく構成でき、前述実施形態とほぼ同様の作用効果を奏する。
【００６１】
上記構造の製造方法について図１３〜図１４を用いて説明する。
図１３（ａ）に示すように、平板状のシリコン基板上にホトリソグラフィ技術を用いてレジスト（図示せず）をパターン形成し、シリコン基板をエッチング処理することで凹部２２ａａを形成し、処理後の支持基板２２ａに対して全面酸化処理を施すことで絶縁膜２２ｂを形成する。
【００６２】
図１３（ｂ）に示すように、センサ基板２１は、ｐ型の単結晶シリコンからなる支持基板９に酸化膜１０を介してｐ型の単結晶シリコン層１１を貼り合わせて形成したＳＯＩ基板をベース（基部）として形成する。尚、センサ基板２１としてはＳＯＩ基板に代えて、支持基板９上に酸化膜１０を形成した後、当該酸化膜１０の上面上にＣＶＤ法を用いて高濃度のｐ型不純物が添加されたポリシリコンを堆積してシリコン層１１を形成するようにしても良い。
【００６３】
図１３（ｃ）に示すように、シリコン層１１の上にホトリソグラフィ技術を用いてレジスト（図示せず）をパターン形成し、前述実施形態と同様の条件下でアンカ部３ｃ下の酸化膜１０の支持部１０ｂを残留させながら可動電極３ｄ、固定電極４ｂ下の酸化膜１０を全て除去処理する。
【００６４】
洗浄処理を行ってから、図１３（ｄ）に示すように、センサ基板２１とキャップ基板２２を接合する。この接合処理には、例えばフュージョン処理、プラズマ活性処理、常温接合処理が用いられる。
【００６５】
図１４（ｅ）に示すように、キャップ基板２２上にホトリソグラフィを用いてレジスト（図示せず）をパターン形成し、アンカ部３ｃ、周辺部２７の上面上に至るまでエッチング処理を施して貫通孔を形成する。尚、同時または別工程で固定部４の基部４ａ上に至る貫通孔を形成するが、図示していない。
【００６６】
図１４（ｆ）に示すように、キャップ基板２２のホール内に例えば熱酸化処理、ＣＶＤ法、スパッタ法などの何れかの方法で酸化膜２３を形成する。次に、ホトリソグラフィにより酸化膜２３の上面上にレジスト（図示せず）をパターン形成し、酸化膜２２ｂ、２３をエッチングすることでシリコン層１１の上面上に至るまで貫通孔を形成する。尚、図１４（ｆ）では、酸化膜２３を熱酸化処理により内面に形成した後、シリコン層１１の上面上の酸化膜２３を除去した後の状態を示している。
【００６７】
次に、図１０に示すように、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、または、ｐ型不純物が高濃度にドープされたシリコンにより電極２４〜２６、２８（電極２６は図１１参照）をシリコン層１１の上に接触するように形成する。すると、アンカ部３ｃに接続するためのコンタクトと、キャップ基板２２を構成する支持基板２２ａの電位を取得するためのコンタクトとを形成できる。
【００６８】
この後、図１５に示すように、ホトリソグラフィによりレジスト（図示せず）をパターニングし、埋め込まれた電極２４〜２６、２８の中央部分をエッチングして除去するようにしても良い。すると、工程上の熱処理の影響を受けて電極２４〜２６、２８が膨張し他の構造に影響を及ぼすことでデバイスの信頼性を損ねる不具合を防ぐことができる。尚、この除去処理工程は必要に応じて設ければ良い。
【００６９】
本実施形態によれば、ｐ型の支持基板９上にｐ型不純物がドープされた酸化膜１０ｂを介してｐ型不純物がドープされたシリコン層１１が形成されており、当該シリコン層１１の上面上にキャップ基板２２内に構成される電極２４をｐ型不純物がドープされたシリコンにより形成したので、拡散層レスで形成することができ、抵抗率範囲を広くして特性を良化して構成することができる。拡散層を形成する必要がないため、工程を簡素化することができる。
【００７０】
また、キャップ基板２２とセンサ基板２１とを分離して形成し、キャップ基板２２を貫通する電極２４〜２６を形成してセンサ基板２１に形成されたシリコン層１１との間の接続を図っているため、前述実施形態とほぼ同様の作用効果を奏する。
【００７１】
（第３の実施形態）
図１６および図１７は、本発明の第３の実施形態を示すもので、前述実施形態と異なるところは、キャップ基板を構成する母体となる支持基板の構成を貫通電極の主構造としているところにある。また、エアアイソレーションを適用してキャップ基板を構成する他の構造との間で絶縁を図っているところにある。前述実施形態と同一機能を有する部分には同一符号を付して説明を省略し、前述実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【００７２】
図１６（ａ）は、図１１（ａ）に対応した平面図を示しており、図１６（ｂ）は、図１１（ｂ）に対応した平面図を示している。また、図１７（ｅ）は、図１６（ａ）のＧ−Ｇ線に沿う縦断面図を示している。
【００７３】
図１６（ａ）、図１６（ｂ）、図１７（ｅ）に示すように、キャップ基板２２に代わるキャップ基板３２が設けられている。図１７（ｅ）に示すように、このキャップ基板３２は、前述実施形態の支持基板２２ａおよび絶縁膜２２ｂと共に、支持基板２２ａを加工して形成されたシリコン層２２ｃを備えている。シリコン層２２ｃは、電解めっき部２２ｄを介してアンカ部３ｃに対して電気的に接続する貫通電極として構成されている。シリコン層２２ｃ、電解めっき部２２ｄは、隣り合う支持基板２２ａとの間に空間が設けられており、これによりエアアイソレーションによる絶縁状態が保持されている。
【００７４】
上記構造の製造方法を説明する。
図１７（ａ）に示すように、キャップ基板３２を構成する支持基板２２ａの露出全面に絶縁膜２２ｂを形成する。図１７（ｂ）に示すように、コンタクト部分となる領域にホトリソグラフィによりレジスト（図示せず）をパターニングし、絶縁膜２２ｂの下面（裏面）をエッチング処理し開口２２ｅを形成する。図１７（ｃ）に示すように、支持基板２２ａの表面に形成された酸化膜２２ｂをＲＩＥなどのドライエッチング処理、ＣＭＰ法、フッ酸を用いたウェットエッチングなどを用いて除去処理し、さらに、シリコン基板２の下面（裏面）が露出した開口２２ｅに電解めっき処理を施すことで電解めっき部２２ｄを形成し、支持基板２２ａとの間で電気的導通を図る。
【００７５】
図１７（ｄ）に示すように、センサ基板２１のアンカ部３ｃを構成するシリコン層１１の上面と電解めっき部２２ｄとを接合すると共に、周辺部２７を構成するシリコン層１１の上面と電解めっき部２２ｄとを接合するように、キャップ基板３２とセンサ基板２１とを接合する。
【００７６】
図１７（ｅ）に示すように、ＲＩＥ法などの異方性エッチング処理によりアンカ部３ｃを構成するシリコン層１１の上面、周辺部２７の上面に達するトレンチ溝（貫通孔）２２ｆを支持基板２２ａに形成することで、シリコン層２２ｃを他の支持基板２２ａの形成部分と分離するように形成することでエアアイソレーション構造を得る。この場合、絶縁膜２２ｂの上面上に達するようにトレンチ溝２２ｆを形成した後、別工程で絶縁膜２２ｂを除去処理しても良い。
【００７７】
本実施形態によれば、支持基板２２ａをエッチング処理してシリコン層２２ｃを他の支持基板２２ａの形成部分と分離するように形成しているため、エアアイソレーション構造を適用することができ、寄生容量を低減できる。また、前述実施形態とほぼ同様の電気的接続構造を得ることができ、同様の作用効果が得られる。
【００７８】
（第３の実施形態の変形例）
図１８および図１９は、本発明の第３の実施形態の変形例を示すもので、第３の実施形態と異なるところは、貫通孔（トレンチ溝）の形成領域を変更し、支持基板の凹部に形成された絶縁膜に達するまで貫通孔を形成しているところにある。
【００７９】
図１８（ａ）に示すように、絶縁膜２２ｂは支持基板２２ａの凹部２２ａａに沿って形成されているが、トレンチ溝２２ｆは支持基板２２ａの凹部２２ａａ形成領域に形成された絶縁膜２２ｂの上面上に至るまで形成されている。これにより、エアアイソレーション構造が形成されている。この構造によれば、支持基板２２ａの上面のコンタクト部の面積を大きくすることができるため、例えば、当該露出面上にワイヤボンディングしたり、バンプで接続する場合などでも容易に形成できる。
【００８０】
この場合、ＲＩＥ法などの異方性エッチング処理を用いてトレンチ溝２２ｆを形成するが、絶縁膜２２ｂとの間で選択比を有する条件を適用してエッチング処理を行うことで、エッチング時間調整を厳密に調整しなくても絶縁膜２２ｂの上面上でエッチング処理を終了させることができる。したがって、トレンチ溝２２ｆが空間（キャビティ）に至ることを防止することができ、空間の気密性を保持することができる。トレンチ溝２２ｆを凹部２２ａａの形成領域に形成するため、エッチング時間を短くすることができる。
【００８１】
シリコン層２２ｃ、電解めっき部２２ｄによるコンタクト部は、エアアイソレーション構造を採用しているため、周囲の他領域の支持基板２２ａとの間で絶縁状態を保ちながらシリコン層１１の上面と接触状態に形成できる。
【００８２】
図１９は、他の変形例について縦断面構造を概略的に示している。この図１９（ａ）および図１９（ｂ）に示すように、絶縁膜２２ｂが支持基板２２ａの凹部２２ａａに沿って形成されており、その絶縁膜２２ｂは凹部２２ａａが上下（縦）方向に延伸する部分にも沿って形成されている。この絶縁膜２２ｂの上下（縦）方向に延伸する部分に縦延伸部２２ｂｂとして図１９（ａ）および図１９（ｂ）中に符号を付している。
【００８３】
これらの図１９（ａ）および図１９（ｂ）に示すように、トレンチ溝２２ｆは、平面的に縦延伸部２２ｂｂが形成された平面領域に合わせて形成されている。トレンチ溝２２ｆを例えばＲＩＥ法などの異方性エッチング処理を用いて形成する際、絶縁膜２２ｂに対して選択性を有する条件にて支持基板２２ａをエッチング処理すると、縦延伸部２２ｂｂが上下（縦）方向に延伸しているため、たとえオーバーエッチング気味にエッチング時間を調整したとしても絶縁膜２２ｂの縦延伸部２２ｂｂにおいてエッチング処理が確実に停止する。したがって、前述実施形態に比較して、トレンチ溝２２ｆが空間（キャビティ）に至ることをさらに防止することができ、空間の気密信頼性を向上することができる。
【００８４】
（第４の実施形態）
図２０は、本発明の第４の実施形態を示すもので、前述実施形態と異なるところは、コンタクト部分について電解めっき処理に代えてシリコン層を形成した後、エアアイソレーション構造を形成しているところにある。前述実施形態と同一部分については同一符号を付して説明を省略する。
【００８５】
図２０（ｄ）は、図１６（ａ）のＧ−Ｇ線に沿う縦断面構造図を示している。
図２０（ｄ）に示すように、キャップ基板２２に代わるキャップ基板４２は、前述実施形態にて説明した支持基板２２ａ、絶縁膜２２ｂ、シリコン層２２ｃと共に、ｐ型シリコン層２２ｇを備えている。このｐ型のシリコン層２２ｇは前述実施形態の電解めっき部２２ｄに代えて設けられている。したがって、シリコン層２２ｇはシリコン層２２ｃとアンカ部３ｃとの間に介在して形成されている。
【００８６】
上記構造の製造方法について説明する。図１７（ｂ）に示す構造を形成した後、図２０（ａ）に示すように、ｐ型のシリコン層２２ｇについて開口２２ｅの形成領域を含んでキャップ基板４２の下面（裏面）側に沿って形成する。支持基板２２ａには凹部２２ａａが形成されているが、シリコン層２２ｇはこの凹部２２ａａに沿って形成されている。シリコン層２２ｇは、シリコン層１１との間に空間が設けられ当該シリコン層１１と非接触状態で構成されている。尚、ｐ型のシリコン層２２ｇの形成方法は、エピタキシャル成長でも良いし、ＣＶＤ法によりｐ型不純物が高濃度にドープされたポリシリコンを堆積するようにしても良い。
【００８７】
図２０（ｂ）に示すように、キャップ基板４２の上面（表面）側に形成された絶縁膜２２ｂを除去処理する。この除去処理方法は、支持基板２２ａの下面（裏面）側をレジストなどで保護しフッ酸（ＨＦ）などを用いたエッチャントによって支持基板２２ａの上面（表面）側を処理する方法、ＲＩＥ法などのドライエッチング処理を用いる方法、ＣＭＰ処理によって平坦化処理する方法などが適用できる。その後、キャップ基板４２の下面（裏面）側について絶縁膜２２ｂをストッパーとしてＣＭＰ法により平坦化処理する。
【００８８】
図２０（ｃ）に示すように、キャップ基板４２とセンサ基板２１とを接合する。このとき、シリコン層２２ｇがシリコン層１１と接触して形成されるようになる。したがって、前述実施形態と同様に、拡散層を形成することなく構成できる。これにより、前述実施形態とほぼ同様の電気的接続構造を得ることができ、同様の作用効果が得られる。
【００８９】
（第４の実施形態の変形例）
図２１は、本発明の第４の実施形態の変形例を示すもので、第４の実施形態と異なるところは、キャップ基板の支持基板に貫通孔を形成する前に、支持基板の下面に絶縁膜と当該絶縁膜とは異なる材質の材質膜との２層構造で構成したところにある。
【００９０】
図２１（ａ）に示すように、トレンチ溝（貫通孔）２２ｆは、凹部２２ａａの形成領域に形成されており、当該トレンチ溝２２ｆの平面的な形成領域において絶縁膜２２ｂが支持基板２２ａの凹部２２ａａに沿って形成されており、さらにシリコン層２２ｇが絶縁膜２２ｂの下面を覆うように絶縁膜２２ｂの材質とは異なる膜により形成されている。この場合、シリコン層２２ｇはストッパー膜として機能し、気密信頼性を向上するための膜として設けられている。
【００９１】
要するに、トレンチ溝２２ｆを形成するときには、支持基板２２ａをＲＩＥ法により異方性エッチング処理し絶縁膜２２ｂの上面上にてエッチングをストップすることが望ましいが、万が一突き抜けてしまう虞がある。この場合、絶縁膜２２ｂの下面を覆うようにシリコン層２２ｇが設けられているため、当該シリコン層２２ｇと絶縁膜２２ｂとの間で選択比を取得できる条件にてエッチング処理を施すことで、少なくともシリコン層２２ｇの上面上にてエッチング処理をストップさせることができ、キャップ基板４２とセンサ基板２１との間に構成される空間（キャビティ）の気密信頼性を向上でき、強度が高くなる。
【００９２】
（第５の実施形態）
図２２は、本発明の第５の実施形態を示すもので、前述実施形態と異なるところは、コンタクト部分に電解めっき処理を施した後、金属を貫通電極上に形成し、エアアイソレーションを形成しているところにある。前述実施形態と同一部分については同一符号を付して説明を省略する。
【００９３】
図２２（ｄ）に示すように、キャップ基板３２に代わるキャップ基板５２は、前述実施形態にて説明した支持基板２２ａ、絶縁膜２２ｂ、シリコン層２２ｃ、電解めっき部２２ｄと共に、シリコン層２２ｃの上面上に形成されたアルミニウム（Ａｌ）などの金属電極２２ｈを備えている。
【００９４】
上記構造の製造方法について説明する。図１７（ｃ）に図示した構造と同一構造に至るまで前述のプロセスを適用してキャップ基板５２を形成する。すると図２２（ａ）に示すように、支持基板２２ａの下面の露出部に電解めっき部２２ｄが形成される。図２２（ｂ）に示すように、電解めっき部２２ｄの直上方に位置して金属電極２２ｈを突起状に形成する。図２２（ｃ）に示すように、センサ基板２１とキャップ基板５２とを接合し、図２２（ｄ）に示すように、トレンチ溝２２ｆを形成する。
【００９５】
本実施形態によれば、コンタクト部分に電解めっき部２２ｄを形成した後、金属電極２２ｈを貫通電極となるシリコン層２２ｃの上面上に形成し、その後、トレンチ溝２２ｆを形成することでエアアイソレーション構造を形成しているため、前述実施形態とほぼ同様の電気的接続構造を得ることができ、同様の作用効果が得られる。支持基板２２ａ上に突起状の電極２２ｈが形成されるため、フリップチップ実装しやすくなる。
【００９６】
（第６の実施形態）
図２３ないし図２５は、本発明の第６の実施形態を示すもので、前述実施形態と異なるところは、センサ基板が可動電極の両側に離間して固定電極を備えているところにある。前述実施形態と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下、異なる部分について説明する。
【００９７】
図２３（ａ）は、固定電極および可動電極の配設構造を概略的に表す平面図を示しており、図２３（ｂ）は、電極の配設構造を概略的に表す平面図を示している。また、図２５（ｅ）は、図２３（ａ）のＨ１−Ｈ１線およびＨ２−Ｈ２線に沿って示す縦断面構造を概略的に表している。
【００９８】
図２３（ａ）に示すように、電極２９は電極２４が接触する固定部４の基部４ａとは別の固定部４の基部４ａに接触するように設けられている。固定電極４ｂはこの基部４ａから構造的に延びて構成されており、複数の隣り合う可動電極３ｄおよび３ｄ間の中央に位置するように配設されている。すなわち、電極２９が接触する基部４ａの島は、電極２４が接触する基部４ａの島とは別の領域に設けられている。
【００９９】
図２５（ｅ）に示すように、センサ基板２１に代わるセンサ基板３１は、前述実施形態にて説明した支持基板９、酸化膜１０、シリコン層１１を備えると共に、シリコン層１１の上層に形成される酸化膜１０ｃと、シリコン層１１の上に酸化膜１０ｃを介して接続されるシリコン層１１ａとを備えている。尚、酸化膜１０ｃは犠牲層として設けられる。
【０１００】
支持基板９上には、酸化膜１０、シリコン層１１、酸化膜１０ｃの主部、シリコン層１１ａの主部、が順に積層された積層構造により構成されている。シリコン層１１ａの主部は、酸化膜１０ｃに形成された孔を通じてシリコン層１１と接触して構成されている。
【０１０１】
シリコン層１１の同層の層構造のうち、電極２９に電気的に接続されたシリコン層１１ｂは、シリコン層１１ａの下層側を跨いでシリコン層１１ａ−１１ａ間を電気的に接続して構成されている。したがって、可動電極３ｄ−３ｄ間の中央に位置して固定電極４ｂを構成することができる。シリコン層１１ｂは、ｐ型不純物が高濃度にドープされたポリシリコンにより形成されている。
【０１０２】
上記構造のうちセンサ基板３１の製造方法について図２４および図２５を参照しながら説明する。図２４（ａ）に示すように、支持基板９の上に酸化膜１０を形成し、酸化膜１０の上にｐ型のシリコン層１１を形成する。このシリコン層１１の形成方法は、ｐ型の単結晶シリコン基板を貼り合わせ法により貼り合わせても良いし、ｐ型不純物が高濃度にドープされたポリシリコンをＣＶＤ法により堆積することによって形成しても良い。
【０１０３】
図２４（ｂ）に示すように、シリコン層１１の上にホトリソグラフィによりレジスト（図示せず）をパターン形成し、シリコン層１１をエッチング処理することで酸化膜１０の上面上に至るまでエッチング処理し、シリコン層１１の上面および側面を覆うように酸化膜１０ｃを形成する。
【０１０４】
図２４（ｃ）に示すように、酸化膜１０ｃ上にホトリソグラフィによりレジスト（図示せず）をパターン形成してシリコン層１１の上面に至るまでエッチング処理することで開口を形成し、当該開口を埋込むと共に酸化膜１０ｃの上面上にシリコン層１１ａを堆積する。
【０１０５】
図２５（ｄ）に示すように、シリコン層１１ａ上にホトリソグラフィによりパターン形成し、シリコン層１１ａにトレンチを形成することでシリコン層１１ａを複数に分断加工する。この後、露出した酸化膜１０ｃと共に酸化膜１０を等方性エッチング処理することで、図２５（ｄ）の断面で示す固定電極４ｂ、可動電極３ｄ下の酸化膜１０ｃ、１０を全て除去処理すると共に、電極２４、２９の形成領域（図２５（ｅ）参照）下方の中央寄りの支持部１０ｂを残留させながら当該支持部１０ｂ脇の酸化膜１０を除去処理する。またこれと同時に、周辺部２７の下の中央寄りの支持部１０ｂを残留させながら当該支持部１０ｂ脇の酸化膜１０を除去処理する。
【０１０６】
図２５（ｅ）に示すように、キャップ基板２２とセンサ基板３１とを接合処理し、その後、キャップ基板２２を貫通するように電極２４〜２６、２８〜２９を形成する。
本実施形態によれば、センサ基板３１が可動電極３ｄの両側に離間して固定電極４ｂを備えているため、前述実施形態に比較して固定電極４ｂおよび可動電極３ｄ間の容量変化を大きく得ることができる。また、前述実施形態とほぼ同様の電気的接続構造を得ることができ、同様の作用効果が得られる。
【０１０７】
（第７の実施形態）
図２６は、本発明の第７の実施形態を示すもので、第６の実施形態と異なるところは、キャップ基板を構成するシリコン層を貫通電極として形成しているところにある。また、エアアイソレーションを適用して他のシリコン層との絶縁を図っているところにある。  図２６に示すように、前述の図２５（ｅ）に示す構造に対し第４の実施形態で説明したｐ型のシリコン層２２ｃ、ｐ型のシリコン層２２ｇが構成されている。このような実施形態においても前述実施形態とほぼ同様の電気的接続構造を得ることができ、同様の作用効果を奏する。
【０１０８】
（第８の実施形態）
図２７ないし図２８は、本発明の第８の実施形態を示すもので、第６の実施形態と異なるところは、センサ基板を構成する支持基板の電位をキャップ基板の上から取得する構造に適用したところにある。前述実施形態と同一部分については同一符号を付して説明を省略する。
【０１０９】
図２８（ｅ）に示すように、センサ基板３１に代わりセンサ基板４１が構成されている。このセンサ基板４１がセンサ基板３１と異なるところは、支持基板９とシリコン層１１とを接続するようにシリコン層１１ｃを形成しているところである。さらに、キャップ基板２２に代わるキャップ基板７２には、電極２４〜２６、２８〜２９が設けられていると共に、電極３０が、センサ基板４１を構成するシリコン層１１ｃと一体のシリコン層１１上に接触したシリコン層１１ａの上面上に形成されているところである。すると、キャップ基板７２上に突出した電極３０から支持基板９の電位を取得できるようになる。
【０１１０】
上記構造の製造方法について説明する。図２７（ａ）に示すように、支持基板９の上に酸化膜１０を形成した後、図２７（ｂ）に示すように、酸化膜１０上にホトリソグラフィによりレジスト（図示せず）をパターン形成し、酸化膜１０に支持基板９の上面上に至る開口を形成し、当該開口にシリコン層１１ｃを埋込むと同時に酸化膜１０の上にシリコン層１１を形成する。シリコン層１１の上にホトリソグラフィによりレジスト（図示せず）をパターン形成し、エッチング処理することで酸化膜１０の上面上に至る開口を形成し、当該開口内に酸化膜１０ｃを形成すると共にシリコン層１１の上に酸化膜１０ｃを形成する。
【０１１１】
図２７（ｃ）に示すように、酸化膜１０ｃに開口を形成し、シリコン層１１ａを開口内および酸化膜１０ｃ上に堆積することで当該シリコン層１１ａをシリコン層１１に接触させ、シリコン層１１ａをＣＭＰ法により平坦化する。
【０１１２】
図２８（ｄ）に示すように、シリコン層１１ａ上にホトリソグラフィによりレジスト（図示せず）をパターン形成し、シリコン層１１ａにトレンチを形成することでシリコン層１１ａを複数に分断加工する。この後、露出した酸化膜１０ｃと共に酸化膜１０を等方性エッチング処理することで、図２８（ｄ）の断面で示す固定電極４ｂ、可動電極３ｄ下の酸化膜１０ｃ、１０を全て除去処理すると共に、アンカ部３ｃの下の中央寄りの支持部１０ｂを残留させながら当該支持部１０ｂ脇の酸化膜１０を除去処理する。
【０１１３】
図２８（ｅ）に示すように、キャップ基板７２とセンサ基板４１とを接合し、キャップ基板７２を貫通するように電極２４〜２６、２８〜３０を形成する。
本実施形態によれば、シリコン層１１（１１ａ、１１ｃ）、支持基板９が共にｐ型不純物がドープされたシリコンにより形成されているため、拡散層レスで形成することができ、前述実施形態とほぼ同様の作用効果が得られる。また、シリコン層１１ｃが周辺部２７のシリコン層１１と支持基板９との間に構造的に接続するように構成されているため、各シリコン層１１（１１ａ、１１ｃ）と支持基板９との電位を同一電位に保つことができ、可動電極３ｄ（可動部３）と支持基板９との間に発生する寄生容量が低減されるようになる。これにより、可動部３の感度を良化することができる。特に、キャップ基板７２内の電極３０と、周辺部２７のシリコン層１１ａ、１１と、支持基板９との間の電位を一定にすることができるため、ノイズを低減できる。
【０１１４】
（第９の実施形態）
図２９は、本発明の第９の実施形態を示すもので、第８の実施形態と異なるところは、キャップ基板を構成する支持基板を貫通電極の主構造として形成しているところにある。また、エアアイソレーションを適用し貫通電極をセンサ基板の他の構造と絶縁しているところにある。図２９に示すように、前述の図２８（ｅ）に示す電極２４、２５、２９、３０として、それぞれ第４の実施形態で説明したｐ型不純物がドープされたシリコン層２２ｃ、ｐ型不純物がドープされたシリコン層２２ｇが構成されている。このような実施形態においても前述実施形態とほぼ同様の電気的接続構造を得ることができ、同様の作用効果を奏する。
【０１１５】
（第１０の実施形態）
図３０および図３１は、本発明の第１０の実施形態を示すもので、上下方向の容量変化を検出できるようにしているところに特徴を有している。また、センサ基板とキャップ基板との接合部分にセンサ基板側の材質とキャップ基板側の材質と同一材質により別体で形成されているところに特徴を備えている。また、センサ基板との接合面となるキャップ基板の所定面にセンサ基板の接合部と同一材料により膜を予め形成した後、センサ基板とキャップ基板との間を構造的に接触させるようにしているところに特徴を有している。
【０１１６】
図３１（ｅ）に示すように、キャップ基板２２に代わるキャップ基板７２は、支持基板２２ａ、絶縁膜２２ｂと共に、センサ基板２１との間の接合面となる少なくとも一部の所定面にシリコン層２２ｉが形成されることによって構成されている。
【０１１７】
このシリコン層２２ｉは、例えばポリシリコンにより形成され、シリコン層１１との接合部と同一材料によって構成されている。シリコン層２２ｉは電極２４、２５とシリコン層１１との間に介在して形成されている。本実施形態では、センサ基板２１を用いた実施形態を示すが、前述したセンサ基板３１、４１を適用しても良い。
【０１１８】
シリコン層２２ｉの横延設部２２ｉａが絶縁膜２２ｂの下側に沿って形成されている。
横延設部２２ｉａは、可動電極３ｄの上方に位置してキャップ基板７２に固定設置されるもので、可動電極３ｄが上下方向に撓むことで横延設部２２ｉａとの間隔が変化し、上下方向の撓みを検出することができる。この横延設部２２ｉａの上面上に電極２８ａが形成されており、これにより、上下方向の容量変化を検出できる。
【０１１９】
上記構造の製造方法について説明する。図３０（ａ）に示すように、支持基板２２ａの全外周面に沿って絶縁膜２２ｂを形成し、図３０（ｂ）に示すように、絶縁膜２２ｂの裏面（下面）にポリシリコンをＣＶＤ法により堆積し、ホトリソグラフィによりパターニングしてエッチング処理することで、センサ基板２１との接合面となるキャップ基板７２の所定面にポリシリコンを残留させながら余分なポリシリコンを除去処理する。
【０１２０】
図３０（ｃ）に示すように、キャップ基板７２とセンサ基板２１とを接合する。図３１（ｄ）に示すように、絶縁膜２２ｂの上面上にホトリソグラフィによりレジスト（図示せず）をパターニングし、絶縁膜２２ｂをエッチング処理した後、支持基板２２ａをエッチング処理して貫通電極形成用のトレンチを形成し、当該トレンチ内面に沿って絶縁膜２３を形成する。図３１（ｅ）に示すように、電極２４〜２６、２８、２８ａを形成する。これらの電極２４〜２６、２８、２８ａの形成方法は、前述実施形態と同様である。このような実施形態によれば、上下方向の容量検出の電極２８ａとシリコン層２２ｉａとをｐ型不純物がドープされたシリコン層により構成されている場合には、拡散層レスで形成することができ、前述実施形態と同様の作用効果を奏する。また、上下方向の容量検出用のシリコン層２２ｉａと、電極接触用のシリコン層２２ｉとの同一工程にて形成できるため、工程削減できる。
【０１２１】
（第１１の実施形態）
図３２および図３３は、本発明の第１１の実施形態を示すもので、センサ基板の下側からキャップ基板を構成する半導体層の電位を取得しているところにある。前述実施形態と同一部分については同一符号を付して説明を省略し、以下、異なる部分について説明する。
【０１２２】
図３３（ｅ）に示すように、センサ基板２１に代わるセンサ基板７１を構成する支持基板９には貫通孔９ａが形成され、絶縁膜７１ａが貫通孔９ａの内面に沿って形成されており、当該絶縁膜７１ａの内側の貫通孔内には電極２５ａ、２９ａが構成されている。電極２５ａ、２９ａは、それぞれ、前述実施形態にて説明した電極２５、２９に代わる電極であり、それぞれ電極２５、２９と同一材質により形成されている。これらの電極２５ａ、２９ａは、支持基板９および支持部１０ｂ（酸化膜１０）を貫通して形成されている。
【０１２３】
上記構成の製造方法について図３２および図３３を参照しながら説明する。
前述実施形態にて説明した図１３（ｄ）に示すようにキャップ基板とセンサ基板とを接合すると図３２（ａ）に示す構造が得られる。この後、図３２（ｂ）に示すように、支持基板９の下面にホトリソグラフィによりレジスト（図示せず）をパターニングし、支持基板９の下面側から貫通孔９ａを酸化膜１０の支持部１０ｂに至るまで形成する。この後、図３２（ｃ）に示すように、熱処理またはＣＶＤ法により支持基板９の下面および貫通孔９ａの内面に沿って絶縁膜７１ａを形成する。
【０１２４】
その後、図３３（ｄ）に示すように、貫通孔９ａの内面に沿う絶縁膜７１ａのうち酸化膜１０ｂに接触する最上部と酸化膜１０の支持部１０ｂを通して貫通孔９ａをシリコン層１１に至るまで再加工して形成する。次に、図３３（ｅ）に示すように、貫通孔９ａ内に電極２５ａ、２９ａを埋込む。このようにしてセンサ基板７１の下面側からシリコン層１１の電位を取得することができる。これにより、配線の引き回しなどの自由度が増す。
【０１２５】
（第１２の実施形態）
図３４は、本発明の第１２の実施形態を示すもので、前述実施形態と異なるところは、センサ基板を構成する支持基板の構成材料を貫通電極の母体として構成しているところにある。また、エアアイソレーションを適用して他の支持基板の形成領域との絶縁を図っているところにある。
【０１２６】
図３４（ａ）に示すように、支持基板９の上面上に酸化膜１０を形成し、当該酸化膜１０の所定領域に貫通孔を形成し、当該貫通孔内にシリコン層１１を支持基板９の上面上に接触するようにＣＶＤ法により埋込み、ＣＭＰ法により平坦化処理する。次に、図３４（ｂ）に示すように、シリコン層１１の上にホトリソグラフィによりレジストをパターン形成し、当該パターン形成されたレジストをマスクとしてシリコン層１１をＲＩＥ法などにより異方性エッチング処理し、その後、犠牲層１０を等方性エッチングする。
【０１２７】
図３４（ｃ）に示すように、キャップ基板８２をセンサ基板８１と接合する。センサ基板８１の下面側にホトリソグラフィによりレジスト（図示せず）をパターン形成し、図３４（ｄ）に示すように、支持基板９およびシリコン層１１をシリコン層１１の埋込み領域について異方性エッチング処理することでトレンチ溝（貫通孔）９ｆを形成し、エアアイソレーション構造を形成する。このような実施形態においても、センサ基板８１の下面側からシリコン層１１の電位を取得することができる。
【０１２８】
（第１３の実施形態）
図３５ないし図３７は、本発明の第１３の実施形態を示すもので、ダイアフラムに加わる圧力について歪ゲージを用いて検出する圧力センサに適用したところにある。
【０１２９】
図３５は、歪ゲージを用いてダイアフラムに加わる圧力について検出する圧力センサについてその縦断面図を概略的に示している。
センサ基板２１に代わるセンサ基板９１は、支持基板９の上に絶縁膜を介してシリコン層１１が積層されたＳＯＩ基板を備えている。支持基板９は、その一部が薄膜化されることによりダイアフラム（隔膜）９ｂが形成されており、支持基板９の上に酸化膜１０を介して形成されたｐ型不純物ドープシリコン層１１がピエゾ抵抗素子（歪み抵抗ゲージ）として機能する。ダイアフラム９ｂに圧力が加わると、ダイアフラム９ｂおよびシリコン層１１（ピエゾ抵抗素子）に歪が生じる。所定の方向の圧力が加わると、ピエゾ抵抗素子の抵抗値が変化する。
【０１３０】
キャップ基板２２に代わるキャップ基板９２には、貫通電極２２ｊ、２２ｋがそれぞれ形成されている。貫通電極２２ｊ、２２ｋは、それぞれ、ｐ型のシリコンによる半導体、またはアルミニウムなどの金属電極により形成されており、シリコン層１１の歪み信号を検出する。また、キャップ基板９２の上面上には薄膜抵抗２２ｍを形成して検出回路を構成している。
【０１３１】
上記構造の製造方法について図３６および図３７を参照しながら説明する。
図３６（ａ）に示すように、ｐ型シリコンによる支持基板９上に酸化膜１０を介してｐ型のシリコン層１１を形成する。この場合、ｐ型ＳＯＩ構造もしくはｐ型の不純物がドープされたポリシリコンを堆積することでこの図３６（ａ）に示す構造を得る。
【０１３２】
図３６（ｂ）に示すように、支持基板９の下面（裏面）側にレジスト（図示せず）をホトリソグラフィ技術を用いてパターン形成し、支持基板９の下面（裏面）側をエッチングし支持基板９の一部を薄膜化することでダイアフラム９ｂを形成する。
【０１３３】
図３６（ｃ）に示すように、シリコン層１１に開口を所定形状に形成することでピエゾ抵抗素子として機能する部分を形成する。酸化膜１０上に引き回す配線もシリコン層１１を加工形成することによって同時に構成すると良い。
【０１３４】
他方、図３６（ｄ）に示すように、センサ基板９２について、支持基板２２ａの下面に凹部２２ａａを設け、絶縁膜２２ｂを凹部２２ａａに沿って形成して凹部２２ａａに真空室を形成し、絶縁膜２２ｂの上面上に沿って薄膜抵抗２２ｍを形成する。
【０１３５】
次に、図３７（ｅ）に示すように、センサ基板９１とキャップ基板９２とを接合する。次に、図３７（ｆ）に示すように、酸化膜２２ｂ上にホトリソグラフィ技術によりパターン形成し、当該パターン形成されたレジストをマスクとして貫通孔を形成し、当該貫通孔内に沿って絶縁膜を形成する。次に、図３５に示すように、貫通電極２２ｊ、２２ｋを貫通孔内に埋込み形成することで、貫通電極２２ｋを薄膜抵抗２２ｍとの間で接触させるように構成する。以上、本実施形態に説明したように、歪ゲージを利用した圧力センサに適用することができる。
【０１３６】
（第１４の実施形態）
図３８および図３９は、本発明の第１４の実施形態を示すもので、ダイアフラムに加わる圧力について静電容量の変化を用いて検出する容量式圧力センサに適用したところにある。
【０１３７】
図３９（ｃ）は、容量式圧力センサの縦断面構造を概略的に示している。この図３９（ｃ）に示すように、センサ基板２１に代わるセンサ基板１０１は、支持基板９の下面にダイアフラム９ｂが形成された状態で、支持基板９の上面上に酸化膜１０を介してシリコン層１１が所定形状に加工されることによって構成されている。このシリコン層１１のうち、ダイアフラム９ｂの上方に位置して横方向に延伸する部分は静電容量の変化を検出するための一方の電極Ｚ２として機能する。
【０１３８】
キャップ基板２２に代わるキャップ基板１０２には、前述実施形態にて説明した貫通電極２２ｊ、２２ｋが設けられ、絶縁膜２２ｂの下面側の外面に沿ってシリコン層２２ｉが形成されている。このシリコン層２２ｉは、支持基板２２ａの凹部２２ａａに沿って形成された絶縁膜２２ｂの外面を覆うように横方向に延伸して形成されており、当該凹部２２ａａに沿って形成され且つ前記の電極Ｚ２と対向する部分については他方の電極Ｚ１として機能する。尚、当該電極Ｚ１、Ｚ２間のシリコン層１１、２２ｉは互いに分断されている。
【０１３９】
貫通電極２２ｊは、シリコン層２２ｉにより形成された一方の電極Ｚ１の上に接触して形成されており、貫通電極２２ｋは、孤立して設けられたシリコン層２２ｉを介してシリコン層２２ｉによる他方の電極Ｚ２の上に接触して形成されている。貫通電極２２ｊから電極Ｚ１の電位を取得することができ、貫通電極２２ｋから電極Ｚ２の電位を取得することができる。したがって、電極Ｚ１およびＺ２間の対向する距離が変化することで電極Ｚ１およびＺ２間の容量値も変化し、ダイアフラム９ｂに加わる圧力を貫通電極２２ｊ、２２ｋから検出することができる。
【０１４０】
上記構造の製造方法について図３８および図３９を用いて説明する。
図３８（ａ）に示すように、センサ基板１０１においては、支持基板９上に絶縁膜１０を介してシリコン層１１を形成する。図３８（ｂ）に示すように、支持基板９の下面（裏面）にホトリソグラフィ技術によりパターニングし所定形状に加工することでダイアフラム９ｂを形成し、図３８（ｃ）に示すように、シリコン層１１の上面（表面）にホトリソグラフィ技術によりパターニングし当該シリコン層１１を所定形状に加工する。
【０１４１】
他方、キャップ基板１０２においては、図３８（ｄ）に示すように、支持基板２２ａに凹部２２ａａを形成した後、全面に絶縁膜２２ｂを形成する。次に、図３８（ｅ）に示すように、絶縁膜２２ｂの下面（裏面）側に沿ってシリコン層２２ｉをＣＶＤ法などによって堆積した後、エッチング処理し所望の形状に加工する。凹部２２ａａに沿って形成された絶縁膜２２ｂを覆うようにシリコン層２２ｉが横方向に延伸している部分が電極Ｚ１として形成される。この電極Ｚ１は電気的に孤立するように設けられているが、この電極Ｚ１と別体に構成されたその他のシリコン層２２ｉについては導電膜として絶縁膜２２ｂの下面に沿って構成される。
【０１４２】
次に、図３９（ａ）に示すように、センサ基板１０１の上面（シリコン層１１）とキャップ基板１０２の下面（シリコン層２２ｉ）とを接合する。この場合、シリコン層２２ｉの電極Ｚ１の部分とシリコン層１１の電極Ｚ２の部分とを互いに離間するように接合する。
【０１４３】
次に、図３９（ｂ）に示すように、支持基板２２ａおよび絶縁膜２２ｂに貫通孔を形成し、当該貫通孔の内面に沿って絶縁膜２３を形成した後、ホトリソグラフィ技術を用いてパターン形成しエッチング処理しシリコン層２２ｉの上面上まで達する孔を形成する。次に、図３９（ｃ）に示すように、貫通電極２２ｊ、２２ｋを絶縁膜２３の内側に埋込む。
【０１４４】
本実施形態によれば、以上、本実施形態に説明したように、ダイアフラムに加わる圧力について静電容量の変化を用いて検出する容量式圧力センサに適用することができる。
（他の実施形態）
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に示す変形、拡張が可能である。
【０１４５】
アンカ部３ｃのｐ型シリコン層１１およびその直下の絶縁膜１０の構造について説明をしたが、アンカ部３ｃ以外の別領域のシリコン層１１およびその直下の絶縁膜１０の構造にも同様に適用できる。
【０１４６】
ｐ型のシリコン基板による支持基板９、２２ａ、シリコン層１１（１１ａ、１１ｃ）は、特に他の電気的導電要素との接合部分には不純物を高濃度にドープすると良い。
尚、前述の複数の実施形態にて説明した構造の製造方法は特に断りのない限り、同一符号を付した構成要素については互いに同一の製造方法を適用して形成できる。したがって、一つの実施形態中において簡略化して構成要件の製造方法の説明を行っている部分についても、その他の実施形態に係る製造方法を適用しても良い。また、製造方法については、当業者が容易に実施できる程度であれば適宜工程順序を入れ替えても良い。
【０１４７】
半導体加速度センサＡに適用したが、互いに離間した複数の電極間の静電容量の変化を力学量として検出するその他のヨーレートセンサなどの力学量センサに適用できる。
【符号の説明】
【０１４８】
図面中、Ａは半導体加速度センサ（力学量センサ）、３ｃはアンカ部、３ｄは可動電極（第１電極部分、半導体層）、４は固定部、４ａは基部、４ｂは固定電極（第１電極部分、半導体層）、６〜８は電極パッド（アルミニウム電極パッド）、９は支持基板、９ａは貫通孔、９ｂはダイアフラム、１０は酸化膜（絶縁膜）、１０ａは側面、１０ｂは支持部、１０ｃは酸化膜、１１はシリコン層（第２電極部分、半導体層）、１１ａはシリコン層、２１、３１、４１、５１、６１、７１、８１、９１、１０１はセンサ基板、７１ａは絶縁膜、２２、３２、４２、５２、６２、７２、８２、９２、１０２はキャップ基板、２２ａは支持基板、２２ａａは凹部、２２ｂは絶縁膜、２２ｂａは絶縁膜、２２ｃはシリコン層、２２ｄは電解めっき部、２２ｅは開口、２２ｆはトレンチ溝（貫通孔）、２２ｇはシリコン層（材質膜）、２２ｈは金属電極、２２ｉはシリコン層、２２ｍは薄膜抵抗、２４〜２６、２５ａ、２８〜３０、２９ａは電極、２７は周辺部、を示している。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【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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【図２７】
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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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