(57)【要約】【課題】  支持基板に支持された半導体層にエッチングによりトレンチを形成することで支持基板からリリースされた可動部を形成してなる半導体角速度センサにおいて、エッチングによって可動部を確実にリリースできるようにする。【解決手段】  支持基板に支持された半導体層にエッチングにより半導体層の厚さ方向に貫通するトレンチ２が形成されており、半導体層には、トレンチ２によって区画され支持基板からリリースされた可動部２０、３０が備えられており、角速度が印加されたときの可動部２０、３０の変位状態に基づいて印加角速度を検出するようにした角速度センサにおいて、トレンチ２のうち可動部２０、３０に設けられているトレンチ２ａの幅Ｗ１が、センサのうちでエッチングレートが最大となるような幅となっている。【選択図】        図３
2005315716.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持基板（１ａ）に支持された半導体層（１ｂ）にエッチングにより前記半導体層（１ｂ）の厚さ方向に貫通するトレンチ（２）が形成されており、
前記半導体層（１ｂ）には、前記トレンチ（２）によって区画され前記支持基板（１ａ）からリリースされた可動部（２０、３０）が備えられており、
力学量が印加されたときの前記可動部（２０、３０）の変位状態に基づいて前記印加力学量を検出するようにした半導体力学量センサにおいて、
前記トレンチ（２）のうち前記可動部（２０、３０）もしくはその外周に設けられているトレンチ（２ａ）の幅が、センサのうちでエッチングレートが最大となるような幅となっていることを特徴とする半導体力学量センサ。
【請求項２】
前記可動部（２０、３０）に設けられているトレンチ（２ａ）の幅が、センサのうちでエッチングレートが最大となるような幅となっていることを特徴とする請求項１に記載の半導体力学量センサ。
【請求項３】
前記トレンチ（２）のうち前記可動部（２０、３０）の外周に設けられているトレンチ（２ｃ、２ｄ）は、比較的広い幅の部分とそれに対して比較的狭い幅の部分とが存在しており、
前記可動部（２０、３０）に設けられている前記トレンチ（２ａ、２ｂ）のうち、前記比較的広い幅の部分のトレンチ（２ｃ）に面する部位に設けられている前記トレンチ（２ａ）の幅が、センサのうちでエッチングレートが最大となるような幅となっていることを特徴とする請求項２に記載の半導体力学量センサ。
【請求項４】
前記可動部（２０、３０）に設けられている前記トレンチ（２ａ、２ｂ）のうち、前記比較的狭い幅の部分のトレンチ（２ｄ）に面する部位に設けられている前記トレンチ（２ｂ）の幅は、前記比較的広い幅の部分のトレンチ（２ｃ）に面する部位に設けられている前記トレンチ（２ａ）の幅よりも、エッチングレートが遅くなるような幅となっていることを特徴とする請求項３に記載の半導体力学量センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、支持基板に支持された半導体層にエッチングによりトレンチを形成することで支持基板からリリースされた可動部を形成してなる半導体力学量センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、この種の半導体力学量センサは、支持基板に支持された半導体層にエッチングにより半導体層の厚さ方向に貫通するトレンチが形成されており、半導体層には、トレンチによって区画され支持基板からリリースされた可動部が備えられているものである（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
そして、角速度や加速度などの力学量が印加されたときの可動部の変位状態に基づいて印加力学量を検出するようにしている。
【０００４】
このような半導体力学量センサとしては、たとえば、両シリコン基板を酸化膜を介して貼り合わせてなるＳＯＩ（シリコンオンインシュレータ）基板を用いた角速度センサが提案されている（たとえば、特許文献２参照）。
【０００５】
このような半導体力学量センサは、ＳＯＩ基板における両シリコン基板のうち一方を支持基板とし、半導体層としての他方のシリコン基板に対して、他方のシリコン基板の表面側からトレンチエッチングを施して可動部などの構造体のパターンを区画形成し、さらにサイドエッチングにより、他方のシリコン基板の下部を除去することで可動部をリリースしてなる、いわゆる表面加工型の半導体力学量センサである。
【０００６】
また、このような表面加工型の半導体力学量センサにおいては、エッチングの効率化や可動部の軽量化などのために、可動部などのエッチング残し部として面積の大きい部分に、複数個のトレンチ（貫通穴）を設けることが行われている（たとえば、特許文献３参照）。
【特許文献１】特開２００１−９１２６５号公報
【特許文献２】特開２００１−１３３２６８号公報
【特許文献３】特開２００１−９９８６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、このような可動部を有する半導体力学量センサにおいては、本発明者らの検討によれば、次のような問題が生じることがわかった。
【０００８】
すなわち、支持基板上に支持された半導体層に上記したようなトレンチエッチングを施して、可動部を形成する工程において、可動部をリリースする際のエッチングレートがトレンチ幅に依存してしまう、ということが新たに発見された（図５参照）。
【０００９】
このため、可動部をリリースするにあたり、可動部のうちトレンチ幅の広い広ギャップ部（例えば２０μｍ幅）のトレンチに面した部分では、エッチングが進まずリリースができないという問題が発生した。
【００１０】
そこで、本発明は、上記問題に鑑み、支持基板に支持された半導体層にエッチングによりトレンチを形成することで支持基板からリリースされた可動部を形成してなる半導体力学量センサにおいて、エッチングによって可動部を確実にリリースできるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、支持基板（１ａ）に支持された半導体層（１ｂ）にエッチングにより半導体層（１ｂ）の厚さ方向に貫通するトレンチ（２）が形成されており、半導体層（１ｂ）には、トレンチ（２）によって区画され支持基板（１ａ）からリリースされた可動部（２０、３０）が備えられており、力学量が印加されたときの可動部（２０、３０）の変位状態に基づいて印加力学量を検出するようにした半導体力学量センサにおいて、トレンチ（２）のうち可動部（２０、３０）もしくはその外周に設けられているトレンチ（２ａ）の幅が、センサのうちでエッチングレートが最大となるような幅となっていることを特徴としている。
【００１２】
それによれば、可動部（２０、３０）は、当該可動部（２０、３０）または可動部（２０、３０）の外周に設けられているトレンチ（２）からリリースエッチングされるが、その可動部（２０、３０）もしくは可動部（２０、３０）の外周に設けられているトレンチ（２ａ）の幅が、センサのうちでリリースのエッチングレートが最大となるような幅となっているため、可動部（２０、３０）のエッチング時間を極力短いものにすることができる。
【００１３】
そのため、本発明によれば、支持基板（１ａ）に支持された半導体層（１ｂ）にエッチングによりトレンチ（２）を形成することで支持基板（１ａ）からリリースされた可動部（２０、３０）を形成してなる半導体力学量センサにおいて、エッチングによって可動部（２０、３０）を確実にリリースさせることができる。
【００１４】
ここで、請求項２に記載の発明のように、請求項１に記載の半導体力学量センサにおいては、可動部（２０、３０）に設けられているトレンチ（２ａ）の幅が、センサのうちでエッチングレートが最大となるような幅となっているものにできる。
【００１５】
また、請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の半導体力学量センサにおいて、トレンチ（２）のうち可動部（２０、３０）の外周に設けられているトレンチ（２ｃ、２ｄ）は、比較的広い幅の部分とそれに対して比較的狭い幅の部分とが存在しており、可動部（２０、３０）に設けられているトレンチ（２ａ、２ｂ）のうち、上記比較的広い幅の部分のトレンチ（２ｃ）に面する部位に設けられているトレンチ（２ａ）の幅が、センサのうちでエッチングレートが最大となるような幅となっていることを特徴としている。
【００１６】
それによれば、可動部（２０、３０）のうち比較的広い幅を有するトレンチ（２ｃ）に面する部位は、本来リリースのエッチングレートが遅い部位であるが、本発明では、当該部位に、エッチングレートが最大となるような幅を有するトレンチ（２ａ）を設けているため、当該部位において適切なリリースエッチングを行うことができ、好ましい。
【００１７】
さらに、請求項４に記載の発明によれば、請求項３に記載の半導体力学量センサにおいて、可動部（２０、３０）に設けられているトレンチ（２ａ、２ｂ）のうち、上記比較的狭い幅の部分のトレンチ（２ｄ）に面する部位に設けられているトレンチ（２ｂ）の幅は、上記比較的広い幅の部分のトレンチ（２ｃ）に面する部位に設けられているトレンチ（２ａ）の幅よりも、エッチングレートが遅くなるような幅となっていることを特徴としている。
【００１８】
可動部（２０、３０）のうち比較的狭い幅を有するトレンチ（２ｄ）に面する部位は、比較的広い幅を有するトレンチ（２ａ）に面する部位よりも、リリースのエッチングレートが速い部位であるが、本発明のようにすることにより、可動部（２０、３０）における比較的狭い幅を有するトレンチ（２ｄ）に面する部位において、過大にエッチングがなされることを防止することができる。
【００１９】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。
【００２１】
図１は、本発明の実施形態に係る半導体力学量センサとしての半導体角速度センサ１００の概略平面構成を示す図であり、図２は、図１中のＡ−Ａ一点鎖線に沿った概略断面図である。また、図３は、図１中のＢ部の拡大平面図である。
【００２２】
この角速度センサ１００は、シリコン基板等からなる半導体基板１を加工することにより形成されたものである。
【００２３】
具体的には、この半導体基板１に、エッチング等の周知の半導体製造技術を用いてトレンチ２を形成することにより、図１に示されるように、固定された部分としての枠状の基部１０、この基部１０における枠内周部に位置して可動となっている可動部２０、３０等からなる構造体が区画され形成されている。
【００２４】
より具体的に言うならば、図２に示されるように、本角速度センサ１００は、たとえば半導体基板１として両シリコン基板１ａ、１ｂを酸化膜１ｃを介して貼り合わせてなるＳＯＩ（シリコンオンインシュレータ）基板１を用いて形成されている。
【００２５】
そして、このＳＯＩ基板１における両シリコン基板１ａ、１ｂのうち第１のシリコン基板１ａ（図２中の下側）を支持基板として構成しており、半導体層としての第２のシリコン基板１ｂ（図２中の上側）に対して、第２のシリコン基板１ｂの表面側からトレンチエッチング、さらにはサイドエッチングといった周知のマイクロマシン加工技術を施す。
【００２６】
それによって、当該第２のシリコン基板１ｂに上記トレンチ２を形成するとともに、当該トレンチ２によって区画された上記各部１０、２０、３０等の構造体を、当該第２のシリコン基板１ｂに形成するものである。
【００２７】
ここで、図１では、上記構造体が形成されている第２のシリコン基板１ｂの表面側、すなわち支持基板１ａ上に支持された半導体層１ｂの表面側が示されている。また、図１中の破線および図２に示されるように、第２のシリコン基板１ｂのうち基部１０の内周に位置する部位は、酸化膜１ｃと離間するように薄くなった薄肉部３となっている。
【００２８】
それによって、この基部１０の内周部すなわち薄肉部３では、上記構造体が形成されている第２のシリコン基板１ｂは、第１のシリコン基板１ａすなわち支持基板１ａからリリースしている。
【００２９】
このようして、本例においては、当該第２のシリコン基板１ｂは、その基部１０において、酸化膜１ｃを介して第１のシリコン基板１ａ上に支持されて固定されており、可動部２０は、第１のシリコン基板１ａすなわち支持基板１ａからリリースされて可動となっている。
【００３０】
図１に示されるように、可動部２０、３０は、略矩形状の駆動用振動部２０と、駆動用振動子部２０を取り囲む矩形枠状の検出用振動部３０と、駆動用振動部２０および検出用振動部３０を連結する複数個（図示例では４個）の駆動用梁部２１と、検出用振動部３０およびその外周の基部１０を連結する複数個（図示例では２個）の検出用梁部３１と、を備えている。
【００３１】
駆動用振動部２０は、駆動用梁部２１を介して検出用振動部３０と一体化されており、さらに言うならば、駆動用振動部２０は検出用振動部３０および検出用梁部３１を介在させてはいるが、駆動用梁部２１を介して検出用振動部３０、基部１０、さらに支持基板としての第１のシリコン基板１ａに連結されている。
【００３２】
各々の駆動用梁部２１は、コの字型の折り返し形状をなしており、その一端部側が駆動用振動部２０に接続され、他端部側が検出用振動部３０における枠内周面に接続されている。
【００３３】
また、駆動用梁部２１においては、上記コの字形状における互いに平行な一対の平行棒部２２および２３が、その長手方向と直交する方向にたわむようになっている。そのため、駆動用振動部２０は図１中の矢印Ｘ方向に振動可能となっている。以下、この矢印Ｘ方向を、駆動用振動部２０が振動する第１の方向Ｘと言うことにする。
【００３４】
一方、各々の検出用梁部３１は、一対の梁３２、３３が平行に離間して配置されるとともにこれら両梁３２、３３の両端部が連結された長方形枠形状をなしている。
【００３５】
そして、一方の梁３２の中間部が、基部１０における枠内周面から突出した突出部に接続されて、基部１０に固定支持されており、他方の梁３３の中間部が、検出用振動部３０に接続されている。
【００３６】
つまり、検出用振動部３０は、検出用梁部３１を介して基部１０、さらには支持基板としての第１のシリコン基板１ａに連結されている。
【００３７】
また、検出用梁部３１においては、上記した互いに平行な一対の梁３２、３３が、その長手方向と直交する方向にたわむようになっている。
【００３８】
そのため、検出用振動部３０は、上記基板１の平面内にて駆動用振動部２０の振動方向である第１の方向Ｘと直交する方向、すなわち図１中の矢印Ｙ方向に振動可能となっている。以下、この矢印Ｙ方向を、検出用振動部３０が振動する第２の方向Ｙと言うことにする。
【００３９】
また、検出用振動部３０の外周部には、この外周部と対向する基部１０の内周部に向かって突出する櫛歯状の突起部３５が形成されており、この突起部３５とかみ合うように当該基部１０の内周部からも櫛歯状の突起部１１が形成されており、両方の突起部１１、３５により、本センサ１００の検出電極部１１、３５が構成されている。
【００４０】
なお、これら検出電極部１１、３５と可動部２０、３０とは、ともに基部１０に連結されているが、基部１０には図示しないトレンチ（溝）が形成されることにより、これら検出電極部１１、３５と可動部２０、３０とは、互いに電気的に独立している。
【００４１】
このように、本角速度センサ１００においては、支持基板としての第１のシリコン基板１ａに支持された半導体層としての第２のシリコン基板１ｂをエッチングすることにより、第２のシリコン基板１ｂの厚さ方向に貫通するトレンチ２が形成されている。
【００４２】
そして、第２のシリコン基板１ｂには、第１のシリコン基板１ａからリリースされた可動部２０、３０が形成されている。ここで、可動部２０、３０は、駆動用振動部２０と検出用振動部３０とからなる。
【００４３】
そして、検出用振動部３０は、第２の方向Ｙに変位可能な検出用梁部３１を介して基部１０から第１のシリコン基板１ａに連結されており、駆動用振動部２０は、第１の方向Ｘに変位可能な駆動用梁部２１を介して検出用振動部３０に連結されている。
【００４４】
さらに、この角速度センサ１００において、本実施形態では、図１〜図３に示されるように、トレンチ２としては、可動部２０、３０の外周のトレンチ２（２ｃ、２ｄ）以外にも、可動部２０、３０すなわち駆動用振動部２０および検出用振動部３０にも、トレンチ２（２ａ、２ｂ）が形成されている。
【００４５】
なお、本角速度センサ１００においては、基部１０の内周部において、エッチング残し部としての比較的面積の小さい各梁２１、３１や各櫛歯部１１、３５には、トレンチは設けられておらず、それ以外の部分であって面積が比較的大きい部分、すなわち駆動用振動部２０および検出用振動部３０にトレンチ２ａ、２ｂが設けられている。
【００４６】
上述したように本角速度センサ１００は、ＳＯＩ基板１における第１のシリコン基板１ａを支持基板とし、第２のシリコン基板１ｂの表面側からトレンチエッチング、サイドエッチングを施すことにより、第２のシリコン基板１ｂに、第１のシリコン基板１ａからリリースされた可動部２０、３０を形成することにより製造することができる。
【００４７】
そこで、本実施形態においても、このような表面加工型の半導体デバイスとしての角速度センサ１００におけるエッチングの効率化や軽量化のために、エッチング残し部として面積の大きい可動部２０、３０に、複数個のトレンチ２ａ、２ｂを設けている。
【００４８】
ここにおいて、図３に示されるように、本実施形態では、センサ１００全体のトレンチ２のうち可動部２０、３０に設けられているトレンチ２ａの幅Ｗ１が、センサ１００のうちでリリースのエッチングレートが最大となるような幅となっている。
【００４９】
特に、本実施形態では、図３に示されるように、可動部２０、３０の外周に設けられているトレンチ２ｃ、２ｄは、比較的広い幅Ｗ３の部分のトレンチ２ｃとそれに対して比較的狭い幅Ｗ４の部分のトレンチ２ｄとが存在している。
【００５０】
そして、可動部２０、３０に設けられているトレンチ２ａ、２ｂのうち、上記比較的広い幅Ｗ３の部分のトレンチ２ｃに面する部位に設けられているトレンチ２ａの幅Ｗ１が、センサ１００のうちでリリースのエッチングレートが最大となるような幅となっている。
【００５１】
また、可動部２０、３０に設けられているトレンチ２ａ、２ｂのうち、上記比較的狭い幅Ｗ４の部分のトレンチ２ｄに面する部位に設けられているトレンチ２ｂの幅Ｗ２は、上記比較的広い幅Ｗ３の部分のトレンチ２ｃに面する部位に設けられているトレンチ２ａの幅Ｗ１よりも、エッチングレートが遅くなるような幅となっている。
【００５２】
なお、本実施形態でいうトレンチの幅とは、トレンチの長手方向とは直交する方向に沿った幅であり、いわゆるトレンチ線幅のことである。
【００５３】
このような角速度センサ１００の製造方法について、図４を参照して、より具体的に述べておく。図４は、本センサ１００の製造方法を示す工程図である。
【００５４】
まず、図４（ａ）に示されるように、ＳＯＩ基板１を用意し、このＳＯＩ基板１の第２のシリコン基板１ｂにフォトリソグラフ技術を用いて上記構造体１０〜３０に対応した形状のマスクを形成する。
【００５５】
その後、図４（ｂ）に示されるように、ＣＦ4やＳＦ6等のガスを用いてドライエッチング等にてトレンチエッチングを行い、トレンチ２を形成することによって、上記構造体１０〜３０のパターンを一括して形成する。
【００５６】
続いて、図４（ｃ）に示されるように、さらにエッチングを進め、リリースエッチングとしてサイドエッチングを行って第２のシリコン基板１ｂの下部を除去し、上記薄肉部３を形成することで、可動部２０、３０をリリースする。このようにして角速度センサ１００を製造することができる。
【００５７】
かかる構成を有する角速度センサ１００の作動について述べる。まず、図示しないが電磁駆動もしくは容量駆動等により、駆動用振動部２０を図１中の第１の方向Ｘに振動（駆動振動）させる。
【００５８】
この駆動振動のもと、図１に示されるように、紙面垂直方向の軸周りすなわち第１の方向Ｘおよび第２の方向Ｙと直交する軸周りに、角速度Ωが角速度センサ１００に印加されると、駆動用振動部２０に対して、第２の方向Ｙにコリオリ力が発生する。
【００５９】
このコリオリ力は、駆動用梁部２１から検出用振動部３０に伝わり、検出用振動部３０と駆動用振動部２０とが、図１中の第２の方向Ｙに一体に振動（検出振動）する。そして、この検出振動により、上記両突起部１１、３５間の距離が変化する。この距離変化を基部１０に形成された図示しない配線部等を介して、当該両突起部１１、３５間の容量変化として検出することにより、上記角速度Ωが検出されるのである。
【００６０】
ところで、本実施形態によれば、第１のシリコン基板１ａに支持された第２のシリコン基板１ｂにエッチングにより第２のシリコン基板１ｂの厚さ方向に貫通するトレンチ２が形成されており、第２のシリコン基板１ｂには、トレンチ２によって区画され第１のシリコン基板１ａからリリースされた可動部２０、３０が備えられており、角速度が印加されたときの可動部２０、３０の変位状態に基づいて印加角速度を検出するようにした角速度センサにおいて、トレンチ２のうち可動部２０、３０に設けられているトレンチ２ａの幅Ｗ１が、センサ１００のうちでエッチングレートが最大となるような幅となっていることを特徴とする角速度センサ１００が提供される。
【００６１】
可動部２０、３０は、当該可動部２０、３０および可動部２０、３０の外周に設けられているトレンチ２からリリースエッチングされるが、本実施形態では、その可動部２０、３０に設けられているトレンチ２ａの幅Ｗ１を、センサ１００のうちでリリースのエッチングレートが最大となるような幅としているため、可動部２０、３０のエッチング時間を極力短いものにすることができる。
【００６２】
そのため、本実施形態によれば、角速度センサ１００において、エッチングによって可動部２０、３０を確実にリリースさせることができる。
【００６３】
特に、上述したように（図３参照）、本実施形態の角速度センサ１００においては、トレンチ２のうち可動部２０、３０の外周に設けられているトレンチ２ｃ、２ｄは、比較的広い幅Ｗ３の部分とそれに対して比較的狭い幅Ｗ３の部分とが存在しており、可動部２０、３０に設けられているトレンチ２ａ、２ｂのうち、上記比較的広い幅Ｗ３の部分のトレンチ２ｃに面する部位に設けられているトレンチ２ａの幅Ｗ１が、センサ１００のうちでエッチングレートが最大となるような幅となっていることを特徴としている。
【００６４】
それによれば、可動部２０、３０のうち比較的広い幅Ｗ３を有するトレンチ２ｃに面する部位は、本来リリースのエッチングレートが遅い部位であるが、本実施形態では、当該部位に、エッチングレートが最大となるような幅Ｗ１を有するトレンチ２ａを設けているため、当該部位において適切なリリースエッチングを行うことができ、好ましい。
【００６５】
さらに、上述したように（図３参照）、本実施形態の角速度センサ１００においては、可動部２０、３０に設けられているトレンチ２ａ、２ｂのうち、上記比較的狭い幅Ｗ４の部分のトレンチ２ｄに面する部位に設けられているトレンチ２ｂの幅Ｗ２は、上記比較的広い幅Ｗ３の部分のトレンチ２ｃに面する部位に設けられているトレンチ２ａの幅Ｗ１よりも、エッチングレートが遅くなるような幅となっていることを特徴としている。
【００６６】
可動部２０、３０のうち比較的狭い幅Ｗ４を有するトレンチ２ｄに面する部位は、比較的広い幅Ｗ３を有するトレンチ２ｃに面する部位よりも、リリースのエッチングレートが速い部位であるが、本実施形態のようにすることにより、可動部２０、３０における比較的狭い幅Ｗ４を有するトレンチ２ｄに面する部位において、過大にエッチングがなされることを防止することができる。
【００６７】
本実施形態における上記した効果等について、図５および図６も参照して、より具体的に述べる。
【００６８】
図５は、トレンチ幅（単位：μｍ）とリリースエッチングのレート（単位：μｍ／分）との関係について、本発明者らが調査した結果を示す図である。また、図６は、本実施形態の角速度センサ１００において、従来のトレンチ構成を採用した比較例を示す平面図であり、上記図３と同様の視点にて示してある。
【００６９】
図５に示されるように、エッチングレートは、あるトレンチ幅のところで最大となる。ここでは、トレンチ幅が図５中のＰ１点、たとえば７μｍ程度のところで、エッチングレートは最大値となる。また、トレンチ幅が約１０μｍを超えていくと、エッチングレートはほぼ０に近くなっていく。
【００７０】
上記図３に示される本実施形態の構成の場合、可動部２０、３０の外周に設けられている比較的広い幅Ｗ３のトレンチ２ｃの幅Ｗ３は、１０μｍ以上、たとえば２０μｍ程度である。
【００７１】
また、可動部２０、３０に設けられているトレンチ２ａ、２ｂのうち、上記比較的広い幅Ｗ３の部分のトレンチ２ｃに面する部位に設けられているトレンチ２ａの幅Ｗ１は、最大エッチングレートとなる７μｍ程度とする。
【００７２】
また、可動部２０、３０に設けられているトレンチ２ａ、２ｂのうち、上記比較的狭い幅Ｗ４の部分のトレンチ２ｄに面する部位に設けられているトレンチ２ｂの幅Ｗ２は、上記幅Ｗ３よりもエッチングレートが遅くなる幅であり、たとえば図５中のＰ２点となる３μｍまたは９μｍ程度とする。図３においては、幅Ｗ２は３μｍ程度としている。
【００７３】
このようにすることにより、本実施形態においては、可動部２０、３０において比較的リリースのエッチングレートが遅い部位では、エッチング時間を短くして確実なリリースを実現するとともに、可動部２０、３０において比較的エッチングレートの速い部位において、過大にエッチングがなされることを防止することができる。
【００７４】
それに対して、図６に示される比較例では、可動部２０、３０におけるトレンチ２ｂの幅Ｗ２が、すべて実質的に同一である。そのため、可動部２０、３０のうち比較的狭い幅Ｗ４を有するトレンチ２ｄに面する部位では、確実にリリースがなされるが、可動部２０、３０のうち比較的広い幅Ｗ３を有するトレンチ２ｃに面する部位では、エッチング残りが生じ、リリースが不完全になる可能性がある。
【００７５】
以上述べてきたように、本実施形態によれば、支持基板１ａに支持された半導体層１ｂにエッチングによりトレンチ２を形成することで支持基板１ａからリリースされた可動部２０、３０を形成してなる半導体力学量センサとしての角速度センサ１００において、エッチングによって可動部２０、３０を確実にリリースさせることができる。
【００７６】
（他の実施形態）
なお、上記実施形態では、センサ１００のうちでエッチングレートが最大となるような幅Ｗ１を有するトレンチ２ａは、可動部２０、３０に設けられていたが、可動部２０、３０の外周に位置するトレンチ、すなわち上記図３でいうならば、可動部２０、３０の外形を区画するトレンチ２ｃ、２ｄであってもよい。
【００７７】
また、本発明は、角速度センサに限定されるものではなく、加速度センサなどに適用してもよい。
【００７８】
要するに、本発明は、支持基板に支持された半導体層にエッチングにより半導体層の厚さ方向に貫通するトレンチが形成されており、半導体層には、トレンチによって区画され支持基板からリリースされた可動部が備えられており、力学量が印加されたときの可動部の変位状態に基づいて印加力学量を検出するようにした半導体力学量センサにおいて、トレンチのうち可動部もしくは可動部の外周に設けられているトレンチの幅を、センサのうちでエッチングレートが最大となるような幅としたことを要部とするものであり、その他の部分については、適宜設計変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の実施形態に係る半導体力学量センサとしての角速度センサの概略平面構成を示す図である。
【図２】図１中のＡ−Ａ一点鎖線に沿った概略断面図である。
【図３】図１中のＢ部の拡大平面図である。
【図４】上記実施形態の角速度センサの製造方法を示す工程図である。
【図５】トレンチ幅とリリースエッチングのレートとの関係について調査した結果を示す図である。
【図６】従来のトレンチ構成を採用した比較例を示す平面図である。
【符号の説明】
【００８０】
１…半導体基板としてのＳＯＩ基板、１ａ…支持基板としての第１のシリコン基板、
１ｂ…半導体層としての第２のシリコン基板、２…トレンチ、
２ａ、２ｂ…可動部に設けられているトレンチ、
２ｃ、２ｄ…可動部の外周に設けられているトレンチ、
２０…可動部としての駆動用振動部、３０…可動部としての検出用振動部。
【図１】
2005315716.tif 000003
【図２】
2005315716.tif 000004
【図３】
2005315716.tif 000005
【図４】
2005315716.tif 000006
【図５】
2005315716.tif 000007
【図６】
2005315716.tif 000008