(57)【要約】【課題】犠牲膜のエッチング時に、露出されている金属材料部の腐食を防止し、製造を容易にしたダイアフラム構造を有するＭＥＭＳ素子及びその製造方法を提供する。【解決手段】半導体基板１２の表面に金属膜又は金属窒化膜又は金属酸化膜による犠牲膜１３を形成する工程と、犠牲膜１３上に可動薄片となる薄膜１７を形成する工程と、犠牲膜１３を選択性のある溶液でエッチング除去し、分離空隙２８を挟んで半導体基板１２の表面と対向する可動薄片１１を形成する工程とを有する。【選択図】        図２
2005028504.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板の表面と可動薄片との間に、金属膜又は金属窒化膜又は金属酸化膜による犠牲膜を選択性のある溶液でエッチング除去して形成された分離空隙を有し、
前記半導体基板に前記可動薄片の動作に伴う信号処理を行う信号処理回路が形成されて成る
ことを特徴とするＭＥＭＳ素子。
【請求項２】
前記分離空間が、窒化チタン、コバルト、酸化ハフニウムまたは酸化ジルコニウムのいずれかによる犠牲膜をエッチング除去して形成されて成る
ことを特徴とする請求項１記載のＭＥＭＳ素子。
【請求項３】
前記可動薄片にピエゾ抵抗素子が形成されて、圧力または加速度による容量変化を検出するようにして成る
ことを特徴とする請求項１記載のＭＥＭＳ素子。
請求項４は削除、以降項の番号繰上げ
【請求項４】
前記可動薄片に焦電膜が形成されて、赤外線吸収による温度変化を検出するようにして成る
ことを特徴とする請求項１記載のＭＥＭＳ素子。
【請求項５】
前記可動薄片を２つの電極ではさまれた圧電層で形成して共鳴器が構成され、空気／共鳴器界面において反射する音波を検出するようにして成る
ことを特徴とする請求項１記載のＭＥＭＳ素子。
【請求項６】
半導体基板の表面に金属膜又は金属窒化膜又は金属酸化膜による犠牲膜を形成する工程と、
前記犠牲膜上に可動薄片となる薄膜を形成する工程と、
前記犠牲膜を選択性のある溶液でエッチング除去し、分離空隙を挟んで前記半導体基板の表面と対向する可動薄片を形成する工程とを有する
ことを特徴とするＭＥＭＳ素子の製造方法。
【請求項７】
前記犠牲膜に、窒化チタン、コバルト、酸化ハフニウムまたは酸化ジルコニウムを用いる
ことを特徴とする請求項６記載のＭＥＭＳ素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＭＥＭＳ素子及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、表面マイクロマシーニング技術を用いてシリコン半導体基板の表面に小型の圧力センサや加速度センサ等のＭＥＭＳ素子を形成し、更にそのＭＥＭＳ素子を動作させる信号を処理する回路を該基板上に集積した装置が提案されている。これらのＭＥＭＳ素子はダイアフラム構造を有している。このダイアフラム構造の作製においては、犠牲膜を形成して置き、可動するための構造体を形成した後、この犠牲膜を除去することで、完成する。
【０００３】
従来技術では、ダイアフラム等の可動薄片をシリコン多結晶膜やシリコン窒化膜で形成し、犠牲膜をシリコン酸化膜またはシリコン単結晶膜やシリコン多結晶膜で形成している。一方、ダイアフラムを可動させるために、電極や回路部を同時に形成している。電極は一般的にアルミニウムが用いられ、回路部はＣＭＯＳ（相補型金属酸化膜半導体）プロセスで作製し、配線にはアルミニウム合金が用いられる。
【０００４】
ダイアフラム構造の作製方法の例は、特許文献１に記載されている。このダイアフラム構造は、前述と同様に犠牲膜を形成して置き、可動するための構造体を形成した後、この犠牲膜をエッチング除去して作製される。この犠牲膜のエッチング工程の終盤近く、または最終工程において行われる。
【０００５】
図１４及び図１５は、従来のダイアフラム構造を有するＭＥＭＳ素子の製造方法の例を示す。先ず、図１４Ａに示すように、シリコン単結晶基板１３２を用意する。次に、図１４Ｂに示すように、シリコン単結晶基板１３２上に例えばＣＶＤ法（化学気相成長法）などで犠牲膜となるシリコン酸化膜１３３を形成する。次に、図１４Ｃに示すように、ダイアフラム形成領域１４１及び電極取出し領域１４２に対応する部分にフォトレジスト膜１３４Ａ，１３４Ｂが残るように、所要パターンのフォトレジストマスク４を形成する。次に、図１４Ｄに示すように、レジストマスク１３４を介してシリコン酸化膜３をパターニングして、ダイアフラム形成領域１４１と電極取出し領域１４２に対応する部分のシリコン酸化膜１３３を残す。次に、図１４Ｅに示すように、シリコン酸化膜による犠牲膜１３３を含む基板１３２上の全面にダイアフラムとなるシリコン窒化膜１３５、多結晶シリコン膜１３６及びシリコン窒化膜１３７を例えばＣＶＤ法により順次積層した積層膜１３８を形成する。
【０００６】
次に、図１５Ｆに示すように、積層膜１３８上に電極取出し領域１４２と犠牲膜１３３を除去する際の透孔（例えば四隅の透孔）となる部分とに開口１４３及び１４４を有する所要パターンのフォトレジストマスク１３９を形成する。次に、図１５Ｇに示すように、フォトレジストマスク１３９を介してエッチングによるパターニングを行い、積層膜９にシリコン酸化膜１３３に達する透孔１４５及び開口１４６を形成する。次に、図１５Ｈに示すように、開口１６内に積層膜８の多結晶シリコン膜６と接続するようにアルミニウム電極１４７を選択的に形成する。アルミニウム電極１４７は、スパッタなどでアルミニウム膜を形成した後、アルミニウム膜をパターニングして形成することができる。次に、図１５Ｉに示すように、積層膜８に形成した四隅の透孔１４５を通じて、フッ化水素酸により犠牲膜のシリコン酸化膜１３３をエッチング除去する。これによって、中空部１４８を挟んで積層膜８によるダイアフラム１３１が形成される。なお、図示せざるも、シリコン単結晶基板１３２自身、あるいはシリコン単結晶基板１３２のダイアフラム１３１に対応する部分に基板１３２と異なる導電型の不純物導入領域を形成し、あるいはシリコン単結晶基板１３２の表面に絶縁膜を介して導電膜を形成して下部電極とすることができる。
【０００７】
【特許文献】
特開平１１ー８７７３６号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来、犠牲膜をエッチング除去する方法としては、ドライ方式とウェット方式にいずれかを用いることになる。しかし、ダイアフラム構造では、除去すべき犠牲膜の体積が大きいために、ウェット方式でなければ十分なエッチング速度が得られない。ウェット方式によるエッチングにおいては、図１５Ｉで説明したように、例えば犠牲膜にシリコン酸化膜を用いた場合、１００〜３００ｎｍ／分のエッチング速度を持つフッ化水素酸によりエッチングが行われる。一方、犠牲膜にシリコンを用いる場合には、水酸化カリウムやアンモニア水、テトラメチルアンモニウム水酸化物が用いられる。
【０００９】
犠牲膜をエッチングする際に、電極や回路が露出していると、前述のような薬液を用いた場合、アルミニウムやアルミニウム合金が腐食してしまうという問題があった。即ち、図１４及び図１５の従来のダイアフラム構造の製造方法の例では、犠牲膜であるシリコン酸膜１３３をフッ化水素酸で除去する図１５Ｉの工程において、アルミニウム電極１４７がフッ化水素酸により腐食してしまう。犠牲膜に多結晶シリコン膜を用いた場合にも、水酸化カリウムにより同様なことが起きる。
【００１０】
本発明は、上述の点に鑑み、犠牲膜のエッチング時に露出されている金属材料部の腐食を防止し、高精度で高信頼性を有し、長寿命化を図ったダイアフラム構造を有するＭＥＭＳ素子を提供するものである。
また、本発明は、犠牲膜のエッチング時に、露出されている金属材料部の腐食を防止し、製造を容易にしたダイアフラム構造を有するＭＥＭＳ素子の製造方法を提供するものでる。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るＭＥＭＳ素子は、半導体基板の表面と可動薄片との間に、金属膜又は金属窒化膜又は金属酸化膜による犠牲膜を選択性のある溶液でエッチング除去して形成された分離空隙を有し、半導体基板に前記可動薄片の動作に伴う信号処理を行う信号処理回路が形成されて成る。
分離空隙は、窒化チタン、コバルト、酸化ハフニウムまたは酸化ジルコニウムのいずれかによる犠牲膜をエッチング除去して形成することができる。
【００１２】
本発明のＭＥＭＳ素子では、半導体基板と可動薄片との間の分離空隙が、金属膜又は金属窒化膜又は金属酸化膜による犠牲膜の除去、即ち犠牲膜を選択性のある溶液での除去により形成されるので、エッチング時に露出している電極が腐食されない。
【００１３】
上記ＭＥＭＳ素子は、可動薄片にピエゾ抵抗素子を形成し、分離空隙を介してキャパシタンスを形成して、圧力または加速度による容量変化を検出するようにした容量型の圧力センサまたは加速度センサとして構成することができる。
上記ＭＥＭＳ素子は、可動薄片に焦電膜を形成し、赤外線による容量変化を検出するようにした赤外線センサとして構成することができる。
上記ＭＥＭＳ素子は、可動薄片を２つの電極ではさまれた圧電層で形成して共鳴器を構成し、空気／共鳴器界面において反射する音波を検出するようにした周波数フィルタとして構成することができる。
【００１４】
本発明に係るＭＥＭＳ素子の製造方法は、半導体基板の表面に金属膜又は金属窒化膜又は金属酸化膜による犠牲膜を形成する工程と、犠牲膜上に可動薄片となる薄膜を形成する工程と、犠牲膜を選択性のある溶液によりエッチング除去し、分離空隙を挟んで半導体基板の表面と対向する可動薄片を形成する工程とを有する。
犠牲膜には、窒化チタン、コバルト、酸化ハフニウムまたは酸化ジルコニウムを用いることができる。
【００１５】
本発明のＭＥＭＳ素子の製造方法では、犠牲膜に金属膜又は金属窒化膜又は金属酸化膜を用いて可動薄片となる薄膜を形成して後、犠牲膜を選択性のある溶液でエッチング除去する工程を有するので、エッチング時に露出している電極を腐食することなく犠牲膜のみが除去さる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
前述した課題は、犠牲膜の材料とアルミニウムのエッチング選択比が小さいことにより起きる。この課題を解決するには、犠牲膜の材料とダイアフラム構造体の材料及び電極材料とのエッチング選択比が大きい、犠牲膜とエッチング液の組み合わせを用いることにより達成される。
【００１７】
特に、犠牲膜として窒化チタン、電極材料としてコバルトを用いて、アンモニア／過酸化水素混合液やテトラメチルアンモニウム水酸化物等のアルカリ性水溶液を用いてエッチングすることにより、コバルト電極やダイアフラム構造材料を腐食させずに、窒化チタンの犠牲膜をエッチング除去できる。このため、低コストでかつ工程数の少ないプロセスで、歩留りや機械的強度（劈開。転位の発生方向、応力による塑性変形等）及びその信頼性を格段に向上させることができる。
【００１８】
また、犠牲膜としてコバルト、電極材料としてコバルトシリサイドを用いて、硫酸／過酸化水素混合液や、塩酸／過酸化水素混合液などの酸を用いてエッチングすることにより、上記と同様の効果が得られる。さらに、犠牲膜として酸化ハフニウムまたは酸化ジルコニウム、電極材料としてアルミニウムを用いて、酸化物を過剰に溶解した発煙硝酸等の酸を用いてエッチングすることにより、上記と同様の効果がえられる。
【００１９】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００２０】
図１及び図２は、本発明に係るＭＥＭＳ素子の第１実施の形態をその製造方法と共に示す。本例のＭＥＭＳ素子は、ピエゾ抵抗素子を用いた圧力センサと該圧力センサの信号処理回路を一体に組み込んだ半導体集積回路装置に適用した場合である。同図は圧力センサ用の１つの可動薄片となるダイアフラム部のみを示す。
【００２１】
ピエゾ抵抗素子を用いた圧力センサは、図示せざるも、ピエゾ抵抗素子となる例えば多結晶シリコン膜を含むダイアフラムを４個形成され、これら４個のダイアフラムが配線によりフルブリッジ接続された構成を備える。
【００２２】
本実施の形態に係るＭＥＭＳ素子の製造は、先ず、図１Ａに示すように、半導体基板、本例ではシリコン単結晶基板１２を用意する。このシリコン単結晶の品位は、例えば、製法；ＣＺ（チョコラルスキー法、引き上げ法）、結晶方位；オフアングル（オフオリエンテーション）３±０．２°の（１００）面、導電型；ｎ型、ドーパント；リン、抵抗率；２０〜５０Ωｃｍ、直径２００ｍｍ、厚み７２５μｍである。オフアングル３±０．２°はエピタキシャル成長時の積層欠陥（スタッキングフォールト）の発生を防止するためである。
【００２３】
次に、図１Ｂに示すように、シリコン単結晶基板１２の表面に犠牲膜となる窒化チタン膜１３を形成する。本例ではスパッタにより膜厚１００ｎｍ程度の窒化チタン膜１３を形成する。
【００２４】
次に、図１Ｃに示すように、窒化チタン膜１３上に所要パターンのフォトレジストマスク１４を形成する。このフォトレジストマスク１４は、可動薄片となるダイアフラムの形成領域１５及び電極取出し領域１６に対応する部分にフォトレジスト膜１４Ａ，１４Ｂが残るように形成する。
【００２５】
次に、図１Ｄに示すように、窒化チタン膜１３をフォトレジストマスク１４を介して選択エッチングによりパターニングする。パターニングは、例えばドライエッチングにより行う。これにより、ダイアフラムの形成領域１５に対応する部分に窒化チタン膜による犠牲膜１３Ａが形成され、電極取出し領域１６に対応する部分に窒化チタン膜１３Ｂが形成される。
【００２６】
次に、図１Ｅに示すように、犠牲膜１３Ａ及び電極取出し領域の窒化チタン膜１３Ｂを含む基板全面にダイアフラムとなる薄膜１７を形成する。本例では薄膜１７として、シリコン窒化膜１８と多結晶シリコン膜１９とシリコン窒化膜２０とをそれぞれ減圧ＣＶＤ法により積層した積層膜で形成する。多結晶シリコン膜１９はひずみゲージとなるピエゾ抵抗素子として形成されるものであり、シリコン窒化膜１８及び１９はピエゾ抵抗素子の表面保護膜として形成されるものである。また、膜厚は本例ではシリコン窒化膜１８が３００ｎｍ程度、多結晶シリコン膜１９が２００ｎｍ程度、シリコン窒化膜２０が１００ｎｍ程度とすることができる。
【００２７】
次に、図２Ｆに示すように、積層膜１７上に電極取出し領域１６と犠牲膜１３Ａを除去する際の開口部（例えば四隅に開口部）に対応する部分に開口２２と２３を有する所要パターンのフォトレジストマスク２４を形成する。
【００２８】
次に、図２Ｇに示すように、フォトレジストマスク２４を介して積層膜１７を選択的にエッチングして、積層膜１７に窒化チタン膜１３Ｂ及び犠牲膜１３Ａに達する開口部２５及び２６を形成する。エッチングは例えばドライエッチングで行う。
【００２９】
次に、図２Ｈに示すように、コバルト膜を所要の膜厚で形成した後、電極形成領域１６に対応する部分を残して他部のコバルト膜を選択的に除去し、開口部２５内を含む領域１６にコバルト電極２７を形成する。本例では膜厚１００ｎｍ程度のコバルト膜をスパッタにより成膜して不要部分からコバルト膜を除去し、コバルト電極２７を形成する。このコバルト電極２７はダイアフラムとなる積層膜の多結晶シリコン膜１９と電気的に接続される。
【００３０】
次に、図２Ｉに示すように、窒化チタン膜による犠牲膜１３Ａをエッチング液、即ち窒化チタンをエッチングしコバルトをエッチングしない例えばアンモニア／過酸化水素混合液を用いて選択的にエッチング除去する。エッチングは開口部２６を通じて行う。本例では、アンモニア（ＮＨ４ＯＨ）：過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）：水（Ｈ２Ｏ）＝１：２：５の混合液を使用し、液温６５℃でエッチングを行う。この混合比と温度では、犠牲膜１３Ａである窒化チタン膜のエッチング速度は１００ｎｍ／ｍｉｎである。
【００３１】
アンモニアの混合比を大きくすることにより、犠牲膜１３Ａの窒化チタン膜のエッチング速度は大きくなるが、大きすぎると、積層膜１７の多結晶シリコン膜１９がエッチングされてしまう。エッチング液が上記混合比と温度であれば、コバルト電極２７及び多結晶シリコン膜１９のエッチング速度は、１ｎｍ／ｍｉｎ以下となり、実効的には全くエッチングされない。ここで、選択エッチングの推量液として、アンモニア／過酸化水素混合液に限定されるものではなく、テトラメチルアンモニウム水酸化物等のアルカリ性の水溶液であれば同様の効果が得られる。
【００３２】
このようにして、犠牲膜１３Ａの除去により分離空隙、いわゆる中空部２８を形成し、中空部２８を挟んで基板１２に対向する積層膜１７からなる圧力センサ用のダイアフラム１１を形成する。即ち、ピエゾ抵抗素子（ひずみゲージ）となる多結晶シリコン膜１９とその上下の窒化チタン膜２０及び１８からなり、周囲をシリコン基板１２に固定されたダイアフラム１１を形成する。このダイアフラム１１は４個形成され、各電極２７を介してそれぞれ配線によりフルブリッジ接続されて圧力センサが形成される。また、図示せざるもシリコン単結晶基板１２の他部には、圧力センサの動作に伴う信号処理を行う信号処理回路を形成する。この場合、信号処理回路において犠牲膜１３Ａが除去されるときに露出している電極、配線等の導電膜は、コバルト電極２７と同じ金属材料のコバルトで形成される。これにより、目的の圧力センサ及び信号処理回路が一体に形成されて目的の半導体集積回路装置、即ちＭＥＭＳ素子２９を得る。
【００３３】
第１実施の形態によれば、コバルト電極２７を腐食させることなく、犠牲膜１３Ａのみを選択的にエッチング除去し圧力センサ用のダイアフラム１１を形成することができる。従って、高精度で高信頼性を有し、かつ長寿命のＭＥＭＳ素子、即ちマイクロ圧力センサ装置を製造することができる。
【００３４】
図３及び図４は、本発明に係るＭＥＭＳ素子の第２実施の形態をその製造方法と共に示す。本例のＭＥＭＳ素子も、圧力センサと該圧力センサの信号処理回路を一体に組み込んだ半導体集積回路に適用した場合である。同図は圧力センサ用の１つの可動薄片となるダイアフラム部のみを示す。
【００３５】
圧力センサの構成は前述の第１実施の形態で説明したと同様であるので、重複説明は省略する。
【００３６】
本実施の形態に係るＭＥＭＳ素子の製造方法は、先ず、図３Ａに示すように、半導体基板、本例ではシリコン単結晶基板３２を用意する。このシリコン単結晶の品位は、第１実施の形態で説明したのと同様である。
【００３７】
次に、図３Ｂに示すように、シリコン単結晶基板３２の表面に犠牲膜となる窒化チタン膜３３とその上のコバルト膜３４を形成する。本例ではスパッタにより膜厚１００ｎｍの窒化チタン膜３３と膜厚３０ｎｍのコバルト膜３４を続けて形成する。
【００３８】
次に、図３Ｃに示すように、コバルト膜３４上に所要パターンのフォトレジストマスク３５を形成する。このフォトレジストマスク３５は、可動薄片となるダイアフラムの形成領域１５及び電極取出し領域１６に対応する部分にフォトレジスト膜３５Ａ，３５Ｂが残るように形成する。
【００３９】
次に、図３Ｄに示すように、コバルト膜３４及び窒化チタン膜３３をフォトレジストマスク３５を介して選択エッチングによりパターニングする。パターニングは、例えばドライエッチングにより行う。これにより、ダイアフラムの形成領域１５に対応する部分に窒化チタン膜による犠牲膜３３Ａとコバルト膜３４Ａが形成され、電極取出し領域１６に対応する部分に窒化チタン膜３３Ｂとコバルト膜３４Ｂが形成される。
【００４０】
次に、図３Ｅに示すように、コバルト膜３４Ａ及び３４Ｂ含む基板全面にダイアフラムの一部となるシリコン窒化膜３８と多結晶シリコン膜３９とシリコン窒化膜４０とからなる積層膜を減圧ＣＶＤ法によりを形成する。多結晶シリコン膜３９はひずみゲージとなるピエゾ抵抗素子として形成されるものであり、シリコン窒化膜３８及び４０はピエゾ抵抗素子の表面保護膜として形成されるものである。また、膜厚は本例ではシリコン窒化膜３８が３００ｎｍ程度、多結晶シリコン膜３９が２００ｎｍ程度、シリコン窒化膜４０が１００ｎｍ程度とすることができる。
【００４１】
次に、図４Ｆに示すように、シリコン窒化膜４０上に電極取出し領域１６と犠牲膜となる窒化チタン膜３３Ａを除去する際の開口部（例えば四隅に開口部）に対応する部分に開口４２と４３を有する所要パターンのフォトレジストマスク４４を形成する。
【００４２】
次に、図４Ｇに示すように、フォトレジストマスク４４を介してダイアフラムを構成するコバルト膜４０、シリコン窒化膜３８、多結晶シリコン膜３９及びシリコン窒化膜４０からなる積層膜３７を選択的にエッチングして、ダイアフラムの形成領域１５では犠牲膜３３Ａに達する開口部４６を形成し、電極取出し領域１６ではコバルト膜３４Ｂに達する開口部４５を形成する。エッチングは例えばドライエッチングで行う。
【００４３】
次に、図４Ｈに示すように、コバルト膜を所要の膜厚で形成した後、電極形成領域１６に対応する部分を残して他部のコバルト膜を選択的に除去し、開口部４５内を含む領域１６にコバルト電極４７を形成する。本例では膜厚８０ｎｍ程度のコバルト膜をスパッタにより成膜して不要部分からコバルト膜を除去し、コバルト電極２７を形成する。このコバルト電極２７はダイアフラムとなる積層膜の多結晶シリコン膜１９と電気的に接続される。
【００４４】
次に、図４Ｉに示すように、窒化チタン膜による犠牲膜３３Ａをエッチング液、即ち窒化チタンをエッチングしコバルトをエッチングしない例えばアンモニア／過酸化水素混合液を用いて選択的にエッチング除去する。エッチングは開口部２６を通じて行う。本例では、アンモニア（ＮＨ４ＯＨ）：過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）：水（Ｈ２Ｏ）＝１：２：５の混合液を使用し、液温６５℃でエッチングを行う。この混合比と温度では、犠牲膜１３Ａである窒化チタン膜のエッチング速度は１００ｎｍ／ｍｉｎである。
【００４５】
アンモニアの混合比を大きくすることにより、犠牲膜３３Ａの窒化チタン膜のエッチング速度は大きくなるが、大きすぎると、積層膜３７の多結晶シリコン膜１９がエッチングされてしまう。エッチング液が上記混合比と温度であれば、コバルト電極３４Ａ，４７及び多結晶シリコン膜３９のエッチング速度は、１ｎｍ／ｍｉｎ以下となり、実効的には全くエッチングされない。
【００４６】
このようにして、犠牲膜３３Ａの除去により分離空隙、いわゆる中空部４８を形成し、中空部４８を挟んで基板３２に対向する積層膜３７によるダイアフラム３１を形成する。即ち、ピエゾ抵抗素子（ひずみゲージ）となる多結晶シリコン膜３９とその上下の窒化チタン膜４０及び３８からなり、周囲をシリコン基板３２に固定されたダイアフラム３１を形成する。このダイアフラム３１は４個形成され、各電極４７を介してそれぞれ配線によりフルブリッジ接続されて圧力センサが形成される。また、図示せざるもシリコン単結晶基板の他部には、圧力センサの動作に伴う信号処理を行う信号処理回路を形成する。この場合、信号処理回路において犠牲膜３３Ａが除去されるときに露出している電極等の導電膜は、コバルト電極４７と同じ金属材料のコバルトで形成される。これにより、目的の圧力センサ及び信号処理回路が一体に形成されて目的の半導体集積回路装置、即ちＭＥＭＳ素子４９を得る。この第２実施の形態では、電極だけでなく、ダイアフラム３１の表面にも腐食しない金属、本例ではコバルト膜３４Ａを形成することで、シリコン窒化膜３８／多結晶シリコン膜３９／シリコン窒化膜４０の積層膜の下の面がエッチング液に全く露出せずに、いかなる微量のエッチングロスをも防止することができる。コバルト膜３４Ａを有することにより、アルカリ溶液で犠牲膜をエッチング除去する際に、アルカリ溶液でシリコン窒化膜３８の表面が荒れるのを防ぐことができる。
【００４７】
第２実施の形態によれば、コバルト電極４７を腐食させることなく、犠牲膜３３Ａのみを選択的にエッチング除去し圧力センサ用のダイアフラム３１を形成することができる。従って、高精度で高信頼性を有し、かつ長寿命のＭＥＭＳ素子、即ちマイクロ圧力センサ装置を製造することができる。
【００４８】
図５及び図６は、本発明に係るＭＥＭＳ素子の第３実施の形態をその製造方法と共に示す。前述の第１、第２実施の形態では、犠牲膜として窒化チタン、電極材料としてコバルトを用いたが、本実施の形態は、犠牲膜としてコバルト、電極材料としてコバルトシリサイド膜を用いた場合である。
本例のＭＥＭＳ素子も、圧力センサと該圧力センサの信号処理回路を一体に組み込んだ半導体集積回路に適用した場合である。同図は圧力センサ用の１つの可動薄片となるダイアフラム部のみを示す。
【００４９】
圧力センサの構成は前述の第１実施の形態で説明したと同様であるので、重複説明は省略する。
【００５０】
本実施の形態に係るＭＥＭＳ素子の製造方法は、先ず、図５Ａに示すように、半導体基板、本例ではシリコン単結晶基板５２を用意する。このシリコン単結晶の品位は、第１実施の形態で説明したのと同様である。
【００５１】
次に、図５Ｂに示すように、シリコン単結晶基板３２の表面にシリコン酸化膜５３とその上の犠牲膜となるコバルト膜５４を形成する。本例ではＣＶＤ法による膜厚５０ｎｍ程度のシリコン酸化膜５３を形成し、スパッタにより膜厚１００ｎｍ程度のコバルト膜５４を形成する。
【００５２】
次に、図５Ｃに示すように、コバルト膜５４上に所要パターンのフォトレジストマスク５５を形成する。このフォトレジストマスク５５は、可動薄片となるダイアフラムの形成領域１５及び電極取出し領域１６に対応する部分にフォトレジスト膜５５Ａ，５５Ｂが残るように形成する。
【００５３】
次に、図５Ｄに示すように、コバルト膜５４及びシリコン酸化膜５３をフォトレジストマスク５５を介して選択エッチングによりパターニングする。パターニングは、例えばドライエッチングにより行う。これにより、ダイアフラムの形成領域１５に対応する部分にコバルト膜による犠牲膜５４Ａとその直下のシリコン酸化膜５３Ａが形成され、電極取出し領域１６に対応する部分にコバルト膜による犠牲膜５４Ｂとその直下のシリコン酸化膜５３Ｂが形成される。
【００５４】
次に、図５Ｅに示すように、コバルト膜５４Ａ及び５４Ｂ含む基板全面にダイアフラムとなる薄膜５７を形成する。本例では薄膜５７としてシリコン窒化膜５８と多結晶シリコン膜５９とシリコン窒化膜６０とをそれぞれ減圧ＣＶＤ法により積層した積層膜で形成する。多結晶シリコン膜５９はひずみゲージとなるピエゾ抵抗素子として形成されるものであり、シリコン窒化膜５８及び６０はピエゾ抵抗素子の表面保護膜として形成されるものである。また、膜厚は本例ではシリコン窒化膜５８が３００ｎｍ程度、多結晶シリコン膜５９が２００ｎｍ程度、シリコン窒化膜６０が１００ｎｍ程度とすることができる。
【００５５】
次に、図６Ｆに示すように、シリコン窒化膜６０上に電極取出し領域１６と犠牲膜となるコバルト膜５４Ａを除去する際の開口部（例えば四隅に開口部）に対応する部分に開口６２と６３を有する所要パターンのフォトレジストマスク６４を形成する。
【００５６】
次に、図６Ｇに示すように、フォトレジストマスク６４を介してダイアフラムを構成するシリコン窒化膜５８、多結晶シリコン膜５９及びシリコン窒化膜６０からなる積層膜５７を選択的にエッチングして、コバルト膜５４Ｂ及び犠牲膜となるコバルト膜５４Ａに達する開口部６５及び６６を形成する。エッチングは例えばドライエッチングで行う。
【００５７】
次に、図６Ｈに示すように、多結晶シリコン膜を所要の膜厚で形成した後、電極形成領域１６に対応する部分を残して他部の多結晶シリコン膜を選択的に除去し、開口部６５内を含む領域１６に多結晶シリコン膜６７を形成する。本例では多結晶シリコン膜６７をＣＶＤ法により成膜して不要部分の多結晶シリコン膜をエッチング除去する。
【００５８】
次に、図６Ｉに示すように、所要の温度、時間でアニールし、多結晶シリコン膜６７とその下部のコバルト膜５４Ｂとを反応させて、コバルトシリサイド化して、コバルトシリサイド電極６８を形成する。本例では６００℃、３０分間のアニール処理を施してコバルトシリサイド化する。この反応は一部ダイアフラムを構成する積層膜５７の多結晶シリコン膜５９にも進行する。これにより、コバルトシリサイド電極６８はダイアフラムの多結晶シリコン膜５９と電気的に接続される。
【００５９】
次に、図６Ｊに示すように、コバルト膜による犠牲膜５４Ａをエッチング液、即ちコバルトをエッチングし、コバルトシリサイドをエッチングしない例えば硫酸／過酸化水素混合液を用いて選択的にエッチング除去する。エッチングは開口部６６を通じて行う。本例では、硫酸（Ｈ２ＳＯ４）：過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）＝５：１の混合液を使用し、液温１３０℃でエッチングを行う。この混合比と温度では、犠牲膜５４Ａであるコバルト膜のエッチング速度は１００ｎｍ／ｍｉｎである。
【００６０】
上記のエッチング液であれば、コバルトシリサイドのエッチング速度は１ｎｍ／ｍｉｎ以下で、実効的には全くエッチングされない。
【００６１】
上記犠牲膜と電極との組み合わせにおける犠牲膜のエッチング液は、硫酸／過酸化水素混合液に限らず、他の酸でも選択除去可能である。例えば、塩酸／過酸化水素混合液の場合、塩酸（ＨＣｌ）：過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）：水（Ｈ２Ｏ）＝１：２：５の混合液を使用し、液温８０℃でエッチングを行うことにより、コバルトを選択除去することができる。
【００６２】
このようにして、犠牲膜５４Ａの除去により分離空隙、いわゆる中空部６９を形成し、中空部６９を挟んで基板５２に対向する積層膜５７によるダイアフラム５１を形成する。即ち、ピエゾ抵抗素子（ひずみゲージ）となる多結晶シリコン膜５９とその上下の窒化チタン膜６０及び５８からなり、周囲をシリコン基板５２に固定されたダイアフラム５１を形成する。このダイアフラム５１は４個形成され、各電極６８を介してそれぞれ配線によりフルブリッジ接続されて圧力センサが形成される。また、図示せざるもシリコン単結晶基板の他部には、圧力センサの動作に伴う信号処理を行う信号処理回路を形成する。この場合、信号処理回路において犠牲膜５４Ａが除去されるときに露出している電極等の導電膜は、コバルトシリサイド電極６８と同じ金属材料のコバルトシリサイドで形成することができる。これにより、目的の圧力センサ及び信号処理回路が一体に形成されて目的の半導体集積回路装置、即ちＭＥＭＳ素子７０を得る。
【００６３】
第３実施の形態によれば、コバルトシリサイド電極６８を腐食させることなく、犠牲膜５４Ａのみを選択的にエッチング除去し圧力センサ用のダイアフラム５１を形成することができる。従って、高精度で高信頼性を有し、かつ長寿命のＭＥＭＳ素子７０、即ちマイクロ圧力センサ装置を製造することができる。
【００６４】
図７及び図８は、本発明に係るＭＥＭＳ素子の第４実施の形態をその製造方法と共に示す。本例のＭＥＭＳ素子も、圧力センサと該圧力センサの信号処理回路を一体に組み込んだ半導体集積回路装置に適用した場合である。同図は圧力センサ用の１つの可動薄片となるダイアフラム部のみを示す。
【００６５】
圧力センサの構成は前述の第１実施の形態で説明したと同様であるので、重複説明は省略する。
【００６６】
本実施の形態に係るＭＥＭＳ素子の製造は、先ず、図７Ａに示すように、半導体基板、本例ではシリコン単結晶基板８２を用意する。このシリコン単結晶の品位は、第１実施の形態で説明したのと同様である。
【００６７】
次に、図７Ｂに示すように、シリコン単結晶基板８２の表面に犠牲膜となる酸化ハフニウム膜８３を形成する。本例ではＣＶＤ法により膜厚１００ｎｍ程度の酸化ハフニウム膜８３を形成する。酸化ハフニウム膜８３に１×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ２以上の濃度でアルゴンのイオン注入を行う。
【００６８】
次に、図７Ｃに示すように、酸化ハフニウム膜８３上に所要パターンのフォトレジストマスク８４を形成する。このフォトレジストマスク８４は、可動薄片となるダイアフラムの形成領域１５及び電極取出し領域１６に対応する部分にフォトレジスト膜８４Ａ，８４Ｂが残るように形成する。
【００６９】
次に、図７Ｄに示すように、酸化ハフニウム膜８３をフォトレジストマスク８４を介して選択エッチングによりパターニングする。パターニングは、例えばドライエッチングにより行う。これにより、ダイアフラムの形成領域１５に対応する部分に酸化ハフニウム膜による犠牲膜８３Ａが形成され、電極取出し領域１６に対応する部分に酸化ハフニウム膜８３Ｂが形成される。
【００７０】
次に、図７Ｅに示すように、酸化ハフニウム膜８３Ａ，８３Ｂを含む基板全面にダイアフラムとなる薄膜８７を形成する。本例では薄膜８７として、シリコン窒化膜８８と多結晶シリコン膜８９とシリコン窒化膜９０とをそれぞれ減圧ＣＶＤ法により積層した積層膜で形成する。多結晶シリコン膜８９はひずみゲージとなるピエゾ抵抗素子として形成されるものであり、シリコン窒化膜８８及び８９はピエゾ抵抗素子の表面保護膜として形成されるものである。また、膜厚は本例ではシリコン窒化膜８８が３００ｎｍ程度、多結晶シリコン膜８９が２００ｎｍ程度、シリコン窒化膜９０が１００ｎｍ程度とすることができる。
【００７１】
次に、図８Ｆに示すように、積層膜８７上に電極取出し領域１６と犠牲膜８３Ａを除去する際の開口部（例えば四隅に開口部）に対応する部分に開口９２と９３を有する所要パターンのフォトレジストマスク９４を形成する。
【００７２】
次に、図８Ｇに示すように、フォトレジストマスク９４を介して積層膜８７を選択的にエッチングして、積層膜８７に酸化ハフニウム膜８３Ｂ及び犠牲膜８３Ａに達する開口部９５及び９６を形成する。エッチングは例えばドライエッチングで行う。
【００７３】
次に、図８Ｈに示すように、アルミニウム膜を所要の膜厚で形成した後、電極形成領域１６に対応する部分を残して他部のアルミニウム膜を選択的に除去し、開口部９５内を含む領域１６にアルミニウム電極９７を形成する。本例ではアルミニム膜をスパッタにより成膜して不要部分からアルミニウム膜を除去し、アルミニウム電極９７を形成する。このアルミニム電極９７はダイアフラムとなる積層膜の多結晶シリコン膜８９と電気的に接続される。
【００７４】
次に、図８Ｉに示すように、酸化ハフニウム膜による犠牲膜８３Ａをエッチング液、即ち酸化ハフニウムをエッチングし、アルミニウムをエッチングしない例えば発煙硝酸を用いて選択的にエッチング除去する。エッチングは開口部９６を通じて行う。本例では、発煙硝酸（ＨＮＯ３＋ＮＯ２＋）９７％溶液を使用し、エッチングを行う。発煙硝酸では、犠牲膜８３Ａである酸化ハフニウム膜のエッチング速度は、イオン注入されているので１０ｎｍ／ｍｉｎと十分速い。発煙硝酸によるエッチング液であれば、アルミニウムは不導態化し、エッチング速度は１ｎｍ／ｍｉｎ以下で実効的には全くエッチングされない。
【００７５】
上記第４実施の形態において、犠牲膜に酸化ハフニウム膜を用いたが、犠牲膜として酸化ジルコニウムを用いた場合にも、同様の電極膜とエッチング液の組み合わせ、及び同様のプロセスで実施可能である。
【００７６】
このようにして、犠牲膜８３Ａの除去により分離空隙、いわゆる中空部９８を形成し、中空部９８を挟んで基板８２に対向する積層膜８７によるダイアフラム８１を形成する。即ち、ピエゾ抵抗素子（ひずみゲージ）となる多結晶シリコン膜８９とその上下の窒化チタン膜９０及び８８からなり、周囲をシリコン基板８２に固定されたダイアフラム８１を形成する。このダイアフラム８１は４個形成され、各電極９７を介してそれぞれ配線によりフルブリッジ接続されて圧力センサが形成される。また、即ち、圧力センサ用のダイアフラム８１を形成する。一方、図示せざるもシリコン単結晶基板の他部には、圧力センサの動作に伴う信号処理を行う信号処理回路を形成する。この場合、信号処理回路において犠牲膜８３Ａが除去されるときに露出している電極等の導電膜は、アルミニウム電極９７と同じ金属材料のアルミニウムで形成することができる。これにより、目的の圧力センサ及び信号処理回路が一体に形成されて目的の半導体集積回路装置、即ちＭＥＭＳ素子９９を得る。
【００７７】
第４の実施の形態によれば、アルミニウム電極９７を腐食させることなく、犠牲膜８３Ａのみを選択的にエッチング除去し圧力センサ用のダイアフラム８１を形成することができる。従って、高精度で高信頼性を有し、かつ長寿命のＭＥＭＳ素子９９、即ちマイクロ圧力センサ装置を製造することができる。
【００７８】
上述の実施の形態においては、ピエゾ抵抗素子を形成して圧力を検出するようにした圧力センサに適用したが、上述の構成において、シリコン単結晶基板１２（または３２、５２、８２）を下部電極とし、ダイアフラムの多結晶シリコン膜１９（または３９、５９、８９）を上部電極とし、中空部２８（または４８、６９、９８）を介してキャパシタンスを形成した、いわゆる容量型圧力センサを構成することもできる。
【００７９】
また、本発明は、例えば図１及び図２製造方法を用いて、図９に示すように加速度センサ１０１を構成することもできる。加速度センサとしては、圧力センサと同様にダイアフラムの多結晶シリコン膜１９をピエゾ抵抗素子として用いた加速度センサを構成できる。あるいはシリコン単結晶基板１２を下部電極とし、ダイアフラムの多結晶シリコン膜１９を上部電極とし、中空部２８を介してキャパシタンスを形成した、いわゆる容量型加速度センサを構成できる。
なお、図３及び図４、図５及び図６、図７及び図８の製造方法を用いても、容量型加速度センサを構成することができる。
【００８０】
また、本発明は、例えば図１及び図２の製造方法を用いて、図１０及び図１１に示すように、赤外線センサ（いわゆる赤外線イメージセンサ）１０２を構成することができる。同図は赤外線センサの一画素のダイアフラム部を示す。本実施の形態の赤外線センサは、シリコン酸化膜１１８／シリコン窒化膜１１９／シリコン酸化膜１２０の積層構造からなる支持枠の上に、焦電膜１０５を挟んで上部電極１０４及び下部電極１０６を形成したダイアフラム１０３を有して成る。ダイアフラム１０３はシリコン基板１０８上に中空部１０９を介して形成され、４つのビーム１０７により支持される。すなわち、犠牲層がＴｉＮ、ビーム１０７に接続された電極がＣｏである。１２１は例えば多結晶シリコン膜である。
この赤外線センサ１０２では、焦電膜１０４において赤外線の放射エネルギーを吸収し、その温度変化を検出するようになされる。
なお、図３及び図４、図５及び図６、図７及び図８の製造方法を用いても、赤外線センサを構成することができる。
【００８１】
また、本発明は、例えば図１及び図２の製造方法を用いて、図１２に示すような音響共鳴器による周波数フィルタ１１０を構成することができる。同図は音響共鳴器のダイアフラム部を示す。本実施の形態の音響共鳴器は、圧電材料層１１２を挟んで上部電極１１１及び下部電極１１３からなるダイアフラム１１４を、シリコン基板１１６上に中空部１１７を介して形成して成る。１１８は上部電極１１２の取出し電極、１１９は下部電極１１３の取出し電極である。すなわち、犠牲層がＴｉＮ、電極１１１に接続された電極がＣｏである。
音響共鳴器では、圧電材料層１１２を挟む２つの電極１１１及び１１３間に信号が印加されることにより、時間と共に変化する電界が生じ、電圧材料層１１１が電気エネルギーの一部を音波に変換する。音波は空気／共鳴器界面において反射され、特定の力学的共振を有する。音響共鳴器は力学的共振周波数で動作した場合、周波数フィルタとして用いることができる。
なお、図３及び図４、図５及び図６、図７及び図８の製造方法を用いても、音響共鳴器による周波数フィルタを構成することができる。
【００８２】
また、本発明は、例えば図５及び図６の製造方法を用いて、図１３に示すようなプリンタノズル１２０を構成することができる。本実施の形態のプリンタノズル１２０は、シリコン単結晶基板１３１を下部電極とし、このシリコン単結晶基板１３１に対向するように、多結晶シリコン膜１３２を上電極とするシリコン窒化膜１３３、多結晶シリコン膜１３２及びシリコン酸化膜１３４によるダイアフラム１３８を形成する。このダイアフラム１３８上に上面にノズル部１３７を有してプリンタ用のインク１３５が供給されるインク溜まり部１３６を配置して構成される。犠牲膜を除去するための開口部はインク溜まり部１３６より外れた位置に設けられる。
すなわち、犠牲層がＣｏ、多結晶シリコン膜１３２の取り出し電極１４０がＣｏＳｉ２である。犠牲層のＣｏを前面に形成する前に、犠牲層を形成する２次元平面に反応防止膜（ＳｉＣ）１３９を形成しておくことで、アニールで、選択的にＣｏＳｉ２を形成し、Ｃｏ／ＳｉＣ／Ｓｉの構造で反応しなかった部分の、Ｃｏがエッチング時に除去される。
このプリンタノズル１２０では、絶縁膜（図示せず）を挟んで下部電極となるシリコン単結晶基板１３１と上部電極である多結晶シリコン膜１３２間に印加される電圧によりダイアフラム１３８が可動し、インク溜まり部１３６内のインク１３５がノズル部１３７を通じて出射される。
なお、図１及び図２、図３及び図４、図７及び図８の製造方法を用いても、プリンタノズルを構成することができる。
【００８３】
上述した本実施の表面マイクロマシーニング技術によれば、犠牲膜及び電極に異なる金属系材料膜を用いて、これら金属系材料膜をエッチング選択性のある溶液によりエッチングすることにより、電極を腐食することなく犠牲膜をエッチング除去し、中空のダイアフラム構造を形成することができる。従って、高精度で高信頼性のある圧力センサ、加速度センサ、赤外線センサ、音響共鳴器による周波数フィルタなどのＭＥＭＳ素子を通常の半導体プロセスで基板の一主面上に形成することができ、この種のＭＥＭＳ素子の低コスト化を達成することができる。
【００８４】
【発明の効果】
本発明に係るＭＥＭＳ素子によれば、半導体基板と可動薄片（いわゆるダイアフラム）との間の分離空隙が、金属膜又は金属窒化膜又は金属酸化膜による犠牲膜を選択性のある溶液でのエッチング除去で形成され、エッチング時に露出している電極が腐食されない構成であるので、ダイアフラム構造を有するＭＥＭＳ素子の高精度で高信頼性を有し、長寿命化を図ることができる。
【００８５】
特に、分離空隙を、窒化チタン、コバルト、酸化ハフニウムまたは酸化ジルコニウムのいずれかによる犠牲膜を選択性のある溶液でエッチング除去して形成するときは、ＭＥＭＳ素子の信頼性を格段に向上させることができる。
【００８６】
また、本発明に係るＭＥＭＳ素子は、圧力センサ、加速度センサ、赤外線センサ、音響共鳴器による周波数フィルタに適用したときには、その高精度で高信頼性を有し、長寿命化を図ることができる。
【００８７】
本発明に係るＭＥＭＳ素子の製造方法によれば、表面マイクロマシーニング技術を用い、犠牲膜を金属膜又は金属窒化膜又は金属酸化膜で形成して、犠牲膜を選択性のある溶液でエッチング除去することにより、エッチング時に露出する電極を腐食することなく、犠牲膜のみをエッチング除去して中空の可動薄片（いわゆるダイアフラム）を形成することができる。従って、高精度、高信頼性を有し、長寿命化されたＭＥＭＳ素子を製造することができる。
【００８８】
特に、犠牲膜を窒化チタン、コバルト、酸化ハフニウムまたは酸化ジルコニウムのいずれかで形成し、犠牲膜をこれらの材料膜に対して選択性のある溶液でエッチングするときは、信頼性が格段に向上したＭＥＭＳ素子を製造することができる。
【００８９】
本発明のＭＥＭＳ素子の製造方法では、高精度・高信頼性の圧力センサ、加速度センサ、赤外線センサ、音響共鳴器による周波数フィルタを通常の半導体プロセスで半導体基板の一主面上に形成することができ、この種のＭＥＭＳ素子の低コスト化を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】Ａ〜Ｅ  本発明の第１実施の形態に係るＭＥＭＳ素子をその製造方法と共に示す製造工程図（その１）である。
【図２】Ｆ〜Ｉ  本発明の第１実施の形態に係るＭＥＭＳ素子をその製造方法と共に示す製造工程図（その２）である。
【図３】Ａ〜Ｅ  本発明の第２実施の形態に係るＭＥＭＳ素子をその製造方法と共に示す製造工程図（その１）である。
【図４】Ｆ〜Ｉ  本発明の第２実施の形態に係るＭＥＭＳ素子をその製造方法と共に示す製造工程図（その２）である。
【図５】Ａ〜Ｅ  本発明の第３実施の形態に係るＭＥＭＳ素子をその製造方法と共に示す製造工程図（その１）である。
【図６】Ｆ〜Ｊ  本発明の第３実施の形態に係るＭＥＭＳ素子をその製造方法と共に示す製造工程図（その２）である。
【図７】Ａ〜Ｅ  本発明の第４実施の形態に係るＭＥＭＳ素子をその製造方法と共に示す製造工程図（その１）である。
【図８】Ｆ〜Ｉ  本発明の第４実施の形態に係るＭＥＭＳ素子をその製造方法と共に示す製造工程図（その２）である。
【図９】本発明に係るＭＥＭＳ素子を加速度センサに適用した場合の要部の断面図である。
【図１０】本発明に係るＭＥＭＳ素子を赤外線センサに適用した場合の１画素のダイアフラム部の平面図である。
【図１１】本発明に係るＭＥＭＳ素子を赤外線センサに適用した場合の１画素のダイアフラム部の断面図である。
【図１２】本発明に係るＭＥＭＳ素子を音響共鳴器による周波数フィルタに適用した場合の要部（ダイアフラム部）の断面図である。
【図１３】本発明に係るＭＥＭＳ素子をプリンタノズルに適用した場合の要部の断面図である。
【図１４】Ａ〜Ｅ  従来のダイアフラム構造を有するＭＥＭＳ素子の製造方法を示す製造工程図（その１）である。
【図１５】Ｆ〜Ｉ  従来のダイアフラム構造を有するＭＥＭＳ素子の製造方法を示す製造工程図（その１）である。
【符号の説明】
１１、３１、５１、９９・・ダイアフラム（可動薄片）、１２、３２、５２、８２・・半導体基板、１３、３３・・窒化チタン膜（犠牲膜）、１４、３５、５５、８４・・フォトレジストマスク、１５・・ダイアフラム形成領域、１６・・取出し電極形成領域、１７、５７、８７・・積層膜、１８、２０、３８、４０、５８、６０、８８、９０・・シリコン窒化膜、１９、３９、５９、８９・・多結晶シリコン膜、２４、４４、６４、９４・・フォトレジストマスク、２５、２６、４５、４６、６５、６６、９５、９６・・開口部、２７、４７、６８、９７・・電極、２８、４８、６９、９８・・分離空隙、２９、４９、７０、９９・・ＭＥＭＳ素子、３４、５４・・コバルト、５３・・シリコン酸化膜、８３・・酸化ハフニウム膜
【図１】
2005028504.tif 000003
【図２】
2005028504.tif 000004
【図３】
2005028504.tif 000005
【図４】
2005028504.tif 000006
【図５】
2005028504.tif 000007
【図６】
2005028504.tif 000008
【図７】
2005028504.tif 000009
【図８】
2005028504.tif 000010
【図９】
2005028504.tif 000011
【図１０】
2005028504.tif 000012
【図１１】
2005028504.tif 000013
【図１２】
2005028504.tif 000014
【図１３】
2005028504.tif 000015
【図１４】
2005028504.tif 000016
【図１５】
2005028504.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】平成15年7月30日(2003.7.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板の表面と可動薄片との間に、金属膜又は金属窒化膜又は金属酸化膜による犠牲膜を選択性のある溶液でエッチング除去して形成された分離空隙を有し、
前記半導体基板に前記可動薄片の動作に伴う信号処理を行う信号処理回路が形成されて成る
ことを特徴とするＭＥＭＳ素子。
【請求項２】
前記分離空間が、窒化チタン、コバルト、酸化ハフニウムまたは酸化ジルコニウムのいずれかによる犠牲膜をエッチング除去して形成されて成る
ことを特徴とする請求項１記載のＭＥＭＳ素子。
【請求項３】
前記可動薄片にピエゾ抵抗素子が形成されて、圧力または加速度による容量変化を検出するようにして成る
ことを特徴とする請求項１記載のＭＥＭＳ素子。
【請求項４】
前記可動薄片に焦電膜が形成されて、赤外線吸収による温度変化を検出するようにして成る
ことを特徴とする請求項１記載のＭＥＭＳ素子。
【請求項５】
前記可動薄片を２つの電極ではさまれた圧電層で形成して共鳴器が構成され、空気／共鳴器界面において反射する音波を検出するようにして成る
ことを特徴とする請求項１記載のＭＥＭＳ素子。
【請求項６】
半導体基板の表面に金属膜又は金属窒化膜又は金属酸化膜による犠牲膜を形成する工程と、
前記犠牲膜上に可動薄片となる薄膜を形成する工程と、
前記犠牲膜を選択性のある溶液でエッチング除去し、分離空隙を挟んで前記半導体基板の表面と対向する可動薄片を形成する工程とを有する
ことを特徴とするＭＥＭＳ素子の製造方法。
【請求項７】
前記犠牲膜に、窒化チタン、コバルト、酸化ハフニウムまたは酸化ジルコニウムを用いる
ことを特徴とする請求項６記載のＭＥＭＳ素子の製造方法。