(57)【要約】【課題】入出力特性の悪化を招くことなく、振動子と半導体基板との間に、ギャップを精度良く形成する。【解決手段】共振器は、半導体基板１の上に形成された第１の犠牲膜２Ａ，２Ｂと、第１の犠牲膜２Ａ，２Ｂの上に形成された第２の犠牲膜４Ａ，４Ｂと、第２の犠牲膜４Ａ，４Ｂの上に形成された固定電極６Ａ，６Ｂと、振動子３Ｘとを備えている。振動子３Ｘと第２の犠牲膜４Ａ，４Ｂ及び固定電極６Ａ，６Ｂとの間には、第１のギャップ７Ａ，７Ｂが形成されている。振動子３Ｘと半導体基板１との間には、第２のギャップ８が形成されている。第１の犠牲膜２Ａ，２Ｂの端面は第２のギャップ８に露出し、且つ、第２の犠牲膜４Ａ，４Ｂの端面は第１のギャップ７Ａ，７Ｂに露出している。【選択図】図２
2013009156.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板の上に形成された第１の犠牲膜と、
前記第１の犠牲膜の上に形成された第２の犠牲膜と、
前記第２の犠牲膜の上に形成された固定電極と、
振動子とを備え、
前記振動子と前記第２の犠牲膜及び前記固定電極との間には、第１のギャップが形成され、
前記振動子と前記半導体基板との間には、第２のギャップが形成されており、
前記第１の犠牲膜の端面は前記第２のギャップに露出し、且つ、前記第２の犠牲膜の端面は前記第１のギャップに露出していることを特徴とする共振器。
【請求項２】
前記第１のギャップは、エッチングにより前記第２の犠牲膜における前記振動子の側方に位置する部分が除去されることで形成されたギャップであり、
前記第２のギャップは、エッチングにより前記第１の犠牲膜における前記振動子の下方に位置する部分が除去されることで形成されたギャップであり、
前記第１の犠牲膜に対する前記第２の犠牲膜の選択比は、２以上であることを特徴とする請求項１に記載の共振器。
【請求項３】
前記第２の犠牲膜と前記固定電極との間に形成された第３の犠牲膜をさらに備え、
前記固定電極は、第３の犠牲膜の上に形成され、
前記第１のギャップは、前記振動子と前記第２の犠牲膜、前記第３の犠牲膜及び前記固定電極との間に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の共振器。
【請求項４】
前記第１のギャップは、エッチングにより前記第２の犠牲膜及び前記第３の犠牲膜における前記振動子の側方に位置する部分が除去されることで形成されたギャップであり、
前記第３の犠牲膜に対する前記第２の犠牲膜の選択比は、２以上であることを特徴とする請求項３に記載の共振器。
【請求項５】
前記第１のギャップに露出する前記第３の犠牲膜の端面及び前記第２のギャップに露出する前記第１の犠牲膜の端面は、前記第１のギャップに露出する前記第２の犠牲膜の端面よりも突出していることを特徴とする請求項３又は４に記載の共振器。
【請求項６】
前記固定電極は、前記半導体基板の表面に沿って延びる第１の部分と、前記振動子の側面に沿って延びる第２の部分とを有していることを特徴とする請求項１〜５のうちいずれか１項に記載の共振器。
【請求項７】
前記第１のギャップは、前記振動子と前記固定電極との間に形成され、且つ、間隔が前記第２のギャップの間隔よりも狭い微小ギャップを含むことを特徴とする請求項１〜６のうちいずれか１項に記載の共振器。
【請求項８】
前記振動子の断面形状は、三角形状であることを特徴とする請求項１〜７のうちいずれか１項に記載の共振器。
【請求項９】
前記振動子の底面と前記半導体基板の表面との距離は、前記固定電極における前記半導体基板の表面と対向する面と前記半導体基板の表面との距離よりも短いことを特徴とする請求項１〜８のうちいずれか１項に記載の共振器。
【請求項１０】
前記第１の犠牲膜は、シリコン酸化膜であり、
前記第２の犠牲膜は、ＢＰＳＧ膜、ＢＳＧ膜、ＰＳＧ膜、シリコン窒化膜又はタングステン膜であることを特徴とする請求項１〜９のうちいずれか１項に記載の共振器。
【請求項１１】
前記第１の犠牲膜は、シリコン酸化膜であり、
前記第２の犠牲膜は、ＢＰＳＧ膜、ＢＳＧ膜又はＰＳＧ膜であり、
前記第３の犠牲膜は、ＴＥＯＳ膜であることを特徴とする請求項３〜９のうちいずれか１項に記載の共振器。
【請求項１２】
半導体基板の上に、第１の犠牲膜を形成する工程（ａ）と、
前記第１の犠牲膜の上に、振動子を形成する工程（ｂ）と、
前記第１の犠牲膜の上に、前記振動子を覆う第２の犠牲膜を形成する工程（ｃ）と、
前記第２の犠牲膜の上に、固定電極を形成する工程（ｄ）と、
エッチングにより、前記第２の犠牲膜における前記振動子の側面の上に形成された部分を除去して、前記振動子と前記第２の犠牲膜及び前記固定電極との間に、前記第１の犠牲膜を露出する第１のギャップを形成する工程（ｅ）と、
前記工程（ｅ）の後に、前記第１の犠牲膜における前記振動子の下方に位置する部分を除去して、前記振動子と前記半導体基板との間に、前記第１の犠牲膜の端面を露出する第２のギャップを形成する工程（ｆ）とを備え、
前記工程（ｅ）において、前記第１の犠牲膜に対する前記第２の犠牲膜の選択比は、２以上であることを特徴とする共振器の製造方法。
【請求項１３】
前記工程（ｆ）は、前記第２の犠牲膜における前記振動子の側方に位置する部分を除去する工程を含むことを特徴とする請求項１２に記載の共振器の製造方法。
【請求項１４】
前記工程（ｃ）の後で且つ前記工程（ｄ）の前に、前記第２の犠牲膜の上に、第３の犠牲膜を形成する工程（ｇ）をさらに備え、
前記工程（ｄ）において、前記固定電極は、前記第３の犠牲膜の上に形成され、
前記工程（ｅ）は、エッチングにより、前記第２の犠牲膜における前記振動子の側面の上に形成された部分及び前記第３の犠牲膜における前記振動子の側方に位置する部分を除去して、前記振動子と前記第２の犠牲膜、前記第３の犠牲膜及び前記固定電極との間に、前記第１のギャップを形成する工程を含み、
前記工程（ｅ）において、前記第３の犠牲膜に対する前記第２の犠牲膜の選択比は、２以上であることを特徴とする請求項１２又は１３に記載の共振器の製造方法。
【請求項１５】
前記工程（ｃ）において、前記第２の犠牲膜は、前記振動子の側面の上及び前記第１の犠牲膜における前記振動子の側方に位置する部分の上に形成され、
前記工程（ｇ）において、前記第３の犠牲膜は、前記第１の犠牲膜の上に、前記第２の犠牲膜を覆うように形成されることを特徴とする請求項１４に記載の共振器の製造方法。
【請求項１６】
前記工程（ｆ）は、前記第２の犠牲膜及び前記第３の犠牲膜における前記振動子の側方に位置する部分を除去する工程を含むことを特徴とする請求項１４又は１５に記載の共振器の製造方法。
【請求項１７】
前記工程（ｃ）において、前記第２の犠牲膜は、前記振動子の側面の上に形成され、
前記工程（ｃ）の後で且つ前記工程（ｄ）の前に、前記第１の犠牲膜の上に、前記第２の犠牲膜を覆う第３の犠牲膜を形成する工程（ｈ）をさらに備え、
前記工程（ｄ）において、前記固定電極は、前記第３の犠牲膜の上に形成され、
前記工程（ｅ）は、エッチングにより、前記第２の犠牲膜、及び前記第３の犠牲膜における前記振動子の側方に位置する部分を除去して、前記振動子と前記第３の犠牲膜及び前記固定電極との間に、前記第１のギャップを形成する工程を含み、
前記工程（ｅ）において、前記第３の犠牲膜に対する前記第２の犠牲膜の選択比は、２以上であることを特徴とする請求項１２に記載の共振器の製造方法。
【請求項１８】
前記工程（ｆ）は、前記第３の犠牲膜における前記振動子の側方に位置する部分を除去する工程を含むことを特徴とする請求項１７に記載の共振器の製造方法。
【請求項１９】
前記第１の犠牲膜は、シリコン酸化膜であり、
前記第２の犠牲膜は、ＢＰＳＧ膜、ＢＳＧ膜又はＰＳＧ膜であり、
前記工程（ｅ）のエッチングは、フッ酸を用いた気相エッチングであることを特徴とする請求項１２又は１３に記載の共振器の製造方法。
【請求項２０】
前記第１の犠牲膜は、シリコン酸化膜であり、
前記第２の犠牲膜は、シリコン窒化膜であり、
前記工程（ｅ）のエッチングは、リン酸を用いたウェットエッチングであることを特徴とする請求項１２又は１３に記載の共振器の製造方法。
【請求項２１】
前記第１の犠牲膜は、シリコン酸化膜であり、
前記第２の犠牲膜は、タングステン膜であり、
前記工程（ｅ）のエッチングは、過酸化水素水を用いたウェットエッチングであることを特徴とする請求項１２又は１３に記載の共振器の製造方法。
【請求項２２】
前記第１の犠牲膜は、シリコン酸化膜であり、
前記第２の犠牲膜は、ＢＰＳＧ膜、ＢＳＧ膜又はＰＳＧ膜であり、
前記第３の犠牲膜は、ＴＥＯＳ膜であり、
前記工程（ｅ）のエッチングは、フッ酸を用いた気相エッチングであることを特徴とする１４〜１８のうちいずれか１項に記載の共振器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、共振器及びその製造方法、特に、ＭＥＭＳ（Ｍicro Ｅlectro Ｍechanical Ｓystems）技術を利用した共振器及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、無線通信システムの基準発振器として、主に、水晶を用いた水晶発振器が利用されている。水晶発振器は、温度特性等の観点から、多くの無線通信システムで活用されている。しかしながら、水晶発振器は、ＩＣ（Integrated Circuit）との集積化が困難である。このため、近年、シリコンプロセス技術を用いた共振器、即ち、ＭＥＭＳ技術を利用した共振器が注目されている。
【０００３】
共振器は、基板、振動子、及び固定電極等を備えている。振動子と固定電極との間及び振動子と基板との間には、ギャップが形成されている。ギャップは、エッチングにより犠牲膜を除去することで形成される。
【０００４】
エッチングによる犠牲膜の除去時に、犠牲膜が過剰にエッチングされて、固定電極が基板に付着して、スティッキングが発生するという問題がある。「スティッキング」とは、エッチングによる犠牲膜の除去時に、構造体（例えば固定電極）が、基板又は他の構造体（例えば振動子）に付着する現象をいう。そこで、スティッキングの発生を防止するため、壁状体（エッチストップ層）を設ける技術が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００５】
以下に、従来の共振器の構成について、図１７(a) 及び(b) を参照しながら説明する。図１７(a) 及び(b) は、従来の共振器の構成を示す図であり、図１７(a) は、斜視図であり、図１７(b) は、図１７(a) に示すXVIIb-XVIIb線における断面図である。
【０００６】
図１７(a) 及び(b) に示すように、従来の共振器は、シリコン基板１０１と、振動子１０３Ｘと、固定電極１０６Ａ，１０６Ｂと、ＢＯＸ（Buried Oxide）層１０２Ａ，１０２Ｂと、ＴＥＯＳ膜１０５Ａ，１０５Ｂとを備えている。ＢＯＸ層１０２Ａ，１０２Ｂ及びＴＥＯＳ膜１０５Ａ，１０５Ｂは、犠牲膜である
図１７(b) に示すように、振動子１０３Ｘと固定電極１０６Ａ，１０６Ｂとの間には、微小ギャップ１０９Ａ，１０９Ｂが形成されている。振動子１０３Ｘとシリコン基板１０１との間には、ギャップ１１０が形成されている。
【０００７】
固定電極１０６Ａ及び固定電極１０６Ｂのうちの一方の固定電極に、入力信号が印加されると、振動子１０３Ｘにねじり変位が生じ、このねじり変位を出力信号として他方の固定電極から出力する。
【０００８】
図１７(b) に示すように、壁状体１０８Ａ，１０８Ｂは、固定電極１０６Ａ，１０６Ｂを貫通し、下端がシリコン基板１０１に接触している。壁状体１０８Ａ，１０８Ｂの平面形状は、図１７(a) に示すように、コの字状である。
【０００９】
以下に、従来の共振器の製造方法について、図１８(a) 〜(c) 、図１９(a) 〜(c) 及び図２０(a) 〜(c) を参照しながら説明する。図１８(a) 〜図２０(c) は、従来の共振器の製造方法を工程順に示す断面図である。
【００１０】
まず、図１８(a) に示すように、シリコン基板１０１上に、シリコン酸化膜であるＢＯＸ層１０２を介して、単結晶シリコン層１０３を形成する。これにより、シリコン基板１０１、ＢＯＸ層１０２及び単結晶シリコン層１０３を有するＳＯＩ（Silicon On Insulator）基板１０４が形成される。その後、単結晶シリコン層１０３の上に、振動子パターンを有するマスクＭａを形成する。
【００１１】
次に、図１８(b) に示すように、マスクＭａを用いて、単結晶シリコン層１０３に対して、水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）を用いた結晶異方性ウェットエッチングを行う。これにより、断面形状が三角形状の振動子１０３Ｘを形成する。その後、マスクＭａを除去する。
【００１２】
次に、図１８(c) に示すように、ＢＯＸ層１０２の上に、振動子１０３Ｘを覆うＴＥＯＳ膜１０５を形成する。その後、ＴＥＯＳ膜１０５の上に、ポリシリコン膜１０６を形成する。その後、ポリシリコン膜１０６の上に、壁状体パターンを有するレジストＲｅ１を形成する。
【００１３】
次に、図１９(a) に示すように、レジストＲｅ１をマスクとして、ポリシリコン膜１０６、ＴＥＯＳ膜１０５及びＢＯＸ層１０２に対して、エッチングを行う。これにより、貫通溝１０７Ａ，１０７Ｂを形成する。貫通溝１０７Ａ，１０７Ｂの平面形状は、図１７(a) から判るように、コの字形状である。
【００１４】
次に、図１９(b) に示すように、貫通溝１０７Ａ，１０７Ｂ内に、シリコン窒化膜を充填して、壁状体１０８Ａ，１０８Ｂを形成する。
【００１５】
次に、図１９(c) に示すように、フォトリソグラフィにより、ポリシリコン膜１０６の上に、固定電極パターンを有するレジストＲｅ２を形成する。
【００１６】
次に、図２０(a) に示すように、レジストＲｅ２をマスクとして、ポリシリコン膜１０６に対して、ドライエッチングを行う。これにより、固定電極１０６Ａ，１０６Ｂを形成する。その後、レジストＲｅ２を除去する。
【００１７】
次に、図２０(b) に示すように、フッ酸を用いたウェットエッチングにより、ＴＥＯＳ膜１０５を除去する。
【００１８】
次に、図２０(c) に示すように、引き続き、フッ酸を用いたウェットエッチングにより、ＴＥＯＳ膜１０５及びＢＯＸ層１０２を除去する。これにより、振動子１０３Ｘと固定電極１０６Ａ，１０６Ｂとの間に、微小ギャップ１０９Ａ，１０９Ｂを形成する。振動子１０３Ｘと半導体基板１０１との間に、ギャップ１１０を形成する。
【００１９】
このとき、平面形状がコの字状の壁状体１０８Ａ，１０８Ｂにより、ＢＯＸ層１０２及びＴＥＯＳ膜１０５における壁状体１０８Ａ，１０８Ｂで囲まれた部分がエッチングされることを防止し、ＢＯＸ層１０２及びＴＥＯＳ膜１０５が過剰にエッチングされることを防止する。これにより、固定電極１０６Ａ，１０６Ｂがシリコン基板１０１に付着して、スティッキングが発生することを防止する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２０】
【特許文献１】特開２００８−７２２０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
しかしながら、従来の共振器では、以下に示す問題がある。
【００２２】
従来では、シリコン窒化膜、即ち、絶縁膜である壁状体１０８Ａ，１０８Ｂが、固定電極１０６Ａ，１０６Ｂを貫通するため、電流路が制限され、入出力特性が悪化するという問題がある。
【００２３】
さらに、従来では、壁状体１０８Ａ，１０８Ｂを形成するが故に、製造工程が複雑化し、製造コストが増大するという問題がある。具体的には、従来では、図１８(c) に示すように、レジストＲｅ１を形成した後、図１９(a) に示すように、レジストＲｅ１をマスクとして、貫通溝１０７Ａ，１０７Ｂを形成し、その後、図１９(b) に示すように、貫通溝１０７Ａ，１０７Ｂ内に、壁状体１０８Ａ，１０８Ｂを形成する。このように、ポリシリコン膜（固定電極用膜）１０６の形成後で且つ固定電極パターンを有するレジストＲｅ２の形成前に、レジストＲｅ１の形成、貫通溝１０７Ａ，１０７Ｂの形成及び壁状体１０８Ａ，１０８Ｂの形成を行う必要がある。よって、製造工程が複雑化し、製造コストが増大する。
【００２４】
前記に鑑み、本発明の目的は、入出力特性の悪化を招くことなく、振動子と半導体基板との間に、ギャップを精度良く形成することである。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
前記の目的を達成するため、本発明に係る共振器は、半導体基板の上に形成された第１の犠牲膜と、第１の犠牲膜の上に形成された第２の犠牲膜と、第２の犠牲膜の上に形成された固定電極と、振動子とを備え、振動子と第２の犠牲膜及び固定電極との間には、第１のギャップが形成され、振動子と半導体基板との間には、第２のギャップが形成されており、第１の犠牲膜の端面は第２のギャップに露出し、且つ、第２の犠牲膜の端面は第１のギャップに露出している。
【００２６】
本発明に係る共振器によると、第１の犠牲膜よりもエッチング速度が速い第２の犠牲膜を用いることができ、第１の犠牲膜に対する第２の犠牲膜の選択比を、例えば２以上にすることができる。これにより、第２の犠牲膜における振動子の側面の上に形成された部分を除去する時に、第１の間隔と第２の間隔とが互いに同一になるように、第２の犠牲膜を除去することができる。このため、その後に行う第２のギャップの形成時に、第２のギャップの形状を、振動子の中心線を対称軸とする線対称な形状にすることができる。よって、振動子と半導体基板との間に、精度が良く且つ対称性が高い第２のギャップを形成することができる。「第１の間隔」とは、振動子の両側方のうち一方の側方に位置する第２の犠牲膜の端面と振動子の中心線との間隔をいう。「第２の間隔」とは、振動子の両側方のうち他方の側方に位置する第２の犠牲膜の端面と振動子の中心線との間隔をいう。
【００２７】
さらに、従来のように固定電極を貫通する壁状体を設けることがないため、入出力特性の悪化を招くことはない。
【００２８】
本発明に係る共振器において、第１のギャップは、エッチングにより第２の犠牲膜における振動子の側方に位置する部分が除去されることで形成されたギャップであり、第２のギャップは、エッチングにより第１の犠牲膜における振動子の下方に位置する部分が除去されることで形成されたギャップであり、第１の犠牲膜に対する第２の犠牲膜の選択比は、２以上であることが好ましい。
【００２９】
本発明に係る共振器において、第２の犠牲膜と固定電極との間に形成された第３の犠牲膜をさらに備え、固定電極は、第３の犠牲膜の上に形成され、第１のギャップは、振動子と第２の犠牲膜、第３の犠牲膜及び固定電極との間に形成されていることが好ましい。
【００３０】
本発明に係る共振器において、第１のギャップは、エッチングにより第２の犠牲膜及び第３の犠牲膜における振動子の側方に位置する部分が除去されることで形成されたギャップであり、第３の犠牲膜に対する第２の犠牲膜の選択比は、２以上であることが好ましい。
【００３１】
本発明に係る共振器において、第１のギャップに露出する第３の犠牲膜の端面及び第２のギャップに露出する第１の犠牲膜の端面は、第１のギャップに露出する第２の犠牲膜の端面よりも突出していてもよい。
【００３２】
本発明に係る共振器において、固定電極は、半導体基板の表面に沿って延びる第１の部分と、振動子の側面に沿って延びる第２の部分とを有していることが好ましい。
【００３３】
本発明に係る共振器において、第１のギャップは、振動子と固定電極との間に形成され、且つ、間隔が第２のギャップの間隔よりも狭い微小ギャップを含むことが好ましい。
【００３４】
本発明に係る共振器において、振動子の断面形状は、三角形状であることが好ましい。
【００３５】
本発明に係る共振器において、振動子の底面と半導体基板の表面との距離は、固定電極における半導体基板の表面と対向する面と半導体基板の表面との距離よりも短くてもよい。
【００３６】
本発明に係る共振器において、第１の犠牲膜は、シリコン酸化膜であり、第２の犠牲膜は、ＢＰＳＧ膜、ＢＳＧ膜、ＰＳＧ膜、シリコン窒化膜又はタングステン膜であることが好ましい。
【００３７】
本発明に係る共振器において、第１の犠牲膜は、シリコン酸化膜であり、第２の犠牲膜は、ＢＰＳＧ膜、ＢＳＧ膜又はＰＳＧ膜であり、第３の犠牲膜は、ＴＥＯＳ膜であることが好ましい。
【００３８】
前記の目的を達成するため、本発明に係る共振器の製造方法は、半導体基板の上に、第１の犠牲膜を形成する工程（ａ）と、第１の犠牲膜の上に、振動子を形成する工程（ｂ）と、第１の犠牲膜の上に、振動子を覆う第２の犠牲膜を形成する工程（ｃ）と、第２の犠牲膜の上に、固定電極を形成する工程（ｄ）と、エッチングにより、第２の犠牲膜における振動子の側面の上に形成された部分を除去して、振動子と第２の犠牲膜及び固定電極との間に、第１の犠牲膜を露出する第１のギャップを形成する工程（ｅ）と、工程（ｅ）の後に、第１の犠牲膜における振動子の下方に位置する部分を除去して、振動子と半導体基板との間に、第１の犠牲膜の端面を露出する第２のギャップを形成する工程（ｆ）とを備え、工程（ｅ）において、第１の犠牲膜に対する第２の犠牲膜の選択比は、２以上である。
【００３９】
本発明に係る共振器の製造方法によると、第１の犠牲膜に対する第２の犠牲膜の選択比を、例えば２以上にすることができる。これにより、第２の犠牲膜における振動子の側面の上に形成された部分を除去する時に、第１の間隔と第２の間隔とが互いに同一になるように、第２の犠牲膜を除去することができる。このため、その後に行う第２のギャップの形成時に、第２のギャップの形状を、振動子の中心線を対称軸とする線対称な形状にすることができる。よって、振動子と半導体基板との間に、精度が良く且つ対称性が高い第２のギャップを形成することができる。
【００４０】
さらに、従来のように固定電極を貫通する壁状体を設けることがないため、入出力特性の悪化を招くことはない。
【００４１】
本発明に係る共振器の製造方法において、工程（ｆ）は、第２の犠牲膜における振動子の側方に位置する部分を除去する工程を含んでもよい。
【００４２】
本発明に係る共振器の製造方法において、工程（ｃ）の後で且つ工程（ｄ）の前に、第２の犠牲膜の上に、第３の犠牲膜を形成する工程（ｇ）をさらに備え、工程（ｄ）において、固定電極は、第３の犠牲膜の上に形成され、工程（ｅ）は、エッチングにより、第２の犠牲膜における振動子の側面の上に形成された部分及び第３の犠牲膜における振動子の側方に位置する部分を除去して、振動子と第２の犠牲膜、第３の犠牲膜及び固定電極との間に、第１のギャップを形成する工程を含み、工程（ｅ）において、第３の犠牲膜に対する第２の犠牲膜の選択比は、２以上であることが好ましい。
【００４３】
本発明に係る共振器の製造方法において、工程（ｃ）において、第２の犠牲膜は、振動子の側面の上及び第１の犠牲膜における振動子の側方に位置する部分の上に形成され、工程（ｇ）において、第３の犠牲膜は、第１の犠牲膜の上に、第２の犠牲膜を覆うように形成されてもよい。
【００４４】
本発明に係る共振器の製造方法において、工程（ｆ）は、第２の犠牲膜及び第３の犠牲膜における振動子の側方に位置する部分を除去する工程を含んでもよい。
【００４５】
本発明に係る共振器の製造方法において、工程（ｃ）において、第２の犠牲膜は、振動子の側面の上に形成され、工程（ｃ）の後で且つ工程（ｄ）の前に、第１の犠牲膜の上に、第２の犠牲膜を覆う第３の犠牲膜を形成する工程（ｈ）をさらに備え、工程（ｄ）において、固定電極は、第３の犠牲膜の上に形成され、工程（ｅ）は、エッチングにより、第２の犠牲膜、及び第３の犠牲膜における振動子の側方に位置する部分を除去して、振動子と第３の犠牲膜及び固定電極との間に、第１のギャップを形成する工程を含み、工程（ｅ）において、第３の犠牲膜に対する第２の犠牲膜の選択比は、２以上であることが好ましい。
【００４６】
本発明に係る共振器の製造方法において、工程（ｆ）は、第３の犠牲膜における振動子の側方に位置する部分を除去する工程を含んでもよい。
【００４７】
本発明に係る共振器の製造方法において、第１の犠牲膜は、シリコン酸化膜であり、第２の犠牲膜は、ＢＰＳＧ膜、ＢＳＧ膜又はＰＳＧ膜であり、工程（ｅ）のエッチングは、フッ酸を用いた気相エッチングであることが好ましい。
【００４８】
本発明に係る共振器の製造方法において、第１の犠牲膜は、シリコン酸化膜であり、第２の犠牲膜は、シリコン窒化膜であり、工程（ｅ）のエッチングは、リン酸を用いたウェットエッチングであることが好ましい。
【００４９】
本発明に係る共振器の製造方法において、第１の犠牲膜は、シリコン酸化膜であり、第２の犠牲膜は、タングステン膜であり、工程（ｅ）のエッチングは、過酸化水素水を用いたウェットエッチングであることが好ましい。
【００５０】
本発明に係る共振器の製造方法において、第１の犠牲膜は、シリコン酸化膜であり、第２の犠牲膜は、ＢＰＳＧ膜、ＢＳＧ膜又はＰＳＧ膜であり、第３の犠牲膜は、ＴＥＯＳ膜であり、工程（ｅ）のエッチングは、フッ酸を用いた気相エッチングであることが好ましい。
【発明の効果】
【００５１】
本発明に係る共振器及びその製造方法によると、入出力特性の悪化を招くことなく、振動子と半導体基板との間に、ギャップを精度良く形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態に係る共振器の構成を示す平面図である。
【図２】図２は、本発明の第１の実施形態に係る共振器の構成を示す断面図であり、図１に示すII-II線における断面図である。
【図３】図３(a) 〜(c) は、本発明の第１の実施形態に係る共振器の製造方法を工程順に示す断面図である。
【図４】図４(a) 〜(c) は、本発明の第１の実施形態に係る共振器の製造方法を工程順に示す断面図である。
【図５】図５(a) 〜(c) は、本発明の第１の実施形態の第１の変形例に係る共振器の製造方法を工程順に示す断面図である。
【図６】図６(a) 〜(c) は、本発明の第１の実施形態の第１の変形例に係る共振器の製造方法を工程順に示す断面図である。
【図７】図７(a) 〜(c) は、本発明の第１の実施形態の第２の変形例に係る共振器の製造方法を工程順に示す断面図である。
【図８】図８(a) 〜(c) は、本発明の第１の実施形態の第２の変形例に係る共振器の製造方法を工程順に示す断面図である。
【図９】図９(a) 〜(c) は、本発明の第２の実施形態に係る共振器の製造方法を工程順に示す断面図である。
【図１０】図１０(a) 〜(c) は、本発明の第２の実施形態に係る共振器の製造方法を工程順に示す断面図である。
【図１１】図１１(a) 〜(c) は、本発明の第２の実施形態の変形例に係る共振器の製造方法を工程順に示す断面図である。
【図１２】図１２(a) 〜(c) は、本発明の第２の実施形態の変形例に係る共振器の製造方法を工程順に示す断面図である。
【図１３】図１３(a) 〜(c) は、本発明の第２の実施形態の変形例に係る共振器の製造方法を工程順に示す断面図である。
【図１４】図１４(a) 〜(c) は、本発明の第３の実施形態に係る共振器の製造方法を工程順に示す断面図である。
【図１５】図１５(a) 〜(c) は、本発明の第３の実施形態に係る共振器の製造方法を工程順に示す断面図である。
【図１６】図１６(a) 〜(c) は、本発明の第３の実施形態に係る共振器の製造方法を工程順に示す断面図である。
【図１７】図１７(a) 及び(b) は、従来の共振器の構成を示す図であり、図１７(a) は、斜視図であり、図１７(b) は、図１７(a) に示すXVIIb-XVIIb線における断面図である。
【図１８】図１８(a) 〜(c) は、従来の共振器の製造方法を工程順に示す断面図である。
【図１９】図１９(a) 〜(c) は、従来の共振器の製造方法を工程順に示す断面図である。
【図２０】図２０(a) 〜(c) は、従来の共振器の製造方法を工程順に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００５３】
以下に、本発明の各実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００５４】
（第１の実施形態）
以下に、本発明の第１の実施形態に係る共振器について、図１及び図２を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る共振器の構成を示す平面図である。図２は、本実施形態に係る共振器の構成を示す断面図であり、図１に示すII-II線における断面図である。
【００５５】
図２に示すように、本実施形態に係る共振器は、半導体基板１の上に形成された犠牲膜２Ａ，２Ｂと、犠牲膜２Ａ，２Ｂの上に形成された犠牲膜４Ａ，４Ｂと、犠牲膜４Ａ，４Ｂの上に形成された固定電極６Ａ，６Ｂと、振動子３Ｘとを備えている。振動子３Ｘの側面と犠牲膜４Ａ及び固定電極６Ａとの間には、犠牲膜４Ａの端面が露出したギャップ７Ａが形成されている。振動子３Ｘの側面と犠牲膜４Ｂ及び固定電極６Ｂとの間には、犠牲膜４Ｂの端面が露出したギャップ７Ｂが形成されている。振動子３Ｘの底面と半導体基板１との間には、犠牲膜２Ａ，２Ｂの端面が露出したギャップ８が形成されている。
【００５６】
固定電極６Ａ，６Ｂは、半導体基板１の表面に沿って延びる平坦部分（第１の部分）と、振動子３Ｘの側面に沿って延びる傾斜部分（第２の部分）とを有している。
【００５７】
ギャップ７Ａは、振動子３Ｘの側面と固定電極６Ａにおける傾斜部分との間に形成された微小ギャップを含む。ギャップ７Ｂは、振動子３Ｘの側面と固定電極６Ｂにおける傾斜部分との間に形成された微小ギャップを含む。微小ギャップの間隔は、ギャップ８の間隔よりも狭い。微小ギャップの間隔は、例えば、犠牲膜４Ａ，４Ｂの膜厚と同一である。
【００５８】
図２に示すように、振動子３Ｘは、断面形状が、三角形状であることが好ましく、二等辺三角形状であることがより好ましい。この場合、振動子３Ｘの側面同士は、幅が同一である。言い換えれば、振動子３Ｘの底角同士は、同一である。振動子３Ｘの底面は、半導体基板１の表面と平行である。
【００５９】
ギャップ７Ａ，７Ｂは、後述の図４(b) 及び図４(c) に示すように、エッチングにより犠牲膜４における振動子３Ｘの側方に位置する部分が除去されることで形成されたギャップである。ギャップ８は、後述の図４(c) に示すように、エッチングにより犠牲膜２における振動子３Ｘの下方に位置する部分が除去されることで形成されたギャップである。犠牲膜２Ａ，２Ｂに対する犠牲膜４Ａ，４Ｂの選択比は、２以上であることが好ましい。「犠牲膜２Ａ，２Ｂに対する犠牲膜４Ａ，４Ｂの選択比」とは、犠牲膜２Ａ，２Ｂのエッチング速度に対する犠牲膜４Ａ，４Ｂのエッチング速度の割合（比）をいう。
【００６０】
犠牲膜２Ａ，２Ｂは、例えばシリコン酸化膜であり、犠牲膜４Ａ，４Ｂは、例えばＢＰＳＧ（Boro-phospho silicate glass）膜、ＢＳＧ（Boro-Silicata Glass）膜又はＰＳＧ（Phospho Silicate Glass）膜である。
【００６１】
振動子３Ｘの底面と半導体基板１の表面との距離（言い換えれば、ギャップ８の間隔）は、固定電極６Ａ，６Ｂにおける半導体基板１の表面と対向する面と半導体基板１の表面との距離よりも、犠牲膜４Ａ，４Ｂの膜厚分だけ短い。
【００６２】
犠牲膜２Ａと犠牲膜２Ｂとは、それらの間にギャップ８を挟んで、互いに離間しており、犠牲膜２Ａの端面及び犠牲膜２Ｂの端面は、ギャップ８に露出している。犠牲膜４Ａ及び固定電極６Ａと犠牲膜４Ｂ及び固定電極６Ｂとは、それらの間にギャップ７Ａ，７Ｂ及び振動子３Ｘを挟んで、互いに離間しており、犠牲膜４Ａの端面及び犠牲膜４Ｂの端面は、それぞれ、ギャップ７Ａ及びギャップ７Ｂに露出している。
【００６３】
ギャップ８は、振動子３Ｘの中心線Ｌに関して、対称に形成されている。具体的には、図２に示すように、ギャップ８における左側の部分と、ギャップ８における右側の部分とは、振動子３Ｘの中心線Ｌを挟んで、対称に形成されている。即ち、ギャップ８の形状は、振動子３Ｘの中心線Ｌを対称軸とする線対称な形状である。「振動子３Ｘの中心線Ｌ」とは、振動子３Ｘの頂点を通り、且つ、半導体基板１の表面に対して垂直な線をいう。
【００６４】
犠牲膜２Ａの端面と振動子３Ｘの中心線Ｌとの最大間隔Ｗ2Aと、犠牲膜２Ｂの端面と振動子３Ｘの中心線Ｌとの最大間隔Ｗ2Bとは、例えば同一である。
【００６５】
以下に、本発明の第１の実施形態に係る共振器の製造方法について、図３(a) 〜(c) 及び図４(a) 〜(c) を参照しながら説明する。図３(a) 〜図４(c) は、本実施形態に係る共振器の製造方法を工程順に示す断面図である。
【００６６】
まず、図３(a) に示すように、例えばシリコンからなる半導体基板１の上に、犠牲膜２を形成する。犠牲膜２は、例えばシリコン酸化膜である。その後、犠牲膜２の上に、例えば単結晶シリコンからなる振動子用膜３を形成する。これにより、半導体基板１、犠牲膜２及び振動子用膜３を有するＳＯＩ（Silicon On Insulator）基板が形成される。
【００６７】
その後、例えばＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法により、振動子用膜３の上に、例えば窒化シリコンからなるマスク用膜を形成する。その後、フォトリソグラフィにより、振動子パターンを有するレジスト（図示省略）を形成する。その後、レジストをマスクとして、例えばドライエッチングにより、マスク用膜をパターニングする。これにより、振動子パターンを有するマスクＭａを形成する。その後、アッシング及び洗浄により、レジストを除去する。
【００６８】
次に、図３(b) に示すように、マスクＭａを用いて、振動子用膜３に対して、例えば水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）を用いた結晶異方性ウェットエッチングを行う。これにより、犠牲膜２の上に、振動子３Ｘを形成する。振動子３Ｘの断面形状は、例えば二等辺三角形状である。この場合、振動子３Ｘの底角同士は、同一である。振動子３Ｘの底面は、犠牲膜２と接触している。振動子３Ｘの高さ及び幅は、それぞれ、振動子用膜３の膜厚で決定される。例えば、振動子用膜３の膜厚が３μｍ程度である場合、振動子３Ｘの高さは、３μｍ程度であり、振動子３Ｘの底面の幅は、５μｍ程度である。その後、例えば熱リン酸を用いたウェットエッチングにより、マスクＭａを除去する。
【００６９】
次に、図３(c) に示すように、例えばＣＶＤ法により、犠牲膜２の上に、振動子３Ｘを覆う犠牲膜４を形成する。犠牲膜４は、例えばＢＰＳＧ膜である。
【００７０】
その後、例えばＣＶＤ法により、犠牲膜４の上に、例えばポリシリコンからなる導電膜（固定電極用膜）６を形成する。その後、フォトリソグラフィにより、導電膜６の上に、固定電極パターンを有するレジストＲｅを形成する。レジストＲｅの形成時に、アライメント（位置合わせ）にずれが生じ、図３(c) に示すように、レジストＲｅの開口部が、振動子３Ｘの中心線Ｌに関して、非対称に形成されることがある。言い換えれば、間隔ＷReaと間隔ＷRebとが、互いに異なることがある。図３(c) から判るように、「間隔ＷRea，間隔ＷReb」は、レジストＲｅの開口部の内側面と振動子３Ｘの中心線Ｌとの間隔である。
【００７１】
次に、図４(a) に示すように、レジストＲｅをマスクとして、例えばドライエッチングにより、導電膜６における振動子３Ｘの上部（頂点側の部分）の上に形成された部分を除去する。これにより、固定電極６Ａ，６Ｂを形成する。固定電極６Ａ，６Ｂは、半導体基板１の表面に沿った平坦部分と、振動子３Ｘの側面に沿った傾斜部分とを有する。その後、アッシング及び洗浄により、レジストＲｅを除去する。
【００７２】
図３(c) に示すように、レジストＲｅの開口部が、振動子３Ｘの中心線Ｌに関して、非対称に形成される（言い換えれば、間隔ＷReaと間隔ＷRebとが、互いに異なる）場合、図４(a) に示すように、固定電極６Ａと固定電極６Ｂとが、振動子３Ｘの中心線Ｌを挟んで、非対称に形成される。言い換えれば、間隔Ｗ6Aと間隔Ｗ6Bとが、互いに異なる。図４(a) から判るように、「間隔Ｗ6A」は、固定電極６Ａの端面と振動子３Ｘの中心線Ｌとの間隔である。「間隔Ｗ6B」は、固定電極６Ｂの端面と振動子３Ｘの中心線Ｌとの間隔である。
【００７３】
次に、図４(b) に示すように、例えばフッ酸を用いた気相エッチングにより、犠牲膜４における振動子３Ｘの側面の上に形成された部分を除去する。これにより、振動子３Ｘと犠牲膜４ａ及び固定電極６Ａとの間に、犠牲膜２の上面を露出するギャップ７ａを形成する。振動子３Ｘと犠牲膜４ｂ及び固定電極６Ｂとの間に、犠牲膜２の上面を露出するギャップ７ｂを形成する。
【００７４】
ギャップ７ａは、振動子３Ｘの側面と固定電極６Ａにおける傾斜部分との間に形成された微小ギャップを含む。ギャップ７ｂは、振動子３Ｘの側面と固定電極６Ｂにおける傾斜部分との間に形成された微小ギャップを含む。微小ギャップの間隔は、犠牲膜４の膜厚で決定される。例えば、犠牲膜４の膜厚が１００ｎｍ程度以上で且つ３００ｎｍ程度以下である場合、微小ギャップの間隔は、１００ｎｍ程度以上で且つ３００ｎｍ程度以下である。
【００７５】
フッ酸を用いた気相エッチングの場合、犠牲膜４（例えばＢＰＳＧ膜）のエッチング速度を、犠牲膜２（例えばシリコン酸化膜）のエッチング速度の２倍以上にすることができる。このため、図３(c) に示すように、レジストＲｅの開口部が、振動子３Ｘの中心線Ｌに関して、非対称に形成されることがあっても、犠牲膜４ａの端面と振動子３Ｘの中心線Ｌとの間隔Ｗ4aと、犠牲膜４ｂの端面と振動子３Ｘの中心線Ｌとの間隔Ｗ4bとを、互いに同一にすることができる。
【００７６】
次に、図４(c) に示すように、例えばフッ酸を用いた気相エッチングにより、犠牲膜２における振動子３Ｘの下方に位置する部分を除去する。これにより、振動子３Ｘと半導体基板１との間に、犠牲膜２Ａ，２Ｂの端面を露出するギャップ８を形成する。それと共に、犠牲膜４ａ，４ｂにおける振動子３Ｘの側方に位置する部分を除去する。これにより、ギャップ７ａ，７ｂよりも体積が大きいギャップ７Ａ，７Ｂを形成する。
【００７７】
本実施形態では、図４(b) に示すように、間隔Ｗ4aと間隔Ｗ4bとを、互いに同一にすることができる。このため、図４(c) に示すように、犠牲膜２を、振動子３Ｘの中心線Ｌに関して、対称にエッチングすることができるので、ギャップ８を、振動子３Ｘの中心線Ｌに関して、対称に形成することができる。即ち、ギャップ８の形状を、振動子３Ｘの中心線Ｌを対称軸とする線対称な形状にすることができる。
【００７８】
本実施形態では、図４(b) に示すように、間隔Ｗ4aと間隔Ｗ4bとを、互いに同一にすることができる。このため、図４(c) に示すように、犠牲膜２を、振動子３Ｘの中心線Ｌに関して、対称にエッチングすることができるので、犠牲膜２Ａの端面と振動子３Ｘの中心線Ｌとの最大間隔Ｗ2Aと、犠牲膜２Ｂの端面と振動子３Ｘの中心線Ｌとの最大間隔Ｗ2Bとを、互いに同一にすることができる。
【００７９】
以上のようにして、本実施形態に係る共振器を製造することができる。
【００８０】
本実施形態によると、犠牲膜２（例えばシリコン酸化膜）に対する犠牲膜４（例えばＢＰＳＧ膜）の選択比を、２以上にすることができる。これにより、図４(b) に示すように、例えばフッ酸を用いた気相エッチングによる犠牲膜４の除去時に、間隔Ｗ4aと間隔Ｗ4bとが互いに同一になるように、犠牲膜４を除去することができる。このため、図４(c) に示すように、ギャップ８の形状を、振動子３Ｘの中心線Ｌを対称軸とする線対称な形状にすることができ、精度が良く且つ対称性が高いギャップ８を形成することができる。
【００８１】
さらに、従来のように固定電極１０６Ａ，１０６Ｂを貫通する壁状体１０８Ａ，１０８Ｂを設けることがないため、入出力特性の悪化を招くことはない。さらに、壁状体１０８Ａ，１０８Ｂの形成により製造工程が複雑化することはない。
【００８２】
なお、本実施形態では、理解を容易にする為に、例えばフッ酸を用いた気相エッチングによる犠牲膜４の除去工程（図４(b) 参照）と例えばフッ酸を用いた気相エッチングによる犠牲膜２，４の除去工程（図４(c) 参照）とを、分離して説明したが、図４(b) に示す工程のエッチングと図４(c) に示す工程のエッチングとは、同一のエッチング（例えばフッ酸を用いた気相エッチング）である。従って、図４(b) に示す工程と図４(c) に示す工程とは、連続した一連の工程である。犠牲膜４が除去されてギャップ７ａ，７ｂに犠牲膜２の上面が露出された直後、犠牲膜２の除去が開始される。
【００８３】
なお、本実施形態では、犠牲膜４として、ＢＰＳＧ膜を用いる場合を具体例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。犠牲膜４として、例えばＢＳＧ膜又はＰＳＧ膜を用いてもよい。フッ酸を用いた気相エッチングの場合、犠牲膜４（例えばＢＳＧ膜又はＰＳＧ膜）のエッチング速度を、犠牲膜２（例えばシリコン酸化膜）のエッチング速度の２倍以上にすることができる。このため、犠牲膜４として、例えばＢＳＧ膜又はＰＳＧ膜を用いた場合、本実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００８４】
（第１の実施形態の第１の変形例）
以下に、本発明の第１の実施形態の第１の変形例に係る共振器の製造方法について、図５(a) 〜(c) 及び図６(a) 〜(c) を参照しながら説明する。図５(a) 〜図６(c) は、本変形例に係る共振器の製造方法を工程順に示す断面図である。図５(a) 〜図６(c) において、第１の実施形態と同様の構成要素には、図３(a) 〜図４(c) に示す符号と同一の符号を付す。従って、本変形例では、第１の実施形態と同様の説明を適宜省略する。
【００８５】
まず、図５(a) に示すように、第１の実施形態における図３(a) に示す工程と同様の工程を行う。
【００８６】
次に、図５(b) に示すように、第１の実施形態における図３(b) に示す工程と同様の工程を行う。
【００８７】
次に、図５(c) に示すように、例えばＣＶＤ法により、犠牲膜２の上に、振動子３Ｘを覆う犠牲膜１４を形成する。犠牲膜１４は、例えばシリコン窒化膜である。本変形例では、ＢＰＳＧ膜である犠牲膜４に代えて、シリコン窒化膜である犠牲膜１４を用いる。その後、第１の実施形態と同様に、導電膜６及びレジストＲｅを形成する。
【００８８】
次に、図６(a) に示すように、第１の実施形態における図４(a) に示す工程と同様の工程を行う。
【００８９】
次に、図６(b) に示すように、例えば熱リン酸を用いたウェットエッチングにより、犠牲膜１４における振動子３Ｘの側面の上に形成された部分を除去する。本変形例では、シリコン窒化膜である犠牲膜１４を用いるため、フッ酸を用いた気相エッチングに代えて、熱リン酸を用いたウェットエッチングを用いる。これにより、振動子３Ｘと犠牲膜１４ａ及び固定電極６Ａとの間に、犠牲膜２の上面を露出するギャップ７ａを形成する。振動子３Ｘと犠牲膜１４ｂ及び固定電極６Ｂとの間に、犠牲膜２の上面を露出するギャップ７ｂを形成する。
【００９０】
熱リン酸を用いたウェットエッチングの場合、犠牲膜１４（例えばシリコン窒化膜）のエッチング速度を、犠牲膜２（例えばシリコン酸化膜）のエッチング速度の２倍以上にすることができる。このため、図５(c) に示すように、レジストＲｅの開口部が、振動子３Ｘの中心線Ｌに関して、非対称に形成されることがあっても、犠牲膜１４ａの端面と振動子３Ｘの中心線Ｌとの間隔Ｗ14aと、犠牲膜１４ｂの端面と振動子３Ｘの中心線Ｌとの間隔Ｗ14bとを、互いに同一にすることができる。
【００９１】
次に、図６(c) に示すように、第１の実施形態における図４(c) に示す工程と同様の工程を行う。具体的には、例えばフッ酸を用いた気相エッチングにより、犠牲膜２における振動子３Ｘの下方に位置する部分を除去する。これにより、振動子３Ｘと半導体基板１との間に、犠牲膜２Ａ，２Ｂの端面を露出するギャップ８を形成する。このとき、特に、犠牲膜１４にシリコン窒化膜を、犠牲膜２にシリコン酸化膜を用いた場合、犠牲膜１４ａ，１４ｂ（シリコン窒化膜）は殆どエッチングされることがなく、僅かにエッチングされるに留まる。
【００９２】
本変形例では、図６(b) に示すように、間隔Ｗ14aと間隔Ｗ14bとを、互いに同一にすることができる。このため、図６(c) に示すように、犠牲膜２を、振動子３Ｘの中心線Ｌに関して、対称にエッチングすることができるので、ギャップ８を、振動子３Ｘの中心線Ｌに関して、対称に形成することができる。
【００９３】
本変形例では、図６(b) に示すように、間隔Ｗ14aと間隔Ｗ14bとを、互いに同一にすることができる。このため、図６(c) に示すように、犠牲膜２を、振動子３Ｘの中心線Ｌに関して、対称にエッチングすることができるので、犠牲膜２Ａの端面と振動子３Ｘの中心線Ｌとの最大間隔Ｗ2Aと、犠牲膜２Ｂの端面と振動子３Ｘの中心線Ｌとの最大間隔Ｗ2Bとを、互いに同一にすることができる。
【００９４】
このように、第１の実施形態では、図４(b) に示すように、例えばフッ酸を用いた気相エッチングを行った後、引き続き、図４(c) に示すように、例えばフッ酸を用いた気相エッチングを行う。これに対し、本変形例では、図６(b) に示すように、例えば熱リン酸を用いたウェットエッチングを行った後、図６(c) に示すように、例えばフッ酸を用いた気相エッチングを行う。
【００９５】
以上のようにして、本変形例に係る共振器を製造することができる。
【００９６】
本変形例によると、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００９７】
（第１の実施形態の第２の変形例）
以下に、本発明の第１の実施形態の第２の変形例に係る共振器の製造方法について、図７(a) 〜(c) 及び図８(a) 〜(c) を参照しながら説明する。図７(a) 〜図８(c) は、本変形例に係る共振器の製造方法を工程順に示す断面図である。図７(a) 〜図８(c) において、第１の実施形態と同様の構成要素には、図３(a) 〜図４(c) に示す符号と同一の符号を付す。従って、本変形例では、第１の実施形態と同様の説明を適宜省略する。
【００９８】
まず、図７(a) に示すように、第１の実施形態における図３(a) に示す工程と同様の工程を行う。
【００９９】
次に、図７(b) に示すように、第１の実施形態における図３(b) に示す工程と同様の工程を行う。
【０１００】
次に、図７(c) に示すように、例えばスパッタ法により、犠牲膜２の上に、振動子３Ｘを覆う犠牲膜２４を形成する。犠牲膜２４は、例えばタングステン膜（Ｗ膜）２４である。本変形例では、ＢＰＳＧ膜である犠牲膜４に代えて、タングステン膜である犠牲膜２４を用いる。その後、第１の実施形態と同様に、導電膜６及びレジストＲｅを形成する。
【０１０１】
次に、図８(a) に示すように、第１の実施形態における図４(a) に示す工程と同様の工程を行う。
【０１０２】
次に、図８(b) に示すように、例えば過酸化水素水を用いたウェットエッチングにより、犠牲膜２４における振動子３Ｘの側面の上に形成された部分を除去する。本変形例では、タングステン膜である犠牲膜２４を用いるため、フッ酸を用いた気相エッチングに代えて、過酸化水素水を用いたウェットエッチングを用いる。これにより、振動子３Ｘと犠牲膜２４ａ及び固定電極６Ａとの間に、犠牲膜２の上面を露出するギャップ７ａを形成する。振動子３Ｘと犠牲膜２４ｂ及び固定電極６Ｂとの間に、犠牲膜２の上面を露出するギャップ７ｂを形成する。
【０１０３】
過酸化水素水を用いたウェットエッチングの場合、犠牲膜２４（例えばタングステン膜）のエッチング速度を、犠牲膜２（例えばシリコン酸化膜）のエッチング速度の２倍以上にすることができる。このため、図７(c) に示すように、レジストＲｅの開口部が、振動子３Ｘの中心線Ｌに関して、非対称に形成されることがあっても、犠牲膜２４ａの端面と振動子３Ｘの中心線Ｌとの間隔Ｗ24aと、犠牲膜２４ｂの端面と振動子３Ｘの中心線Ｌとの間隔Ｗ24bとを、互いに同一にすることができる。
【０１０４】
次に、図８(c) に示すように、第１の実施形態における図４(c) に示す工程と同様の工程を行う。具体的には、例えばフッ酸を用いた気相エッチングにより、犠牲膜２における振動子３Ｘの下方に位置する部分を除去する。これにより、振動子３Ｘと半導体基板１との間に、犠牲膜２Ａ，２Ｂの端面を露出するギャップ８を形成する。このとき、特に、犠牲膜２４にタングステン膜を、犠牲膜２にシリコン酸化膜を用いた場合、犠牲膜２４ａ，２４ｂ（タングステン膜）は殆どエッチングされることがなく、僅かにエッチングされるに留まる。
【０１０５】
本変形例では、図８(b) に示すように、間隔Ｗ24aと間隔Ｗ24bとを、互いに同一にすることができる。このため、図８(c) に示すように、犠牲膜２を、振動子３Ｘの中心線Ｌに関して、対称にエッチングすることができるので、ギャップ８を、振動子３Ｘの中心線Ｌに関して、対称に形成することができる。
【０１０６】
本変形例では、図８(b) に示すように、間隔Ｗ24aと間隔Ｗ24bとを、互いに同一にすることができる。このため、図８(c) に示すように、犠牲膜２を、振動子３Ｘの中心線Ｌに関して、対称にエッチングすることができるので、犠牲膜２Ａの端面と振動子３Ｘの中心線Ｌとの最大間隔Ｗ2Aと、犠牲膜２Ｂの端面と振動子３Ｘの中心線Ｌとの最大間隔Ｗ2Bとを、互いに同一にすることができる。
【０１０７】
このように、第１の実施形態では、図４(b) に示すように、例えばフッ酸を用いた気相エッチングを行った後、引き続き、図４(c) に示すように、例えばフッ酸を用いた気相エッチングを行う。これに対し、本変形例では、図８(b) に示すように、例えば過酸化水素水を用いたウェットエッチングを行った後、図８(c) に示すように、例えばフッ酸を用いた気相エッチングを行う。
【０１０８】
以上のようにして、本変形例に係る共振器を製造することができる。
【０１０９】
本変形例によると、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１１０】
なお、第１の実施形態及びその第１，第２の変形例では、犠牲膜２に対する犠牲膜４，１４，２４の選択比が、２以上である場合を具体例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。犠牲膜４，１４，２４のエッチング速度は、犠牲膜２のエッチング速度よりも速ければよく、犠牲膜２に対する犠牲膜４，１４，２４の選択比が、少なくとも２以上であることが好ましい。
【０１１１】
なお、第１の実施形態では、犠牲膜２として、シリコン酸化膜を用い、犠牲膜４として、ＢＰＳＧ膜を用い（ＢＰＳＧ膜の代わりに、ＢＳＧ膜又はＰＳＧ膜を用い）、図４(b) に示す工程のエッチングとして、フッ酸を用いた気相エッチングを用いる場合を具体例に挙げて説明した。第１の変形例では、犠牲膜２として、シリコン酸化膜を用い、犠牲膜１４として、シリコン窒化膜を用い、図６(b) に示す工程のエッチングとして、リン酸を用いたウェットエッチングを用いる場合を具体例に挙げて説明した。第２の変形例では、犠牲膜２として、シリコン酸化膜を用い、犠牲膜２４として、タングステン膜を用い、図８(b) に示す工程のエッチングとして、過酸化水素水を用いたウェットエッチングを用いる場合を具体例に挙げて説明した。しかしながら、本発明はこれらに限定されるものではない。犠牲膜２に対する犠牲膜４，１４，２４の選択比が、２以上（少なくとも２以上）になるように、犠牲膜２及び犠牲膜４，１４，２４の膜種並びにエッチングの種類を適宜選択すればよい。
【０１１２】
（第２の実施形態）
以下に、本発明の第２の実施形態に係る共振器の製造方法について、図９(a) 〜(c) 及び図１０(a) 〜(c) を参照しながら説明する。図９(a) 〜図１０(c) は、本実施形態に係る共振器の製造方法を工程順に示す断面図である。図９(a) 〜図１０(c) において、第１の実施形態と同様の構成要素には、図３(a) 〜図４(c) に示す符号と同一の符号を付す。従って、本実施形態では、第１の実施形態と同様の説明を適宜省略する。
【０１１３】
まず、図９(a) に示すように、第１の実施形態における図３(a) に示す工程と同様の工程を行う。
【０１１４】
次に、図９(b) に示すように、第１の実施形態における図３(b) に示す工程と同様の工程を行う。
【０１１５】
次に、図９(c) に示すように、例えばＣＶＤ法により、犠牲膜２の上に、振動子３Ｘを覆う犠牲膜３４を形成する。犠牲膜３４は、例えばＢＰＳＧ膜である。その後、例えばＣＶＤ法により、犠牲膜３４の上に、犠牲膜３５を形成する。犠牲膜３５は、例えばＴＥＯＳ膜である。その後、第１の実施形態と同様に、導電膜６及びレジストＲｅを形成する。このように、第１の実施形態では、犠牲膜４（例えばＢＰＳＧ膜）を形成した後、導電膜６を形成する。これに対し、本実施形態では、犠牲膜３４（例えばＢＰＳＧ膜）の形成後で且つ導電膜６の形成前に、犠牲膜３５（例えばＴＥＯＳ膜）を形成する。「ＴＥＯＳ膜」とは、ＴＥＯＳ（Tetra Ethyl Ortho Silicate）を原料としたＣＶＤ法により形成される膜をいう。
【０１１６】
次に、図１０(a) に示すように、第１の実施形態における図４(a) に示す工程と同様の工程を行う。
【０１１７】
次に、図１０(b) に示すように、例えばフッ酸を用いた気相エッチングにより、犠牲膜３４における振動子３Ｘの側面の上に形成された部分及び犠牲膜３５における振動子３Ｘの側方に位置する部分を除去する。これにより、振動子３Ｘと犠牲膜３４ａ、犠牲膜３５ａ及び固定電極６Ａとの間に、犠牲膜２の上面を露出するギャップ３７ａを形成する。振動子３Ｘと犠牲膜３４ｂ、犠牲膜３５ｂ及び固定電極６Ｂとの間に、犠牲膜２の上面を露出するギャップ３７ｂを形成する。このように、第１の実施形態では、例えばフッ酸を用いた気相エッチングにより、犠牲膜４（例えばＢＰＳＧ膜）における振動子３Ｘの側面の上に形成された部分を除去する。これに対し、本実施形態では、例えばフッ酸を用いた気相エッチングにより、犠牲膜３４（例えばＢＰＳＧ膜）における振動子３Ｘの側面の上に形成された部分及び犠牲膜３５（例えばＴＥＯＳ膜）における振動子３Ｘの側方に位置する部分を除去する。
【０１１８】
フッ酸を用いた気相エッチングの場合、犠牲膜３４（例えばＢＰＳＧ膜）のエッチング速度を、犠牲膜２（例えばシリコン酸化膜）のエッチング速度及び犠牲膜３５（例えばＴＥＯＳ膜）のエッチング速度の２倍以上にすることができる。このため、図９(c) に示すように、レジストＲｅの開口部が、振動子３Ｘの中心線Ｌに関して、非対称に形成されることがあっても、犠牲膜３４ａの端面と振動子３Ｘの中心線Ｌとの間隔Ｗ34aと、犠牲膜３４ｂの端面と振動子３Ｘの中心線Ｌとの間隔Ｗ34bとを、互いに同一にすることができる。
【０１１９】
上記の通り、犠牲膜３４のエッチング速度は、犠牲膜３５のエッチング速度の２倍以上である。このため、犠牲膜３５のエッチング量は、犠牲膜３４のエッチング量よりも少ない。よって、図１０(b) に示すように、犠牲膜３５ａ，３５ｂの端面は、犠牲膜３４ａ，３４ｂの端面よりも突出する。
【０１２０】
次に、図１０(c) に示すように、第１の実施形態における図４(c) に示す工程と同様の工程を行う。具体的には、例えばフッ酸を用いた気相エッチングにより、犠牲膜２における振動子３Ｘの下方に位置する部分を除去する。これにより、振動子３Ｘと半導体基板１との間に、犠牲膜２Ａ，２Ｂの端面を露出するギャップ８を形成する。それと共に、犠牲膜３４ａ，３４ｂ及び犠牲膜３５ａ，３５ｂにおける振動子３Ｘの側方に位置する部分を除去する。これにより、ギャップ３７ａ，３７ｂよりも体積が大きいギャップ３７Ａ，３７Ｂを形成する。ギャップ３７Ａには、犠牲膜３４Ａの端面及び犠牲膜３５Ａの端面が、ギャップ３７Ｂには、犠牲膜３４Ｂの端面及び犠牲膜３５Ｂの端面が露出している。
【０１２１】
ギャップ３７Ａは、振動子３Ｘの側面と固定電極６Ａにおける傾斜部分との間に形成された微小ギャップを含む。ギャップ３７Ｂは、振動子３Ｘの側面と固定電極６Ｂにおける傾斜部分との間に形成された微小ギャップを含む。微小ギャップの間隔は、犠牲膜３４の膜厚と犠牲膜３５の膜厚とを合計した合計膜厚で決定される。例えば、犠牲膜３４の膜厚が１００ｎｍ程度であり、犠牲膜３５の膜厚が１００ｎｍ程度である場合、微小ギャップの間隔は、１００ｎｍ程度以上で且つ３００ｎｍ程度以下である。
【０１２２】
本実施形態では、図１０(b) に示すように、間隔Ｗ34aと間隔Ｗ34bとを、互いに同一にすることができる。このため、図１０(c) に示すように、犠牲膜２を、振動子３Ｘの中心線Ｌに関して、対称にエッチングすることができるので、ギャップ８を、振動子３Ｘの中心線Ｌに関して、対称に形成することができる。
【０１２３】
本実施形態では、図１０(b) に示すように、間隔Ｗ34aと間隔Ｗ34bとを、互いに同一にすることができる。このため、図１０(c) に示すように、犠牲膜２を、振動子３Ｘの中心線Ｌに関して、対称にエッチングすることができるので、犠牲膜２Ａの端面と振動子３Ｘの中心線Ｌとの最大間隔Ｗ2Aと、犠牲膜２Ｂの端面と振動子３Ｘの中心線Ｌとの最大間隔Ｗ2Bとを、互いに同一にすることができる。
【０１２４】
上述の通り、犠牲膜３４のエッチング速度は、犠牲膜２のエッチング速度及び犠牲膜３５のエッチング速度の２倍以上である。このため、犠牲膜２のエッチング量及び犠牲膜３５ａ，３５ｂのエッチング量は、犠牲膜３４ａ，３４ｂのエッチング量よりも少ない。よって、図１０(c) に示すように、犠牲膜２Ａ，２Ｂの端面及び犠牲膜３５Ａ，３５Ｂの端面は、犠牲膜３４Ａ，３４Ｂの端面よりも突出する。
【０１２５】
以上のようにして、本実施形態に係る共振器を製造することができる。
【０１２６】
本実施形態と第１の実施形態との構成上の相違点は、以下の点である。
【０１２７】
第１の実施形態では、図２に示すように、犠牲膜２Ａ，２Ｂと固定電極６Ａ，６Ｂとの間に、犠牲膜４Ａ，４Ｂが形成されている。振動子３Ｘの底面と半導体基板１の表面との距離は、固定電極６Ａ，６Ｂにおける半導体基板１の表面と対向する面と半導体基板１の表面との距離よりも、犠牲膜４Ａ，４Ｂの膜厚分だけ短い。
【０１２８】
これに対し、本実施形態では、図１０(c) に示すように、犠牲膜２Ａ，２Ｂと固定電極６Ａ，６Ｂとの間に、犠牲膜３４Ａ，３４Ｂ及び犠牲膜３５Ａ，３５Ｂが順次形成されている。振動子３Ｘの底面と半導体基板１の表面との距離は、固定電極６Ａ，６Ｂにおける半導体基板１の表面と対向する面と半導体基板１の表面との距離よりも、犠牲膜３４Ａ，３４Ｂの膜厚と犠牲膜３５Ａ，３５Ｂの膜厚とを合計した合計膜厚分だけ短い。犠牲膜２Ａ，２Ｂの端面及び犠牲膜３５Ａ，３５Ｂの端面は、犠牲膜３４Ａ，３４Ｂの端面よりも突出している。
【０１２９】
本実施形態によると、犠牲膜２（例えばシリコン酸化膜）に対する犠牲膜３４（例えばＢＰＳＧ膜）の選択比を、２以上にし、且つ、犠牲膜３５（例えばＴＥＯＳ膜）に対する犠牲膜３４の選択比を、２以上にすることができる。これにより、図１０(b) に示すように、例えばフッ酸を用いた気相エッチングによる犠牲膜３４，３５の除去時に、間隔Ｗ34aと間隔Ｗ34bとが互いに同一になるように、犠牲膜３４を除去することができる。このため、図１０(c) に示すように、ギャップ８の形状を、振動子３Ｘの中心線Ｌを対称軸とする線対称な形状にすることができ、精度が良く且つ対称性が高いギャップ８を形成することができる。
【０１３０】
さらに、犠牲膜３４のエッチング速度を、犠牲膜３５のエッチング速度の２倍以上にすることができる。言い換えれば、犠牲膜３５のエッチング速度を、犠牲膜３４のエッチング速度の２分の１以下にすることができる。これにより、犠牲膜３５が過剰にエッチングされることを防止することができる。このため、犠牲膜３５Ａ，３５Ｂと固定電極６Ａ，６Ｂとの接触面積を増大させて、固定電極６Ａ，６Ｂを安定に保持することができる。
【０１３１】
さらに、従来のように固定電極１０６Ａ，１０６Ｂを貫通する壁状体１０８Ａ，１０８Ｂを設けることがないため、入出力特性の悪化を招くことはない。さらに、壁状体１０８Ａ，１０８Ｂの形成により製造工程が複雑化することはない。
【０１３２】
（第２の実施形態の変形例）
以下に、本発明の第２の実施形態の変形例に係る共振器の製造方法について、図１１(a) 〜(c) 、図１２(a) 〜(c) 及び図１３(a) 〜(c)を参照しながら説明する。図１１(a) 〜図１３(c) は、本変形例に係る共振器の製造方法を工程順に示す断面図である。図１１(a) 〜図１３(c) において、第２の実施形態と同様の構成要素には、図９(a) 〜図１０(c) に示す符号と同一の符号を付す。従って、本変形例では、第２の実施形態と同様の説明を適宜省略する。
【０１３３】
まず、図１１(a) に示すように、第２の実施形態における図９(a) に示す工程と同様の工程を行う。
【０１３４】
次に、図１１(b) に示すように、第２の実施形態における図９(b) に示す工程と同様の工程を行う。
【０１３５】
次に、図１１(c) に示すように、例えばＣＶＤ法により、犠牲膜２の上に、振動子３Ｘを覆う犠牲膜４４を形成する。犠牲膜４４は、例えばＢＰＳＧ膜である。その後、フォトリソグラフィにより、犠牲膜４４の上に、レジストＲｅｘを形成する。
【０１３６】
次に、図１２(a) に示すように、レジストＲｅｘをマスクとして、犠牲膜４４に対して、例えばドライエッチングを行う。これにより、振動子３Ｘの側面の上、及び犠牲膜２における振動子３Ｘの側方に位置する部分の上に、犠牲膜４４Ｘを残存させる。その後、アッシング及び洗浄により、レジストＲｅｘを除去する。
【０１３７】
次に、図１２(b) に示すように、例えばＣＶＤ法により、犠牲膜２の上に、犠牲膜４４Ｘを覆う犠牲膜４５を形成する。犠牲膜４５は、例えばＴＥＯＳ膜である。
【０１３８】
このように、本変形例では、図１２(a) に示すように、振動子３Ｘの側面、及び犠牲膜２の上面における振動子３Ｘの側方に位置する部分を覆う犠牲膜４４Ｘ（例えばＢＰＳＧ膜）を形成した後、図１２(b) に示すように、犠牲膜２の上に、犠牲膜４４Ｘを覆う犠牲膜４５（例えばＴＥＯＳ膜）を形成する。これに対し、第２の実施形態では、振動子３Ｘの側面、及び犠牲膜２の上面における振動子３Ｘで覆われた部分以外の部分を覆う犠牲膜３４（例えばＢＰＳＧ膜）を形成した後、犠牲膜３４の上に、犠牲膜３５（例えばＴＥＯＳ膜）を形成する。
【０１３９】
その後、第２の実施形態と同様に、導電膜６を形成する。
【０１４０】
次に、図１２(c) に示すように、第２の実施形態と同様に、レジストＲｅを形成する。
【０１４１】
次に、図１３(a) に示すように、第２の実施形態における図１０(a) に示す工程と同様の工程を行う。
【０１４２】
次に、図１３(b) に示すように、第２の実施形態における図１０(b) に示す工程と同様の工程を行う。具体的には、例えばフッ酸を用いた気相エッチングにより、犠牲膜４４Ｘにおける振動子３Ｘの側面の上に形成された部分及び犠牲膜４５における振動子３Ｘの側方に位置する部分を除去する。これにより、振動子３Ｘと犠牲膜４４Ｘａ、犠牲膜４５ａ及び固定電極６Ａとの間に、犠牲膜２の上面を露出するギャップ４７ａを形成する。振動子３Ｘと犠牲膜４４Ｘｂ、犠牲膜４５ｂ及び固定電極６Ｂとの間に、犠牲膜２の上面を露出するギャップ４７ｂを形成する。
【０１４３】
フッ酸を用いた気相エッチングの場合、犠牲膜４４Ｘ（例えばＢＰＳＧ膜）のエッチング速度を、犠牲膜２（例えばシリコン酸化膜）のエッチング速度及び犠牲膜４５（例えばＴＥＯＳ膜）のエッチング速度の２倍以上にすることができる。このため、図１２(c) に示すように、レジストＲｅの開口部が、振動子３Ｘの中心線Ｌに関して、非対称に形成されることがあっても、犠牲膜４４Ｘａの端面と振動子３Ｘの中心線Ｌとの間隔Ｗ44Xaと、犠牲膜４４Ｘｂの端面と振動子３Ｘの中心線Ｌとの間隔Ｗ44Xbとを、互いに同一にすることができる。
【０１４４】
次に、図１３(c) に示すように、第２の実施形態における図１０(c) に示す工程と同様の工程を行う。具体的には、例えばフッ酸を用いた気相エッチングにより、犠牲膜２における振動子３Ｘの下方に位置する部分を除去する。これにより、振動子３Ｘと半導体基板１との間に、犠牲膜２Ａ，２Ｂの端面を露出するギャップ８を形成する。それと共に、犠牲膜４４Ｘａ，４４Ｘｂ及び犠牲膜４５ａ，４５ｂにおける振動子３Ｘの側方に位置する部分を除去する。これにより、ギャップ４７ａ，４７ｂよりも体積が大きいギャップ４７Ａ，４７Ｂを形成する。ギャップ４７Ａには、犠牲膜４４ＸＡの端面及び犠牲膜４５Ａの端面が、ギャップ４７Ｂには、犠牲膜４４ＸＢの端面及び犠牲膜４５Ｂの端面が露出している。
【０１４５】
本変形例では、図１３(b) に示すように、間隔Ｗ44Xaと間隔Ｗ44Xbとを、互いに同一にすることができる。このため、図１３(c) に示すように、犠牲膜２を、振動子３Ｘの中心線Ｌに関して、対称にエッチングすることができるので、ギャップ８を、振動子３Ｘの中心線Ｌに関して、対称に形成することができる。
【０１４６】
本変形例では、図１３(b) に示すように、間隔Ｗ44Xaと間隔Ｗ44Xbとを、互いに同一にすることができる。このため、図１３(c) に示すように、犠牲膜２を、振動子３Ｘの中心線Ｌに関して、対称にエッチングすることができるので、犠牲膜２Ａの端面と振動子３Ｘの中心線Ｌとの最大間隔Ｗ2Aと、犠牲膜２Ｂの端面と振動子３Ｘの中心線Ｌとの最大間隔Ｗ2Bとを、互いに同一にすることができる。
【０１４７】
以上のようにして、本変形例に係る共振器を製造することができる。
【０１４８】
本変形例と第２の実施形態との構成上の相違点は、以下の点である。
【０１４９】
第２の実施形態では、図１０(c) に示すように、犠牲膜３４Ａ，３４Ｂの上に、犠牲膜３５Ａ，３５Ｂが形成されている。犠牲膜３５Ａ，３５Ｂは、犠牲膜３４Ａ，３４Ｂに接触している一方、犠牲膜２Ａ，２Ｂに接触していない。
【０１５０】
これに対し、本変形例では、図１３(c) に示すように、犠牲膜２Ａ，２Ｂ及び犠牲膜４４ＸＡ，４４ＸＢの上に、凸状の犠牲膜４５Ａ，４５Ｂが形成されている。犠牲膜４５Ａ，４５Ｂは、犠牲膜２Ａ，２Ｂ及び犠牲膜４４ＸＡ，４４ＸＢに接触している。
【０１５１】
本変形例によると、第２の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１５２】
なお、第２の実施形態及びその変形例では、犠牲膜３４，４４として、ＢＰＳＧ膜を用いる場合を具体例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。犠牲膜３４，４４として、例えばＢＳＧ膜又はＰＳＧ膜を用いてもよい。フッ酸を用いた気相エッチングの場合、犠牲膜３４，４４（例えばＢＳＧ膜又はＰＳＧ膜）のエッチング速度を、犠牲膜２（例えばシリコン酸化膜）のエッチング速度及び犠牲膜３５，４５（例えばＴＥＯＳ膜）のエッチング速度の２倍以上にすることができる。このため、犠牲膜３４，４４として、例えばＢＳＧ膜又はＰＳＧ膜を用いた場合、第２の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１５３】
（第３の実施形態）
以下に、本発明の第３の実施形態に係る共振器の製造方法について、図１４(a) 〜(c) 、図１５(a) 〜(c) 及び図１６(a) 〜(c)を参照しながら説明する。図１４(a) 〜図１６(c) は、本実施形態に係る共振器の製造方法を工程順に示す断面図である。図１４(a) 〜図１６(c) において、第２の実施形態と同様の構成要素には、図９(a) 〜図１０(c) に示す符号と同一の符号を付す。従って、本実施形態では、第２の実施形態と同様の説明を適宜省略する。
【０１５４】
まず、図１４(a) に示すように、第２の実施形態における図９(a) に示す工程と同様の工程を行う。
【０１５５】
次に、図１４(b) に示すように、第２の実施形態における図９(b) に示す工程と同様の工程を行う。
【０１５６】
次に、図１４(c) に示すように、例えばＣＶＤ法により、犠牲膜２の上に、振動子３Ｘを覆う犠牲膜５４を形成する。犠牲膜５４は、例えばＢＰＳＧ膜である。
【０１５７】
次に、図１５(a) に示すように、犠牲膜５４に対して、例えば全面ドライエッチングを行う。これにより、振動子３Ｘの側面の上に、サイドウォール状の犠牲膜５４ａ，５４ｂを形成する。犠牲膜５４ａの幅ｗ54aと犠牲膜５４ｂの幅ｗ54bとは、互いに同一である。
【０１５８】
次に、図１５(b) に示すように、例えばＣＶＤ法により、犠牲膜２の上に、犠牲膜５４ａ，５４ｂを覆う犠牲膜５５を形成する。犠牲膜５５は、例えばＴＥＯＳ膜である。
【０１５９】
このように、本実施形態では、図１５(a) に示すように、振動子３Ｘの側面を覆う犠牲膜５４ａ，５４ｂ（例えばＢＰＳＧ膜）を形成した後、図１５(b) に示すように、犠牲膜２の上に、犠牲膜５４ａ，５４ｂを覆う犠牲膜５５（例えばＴＥＯＳ膜）を形成する。これに対し、第２の実施形態では、振動子３Ｘの側面、及び犠牲膜２の上面における振動子３Ｘで覆われた部分以外の部分を覆う犠牲膜３４（例えばＢＰＳＧ膜）を形成した後、犠牲膜３４の上に、犠牲膜３５（例えばＴＥＯＳ膜）を形成する。
【０１６０】
その後、第２の実施形態と同様に、導電膜６を形成する。
【０１６１】
次に、図１５(c) に示すように、第２の実施形態と同様に、レジストＲｅを形成する。
【０１６２】
次に、図１６(a) に示すように、第２の実施形態における図１０(a) に示す工程と同様の工程を行う。
【０１６３】
次に、図１６(b) に示すように、第２の実施形態における図１０(b) に示す工程と同様の工程を行う。具体的には、例えばフッ酸を用いた気相エッチングにより、犠牲膜５４ａ，５４ｂの全部及び犠牲膜５５における振動子３Ｘの側方に位置する部分を除去する。これにより、振動子３Ｘと犠牲膜５５ａ及び固定電極６Ａとの間に、犠牲膜２の上面を露出するギャップ５７ａを形成する。振動子３Ｘと犠牲膜５５ｂ及び固定電極６Ｂとの間に、犠牲膜２の上面を露出するギャップ５７ｂを形成する。
【０１６４】
フッ酸を用いた気相エッチングの場合、犠牲膜５４ａ，５４ｂ（例えばＢＰＳＧ膜）のエッチング速度を、犠牲膜２（例えばシリコン酸化膜）のエッチング速度及び犠牲膜５５（例えばＴＥＯＳ膜）のエッチング速度の２倍以上にすることができる。このため、図１５(c) に示すように、レジストＲｅの開口部が、振動子３Ｘの中心線Ｌに関して、非対称に形成されることがあっても、犠牲膜５４ａ，５４ｂを完全に除去することができる。このため、犠牲膜２の上面における犠牲膜５４ａが除去されて露出された部分の露出幅Ｗaと、犠牲膜２の上面における犠牲膜５４ｂが除去されて露出された部分の露出幅Ｗbとを、互いに同一にすることができる。
【０１６５】
次に、図１６(c) に示すように、第２の実施形態における図１０(c) に示す工程と同様の工程を行う。具体的には、例えばフッ酸を用いた気相エッチングにより、犠牲膜２における振動子３Ｘの下方に位置する部分を除去する。これにより、振動子３Ｘと半導体基板１との間に、犠牲膜２Ａ，２Ｂの端面を露出するギャップ８を形成する。それと共に、犠牲膜５５ａ，５５ｂにおける振動子３Ｘの側方に位置する部分を除去する。これにより、ギャップ５７ａ，５７ｂよりも体積が大きいギャップ５７Ａ，５７Ｂを形成する。ギャップ５７Ａには、犠牲膜５５Ａの端面が、ギャップ５７Ｂには、犠牲膜５５Ｂの端面が露出している。
【０１６６】
ギャップ５７Ａは、振動子３Ｘの側面と固定電極６Ａにおける傾斜部分との間に形成された微小ギャップを含む。ギャップ５７Ｂは、振動子３Ｘの側面と固定電極６Ｂにおける傾斜部分との間に形成された微小ギャップを含む。微小ギャップの間隔は、犠牲膜５４の膜厚の約半分と犠牲膜５５の膜厚とを合計した合計膜厚で決定される。例えば、犠牲膜５４の膜厚が１００ｎｍ程度であり、犠牲膜５５の膜厚が１００ｎｍ程度である場合、微小ギャップの間隔は、１００ｎｍ程度以上で且つ３００ｎｍ程度以下である。
【０１６７】
本実施形態では、図１６(b) に示すように、間隔Ｗaと間隔Ｗbとを、互いに同一にすることができる。このため、図１６(c) に示すように、犠牲膜２を、振動子３Ｘの中心線Ｌに関して、対称にエッチングすることができるので、ギャップ８を、振動子３Ｘの中心線Ｌに関して、対称に形成することができる。
【０１６８】
本実施形態では、図１６(b) に示すように、間隔Ｗaと間隔Ｗbとを、互いに同一にすることができる。このため、図１６(c) に示すように、犠牲膜２を、振動子３Ｘの中心線Ｌに関して、対称にエッチングすることができるので、犠牲膜２Ａの端面と振動子３Ｘの中心線Ｌとの最大間隔Ｗ2Aと、犠牲膜２Ｂの端面と振動子３Ｘの中心線Ｌとの最大間隔Ｗ2Bとを、互いに同一にすることができる。
【０１６９】
以上のようにして、本実施形態に係る共振器を製造することができる。
【０１７０】
本実施形態と第２の実施形態との構成上の相違点は、以下の点である。
【０１７１】
第２の実施形態では、図１０(c) に示すように、犠牲膜２Ａ，２Ｂと固定電極６Ａ，６Ｂとの間に、犠牲膜３４Ａ，３４Ｂ及び犠牲膜３４Ａ，３４Ｂよりもエッチング速度が遅い犠牲膜３５Ａ，３５Ｂが順次形成されている。振動子３Ｘの底面と半導体基板１の表面との距離は、固定電極６Ａ，６Ｂにおける半導体基板１の表面と対向する面と半導体基板１の表面との距離よりも、犠牲膜３４Ａ，３４Ｂの膜厚と犠牲膜３５Ａ，３５Ｂの膜厚とを合計した合計膜厚分だけ短い。
【０１７２】
これに対し、本実施形態では、図１６(c) に示すように、犠牲膜２Ａ，２Ｂと固定電極６Ａ，６Ｂとの間に、犠牲膜５５Ａ，５５Ｂが形成されている。犠牲膜５５Ａ，５５Ｂは、製造途中時に完全に除去される犠牲膜５４ａ，５４ｂよりもエッチング速度が遅い。振動子３Ｘの底面と半導体基板１の表面との距離は、固定電極６Ａ，６Ｂにおける半導体基板１の表面と対向する面と半導体基板１の表面との距離よりも、犠牲膜５５Ａ，５５Ｂの膜厚分だけ短い。
【０１７３】
本実施形態によると、犠牲膜２（例えばシリコン酸化膜）に対する犠牲膜５４（例えばＢＰＳＧ膜）の選択比を、２以上にし、且つ、犠牲膜５５（例えばＴＥＯＳ膜）に対する犠牲膜５４の選択比を、２以上にすることができる。これにより、図１６(b) に示すように、例えばフッ酸を用いた気相エッチングによる犠牲膜５４ａ，５４ｂ，５５の除去時に、犠牲膜５４ａ，５４ｂを完全に除去することができる。このため、図１６(c) に示すように、ギャップ８の形状を、振動子３Ｘの中心線Ｌを対称軸とする線対称な形状にすることができ、精度が良く且つ対称性が高いギャップ８を形成することができる。
【０１７４】
さらに、犠牲膜５５のエッチング速度を、犠牲膜５４のエッチング速度の２分の１以下にすることができる。これにより、犠牲膜５５が過剰にエッチングされることを防止することができる。このため、犠牲膜５５Ａ，５５Ｂと固定電極６Ａ，６Ｂとの接触面積を増大させて、固定電極６Ａ，６Ｂを安定に保持することができる。
【０１７５】
さらに、従来のように固定電極１０６Ａ，１０６Ｂを貫通する壁状体１０８Ａ，１０８Ｂを設けることがないため、入出力特性の悪化を招くことはない。さらに、壁状体１０８Ａ，１０８Ｂの形成により製造工程が複雑化することはない。
【０１７６】
なお、本実施形態では、犠牲膜５４として、ＢＰＳＧ膜を用いる場合を具体例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。犠牲膜５４として、例えばＢＳＧ膜又はＰＳＧ膜を用いてもよい。フッ酸を用いた気相エッチングの場合、犠牲膜５４（例えばＢＳＧ膜又はＰＳＧ膜）のエッチング速度を、犠牲膜２（例えばシリコン酸化膜）のエッチング速度及び犠牲膜５５（例えばＴＥＯＳ膜）のエッチング速度の２倍以上にすることができる。このため、犠牲膜５４として、例えばＢＳＧ膜又はＰＳＧ膜を用いた場合、本実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１７７】
なお、第２の実施形態及びその変形例並びに第３の実施形態では、犠牲膜２に対する犠牲膜３４，４４，５４の選択比が、２以上であり、且つ、犠牲膜３５，４５，５５に対する犠牲膜３４，４４，５４の選択比が、２以上である場合を具体例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。犠牲膜３４，４４，５４のエッチング速度は、犠牲膜２のエッチング速度及び犠牲膜３５，４５，５５のエッチング速度よりも速ければよく、犠牲膜２に対する犠牲膜３４，４４，５４の選択比が、少なくとも２以上であり、且つ、犠牲膜３５，４５，５５に対する犠牲膜３４，４４，５４の選択比が、少なくとも２以上であることが好ましい。
【０１７８】
なお、第２の実施形態及びその変形例並びに第３の実施形態では、犠牲膜２として、シリコン酸化膜を用い、犠牲膜３４，４４，５４として、ＢＰＳＧ膜を用い（ＢＰＳＧ膜の代わりに、ＢＳＧ膜又はＰＳＧ膜を用い）、犠牲膜３５，４５，５５として、ＴＥＯＳ膜を用い、図１０(b) ，図１３(b) ，図１６(b) に示す工程のエッチングとして、フッ酸を用いた気相エッチングを用いる場合を具体例に挙げて説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。犠牲膜２に対する犠牲膜３４，４４，５４の選択比が、２以上（少なくとも２以上）になり、且つ、犠牲膜３５，４５，５５に対する犠牲膜３４，４４，５４の選択比が、２以上（少なくとも２以上）になるように、犠牲膜２、犠牲膜３４，４４，５４及び犠牲膜３５，４５，５５の膜種並びにエッチングの種類を適宜選択すればよい。
【０１７９】
なお、第１の実施形態及びその第１，第２の変形例、第２の実施形態及びその変形例、並びに第３の実施形態では、例えば気相エッチングにより、犠牲膜２における振動子３Ｘの下方に位置する部分を除去する場合を具体例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えばウェットエッチングにより、犠牲膜２における振動子３Ｘの下方に位置する部分を除去してもよい。
【０１８０】
なお、第１の実施形態及びその第１，第２の変形例、第２の実施形態及びその変形例、並びに第３の実施形態では、固定電極６Ａ，６Ｂとして、例えばポリシリコン膜を用いる場合を具体例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、タングステン膜等の金属膜、ポリシリコン膜と金属膜との積層膜、又はタングステンシリサイド膜（ＷＳｉx膜）等のシリサイド膜を用いてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１８１】
本発明は、入出力特性の悪化を招くことなく、振動子と半導体基板との間に、ギャップを精度良く形成することができ、振動子と半導体基板との間に形成されたギャップを有する共振器及びその製造方法に有用である。
【符号の説明】
【０１８２】
１    半導体基板
２，２Ａ，２Ｂ    犠牲膜（第１の犠牲膜）
３    振動子用膜
３Ｘ    振動子
４，４ａ，４ｂ，４Ａ，４Ｂ    犠牲膜（第２の犠牲膜）
６    導電膜
６Ａ，６Ｂ    固定電極
７ａ，７ｂ，７Ａ，７Ｂ    ギャップ（第１のギャップ）
８    ギャップ（第２のギャップ）
１４，１４ａ，１４ｂ，１４Ａ，１４Ｂ    犠牲膜（第２の犠牲膜）
２４，２４ａ，２４ｂ，２４Ａ，２４Ｂ    犠牲膜（第２の犠牲膜）
３４，３４ａ，３４ｂ，３４Ａ，３４Ｂ    犠牲膜（第２の犠牲膜）
３５，３５ａ，３５ｂ，３５Ａ，３５Ｂ    犠牲膜（第３の犠牲膜）
３７ａ，３７ｂ，３７Ａ，３７Ｂ    ギャップ（第１のギャップ）
４４，４４Ｘ，４４Ｘａ，４４Ｘｂ，４４ＸＡ，４４ＸＢ    犠牲膜（第２の犠牲膜）
４５，４５ａ，４５ｂ，４５Ａ，４５Ｂ    犠牲膜（第３の犠牲膜）
４７ａ，４７ｂ，４７Ａ，４７Ｂ    ギャップ（第１のギャップ）
５４，５４ａ，５４ｂ    犠牲膜（第２の犠牲膜）
５５，５５ａ，５５ｂ，５５Ａ，５５Ｂ    犠牲膜（第３の犠牲膜）
５７ａ，５７ｂ，５７Ａ，５７Ｂ    ギャップ（第１のギャップ）
Ｍａ    マスク
Ｒｅ，Ｒｅｘ    レジスト
Ｌ    振動子の中心線
Ｗ2A，Ｗ2B    犠牲膜の端面と振動子の中心線との最大間隔
ＷRea，ＷReb    レジストの開口部の内側面と振動子の中心線との間隔
Ｗ6A，Ｗ6B    固定電極の端面と振動子の中心線との間隔
Ｗ4a，Ｗ4b    犠牲膜の端面と振動子の中心線との間隔
Ｗ14a，Ｗ14b    犠牲膜の端面と振動子の中心線との間隔
Ｗ24a，Ｗ24b    犠牲膜の端面と振動子の中心線との間隔
Ｗ34a，Ｗ34b    犠牲膜の端面と振動子の中心線との間隔
Ｗ44Xa，Ｗ44Xb    犠牲膜の端面と振動子の中心線との間隔
ｗ54a，ｗ54b    犠牲膜の幅
Ｗa，Ｗb    露出幅
【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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