(57)【要約】【課題】クラックや結晶欠陥の発生を低減し、優れた信頼性を発揮することのできる半導体デバイス、電子機器および移動体を提供する。【解決手段】半導体デバイス１は、半導体基板２１の主面に開口する開口部２４０を有する凹部２４と、半導体基板２１上に配置されている半導体回路６と、を有している。また、半導体基板２１の平面視にて、開口部２４０の輪郭は、鈍角に屈曲した屈曲部２４５を有している。特に、開口部２４０の輪郭は、各角部に屈曲部２４５を有する四角形状をなしている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板の主面に開口する開口部を有する凹部と、
前記基板上に配置されている回路と、を有し、
前記基板の平面視にて、前記開口部の輪郭は、鈍角に曲がっている屈曲部と湾曲している湾曲部の少なくとも一方を備えていることを特徴とする半導体デバイス。
【請求項２】
前記基板は、結晶性基板である請求項１に記載の半導体デバイス。
【請求項３】
前記屈曲部および前記湾曲部の少なくとも一方は、前記凹部の中心部と前記回路との間に位置している請求項１または２に記載の半導体デバイス。
【請求項４】
前記開口部の輪郭は、前記屈曲部または前記湾曲部を有する角部を備えている請求項１ないし３のいずれか１項に記載の半導体デバイス。
【請求項５】
前記凹部の開口部を覆う蓋部を有している請求項１ないし４のいずれか１項に記載の半導体デバイス。
【請求項６】
前記凹部の底部に配置されている機能素子を有している請求項１ないし５のいずれか１項に記載の半導体デバイス。
【請求項７】
前記機能素子は、振動素子である請求項６に記載の半導体デバイス。
【請求項８】
前記機能素子は、圧力センサー素子である請求項６に記載の半導体デバイス。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれか１項に記載の半導体デバイスを有していることを特徴とする電子機器。
【請求項１０】
請求項１ないし８のいずれか１項に記載の半導体デバイスを有していることを特徴とする移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体デバイス、電子機器および移動体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１のＭＥＭＳ振動子は、シリコン基板の上面に凹部を設け、この凹部内に振動素子を配置し、凹部の周囲に機能素子と電気的に接続された回路を形成した構成となっている。このように、シリコン基板に凹部を設け、この凹部内に振動素子を配置することで、ＭＥＭＳ振動子の低背化を図ることができる。ここで、特許文献１には凹部の開口の輪郭形状について何ら記載されていないが、仮に、輪郭形状が９０°以下の角度で屈曲した角部を有している場合（例えば、輪郭形状が四角形である場合）には、この角部がクラックや結晶欠陥の起点となるおそれがある。特に、結晶欠陥が発生し、結晶欠陥が回路まで到達してしまうと、回路要素（特に、トランジスター）にダメージが生じ、回路が正常に機能しなくなるおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第５７９８２８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、クラックや結晶欠陥の発生を低減し、優れた信頼性を発揮することのできる半導体デバイス、電子機器および移動体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の適用例として実現することが可能である。
【０００６】
［適用例１］
本適用例の半導体デバイスは、基板と、
前記基板の主面に開口する開口部を有する凹部と、
前記基板上に配置されている回路と、を有し、
前記基板の平面視にて、前記開口部の輪郭は、鈍角に曲がっている屈曲部と湾曲している湾曲部の少なくとも一方を備えていることを特徴とする。
【０００７】
これにより、クラックや結晶欠陥の発生を低減し、優れた信頼性を発揮することのできる半導体デバイスが得られる。
【０００８】
［適用例２］
本適用例の半導体デバイスでは、前記基板は、結晶性基板であることが好ましい。
これにより、結晶欠陥の発生を低減することができる。
【０００９】
［適用例３］
本適用例の半導体デバイスでは、前記屈曲部および前記湾曲部の少なくとも一方は、前記凹部の中心部と前記回路との間に位置していることが好ましい。
これにより、回路近傍でのクラックや結晶欠陥の発生を低減することができる。
【００１０】
［適用例４］
本適用例の半導体デバイスでは、前記開口部の輪郭は、前記屈曲部または前記湾曲部を有する角部を備えていることが好ましい。
【００１１】
これにより、例えば、円形の場合と比較して開口部の占有面積を小さくすることができる。
【００１２】
［適用例５］
本適用例の半導体デバイスでは、前記凹部の開口部を覆う蓋部を有していることが好ましい。
【００１３】
これにより、凹部と蓋部に囲まれた空間を形成することができ、この空間内に配置する素子を保護することができる。
【００１４】
［適用例６］
本適用例の半導体デバイスでは、前記凹部の底部に配置されている機能素子を有していることが好ましい。
【００１５】
これにより、半導体デバイスの低背化を図ることができる。また、半導体デバイスに所定の機能を発揮させることができる。
【００１６】
［適用例７］
本適用例の半導体デバイスでは、前記機能素子は、振動素子であることが好ましい。
これにより、半導体デバイスを例えば発振器として用いることができる。
【００１７】
［適用例８］
本適用例の半導体デバイスでは、前記機能素子は、圧力センサー素子であることが好ましい。
これにより、半導体デバイスを圧力センサーとして用いることができる。
【００１８】
［適用例９］
本適用例の電子機器は、上記適用例の半導体デバイスを有していることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い電子機器が得られる。
【００１９】
［適用例１０］
本適用例の移動体は、上記適用例の半導体デバイスを有していることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い移動体が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る半導体デバイスを示す断面図である。
【図２】図１に示す半導体デバイスが有する凹部の平面図である。
【図３】図２に示す屈曲部の拡大平面図である。
【図４】凹部と回路の位置関係を示す模式図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る半導体デバイスが有する凹部を示す平面図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係る半導体デバイスが有する凹部を示す平面図である。
【図７】本発明の第４実施形態に係る半導体デバイスが有する凹部を示す平面図である。
【図８】本発明の第５実施形態に係る半導体デバイスを示す断面図である。
【図９】図８に示す半導体デバイスが有する圧力センサー素子を示す平面図である。
【図１０】図９に示す圧力センサー素子を含むブリッジ回路を示す図である。
【図１１】本発明の半導体デバイスを備えるモバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピューターの構成を示す斜視図である。
【図１２】本発明の半導体デバイスを備える携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成を示す斜視図である。
【図１３】本発明の半導体デバイスを備えるデジタルスチールカメラの構成を示す斜視図である。
【図１４】本発明の半導体デバイスを備える移動体を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の半導体デバイス、電子機器および移動体を添付図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００２２】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る半導体デバイスを示す断面図である。図２は、図１に示す半導体デバイスが有する凹部の平面図である。図３は、図２に示す屈曲部の拡大平面図である。図４は、凹部と回路の位置関係を示す模式図である。なお、図１は、図２中のＡ−Ａ線断面図である。また、図２、図３および図４では、それぞれ、蓋部の図示を省略している。また、以下の説明では、説明の便宜上、図１中の上側を「上」とも言い、下側を「下」とも言う。
【００２３】
図１に示す半導体デバイス１は、所定周波数の信号を発振する発振器として用いられる。このような半導体デバイス１は、図１に示すように、ベース基板２と、機能素子としての振動素子３と、蓋部４と、空洞部（収容空間）５と、半導体回路（回路）６と、を有している。
【００２４】
ベース基板２は、上面に開放する凹部２４を有する半導体基板（基板）２１と、凹部２４の内面上に積層された第１絶縁膜２２と、第１絶縁膜２２上に積層された第２絶縁膜２３と、を有している。半導体基板２１は、例えば、結晶基板であるシリコン基板で構成され、第１絶縁膜２２は、例えば、シリコン酸化膜（ＳｉＯ２膜）で構成され、第２絶縁膜２３は、例えば、シリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）で構成されている。なお、シリコン基板は、例えば、シリコン単結晶基板上にシリコン単結晶をエピタキシャル成長させたものを用いてもよい。ただし、半導体基板２１としては、シリコン基板に限定されず、例えば、ＳＯＩ基板を用いることができる。また、第１絶縁膜２２および第２絶縁膜２３としては、製造時に半導体基板２１を保護し、また、各部の短絡等を防ぐことができれば特に限定されない。
【００２５】
また、半導体基板２１の凹部２４よりも外側の部分には、半導体回路６が作り込まれている。半導体回路６は、例えば、振動素子３を励振させるための発振回路を有し、その他にも、例えば、必要に応じて、位相同期回路（ＰＬＬ回路）や、発振回路からの出力周波数を整数倍にする逓倍回路（周波数調整回路）や、信号を所定の出力形式に変換して出力する出力回路や、メモリー等を有している。このような半導体回路６には、必要に応じて、ＭＯＳトランジスタ、キャパシタ、インダクタ、抵抗、ダイオード、配線等の回路要素が含まれている。
【００２６】
このように、半導体デバイス１内に、半導体回路６を作り込むことで、例えば、半導体デバイス１と半導体回路６とが別体である場合と比較して、装置全体の小型化を図ることができる。また、半導体回路６を振動素子３に近接して配置することができるため、振動素子３からの出力される信号にノイズが乗り難く、発振精度のよい半導体デバイス１となる。なお、図１では、説明の便宜上、半導体回路６としてＭＯＳトランジスタ６１のみを図示している。
【００２７】
また、図１および図２に示すように、凹部２４内には、壁部７１と、柱状をなす４本の柱部７２（７２ａ〜７２ｄ）と、が設けられている。
【００２８】
４つの柱部７２は、壁部７１の内側（すなわち空洞部５内）に設けられており、平面視で、振動素子３の周囲に沿って互いに離間して設けられている。これら４つの柱部７２は、蓋部４を支えており、よって、蓋部４の下方（空洞部５内）への撓み変形が低減されている。そのため、蓋部４と振動素子３との接触を防止することができる。
【００２９】
また、４つの柱部７２は、振動素子３が有する電極を外部へ引き出すための配線（電気経路）の一部として用いられている。このように、柱部７２を配線の一部として用いることで、別途配線を引き回す必要がなく、半導体デバイス１の装置構成が簡単なものとなると共に、半導体デバイス１の小型化を図ることができる。このような柱部７２は、例えば、リン、ボロン等の不純物をドープ（拡散または注入）したポリシリコンで構成されている。なお、柱部７２の数としては、４つに限定されない。
【００３０】
壁部７１は、枠状をなし、平面視で振動素子３および柱部７２の周囲を囲むように、凹部２４の底面に立設されている。そして、壁部７１の内側が空洞部５となっている。また、壁部７１は、隣り合う柱部７２ａ、７２ｂの間に入り込むように内側へ突出した突出部７１１と、隣り合う柱部７２ｂ、７２ｃの間に入り込むように内側へ突出した突出部７１２と、隣り合う柱部７２ｃ、７２ｄの間に入り込むように内側へ突出した突出部７１３と、隣り合う柱部７２ｄ、７２ａの間に入り込むように内側へ突出した突出部７１４と、を有している。
【００３１】
このような突出部７１１、７１２、７１３、７１４を設けることで、空洞部５の体積を減少させることができる。そのため、空洞部５を形成する際のエッチング時間を短縮することができたり、空洞部５を真空封止する際の真空引き時間を短縮することができたりする。また、これら４つの突出部７１１〜７１４は、柱部７２と共に、蓋部４を支えている。よって、蓋部４の下方への撓み変形がより低減されている。
【００３２】
このような壁部７１は、例えば、ポリシリコンで構成されている。また、壁部７１の外周側（壁部７１と凹部２４の内側面との間）には壁部７１を補強する補強部７３が設けられている。これにより、半導体デバイス１の機械的強度を高めることができる。このような補強部７３は、例えば、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）で構成されている。
【００３３】
蓋部４は、ベース基板２の上面側に設けられ、凹部２４の開口部を塞いでいる。これにより、ベース基板２と蓋部４の間に気密封止された空洞部５が形成される。この空洞部５には振動素子３が配置されており、これにより、振動素子３を保護することができると共に、振動素子３を所定の環境下（安定した環境下）で駆動することができる。
【００３４】
このような蓋部４は、図１に示すように、被覆層４１と、被覆層４１上に積層された封止層４２と、封止層４２およびベース基板２上に積層された構造体４３と、を有している。
【００３５】
被覆層４１は、絶縁層４１１と、絶縁層４１１上に積層された導電層４１２と、を有している。また、被覆層４１は、空洞部５の内外を連通する複数の連通孔４１ａを有している。この連通孔４１ａは、製造時に空洞部５内の犠牲層をエッチングにより除去するためのリリースホールである。なお、連通孔４１ａは、ベース基板２の平面視で、振動部電極３１と重ならないように配置することが好ましい。これにより、封止層４２によって連通孔４１ａを封止する際に、連通孔４１ａを通過した封止材料が振動部電極３１に付着することを低減することができ、振動素子３の駆動周波数（共振周波数）の変化を低減することができる。
【００３６】
また、導電層４１２は、絶縁層４１１を貫通して設けられ、柱部７２と電気的に接続されているコンタクト部４１２ａを有している。このようなコンタクト部４１２ａは、柱部７２と同様に、振動部電極３１を半導体回路６に接続するための配線の一部として用いられる。
【００３７】
このような被覆層４１では、絶縁層４１１は、例えば、窒化ケイ素（ＳｉＮ）で構成されており、導電層４１２は、例えば、リン、ボロン等の不純物をドープ（拡散または注入）したポリシリコンで構成されている。
【００３８】
封止層４２は、被覆層４１上に積層されており、連通孔４１ａを塞いでいる。これにより、空洞部５が気密封止される。このように、空洞部５を気密封止することで、空洞部５に収容されている振動素子３の雰囲気を安定させることができる。空洞部５は、真空状態（減圧状態）となっていることが好ましい。これにより、粘性抵抗が減り、より効率的かつ安定的に振動素子３を駆動することができる。
【００３９】
また、封止層４２は、コンタクト部４１２ａ上に周囲から島状に独立して配置され、コンタクト部４１２ａと電気的に接続されているコンタクト部４２１を有している。このようなコンタクト部４２１は、柱部７２およびコンタクト部４１２ａと同様に、振動部電極３１を半導体回路６に接続するための配線の一部として用いられる。
【００４０】
このような封止層４２としては、例えば、Ａｌ、Ｃｕ、Ｗ、Ｔｉ、ＴｉＮ等の金属材料（導電性材料）を用いることができる。
【００４１】
構造体４３は、層間絶縁膜４３１と、層間絶縁膜４３１上に形成された配線層４３２と、配線層４３２および層間絶縁膜４３１上に形成された層間絶縁膜４３３と、層間絶縁膜４３３上に形成された配線層４３４と、配線層４３４および層間絶縁膜４３３上に形成された表面保護層４３５と、を有している。このうち、配線層４３２、４３４は、半導体回路６の配線として機能し、半導体回路６は、配線層４３２、４３４によって半導体デバイス１の上面に引き出され、配線層４３４の一部が外部接続端子４３４’となっている。また、表面保護層４３５は、半導体デバイス１を水分、ゴミ、傷などから保護する。
【００４２】
このような構造体４３では、層間絶縁膜４３１、４３３は、例えば、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）で構成されており、配線層４３２、４３４は、例えば、アルミニウム（Ａｌ）で構成されており、表面保護層４３５は、例えば、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、窒化ケイ素（ＳｉＮ）、ポリイミド、エポキシ樹脂等で構成されている。
【００４３】
振動素子３は、静電容量型（静電駆動型）の振動素子であり、凹部２４の底部に配置されている。このように、振動素子３を凹部２４の底部に配置することで、半導体デバイス１の低背化を図ることができる。
【００４４】
このような振動素子３は、図２に示すように、ベース基板２上に設けられた振動部電極３１および基板電極３２と、を有している。
【００４５】
振動部電極３１は、凹部２４の底面に設けられた固定部３１１と、固定部３１１と空隙を隔てて対向配置された振動体３１２と、振動体３１２および固定部３１１の間に配置され、振動体３１２を固定部３１１に支持する支持部３１３と、を有している。また、振動体３１２は、支持部３１３に支持されている基部３１２ａと、基部３１２ａに接続されている４つの振動部３１２ｂ、３１２ｃ、３１２ｄ、３１２ｅと、を有し、略十字状をなしている。なお、振動部の数は、本実施形態の４つに限定されず、１〜３つであってもよいし、５つ以上であってもよい。
【００４６】
一方、基板電極３２は、凹部２４の底面に設けられ、振動部３１２ｂに対向配置されている電極３２１と、凹部２４の底面に設けられ、振動部３１２ｄに対向配置されている電極３２２と、を有している。
【００４７】
これら振動部電極３１および基板電極３２は、それぞれ、例えば、リン、ボロン等の不純物をドープ（拡散または注入）したポリシリコンで構成されている。
【００４８】
また、振動部電極３１および基板電極３２は、それぞれ、柱部７２を介して半導体回路６と電気的に接続されており、半導体回路６から振動部電極３１と基板電極３２との間に所定周波数（振動部電極３１の共振周波数とほぼ等しい周波数）の交番電圧が印加されると、振動体３１２と基板電極３２との間に発生する静電力によって、振動部３１２ｂ、３１２ｄと振動部３１２ｃ、３１２ｅとが逆相で振動する。そして、この振動に基づく信号（周波数信号）が基板電極３２（または振動部電極３１）から出力され、出力された信号を半導体回路６で処理することで、所定周波数の信号を出力することができる。
以上、半導体デバイス１の構成について簡単に説明した。
【００４９】
次に、半導体デバイス１の主な特徴でもある凹部２４の開口部２４０の形状について詳細に説明する。
【００５０】
図２に示すように、凹部２４の開口部２４０の輪郭は、平面視で、４つの辺２４１、２４２、２４３、２４４を有する略四角形状（略正方形状）をなしており、各角部に屈曲部２４５が設けられている。以下、各屈曲部２４５について詳細に説明するが、各屈曲部２４５は、互いに同様の構成であるため、以下では、辺２４１と辺２４２の間にある屈曲部２４５について代表して説明し、他の３つの屈曲部２４５については、その説明を省略する。
【００５１】
屈曲部２４５は、図３に示すように、辺２４１と辺２４２との間に位置しており、辺２４１、２４２の双方に対して傾斜した直線部２４５ａを有している。また、直線部２４５ａは、辺２４１、２４２よりも短く形成されている。これにより、屈曲部２４５を小さくすることができる。なお、直線部２４５ａの長さＬ１と辺２４１、２４２の長さＬ２の関係としては、特に限定されないが、例えば、０．１Ｌ２≦Ｌ１≦０．２Ｌ２なる関係を満足することが好ましい。このような関係を満足することで、上記の効果がより顕著となる。
【００５２】
また、辺２４１と直線部２４５ａとのなす角θ１１および辺２４２と直線部２４５ａとのなす角θ１２が共に鈍角となっている。すなわち、９０°＜θ１１＜１８０°なる関係を満足すると共に、９０°＜θ１２＜１８０°なる関係を満足している。このような屈曲部２４５を有することで、凹部２４の角部への応力集中が低減され、角部を起点とするクラックの発生や結晶欠陥の発生を低減することができる。このように、半導体基板２１へのクラックの発生を低減することで、半導体基板２１の機械的強度を維持することができると共に、空洞部５の気密性を維持することができ、さらには、半導体回路６の断線等を低減することができ、半導体デバイス１の信頼性が向上する。また、半導体基板２１への結晶欠陥の発生を低減することで、半導体回路６の電気的な信頼性を維持することができる。具体的には、例えば、発生した結晶欠陥がＭＯＳトランジスタ６１のｐｎ接合部分に到達してしまうと、この結晶欠陥から電流が漏れ出して半導体回路６の電気的な信頼性が低下する。そのため、結晶欠陥の発生を低減することで、上述のような漏れ電流の発生が抑えられ、半導体回路６の電気的な信頼性を維持することができる。ここで、本実施形態では、さらに、θ１１＝θ１２なる関係も満足している。そのため、屈曲部２４５への応力集中をより低減することができ、上述した効果がより顕著となる。ただし、θ１１とθ１２は、異なっていてもよい。
【００５３】
特に、本実施形態では、図４に示すように、４つの屈曲部２４５の少なくとも１つが開口部２４０の輪郭の半導体回路６（半導体回路６が形成されている領域）に近接する位置に配置されている。言い換えると、４つの屈曲部２４５の少なくとも１つが、凹部２４の中心部と半導体回路６との間に配置されている。そのため、半導体回路６付近でのクラックや結晶欠陥の発生を効果的に低減することができ、上述した効果がより顕著となる。
【００５４】
＜第２実施形態＞
図５は、本発明の第２実施形態に係る半導体デバイスが有する凹部を示す平面図である。
【００５５】
以下、本発明の第２実施形態に係る半導体デバイスについて説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
【００５６】
第２実施形態の半導体デバイスは、凹部の輪郭形状が異なること以外は、前述した第１実施形態と同様である。なお、前述した実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。また、以下では、辺２４１および辺２４２の間にある屈曲部２４５について代表して説明し、他の屈曲部２４５については、その説明を省略する。
【００５７】
図５に示すように、本実施形態では、直線部２４５ａの長さＬ１が、辺２４１、２４２の長さＬ２とほぼ等しくなっている。すなわち、開口部２４０の輪郭は、略正八角形状となっている。
【００５８】
このような第２実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【００５９】
＜第３実施形態＞
図６は、本発明の第３実施形態に係る半導体デバイスが有する凹部を示す平面図である。
【００６０】
以下、本発明の第３実施形態に係る半導体デバイスについて説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
【００６１】
第２実施形態の半導体デバイスは、凹部の輪郭形状が異なること以外は、前述した第１実施形態と同様である。なお、前述した実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
【００６２】
図６に示すように、凹部２４の開口部２４０の輪郭は、平面視で、４つの辺２４１、２４２、２４３、２４４を有する略四角形状（略正方形状）をなしており、各角部に湾曲部２４６が設けられている。
【００６３】
以下、各湾曲部２４６について詳細に説明するが、各湾曲部２４６は、互いに同様の構成であるため、以下では、辺２４１と辺２４２の間にある湾曲部２４６について代表して説明し、他の湾曲部２４６については、その説明を省略する。
【００６４】
湾曲部２４６は、辺２４１と辺２４２の間に位置しており、辺２４１、２４２と連続的に接続されている曲線部２４６ａを有している。また、曲線部２４６ａは、略円弧状に湾曲している。このような湾曲部２４６を有することで、凹部２４の角部への応力集中が低減され、角部を起点とするクラックの発生や結晶欠陥の発生を低減することができる。なお、曲線部２４６ａは、曲線の部分を有していれば、円弧状でなくてもよし、一部が直線状になっていてもよい。
【００６５】
このような第３実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【００６６】
＜第４実施形態＞
図７は、本発明の第４実施形態に係る半導体デバイスが有する凹部を示す平面図である。
【００６７】
以下、本発明の第４実施形態に係る半導体デバイスについて説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
【００６８】
第４実施形態の半導体デバイスは、凹部の輪郭形状が異なること以外は、前述した第１実施形態と同様である。なお、前述した実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
【００６９】
図７に示すように、凹部２４の開口部２４０の輪郭は、平面視で、円形状をなしている。言い換えると、開口部２４０の輪郭は、その全域が湾曲部２４６で構成されている。このような構成とすることで、凹部２４のある部分への応力集中が低減され、クラックの発生や結晶欠陥の発生を低減することができる。
【００７０】
このような第４実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【００７１】
＜第５実施形態＞
図８は、本発明の第５実施形態に係る半導体デバイスを示す断面図である。図９は、図８に示す半導体デバイスが有する圧力センサー素子を示す平面図である。図１０は、図９に示す圧力センサー素子を含むブリッジ回路を示す図である。
【００７２】
以下、本発明の第５実施形態に係る半導体デバイスについて説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
【００７３】
第５実施形態の半導体デバイスは、機能素子の構成が異なることおよび基板の形状が異なること以外は、前述した第１実施形態と同様である。なお、前述した実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
【００７４】
図８に示すように、半導体基板２１の空洞部５と重なる部分には、周囲の部分よりも薄肉であり、受圧によって撓み変形するダイアフラム２１５が設けられている。ダイアフラム２１５は、半導体基板２１の下面に有底の凹部２１６を設けることで形成され、その下面が受圧面２１５ａとなっている。受圧面２１５ａが圧力を受けると、受けた圧力の大きさに応じてダイアフラム２１５が撓む。
【００７５】
機能素子としての圧力センサー素子８は、図９に示すように、ダイアフラム２１５に設けられている４つのピエゾ抵抗素子８１、８２、８３、８４を有している。また、ピエゾ抵抗素子８１〜８４は、配線等を介して、互いに電気的に接続され、図１０に示すブリッジ回路８０（ホイートストンブリッジ回路）を構成して半導体回路６と接続されている。ブリッジ回路８０には駆動電圧ＡＶＤＣを供給する駆動回路（図示せず）が接続されている。そして、ブリッジ回路８０は、ダイアフラム２１５の撓みに基づくピエゾ抵抗素子８１〜８４の抵抗値変化に応じた信号（電圧）を出力する。そして、出力された信号に基づいて半導体回路６がダイアフラム２１５に加わった圧力を検出する。
【００７６】
なお、ピエゾ抵抗素子８１〜８４は、それぞれ、例えば、半導体基板２１にリン、ボロン等の不純物をドープ（拡散または注入）することで構成されている。また、これらピエゾ抵抗素子８１〜８４を接続する配線は、例えば、半導体基板２１に、ピエゾ抵抗素子８１〜８４よりも高濃度でリン、ボロン等の不純物をドープ（拡散または注入）することで構成されている。
【００７７】
半導体回路６には、例えば、ブリッジ回路８０に電圧を供給するための駆動回路や、ブリッジ回路８０からの出力を温度補償するための温度補償回路や、温度補償回路からの出力から加わった圧力を求める圧力検出回路や、圧力検出回路からの出力を所定の出力形式（ＣＭＯＳ、ＬＶ−ＰＥＣＬ、ＬＶＤＳ等）に変換して出力する出力回路等が含まれている。
【００７８】
このような第５実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【００７９】
［電子機器］
次に、本発明の電子機器について説明する。
【００８０】
図１１は、本発明の半導体デバイスを備えるモバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピューターの構成を示す斜視図である。
【００８１】
この図において、パーソナルコンピューター１１００は、キーボード１１０２を備えた本体部１１０４と、表示部１１０８を備えた表示ユニット１１０６とにより構成され、表示ユニット１１０６は、本体部１１０４に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持されている。このようなパーソナルコンピューター１１００には、例えば、発振器や圧力センサーとして用いられる半導体デバイス１が内蔵されている。そのため、パーソナルコンピューター１１００は、より高性能で、高い信頼性を発揮することができる。
【００８２】
図１２は、本発明の半導体デバイスを備える携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成を示す斜視図である。
【００８３】
この図において、携帯電話機１２００は、複数の操作ボタン１２０２、受話口１２０４及び送話口１２０６を備え、操作ボタン１２０２と受話口１２０４との間には、表示部１２０８が配置されている。このような携帯電話機１２００には、例えば、発振器や圧力センサーとして用いられる半導体デバイス１が内蔵されている。そのため、携帯電話機１２００は、より高性能で、高い信頼性を発揮することができる。
【００８４】
図１３は、本発明の半導体デバイスを備えるデジタルスチールカメラの構成を示す斜視図である。
【００８５】
この図には、外部機器との接続についても簡易的に示されている。デジタルスチールカメラ１３００は、被写体の光像をＣＣＤ（Charge Coupled Device）等の撮像素子により光電変換して撮像信号（画像信号）を生成する。デジタルスチールカメラ１３００におけるケース（ボディー）１３０２の背面には、表示部１３１０が設けられ、ＣＣＤによる撮像信号に基づいて表示を行なう構成になっており、表示部１３１０は、被写体を電子画像として表示するファインダーとして機能する。また、ケース１３０２の正面側（図中裏面側）には、光学レンズ（撮像光学系）やＣＣＤ等を含む受光ユニット１３０４が設けられている。
【００８６】
撮影者が表示部１３１０に表示された被写体像を確認し、シャッターボタン１３０６を押下すると、その時点におけるＣＣＤの撮像信号が、メモリー１３０８に転送・格納される。また、このデジタルスチールカメラ１３００においては、ケース１３０２の側面に、ビデオ信号出力端子１３１２と、データ通信用の入出力端子１３１４とが設けられている。そして、図示されるように、ビデオ信号出力端子１３１２にはテレビモニター１３３０が、データ通信用の入出力端子１３１４にはパーソナルコンピューター１３４０が、それぞれ必要に応じて接続される。更に、所定の操作により、メモリー１３０８に格納された撮像信号が、テレビモニター１３３０や、パーソナルコンピューター１３４０に出力される構成になっている。このようなデジタルスチールカメラ１３００には、例えば、発振器や圧力センサーとして用いられる半導体デバイス１が内蔵されている。そのため、デジタルスチールカメラ１３００は、より高性能で、高い信頼性を発揮することができる。
【００８７】
なお、本発明の半導体デバイスを備える電子機器は、図１１のパーソナルコンピューター（モバイル型パーソナルコンピューター）、図１２の携帯電話機、図１３のデジタルスチールカメラの他にも、例えば、インクジェット式吐出装置（例えばインクジェットプリンター）、ラップトップ型パーソナルコンピューター、テレビ、ビデオカメラ、ビデオテープレコーダー、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳（通信機能付も含む）、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニター、電子双眼鏡、ＰＯＳ端末、医療機器（例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電図計測装置、超音波診断装置、電子内視鏡）、魚群探知機、各種測定機器、計器類（例えば、車両、航空機、船舶の計器類）、フライトシミュレーター等に適用することができる。
【００８８】
［移動体］
次に、本発明の半導体デバイスを備える移動体について説明する。
図１４は、本発明の半導体デバイスを備える移動体を示す斜視図である。
【００８９】
自動車（移動体）１５００には、半導体デバイス１が搭載されている。半導体デバイス１は、例えば、キーレスエントリー、イモビライザー、カーナビゲーションシステム、カーエアコン、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）、エアバック、タイヤ・プレッシャー・モニタリング・システム（ＴＰＭＳ：Tire Pressure Monitoring System）、エンジンコントロール、ハイブリッド自動車や電気自動車の電池モニター、車体姿勢制御システム、等の電子制御ユニット（ＥＣＵ：electronic control unit）に広く適用できる。このように、自動車１５００は、半導体デバイス１を有しているため、より高性能で、高い信頼性を発揮することができる。
【００９０】
以上、本発明の半導体デバイス、電子機器および移動体について、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。また、各実施形態を適宜組み合わせてもよい。
【００９１】
また、前述した各実施形態では、基板に凹部を形成することで、基板と蓋部との間に空洞部を形成した構成について説明しているが、基板と蓋部の構成としては、これに限定されない。例えば、基板に凹部を設けずに、蓋部の下面（基板側）に凹部を形成することで、基板と蓋部との間に空洞部を形成してもよいし、基板および蓋部の間に、枠状の構造体を介在させて、枠状の構造体の内周面と基板の上面とによって凹部を形成してもよい。
【符号の説明】
【００９２】
１……半導体デバイス
２……ベース基板
２１……半導体基板
２１５……ダイアフラム
２１５ａ……受圧面
２１６……凹部
２２……第１絶縁膜
２３……第２絶縁膜
２４……凹部
２４０……開口部
２４１、２４２、２４３、２４４……辺
２４５……屈曲部
２４５ａ……直線部
２４６……湾曲部
２４６ａ……曲線部
３……振動素子
３１……振動部電極
３１１……固定部
３１２……振動体
３１２ａ……基部
３１２ｂ、３１２ｃ、３１２ｄ、３１２ｅ……振動部
３１３……支持部
３２……基板電極
３２１、３２２……電極
４……蓋部
４１……被覆層
４１ａ……連通孔
４１１……絶縁層
４１２……導電層
４１２ａ……コンタクト部
４２……封止層
４２１……コンタクト部
４３……構造体
４３１……層間絶縁膜
４３２……配線層
４３３……層間絶縁膜
４３４……配線層
４３４’……外部接続端子
４３５……表面保護層
５……空洞部
６……半導体回路
６１……ＭＯＳトランジスタ
７１……壁部
７１１、７１２、７１３、７１４……突出部
７２、７２ａ、７２ｂ、７２ｃ、７２ｄ……柱部
７３……補強部
８……圧力センサー素子
８０……ブリッジ回路
８１、８２、８３、８４……ピエゾ抵抗素子
１１００……パーソナルコンピューター
１１０２……キーボード
１１０４……本体部
１１０６……表示ユニット
１１０８……表示部
１２００……携帯電話機
１２０２……操作ボタン
１２０４……受話口
１２０６……送話口
１２０８……表示部
１３００……デジタルスチールカメラ
１３０２……ケース
１３０４……受光ユニット
１３０６……シャッターボタン
１３０８……メモリー
１３１０……表示部
１３１２……ビデオ信号出力端子
１３１４……入出力端子
１３３０……テレビモニター
１３４０……パーソナルコンピューター
１５００……自動車
ＡＶＤＣ……駆動電圧
θ１１、θ１２……角
Ｌ１、Ｌ２……長さ
【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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