(57)【要約】【課題】空洞部内におけるリリースエッチング残りの発生が低減された電子デバイスおよび物理量センサー、かかる電子デバイスを備える圧力センサー、振動子、高度計、電子機器および移動体を提供すること。【解決手段】物理量センサー１は、ピエゾ抵抗素子５を配置している基板２と、空洞部Ｓを形成している積層構造体６とを有し、積層構造体６は、中間層６２３と、中間層６２３層に対し基板２とは反対側に配置されている被覆層６４３と、基板２と中間層６２３との間に配置されている第１壁部６２１と、中間層６２３と被覆層６４３との間に配置されていて、平面視において第１壁部６２１よりも内側に配置されている内壁面６４２ｘを備えている第２内壁部６４２とを有しており、中間層６２３には平面視で内壁面６４２ｘよりも外側に第１の貫通孔６２５が設けられており、被覆層６４３には平面視で内壁面６４２ｘよりも内側に第２の貫通孔６４４が設けられている。【選択図】図１
2016102693.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
素子を配置している基板と、
前記基板上に平面視で前記素子を囲むように配置され、前記基板とともに内部空間を構成している包囲壁と、を有し、
前記包囲壁は、
第１層と、
前記第１層に対し前記基板とは反対側に配置されている第２層と、
前記基板と前記第１層との間に配置されている第１壁部と、
前記第１層と前記第２層との間に配置されていて、前記平面視において前記第１壁部よりも少なくとも一部が内側に配置されている端面を備えている第２壁部と、を有しており、
前記第１層は、前記平面視で前記端面よりも外側に配置されている第１の貫通孔を有し、
前記第２層は、前記平面視で前記端面よりも内側に配置されている第２の貫通孔を有していることを特徴とする電子デバイス。
【請求項２】
前記第１層と前記第２層との間で、かつ前記平面視で前記端面よりも外側に空隙を有している請求項１に記載の電子デバイス。
【請求項３】
前記第２層は、前記平面視で前記端面よりも外側に配置されている第３の貫通孔を有している請求項１または２に記載の電子デバイス。
【請求項４】
前記第１の貫通孔と前記第３の貫通孔とは、前記平面視で重なっている部分を有している請求項３に記載の電子デバイス。
【請求項５】
前記平面視において、前記第１の貫通孔の面積は、前記第３の貫通孔の面積よりも大きい請求項３または４に記載の電子デバイス。
【請求項６】
前記第２層は、前記第３の貫通孔を複数有し、
前記第１の貫通孔は、前記平面視で複数の前記第３の貫通孔に重なっている請求項５に記載の電子デバイス。
【請求項７】
前記基板は、受圧により撓み変形するダイヤフラム部を有している請求項１ないし６のいずれか１項に記載の電子デバイス。
【請求項８】
素子を配置し、受圧により撓み変形するダイヤフラム部を備えている基板と、
素子を配置している基板と、
前記基板上に平面視で前記素子を囲むように配置され、前記基板とともに内部空間を構成している包囲壁と、を有し、
前記包囲壁は、
第１層と、
前記第１層に対し前記基板とは反対側に配置されている第２層と、
前記基板と前記第１層との間に配置されている第１壁部と、
前記第１層と前記第２層との間に配置されていて、前記平面視において前記第１壁部よりも少なくとも一部が内側に配置されている端面を備えている第２壁部と、を有しており、
前記第１層は、前記平面視で前記端面よりも外側に配置されている第１の貫通孔を有し、
前記第２層は、前記平面視で前記端面よりも内側に配置されている第２の貫通孔を有していることを特徴とする物理量センサー。
【請求項９】
請求項１ないし７のいずれか１項に記載の電子デバイスを備えることを特徴とする圧力センサー。
【請求項１０】
請求項１ないし７のいずれか１項に記載の電子デバイスを備えることを特徴とする振動子。
【請求項１１】
請求項１ないし７のいずれか１項に記載の電子デバイスを備えることを特徴とする高度計。
【請求項１２】
請求項１ないし７のいずれか１項に記載の電子デバイスを備えることを特徴とする電子機器。
【請求項１３】
請求項１ないし７のいずれか１項に記載の電子デバイスを備え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、電子デバイス、物理量センサー、圧力センサー、振動子、高度計、電子機器および移動体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）技術を利用して製造された電子デバイスは、例えば、振動子、センサー、モーター等に適用されている。
【０００３】
このような電子デバイスの一例として、例えば特許文献１に、基板と、基板上に設けられた素子と、素子を内部に配置している空洞部を画成する被覆構造体とを有する電子デバイスが記載されている。また、この特許文献１に記載の電子デバイスが備える被覆構造体は、第１包囲壁と、第１包囲壁よりも内側に位置する第２包囲壁とを有している。これにより、空洞部は、平面視で、第２包囲壁で囲まれた領域の面積が、第１包囲壁で囲まれた領域の面積よりも小さくなっている。このように第２包囲壁で囲まれた領域の面積を小さくすることで、特許文献１に記載の電子デバイスでは、被覆構造体の天井部分が基板側に向かって潰れることを低減している。
【０００４】
また、このような電子デバイスの製造方法は、素子が配置された基板上に絶縁膜を形成する工程と、絶縁膜上に第１包囲壁を形成する工程と、第１包囲壁上に絶縁膜を形成する工程と、第１包囲壁上の絶縁膜上に第２包囲壁を形成する工程と、基板上の絶縁膜および第１包囲壁上の絶縁膜を、エッチング液等を用いて除去することにより空洞部を形成するリリース工程と、を有する。
【０００５】
しかし、特許文献１の電子デバイスでは、その構成上、リリース工程の際に、空洞部内のうちの第１包囲壁の近傍または第１包囲壁に接する部分までエッチング液を十分に行き渡らせることが難しかった。そのため、空洞部内の第１包囲壁の近傍に絶縁膜のリリースエッチング残りが発生してしまうという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１４−５７１２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、空洞部内におけるリリースエッチング残りの発生が低減された電子デバイスおよび物理量センサーを提供すること、また、かかる電子デバイスを備える圧力センサー、振動子、高度計、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】
【０００８】
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、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００９】
［適用例１］
本発明の電子デバイスは、素子を配置している基板と、
前記基板上に平面視で前記素子を囲むように配置され、前記基板とともに内部空間を構成している包囲壁と、を有し、
前記包囲壁は、
第１層と、
前記第１層に対し前記基板とは反対側に配置されている第２層と、
前記基板と前記第１層との間に配置されている第１壁部と、
前記第１層と前記第２層との間に配置されていて、前記平面視において前記第１壁部よりも少なくとも一部が内側に配置されている端面を備えている第２壁部と、を有しており、
前記第１層は、前記平面視で前記端面よりも外側に配置されている第１の貫通孔を有し、
前記第２層は、前記平面視で前記端面よりも内側に配置されている第２の貫通孔を有していることを特徴とする。
【００１０】
これにより、電子デバイスの製造において、第１の貫通孔が、内部空間の第１壁部で囲まれた領域のうちの外側部分に例えばエッチング液やエッチングガスを供給するための流路として機能する。そのため、第１の貫通孔を介して前記外側部分にエッチング液等を効率良く供給することができる。これにより、前記外側部分におけるリリースエッチング残りの発生を低減することができ、結果として、内部空間内全域におけるリリースエッチング残りの発生を低減することができる。
【００１１】
［適用例２］
本発明の電子デバイスでは、前記第１層と前記第２層との間で、かつ前記平面視で前記端面よりも外側に空隙を有していることが好ましい。
【００１２】
これにより、電子デバイスの製造において、空隙から第１の貫通孔へエッチング液等を供給することができ、よって、第１の貫通孔を介して第１壁部で囲まれた領域のうちの外側部分により効率良く供給することができる。そのため、前記外側部分におけるリリースエッチング残りの発生をより低減することができる。
【００１３】
［適用例３］
本発明の電子デバイスでは、前記第２層は、前記平面視で前記端面よりも外側に配置されている第３の貫通孔を有していることが好ましい。
【００１４】
これにより、電子デバイスの製造において、第３の貫通孔から第１の貫通孔へエッチング液等を供給することができ、よって、第１の貫通孔を介して第１壁部で囲まれた領域のうちの外側部分により効率良く供給することができる。そのため、前記外側部分におけるリリースエッチング残りの発生をより低減することができる。
【００１５】
［適用例４］
本発明の電子デバイスでは、前記第１の貫通孔と前記第３の貫通孔とは、前記平面視で重なっている部分を有していることが好ましい。
【００１６】
これにより、電子デバイスの製造において、第３の貫通孔を通じたエッチング液を、第１の貫通孔を介して第１壁部で囲まれた領域のうちの外側部分により効率良く供給することができる。そのため、前記外側部分におけるリリースエッチング残りの発生をさらに低減することができる。
【００１７】
［適用例５］
本発明の電子デバイスでは、前記平面視において、前記第１の貫通孔の面積は、前記第３の貫通孔の面積よりも大きいことが好ましい。
【００１８】
これにより、電子デバイスの製造において、第３の貫通孔を通じたエッチング液が第１の貫通孔を介して第１壁部で囲まれた領域のうちの外側部分に供給される際、エッチング液が滞留することをより低減することができる。そのため、前記外側部分におけるリリースエッチング残りの発生をより低減することができる。
【００１９】
［適用例６］
本発明の電子デバイスでは、前記第２層は、前記第３の貫通孔を複数有し、
前記第１の貫通孔は、前記平面視で複数の前記第３の貫通孔に重なっていることが好ましい。
【００２０】
これにより、電子デバイスの製造において、第３の貫通孔を通じたエッチング液が第１の貫通孔を介して第１壁部で囲まれた領域のうちの外側部分に供給される際、エッチング液が滞留することをさらに低減することができる。そのため、前記外側部分におけるリリースエッチング残りの発生をさらに低減することができる。
【００２１】
［適用例７］
本発明の電子デバイスでは、前記基板は、受圧により撓み変形するダイヤフラム部を有していることが好ましい。
【００２２】
これにより、例えば、素子によりダイヤフラム部に加わった圧力を検出することで、電子デバイスを圧力センサーとして用いることができる。
【００２３】
［適用例８］
本発明の物理量センサーは、素子を配置し、受圧により撓み変形するダイヤフラム部を備えている基板と、
素子を配置している基板と、
前記基板上に平面視で前記素子を囲むように配置され、前記基板とともに内部空間を構成している包囲壁と、を有し、
前記包囲壁は、
第１層と、
前記第１層に対し前記基板とは反対側に配置されている第２層と、
前記基板と前記第１層との間に配置されている第１壁部と、
前記第１層と前記第２層との間に配置されていて、前記平面視において前記第１壁部よりも少なくとも一部が内側に配置されている端面を備えている第２壁部と、を有しており、
前記第１層は、前記平面視で前記端面よりも外側に配置されている第１の貫通孔を有し、
前記第２層は、前記平面視で前記端面よりも内側に配置されている第２の貫通孔を有していることを特徴とする。
【００２４】
これにより、電子デバイスの製造において、第１の貫通孔が、内部空間の第１壁部で囲まれた領域のうちの外側部分に例えばエッチング液やエッチングガスを供給するための流路として機能する。そのため、第１の貫通孔を介して前記外側部分にエッチング液等を効率良く供給することができる。これにより、前記外側部分におけるリリースエッチング残りの発生を低減することができ、結果として、内部空間内全域におけるリリースエッチング残りの発生を低減することができる。
【００２５】
［適用例９］
本発明の圧力センサーは、本発明の電子デバイスを備えることを特徴とする。
【００２６】
これにより、空洞部内におけるリリースエッチング残りの発生が低減された電子デバイスを備えることで、優れた特性を有する圧力センサーを提供することができる。
【００２７】
［適用例１０］
本発明の振動子は、本発明の電子デバイスを備えることを特徴とする。
【００２８】
これにより、空洞部内におけるリリースエッチング残りの発生が低減された電子デバイスを備えることで、優れた特性を有する振動子を提供することができる。
【００２９】
［適用例１１］
本発明の高度計は、本発明の電子デバイスを備えることを特徴とする。
【００３０】
これにより、空洞部内におけるリリースエッチング残りの発生が低減された電子デバイスを備えることで、優れた特性を有する高度計を提供することができる。
【００３１】
［適用例１２］
本発明の電子機器は、本発明の電子デバイスを備えることを特徴とする。
【００３２】
これにより、空洞部内におけるリリースエッチング残りの発生が低減された電子デバイスを備えることで、優れた特性を有する電子機器を提供することができる。
【００３３】
［適用例１３］
本発明の移動体は、本発明の電子デバイスを備えることを特徴とする。
【００３４】
これにより、空洞部内におけるリリースエッチング残りの発生が低減された電子デバイスを備えることで、優れた特性を有する移動体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る電子デバイスを適用した物理量センサーを示す断面図である。
【図２】図１に示すピエゾ抵抗素子を示す平面図である。
【図３】（ａ）は図１に示す中間層を示す平面図、（ｂ）は図１に示す被覆層を示す平面図である。
【図４】図１に示す物理量センサーの作用を説明するための図であって、（ａ）は加圧状態を示す断面図、（ｂ）は加圧状態を示す平面図である。
【図５】図１に示す物理量センサーの製造工程を示す図である。
【図６】図１に示す物理量センサーの製造工程を示す図である。
【図７】図１に示す物理量センサーの製造工程を示す図である。
【図８】図１に示す物理量センサーの製造工程を示す図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係る電子デバイスを適用した物理量センサーを示す断面図である。
【図１０】（ａ）は図９に示す中間層を示す平面図、（ｂ）は図９に示す被覆層を示す平面図である。
【図１１】本発明の第３実施形態に係る電子デバイスを適用した物理量センサーを示す断面図である。
【図１２】本発明の第４実施形態に係る電子デバイスを適用した振動子を示す断面図である。
【図１３】図１２に示す振動素子を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図である。
【図１４】本発明の圧力センサーの一例を示す断面図である。
【図１５】本発明の高度計の一例を示す斜視図である。
【図１６】本発明の電子機器の一例を示す正面図である。
【図１７】本発明の移動体の一例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、本発明の電子デバイス、物理量センサー、圧力センサー、振動子、高度計、電子機器および移動体を添付図面に示す各実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００３７】
１．電子デバイス
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る電子デバイスを適用した物理量センサーを示す断面図である。図２は、図１に示すピエゾ抵抗素子を示す平面図である。図３は、（ａ）は図１に示す中間層を示す平面図、（ｂ）は図１に示す被覆層を示す平面図である。図４は、図１に示す物理量センサーの作用を説明するための図であって、（ａ）は加圧状態を示す断面図、（ｂ）は加圧状態を示す平面図である。
【００３８】
なお、以下では、説明の便宜上、図１中の上側を「上」、下側を「下」という。
図１に示す物理量センサー１は、本発明の電子デバイスを適用した物理量センサーの一例である。この物理量センサー１は、ダイヤフラム部２０を有する基板２と、基板２のダイヤフラム部２０に配置されているピエゾ抵抗素子５（素子）と、基板２とともにピエゾ抵抗素子５を収納している空洞部Ｓ（内部空間）を形成している積層構造体６（包囲壁）と、を有している。また、基板２と積層構造体６との間には、層３１が配置されている。
【００３９】
以下、物理量センサー１を構成する各部を順次説明する。
［基板２］
基板２は、半導体基板２１と、半導体基板２１の一方の面上に設けられた絶縁膜２２と、絶縁膜２２の半導体基板２１とは反対側の面上に設けられた絶縁膜２３と、を有している。
【００４０】
半導体基板２１は、単結晶シリコンで構成されているシリコン層２１１（ハンドル層）と、シリコン酸化膜で構成されている酸化シリコン層２１２（ボックス層）と、単結晶シリコンで構成されているシリコン層２１３（デバイス層）とがこの順で積層されたＳＯＩ基板である。なお、半導体基板２１は、ＳＯＩ基板に限定されず、例えば、単結晶シリコン基板等の他の半導体基板であってもよい。
【００４１】
絶縁膜２２は、例えば、シリコン酸化膜であり、絶縁性を有する。また、絶縁膜２３は、例えば、シリコン窒化膜であり、絶縁性を有するとともに、フッ酸を含むエッチング液に対する耐性をも有する。ここで、半導体基板２１（シリコン層２１３）と絶縁膜２３（シリコン窒化膜）との間に絶縁膜２２（シリコン酸化膜）が介在していることにより、絶縁膜２３の成膜時に生じた応力が半導体基板２１に伝わるのを絶縁膜２２により緩和することができる。また、絶縁膜２２は、半導体基板２１およびその上方に半導体回路を形成する場合、素子間分離膜として用いることもできる。なお、絶縁膜２２、２３は、前述した構成材料に限定されず、また、必要に応じて、絶縁膜２２、２３のうちのいずれか一方を省略してもよい。
【００４２】
このような基板２の絶縁膜２３上には、層３１がダイヤフラム部２０の外周に沿って配置されている。この層３１は、例えば、単結晶シリコン、多結晶シリコン（ポリシリコン）またはアモルファスシリコンで構成されている。また、層３１は、例えば、単結晶シリコン、多結晶シリコン（ポリシリコン）またはアモルファスシリコンにリン、ボロン等の不純物をドープ（拡散または注入）して構成されていてもよい。この場合、層３１は、導電性を有するため、例えば、空洞部Ｓの外側において基板２上にＭＯＳトランジスタを形成する場合、層３１の一部をＭＯＳトランジスタのゲート電極として用いることができる。
【００４３】
このような基板２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ヤフラム部２０が設けられている。ダイヤフラム部２０は、半導体基板２１の下面に有底の凹部２４を設けることで形成されている。すなわち、ダイヤフラム部２０は、基板２の一方の面に開口している凹部２４の底部を含んで構成されている。このダイヤフラム部２０は、その下面が受圧面２５となっている。本実施形態では、ダイヤフラム部２０は、基板２と積層構造体６との並ぶ方向からの平面視（以下、単に「平面視」という）で、正方形（四角形）をなしている。
【００４４】
本実施形態の基板２では、凹部２４がシリコン層２１１を貫通しており、ダイヤフラム部２０が酸化シリコン層２１２、シリコン層２１３、絶縁膜２２および絶縁膜２３の４層で構成されている。ここで、酸化シリコン層２１２は、後述するように、物理量センサー１の製造工程において凹部２４をエッチングにより形成する際にエッチングストップ層として利用することができ、ダイヤフラム部２０の厚さの製品ごとのバラツキを少なくすることができる。
【００４５】
なお、凹部２４がシリコン層２１１を貫通せず、ダイヤフラム部２０がシリコン層２１１の薄肉部、酸化シリコン層２１２、シリコン層２１３、絶縁膜２２および絶縁膜２３の５層で構成されていてもよい。
【００４６】
［ピエゾ抵抗素子５］
図１に示すように、ピエゾ抵抗素子５は、ダイヤフラム部２０の厚み方向の中心よりも空洞部Ｓ側に形成されている。また、ピエゾ抵抗素子５は、半導体基板２１のシリコン層２１３に形成されている。
【００４７】
図２に示すように、ピエゾ抵抗素子５は、複数のピエゾ抵抗素子５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄで構成されている。これらピエゾ抵抗素子５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄは、それぞれ、ダイヤフラム部２０の外周部に配置されており、平面視で四角形をなすダイヤフラム部２０の４つの辺にそれぞれ対応して配置されている。
【００４８】
ピエゾ抵抗素子５ａは、ダイヤフラム部２０の対応する辺に対して垂直な方向に沿って延びている。そして、ピエゾ抵抗素子５ａの両端部には、１対の配線２１４ａが電気的に接続されている。同様に、ピエゾ抵抗素子５ｂは、ダイヤフラム部２０の対応する辺に対して垂直な方向に沿って延びている。そして、ピエゾ抵抗素子５ｂの両端部には、１対の配線２１４ｂが電気的に接続されている。
【００４９】
一方、ピエゾ抵抗素子５ｃは、ダイヤフラム部２０の対応する辺に対して平行な方向に沿って延びている。そして、ピエゾ抵抗素子５ｃの両端部には、１対の配線２１４ｃが電気的に接続されている。同様に、ピエゾ抵抗素子５ｄは、ダイヤフラム部２０の対応する辺に対して平行な方向に沿って延びている。そして、ピエゾ抵抗素子５ｄの両端部には、１対の配線２１４ｄが電気的に接続されている。
【００５０】
なお、以下では、配線２１４ａ、２１４ｂ、２１４ｃ、２１４ｄをまとめて「配線２１４」ともいう。
【００５１】
このようなピエゾ抵抗素子５および配線２１４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）したシリコン（単結晶シリコン）で構成されている。ここで、配線２１４における不純物のドープ濃度は、ピエゾ抵抗素子５における不純物のドープ濃度よりも高い。なお、配線２１４は、金属で構成されていてもよい。
【００５２】
また、ピエゾ抵抗素子５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄは、例えば、自然状態における抵抗値が互いに等しくなるように構成されている。
【００５３】
以上説明したようなピエゾ抵抗素子５は、配線２１４等を介して、ブリッジ回路（ホイートストンブリッジ回路）を構成している。このブリッジ回路には、駆動電圧を供給する駆動回路（図示せず）が接続されている。そして、このブリッジ回路では、ピエゾ抵抗素子５の抵抗値に応じた信号（電圧）として出力される。
【００５４】
［積層構造体６］
図１に示すように、積層構造体６は、空洞部Ｓを画成するように形成されている。この積層構造体６は、基板２上に形成された層間絶縁膜６１と、層間絶縁膜６１上に形成された配線層６２と、配線層６２および層間絶縁膜６１上に形成された層間絶縁膜６３と、層間絶縁膜６３上に形成された配線層６４と、配線層６４および層間絶縁膜６３上に形成された表面保護膜６５と、配線層６４および表面保護膜６５上に設けられた封止層６６と、を有している。
【００５５】
層間絶縁膜６１、６３は、それぞれ、例えばシリコン酸化膜である。また、配線層６２、６４および封止層６６は、それぞれ、例えばアルミニウム等の金属で構成されている。また、表面保護膜６５は、例えばシリコン酸化膜とシリコン窒化膜との積層膜で構成されている。
【００５６】
――配線層６２――
図１に示すように、配線層６２は、層３１上に設けられた第１壁部６２１と、第１壁部６２１上に設けられた中間層６２３（第１層）と、を有している。これら第１壁部６２１と中間層６２３とは一体で形成されている。
【００５７】
第１壁部６２１は、平面視で四角形（正方形）の枠状をなし、平面視でピエゾ抵抗素子５を取り囲むように設けられている。この第１壁部６２１の外側に層間絶縁膜６１が設けられている。
【００５８】
中間層６２３は、基板２の板面に沿って設けられている。また、中間層６２３は、中間層６２３と基板２との間に第１壁部６２１が配置されていることで、基板２に対して空間を隔てて配置されている。
【００５９】
図３（ａ）に示すように、中間層６２３の中央部には、平面視形状が四角形の開口部６２４が形成されており、これにより、中間層６２３は、平面視で四角形の枠状をなしている。
【００６０】
また、中間層６２３は、その厚さ方向に貫通している複数の第１の貫通孔６２５を有している。これら複数の第１の貫通孔６２５は、それぞれ平面視形状が四角形状であり、全て同じ開口面積である。また、複数の第１の貫通孔６２５は、それぞれほぼ等間隔に並び、平面視で中間層６２３の周方向に沿って設けられている。なお、第１の貫通孔６２５の数は、図示のものに限定されず、任意である。また、本実施系形態では、第１の貫通孔６２５の数は複数であるが、第１の貫通孔６２５の数は、１つであってもよい。
【００６１】
――配線層６４――
図１に示すように、配線層６４は、中間層６２３上に設けられた第２外壁部６４１（第３壁部）および第２内壁部６４２（第２壁部）と、第２外壁部６４１および第２内壁部６４２上に設けられた被覆層６４３（第２層）と、を有している。これら第２外壁部６４１、第２内壁部６４２および被覆層６４３は、一体で形成されている。
【００６２】
第２外壁部６４１および第２内壁部６４２は、それぞれ平面視で四角形（正方形）の枠状をなし、第２外壁部６４１の内側に第２内壁部６４２が設けられている。また、第２外壁部６４１は、平面視で第１壁部６２１と重なるように設けられている。したがって、第２内壁部６４２は、平面視で第１壁部６２１よりも内側に設けられている。
【００６３】
被覆層６４３は、平面視で四角形状をなし、空洞部Ｓを介して基板２に対向して配置されている。また、被覆層６４３の外周部は、空隙Ｉを介して中間層６２３に対向して配置されている。なお、空隙Ｉは、中間層６２３、第２外壁部６４１、第２内壁部６４２および被覆層６４３で囲まれた空間である。
【００６４】
図３（ｂ）に示すように、被覆層６４３は、その厚さ方向に貫通している複数の第２の貫通孔６４４および複数の第３の貫通孔６４５を有している。これら複数の第２の貫通孔６４４および複数の第３の貫通孔６４５は、それぞれ平面視形状が四角形状である。また、複数の第２の貫通孔６４４および複数の第３の貫通孔６４５は、全てほぼ同じ開口面積であり、それぞれ前述した第１の貫通孔６２５とほぼ同じ開口面積である。
【００６５】
複数の第２の貫通孔６４４は、それぞれほぼ等間隔に並び、平面視で第２内壁部６４２の内側に、被覆層６４３の外縁に沿って行列状に設けられている。
【００６６】
複数の第３の貫通孔６４５は、それぞれほぼ等間隔に並び、平面視で第２外壁部６４１と第２内壁部６４２との間に、被覆層６４３の周方向に沿って設けられている。また、全ての第３の貫通孔６４５は、それぞれ第１の貫通孔６２５と平面視で重なるように対応して配置されている。
【００６７】
なお、第２の貫通孔６４４および第３の貫通孔６４５の数は、それぞれ、図示のものに限定されず、任意である。また、本実施系形態では、第２の貫通孔６４４および第３の貫通孔６４５の数は、それぞれ複数であるが、第２の貫通孔６４４および第３の貫通孔６４５の数は、それぞれ１つであってもよい。
【００６８】
――封止層６６――
図１に示すように、封止層６６は、被覆層６４３の第２の貫通孔６４４および第３の貫通孔６４５を塞ぐように被覆層６４３上に設けられている。これにより、第２の貫通孔６４４および第３の貫通孔６４５を通じて外部からの気体等が空洞部Ｓおよび空隙Ｉに侵入することを防ぐことができる。
【００６９】
このような構成の積層構造体６では、前述したように、平面視で第２内壁部６４２が第１壁部６２１より内側にある。このため、平面視で第２内壁部６４２の内壁面６４２ｘ（端面）が第１壁部６２１の内壁面６２１ｘより内側にあり、よって、空洞部Ｓのうちの第１壁部６２１の内壁面６２１ｘに囲まれた領域Ｓ１の平面視での面積が、空洞部Ｓのうちの第２内壁部６４２の内壁面６４２ｘ（端面）に囲まれた領域Ｓ２の平面視での面積よりも大きくなっている。したがって、図１に示すように、空洞部Ｓの縦断面形状は、凸状になっている。このように第２内壁部６４２と第１壁部６２１とを設けることで、ダイヤフラム部２０の面積を広く確保しつつ、被覆層６４３および封止層６６のうちの空洞部Ｓ上に設けられた部分の面積を小さくすることができる。このため、ダイヤフラム部２０の受圧による変形量を大きくすることができるとともに、積層構造体６の天井部分である被覆層６４３および封止層６６が基板２側に向かって潰れることを低減することができる。
【００７０】
なお、本実施形態では、空洞部Ｓの縦断面形状が凸状であるがこれに限定されず、領域Ｓ１の平面視での面積が領域Ｓ２の平面視での面積よりも大きければ、空洞部Ｓの縦断面形状が凸状でなくても、前述した効果と同様の効果を得ることができる。
【００７１】
また、領域Ｓ１の幅Ｌ１（第１壁部６２１の内壁面６２１ｘの幅Ｌ１）と、領域Ｓ２の幅Ｌ２（第２内壁部６４２の内壁面６４２ｘの幅Ｌ２）との関係は、０．２≦Ｌ２／Ｌ１≦０．８であるのが好ましく、０．４≦Ｌ２／Ｌ１≦０．６であるのがより好ましい。これにより、ダイヤフラム部２０の面積をより広く確保しつつ、被覆層６４３および封止層６６が基板２側に向かって潰れることをより低減することができる。
【００７２】
具体的には、領域Ｓ１の幅Ｌ１は、特に限定されないが、１００μｍ以上３００μｍ以下であることが好ましく、１５０μｍ以上２５０μｍ以下であることがより好ましい。また、領域Ｓ２の幅Ｌ２は、特に限定されないが、３０μｍ以上１７０μｍ以下であることが好ましく、５０μｍ以上１５０μｍ以下であることがより好ましい。
【００７３】
なお、領域Ｓ１および領域Ｓ２の平面視形状は、本実施形態では、それぞれ正方形であるが、これに限定されず、正方形以外の多角形や円形等であってもよい。また、これらの平面視形状が正方形以外の多角形の場合、幅Ｌ１および幅Ｌ２は、それぞれ、向かい合う辺同士の離間距離のうち、最も大きい値とする。また、円形の場合、幅Ｌ１および幅Ｌ２は、それぞれ、その径とする。
【００７４】
また、図１に示すように、本実施形態では、被覆層６４３の外周部が、平面視で、第２内壁部６４２よりも外側に延在している。さらに、延在している外周部は、第２外壁部６４１を介して中間層６２３に接続されている。このように被覆層６４３および第２外壁部６４１が設けられていることで、空洞部Ｓ上の被覆層６４３の外力に対する機械的強度を補強することができ、空洞部Ｓ上の被覆層６４３が基板２側に向かって潰れることをさらに低減することができる。
【００７５】
また、このような構成の積層構造体６では、前述したように、複数の第１の貫通孔６２５と、複数の第２の貫通孔６４４と、複数の第３の貫通孔６４５と、空隙Ｉとを有している。そして、平面視で、複数の第２の貫通孔６４４が第２内壁部６４２の内壁面６４２ｘの内側に設けられ、第２内壁部６４２の内壁面６４２ｘの外側に複数の第３の貫通孔６４５、空隙Ｉおよび複数の第１の貫通孔６２５が設けられている。
【００７６】
ここで、後に詳述するが、空洞部Ｓは、基板２上に層間絶縁膜７１、配線層６２、層間絶縁膜７１、配線層６４および表面保護膜６５を順次形成した後、複数の第１の貫通孔６２５、複数の第２の貫通孔６４４、複数の第３の貫通孔６４５および空隙Ｉを通じたエッチングによって、空洞部Ｓに相当する箇所の層間絶縁膜７１、７３を除去することにより形成される（図６および図７参照）。
【００７７】
この除去の際、複数の第１の貫通孔６２５、複数の第２の貫通孔６４４、複数の第３の貫通孔６４５および空隙Ｉは、空洞部Ｓに相当する箇所の層間絶縁膜７１、７３にエッチング液を供給するための流路として機能する。
【００７８】
特に、本実施形態の物理量センサー１は、複数の第２の貫通孔６４４に加えて、複数の第３の貫通孔６４５、空隙Ｉおよび複数の第１の貫通孔６２５を有している。このため、複数の第３の貫通孔６４５、空隙Ｉおよび第１の貫通孔６２５を介して、領域Ｓ１の外側部分に相当する箇所の層間絶縁膜７１にエッチング液を効率良く供給することができる。
【００７９】
具体的には、複数の第３の貫通孔６４５を通じたエッチング液が空隙Ｉに相当する箇所の層間絶縁膜７３に供給される。これにより、空隙Ｉに相当する箇所の層間絶縁膜７３がエッチングにより除去され、空隙Ｉが形成される。その後、空隙Ｉを通じたエッチング液が複数の第１の貫通孔６２５を通じて領域Ｓ１の外側部分に相当する箇所の層間絶縁膜７１に供給される。これにより、領域Ｓ１の外側部分に相当する箇所の層間絶縁膜７１がエッチングにより除去される。このようにして、物理量センサー１では、複数の第２の貫通孔６４４を通じたエッチング液の供給だけではエッチング液を行き渡らせ難い領域Ｓ１の外側部分に、効率よくエッチング液を流通させることができ、領域Ｓ１の外側部分の層間絶縁膜７１を効率良く除去することができる。その結果、空洞部Ｓ内全域において、エッチングにより除去しきれなかった層間絶縁膜７１、７３、いわゆるリリースエッチング残りが生じることを低減することができる。このように空洞部Ｓ内におけるリリースエッチング残りの発生を低減できることで、物理量センサー１は、リリースエッチング残りによる不本意な特性変化が生じ難い。
【００８０】
なお、第２内壁部６４２にその幅方向（基板２の板面に沿った方向）に貫通する孔（第３の貫通孔）を設け、第２の貫通孔６４４、前記孔および第１の貫通孔６２５を領域Ｓ１の外側部分にエッチング液を供給する流路として機能させてもよい。この場合には、被覆層６４３に形成された第３の貫通孔６４５を省略してもよい。ただし、被覆層６４３に形成された第３の貫通孔６４５を設けることで、領域Ｓ１の外側部分に相当する層間絶縁膜７１をより効率良く除去することができる。
【００８１】
しかも、前述したように、本実施形態では、全ての第３の貫通孔６４５が、それぞれ対応する第１の貫通孔６２５に平面視で重なっている。すなわち、各第１の貫通孔６２５とそれに対応する第３の貫通孔６４５とが、空隙Ｉを介して、基板２と積層構造体６との並ぶ方向に沿って一直線上に並んでいる。にこれにより、複数の第３の貫通孔６４５、空隙Ｉおよび複数の第１の貫通孔６２５を通じて領域Ｓ１の外側部分にエッチング液をより効率よく供給することができる。このため、領域Ｓ１の外側部分におけるリリースエッチング残りが発生することをより低減することができる。
【００８２】
なお、全ての第３の貫通孔６４５のうちのいくつかが平面視で第１の貫通孔６２５に重なっていなくても、第３の貫通孔６４５が第１の貫通孔６２５と重なっている部分を有していれば、前記とほぼ同等の効果を発揮することができる。
【００８３】
また、図３（ａ）に示すように、第１の貫通孔６２５が、平面視で枠状をなす中間層６２３の周方向全域にわたって分散して設けられている。さらに、複数の第１の貫通孔６２５が、ほぼ等間隔に設けられている。これにより、第１の貫通孔６２５を通じたエッチング液を領域Ｓ１の外側部分全域にわたってより万遍なく供給することができる。そのため、領域Ｓ１の外側部分におけるリリースエッチング残りの発生をさらに低減することができる。
【００８４】
また、図３（ｂ）に示すように、第３の貫通孔６４５も、第１の貫通孔６２５と同様に、被覆層６４３の周方向全域にわたってほぼ等間隔に分散して設けられている。さらに、空隙Ｉも中間層６２３と被覆層６４３との間において平面視で枠状に設けられている。これにより、第３の貫通孔６４５および空隙Ｉを通じたエッチング液を全ての第１の貫通孔６２５により万遍なく流通させることができる。そのため、領域Ｓ１の外側部分におけるリリースエッチング残りの発生をさらに低減することができる。
【００８５】
また、枠状をなす中間層６２３における第１の貫通孔６２５の開口率（開口部６２４を除く中間層６２３における全ての第１の貫通孔６２５の合計開口面積率）は、２０％以上８０％以下の範囲内にあることが好ましく、３０％以上７０％以下の範囲内にあることがより好ましい。開口率が小さすぎると、中間層６２３と基板２との間の距離等によっては、第１の貫通孔６２５を介したエッチング液の出入りの効率が低下する可能性がある。一方、開口率が大きすぎると、中間層６２３の厚さや材料等によっては、中間層６２３の機械的強度が不足する場合がある。
【００８６】
また、中間層６２３と被覆層６４３との間の距離Ａは、中間層６２３層と基板２と間の距離Ｂと比較して、小さくてもよいし大きくてもよいが、小さい方が好ましい。距離Ａが距離Ｂよりも小さいことで、第３の貫通孔６４５、空隙Ｉおよび第１の貫通孔６２５を通じたエッチング液を領域Ｓ１の外側部分により効率よく供給することができ、よって、領域Ｓ１の外側部分におけるリリースエッチング残りをより低減することができる。
【００８７】
このようなことから、具体的には、距離Ａは、特に限定されないが、１μｍ以上５μｍ以下であることが好ましく、２μｍ以上４μｍ以下であることがより好ましい。また、距離Ｂは、特に限定されないが、２μｍ以上１０μｍ以下であることが好ましく、４μｍ以上８μｍ以下であることがより好ましい。
【００８８】
以上、積層構造体６の構成について説明したが、前述した複数の第１の貫通孔６２５は、それぞれ、図示の形状、配置、数に限定されない。例えば、複数の第１の貫通孔６２５は、全て同じ開口面積でなく、それぞれ異なる開口面積であってもよい。また、複数の第１の貫通孔６２５は、それぞれ平面視形状が四角形状でなく、四角形以外の多角形や円形等であってもよい。また、複数の第１の貫通孔６２５は、全て等間隔でなく、ランダムに設けられていてもよい。また、複数の第１の貫通孔６２５は、中間層６２３のほぼ全域に設けられておらず、中間層６２３層のうちのいずれかの箇所に偏在していてもよい。なお、第２の貫通孔６４４および第３の貫通孔６４５についても同様である。
【００８９】
また、複数の第１の貫通孔６２５と、複数の第２の貫通孔６４４と、複数の第３の貫通孔６４５とは、互いに異なる開口面積や形状であってもよい。例えば、第１の貫通孔６２５の平面視での形状と、第３の貫通孔６４５の平面視での形状とは、同じであるが、これらの形状は異なっていてもよい。
【００９０】
また、積層構造体６の積層数は、必要に応じて適宜に設定される。すなわち、必要に応じてさらに多くの中間層が積層されていてもよい。
【００９１】
また、シリコン層２１３上およびその上方には、半導体回路が作り込まれていてもよい。この半導体回路は、ＭＯＳトランジスタ等の能動素子、その他必要に応じて形成されたコンデンサ、インダクタ、抵抗、ダイオード、配線（ピエゾ抵抗素子５に接続されている配線を含む）等の回路要素を有している。
【００９２】
［空洞部Ｓ］
基板２と積層構造体６とによって画成された空洞部Ｓは、密閉された空間であり、前述したように領域Ｓ１および領域Ｓ２を有する。この空洞部Ｓは、物理量センサー１が検出する圧力の基準値となる圧力基準室として機能する。本実施形態では、空洞部Ｓが真空状態（３００Ｐａ以下）となっている。空洞部Ｓを真空状態とすることによって、物理量センサー１を、真空状態を基準として圧力を検出する「絶対圧センサー」として用いることができ、その利便性が向上する。
【００９３】
ただし、空洞部Ｓは、真空状態でなくてもよく、大気圧であってもよいし、大気圧よりも気圧が低い減圧状態であってもよいし、大気圧よりも気圧が高い加圧状態であってもよい。また、空洞部Ｓには、窒素ガス、希ガス等の不活性ガスが封入されていてもよい。
【００９４】
以上、物理量センサー１の構成について説明した。このような構成の物理量センサー１は、図４（ａ）に示すように、受圧面２５に圧力Ｐが加わると、ダイヤフラム部２０が、空洞部Ｓ側に撓み変形する。その変形に伴って、図４（ｂ）に示すように、ピエゾ抵抗素子５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄが歪み、ピエゾ抵抗素子５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄの抵抗値が変化する。それに伴って、ピエゾ抵抗素子５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄが構成するブリッジ回路の出力が変化し、その出力に基づいて、受圧面２５で受けた圧力の大きさを求めることができる。
【００９５】
より具体的に説明すると、前述したようなダイヤフラム部２０の変形が生じる前の自然状態では、例えば、ピエゾ抵抗素子５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄの抵抗値が互いに等しい場合、ピエゾ抵抗素子５ａ、５ｂの抵抗値の積とピエゾ抵抗素子５ｃ、５ｄの抵抗値の積とが等しく、ブリッジ回路の出力（電位差）はゼロとなる。
【００９６】
一方、前述したようなダイヤフラム部２０の変形が生じると、図４（ｂ）に示すように、ピエゾ抵抗素子５ａ、５ｂにその長手方向に沿った圧縮歪みおよび幅方向に沿った引張歪みが生じるとともに、ピエゾ抵抗素子５ｃ、５ｄにその長手方向に沿った引張歪みおよびその幅方向に沿った圧縮歪みが生じる。したがって、前述したようなダイヤフラム部２０の変形が生じたとき、ピエゾ抵抗素子５ａ、５ｂの抵抗値とピエゾ抵抗素子５ｃ、５ｄの抵抗値とのうち、一方の抵抗値が増加し、他方の抵抗値が減少する。
【００９７】
このようなピエゾ抵抗素子５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄの歪みにより、ピエゾ抵抗素子５ａ、５ｂの抵抗値の積とピエゾ抵抗素子５ｃ、５ｄの抵抗値の積との差が生じ、その差に応じた出力（電位差）がブリッジ回路から出力される。このブリッジ回路からの出力に基づいて、受圧面２５で受けた圧力の大きさ（絶対圧）を求めることができる。
【００９８】
ここで、前述したようなダイヤフラム部２０の変形が生じたとき、ピエゾ抵抗素子５ａ、５ｂの抵抗値とピエゾ抵抗素子５ｃ、５ｄの抵抗値とのうち、一方の抵抗値が増加し、他方の抵抗値が減少するため、ピエゾ抵抗素子５ａ、５ｂの抵抗値の積とピエゾ抵抗素子５ｃ、５ｄの抵抗値の積との差の変化を大きくすることができ、それに伴って、ブリッジ回路からの出力を大きくすることができる。その結果、圧力の検出感度を高めることができる。
【００９９】
（物理量センサーの製造方法）
次に、物理量センサー１の製造方法を簡単に説明する。
【０１００】
図５、図６、図７および図８は、図１に示す物理量センサーの製造工程を示す図である。以下、これらの図に基づいて説明する。
【０１０１】
［素子形成工程］
まず、図５（ａ）に示すように、シリコン層２１１、酸化シリコン層２１２とおよびシリコン層２１３とがこの順で積層されたＳＯＩ基板である半導体基板２１を用意する。
【０１０２】
次に、半導体基板２１のシリコン層２１３にリン（ｎ型）またはボロン（ｐ型）等の不純物をドープ（イオン注入）することにより、図５（ｂ）に示すように、複数のピエゾ抵抗素子５および配線２１４を形成する。
【０１０３】
例えば、ボロンを＋８０ｋｅＶでイオン注入を行う場合、ピエゾ抵抗素子５へのイオン注入濃度を１×１０１４ａｔｏｍｓ／ｃｍ２程度とする。また、配線２１４へのイオン注入濃度をピエゾ抵抗素子５よりも多くする。例えば、ボロンを１０ｋｅＶでイオン注入を行う場合、配線２１４へのイオン注入濃度を５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ２程度とする。また、前述したようなイオン注入の後、例えば、１０００℃程度で２０分程度のアニールを行う。
【０１０４】
［絶縁膜等形成工程］
次に、図５（ｃ）に示すように、シリコン層２１３上に絶縁膜２２、絶縁膜２３および層３１をこの順で形成する。
【０１０５】
絶縁膜２２、２３の形成は、それぞれ、例えば、スパッタリング法、ＣＶＤ法等により行うことができる。層３１は、例えば、多結晶シリコンをスパッタリング法、ＣＶＤ法等により成膜した後、その膜に必要に応じてリン、ボロン等の不純物をドープ（イオン注入）し、その後、エッチングによりパターニングすることで形成することができる。
【０１０６】
［層間絶縁膜・配線層形成工程］
次に、図６（ａ）に示すように、絶縁膜２３および層３１上に、層間絶縁膜７１、配線層６２、層間絶縁膜７３、配線層６４および表面保護膜６５をこの順で形成する。
【０１０７】
具体的には、例えば、絶縁膜２３上にシリコン酸化膜をスパッタリング法、ＣＶＤ法等により形成し、そのシリコン酸化膜をエッチングによりパターニングすることにより、配線層６２に対応した形状をなす貫通孔が形成された層間絶縁膜７１を形成する。そして、層間絶縁膜７１の貫通孔を埋めるように、層間絶縁膜７１上に、アルミニウムからなる膜をスパッタリング法、ＣＶＤ法等により形成し、その膜をエッチングによりパターニング（不要部分を除去）することにより、配線層６２を形成する。
【０１０８】
その後、層間絶縁膜７１と同様にして、層間絶縁膜７３を形成した後、配線層６２と同様にして、配線層６４を形成する。また、配線層６４の形成後、スパッタリング法、ＣＶＤ法等によりシリコン酸化膜およびシリコン窒化膜等をこの順で形成することで表面保護膜６５を形成する。
【０１０９】
なお、このような層間絶縁膜と配線層との積層構造は、通常のＣＭＯＳプロセスにより形成され、その積層数は、必要に応じて適宜に設定される。すなわち、必要に応じてさらに多くの配線層が層間絶縁膜を介して積層される場合もある。また、半導体基板２１の上面またはその上方に半導体回路を形成する場合には、例えば、配線層６２、６４の形成と同時に、半導体回路のＭＯＳトランジスタのゲート電極等に電気的に接続される配線層を形成する。
【０１１０】
［空洞部形成工程（リリース工程）］
次に、図６（ｂ）に示すように、層間絶縁膜７１、７３の一部を除去することにより、空洞部Ｓ、空隙Ｉおよび層間絶縁膜６１、６３を形成する。
【０１１１】
具体的には、被覆層６４３に形成された複数の第２の貫通孔６４４および複数の第３の貫通孔６４５と、中間層６２３に形成された開口部６２４および複数の第１の貫通孔６２５とを通じたエッチングにより、絶縁膜２３上にある層間絶縁膜７１、７３を除去する。これにより、空隙Ｉおよび空洞部Ｓが形成される。
【０１１２】
ここで、層間絶縁膜７１、７３の除去は、例えば、複数の第２の貫通孔６４４、第３の貫通孔６４５および第１の貫通孔６２５からエッチング液としてのフッ酸、緩衝フッ酸等を供給するウェットエッチングにより行うことができる。このとき、図７に示すように、複数の第２の貫通孔６４４から流通したエッチング液は、主に、被覆層６４３と絶縁膜２３との間の層間絶縁膜７１、７３に供給される。これにより、被覆層６４３と絶縁膜２３との間の層間絶縁膜７１、７３が除去される。また、複数の第３の貫通孔６４５から流通したエッチング液は、被覆層６４３と中間層６２３との間の層間絶縁膜７３に供給される。これにより、被覆層６４３と中間層６２３との間の層間絶縁膜７３が除去され、空隙Ｉが形成される。次いで、複数の第３の貫通孔６４５から空隙Ｉに流通したエッチング液は、複数の第１の貫通孔６２５を介して中間層６２３と絶縁膜２３との間の層間絶縁膜７１に供給される。これにより、中間層６２３と絶縁膜２３との間の層間絶縁膜７１が除去される。このようにして、層間絶縁膜７１、７３の不要部分を効率的にエッチングすることができ、空洞部Ｓ内におけるリリースエッチング残りの発生を低減できることできる。
【０１１３】
なお、このような層間絶縁膜７１、７３の除去は、エッチングガスを供給するドライエッチング等により行ってもよい。
【０１１４】
また、配線層６２、６４は、リリース工程において実施されるエッチングに対する耐性を有しており、いわゆるエッチングストップ層として機能する。なお、エッチングの前に、必要に応じて、エッチングの対象となる部分を含む構造体の外表面にフォトレジスト等で保護膜を形成してもよい。
【０１１５】
［封止工程］
次に、図８（ａ）に示すように、被覆層６４３上に、封止層６６を形成する。
【０１１６】
具体的には、例えば、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、Ａｌ、Ｃｕ、Ｗ、Ｔｉ、ＴｉＮ等の金属膜等で構成された封止層６６をスパッタリング法、ＣＶＤ法等の気相成膜法により形成し、各第１の貫通孔６２５および第３の貫通孔６４５を封止する。これより、空洞部Ｓが封止層６６により封止され、積層構造体６を得る。
【０１１７】
［ダイヤフラム形成工程］
次に、図８（ｂ）に示すように、シリコン層２１１の下面の一部をエッチングにより除去（加工）することにより凹部２４を形成する。これにより、ダイヤフラム部２０が形成される。
【０１１８】
ここで、シリコン層２１１の下面の一部を除去する際、酸化シリコン層２１２がエッチングストップ層として機能する。これにより、ダイヤフラム部２０の厚さを高精度に規定することができる。
【０１１９】
なお、シリコン層２１１の下面の一部を除去する方法としては、ドライエッチングであっても、ウェットエッチング等であってもよい。
以上のような工程により、物理量センサー１を製造することができる。
【０１２０】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
【０１２１】
図９は、本発明の第２実施形態に係る電子デバイスを適用した物理量センサーを示す断面図である。図１０は、（ａ）は図９に示す中間層を示す平面図、（ｂ）は図９に示す被覆層を示す平面図である。
【０１２２】
以下、本発明の第２実施形態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。
【０１２３】
第２実施形態は、配線層６２Ａが有する中間層６２３Ａに形成された複数の第１の貫通孔６２５Ａａ、６２５Ａｂの構成が異なる以外は、前述した第１実施形態と同様である。
【０１２４】
図９および図１０に示す物理量センサー１Ａの積層構造体６Ａが有する中間層６２３Ａは、その外縁に沿って複数の第１の貫通孔６２５Ａａ、６２５Ａｂが形成されている。
【０１２５】
図１０（ａ）に示すように、複数の第１の貫通孔６２５Ａａは、それぞれ、中間層６２３Ａの各辺に沿って設けられ、平面視で長方形状をなしている。また、複数の第１の貫通孔６２５Ａｂは、それぞれ、中間層６２３Ａの各角部に対応して設けられ、平面視で正方形状をなしている。このような複数の第１の貫通孔６２５Ａａおよび複数の第１の貫通孔６２５Ａｂの平面視での面積（開口面積）は、それぞれ、第３の貫通孔６４５の平面視での面積（開口面積）よりも大きくなっている。そのため、第３の貫通孔６４５から供給されたエッチング液が第１の貫通孔６２５Ａａ、６２５Ａｂを介して領域Ｓ１のうちの外側部分に供給されるにあたり、エッチング液が空隙Ｉで滞留することを低減することができる。このため、エッチング液を領域Ｓ１の外側部分により一層効率よく供給することができ、よって、領域Ｓ１の外側部分におけるリリースエッチング残りをより低減することができる。
【０１２６】
また、図１０（ｂ）に示すように、複数の第１の貫通孔６２５Ａａは、それぞれ、平面視で、複数（本実施形態では１２個）の第３の貫通孔６４５に重なっている。また、複数の第１の貫通孔６２５Ａｂは、それぞれ、平面視で、複数（本実施形態では４個）の第３の貫通孔６４５に重なっている。これにより、エッチング液が空隙Ｉで滞留することをさらに低減することができ、よって、領域Ｓ１の外側部分におけるリリースエッチング残りをより効果的に低減することができる。
【０１２７】
なお、複数の第１の貫通孔６２５Ａａおよび複数の第１の貫通孔６２５Ａｂは、それぞれ、図示の形状、配置、数に限定されない。また、例えば、複数の第１の貫通孔６２５Ａａおよび複数の第１の貫通孔６２５Ａｂが、全て一体となり、第１の貫通孔が平面視で枠状をなしていてもよい。このような場合でも、エッチング液が空隙Ｉで滞留することを低減し、領域Ｓ１の外側部分におけるリリースエッチング残りをより低減するという効果を発揮することができる。
【０１２８】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態について説明する。
【０１２９】
図１１は、本発明の第３実施形態に係る電子デバイスを適用した物理量センサーを示す断面図である。
【０１３０】
以下、本発明の第３実施形態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。
【０１３１】
第３実施形態は、配線層６４Ｂの構成が異なる以外は、前述した第１実施形態と同様である。
【０１３２】
図１１に示す物理量センサー１Ｂの積層構造体６Ｂが有する配線層６４Ｂは、空隙Ｉの一部に例えばアルミニウム等の金属が充填されており、第１実施形態の物理量センサー１が有する第２内壁部６４２と第２外壁部６４１とが一体になっているような構成である。
【０１３３】
具体的には、配線層６４Ｂは、第１実施形態の第２外壁部６４１と第２内壁部６４２とが一体となった第２壁部６４０を有している。また、第２壁部６４０には、その厚さ方向に貫通し、平面視で第２壁部６４０の内壁面６４０ｘ（端面）よりも外側に設けられている複数の第３の貫通孔６４５Ｂを有しており、これら複数の第３の貫通孔６４５Ｂが対応する第１の貫通孔６２５に連通している。
【０１３４】
このような構成の第２壁部６４０を設けることで、空洞部Ｓ上の被覆層６４３の外力に対する機械的強度を補強することができ、空洞部Ｓ上の被覆層６４３が基板２に潰れることをさらに低減することができる。
【０１３５】
また、このような第３実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様に、領域Ｓ１の外側部分におけるリリースエッチング残りを低減するという効果を発揮することができる。
【０１３６】
＜第４実施形態＞
次に、本発明の第４実施形態について説明する。
【０１３７】
図１２は、本発明の第４実施形態に係る電子デバイスを適用した振動子を示す断面図である。図１３は、図１２に示す振動素子を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図である。
【０１３８】
以下、本発明の第４実施形態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。
【０１３９】
図１２に示す振動子１０は、本発明の電子デバイスを適用した振動子の一例であり、素子の構成が異なるとともに、ダイヤフラム部を備えていない基板２Ｃを有すること以外は、前述した第１実施形態と同様である。
【０１４０】
図１２に示す振動子１０は、基板２Ｃが有する半導体基板２１Ｃがシリコン等の半導体で構成されている。なお、半導体基板２１Ｃは、シリコン基板のような単一材料で構成された基板に限定されず、例えば、ＳＯＩ基板のような積層構造を有する基板であってもよい。
【０１４１】
また、図１２および図１３に示す振動子１０は、ピエゾ抵抗素子５を備えておらず、代わりに、振動素子５Ｃ（素子）を備えている。この振動素子５Ｃは、４つの下部電極５１と、下部電極５２と、下部電極５２に支持されている上部電極５３と、を有している。
【０１４２】
４つの下部電極５１（固定電極）は、平面視で、下部電極５２を挟んで第１方向（図１３（ｂ）中の左右方向）に沿って並んでいる２つの下部電極５１ａ、５１ｂと、下部電極５２を挟んで第１方向に直交する第２方向（図１３（ｂ）中の上下方向）に沿って並んでいる２つの下部電極５１ｃ、５１ｄと、で構成されている。また、４つの下部電極５１は、それぞれ、平面視で、下部電極５２に対して離間して配置されている。
【０１４３】
２つの下部電極５１ａ、５１ｂは、図示しない配線を介して互いに電気的に接続されていて、互いに同電位となるように構成されている。同様に、２つの下部電極５１ｃ、５１ｄは、図示しない配線を介して互いに電気的に接続されていて、互いに同電位となるように構成されている。
【０１４４】
上部電極５３（可動電極）は、４つの可動部５３１と、下部電極５２に固定されている固定部５３２と、各可動部５３１と固定部５３２とを連結している連結部５３３と、を有している。
【０１４５】
４つの可動部５３１は、前述した４つの下部電極５１に対応して設けられており、各可動部５３１は、対応する下部電極５１に対して間隔を隔てて対向している。すなわち、４つの可動部５３１は、固定部５３２を挟んで第１方向（図１３（ｂ）中の左右方向）に沿って並んでいる２つの可動部５３１ａ、５３１ｂと、固定部５３２を挟んで第１方向に直交する第２方向（図１３（ｂ）中の上下方向）に沿って並んでいる２つの可動部５３１ｃ、５３１ｄと、で構成されている。
【０１４６】
このように構成された振動子１０では、下部電極５１ａ、５１ｂと上部電極５３との間に周期的に変化する第１電圧（交番電圧）が印加されるとともに、下部電極５１ｃ、５１ｄと上部電極５３との間に位相が１８０°ずれている以外は第１電圧と同様の第２電圧が印加される。
【０１４７】
すると、可動部５３１ａ、５３１ｂが下部電極５１ａ、５１ｂに対して接近する方向と離間する方向とに交互に変位して屈曲振動するとともに、可動部５３１ａ、５３１ｂとは逆相で、可動部５３１ｃ、５３１ｄが下部電極５１ｃ、５１ｄに対して接近する方向と離間する方向とに交互に変位して屈曲振動する。すなわち、可動部５３１ａ、５３１ｂが下部電極５１ａ、５１ｂに対して接近する方向に変位しているとき、可動部５３１ｃ、５３１ｄが下部電極５１ｃ、５１ｄに対して離間する方向に変位し、一方、可動部５３１ａ、５３１ｂが下部電極５１ａ、５１ｂに対して離間する方向に変位しているとき、可動部５３１ｃ、５３１ｄが下部電極５１ｃ、５１ｄに対して接近する方向に変位する。
【０１４８】
このように可動部５３１ａ、５３１ｂと可動部５３１ｃ、５３１ｄとを逆相で振動させることにより、可動部５３１ａ、５３１ｂから固定部５３２に伝わる振動と、可動部５３１ｃ、５３１ｄから固定部５３２に伝わる振動とを互いに相殺させることができる。その結果、これらの振動が固定部５３２を介して外部に漏れること、いわゆる振動漏れを低減し、振動子１０の振動効率を高めることができる。このように、振動子１０は、可動部５３１の数が複数であることにより、可動部５３１から外部への振動漏れを低減することができる。
【０１４９】
このような振動子１０は、例えば、発振回路（駆動回路）と組み合わせることにより、所定の周波数の信号を取り出す発振器として用いることができる。
【０１５０】
２．圧力センサー
次に、本発明の物理量センサーを備える圧力センサー（本発明の圧力センサー）ついて説明する。図１４は、本発明の圧力センサーの一例を示す断面図である。
【０１５１】
図１４に示すように、圧力センサー１００は、物理量センサー１と、物理量センサー１を収納する筐体１０１と、物理量センサー１から得た信号を圧力データに演算する演算部１０２とを備えている。物理量センサー１は、配線１０３を介して演算部１０２と電気的に接続されている。
【０１５２】
物理量センサー１は、筐体１０１の内側に、図示しない固定手段により固定されている。また、筐体１０１には、物理量センサー１のダイヤフラム部２０が、例えば大気（筐体１０１の外側）と連通するための貫通孔１０４を有している。
【０１５３】
このような圧力センサー１００によれば、貫通孔１０４を介してダイヤフラム部２０が圧力を受ける。この受圧した信号を、配線１０３を介して演算部に送信し、圧力データに演算する。この演算された圧力データは、図示しない表示部（例えば、パーソナルコンピューターのモニター等）を介して表示することができる。
【０１５４】
３．高度計
次に、本発明の物理量センサーを備える高度計（本発明の高度計）の一例について説明する。図１５は、本発明の高度計の一例を示す斜視図である。
【０１５５】
高度計２００は、腕時計のように、手首に装着することができる。また、高度計２００の内部には、物理量センサー１（圧力センサー１００）が搭載されており、表示部２０１に現在地の海抜からの高度、または、現在地の気圧等を表示することができる。
【０１５６】
なお、この表示部２０１には、現在時刻、使用者の心拍数、天候等、様々な情報を表示することができる。
【０１５７】
４．電子機器
次に、本発明の物理量センサーを備える電子機器（本発明の電子機器）を適用したナビゲーションシステムについて説明する。図１６は、本発明の電子機器の一例を示す正面図である。
【０１５８】
ナビゲーションシステム３００には、図示しない地図情報と、ＧＰＳ（全地球測位システム：Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）からの位置情報取得手段と、ジャイロセンサーおよび加速度センサーと車速データとによる自立航法手段と、物理量センサー１と、所定の位置情報または進路情報を表示する表示部３０１とを備えている。
【０１５９】
このナビゲーションシステムによれば、取得した位置情報に加えて高度情報を取得することができる。高度情報を得ることにより、例えば、一般道路と位置情報上は略同一の位置を示す高架道路を走行する場合、高度情報を持たない場合には、一般道路を走行しているのか高架道路を走行しているのかナビゲーションシステムでは判断できず、優先情報として一般道路の情報を使用者に提供してしまっていた。そこで、本実施形態に係るナビゲーションシステム３００では、高度情報を物理量センサー１によって取得することができ、一般道路から高架道路へ進入することによる高度変化を検出し、高架道路の走行状態におけるナビゲーション情報を使用者に提供することができる。
【０１６０】
なお、表示部３０１は、例えば液晶パネルディスプレイや、有機ＥＬ（Organic Electro-Luminescence）ディスプレイなど、小型かつ薄型化が可能な構成となっている。
【０１６１】
なお、本発明の電子デバイスを備える電子機器は、上記のものに限定されず、例えば、パーソナルコンピューター、携帯電話、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）、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。
【０１６２】
５．移動体
次いで、本発明の物理量センサーを適用した移動体（本発明の移動体）について説明する。図１７は、本発明の移動体の一例を示す斜視図である。
【０１６３】
図１７に示すように、移動体４００は、車体４０１と、４つの車輪４０２とを有しており、車体４０１に設けられた図示しない動力源（エンジン）によって車輪４０２を回転させるように構成されている。このような移動体４００には、ナビゲーションシステム３００（物理量センサー１）が内蔵されている。
【０１６４】
以上、本発明の電子デバイス、物理量センサー、圧力センサー、振動子、高度計、電子機器および移動体を図示の各実施形態（好適な実施形態）に基づいて説明したが、本発明はこれら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、他の任意の構成物が付加されていてもよい。
【０１６５】
例えば、前述した実施形態（第１、第２および第３実施形態）では、ダイヤフラム部の撓みを検出する素子としてピエゾ抵抗素子を用いた場合を例に説明したが、かかる素子としては、これに限定されず、例えば、共振子であってもよい。
【０１６６】
また、前述した第１実施形態では、中間層（第１層）上に設けられた配線層が１つの第２内壁部（第２壁部）を有している場合を例に説明したが、かかる配線層は、第２内壁部を複数有していてもよい。例えば、平面視において、図１に示す第２内壁部６４２ｘの内側にさらに第２内壁部６４２ｘとは異なる第２内壁部が設けられていてもよい。また、複数の第２内壁部を有する場合には、平面視において、いずれかの第２内壁部の内壁面（端面）よりも外側に第１の貫通孔が設けられており、当該第２内壁部の内壁面よりも内側に第２の貫通孔が設けられていればよい。この場合には、基準とした当該第２内壁部の内壁面（端面）が「第２壁部」を構成しているといえる。
【０１６７】
また、本発明の電子デバイスは、例えば、ジャイロセンサー、加速度センサー、傾斜センサー等の各種のセンサー等に適用することができる。
【符号の説明】
【０１６８】
１、１Ａ、１Ｂ‥‥物理量センサー
２、２Ｃ‥‥基板
２０‥‥ダイヤフラム部
２１、２１Ｃ‥‥半導体基板
２１１‥‥シリコン層
２１２‥‥酸化シリコン層
２１３‥‥シリコン層
２１４‥‥配線
２１４ａ、２１４ｂ、２１４ｃ、２１４ｄ‥‥配線
２２‥‥絶縁膜
２３‥‥絶縁膜
２４‥‥凹部
２５‥‥受圧面
３１‥‥層
５‥‥ピエゾ抵抗素子
５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ‥‥ピエゾ抵抗素子
５Ｃ‥‥振動素子
６、６Ａ、６Ｂ‥‥積層構造体
６１、６３‥‥層間絶縁膜
６２‥‥配線層
６２１‥‥第１壁部
６２１ｘ‥‥内壁面
６２３、６２３Ａ‥‥中間層
６２４‥‥開口部
６２５、６２５Ａａ、６２５Ａｂ‥‥第１の貫通孔
６４、６４Ｂ‥‥配線層
６４０‥‥第２壁部
６４０ｘ‥‥内壁面（端面）
６４１‥‥第２外壁部
６４２‥‥第２内壁部
６４２ｘ‥‥内壁面（端面）
６４３‥‥被覆層
６４４‥‥第２の貫通孔
６４５、６４５Ｂ‥‥第３の貫通孔
６５‥‥表面保護膜
６６‥‥封止層
５１‥‥下部電極
５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄ‥‥下部電極
５２‥‥下部電極
５３‥‥上部電極
７１、７３‥‥層間絶縁膜
１０‥‥振動子
１００‥‥圧力センサー
１０１‥‥筐体
１０２‥‥演算部
１０３‥‥配線
１０４‥‥貫通孔
２００‥‥高度計
２０１‥‥表示部
３００‥‥ナビゲーションシステム
３０１‥‥表示部
４００‥‥移動体
４０１‥‥車体
４０２‥‥車輪
５３１‥‥可動部
５３１ａ、５３１ｂ、５３１ｃ、５３１ｄ‥‥可動部
５３２‥‥固定部
５３３‥‥連結部
Ａ‥‥距離
Ｂ‥‥距離
Ｌ１、Ｌ２‥‥幅
Ｉ、Ｘ‥‥空隙
Ｓ‥‥空洞部
Ｓ１、Ｓ２‥‥領域
Ｐ‥‥圧力
【図１】
2016102693.tif 000003
【図２】
2016102693.tif 000004
【図３】
2016102693.tif 000005
【図４】
2016102693.tif 000006
【図５】
2016102693.tif 000007
【図６】
2016102693.tif 000008
【図７】
2016102693.tif 000009
【図８】
2016102693.tif 000010
【図９】
2016102693.tif 000011
【図１０】
2016102693.tif 000012
【図１１】
2016102693.tif 000013
【図１２】
2016102693.tif 000014
【図１３】
2016102693.tif 000015
【図１４】
2016102693.tif 000016
【図１５】
2016102693.tif 000017
【図１６】
2016102693.tif 000018
【図１７】
2016102693.tif 000019