(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｓｉ（１１０）製の基台を備え、この基台の表面に掘りが形成され、この掘りの上に薄膜ブリッジが延在されてなるマイクロセンサにおいて、
前記薄膜ブリッジが<１１１>方向と略平行である構成とされ、前記掘りの幅と等価である前記薄膜ブリッジの長さと幅との関係を、
ブリッジ幅≧ブリッジ長さ×ｔａｎ（１９．４７°）
としていて、前記薄膜ブリッジと、前記＜１１１＞方向と直行する（１１１）面と、の交点である根元から、前記薄膜ブリッジと前記堀の境界面とを基準としてなす角度が１９．４７°で前記薄膜ブリッジ側に延長された仮想線、及び前記根元と対角にあり、前記薄膜ブリッジと、前記＜１１１＞方向と直行する（１１１）面と、の交点である根元から、前記薄膜ブリッジと前記堀の境界面とを基準としてなす角度が１９．４７°で前記薄膜ブリッジ側に延長された仮想線、の両仮想線を横切るようにエッチング促進用窓を設け、当該エッチング促進用窓が複数に分割され、その各々の窓の間隔と窓の幅が、
窓の幅≧窓の間隔×ｔａｎ（１９．４７°）
であることを特徴とするマイクロセンサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、マイクロセンサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開平８−２３３７６５号公報には、Ｓｉ（１１０）ウエハを用いたマイクロセンサが提示されている。図１は、特開平８−２３３７６５公報に開示のマイクロセンサにおける半導体（Ｓｉ）製の基台における掘り及びブリッジ部分の拡大平面図である（なお、Ｓｉ（１１０）ウエハを用い、ブリッジを<１１１>方向と略平行である構成とした場合、図１に示す形状の他、図２に示した形状に形成することも可能である。この両者は鏡像関係にある）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者が、特開平８−２３３７６５号公報に示されたマイクロデバイスを試作確認したところ、条件によっては、ブリッジ下にＳｉが残り、掘りが正常に形成されない場合があることが判った。以下にその原理を説明する。
【０００４】
すなわち、Ｓｉ結晶をアルカリ性のエッチング液でエッチングすると、結晶面方位によりエッチング速度が大幅に異なることが知られている。エッチング速度と面方位の関係は、“（１００）≒（１１０）≫（１１１）”となっている。即ち、（１１１）面のエッチング速度は他の面に比べて著しく遅い。従ってＳｉ（１１０）ウエハの表面に耐エッチング材料（例えばＳｉＯ２）を形成し、結晶方位に応じた窓を開けて、アルカリ性エッチング液（例えばＫＯＨ液）でエッチングすると、所定の結晶方位に応じた掘りが形成できる。
【０００５】
図１の例では、α＝３５．２６°で（１１１）面３３が現れる。３３の面と表面のなす角度は３５．２６°である。また、β＝１９．４７°で（１１１）面３２が現れる。３２の面と表面のなす角度は９０°である。また、〈１１１〉方向と直角に（１１１）面３１が現れる。３１の面と表面のなす角度は９０°である。ブリッジ１１の下には仮想線ｈ及びｉで示した位置に、３２の面と対応した（１１１）面が現れる。ｈ及びｉの面と表面のなす角度は９０°であり、角度γ及びζは１９．４７°である。さらに、仮想線ｊ及びｋで示した位置に、３３の面と対応した（１１１）面が現れる。ｊ及びｋの面と表面のなす角度は３５．２６°であり、角度δ及びεは３５．２６°である。
【０００６】
ここで、“ブリッジ幅（ｂ）≧ブリッジ長さ（ａ）×ｔａｎ（１９．４７°）”とした場合、ブリッジ１１下に現れる（１１１）面は、図３に示すようになる。この場合、（１１１）面のエッチングはほとんど進行せず、ブリッジ下にｈ、ｉ，ｊ，ｋで囲まれた部分にＳｉの残部が発生し、掘り２１が正常に形成されないという不具合が発生することが分かった。
【０００７】
この発明の目的は、薄膜ブリッジ下にＳｉの残部が発生せず、正常な掘りの形成が行えるようにする。
【０００８】
この発明の目的は、ブリッジ根元のエッチングがさらに効果的に行われ、掘りの底面形状をより四角形に近付けることができるようにする。
【０００９】
この発明の目的は、さらに幅広の薄膜ブリッジを形成することである。
【００１０】
この発明の目的は、薄膜ブリッジの強度を高めることである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、Ｓｉ（１１０）製の基台を備え、この基台の表面に掘りが形成され、この掘りの上に薄膜ブリッジが延在されてなるマイクロセンサにおいて、前記薄膜ブリッジが<１１１>方向と略平行である構成とされ、前記掘りの幅と等価である前記薄膜ブリッジの長さと幅との関係を、ブリッジ幅≧ブリッジ長さ×ｔａｎ（１９．４７°）としていて、前記薄膜ブリッジと、前記＜１１１＞方向と直行する（１１１）面と、の交点である根元から、前記薄膜ブリッジと前記堀の境界面とを基準としてなす角度が１９．４７°で前記薄膜ブリッジ側に延長された仮想線、及び前記根元と対角にあり、前記薄膜ブリッジと、前記＜１１１＞方向と直行する（１１１）面と、の交点である根元から、前記薄膜ブリッジと前記堀の境界面とを基準としてなす角度が１９．４７°で前記薄膜ブリッジ側に延長された仮想線、の両仮想線を横切るようにエッチング促進用窓を設け、当該エッチング促進用窓が複数に分割され、その各々の窓の間隔と窓の幅が、窓の幅≧窓の間隔×ｔａｎ（１９．４７°）であることを特徴とするマイクロセンサである。
【００１８】
したがって、さらに幅広の薄膜ブリッジを形成することができる。
【００２０】
また、エッチング促進用窓を分割することにより、薄膜ブリッジの強度を高めることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
［発明の実施の形態１］
この発明の一実施の形態について説明する。
【００２４】
図５は、この発明の実施の形態２であるマイクロブリッジセンサの半導体（Ｓｉ）製の基台１における掘り及びブリッジ部分の拡大平面図である。図１〜図４に示すものと共通の部材等については同一の符号を用い、詳細な説明は省略する。以下では、図１〜図４に示す例と異なる点を中心に説明する。
【００２５】
図５の例では、α＝３５．２６°で（１１１）面３３が現れる。３３の面と表面のなす角度は３５．２６°である。また、β＝１９．４７°で（１１１）面３２が現れる。３２の面と表面のなす角度は９０°である。また、〈１１１〉方向と直角に（１１１）面３１が現れる。３１の面と表面のなす角度は９０°である。ブリッジ１１の下には仮想線ｈ及びｉで示した位置に、３２の面と対応した（１１１）面が現れる。ｈ及びｉの面と表面のなす角度は９０°であり、角度γ及びζは１９．４７°である。さらに、仮想線ｊ及びｋで示した位置に、３３の面と対応した（１１１）面が現れる。ｊ及びｋの面と表面のなす角度は３５．２６°であり、角度δ及びεは３５．２６°である。
【００２６】
また、図５の構成に代えて図６に示す構成としてもよい。図５と図６とは従来例と同様、鏡像関係にある。
【００２７】
ここで、“ブリッジ１１下に現れる（１１１）面は、図７に示すようになる。即ち、この例では、“ブリッジ幅（ｂ）≦ブリッジ長さ（ａ）×ｔａｎ（１９．４７°）”としている。これにより、図４に示したような仮想線ｈ及びｉで示される（１１１）面は交差して消滅する為、ブリッジ１１下にはＳｉの残部が発生しない。
【００２８】
なお、このとき、ブリッジ１１の根元のエッチングを促進する為に、図８、図９に示すように、エッチング促進用窓２２ａ及び２２ｂを設けてもよい。このとき、図８に示すように、エッチング促進用窓２２ａ及び２２ｂが仮想線ｈ，ｉ，ｊ，ｋのいずれとも接触しない場合は、エッチング促進効果は限定されるが、図８のようにエッチング促進用窓２２ａが仮想線ｊと、エッチング促進用窓２２ｂが仮想線ｋと交差するようにすると、仮想線ｊが消滅して仮想線ｊａが、仮想線ｋが消滅して仮想線ｋａが現れる為，エッチング促進効果が大きく、ブリッジ根元のエッチングが効果的に行われる。
【００２９】
さらに，図９に示すように、エッチング促進用窓２２ａが仮想線ｈと、エッチング促進用窓２２ｂが仮想線ｉと交差するようにすると、さらにエッチング促進効果が大きく、ブリッジ根元のエッチングが効果的に行われる。
【００３０】
［発明の実施の形態２］
別の実施の形態について説明する。
【００３１】
この例では、図１〜図４に示す例のように、“ブリッジ幅（ｂ）≧ブリッジ長さ（ａ）×ｔａｎ（１９．４７°）”としたまま、図１０に示すように、仮想線ｈ及びｉをまたいでエッチング促進用窓２３を設けている。これにより、ブリッジ１１下にはＳｉの残部が発生しない。
【００３２】
なお、この場合に、図１１に示すように、エッチング促進用窓を２３ａと２３ｂとに分割することも可能である。このとき、各々の窓２３ａと２３ｂの間隔ｃと窓の幅ｄが、図１２のように、“窓の幅（ｄ）≧窓の間隔（ｃ）×ｔａｎ（１９．４７°）”であれば、ブリッジ１１下にはＳｉの残部が発生しないが、図１３のように、“窓の幅（ｄ）≦窓の間隔（ｃ）×ｔａｎ（１９．４７°）”であると、ブリッジ１１下にはＳｉの残部が発生するので、“窓の幅（ｄ）≧窓の間隔（ｃ）×ｔａｎ（１９．４７°）”とするのが望ましい。
【００３３】
［発明の実施の形態３］
別の実施の形態について説明する。
【００３４】
図１４は、この発明の実施の形態３であるマイクロブリッジセンサの半導体（Ｓｉ）製の基台１における掘り及びブリッジ部分の拡大平面図である。図１〜図４に示すものと共通の部材等については同一の符号を用い、詳細な説明は省略する。以下では、図１〜図４に示す例と異なる点を中心に説明する。
【００３５】
この例では、図１４に示すように、ブリッジ１１の根元にエッチング促進用窓２４ａを設けてなり、この窓２４ａの一部がブリッジ角から１９．４７°で延長された仮想線ｈと交差し、エッチング促進用窓４ａのブリッジ角から１９．４７°で延長された仮想線と交差する部分の対角から１９．４７°で延長された仮想線ｈ−３が、ブリッジ１１の根元の対角に設けられたエッチング促進用窓２４ｂと、少なくとも1部で交差することにより、ブリッジ１１下にＳｉのエッチング残部は発生しない。
【００３９】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明は、さらに幅広の薄膜ブリッジを形成することができる。
【００４０】
また、エッチング促進用窓を分割することにより、薄膜ブリッジの強度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のマイクロブリッジセンサの掘り及びブリッジ部分の拡大平面図である。
【図２】同拡大平面図である。
【図３】この発明の課題を説明する説明図である。
【図４】同説明図である。
【図５】実施の形態１であるマイクロブリッジセンサの掘り及びブリッジ部分の拡大平面図である。
【図６】同説明図である。
【図７】同説明図である。
【図８】同説明図である。
【図９】同説明図である。
【図１０】実施の形態２であるマイクロブリッジセンサの掘り及びブリッジ部分の拡大平面図である。
【図１１】同説明図である。
【図１２】同説明図である。
【図１３】同説明図である。
【図１４】実施の形態３であるマイクロブリッジセンサの掘り及びブリッジ部分の拡大平面図である。
【符号の説明】
１    マイクロブリッジセンサ
１１  薄膜ブリッジ
２１  堀り
【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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