(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板（１０）の一面（１１）側に、エッチングにより空洞部（１３）を形成するとともに前記空洞部を覆うようにメンブレン（２０）を形成してなる半導体装置の製造方法において、
前記半導体基板の一面上に第１の膜（１２）を形成する工程と、
前記第１の膜において前記空洞部となるべき部位の外周部に、前記半導体基板の一面に到達する溝（１６）を形成する工程と、
前記エッチングに対する耐性を有し且つ前記第１の膜よりも研磨レートの速い材料よりなる第２の膜（１４）を、前記溝の内部に充填しつつ前記第１の膜の上に形成する工程と、
前記第１の膜をストッパとして、前記第１の膜の上の前記第２の膜を化学的機械的研磨（ＣＭＰ）法にて研磨することにより除去し、前記第１の膜の上面を平坦面とする工程と、
平坦面となった前記第１の膜の上面に前記メンブレンを形成する工程と、
前記メンブレンのうち前記空洞部に対応する部位に、前記メンブレンの表面から前記第１の膜に到達するエッチングホール（２８、２９）を形成する工程と、
前記エッチングホールを介して、前記第１の膜をエッチングして除去することにより、前記空洞部を形成する工程とを備えることを特徴とするメンブレンを有する半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記第１の膜（１２）は酸化シリコンからなり、前記第２の膜（１４）は多結晶シリコンからなることを特徴とする請求項１に記載のメンブレンを有する半導体装置の製造方法。
【請求項３】
半導体基板（１０）と、
前記半導体基板の一面（１１）側にエッチングにより形成された空洞部（１３）と、
前記空洞部を覆うように前記半導体基板の一面上に設けられたメンブレン（２０）とを備える半導体装置において、
前記空洞部の外周に位置する前記半導体基板の一面と前記メンブレンとの間には、第１の膜（１２）が介在しており、
前記空洞部の側面となる前記第１の膜の端面には、前記エッチングに対する耐性を有し且つ前記第１の膜よりも研磨レートの速い材料よりなる第２の膜（１４）が形成されており、
前記空洞部の内周に位置する前記メンブレンには、厚さ方向に貫通するエッチングホール（２８）が設けられていることを特徴とするメンブレンを有する半導体装置。
【請求項４】
前記第１の膜（１２）は酸化シリコンからなり、前記第２の膜（１４）は多結晶シリコンからなることを特徴とする請求項３に記載のメンブレンを有する半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体基板の一面側に、エッチングにより形成された空洞部および該空洞部を覆うように形成されたメンブレンを有する半導体装置およびその製造方法に関し、特に、メンブレンの平坦化に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の半導体装置は、単結晶シリコン等の半導体基板の一面上に、等方性エッチング材料で犠牲層を形成し、その犠牲層の上に、窒化シリコンや酸化シリコンなどを堆積し、後に、犠牲層を選択的にエッチング除去し、空洞部を形成することでメンブレンを形成している。
【０００３】
その際には、犠牲層の端部とその周囲のエッチングストッパとの間で段差が生じないようにすることが、結果的に、メンブレンの平坦化につながる。そのようなものとしては、例えば、特開平７−４３２１６号公報に記載のものが提案されている。
【０００４】
このものは、犠牲層として多結晶シリコンを成膜してパターニングし、メンブレン横方向のエッチングストッパとなるＢＰＳＧ（Ｂｏｒｏ−Ｐｈｏｓｐｈｏ−Ｓｉｌｉｃａｔｅ  Ｇｌａｓｓ）を堆積し、その後、側壁がテーパ形状となるように多結晶シリコン上のＢＰＳＧを除去することにより、犠牲層に極端な段差を生じさせないようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来公報に記載の技術では、ＢＰＳＧと多結晶シリコンとの間に段差が形成されることに変わりはない。そのため、犠牲層エッチング後において、この段差形状はメンブレンに継承され、結果、空洞部上に位置するメンブレンの端部にも段差形状が発生することとなる。すると、メンブレンの段差部に応力が集中し、メンブレンの破壊耐圧が低下してしまう。
【０００６】
この問題に対して、犠牲層端部の段差を無くして平坦化するためには、化学的機械的研磨（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈ、以下、ＣＭＰという）を用いることで達成できると考えられる。つまり、エッチングストッパおよび犠牲層を所望形状にパターニングした後、ＣＭＰを行い平坦化した後に、メンブレンを形成し、空洞部形成のための犠牲層エッチングを行うようにすれば、上記段差を防止できる。
【０００７】
しかし、それでも、メンブレンサイズ（空洞部のサイズ）すなわち犠牲層である多結晶シリコンの面積が大きいと、ＣＭＰ後には、多結晶シリコン犠牲層の中央部が凹形状となるディッシングが発生する。それにより、ＣＭＰ後の犠牲層の上にメンブレンを形成すると、空洞部形成後のメンブレンも、上記ディッシングの影響を受けてたわんだ形状（凹形状）となってしまい、メンブレンの平坦化が達成できない。
【０００８】
そこで、本発明は上記問題に鑑み、半導体基板の一面側に、エッチングにより空洞部を形成するとともに該空洞部を覆うようにメンブレンを形成してなる半導体装置において、犠牲層のディッシングを起こすことなくＣＭＰ技術により平坦なメンブレンを得ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、半導体基板（１０）の一面（１１）側に、エッチングにより空洞部（１３）を形成するとともに空洞部を覆うようにメンブレン（２０）を形成してなる半導体装置の製造方法において、半導体基板の一面上に第１の膜（１２）を形成する工程と、第１の膜において空洞部となるべき部位の外周部に、半導体基板の一面に到達する溝（１６）を形成する工程と、エッチングに対する耐性を有し且つ第１の膜よりも研磨レートの速い材料よりなる第２の膜（１４）を、溝の内部に充填しつつ第１の膜の上に形成する工程と、第１の膜をストッパとして、第１の膜の上の第２の膜を化学的機械的研磨（ＣＭＰ）法にて研磨することにより除去し、第１の膜の上面を平坦面とする工程と、平坦面となった第１の膜の上面にメンブレンを形成する工程と、メンブレンのうち空洞部に対応する部位に、メンブレンの表面から第１の膜に到達するエッチングホール（２８、２９）を形成する工程と、エッチングホールを介して第１の膜をエッチングして除去することにより空洞部を形成する工程とを備えることを特徴とする。
【００１０】
本製造方法によれば、メンブレン（２０）下において、耐エッチング性を有する第２の膜（１４）をエッチングストッパとして、エッチングが可能な第１の膜（１２）が犠牲層エッチングされ除去されることで、メンブレン下の空洞部（１３）を形成することができ、半導体装置を製造することができる。
【００１１】
ここで、ＣＭＰでは、研磨性に優れた第２の膜（１４）を除去して平坦にすれば良く、その下の比較的耐研磨性に優れた（比較的研磨レートの遅い）犠牲層としての第１の膜（１２）がＣＭＰのストッパとなり、第１の膜の平坦性を確保することができる。
【００１２】
そのため、ＣＭＰを行っても、従来の多結晶シリコンの犠牲層のようなディッシングは起こりにくくなることから、平坦面となった第１の膜（１２）の上に形成されるメンブレン（２０）も平坦なものを得ることができる。
【００１３】
こうして、本発明によれば、犠牲層のディッシングを起こすことなくＣＭＰ技術により平坦なメンブレンを得ることのできるメンブレンを有する半導体装置のの製造方法を提供することができる。
【００１４】
ここで、請求項２に記載の発明のように、犠牲層となる第１の膜（１２）としては、従来の多結晶シリコンよりも研磨レートの遅い酸化シリコンを用い、エッチングストッパとなる第２の膜（１４）としては多結晶シリコンを用いることにより、請求項１の発明の効果を適切に実現することができる。
【００１５】
また、請求項３に記載の発明では、半導体基板（１０）と、半導体基板の一面（１１）側にエッチングにより形成された空洞部（１３）と、空洞部を覆うように半導体基板の一面上に設けられたメンブレン（２０）とを備える半導体装置において、空洞部の外周に位置する半導体基板の一面とメンブレンとの間には、第１の膜（１２）が介在しており、空洞部の側面となる第１の膜の端面には、エッチングに対する耐性を有し且つ第１の膜よりも研磨レートの速い材料よりなる第２の膜（１４）が形成されており、空洞部の内周に位置するメンブレンには、厚さ方向に貫通するエッチングホール（２８）が設けられていることを特徴とする。
【００１６】
本発明のメンブレンを有する半導体装置は、上記請求項１に記載の製造方法により適切に製造されうるもので、その効果は請求項１の発明と同様である。
【００１７】
ここで、請求項４に記載の発明のように、第１の膜（１２）は酸化シリコンからなり、第２の膜（１４）は多結晶シリコンからなるものにでき、それにより、請求項３の発明の効果を適切に発揮させることができる。
【００１８】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示す実施形態について説明する。本実施形態は、本発明のメンブレンを有する半導体装置を、複数の熱電対の起電力を利用したサーモパイル型の赤外線センサに適用したものとして説明する。
【００２０】
本発明の実施形態に係る赤外線センサＳ１の概略平面構成を図１に示し、概略断面構成を図２に示す。なお、図１中のハッチングは、各部の識別を容易にするために施したもので断面を示すものではない。
【００２１】
赤外線センサＳ１は、シリコン基板（本発明でいう半導体基板）１０を備え、このシリコン基板１０は、図１に示すように、矩形板状をなしている。図１、図２に示すように、シリコン基板１０の一面１１の上には、矩形枠状の酸化シリコン膜（本発明でいう第１の膜）１２が形成されている。この酸化シリコン膜（ＳｉＯ2膜）１２は、図１では点々ハッチングにて示してある。
【００２２】
この酸化シリコン膜１２の矩形状の空洞部１３は、酸化シリコン膜１２をエッチング除去することで形成されている。つまり、シリコン基板１０の一面１１側には、エッチングにより形成された空洞部１３が備えられている。
【００２３】
そして、図２に示すように、空洞部１３の側面となる酸化シリコン膜１２の内周端面には、多結晶シリコン膜（本発明でいう第２の膜、以下、側面多結晶シリコン膜という）１４が形成されている。この側面多結晶シリコン膜１４は、図１では破線にて示してある。
【００２４】
そして、図２に示すように（図１では省略）、酸化シリコン膜１２の上には、空洞部１３を覆うように多結晶シリコン膜（以下、上面多結晶シリコン膜という）１５が形成されており、この上面多結晶シリコン膜１５の上には、各種配線や膜等を積層してなるセンシング部としてのメンブレン２０が形成されている。つまり、メンブレン２０は空洞部１３を覆うようにシリコン基板１０の一面１１上に設けられている。
【００２５】
ここで、酸化シリコン膜（第１の膜）１２は、空洞部１３の外周に位置するシリコン基板１０の一面１１とメンブレン２０との間に介在しているが、この酸化シリコン膜１２は、耐研磨性に優れ且つ上記空洞部１３を形成するためのエッチングが可能なものである。酸化シリコン膜１２は、ＣＶＤ（化学気相成長法）、スパッタ、熱酸化等により成膜可能である。
【００２６】
また、側面多結晶シリコン膜（第２の膜）１４は、上記空洞部１３を形成するためのエッチングに対する耐性を有し且つ酸化シリコン膜１２よりも研磨性に優れたものである。なお、側面および上面多結晶シリコン膜１４、１５はＣＶＤ等により成膜可能なものである。
【００２７】
なお、本実施形態においては、第１の膜１２は、第２の膜１４よりも耐研磨性に優れ（研磨レートの遅い）且つ上記エッチングが可能な材料よりなるものであれば良く、第２の膜１４は、上記エッチングに対する耐性を有し且つ第１の膜１２よりも研磨性に優れた（研磨レートの速い）材料よりなるものであれば良く、そのようなものであれば、上記酸化シリコンや多結晶シリコンに代えて用いることができる。
【００２８】
また、メンブレン２０は、図２に示すように、シリコン基板１０の一面１１側から、窒化シリコン膜（ＳｉＮ膜）２１、酸化シリコン膜（ＳｉＯ２膜）２２、多結晶シリコン配線２３、層間絶縁膜２４、アルミ配線２５、および保護膜２６が順次積層されてなるものである。
【００２９】
なお、図１においては、メンブレン２０のうち、膜２１、２２、２４、２６は省略し、多結晶シリコン配線（斜線ハッチングにて図示）２３、およびアルミ配線２５のみ示してある。
【００３０】
図２に示すように、窒化シリコン膜２１および酸化シリコン膜２２は、シリコン基板１０の一面１１上のほぼ全域に形成されている。これら窒化シリコン膜２１および酸化シリコン膜２２はＣＶＤ法等により成膜され、絶縁膜として構成されるものである。
【００３１】
多結晶シリコン配線２３は、酸化シリコン膜２２の上に形成されており、図１に示すように、空洞部１３の中央部から空洞部１３の外側のシリコン基板１０の部分に渡って、複数本放射状に形成されている。この多結晶シリコン配線２３は、ＣＶＤ法等により成膜されたもので配線抵抗を下げるために不純物を導入してある。
【００３２】
層間絶縁膜２４は、図２に示すように、多結晶シリコン配線２３の上および多結晶シリコン配線２３が形成されていない酸化シリコン膜２２の上に、形成されている。この層間絶縁膜２４は、メンブレン２０内の各種配線の電気的絶縁を行うものであり、本例では、ＣＶＤ法等により成膜された酸化シリコン膜よりなる。
【００３３】
アルミ配線２５は、層間絶縁膜２４の上に形成されており、図１に示すように、隣接する各多結晶シリコン配線２３の間を接続するように、複数本放射状に形成されている。このアルミ配線２５は、スパッタ法や蒸着法等により形成されたアルミニウムよりなり、各アルミ配線２５は、層間絶縁膜２４に形成された開口部（コンタクトホール）２５ａを介して多結晶シリコン配線２３と電気的に接続されている。なお、層間絶縁膜２４は、アルミ配線２５と多結晶シリコン配線２３とが電気的接続部以外で重ならない場合は、省略が可能である。
【００３４】
このようにして、複数本の多結晶シリコン配線２３およびアルミ配線２５が直列に接続されることによって、赤外線センサＳ１の熱電対が構成されており、この熱電対２３、２５は、図１に示す様に、複数回折り返された折り返し形状を有している。複数個の折り返し部つまりコンタクトホール２５ａの各々が、両配線２３、２５の接合部となっており、この接合部２５ａにてゼーベック効果によって起電力が発生するようになっている。
【００３５】
そして、熱電対２３、２５の両端部のアルミ配線２５にはそれぞれ、図１、図２に示す様に、外部と電気的に接続するためのアルミパッド２５ｂが形成されている。そして、空洞部１３上に位置する接合部２５ａが温接点、空洞部１３の外側のシリコン基板１０の部分に位置する接合部２５ａが冷接点となり、両接点の温度差に基づく熱電対２３、２５の電圧が、上記両アルミパッド２５ｂの間に出力されるようになっている。
【００３６】
また、保護膜２６は、アルミ配線２５の上およびアルミ配線２５が形成されていない層間絶縁膜２４の上に、形成されている。この保護膜２６はＣＶＤ法等にて成膜された窒化シリコン膜等よりなる。また、この保護膜２６には、上記アルミパッド２５ｂを露出させるための開口部が形成されている。
【００３７】
以上のように、メンブレン２０は、各配線および各膜２１〜２６により構成されている。そして、空洞部１３の内周に位置するメンブレン２０には、厚さ方向に貫通するエッチングホール２８が設けられている。
【００３８】
また、図２に示すように、メンブレン２０の上には、赤外線吸収膜２７が形成されている。この赤外線吸収膜２７は、図１にて一点鎖線で示すように、空洞部１３上の中央に相当する部位にて、上記温接点である接合部２５ａを覆うように形成されている。
【００３９】
この赤外線吸収膜２７は、赤外線を吸収して温接点の温度を効率よく上昇させるためのものであり、本例では、ポリエステル樹脂にカーボン（Ｃ）を含有させ焼き固めたものである。
【００４０】
このような構成を有する本実施形態の赤外線センサＳ１は、次のように作動する。空洞部１３上のメンブレン２０に位置する温接点２５ａは、空洞部１３の外側のシリコン基板１０（厚肉部）上に位置する冷接点２５ａよりも熱引き性が小さい。
【００４１】
そのため、メンブレン２０上にて赤外線を受光すると、赤外線吸収膜２７の効果と相まって、温接点の方が冷接点よりも高温となる。そして、温接点と冷接点との温度差に応じた熱電対２３、２５の電圧が、両アルミパッド２５ｂから出力されることで、赤外線の検出が可能となっている。
【００４２】
次に、上記赤外線センサＳ１の製造方法について説明する。図３および図４は、本製造方法を上記図２に対応した断面にて示す工程図である。なお、本製造方法は、通常ウェハ状態にて行われ、該ウェハに上記赤外線センサＳ１を複数個のチップ単位で製造した後、ダイシングカットするものである。
【００４３】
［図３（ａ）に示す工程］
まず、シリコン基板１０の一面１１に、耐研磨性に優れエッチングが可能な材料よりなる第１の膜としての酸化シリコン膜１２を形成する（第１の膜形成工程）。酸化シリコン膜１２は、ＣＶＤ、スパッタ、熱酸化等により成膜する。
【００４４】
次に、酸化シリコン膜（第１の膜）１２において空洞部１３となるべき部位の外周部に、シリコン基板１０の一面１１に到達する溝１６を形成する（溝形成工程）。本例では、ドライエッチングやウェットエッチング等により、空洞部１３の外形を画定する矩形環状の溝１６を形成する。
【００４５】
［図３（ｂ）に示す工程］
次に、エッチングに対する耐性を有し且つ酸化シリコン膜（第１の膜）１２よりも研磨性に優れた材料よりなる第２の膜としての多結晶シリコン膜１４を、ＣＶＤ等によって、溝１６の内部に充填しつつ酸化シリコン膜１２の上にも形成する（第２の膜形成工程）。
【００４６】
そして、酸化シリコン膜１２をストッパとして、酸化シリコン膜１２の上の多結晶シリコン膜１４（図３（ｂ）中、図示せず）を化学的機械的研磨（ＣＭＰ）法にて研磨することにより除去し、酸化シリコン膜１２の上面を平坦面とする（ＣＭＰ工程）。このときの状態が図３（ｂ）に示される。
【００４７】
ここで、ＣＭＰ法は周知のものであるが、例えば、アンモニア等を含むアルカリ液にコロイド状の酸化珪素を含有させたスラリーを用いて行う。それによれば、化学反応と機械的研磨との両方の作用により、図３（ｂ）に示すように、酸化シリコン膜１２の表面および酸化シリコン膜１２に埋め込まれた多結晶シリコン膜（第２の膜）１４の表面が、同一平面に平坦化される。
【００４８】
［図３（ｃ）に示す工程］
次に、平坦化された酸化シリコン膜１２の上に、後工程の犠牲層エッチングにおいてエッチングストッパとなり、メンブレン２０がエッチングされないようにするための上記上面多結晶シリコン膜１５を、ＣＶＤ等により形成する。
【００４９】
［図３（ｄ）に示す工程］
次に、上面多結晶シリコン膜１５の上にメンブレン２０を形成する（メンブレン形成工程）。本例では、まず、ＣＶＤ法等により窒化シリコン膜２１および酸化シリコン膜２２を形成し、その上に、多結晶シリコンを成膜し、これをフォトリソグラフ法等によりパターニングして多結晶シリコン配線２３を形成する。
【００５０】
次に、ＣＶＤ法等にて層間絶縁膜２４を成膜し、層間絶縁膜２４における所望の部位に、フォトリソグラフ法等により上記コンタクトホール２５ａを形成した後、スパッタ法や蒸着法等によりアルミニウムの膜を成膜し、これをフォトリソグラフ法等によりパターニングしてアルミ配線２５および上記アルミパッド２５ｂを形成する。
【００５１】
次に、ＣＶＤ法等にて保護膜２６を成膜し、これをフォトリソグラフ法等によりパターニングして、上記アルミパッド２５ｂを露出させるための開口部を形成する。こうして、各配線および各膜２１〜２６によりなるメンブレン２０が形成される。
【００５２】
［図４（ａ）に示す工程］
次に、メンブレン２０のうち空洞部１３に対応する部位に、メンブレン２０の表面から酸化シリコン膜（第１の膜）１２に到達するエッチングホール２８、２９を形成する（エッチングホール形成工程）。
【００５３】
具体的には、まず、メンブレン２０の表面から酸化シリコン膜１２へ届くように、ドライまたはウェットエッチングにより第１のエッチングホール２８を形成する。続いて、メンブレン２０の最表面を、酸化シリコン１２のエッチング液に対し耐性のあるレジスト等の有機材料膜３０で覆う。この有機材料膜３０は塗布法等にて成膜できる。
【００５４】
このとき、有機材料膜３０によって第１のエッチングホール２８は充填され、塞がる。次に、第１のエッチングホール２８の部分にて、有機材料膜３０をフォトエッチングやドライエッチングする等により、第１のエッチングホール２８よりもひと回り小さく且つ酸化シリコン膜１２に到達する第２のエッチングホール２９を形成する。
【００５５】
このようにエッチングホール２８、２９を２回に分けて形成することで、第２のエッチングホール２９の側面は、有機材料膜３０にて覆われたものとなる。そのため、酸化シリコン膜（犠牲層）１２のエッチングの際に、メンブレン２０を構成する窒化シリコン膜２１、酸化シリコン膜２２、層間絶縁膜２４および保護膜２６をエッチング液から保護することができる。
【００５６】
［図４（ｂ）に示す工程］
次に、第２のエッチングホール２９を介して酸化シリコン膜（第１の膜）１２をエッチングして除去することにより空洞部１３を形成する（犠牲層エッチング工程）。酸化シリコン膜１２のエッチング液としては、フッ酸等のエッチング液が用いられる。
【００５７】
なお、従来の多結晶シリコン犠牲層の場合は、エッチングにより発生したＨ2の気泡がエッチングホールから逃げ切れずに、メンブレンを破壊することがある。しかし、本例では、酸化シリコンを犠牲層としてエッチングするため、Ｈ2の気泡は発生せず、この気泡によるメンブレン２０の破壊を抑制することができる。
【００５８】
この後、有機材料膜３０を除去し、メンブレン２０の上に赤外線吸収膜２７を形成することにより、上記赤外線センサＳ１ができあがる。なお、この有機材料膜３０の除去に伴い、第１のエッチングホール２８がメンブレン２０に残る。この後、ダイシングカットを行い、チップ毎に分断する。
【００５９】
ところで、本実施形態の製造方法によれば、メンブレン２０下において、耐エッチング性を有する側面多結晶シリコン膜（第２の膜）１４をエッチングストッパとして、エッチングが可能な酸化シリコン膜（第１の膜）１２が犠牲層エッチングされ除去されることで、メンブレン２０下の空洞部１３を形成することができ、赤外線センサＳ１を製造することができる。
【００６０】
ここで、ＣＭＰでは、研磨性に優れた多結晶シリコン膜１４を除去して平坦にすれば良く、その下の比較的耐研磨性に優れた（比較的研磨レートの遅い）犠牲層としての酸化シリコン膜１２がＣＭＰのストッパとなり、酸化シリコン膜１２の平坦性を確保することができる。
【００６１】
そのため、ＣＭＰを行っても、従来の多結晶シリコンの犠牲層のようなディッシングは起こりにくくなることから、平坦面となった酸化シリコン膜１２の上に形成されるメンブレン２０も平坦なものを得ることができる。
【００６２】
こうして、本実施形態によれば、犠牲層１２のディッシングを起こすことなくＣＭＰ技術により平坦なメンブレン２０を得ることのできるメンブレンを有する赤外線センサおよびその製造方法を提供することができる。
【００６３】
（他の実施形態）
なお、メンブレンの下に空洞部を形成する理由は、メンブレンの熱逃げを抑制するためであるが、空洞部を介したメンブレンの熱逃げをさらに抑制するために、図５に示すように、空洞部１３の深さを犠牲層である酸化シリコン膜１２の厚さよりも深く確保したい場合がある。
【００６４】
その場合には、上記の犠牲層エッチング工程を行った後、さらに、ＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム）のような異方性アルカリエッチング液でシリコン基板１０を異方性エッチングすればよい。このとき、シリコン基板１０としては主表面は（１００）面のものを用いる。
【００６５】
それによって、図５に示すように、シリコン基板１０における空洞部１３の底部が（１００）面、側面が（１１１）面となる。また、この場合、上記の有機材料膜３０は、アルカリエッチング液に対しても耐性のあるフッ素系の有機材料にする。また、上面多結晶シリコン膜１５として高濃度のボロンを添加したものにすることにより、メンブレン２０のエッチングを抑制しつつシリコン基板１０をエッチングすれば良い。
【００６６】
図５では、高濃度のボロンを添加した上面多結晶シリコン膜１５は、上記異方性エッチング後も残るが、側面多結晶シリコン膜１４はシリコン基板１０とともにエッチングされる。しかし、図５の例においては、側面多結晶シリコン膜１４となる多結晶シリコンにも高濃度のボロンを添加して、側面および上面の多結晶シリコン膜１４、１５の両方を残しても良い。
【００６７】
なお、本発明は上記した赤外線センサ以外にも、半導体基板の一面側に、エッチングにより凹部を形成するとともに該凹部を覆うようにメンブレンを形成してなる半導体装置であれば適用可能であり、例えば、圧力センサ、フローセンサ、ガスセンサ等に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る赤外線センサの概略平面図である。
【図２】図１に示す赤外線センサの概略断面図である。
【図３】図１に示す赤外線センサの製造方法を断面的に示す工程図である。
【図４】図３に続く製造方法を断面的に示す工程図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係る赤外線センサの概略断面図である。
【符号の説明】
１０…シリコン基板（半導体基板）、１１…シリコン基板の一面、
１２…酸化シリコン膜、１３…空洞部、１４…多結晶シリコン膜、
１６…溝、２０…メンブレン、２８…第１のエッチングホール、
２９…第２のエッチングホール。
【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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