JP2805396B2 - 梁の製造方法 - Google Patents
梁の製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体基板上の梁の製
造方法に関するものである。
造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体基板上の梁の製造方法に関しては
シリコンの異方性エッチングを利用した片持ち梁の製造
方法が有名である（例えばＫｕｒｔ．Ｅ．Ｐｅｔｅｒｓ
ｅｎ“Ｄｙｎａｍｉｃ Ｍｉｃｒｏｍｅｃｈａｎｉｃｓ
ｏｎ Ｓｉｌｉｃｏｎ：Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ ａｎ
ｄ Ｄｅｖｉｃｅｓ” ＩＥＥＥ ｖｏｌ． ＥＤ−２
５， Ｎｏ１０ ｐｐ１２４１−１２５０ Ｏｃｔ．
１９７８）。以下この方法による片持ち梁の製造方法を
示す。図４はその概略工程断面図である。まず、結晶方
位（１００）面を主面とするシリコン基板１の表面にＣ
ＶＤ法により窒化シリコン膜３を形成し、片持ち梁パタ
ーンにエッチングする（図４（ａ）参照）。つぎに、窒
化シリコン膜３をマスクとして８０〜９０℃の水酸化カ
リウム水溶液によりシリコン基板１の異方的なウェット
エッチングを行う。エッチングは、まずＳｉ（１００）
面１２から進行し、Ｓｉ（１１１）面１３が出たところ
でエッチングがほぼ停止する。梁の下部はＳｉ（２１
１）面１４からサイドエッチングされる（図４（ｂ）参
照）。梁の形成は梁の根元のＳｉ（１１１）面が露出し
たところで終了する（図４（ｃ）参照）。
シリコンの異方性エッチングを利用した片持ち梁の製造
方法が有名である（例えばＫｕｒｔ．Ｅ．Ｐｅｔｅｒｓ
ｅｎ“Ｄｙｎａｍｉｃ Ｍｉｃｒｏｍｅｃｈａｎｉｃｓ
ｏｎ Ｓｉｌｉｃｏｎ：Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ ａｎ
ｄ Ｄｅｖｉｃｅｓ” ＩＥＥＥ ｖｏｌ． ＥＤ−２
５， Ｎｏ１０ ｐｐ１２４１−１２５０ Ｏｃｔ．
１９７８）。以下この方法による片持ち梁の製造方法を
示す。図４はその概略工程断面図である。まず、結晶方
位（１００）面を主面とするシリコン基板１の表面にＣ
ＶＤ法により窒化シリコン膜３を形成し、片持ち梁パタ
ーンにエッチングする（図４（ａ）参照）。つぎに、窒
化シリコン膜３をマスクとして８０〜９０℃の水酸化カ
リウム水溶液によりシリコン基板１の異方的なウェット
エッチングを行う。エッチングは、まずＳｉ（１００）
面１２から進行し、Ｓｉ（１１１）面１３が出たところ
でエッチングがほぼ停止する。梁の下部はＳｉ（２１
１）面１４からサイドエッチングされる（図４（ｂ）参
照）。梁の形成は梁の根元のＳｉ（１１１）面が露出し
たところで終了する（図４（ｃ）参照）。
【０００３】この方法は、Ｓｉ（１１１）面のエッチン
グ速度がＳｉ（１００）面等の他の面のエッチング速度
に対して数百分の一と遅いことを利用した異方的ウェッ
トエッチングの方法である。しかし、数百分の一の速度
とはいえＳｉ（１１１）面もエッチングされることは確
かであり、片持ち梁形成時には梁の根元部分のサイドエ
ッチングを避けることができない。このことにより窒化
シリコン膜が中空状態となり、根元部分に応力が集中
し、破損の原因となる。
グ速度がＳｉ（１００）面等の他の面のエッチング速度
に対して数百分の一と遅いことを利用した異方的ウェッ
トエッチングの方法である。しかし、数百分の一の速度
とはいえＳｉ（１１１）面もエッチングされることは確
かであり、片持ち梁形成時には梁の根元部分のサイドエ
ッチングを避けることができない。このことにより窒化
シリコン膜が中空状態となり、根元部分に応力が集中
し、破損の原因となる。
【０００４】これを解決する方法として、以下の方法が
考えられている。図５はその概略工程断面図である。ま
ず、結晶方位（１００）面を主面とするシリコン基板１
の表面および裏面にＣＶＤ法により窒化シリコン膜３を
成膜する（図５（ａ）参照）。つぎに裏面にマーカー孔
１５のためのパターニングを行い、８０〜９０℃に加熱
した水酸化カリウム水溶液によるシリコンの異方性エッ
チングによって、マーカー孔１５を作製する（図５
（ｂ）参照）。この時基板表面に窒化シリコンのメンブ
レンが形成され、このメンブレンをマーカーとして表面
と裏面の位置合わせを行う。さらに、裏面にエッチング
孔１６のためのパターニングを行い、８０〜９０℃に加
熱した水酸化カリウム水溶液によって、表面までの厚さ
が１０μｍ程度残るまで異方性エッチングを行う（図５
（ｃ）参照）。またさらに、表面の窒化シリコン膜３を
片持ち梁形状にパターニングする（図５（ｄ）参照）。
最後に裏面からのドライエッチングにより梁下のシリコ
ンを除去し、梁を形成する（図５（ｅ）参照）。
考えられている。図５はその概略工程断面図である。ま
ず、結晶方位（１００）面を主面とするシリコン基板１
の表面および裏面にＣＶＤ法により窒化シリコン膜３を
成膜する（図５（ａ）参照）。つぎに裏面にマーカー孔
１５のためのパターニングを行い、８０〜９０℃に加熱
した水酸化カリウム水溶液によるシリコンの異方性エッ
チングによって、マーカー孔１５を作製する（図５
（ｂ）参照）。この時基板表面に窒化シリコンのメンブ
レンが形成され、このメンブレンをマーカーとして表面
と裏面の位置合わせを行う。さらに、裏面にエッチング
孔１６のためのパターニングを行い、８０〜９０℃に加
熱した水酸化カリウム水溶液によって、表面までの厚さ
が１０μｍ程度残るまで異方性エッチングを行う（図５
（ｃ）参照）。またさらに、表面の窒化シリコン膜３を
片持ち梁形状にパターニングする（図５（ｄ）参照）。
最後に裏面からのドライエッチングにより梁下のシリコ
ンを除去し、梁を形成する（図５（ｅ）参照）。
【０００５】この方法では、裏面のエッチング孔１６の
ためのパターン形状を制御することで、表面の梁の根元
部分における窒化シリコン膜３の中空状態を避けること
ができる。
ためのパターン形状を制御することで、表面の梁の根元
部分における窒化シリコン膜３の中空状態を避けること
ができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】前記後者の従来例にお
いては、前者の従来例で存在していた応力集中の問題は
解決したものの、新たな問題が発生している。
いては、前者の従来例で存在していた応力集中の問題は
解決したものの、新たな問題が発生している。
【０００７】第一に、表面にできるエッチング孔の大き
さの再現性の問題がある。仮りにシリコン基板の厚み精
度が±１０μｍとすると、表面にできるエッチング孔一
辺の長さ精度は±７μｍ程度であり、再現性を得るのは
困難である。
さの再現性の問題がある。仮りにシリコン基板の厚み精
度が±１０μｍとすると、表面にできるエッチング孔一
辺の長さ精度は±７μｍ程度であり、再現性を得るのは
困難である。
【０００８】第二に、基板の裏面に作製されるエッチン
グ孔開口部の大きさの問題がある。例えば、厚さ５２５
μｍのシリコン基板上に長さ２００μｍの片持ち梁を形
成するために、表面に２５０μｍ□の正方形孔を開ける
とすると、裏面に約１０００μｍ□の開口部が必要とな
る。すなわち、表面においては１５倍の面積の余分なス
ペースをとることになる。そこで基板上に多数の梁を高
密度、高精度で作製することが課題となる。
グ孔開口部の大きさの問題がある。例えば、厚さ５２５
μｍのシリコン基板上に長さ２００μｍの片持ち梁を形
成するために、表面に２５０μｍ□の正方形孔を開ける
とすると、裏面に約１０００μｍ□の開口部が必要とな
る。すなわち、表面においては１５倍の面積の余分なス
ペースをとることになる。そこで基板上に多数の梁を高
密度、高精度で作製することが課題となる。
【０００９】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明は、前記
課題の解決方法を示す梁の製造方法であって、半導体基
板上に、第１層を成膜しパターニングする第１工程と、
第１工程を完了した半導体基板上に、第２層を成膜しパ
ターニングする第２工程と、第２工程を完了した半導体
基板の第１層をエッチングにより除去した後に、該半導
体基板をエッチング速度が結晶方位に依存するエッチン
グ方法によりエッチングし、第２層からなる梁を形成す
る第３工程とからなることを特徴とする梁の製造方法で
ある。
課題の解決方法を示す梁の製造方法であって、半導体基
板上に、第１層を成膜しパターニングする第１工程と、
第１工程を完了した半導体基板上に、第２層を成膜しパ
ターニングする第２工程と、第２工程を完了した半導体
基板の第１層をエッチングにより除去した後に、該半導
体基板をエッチング速度が結晶方位に依存するエッチン
グ方法によりエッチングし、第２層からなる梁を形成す
る第３工程とからなることを特徴とする梁の製造方法で
ある。
【００１０】図１は本発明の作製手順ならびに作製法概
略を示すものである。まず、半導体基板１の表面に第１
層２を成膜し、梁の下部となるべき部分を残してエッチ
ングする（図１（ａ）参照）。つぎに、かかる半導体基
板１上に第２層３を成膜し、最終的に梁および梁の支持
部となるべき部分を残してパターニングする（図１
（ｂ）参照）。さらに、かかる半導体基板１の第１層２
をケミカルエッチングにより除去する（図１（ｃ）参
照）。最後に、第２層３をマスクとして半導体基板１の
結晶方位に依存したエッチング速度をもつエッチング方
法で半導体基板１をエッチングすることにより、第２層
３からなる梁を形成する（図１（ｄ）参照）。
略を示すものである。まず、半導体基板１の表面に第１
層２を成膜し、梁の下部となるべき部分を残してエッチ
ングする（図１（ａ）参照）。つぎに、かかる半導体基
板１上に第２層３を成膜し、最終的に梁および梁の支持
部となるべき部分を残してパターニングする（図１
（ｂ）参照）。さらに、かかる半導体基板１の第１層２
をケミカルエッチングにより除去する（図１（ｃ）参
照）。最後に、第２層３をマスクとして半導体基板１の
結晶方位に依存したエッチング速度をもつエッチング方
法で半導体基板１をエッチングすることにより、第２層
３からなる梁を形成する（図１（ｄ）参照）。
【００１１】梁については半導体基板１を加工して得ら
れるものであれば、どのような形状でもよい。半導体基
板１についてはエッチング速度がその結晶方位に依存し
たエッチング方法をとれるもの（例えばＳｉ，ＧａＡｓ
等）を使用する。その際のエッチング液は代表的には水
酸化カリウム水溶液が用いられるが、半導体基板１の結
晶方位によりエッチング速度に異方性が生ずる液（例え
ばアンモニア水，ヒドラジンの水溶液，エチレンジアミ
ンとピロカテコールの水溶液など）であれば同様に適用
できる。
れるものであれば、どのような形状でもよい。半導体基
板１についてはエッチング速度がその結晶方位に依存し
たエッチング方法をとれるもの（例えばＳｉ，ＧａＡｓ
等）を使用する。その際のエッチング液は代表的には水
酸化カリウム水溶液が用いられるが、半導体基板１の結
晶方位によりエッチング速度に異方性が生ずる液（例え
ばアンモニア水，ヒドラジンの水溶液，エチレンジアミ
ンとピロカテコールの水溶液など）であれば同様に適用
できる。
【００１２】また、第１層２の材料としては、半導体基
板１および第２層３と選択的にエッチング可能な材料
（例えば多結晶シリコン，各種金属，各種レジスト材
料，各種セラミックス，ポリイミド等）が適用できる。
板１および第２層３と選択的にエッチング可能な材料
（例えば多結晶シリコン，各種金属，各種レジスト材
料，各種セラミックス，ポリイミド等）が適用できる。
【００１３】また、第２層３の材料としては、半導体基
板１と選択的にエッチング可能な材料（例えば窒化シリ
コン，酸化シリコン等）が適用できる。
板１と選択的にエッチング可能な材料（例えば窒化シリ
コン，酸化シリコン等）が適用できる。
【００１４】第１層２および第２層３の作製方法は従来
公知の技術、例えば半導体産業で一般に用いられている
真空蒸着法やスパッタ法、化学気相成長法（ＣＶＤ法）
などの薄膜作製技術やフォトリソグラフ技術およびエッ
チング技術を適用することができ、その作製方法は本発
明を制限するものではない。
公知の技術、例えば半導体産業で一般に用いられている
真空蒸着法やスパッタ法、化学気相成長法（ＣＶＤ法）
などの薄膜作製技術やフォトリソグラフ技術およびエッ
チング技術を適用することができ、その作製方法は本発
明を制限するものではない。
【００１５】
【実施例】実施例１ 本発明による実施例を以下に述べる。図１はその工程断
面図である。半導体基板１として結晶方位（１００）面
を主面とする単結晶シリコン基板（厚さ５２５μｍ）を
用い、その表面に第１層２として交流スパッタリング法
により窒化アルミニウムを７００オングストローム成膜
した。ターゲットはアルミニウム（９９．９９９％）を
用い、雰囲気はアルゴンと窒素の混合ガスを用いた。
面図である。半導体基板１として結晶方位（１００）面
を主面とする単結晶シリコン基板（厚さ５２５μｍ）を
用い、その表面に第１層２として交流スパッタリング法
により窒化アルミニウムを７００オングストローム成膜
した。ターゲットはアルミニウム（９９．９９９％）を
用い、雰囲気はアルゴンと窒素の混合ガスを用いた。
【００１６】つぎに、成膜した窒化アルミニウムを所定
の形状（片持ち梁の梁の部分に相当する）にパターニン
グした（図１（ａ）参照）。パターニングにはフォトレ
ジストを用い、イオンミリング装置にてドライエッチン
グし、その後レジストを剥離した。さらに第２層３とし
て、ＬＰＣＶＤ装置により窒化シリコンを８００℃で２
０００オングストローム成膜し、片持ち梁形状にパター
ニングする（図１（ｂ）参照）。パターニングにはフォ
トレジストを用い、反応性イオンエッチング装置により
ＣＦ4ガスにてドライエッチングし、その後レジストを
剥離した。
の形状（片持ち梁の梁の部分に相当する）にパターニン
グした（図１（ａ）参照）。パターニングにはフォトレ
ジストを用い、イオンミリング装置にてドライエッチン
グし、その後レジストを剥離した。さらに第２層３とし
て、ＬＰＣＶＤ装置により窒化シリコンを８００℃で２
０００オングストローム成膜し、片持ち梁形状にパター
ニングする（図１（ｂ）参照）。パターニングにはフォ
トレジストを用い、反応性イオンエッチング装置により
ＣＦ4ガスにてドライエッチングし、その後レジストを
剥離した。
【００１７】なお、片持ち梁の長さ方向はＳｉ（１１
１）等価面のＳｉ（１００）面における交線方向と一致
する。片持ち梁の長さは１２００μｍ幅は５０μｍであ
る。
１）等価面のＳｉ（１００）面における交線方向と一致
する。片持ち梁の長さは１２００μｍ幅は５０μｍであ
る。
【００１８】最後に、８０℃の水酸化カリウム水溶液
（ＫＯＨ：Ｈ2Ｏ＝１：２，重量比）で窒化アルミニウ
ム層をエッチングし（図１（ｃ）参照）、さらに固液に
て単結晶シリコンの異方性エッチングを行い、片持ち梁
を形成した（図１（ｄ）参照）。
（ＫＯＨ：Ｈ2Ｏ＝１：２，重量比）で窒化アルミニウ
ム層をエッチングし（図１（ｃ）参照）、さらに固液に
て単結晶シリコンの異方性エッチングを行い、片持ち梁
を形成した（図１（ｄ）参照）。
【００１９】比較例１ 実施例１に述べた片持ち梁と、図４に示した従来技術に
よる片持ち梁の比較を表１に示す。
よる片持ち梁の比較を表１に示す。
【００２０】
【表１】 表１に示す様に、同じ長さの梁を作製するために、従来
技術では４００分のエッチング時間を要したものが、本
実施例では３０分で作製することが可能となった。ま
た、エッチング時間の短縮により、梁の根元部分のサイ
ドエッチングをほぼ０μｍにすることが可能となった。
技術では４００分のエッチング時間を要したものが、本
実施例では３０分で作製することが可能となった。ま
た、エッチング時間の短縮により、梁の根元部分のサイ
ドエッチングをほぼ０μｍにすることが可能となった。
【００２１】実施例２ 本発明による他の実施例を図２に示す。実施例２は両持
ち梁である。詳しい製造工程は実施例１と同一である。
ち梁である。詳しい製造工程は実施例１と同一である。
【００２２】比較例２ 両持ち梁の場合、従来技術によると梁の長手方向がＳｉ
（１１１）等価面と平行な為、梁の下へのサイドエッチ
ングが起こらない。よって、従来方法では両持ち梁の製
造ができず、実施例２の方法が必要となる。
（１１１）等価面と平行な為、梁の下へのサイドエッチ
ングが起こらない。よって、従来方法では両持ち梁の製
造ができず、実施例２の方法が必要となる。
【００２３】実施例３ 本発明に係る別の実施例を示す。以下に述べる梁の製造
方法は、記録再生装置の変換器プローブの駆動に用いる
バイモルフ駆動型片持ち梁の製造方法である。かかる記
録再生装置は、記録媒体に対向してトンネル電流発生用
の微小プローブを微小間隔で複数配置し、このプローブ
から発生して記録媒体を通過するトンネル電流によっ
て、記録媒体表面の仕事関数を変化させることにより記
録を書き込み、又、この記録媒体表面の書き込み記録と
しての仕事関数変化によるプローブ媒体間のトンネル電
流の変化を検知することにより、情報の読み出しを行う
ものである。
方法は、記録再生装置の変換器プローブの駆動に用いる
バイモルフ駆動型片持ち梁の製造方法である。かかる記
録再生装置は、記録媒体に対向してトンネル電流発生用
の微小プローブを微小間隔で複数配置し、このプローブ
から発生して記録媒体を通過するトンネル電流によっ
て、記録媒体表面の仕事関数を変化させることにより記
録を書き込み、又、この記録媒体表面の書き込み記録と
しての仕事関数変化によるプローブ媒体間のトンネル電
流の変化を検知することにより、情報の読み出しを行う
ものである。
【００２４】ここで、トンネル電流発生用プローブは、
マイクロメカニクス技術により製造され、半導体層を有
する基板上の変位手段を備えた片持ち梁の先端付近に配
置されている。
マイクロメカニクス技術により製造され、半導体層を有
する基板上の変位手段を備えた片持ち梁の先端付近に配
置されている。
【００２５】変位手段としては圧電効果、静電気力等が
用いられ、好ましくは圧電バイモルフによる手段を用い
る。さらに、片持ち梁が半導体層を有する基板上に形成
されることから、トンネル電流発生用プローブから生じ
る電流信号を増幅する電流増幅回路と電流電圧変換回
路、及び前記変位手段の為の駆動用ドライバー回路等か
らなる半導体集積回路を片持ち梁近傍に具備している。
用いられ、好ましくは圧電バイモルフによる手段を用い
る。さらに、片持ち梁が半導体層を有する基板上に形成
されることから、トンネル電流発生用プローブから生じ
る電流信号を増幅する電流増幅回路と電流電圧変換回
路、及び前記変位手段の為の駆動用ドライバー回路等か
らなる半導体集積回路を片持ち梁近傍に具備している。
【００２６】以下、トンネル電流発生用プローブの駆動
に用いられるバイモルフ駆動型片持ち梁の本発明による
実施例を説明する。図３にその断面図を示す。
に用いられるバイモルフ駆動型片持ち梁の本発明による
実施例を説明する。図３にその断面図を示す。
【００２７】まず、半導体基板１として結晶方位（１０
０）を主面とする単結晶シリコン基板（厚さ５２５μ
ｍ）を用い、その表面に第１層２として（図示せず）Ｃ
ＶＤ法により多結晶シリコンを１０００℃で５００オン
グストローム成長させ、片持ち梁の下部だけ残して４０
℃の水酸化カリウム水溶液を用いたウェットエッチング
により除去する。パターン形成はフォトレジストを用い
て行う。以下パターン形成はいずれもフォトレジストを
用いる。
０）を主面とする単結晶シリコン基板（厚さ５２５μ
ｍ）を用い、その表面に第１層２として（図示せず）Ｃ
ＶＤ法により多結晶シリコンを１０００℃で５００オン
グストローム成長させ、片持ち梁の下部だけ残して４０
℃の水酸化カリウム水溶液を用いたウェットエッチング
により除去する。パターン形成はフォトレジストを用い
て行う。以下パターン形成はいずれもフォトレジストを
用いる。
【００２８】つぎに、第２層３としてＬＰＣＶＤ法によ
り窒化シリコンを８００℃で２０００オングストローム
成膜し、片持ち梁部分のパターン形成を行う。この際、
窒化シリコンは反応性イオンエッチング装置にてドライ
エッチングする。
り窒化シリコンを８００℃で２０００オングストローム
成膜し、片持ち梁部分のパターン形成を行う。この際、
窒化シリコンは反応性イオンエッチング装置にてドライ
エッチングする。
【００２９】なお、片持ち梁の長さ方向はＳｉ（１１
１）等価面のＳｉ（１００）面における交線方向と一致
する。片持ち梁の長さは１０００μｍ，幅は５０μｍで
ある。
１）等価面のＳｉ（１００）面における交線方向と一致
する。片持ち梁の長さは１０００μｍ，幅は５０μｍで
ある。
【００３０】そのつぎに、バイモルフ駆動部分である２
層の圧電体層４，５と３層の電極層６，７，８を形成す
る。圧電体層には酸化亜鉛を用い、交流スパッタリング
法により成膜し、酢酸水溶液を用いてウェットエッチン
グによりパターンを形成する。電極層６，７，８には３
０オングストロームのクロムを下引きした１０００オン
グストロームの金を用いる。クロムおよび金は抵抗加熱
による蒸着法で成膜し、クロムは硝酸第２セリウムアン
モニウムと過塩素酸の水溶液、また金はヨウ素とヨウ化
カリウムの水溶液にてそれぞれウェットエッチングによ
りパターン形成を行う。各電極は、駆動用の増幅回路に
つながる取り出し部分を有する。電極間の導通を防ぐ為
に圧電体のパターンよりも電極のパターンを小さくし、
各層間のカバーリングがステップ状になるようなパター
ン形状をとる。上電極６と下電極８は片持ち梁の長さ方
向の中心線でそれぞれ２分割されており、合計５つの電
極を有する３軸方向に駆動可能な片持ち梁となってい
る。
層の圧電体層４，５と３層の電極層６，７，８を形成す
る。圧電体層には酸化亜鉛を用い、交流スパッタリング
法により成膜し、酢酸水溶液を用いてウェットエッチン
グによりパターンを形成する。電極層６，７，８には３
０オングストロームのクロムを下引きした１０００オン
グストロームの金を用いる。クロムおよび金は抵抗加熱
による蒸着法で成膜し、クロムは硝酸第２セリウムアン
モニウムと過塩素酸の水溶液、また金はヨウ素とヨウ化
カリウムの水溶液にてそれぞれウェットエッチングによ
りパターン形成を行う。各電極は、駆動用の増幅回路に
つながる取り出し部分を有する。電極間の導通を防ぐ為
に圧電体のパターンよりも電極のパターンを小さくし、
各層間のカバーリングがステップ状になるようなパター
ン形状をとる。上電極６と下電極８は片持ち梁の長さ方
向の中心線でそれぞれ２分割されており、合計５つの電
極を有する３軸方向に駆動可能な片持ち梁となってい
る。
【００３１】さらに、駆動部分の保護層９とトンネル電
流発生用プローブ１０、およびその取り出し電極１１を
形成する。駆動部分の保護層９にはアモルファスの窒化
シリコン膜をＣＶＤ法にて２０００オングストローム成
膜し、ＲＩＥ装置によるドライエッチングでパターン形
成したものを使用する。取り出し電極１１にはクロムを
抵抗加熱による蒸着法で成膜し、パターン形成したもの
を使用する。トンネル電流発生用プローブ１０は、金を
蒸着により２μｍ成膜し、プローブ部分のフォトレジス
トを円形に残して、ヨウ素とヨウ化カリウムの水溶液に
よる等方的なウェットエッチングによりプローブを形成
する。
流発生用プローブ１０、およびその取り出し電極１１を
形成する。駆動部分の保護層９にはアモルファスの窒化
シリコン膜をＣＶＤ法にて２０００オングストローム成
膜し、ＲＩＥ装置によるドライエッチングでパターン形
成したものを使用する。取り出し電極１１にはクロムを
抵抗加熱による蒸着法で成膜し、パターン形成したもの
を使用する。トンネル電流発生用プローブ１０は、金を
蒸着により２μｍ成膜し、プローブ部分のフォトレジス
トを円形に残して、ヨウ素とヨウ化カリウムの水溶液に
よる等方的なウェットエッチングによりプローブを形成
する。
【００３２】最後に、８０℃の水酸化カリウム水溶液
（ＫＯＨ：Ｈ2Ｏ＝１：２，重量比）で多結晶シリコン
層の第１層２を除去し、さらに同液で単結晶シリコンの
異方性エッチングにより半導体基板１のエッチングを行
い、片持ち梁が形成される。
（ＫＯＨ：Ｈ2Ｏ＝１：２，重量比）で多結晶シリコン
層の第１層２を除去し、さらに同液で単結晶シリコンの
異方性エッチングにより半導体基板１のエッチングを行
い、片持ち梁が形成される。
【００３３】比較例３ 実施例３に示したバイモルフ駆動型片持ち梁と、従来技
術により作製したバイモルフ駆動型片持ち梁の比較を表
２に示す。
術により作製したバイモルフ駆動型片持ち梁の比較を表
２に示す。
【００３４】
【表２】 表２に示す様に、実施例３においては電圧５０Ｖで梁を
変位させた時３０μｍ変位したのに対し、従来例では電
圧をかけた時、膜の応力により梁の根元部分が破壊し
た。
変位させた時３０μｍ変位したのに対し、従来例では電
圧をかけた時、膜の応力により梁の根元部分が破壊し
た。
【００３５】
【発明の効果】以上説明したように、半導体基板上に梁
を製造する際にまず半導体基板の表面に第１層を成膜・
パターニングし、つぎに第２層を成膜・パターニング
し、さらに第１層を除去した後に半導体基板を異方的に
ウェットエッチングして第２層からなる梁を形成するこ
とにより、半導体基板上に多数の梁を高密度で、しかも
応力の問題なく作製できる効果がある。
を製造する際にまず半導体基板の表面に第１層を成膜・
パターニングし、つぎに第２層を成膜・パターニング
し、さらに第１層を除去した後に半導体基板を異方的に
ウェットエッチングして第２層からなる梁を形成するこ
とにより、半導体基板上に多数の梁を高密度で、しかも
応力の問題なく作製できる効果がある。
【図１】図１は本発明の一実施例である片持ち梁の製造
方法を示す工程断面図である。
方法を示す工程断面図である。
【図２】図２は本発明の実施例２の両持ち梁の図であ
る。
る。
【図３】図３は本発明の実施例３のバイモルフ駆動型片
持ち梁の断面図である。
持ち梁の断面図である。
【図４】図４は従来技術による片持ち梁の製造方法を示
す工程図である。
す工程図である。
【図５】図５は従来例による片持ち梁の製造方法を示す
工程図である。
工程図である。
【符号の説明】 １ 半導体基板 ２ 第１層 ３ 第２層 ４，５ 圧電体層 ６，７，８ 電極層 ９ 駆動部分の保護層 １０ トンネル電流発生用プローブ １１ 取り出し電極 １２ Ｓｉ（１００）面 １３ Ｓｉ（１１１）面 １４ Ｓｉ（２１１）面 １５ マーカー孔 １６ エッチング孔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 29/84 H01L 21/306 H01L 41/09
Claims (3)
- 【請求項１】 半導体基板を加工して得られる梁の製造
方法において、該半導体基板上に、第１層を成膜しパタ
ーニングする第１工程と、第１工程を完了した半導体基
板上に第２層を成膜し、パターニングする第２工程と、
第２工程を完了した半導体基板の第１層をエッチングに
より除去した後に、該半導体基板をエッチング速度が結
晶方位に依存するエッチング方法によりエッチングし、
第２層からなる梁を形成する第３工程とからなることを
特徴とする梁の製造方法。 - 【請求項２】 前記梁が片持ち梁であることを特徴とす
る請求項１記載の梁の製造方法。 - 【請求項３】 前記梁が両持ち梁であることを特徴とす
る請求項１記載の梁の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3033394A JP2805396B2 (ja) | 1991-02-04 | 1991-02-04 | 梁の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3033394A JP2805396B2 (ja) | 1991-02-04 | 1991-02-04 | 梁の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04247668A JPH04247668A (ja) | 1992-09-03 |
| JP2805396B2 true JP2805396B2 (ja) | 1998-09-30 |
Family
ID=12385377
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3033394A Expired - Fee Related JP2805396B2 (ja) | 1991-02-04 | 1991-02-04 | 梁の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2805396B2 (ja) |
-
1991
- 1991-02-04 JP JP3033394A patent/JP2805396B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04247668A (ja) | 1992-09-03 |
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|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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