知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024044036
(43)【公開日】2024-04-02
(54)【発明の名称】ＭＥＭＳデバイスおよびその製造方法
(51)【国際特許分類】
B81B 3/00 20060101AFI20240326BHJP
B81C 1/00 20060101ALI20240326BHJP
H01L 29/84 20060101ALI20240326BHJP
【ＦＩ】
B81B3/00
B81C1/00
H01L29/84 Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022149346
(22)【出願日】2022-09-20
(71)【出願人】
【識別番号】000116024
【氏名又は名称】ローム株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100145403
【弁理士】
【氏名又は名称】山尾 憲人
(74)【代理人】
【識別番号】100184343
【弁理士】
【氏名又は名称】川崎 茂雄
(74)【代理人】
【識別番号】100112911
【弁理士】
【氏名又は名称】中野 晴夫
(72)【発明者】
【氏名】ヘラー，マーティン ウィルフリード
(72)【発明者】
【氏名】紙西 大祐
【テーマコード（参考）】
3C081
4M112
【Ｆターム（参考）】
3C081AA01
3C081AA13
3C081BA04
3C081BA22
3C081BA32
3C081BA44
3C081BA48
3C081CA02
3C081CA14
3C081CA23
3C081CA29
3C081CA40
3C081CA45
3C081DA03
3C081DA28
3C081DA43
3C081EA02
3C081EA03
3C081EA12
3C081EA14
4M112AA02
4M112BA07
4M112CA21
4M112CA23
4M112CA24
4M112CA36
4M112DA02
4M112EA02
4M112EA06
4M112FA20
(57)【要約】
【課題】アイソレーションジョイントの絶縁性を保ちつつ、アイソレーションジョイントとキャビティの底部との接触を防止したＭＥＭＳデバイスを提供する。
【解決手段】可動部を備えたＭＥＭＳデバイスが、基板と、基板に設けられた凹部と、凹部内に中空で支持された可動部と、可動部の所定の位置に挿入されて、その両側で可動部を電気的に絶縁するアイソレーションジョイントとを含み、凹部の底部と可動部との最短距離（ｆｇ１）は、凹部の底部とアイソレーションジョイントとの距離（ｆｇ２）より小さい（ｆｇ１＜ｆｇ２）。アイソレーションジョイントに隣接した可動部の深さ（ｓ２）は、アイソレーションジョイントの深さ（ｔ）より小さい。可動部は、アイソレーションジョイントの深さ（ｔ）より大きな深さ（ｍｈ）を有する部分を含む。
【選択図】図２
【解決手段】可動部を備えたＭＥＭＳデバイスが、基板と、基板に設けられた凹部と、凹部内に中空で支持された可動部と、可動部の所定の位置に挿入されて、その両側で可動部を電気的に絶縁するアイソレーションジョイントとを含み、凹部の底部と可動部との最短距離（ｆｇ１）は、凹部の底部とアイソレーションジョイントとの距離（ｆｇ２）より小さい（ｆｇ１＜ｆｇ２）。アイソレーションジョイントに隣接した可動部の深さ（ｓ２）は、アイソレーションジョイントの深さ（ｔ）より小さい。可動部は、アイソレーションジョイントの深さ（ｔ）より大きな深さ（ｍｈ）を有する部分を含む。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
可動部を備えたＭＥＭＳデバイスであって、
基板と、
前記基板に設けられた凹部と、
前記凹部内に中空で支持された可動部と、
前記可動部の所定の位置に挿入されて、その両側で前記可動部を電気的に絶縁するアイソレーションジョイントと、を含み、
前記凹部の底部と前記可動部との最短距離は、前記凹部の底部と前記アイソレーションジョイントとの距離より小さいＭＥＭＳデバイス。
基板と、
前記基板に設けられた凹部と、
前記凹部内に中空で支持された可動部と、
前記可動部の所定の位置に挿入されて、その両側で前記可動部を電気的に絶縁するアイソレーションジョイントと、を含み、
前記凹部の底部と前記可動部との最短距離は、前記凹部の底部と前記アイソレーションジョイントとの距離より小さいＭＥＭＳデバイス。
【請求項2】
前記アイソレーションジョイントに隣接した前記可動部の深さは、前記アイソレーションジョイントの深さより小さい請求項１に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項3】
前記可動部は、前記アイソレーションジョイントの深さより大きな深さを有する部分を含む請求項２に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項4】
前記凹部の底部と前記アイソレーションジョイントとの距離は、前記アイソレーションジョイントの下端と、前記凹部の底部に形成された凸部との距離である請求項１に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項5】
アイソレーションジョイントを有する可動部を備えたＭＥＭＳデバイスの製造方法であって、
絶縁体で埋められたトレンチからなるアイソレーションジョイントを基板に形成する工程と、
前記アイソレーションジョイントの上部およびその周囲の前記基板を覆うマスクを用いて前記基板をエッチングし、第１トレンチを形成する第１構造エッチング工程と、
前記マスクを除去した後、前記アイソレーションジョイントをエッチングマスクに用いて前記基板をエッチングし、第２トレンチを形成する第２構造エッチング工程と、
前記第２トレンチの側壁を保護しながら前記第２トレンチ内の前記基板をエッチングして、凹部と、前記凹部内に中空で支持された、前記アイソレーションジョイントを有する可動部とを形成する工程と、を含み、
前記第２トレンチの側壁の深さは、前記アイソレーションジョイントの深さより小さい製造方法。
絶縁体で埋められたトレンチからなるアイソレーションジョイントを基板に形成する工程と、
前記アイソレーションジョイントの上部およびその周囲の前記基板を覆うマスクを用いて前記基板をエッチングし、第１トレンチを形成する第１構造エッチング工程と、
前記マスクを除去した後、前記アイソレーションジョイントをエッチングマスクに用いて前記基板をエッチングし、第２トレンチを形成する第２構造エッチング工程と、
前記第２トレンチの側壁を保護しながら前記第２トレンチ内の前記基板をエッチングして、凹部と、前記凹部内に中空で支持された、前記アイソレーションジョイントを有する可動部とを形成する工程と、を含み、
前記第２トレンチの側壁の深さは、前記アイソレーションジョイントの深さより小さい製造方法。
【請求項6】
前記第２トレンチは、側壁の下端から前記第２トレンチの底面に向かってテーパ部分を有し、前記底面に対する前記テーパ部分の仰角αは、６０°以上で８５°以下の角度である請求項５に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明はＭＥＭＳデバイスおよびその製造方法に関し、特に可動部に設けたアイソレーションジョイント（以下「ＩＪ」という。）の絶縁性を保ちつつ、可動部の変形にともなうＩＪの破損を防止したＭＥＭＳデバイスおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来のＭＥＭＳデバイスは、シリコン基板をエッチングして設けたキャビティ上に、同じくシリコン基板をエッチングして形成した梁構造部が中空に設けられた構造を有する。梁構造部では、シリコンを酸化して作製した絶縁性のトレンチ分離ジョイントが設けられ、所定の位置で梁構造部を電気的に絶縁している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特表２００９－５００６３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、従来のＭＥＭＳデバイスでは、シリコン基板にまずトレンチ分離ジョイントを形成し、次にシリコン基板を所定の深さまでエッチングしてエッチング溝を形成し、エッチング溝の側壁を保護膜で覆いながらエッチング溝の下方のシリコン基板を等方性エッチングすることで、中空に保持され、トレンチ分離ジョイントを備えた梁構造部が形成される。梁構造部に設けられたトレンチ分離ジョイントは、絶縁性を確保するために、梁構造部より断面が大きくなるように形成される。このため、トレンチ分離ジョイントは、梁構造部より下方に突出した構造を有し、梁構造部の変形時にキャビティの底部のシリコン基板に接触して破損するという問題があった。
【0005】
そこで、本発明は、ＪＩの絶縁性を保ちつつ、ＩＪとキャビティの底部との接触を防止したＭＥＭＳデバイスの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の一つの形態は、
可動部を備えたＭＥＭＳデバイスであって、
基板と、
基板に設けられた凹部（キャビティ）と、
凹部内に中空で支持された可動部と、
可動部の所定の位置に挿入されて、その両側で可動部を電気的に絶縁するアイソレーションジョイントと、を含み、
凹部の底部と可動部との最短距離（ｆｇ１）は、凹部の底部とアイソレーションジョイントとの距離（ｆｇ２）より小さい（ｆｇ１＜ｆｇ２）ＭＥＭＳデバイスである。
可動部を備えたＭＥＭＳデバイスであって、
基板と、
基板に設けられた凹部（キャビティ）と、
凹部内に中空で支持された可動部と、
可動部の所定の位置に挿入されて、その両側で可動部を電気的に絶縁するアイソレーションジョイントと、を含み、
凹部の底部と可動部との最短距離（ｆｇ１）は、凹部の底部とアイソレーションジョイントとの距離（ｆｇ２）より小さい（ｆｇ１＜ｆｇ２）ＭＥＭＳデバイスである。
【0007】
本発明の他の形態は、
アイソレーションジョイントを有する可動部を備えたＭＥＭＳデバイスの製造方法であって、
絶縁体で埋められたトレンチからなるアイソレーションジョイントを基板に形成する工程と、
アイソレーションジョイントの上部およびその周囲の基板を覆うマスクを用いて基板をエッチングし、第１トレンチを形成する第１構造エッチング工程と、
マスクを除去した後、アイソレーションジョイントをエッチングマスクに用いて基板をエッチングし、第２トレンチを形成する第２構造エッチング工程と、
第２トレンチの側壁を保護しながら第２トレンチ内の基板をエッチングして、凹部と、凹部内に中空で支持された、アイソレーションジョイントを有する可動部とを形成する工程と、を含み、
第２トレンチの側壁の深さは、アイソレーションジョイントの深さより小さい製造方法である。
アイソレーションジョイントを有する可動部を備えたＭＥＭＳデバイスの製造方法であって、
絶縁体で埋められたトレンチからなるアイソレーションジョイントを基板に形成する工程と、
アイソレーションジョイントの上部およびその周囲の基板を覆うマスクを用いて基板をエッチングし、第１トレンチを形成する第１構造エッチング工程と、
マスクを除去した後、アイソレーションジョイントをエッチングマスクに用いて基板をエッチングし、第２トレンチを形成する第２構造エッチング工程と、
第２トレンチの側壁を保護しながら第２トレンチ内の基板をエッチングして、凹部と、凹部内に中空で支持された、アイソレーションジョイントを有する可動部とを形成する工程と、を含み、
第２トレンチの側壁の深さは、アイソレーションジョイントの深さより小さい製造方法である。
【発明の効果】
【0008】
本発明では、アイソレーションジョイント（ＩＪ）を備えた可動部を有するＭＥＭＳデバイスにおいて、ＩＪにおいて十分な絶縁性を確保しつつ、可動部が変形した際のＩＪの破損を防止した信頼性の高いＭＥＭＳデバイスの提供が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】本発明の実施の形態にかかるＭＥＭＳデバイスの平面図である。
【図4】本発明の実施の形態にかかるＭＥＭＳデバイスの製造工程を示す平面図である。
【図6】本発明の実施の形態にかかるＭＥＭＳデバイスの製造工程を示す平面図である。
【図8】本発明の実施の形態にかかるＭＥＭＳデバイスの製造工程を示す平面図である。
【図11】本発明の実施の形態にかかるＭＥＭＳデバイスの製造工程を示す平面図である。
【図14】本発明の実施の形態にかかるＭＥＭＳデバイスのプロセスシミュレーションのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0010】
＜デバイス構造＞
図１は、全体が１００で表される、本発明の実施の形態にかかるＭＥＭＳデバイスの平面図である。また、図２は、図１のＭＥＭＳデバイス１００をＩＩ－ＩＩ方向に見た場合の断面図であり、図３は、図１のＭＥＭＳデバイス１００をＩＩＩ－ＩＩＩ方向に見た場合の断面図である。
図１は、全体が１００で表される、本発明の実施の形態にかかるＭＥＭＳデバイスの平面図である。また、図２は、図１のＭＥＭＳデバイス１００をＩＩ－ＩＩ方向に見た場合の断面図であり、図３は、図１のＭＥＭＳデバイス１００をＩＩＩ－ＩＩＩ方向に見た場合の断面図である。
【0011】
ＭＥＭＳデバイス１００は、シリコン基板１中に設けられたキャビティ（凹部）２を有する。キャビティ２の上には、シリコン基板１から形成された可動部（梁構造部）３が中空に保持されている。可動部３の所定の位置にはアイソレーションジョイント（ＩＪ）４が設けられ、可動部３を電気的に絶縁している。図１では、可動部３の３箇所にＩＪ４が設けられているが、このような配置に限られるものではない。また、必要に応じて電極や配線等が設けられても構わない。
【0012】
図２に破線で示すように、可動部３とＩＪ４との接合部において、可動部３の断面（破線で表示）は可動部３の断面より小さく内方に配置されることにより、絶縁性が担保されている。このため、ＩＪ４の下端は、隣接する可動部３の下端より、下方に突出した構造となる。
【0013】
一方、図３に示すように、ＩＪ４の近傍以外（図１においてＸ軸方向に延びる可動部）では、可動部３の下端が、ＩＪ４の下端より下方に位置する。図３において、可動部３の最も膜厚の大きな部分（例えば、図１の最上部の可動部３）の厚さをｍｈ、その部分におえる可動部３とキャビティ２の底部との距離（最短距離）をｆｇ１、ＩＪ４の厚さをｔ、ＩＪ４とキャビティ２の底部との距離（後述のように、ＩＪ４の真下に凸部ができている場合は、凸部との距離）をｆｇ２とする。ここで距離は、Ｚ軸方向の距離をいう。
【0014】
本実施の形態にかかるＭＥＭＳデバイス１００では、
（１）ｍｈ＞ｔ、かつ、
（２）ｆｇ１＜ｆｇ２
となっている。
（１）ｍｈ＞ｔ、かつ、
（２）ｆｇ１＜ｆｇ２
となっている。
【0015】
このため、ＭＥＭＳデバイス１００の作動時に可動部３がＺ軸方向に移動しても、ＩＪ４とキャビティ２の底部が接触するより前に、可動部３がキャビティ２の底部に接触する。これにより、突起状のＩＪ４の端部とキャビティ２の底部との接触を防止し、ＩＪ４の破損、それに伴う絶縁性の低下を防止できる。
【0016】
このように、本実施の形態にかかるＭＥＭＳデバイス１００では、ＩＪ４の下方には十分な空間が形成され、ＩＪ４の破損を防止して、信頼性の高いＭＥＭＳデバイス１００の提供が可能となる。
【0017】
＜製造方法＞
続いて、図４～１３を用いて、本発明の実施の形態にかかるＭＥＭＳデバイス１００の製造方法について説明する。製造方法は、以下の工程１～６を含む。図４～１３中、図１～３と同一符号は、同一または相当箇所を示す。
続いて、図４～１３を用いて、本発明の実施の形態にかかるＭＥＭＳデバイス１００の製造方法について説明する。製造方法は、以下の工程１～６を含む。図４～１３中、図１～３と同一符号は、同一または相当箇所を示す。
【0018】
工程１：図４は、工程１におけるＭＥＭＳデバイス１００の平面図、図５は、図４のＭＥＭＳデバイス１００をＶ－Ｖ方向に見た場合の断面図である。工程１では、まず単結晶シリコンからなり、表面と裏面を有するシリコン基板１を準備する。
【0019】
次に、シリコン基板１を表面からエッチングしてトレンチを形成し、トレンチの内面を熱酸化することでトレンチを酸化シリコンで埋め込み、アイソレーションジョイント（ＩＪ）４を形成する。さらにＣＶＤ法を用いて、シリコン基板１の表面に酸化シリコンからなる酸化膜５を形成する。
【0020】
工程２：図６は、工程２におけるＭＥＭＳデバイス１００の平面図、図７は、図６のＭＥＭＳデバイス１００をＶＩＩ－ＶＩＩ方向に見た場合の断面図である。酸化膜５の上にフォトレジスト膜（図示せず）を形成して酸化膜５をパターニングし、矩形の開口部６を形成する。開口部６の中には、シリコン基板１の表面が露出している。
【0021】
図６に示すように、Ｘ軸方向に延びたＩＪ４の両端が露出するように、ＩＪ４を挟んで２つの開口部６が対称に配置される。２つの開口部６に挟まれ、ＩＪ４の中央を通ってＹ軸方向に延びる領域が、後の工程でＩＪ４に接続された可動部３となる。
【0022】
全ての開口部６の形状は同一であることが好ましく、例えば開口部６のＸ軸方向の幅はｗ、Ｙ軸方向の幅はｈ、ＩＪ４を挟まない開口部６のＸ軸方向の間隔はｇである。また、ＩＪ４の深さはｔである。
【0023】
工程３：図８は、工程３におけるＭＥＭＳデバイス１００の平面図、図９は、図８のＭＥＭＳデバイス１００をＩＸ－ＩＸ方向に見た場合の断面図である。酸化膜５の上にフォトレジスト層を形成した後、フォトリソグラフィ法を用いてパターニングする。これにより、可動部３を形成する領域および開口部６を覆う領域に、レジストマスク７が形成される。
【0024】
開口部６を覆うように形成するレジストマスク７の周囲は、開口部６より少し内側（１μｍ以下、例えば約５００ｎｍ）であることが好ましい。後述の酸化膜５のエッチング工程（工程４）で酸化膜５の残渣が残らないようにするためである。
【0025】
工程４：図１０は、工程４におけるＭＥＭＳデバイス１００の断面図であり、図８のＩＸ－ＩＸ方向と同一の方向に見た場合の断面図である。工程４では、まず、レジストマスク７をエッチングマスクに用いて、例えばフッ化水素酸溶液で酸化膜５を除去する。
【0026】
次に、同じくレジストマスク７をエッチングマスクに用いて、ＤＲＩＥ（Deep Reactive Ion Etching）法でシリコン基板１をエッチングして（「第１構造エッチング」という）、トレンチ８を形成する。トレンチの深さｓ１は、ＩＪ４の深さｔと同程度かまたはｔより浅くすることが好ましい。
【0027】
ＤＲＩＥ法には、例えばＢｏｓｃｈプロセスが用いられる。一例では、エッチングステップ（ＳＦ６ガス、５Ｐａ、７秒）と、保護ステップ（Ｃ４Ｆ８ガス、２．５Ｐａ、５秒）とを繰り返し行うことで、トレンチ８の側壁を保護膜で保護しながらシリコン基板１をエッチングする。２つのステップの繰り返し回数により、エッチング深さを制御することができる。
【0028】
工程５：図１１は、工程５おけるＭＥＭＳデバイス１００の平面図、図１２は、図１１のＭＥＭＳデバイス１００をＸＩＩ－ＸＩＩ方向に見た場合の断面図、図１３は、ＸＩＩＩ－ＸＩＩＩ方向に見た場合の断面図である。
【0029】
図１２に示すように、まずレジストマスク７を例えば有機溶剤を用いて除去する。次に、酸化シリコンからなるＩＪ４およびその上にある酸化膜５をマスクとして（ハードマスク）、ＤＲＩＥ法でシリコン基板１をエッチングして（「第２構造エッチング」という）、トレンチ９を形成する。開口部６の寸法（ｗ、ｈ、ｇ）およびエッチング条件を選択することにより、トレンチ９、ＩＪ４に隣接する領域の深さはｓ２、２つのＩＪ４の中間での深さはｓ３となる。ｓ２はＩＪ４の深さｔより浅くする。
【0030】
工程４の第１構造エッチング（図１０参照）では、レジストマスク７があるため、ＤＲＩＥ後にＩＪ４を囲むようにシリコン基板１がエッチングされずに残る。続く工程５の第２構造エッチング（図１２参照）では、レジストマスク７を除去してＤＲＩＥを行うため、ＩＪ４に隣接する領域のエッチング深さがｓ２になった時点で、２つのＩＪ４の中間におけるトレンチ９のエッチング深さはｓ３（おおよそｓ１＋ｓ２）となり、両者の間はテーパ形状となる。ここでテーパ部のＸ軸方向の長さをｆとする。
【0031】
工程６：シリコン基板１に形成したトレンチ９の内壁に酸化膜を形成した後、底部およびテーパ部の上の酸化膜を除去し、側壁（Ｚ軸方向の内壁）の上に酸化膜を残す。続いて等方性エッチングを用いてキャビティ２を形成し（エクステンション）、シリコン基板１から可動部３が浮いた状態にする（リリース）。
【0032】
ここで、水平方向に対するテーパ部分の傾斜角（仰角）をαとすると（図１２参照）、
ｔａｎα＝（ｓ３－ｓ２）／ｆ
となり、この場合のαは６０°～８５°であることが好ましい。即ち、テーパ部分の傾斜角αが６０°～８５°とすることで、工程６において、良好なエクステンションおよびリリースが得られる。
ｔａｎα＝（ｓ３－ｓ２）／ｆ
となり、この場合のαは６０°～８５°であることが好ましい。即ち、テーパ部分の傾斜角αが６０°～８５°とすることで、工程６において、良好なエクステンションおよびリリースが得られる。
【0033】
最後にフッ化水素酸の蒸気を用いて可動部３の上に残った酸化膜５を除去することで、図１～３に示すような本発明の実施の形態にかかるＭＥＭＳデバイス１００が完成する。
【0034】
＜プロセスシミュレーション＞
図１４は、ＭＥＭＳデバイス１００の製造パラメータを決めるプロセスシミュレーションの一例である。Ｓ０でシミュレーションを開始した後、まずＳ１で図６に示す開口部６のＸ軸方向の幅ｗ、Ｙ軸方向の幅ｈ、および間隔ｇを仮定する。
図１４は、ＭＥＭＳデバイス１００の製造パラメータを決めるプロセスシミュレーションの一例である。Ｓ０でシミュレーションを開始した後、まずＳ１で図６に示す開口部６のＸ軸方向の幅ｗ、Ｙ軸方向の幅ｈ、および間隔ｇを仮定する。
【0035】
次に、Ｓ２でＤＲＩＥシミュレーション（第１構造エッチングおよび第２構造エッチング）を行い、図１２に示すｓ１、ｓ２、ｓ３を求める。
【0036】
次に、Ｓ３でｆが十分に小さいか否かを判断する。具体的には、ｔａｎα＝（ｓ３－ｓ２）／ｆとした場合にαが６０°～８５°の範囲内になるか否かを判断する。
【0037】
ＹＥＳの場合、Ｓ４でエクステンション－リリースのシミュレーションを行う。一方、ＮＯの場合はＳ５に進み、幅ｗ、ｈ、および間隔ｇの値を更新して、再度Ｓ２のＤＲＩＥシミュレーションを行う。
【0038】
Ｓ４のエクステンション－リリースシミュレーションの結果について、Ｓ６で可動部３が十分にリリースされ、キャビティ２の底面から可動部３まで高さが十分な最終高さとなっているか否かを確認する。具体的には、ｍｈ＞ｔかつｆｇ１＜ｆｇ２（図２参照）であるか否かを判断する。
【0039】
Ｓ６の結果、ＹＥＳであればＳ７でプロセスシミュレーションは終了し、幅ｗ、ｈ、および間隔ｇの値が決定される。一方、ＮＯの場合は、再度Ｓ５で幅ｗ、ｈ、および間隔ｇの値を更新してシミュレーションを繰り返す。
【0040】
このように、工程２（図６）で形成する開口部６に関するパラメータ（ｗ、ｈ、ｇ）を最適化することにより、ｍｈ＞ｔかつｆｇ１＜ｆｇ２を満たす、良好な構造のＭＥＭＳデバイス１００を得ることができる。
【0041】
＜付記＞
本開示は、
可動部を備えたＭＥＭＳデバイスであって、
基板と、
基板に設けられた凹部と、
凹部内に中空で支持された可動部と、
可動部の所定の位置に挿入されて、その両側で可動部を電気的に絶縁するアイソレーションジョイントと、を含み、
凹部の底部と可動部との最短距離（ｆｇ１）は、凹部の底部とアイソレーションジョイントとの距離（ｆｇ２）より小さい（ｆｇ１＜ｆｇ２）ＭＥＭＳデバイスである。
突起状のアイソレーションジョイントとキャビティの底部との接触を防止し、アイソレーションジョイントの破損、それに伴う絶縁性の低下が防止でき、信頼性の高いＭＥＭＳセンサの提供が可能となる。
本開示は、
可動部を備えたＭＥＭＳデバイスであって、
基板と、
基板に設けられた凹部と、
凹部内に中空で支持された可動部と、
可動部の所定の位置に挿入されて、その両側で可動部を電気的に絶縁するアイソレーションジョイントと、を含み、
凹部の底部と可動部との最短距離（ｆｇ１）は、凹部の底部とアイソレーションジョイントとの距離（ｆｇ２）より小さい（ｆｇ１＜ｆｇ２）ＭＥＭＳデバイスである。
突起状のアイソレーションジョイントとキャビティの底部との接触を防止し、アイソレーションジョイントの破損、それに伴う絶縁性の低下が防止でき、信頼性の高いＭＥＭＳセンサの提供が可能となる。
【0042】
本開示では、アイソレーションジョイントに隣接した可動部の深さ（ｓ２）は、アイソレーションジョイントの深さ（ｔ）より小さい。
かかる構成とすることで、アイソレーションジョイントの絶縁性が担保される。
かかる構成とすることで、アイソレーションジョイントの絶縁性が担保される。
【0043】
本開示では、可動部は、アイソレーションジョイントの深さ（ｔ）より大きな深さ（ｍｈ）を有する部分を含む。
かかる構成とすることで、可動部が移動しても、アイソレーションジョイントとキャビティの底部が接触するより前に、可動部がキャビティの底部に接触するため、アイソレーションジョイントの破損を防止できる。
かかる構成とすることで、可動部が移動しても、アイソレーションジョイントとキャビティの底部が接触するより前に、可動部がキャビティの底部に接触するため、アイソレーションジョイントの破損を防止できる。
【0044】
本開示では、凹部の底部とアイソレーションジョイントとの距離（ｆｇ２）は、アイソレーションジョイントの下端と、凹部の底部に形成された凸部との距離である。
かかる構成とすることで、凹部の底部に凸部が形成された場合でも、アイソレーションジョイントの下端と凹部との接触を防止できる。
かかる構成とすることで、凹部の底部に凸部が形成された場合でも、アイソレーションジョイントの下端と凹部との接触を防止できる。
【0045】
本開示は、
アイソレーションジョイントを有する可動部を備えたＭＥＭＳデバイスの製造方法であって、
絶縁体で埋められたトレンチからなるアイソレーションジョイントを基板に形成する工程と、
アイソレーションジョイントの上部およびその周囲の基板を覆うマスクを用いて基板をエッチングし、第１トレンチを形成する第１構造エッチング工程と、
マスクを除去した後、アイソレーションジョイントをエッチングマスクに用いて基板をエッチングし、第２トレンチを形成する第２構造エッチング工程と、
第２トレンチの側壁を保護しながら第２トレンチ内の基板をエッチングして、凹部と、凹部内に中空で支持された、アイソレーションジョイントを有する可動部とを形成する工程と、を含み、
第２トレンチの側壁の深さは、アイソレーションジョイントの深さより小さい製造方法である。
第１構造エッチング工程および第２構造エッチング工程を含む製造方法を用いることで、アイソレーションジョイントの絶縁性を担保しつつ、アイソレーションジョイントの破損を防止したＭＥＭＳセンサの作製が可能となる。
アイソレーションジョイントを有する可動部を備えたＭＥＭＳデバイスの製造方法であって、
絶縁体で埋められたトレンチからなるアイソレーションジョイントを基板に形成する工程と、
アイソレーションジョイントの上部およびその周囲の基板を覆うマスクを用いて基板をエッチングし、第１トレンチを形成する第１構造エッチング工程と、
マスクを除去した後、アイソレーションジョイントをエッチングマスクに用いて基板をエッチングし、第２トレンチを形成する第２構造エッチング工程と、
第２トレンチの側壁を保護しながら第２トレンチ内の基板をエッチングして、凹部と、凹部内に中空で支持された、アイソレーションジョイントを有する可動部とを形成する工程と、を含み、
第２トレンチの側壁の深さは、アイソレーションジョイントの深さより小さい製造方法である。
第１構造エッチング工程および第２構造エッチング工程を含む製造方法を用いることで、アイソレーションジョイントの絶縁性を担保しつつ、アイソレーションジョイントの破損を防止したＭＥＭＳセンサの作製が可能となる。
【0046】
本開示では、第２トレンチは、側壁の下端から第２トレンチの底面に向かってテーパ部分を有し、底面に対するテーパ部分の傾斜角（仰角）αは、６０°以上で８５°以下の角度である。
テーパ部分の傾斜角をこのように制御することで、所望のＭＥＭＳセンサの作製が可能となる。
テーパ部分の傾斜角をこのように制御することで、所望のＭＥＭＳセンサの作製が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【0047】
本発明は、加速度センサや圧力センサ等のＭＥＭＳセンサ、プリンタヘッド、デジタルミラーデバイス等のＭＥＭＳデバイスに適用できる。
【符号の説明】
【0048】
１ シリコン基板
２ キャビティ
３ 可動部
４ アイソレーションジョイント（ＩＪ）
５ 酸化膜
６ 開口部
７ レジストマスク
８ トレンチ
９ トレンチ
１００ ＭＥＭＳデバイス
２ キャビティ
３ 可動部
４ アイソレーションジョイント（ＩＪ）
５ 酸化膜
６ 開口部
７ レジストマスク
８ トレンチ
９ トレンチ
１００ ＭＥＭＳデバイス
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】