特開 2025-4617 ＭＥＭＳ共振器およびその製造方法

(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】P2025004617

(43)【公開日】2025-01-15

(54)【発明の名称】ＭＥＭＳ共振器およびその製造方法

(51)【国際特許分類】

   H03H 9/24 20060101AFI20250107BHJP

   H03H 3/007 20060101ALI20250107BHJP

   B81B 3/00 20060101ALI20250107BHJP

   B81C 1/00 20060101ALI20250107BHJP

   H10D 48/50 20250101ALI20250107BHJP

【ＦＩ】

H03H9/24 Z

H03H3/007 M

B81B3/00

B81C1/00

H01L29/84

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023104422

(22)【出願日】2023-06-26

(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】藤田 有真

(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

5J108

【Ｆターム（参考）】

3C081AA01

3C081AA17

3C081BA22

3C081BA30

3C081BA44

3C081BA48

3C081BA53

3C081CA03

3C081CA14

3C081CA15

3C081CA20

3C081DA03

3C081DA45

3C081EA03

3C081EA04

3C081EA22

4M112AA02

4M112AA06

4M112BA07

4M112BA08

4M112CA21

4M112CA22

4M112CA23

4M112CA33

4M112CA59

4M112DA03

4M112DA04

4M112EA04

4M112FA06

5J108BB01

5J108EE03

5J108KK01

5J108KK02

5J108MM08

5J108MM11

5J108MM14

(57)【要約】

【課題】製造コストが安価でかつ振動の長期安定性を確保できるＭＥＭＳ共振器をする。
【解決手段】ＭＥＭＳ共振器が、基板と、基板に設けられたキャビティと、キャビティ内に保持されたＭＥＭＳ構造体であって、第１端部と第２端部を有し、第１端部が基板に接続されたアンカーと、アンカーの第２端部に接続されて中空に保持された振動子と、振動子の周囲に配置された電極とを含み、振動子と電極とが静電容量型振動子を形成するＭＥＭＳ構造体と、基板の上に形成され、ＭＥＭＳ構造体を内部に封止するキャップ層と、を含み、アンカーは、第１端部と第２端部との間を電気的に絶縁するように配置された絶縁性のアイソレーションジョイントを備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

所定の共振周波数で振動するＭＥＭＳ共振器であって、
基板と、
前記基板に設けられたキャビティと、
前記キャビティ内に保持されたＭＥＭＳ構造体であって、
第１端部と第２端部を有し、前記第１端部が前記基板に接続されたアンカーと、
前記アンカーの前記第２端部に接続されて中空に保持された振動子と、
前記振動子の周囲に配置された電極と、を含み、前記振動子と前記電極とが静電容量型振動子を形成する前記ＭＥＭＳ構造体と、
前記基板の上に形成され、前記ＭＥＭＳ構造体を内部に封止するキャップ層と、を含み、
前記アンカーは、前記第１端部と前記第２端部との間を電気的に絶縁するように配置された絶縁性のアイソレーションジョイントを備えるＭＥＭＳ共振器。

【請求項2】

前記電極と前記基板との間も、アイソレーションジョイントで絶縁されている請求項１に記載のＭＥＭＳ共振器。

【請求項3】

前記キャップ層は、多結晶シリコンからなる請求項１に記載のＭＥＭＳ共振器。

【請求項4】

前記アンカーは、前記振動子の両側に接続され、１軸上に延在した１対のアンカーであり、前記振動子は、前記１軸上の点に対して点対称な形状である請求項１に記載のＭＥＭＳ共振器。

【請求項5】

基板を準備する工程と、
前記基板をエッチングして、下部キャビティと前記下部キャブティ内に中空に保持されたＭＥＭＳ構造体とを作製するＭＥＭＳ構造体作製工程と、
前記基板の上に犠牲酸化膜を堆積する工程と、
前記犠牲酸化膜の一部をエッチングして上部キャビティを作製し、前記下部キャビティと前記上部キャビティから、前記ＭＥＭＳ構造体が内部に保持されるキャビティを作製する工程と、
前記基板の上に多結晶シリコンからなるキャップ層を堆積して前記ＭＥＭＳ構造体を封止する封止工程と、を含むＭＥＭＳ共振器の製造方法。

【請求項6】

前記ＭＥＭＳ構造体作製工程は、前記基板を異方性エッチングして前記ＭＥＭＳ構造体の側面を形成する工程と、前記側面を酸化膜で保護した状態で前記基板を等方性エッチングして、前記ＭＥＭＳ構造体の底面を形成する工程と、を含む請求項５に記載の製造方法。

【請求項7】

さらに、前記基板にトレンチを形成した後に、前記トレンチに絶縁性の酸化物を充填する工程を含み、その後に、前記ＭＥＭＳ構造体作製工程は、前記酸化物の側面および底面を露出させて、前記ＭＥＭＳ構造体を部分的に絶縁するアイソレーションジョイントとする工程を含む請求項６に記載の製造方法。

【請求項8】

前記封止工程は、前記犠牲酸化膜の上に多結晶シリコン膜を形成し、その上に前記キャップ層をエピタキシャル成長する工程である請求項５に記載の製造方法。

【請求項9】

前記エピタキシャル成長は、８００℃以上、９００℃以下の温度で行なわれる請求項８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共振器およびその製造方法に関し、特にアイソレーションジョイントを用いたＭＥＭＳ共振器およびその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

ＭＥＭＳ共振器では、安定した材料特性（例えば、ヤング率、剛性率、ポアソン比等）を有する材料を使用することが重要であり、例えば単結晶のシリコンが使用される。この場合、シリコン基板をエッチングしてＭＥＭＳ構造の電極を作製するが、この電極とシリコン基板との間は電気的に絶縁する必要がある。このため、通常、ＳＯＩ（Silicon on Insulator）基板が用いられ、絶縁層の上のシリコン層に電極が作製される。

【0003】

また、ＭＥＭＳ共振器では、シリコン層にＭＥＭＳ構造を作製した後に、別途シリコン基板を準備し、ＳＯＩ基板上にシリコン基板をガラスフリット接合で接合することにより、２つの基板の間でＭＥＭＳ構造を封止する。このガラスフリット接合には、例えば４５０℃のような比較的低い温度が用いられる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０２２－１３４３７６号公報

【0005】

［概要］
しかしながら、ＳＯＩ基板は、通常のシリコン単結晶基板に比較して高価であり、製造コストが高くなるという問題があった。また、ＭＥＭＳ共振器では、振動の長期安定性を確保するための、ＭＥＭＳ構造の表面に付着した有機物等の不純物を高温で除去することが重要であるが、比較的低い温度が用いられるガラスフリット接合では、このような不純物の除去が不十分で、振動の長期安定性を保証できないという問題があった。

【0006】

そこで本発明は、製造コストが安価で、かつ振動の長期安定性を確保できるＭＥＭＳ共振器の提供を目的とする。

【0007】

本発明の一つの形態は、
本開示は、所定の共振周波数で振動するＭＥＭＳ共振器であって、
基板と、
基板に設けられたキャビティと、
キャビティ内に保持されたＭＥＭＳ構造体であって、
第１端部と第２端部を有し、第１端部が基板に接続されたアンカーと、
アンカーの第２端部に接続されて中空に保持された振動子と、
振動子の周囲に配置された電極と、を含み、振動子と電極とが静電容量型振動子を形成するＭＥＭＳ構造体と、
基板の上に形成され、ＭＥＭＳ構造体を内部に封止するキャップ層と、を含み、
アンカーは、第１端部と第２端部との間を電気的に絶縁するように配置された絶縁性のアイソレーションジョイントを備えるＭＥＭＳ共振器である。

【0008】

本発明の他の態様は、
基板を準備する工程と、
基板をエッチングして、下部キャビティと下部キャブティ内に中空に保持されたＭＥＭＳ構造体とを作製するＭＥＭＳ構造体作製工程と、
基板の上に犠牲酸化膜を堆積する工程と、
犠牲酸化膜の一部をエッチングして上部キャビティを作製し、下部キャビティと上部キャビティから、ＭＥＭＳ構造体が内部に保持されるキャビティを作製する工程と、
基板の上に多結晶シリコンからなるキャップ層を堆積してＭＥＭＳ構造体を封止する封止工程と、を含むＭＥＭＳ共振器の製造方法である。

【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共振器の概略を表す平面図である。

【図2】図１のＭＥＭＳ共振器のＡ－Ａにおける断面図である。

【図3】本発明の実施の形態にかかるＭＥＭＳ共振器の製造工程の断面図である。

【図4】本発明の実施の形態にかかるＭＥＭＳ共振器の製造工程の断面図である。

【図5】本発明の実施の形態にかかるＭＥＭＳ共振器の製造工程の断面図である。

【図6】本発明の実施の形態にかかるＭＥＭＳ共振器の製造工程の断面図である。

【図7】本発明の実施の形態にかかるＭＥＭＳ共振器の製造工程の断面図である。

【図8】本発明の実施の形態にかかるＭＥＭＳ共振器の製造工程の断面図である。

【図9】本発明の実施の形態にかかるＭＥＭＳ共振器の製造工程の断面図である。

【図10】本発明の実施の形態にかかるＭＥＭＳ共振器の製造工程の断面図である。

【図11】本発明の実施の形態にかかるＭＥＭＳ共振器の製造工程の断面図である。

【図12】本発明の実施の形態にかかるＭＥＭＳ共振器の製造工程の断面図である。

【図13】本発明の実施の形態にかかるＭＥＭＳ共振器の製造工程の断面図である。

【図14】本発明の実施の形態にかかるＭＥＭＳ共振器の製造工程の断面図である。

【図15】本発明の実施の形態にかかるＭＥＭＳ共振器の製造工程の断面図である。

【図16】本発明の実施の形態にかかるＭＥＭＳ共振器の製造工程の断面図である。

【図17】本発明の実施の形態にかかるＭＥＭＳ共振器の製造工程の断面図である。

【図18】本発明の実施の形態にかかるＭＥＭＳ共振器の製造工程の断面図である。

【図19】本発明の実施の形態にかかるＭＥＭＳ共振器の製造工程の断面図である。

【図20】本発明の実施の形態にかかるＭＥＭＳ共振器の製造工程の断面図である。

【図21】本発明の実施の形態にかかるＭＥＭＳ共振器の製造工程の断面図である。

【図22】本発明の実施の形態にかかるＭＥＭＳ共振器の製造工程の断面図である。

【0010】

［詳細な説明］
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共振器の概略を表す平面図である。ここでは説明を容易にするために、キャップ層や電極パッド等は省略されている。また、図２は、図１のＭＥＭＳ共振器のＡ－Ａにおける断面図である。図１は概略図であるため、寸法等は図２と必ずしも整合するものではない。

【0011】

ＭＥＭＳ共振器１００は、例えば単結晶シリコンからなる基板１０を含む。基板１０の一部に下部キャビティ２０が設けられている。下部キャビティ２０の上には、Ｘ軸方向に延在し、中空に保持された１対のアンカー４０が設けられている。アンカー４０は基板１０をエッチングして作製したＭＥＭＳ構造体で、キャビティの２０の対向する側面にそれぞれ接続されている。アンカーの４０の途中には、例えば酸化シリコンからアイソレーションジョイント（ＩＪ）１５が設けられている。また、図１のアンカー４０では、一部を楕円構造にして変形しやすくしているが、楕円構造な無くても良い。

【0012】

ＭＥＭＳ共振器１００は、さらに、１対のアンカー４０により下部キャビティ２０の上に保持された振動子５０を含む。振動子５０も、基板１０をエッチングして作製したＭＥＭＳ構造体であり、アンカー４０が延在するＸ軸を含むＸＹ平面に対して、鏡面対称（あるいは点対称）な構造となっている。図１で８の字形状となっているが、他の鏡面対称な形状でも構わない。

【0013】

振動子５０の周囲の四隅には、４つの対向電極６１～６４が設けられている。対向電極６１～６４も、基板１０をエッチングして作製したＭＥＭＳ構造体からなり、途中にアイソレーションジョイント（ＩＪ）が設けられて、基板１０から電気的に絶縁されている。

【0014】

基板１０の上には、例えば多結晶シリコンからなる配線層７０～７４と電極８０～８４が設けられている。配線層７０は、電極８０からＩＪの上を通ってアンカー４０、さらには振動子５０と電気的に接続されている。配線層７２～７４は、電極８１～８４と対向電極６１～６４とを、それぞれ電気的に接続する。配線層７０～７４、電極８０～８４からＩＪの上を通って、それぞれの対向電極６１～６４に接続されている。

【0015】

図２から分かるように、基板１０の上には、酸化シリコンからなる酸化膜１２が設けられており、配線層７２～７４と基板１０との間を電気的に絶縁している。また、基板１０の上はキャップ層９５で覆われて、振動子５０を内部に封止している。

【0016】

続いて、ＭＥＭＳ共振器１００の動作について説明する。ＭＥＭＳ共振器１００では、４つの対向電極６１～６４と振動子５０が対向して配置されて、静電容量型振動子を形成している。振動子５０は、キャビティ２０、２７の中に、１対のアンカー４０で中空に支持され、アンカー４０を中心に、両端部（図１では上下端部）がＺ軸方向に、シーソーのように移動する構造となっている。

【0017】

静電容量型振動子は、対向電極６１～６４と振動子５０との間に印加される電位により発生した静電引力により駆動する。具体的には、振動子５０に接続した電極８０を一定電圧（参照電圧）にし、電極８１、８４に交互に正電圧を印加する。これによって、対向電極６１と振動子５０の間、および対向電極６４と振動子５０の間に交互に静電引力が働いて、振動子５０がアンカー４０を中心に、シーソーのように振動する。

【0018】

ここで、対向電極６１、６４と振動子５０との間に静電引力を発生させた場合、この静電引力は振動中心（アンカー４０の中央）に対して非対称のため、所望の振動モードが得られなかったり、不要な振動モードが発生することがある。そこで、対向電極６１または対向電極６４に正電圧が印加された場合に、これらの対向電極６１、６４と対称に配置された対向電極６２、６３に負電圧を印加して、振動子５０を振動中心に対して対称な方向にも引っ張る。これにより、非対称な振動が防止され、所望の振動を得ることが可能となる。具体的には、電極８０に２．５Ｖの一定電圧、電極８１、８４と電極８２、８３は、５Ｖと０Ｖの電圧が交互に印加される。

【0019】

このように、電極８１、８４と電極８２、８３に、電極８０に対して、大きさが同じで符号の異なる電圧を交互に印加することで、所望の振動数の共振器として、発振回路やフィルタに使用できる。また、振動後に、電極間の電圧を測定して共振周波数の変化を測定することで、温度センサ等としても使用できる。

【0020】

次に、図３～２２を用いて、ＭＥＭＳ共振器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～工程２１を含む。図３～２２中、図１、２と同一符号は、同一または相当箇所を示す。

【0021】

工程１：図３に示すように、例えば単結晶シリコンからなる基板１０を準備する。

【0022】

工程２：図４に示すように、例えば酸化シリコンからなる酸化膜１２を熱酸化で形成する。

【0023】

工程３：図５に示すように、レジストマスク（図示せず）を用いて酸化膜１２をパターニングした後、酸化膜１２をハードマスクに用いて基板１０にトレンチ１４を形成する。トレンチ１４の深さは、例えば３０μｍである。

【0024】

工程４：図６に示すように、トレンチ１４の内壁を熱酸化して、トレンチ１４の内部を酸化膜１２で埋める。

【0025】

工程５：図７に示すように、レジストマスク（図示せず）を用いて基板１０の表面の酸化膜１２をエッチングし、開口部１６を形成する。開口部１６の底部には、基板１０の表面が露出している。

【0026】

工程６：図８に示すように、酸化膜１５の上に、熱ＣＶＤで、例えば膜厚が０．５μｍの多結晶シリコン膜を形成し、続いてレジストマスク（図示せず）を用いてエッチングして配線層７０、７３を形成する。多結晶シリコンには不純物がドープされ、導電性となっている。配線層７０、７３は、開口部１６の中で基板１０に接続され、コンタクトを形成する。

【0027】

工程７：図９に示すように、レジストマスク（図示せず）を用いて酸化膜１２および基板１０をＤＲＩＥでエッチングして、ＭＥＭＳ構造体となる領域の周囲に開口部１８を形成する（ストラクチュアエッチ）。開口部１８の深さは例えば２８μｍ、幅は例えば１～３μｍである。

【0028】

工程８：図１０に示すように、プラズマＣＶＤにより全面に、例えば酸化シリコンからなる酸化膜２２を形成する。この工程８で、開口部１８の側面および底面の上にも酸化膜２２が形成される。

【0029】

工程９：図１１に示すように、例えばＲＩＥを用いて、開口部１８の底面上の酸化膜２２を除去して、基板１０の表面を露出させる。この場合、開口部１８の側面は、酸化膜２２で覆われたままである。

【0030】

工程１０：図１２に示すように、ＳＦ_６ガスを用いて、開口部１８を介して基板１０をエッチングして、下部キャビティ２０を形成する。下部キャビティ２０の深さは、例えば１５μｍである。この工程では、開口部１８の側壁は酸化膜２２で覆われているためエッチングされず、下部キャビティ２０上に中空に保持されるＭＥＭＳ構造体が形成される（ストラクチュアリリース）。また、トレンチ１４に埋め込まれた酸化膜１２は、下端が露出し、アイソレーションジョイント（ＩＪ）１５となる。

【0031】

工程１１：図１３に示すように、例えばフッ化水素酸の蒸気を用いて、酸化膜２２を除去しても良い。なお、次の工程１２に先だって、例えばＡｌ_２Ｏ_３等のＡＬＤ膜を堆積して、フッ化水素酸からアイソレーションジョイント（ＩＪ）１５を保護しても良い。

【0032】

工程１２：図１４に示すように、プラズマＣＶＤを用いて、全面に酸化シリコンからなる犠牲酸化膜２５を形成する。犠牲酸化膜２５の膜厚は、例えば３～５μｍである。

【0033】

工程１３：図１５に示すように、ＲＩＥを用いたエッチバックやＣＭＰなどを行い、犠牲酸化膜２５の表面を平坦化する。

【0034】

工程１４：図１６に示すように、レジストマスク（図示せず）を用いて犠牲酸化膜２５（工程１２に先だってＡＬＤ膜を堆積した場合は犠牲酸化膜２５およびＡＬＤ膜）をエッチングして、開口部２９を形成する。開口部２９の底部には、配線層７０、７３の一部が露出し、この露出部分は図１の電極８０、８３に相当する。

【0035】

工程１５：図１７に示すように、熱ＣＶＤで、例えば膜厚が１μｍの多結晶シリコン膜９０を全面に形成する。

【0036】

工程１６：図１８に示すように、レジストマスク（図示せず）を用いて、多結晶シリコン膜９０に、複数のリリース開口部９３を形成する。リリース開口部９３の直径は、例えば０．１μｍである。

【0037】

工程１７：図１９に示すように、フッ化水素酸の蒸気を用いて、犠牲酸化膜２５をエッチングして、下部キャビティ２０の上方の犠牲酸化膜２５を部分的に除去して上部キャビティ２７を形成する。これにより、アンカー４０、振動子５０、対向電極６１～６４等のＭＥＭＳ構造体は、下部キャビティ２０と上部キャビティ２７と間で中空に保持される。

【0038】

工程１８：図２０に示すように、エピタキシャル成長を用いて、多結晶シリコンからなるキャップ層９５を全面に形成する。エピタキシャル成長を用いることで、リリース開口部９３を塞ぐように、多結晶シリコン膜９０の上にキャップ層９５が形成される。キャップ層９５を形成することで、ＭＥＭＳ構造体は内部に封止される。また、エピタキシャル成長は６００℃～１４００℃程度の高温で行われるため、ＭＥＭＳ構造体の表面に付着した有機物等の不純物を除去することができる。

【0039】

工程１９：図２１に示すように、ＣＭＰを用いてキャップ層９５の表面を平坦化する。

【0040】

工程２０：図２２に示すように、キャップ層９５の上に、例えばアルミニウムのような金属膜を蒸着で形成した後、パターニングして電極パッド３０、３３を形成する。

【0041】

工程２１：電極パッド３０、３３の周囲のキャップ層９５および多結晶シリコン膜９０をエッチングすることにより、電極パッド３０、３３と電極８０、８３とをそれぞれ電気的に接続する。以上の工程で、図２に示すＭＥＭＳ共振器１００が完成する。

【0042】

以上のように、本発明の実施の形態にかかるＭＥＭＳ共振器では、共鳴振動の安定性したＭＥＭＳ共振器を安価に提供できる。

【0043】

即ち、本発明の実施の形態にかかるＭＥＭＳ共振器の製造工程では、アイソレーションジョイント（ＩＪ）１５を用いてＭＥＭＳ構造体を基板１０から絶縁する。このため、ＳＯＩ基板のような高価な基板を使用する必要がなく、製造コストの低減が可能となる。

【0044】

また、キャップ層９５のピタキシャル成長時の温度（６００～１４００℃程度）によりＭＥＭＳ構造体の表面に付着した有機物等の不純物を除去することができ、不純物からの脱ガス等のない安定性した振動子を得ることができる。

【0045】

＜付記＞
本開示は、所定の共振周波数で振動するＭＥＭＳ共振器であって、
基板と、
基板に設けられたキャビティと、
キャビティ内に保持されたＭＥＭＳ構造体であって、
第１端部と第２端部を有し、第１端部が基板に接続されたアンカーと、
アンカーの第２端部に接続されて中空に保持された振動子と、
振動子の周囲に配置された電極と、を含み、振動子と電極とが静電容量型振動子を形成するＭＥＭＳ構造体と、
基板の上に形成され、ＭＥＭＳ構造体を内部に封止するキャップ層と、を含み、
アンカーは、第１端部と第２端部との間を電気的に絶縁するように配置された絶縁性のアイソレーションジョイントを備えるＭＥＭＳ共振器である。
ＳＯＩ基板でなくアイソレーションジョイントを用いて絶縁することで、ＭＥＭＳ共振器を安価に提供できる。

【0046】

本開示では、電極と基板との間も、アイソレーションジョイントで絶縁されている。
ＭＥＭＳ共振器の製造コストの低減が可能となる。

【0047】

本開示では、キャップ層は、多結晶シリコンからなる。
比較的高温でキャップ層を作製するため、ＭＥＭＳ構造体の表面に付着した有機物等の不純物を除去することができ、不純物からの脱ガス等のない安定性したＭＥＭＳ共振器を得ることができる。

【0048】

本開示では、アンカーは、振動子の両側に接続され、１軸上に延在した１対のアンカーであり、振動子は、１軸上の点に対して点対称な形状である。
かかる対称構造を用いることにより、安定した共振を得ることができる。

【0049】

本開示は、
基板を準備する工程と、
基板をエッチングして、下部キャビティと下部キャブティ内に中空に保持されたＭＥＭＳ構造体とを作製するＭＥＭＳ構造体作製工程と、
基板の上に犠牲酸化膜を堆積する工程と、
犠牲酸化膜の一部をエッチングして上部キャビティを作製し、下部キャビティと上部キャビティから、ＭＥＭＳ構造体が内部に保持されるキャビティを作製する工程と、
基板の上に多結晶シリコンからなるキャップ層を堆積してＭＥＭＳ構造体を封止する封止工程と、を含むＭＥＭＳ共振器の製造方法である。
ガラスフリット接合で基板を貼り合わせるのではなく、比較的高温で多結晶シリコンからなるキャップ層を作製するため、この工程でＭＥＭＳ構造体の表面に付着した有機物等の不純物を除去することができ、不純物からの脱ガス等のない安定性したＭＥＭＳ共振器を得ることができる。

【0050】

本開示では、ＭＥＭＳ構造体作製工程は、基板を異方性エッチングしてＭＥＭＳ構造体の側面を形成する工程と、側面を酸化膜で保護した状態で基板を等方性エッチングして、ＭＥＭＳ構造体の底面を形成する工程と、を含む。
ストラクチャルエッチとストラクチャルリリースを用いることで、ＭＥＭＳ構造体を容易に作製できる。

【0051】

本開示では、さらに、基板にトレンチを形成した後に、トレンチに絶縁性の酸化物を充填する工程を含み、その後に、ＭＥＭＳ構造体作製工程は、酸化物の側面および底面を露出させて、ＭＥＭＳ構造体を部分的に絶縁するアイソレーションジョイントとする工程を含む。
アイソレーションジョイントを用いることで、製造コストの低減が可能となる。

【0052】

本開示では、封止工程は、犠牲酸化膜の上に多結晶シリコン膜を形成し、その上にキャップ層をエピタキシャル成長する工程である。
多結晶シリコン膜の上からキャップ層を選択的にエピタキシャル成長することができる。

【0053】

本開示では、エピタキシャル成長は、８００℃以上、９００℃以下の温度で行なわれる。
かかる温度を使用することで、ＭＥＭＳ構造体の表面に付着した有機物等の不純物を除去することができ、不純物からの脱ガス等のない安定性したＭＥＭＳ共振器を得ることができる。

【産業上の利用可能性】

【0054】

本発明にかかるＭＥＭＳ共振器は、共振周波数を利用した発振回路やフィルタ、共振周波数がシフトすることを利用した温度センサ、圧力センサ、質量センサ等に適用できる。

【符号の説明】

【0055】

１０ 基板
１５ アイソレーションジョイント（ＩＪ）
２０ 下部キャビティ
２５ 犠牲酸化膜
２７ 上部キャビティ
４０ アンカー
５０ 振動子
６１～６４ 対向電極
７０～７４ 配線層
８０～８４ 電極
９５ キャップ層
１００ ＭＥＭＳ共振器

【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】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】