音響感応装置

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【発明の名称】	音響感応装置
【発明者】	【氏名】沖野徹【氏名】森三佳
【要約】	【課題】半導体装置の製造プロセスと整合性のよい、安定した性能を有する小型なコンデンサを備えた音響感応装置を提供することにある。【構成】基板１１上に形成された固定電極膜１２と、固定電極膜１２上に堆積された第１の層間絶縁膜１３を介して形成された振動電極膜１４と、第１の層間絶縁膜１３内の固定電極膜１２と振動電極膜１４との間に形成された中空部１５とでコンデンサが構成され、第１の層間絶縁膜１３上に、振動電極膜１４を覆う第２の層間絶縁膜１６が形成され、中空部１５は第１の層間絶縁膜１３内に埋設された犠牲層をエッチングして形成される。第１及び第２の層間絶縁膜１３、１６内には、犠牲層の周縁部に通じる貫通孔１７が形成され、第２の層間絶縁膜１６内に、周縁がエッチング材導入孔１７の近傍まで延在して形成された引張応力膜１８が配設されている。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板上に形成された固定電極膜と、
前記固定電極膜上に堆積された第１の層間絶縁膜を介して形成された振動電極膜と、
前記第１の層間絶縁膜内の前記固定電極膜と前記振動電極膜との間に位置する部位に形成された中空部とで構成されたコンデンサを備えた音響感応装置であって、
前記第１の層間絶縁膜上に、前記振動電極膜を覆う第２の層間絶縁膜が形成されており、
前記中空部は、前記第１の層間絶縁膜内に埋設された犠牲層がエッチング除去されて形成されたものであって、
前記第１の層間絶縁膜及び前記第２の層間絶縁膜内には、前記犠牲層の周縁部に通じるエッチング材導入孔が形成されており、
前記第２の層間絶縁膜内に、前記中空部の上方にあって、周縁が前記エッチング材導入孔の近傍まで延在して形成された引張応力膜が配設されていることを特徴とする、音響感応装置。
【請求項２】
前記引張応力膜は、前記第１の層間絶縁膜の上面に接して形成されている、請求項１に記載の音響感応装置。
【請求項３】
前記引張応力膜は、前記振動電極膜の下面に接して形成されている、請求項１または２に記載の音響感応装置。
【請求項４】
前記引張応力膜の面積は、前記振動電極膜の面積よりも大きい、請求項３に記載の音響感応装置。
【請求項５】
前記引張応力膜は、シリコン窒化膜からなる、請求項１に記載の音響感応装置。
【請求項６】
前記犠牲層は、前記振動電極膜と同じ材料で構成されている、請求項１に記載の音響感応装置。
【請求項７】
前記犠牲層及び前記振動電極膜は、多結晶シリコン膜で構成されている、請求項６に記載の音響感応装置。
【請求項８】
前記半導体基板には、前記振動電極膜の振動によって変動した前記コンデンサの出力信号を検出する検出回路がさらに形成されている、請求項１に記載の音響感応装置。
【請求項９】
前記音響感応装置は、コンデンサマイクロホンである、請求項１または８に記載の音響感応装置。

【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体基板と一体的に形成されたエアギャップ構造を有するコンデンサを備えた音響感応装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の半導体基板上に形成されたエアギャップ構造を有するコンデンサ（例えばコンデンサマイクロホン）を備えた音響感応装置として、図１０に示すような構造が知られている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
図１０に示すように、シリコン基板１０１上に形成された多結晶シリコン膜の一部からなる振動電極膜１０２と、この振動電極膜１０２上に、シリコン酸化膜からなるスペーサ１０４を介して形成された多結晶シリコン膜からなる固定電極膜１０３とで、コンデンサを構成している。そして、音圧に応答して振動電極膜１０２が振動した際のコンデンサの静電容量の変化を、電気的に取り出すことによって、マイクロホンの機能を果たしている。
【０００４】
なお、振動電極膜１０２と固定電極膜１０３との間に形成された中空部（エアギャップ）１０８は、振動電極膜１０２上に形成されたシリコン酸化膜１０４からなる犠牲層を、固定電極膜１０３に形成された複数の貫通孔１０５を介してエッチング液を供給してエッチングすることによって形成される。また、振動電極膜１０２の裏面は、シリコン基板１０１を裏面側から選択的にエッチングして開口部１０９を形成することによって露出されている。
【０００５】
しかしながら、図１０に示した構造のコンデンサでは、開口部１０９を形成するために、シリコン基板１０１を裏面側からディープエッチングする必要があり、中空部１０８との位置合わせが難しく、また、振動電極膜１０２の膜減が生じないようなエッチング制御が要求される。加えて、裏面側からのディープエッチングを要するため、開口部１０９の幅が大きくなり、コンデンサの小型化に適しない。
【０００６】
特許文献２には、裏面側からのディープエッチングを不要にしたエアギャップ構造を有するコンデンサ（静電容量センサ）が記載されている。
【０００７】
図１１（ａ）～（ｄ）は、特許文献２に記載されたコンデンサの製造方法を示した工程断面図である。なお、図面及び符号は、説明の便宜上、特許文献２に記載されたものに変更を加えている。
【０００８】
まず、図１１（ａ）に示すように、シリコン基板２０１の表面に不純物を拡散して、拡散層からなる固定電極２０２を形成する。
【０００９】
次に、図１１（ｂ）に示すように、固定電極２０２上にシリコン酸化膜を形成した後、パターニングを行って、中空部を画定する犠牲層２０３を形成する。続いて、シリコン基板２０１上に、犠牲層２０３を覆うようにシリコン窒化膜からなる第１の層間絶縁膜２０４を堆積する。
【００１０】
次に、図１１（ｃ）に示すように、第１の層間絶縁膜２０４上に多結晶シリコン膜を形成した後、パターニングを行って、多結晶シリコン膜からなる振動電極膜２０５を形成する。続いて、第１の層間絶縁膜２０４上に、振動電極膜２０５を覆うように、シリコン窒化膜からなる第２の層間絶縁膜２０６を堆積し、然る後、第２の層間絶縁膜２０６、振動電極膜２０５、及び第１の層間絶縁膜２０４の一部をエッチングして、犠牲層２０３に通ずる貫通孔２０７を形成する。
【００１１】
次に、図１１（ｄ）に示すように、貫通孔２０７から、犠牲層２０３を構成するシリコン酸化膜を選択的にエッチング可能なエッチング液を供給して、犠牲層２０３をエッチング除去し、中空部２０８を形成する。これにより、シリコン基板２０１の裏面側からのディープエッチングをすることなく、エアギャップ構造を有するコンデンサを得ることができる。
【特許文献１】特開２００４－３５６７０８公報
【特許文献２】特開２００２－２５０６６５公報
【特許文献３】特表２００２－５１８９１３公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
特許文献２に記載されたコンデンサは、シリコン基板の裏面側からのディープエッチングが不要であることから、より小型のコンデンサを安価に製造できるという点では有用であるが、その製造方法において、以下のような問題がある。
【００１３】
すなわち、中空部２０８は、貫通孔２０７を通じて供給されるエッチング液により、犠牲層２０３をエッチング除去することによって形成されるが、その際、貫通孔２０７に接する第１の層間絶縁膜２０４、振動電極膜２０５、及び第２の層間絶縁膜２０６はエッチングされないことが必要である。すなわち、これらの膜２０４、２０５、２０６は、犠牲層２０３に対して、エッチング選択比の大きな材料を選ばなければならない。
【００１４】
特許文献２に記載された製造方法においては、犠牲層２０３はシリコン酸化膜からなり、振動電極膜２０５、及び第１、第２の層間絶縁膜２０４、２０６は、多結晶シリコン膜及びシリコン窒化膜からなるので、フッ酸等のエッチング液を用いた場合、エッチング選択比を十分大きくとれるため、問題はない。
【００１５】
しかしながら、犠牲層２０３のエッチング除去に、ウエットエッチングを用いた場合、エッチング液の表面張力により、エッチング液がその表面をできるだけ小さくしようと内側に応力がかかる。そのため、微小ギャップ間にエッチング液がまたがっている状態になると、中空部２０８のギャップが狭くなるという問題が生じる。
【００１６】
一方、シリコン基板２０１上にコンデンサを形成する場合、コンデンサの出力信号を検出する検出回路をシリコン基板２０１上に同時に形成することができれば、小型の音響感応装置を実現する上で、非常に有用である。この場合、コンデンサの製造工程は、検出回路の製造工程、すなわち、半導体装置の製造プロセスと整合性の良いことが好ましい。そのためには、犠牲層２０３のエッチング除去を、ドライエッチングで行う技術が要請される。また、シリコン窒化膜は内部応力が大きいことから、半導体装置において層間絶縁膜として用いることは不向きのため、コンデンサにおける層間絶縁膜には、シリコン酸化膜を用いることが要請される。
【００１７】
このような観点で、半導体装置の製造プロセスとの整合性を得るために、犠牲層２０３にシリコン酸化膜を用いた場合、第１に、層間絶縁膜としてシリコン酸化膜が使えなくなり、第２のに、犠牲層２０３であるシリコン酸化膜と、多結晶シリコン膜（振動電極膜２０５）及びシリコン窒化膜（層間絶縁膜２０４、２０６）とのエッチング選択比を十分に大きくすることができない、という問題が生じる。
【００１８】
本発明は、かかる点に鑑みなされたもので、その主な目的は、半導体装置の製造プロセスと整合性のよい、安定した性能を有する小型なコンデンサを備えた音響感応装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記の目的を達成するため、本発明者等は、犠牲層に多結晶シリコン膜を用いることを検討した。この場合、振動電極膜にも多結晶シリコン膜を使用しているため、図１１（ｃ）に示すような振動電極膜に貫通孔を形成して、犠牲層をエッチング除去する方法は採用できない。犠牲層をエッチングする際、貫通孔に接する振動電極膜もエッチングされてしまうからである。
【００２０】
そこで、振動電極膜に貫通孔を設けず、振動電極膜から離れた位置に、犠牲層に通じる貫通孔を形成する方法を検討した。以下、図１（ａ）及び（ｂ）を参照しながら、その方法を説明する。
【００２１】
図１（ａ）は、図１（ｂ）に示したコンデンサの平面図のＩa－Ｉaに沿った断面図である。シリコン基板１１の表面に、拡散層からなる固定電極１２が形成され、その上に、多結晶シリコン膜からなる犠牲層１９が形成されている。犠牲層１９は、第１の層間絶縁膜１３で覆われ、その上に、多結晶シリコン膜からなる振動電極膜１４が形成されている。振動電極膜１４は、第２の層間絶縁膜１６で覆われ、振動電極膜１４から離れた位置に、犠牲層１９に通ずる貫通孔１７が、第１及び第２の層間絶縁膜１３、１６内に形成されている。犠牲層１９が多結晶シリコン膜で構成されているため、第１及び第２の層間絶縁膜１３、１６にはシリコン酸化膜を使用することができる。そして、貫通孔１７からエッチングガスを供給して、犠牲層１９をドライエッチングすることによって、中空部が形成される。
【００２２】
この方法では、貫通孔１７を、振動電極膜１４から離れた位置に形成するため、犠牲層１９は、振動電極膜１４よりも大きく形成しなければならない。しかし、実際には、中空部として必要な領域は、振動電極膜１４の下方に位置する領域のみであることから、犠牲層１９の平面形状は、図１（ｂ）に示すように、中空部となる領域１５と、領域１５に通じる連通孔となる領域２０とで構成することが好ましい。ここで、連通孔となる領域２０は、中空部となる領域１５の各辺から十字状に延びており、その終端部において、貫通孔１７と接続している。
【００２３】
図２は、犠牲層１９をエッチング除去した後のコンデンサの断面図を示したものである。第１及び第２の層間絶縁膜１３、１６内に形成された貫通孔１７は、連通孔領域２０を介して、中空部１５に通じている。
【００２４】
ここで、中空部のギャップが狭くなると、以下のような問題が発生する。すなわち、犠牲層１９の連通孔となる領域２０がエッチングされるに従い、領域２０の上方の第１の層間絶縁膜１３が弛んでくると、連通孔２０の一部が塞がってしまうおそれがある。
【００２５】
また、振動電極膜１４の張力を調整するために、振動電極膜１４にシリコン窒化膜等を積層することが行われるが（例えば、特許文献３を参照）、かかるシリコン窒化膜は引張応力を有するため、第１の層間絶縁膜１３の弛みを防ぐ効果も奏する。しかしながら、図２に示すように、貫通孔１７は、振動電極膜１４から離間した位置に形成されるため、連通孔２０の上に位置する第１の層間絶縁膜１３の弛みまでは有効に防ぐことはできない。
【００２６】
そのため、犠牲層１９をエッチング除去する工程において、第１の層間絶縁膜１３が弛むことによって、連通孔２０の一部が塞がる事態が生じると、エッチングガスが導入されにくくなり、その結果、犠牲層１９のエッチング時間が長くなったり、中空部１５のエッチングが不完全になったりするという問題を招く。
【００２７】
本発明は、上記問題を解決するために、第２の層間絶縁膜１６内に、中空部１５上方にあって、周縁が貫通孔１７の近傍まで延在した引張応力膜を埋設した構成を採用した。すなわち、引張応力膜を、中空部１５のみならず、連通孔２０も含む領域上にある第１の層間絶縁膜１３の上方まで形成することによって、中空部１５及び連通孔２０の上方に位置する第１の層間絶縁膜１３に対して、引張り応力を及ぼすことができ、これにより、第１の層間絶縁膜１３の弛みを防止することができる。
【００２８】
本発明に係わる音響感応装置は、半導体基板上に形成された固定電極膜と、固定電極膜上に堆積された第１の層間絶縁膜を介して形成された振動電極膜と、第１の層間絶縁膜の固定電極膜と振動電極膜との間に位置する部位に形成された中空部とで構成されたコンデンサを備えた、第１の層間絶縁膜上に振動電極膜を覆う第２の層間絶縁膜が形成されており、中空部は第１の層間絶縁膜内に埋設された犠牲層がエッチング除去されて形成されたものである。そして、第１の層間絶縁膜及び第２の層間絶縁膜内には犠牲層の周縁部に通じるエッチング材導入孔が形成されており、第２の層間絶縁膜内に中空部の上方にあって周縁がエッチング材導入孔の近傍まで延在して形成された引張応力膜が配設されていることを特徴とする。
【００２９】
このような構成により、中空部に形状的な歪みのないコンデンサを形成することができ、半導体装置の製造プロセスと整合性のよい、安定した性能を有する小型なコンデンサを備えた音響感応装置を実現することができる。
【００３０】
上記構成において、引張応力膜は、第１の層間絶縁膜の上面に接して形成されていることが好ましい。これにより、第１の層間絶縁膜に対して直接的に引張り応力を付与することができ、第１の層間絶縁膜の弛みを効果的に防止することができる。
【００３１】
また、引張応力膜は、振動電極膜の下面に接して形成されていることが好ましい。これにより、振動電極膜の張り強度も併せ大きくすることができる。
【００３２】
以下のような構成は、本発明の効果をより発揮する態様として好ましい。
【００３３】
引張応力膜の面積は、振動電極膜の面積よりも大きく、また、引張応力膜はシリコン窒化膜からなる。
【００３４】
また、犠牲層は、振動電極膜と同じ材料で構成され、さらに、犠牲層及び振動電極膜は、多結晶シリコンで構成されている。
【００３５】
さらに、半導体基板には、振動電極膜の振動によって変動した前記コンデンサの出力信号を検出する検出回路がさらに形成されている。
【発明の効果】
【００３６】
本発明に係わる音響感応装置によれば、犠牲層をエッチング除去することによって形成される中空部の形状的な歪みを防止することができ、半導体装置の製造プロセスと整合性のよい、安定した性能を有する小型なコンデンサを備えた音響感応装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。以下の図面においては、説明の簡略化のため、実質的に同一の機能を有する構成要素を同一の参照符号で示す。なお、本発明は以下の実施形態に限定されない。
【００３８】
（第１の実施形態）
図３は、本発明の第１の実施形態におけるコンデンサ（例えばコンデンサマイクロホン）を備えた音響感応装置１０の構成を模式的に示した断面図である。
【００３９】
図３に示すように、本発明のおけるコンデンサは、半導体基板１１上に形成された固定電極膜１２と、固定電極膜１２上に堆積された第１の層間絶縁膜１３を介して形成された振動電極膜１４と、第１の層間絶縁膜１３の固定電極膜１２と振動電極膜１４との間に位置する部位に形成された中空部１５とで構成されている。
【００４０】
また、第１の層間絶縁膜１３上に、振動電極膜１４を覆う第２の層間絶縁膜１６が形成されており、中空部１５は、第１の層間絶縁膜１３内に埋設された犠牲層（不図示）がエッチング除去されて形成されたものである。さらに、第１の層間絶縁膜１３及び第２の層間絶縁膜１６内には、犠牲層の周縁部に通じる貫通孔（エッチング材導入孔）１７が形成されており、第２の層間絶縁膜１６内に、中空部１５の上方にあって周縁がエッチング材導入孔１７の近傍まで延在して形成された引張応力膜１８が配設されている。
【００４１】
図３に示すように、犠牲層をエッチング除去する際に、振動電極膜１４がエッチングされないように、振動電極膜１４の周縁は、貫通孔１７から十分に離れて形成されているのに対し、中空部１５の上方に形成された引張応力膜１８は、その周縁が貫通孔１７の近傍まで延在して形成されている。
【００４２】
すなわち、引張応力膜１８は、貫通孔１７と中空部１５とを連結する連通孔２０上の第１の層間絶縁膜１３の部位（図中の円で囲われた領域Ａ）の上方にも延在して形成されている。これにより、中空部１５のみならず連通孔２０の上方に位置する第１の層間絶縁膜１３に、引張応力膜１８による引張り応力が及ぶことになるので、犠牲層のエッチング除去の際、連通孔２０上の第１の層間絶縁膜１３が弛むことによって、連通孔２０の一部が塞がるような現象を防止することができる。その結果、中空部１５の不完全なエッチング除去に伴う中空部１５の形状的な歪みを防止することができる。
【００４３】
以下、本実施形態の具体的な構成を、図３を参照しながら詳述する。
【００４４】
図３は、本発明におけるコンデンサの基本的な構成を示した断面図である。半導体基板（例えば、シリコン基板）１１上に、絶縁膜（例えばシリコン酸化膜）２１が形成され、その上に、例えば、多結晶シリコン膜からなる固定電極膜１２が形成されている。そして、固定電極膜１２上には、絶縁膜（例えばシリコン酸化膜）２２を介して、中空部１５が形成されている。中空部１５は、それに連結する連通孔２０とともに、固定電極膜１２上に形成された、例えば、シリコン酸化膜からなる第１の層間絶縁膜１３内に埋設された犠牲層（不図示）がエッチング除去されて形成されたものである。ここで、中空部のギャップの高さは、５００ｎｍ～１０００ｎｍ程度に設定されている。なお、連通孔２０は、図１（ｂ）に示すように、中空部１５の各辺から十字状に延びて形成されている。
【００４５】
第１の層間絶縁膜１３上には、例えば、多結晶シリコン膜からなる振動電極膜１４が形成され、振動電極膜１４は、例えば、シリコン酸化膜からなる第２の層間絶縁膜１６で覆われている。そして、第１の層間絶縁膜１３及び第２の層間絶縁膜１６内には、連通孔２０の終端部に通ずる貫通孔１７が形成され、第２の層間絶縁膜１６内には、例えば、シリコン窒化膜からなる引張応力膜１８が形成されている。ここで、引張応力膜１８の膜厚は、５０ｎｍ～１００ｎｍ程度に形成する。
【００４６】
本実施形態においては、引張応力膜１８は、第１の層間絶縁膜１３の上面に接して形成されており、さらに、振動電極膜１４の下面に接して形成されている。また、引張応力膜１８は、その面積が振動電極膜１４よりも大きく形成され、その周縁が貫通孔１７の近傍まで延在している。
【００４７】
これにより、連通孔２０の上方に位置する第１の層間絶縁膜１３に対して、引張応力膜１８による引張り応力が直接的に付与されるので、第１の層間絶縁膜１３の弛みを効果的に防止することができる。また、振動電極膜１４に対しても、引張応力膜１８による引張り応力が付与されるので、振動電極膜１４の張り強度も併せ大きくすることができる。
【００４８】
ところで、引張応力膜１８の配設は、図３に示したような場所に限らず、本発明の効果を奏する範囲内において、種々の場所に配設することができる。以下、それらの変形例を、図４～図７を参照しながら説明する。
【００４９】
図４は、本実施形態の第１の変形例を示した断面図で、引張応力膜１８の周縁を、貫通孔１７を越えてさらに延在させて形成した点が異なる。引張応力膜１８をこのように形成することによって、連通孔２０の上方に位置する第１の層間絶縁膜１３の全領域に対して、引張応力膜１８による引張り応力を付与することができ、第１の層間絶縁膜１３の弛みをより効果的に防止することができる。なお、この場合、貫通孔１７は、引張応力膜１８も貫通して形成する必要があるが、引張応力膜１８の膜厚は、第１の層間絶縁膜１３及び第２の層間絶縁膜１６の膜厚に比して十分に薄いので、貫通孔１７の形成に支障が生じることない。
【００５０】
なお、本変形例においては、引張応力膜１８は、貫通孔１７と接するため、後述する犠牲層をエッチング除去する工程において、引張応力膜１８と犠牲層とのエッチング選択比が大きいエッチング条件で行うことが好ましい。
【００５１】
図５は、本実施形態の第２の変形例を示した断面図で、振動電極膜１４を、引張応力膜１８と離した位置に形成している点が異なる。上述のように、引張応力膜１８は、振動電極膜１４の張り強度を高める作用も及ぼすが、引張応力膜１８の最適な膜厚や面積は、振動電極膜１４とは関係なく決められることから、必ずしも、振動電極膜１４に対して所望の張り強度を与えることにはならない。そこで、振動電極膜１４を引張応力膜１８と離して形成し、振動電極膜１４には別途、振動電極膜１４に所望の張り高度を与える引張応力膜（不図示）を形成するようにしたものである。
【００５２】
図６は、本実施形態の第３の変形例を示した断面図で、引張応力膜１８を振動電極膜１４の上面に接して形成した点が異なる。本発明において、引張応力膜１８は、必ずしも第１の層間絶縁膜１３の上面に接して形成される必要はなく、引張応力膜１８の引張り応力は、第２の層間絶縁膜１６を介しても、第１の層間絶縁膜１３に及ぼすことができる。その一方、コンデンサの容量を高めるためには、固定電極膜１２と振動電極膜１４との距離を出来るだけ狭くしたいという要請があり、本変形例は、その要請を満たすものである。
【００５３】
図７は、本実施形態の第４の変形例を示した断面図で、振動電極膜１４の上面及び側面にも引張応力膜（例えばシリコン窒化膜）２３、２４をさらに形成した点が異なる。このような構成にすることによって、振動電極膜１４の張り強度を高めることができると共に、振動電極膜１４の全ての面が引張応力膜１８、２３、２４で被覆されるので、犠牲層をエッチング除去する際に、振動電極膜１４を保護する第２の層間絶縁膜１６の一部がエッチングされて、それにより、振動電極膜１４もエッチングされるのを防止することができる。
【００５４】
（第２の実施形態）
本発明におけるコンデンサを備えた音響感応装置の製造方法について、図８（ａ）～図９（ｂ）に示した工程断面図を参照しながら説明する。なお、本実施形態では、本発明に係わるコンデンサに加え、半導体基板に、振動電極膜の振動によって変動したコンデンサの出力信号を検出する検出回路（ＭＯＳＦＥＴで構成）が集積された音響感応装置を例に説明する。
【００５５】
先ず、図８（ａ）に示すように、シリコン基板１１の表面上に、シリコン酸化膜を選択的に形成して素子分離領域２１を形成する。続いて、シリコン基板１１上にゲート絶縁膜を形成した後、多結晶シリコン膜を堆積し、リソグラフィ法及びドライエッチング法を用いて、ゲート絶縁膜上にゲート電極膜３０、素子分離領域２１上に固定電極膜１２を形成する。続いて、ゲート電極膜３０をマスクに、シリコン基板１１の表面にイオン注入を行って、ソース、ドレイン拡散層３１ａ、３１ｂを形成する。その後、プラズマＣＶＤ法を用いてシリコン基板１１上に、シリコン酸化膜２２を堆積させ、さらにその上に、ＣＶＤ法を用いて、中空部１５を形成するための犠牲層、例えば多結晶シリコン膜１９を形成する。
【００５６】
次に、図８（ｂ）に示すように、犠牲層１９を、リソグラフィ法及びドライエッチング法を用いて、中空部１５及び連通孔２０に相当する形状に加工する。続いて、ＣＶＤ法を用いて、犠牲層１９を完全に覆うようにシリコン酸化膜（第１の層間絶縁膜）１３を形成した後、エッチバック法又は化学機械的研磨（ＣＭＰ）法を用いて、シリコン酸化膜１３の表面を平坦化する。その後、ＣＶＤ法を用いて、シリコン酸化膜１３上に、シリコン窒化膜からなる引張応力膜１８を形成する。引き続き、ＣＶＤ法を用いて、引張応力膜１８上に、多結晶シリコン膜からなる振動電極膜１４及びシリコン窒化膜２３を積層する。このとき、引張応力膜１８の面積は、振動電極膜１４の面積よりも大きく形成される。
【００５７】
次に、図８（ｃ）に示すように、ＣＶＤ法を用いて、振動電極膜１４を覆うように、シリコン酸化膜１３上に、シリコン酸化膜１６（第２の層間絶縁膜）を形成した後、エッチバック法又はＣＭＰ法を用いて、シリコン酸化膜１６の表面を平坦化する。続いて、リソグラフィ法及びドライエッチング法を用いて、シリコン酸化膜１３、１６にコンタクトホールを形成する。その後、スパッタリング法又はＣＶＤ法を用いて、コンタクトホール内を含めてチタンおよびタングステンからなる導電体膜を堆積した後、エッチバック法又はＣＭＰ法を用いて、コンタクトホール内に導電体膜を埋め込み、固定電極膜１２、振動電極膜１４、及びＭＯＳＦＥＴのゲート電極３０等に接続するビア４０、４１、４２を形成する。
【００５８】
次に、図９（ａ）に示すように、スパッタリング法を用いて、シリコン酸化膜１６上にチタン、窒化チタン、アルミニウムからなる積層膜を堆積した後、リソグラフィ法及びドライエッチング法を用いて、電極配線４３を形成する。続いて、ＣＶＤ法を用いて、電極配線４３上にシリコン窒化膜からなる保護膜４４を堆積させた後、リソグラフィ法及びドライエッチング法を用いて、所定の電極パッドの表面を露出するように保護膜４４の一部を除去する。
【００５９】
次に、図９（ｂ）に示すように、リソグラフィ法及びドライエッチング法を用いて、シリコン酸化膜１３、１６、及び保護膜４４内に、犠牲層１９に通ずる貫通孔１７を形成する。続いて、貫通孔１７から、三塩化フッ素またはフッ化キセノンガスを導入して、犠牲層１９を構成する多結晶シリコン膜を除去することによって中空部１５及び連通孔２０を形成して、コンデンサを備えた音響感応装置１０を完成する。
【００６０】
以上、本発明を好適な実施形態により説明してきたが、こうした記述は限定事項ではなく、勿論、種々の改変が可能である。
【００６１】
例えば、本発明においては、犠牲層と振動電極膜とが同じ材料（例えば、多結晶シリコン膜）で構成されている場合、犠牲層に通ずる貫通孔は、必然的に振動電極膜から離れた位置に形成されることを前提に説明したが、必ずしも、そうような場合に限定されるものでない。犠牲層と振動電極膜の材料が異なり、振動電極膜に貫通孔を形成することに制約がない場合であっても、振動電極膜に貫通孔を設けることによって、振動電極膜の振動特性が劣化する等の問題を回避するために、振動電極膜には貫通孔を設けず、動電極膜から離れた位置に貫通孔を形成する場合にも、本発明を適用することができる。
【００６２】
また、本実施形態においては、固定電極膜を、半導体基板上に形成された多結晶ポリシリコン膜で構成するようにしたが、これに限らず、例えば、半導体基板の表面に形成された拡散層で構成するようにしてもよい。
【００６３】
また、本実施形態においては、中空部は、犠牲層をドライエッチングで除去することによって形成したが、犠牲層をウエットエッチングで除去して形成されたものであってもよい。
【００６４】
さらに、本実施形態において、コンデンサとして、コンデンサマイクロホンを例示したが、それに限らず、圧力センサ、加速度センサ等のデバイスにも適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明に係わる音響感応装置によれば、半導体装置の製造プロセスと整合性のよい、安定した性能を有する小型なコンデンサを備えた音響感応装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明におけるコンデンサの一般的な構成を示した図で、（ａ）はコンデンサの断面図、（ｂ）はコンデンサの平面図である。
【図２】本発明におけるコンデンサの課題を説明した図である。
【図３】本発明の第１の実施形態における音響感応装置の構成を模式的に示した断面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態における第１の変形例を示した断面図である。
【図５】本発明の第１の実施形態における第２の変形例を示した断面図である。
【図６】本発明の第１の実施形態における第３の変形例を示した断面図である。
【図７】本発明の第１の実施形態における第４の変形例を示した断面図である。
【図８】（ａ）～（ｃ）は、本発明の第２の実施形態における音響感応装置の製造方法を示した工程断面図である。
【図９】（ａ）～（ｂ）は、本発明の第２の実施形態における音響感応装置の製造方法を示した工程断面図である。
【図１０】従来のエアギャップ構造を有したコンデンサの構成を示した断面図である。
【図１１】（ａ）～（ｄ）は、従来のエアギャップ構造を有したコンデンサの製造方法を示した工程断面図である。
【符号の説明】
【００６７】
１０音響感応装置
１１半導体基板
１２固定電極膜
１３第１の層間絶縁膜
１４振動電極膜
１５中空部
１６第２の層間絶縁膜
１７貫通孔（エッチング材導入孔）
１８引張応力膜（シリコン窒化膜）
１９犠牲層（多結晶シリコン膜）
２０連通孔
２１素子分離領域
２３、２４引張応力膜（シリコン窒化膜）
３１ａ、３１ｂドレイン拡散層
４０、４１、４２ビア
４３電極配線
４４保護膜

【出願人】	【識別番号】０００００５８２１【氏名又は名称】松下電器産業株式会社
【出願日】	平成１８年６月２７日（２００６．６．２７）
【代理人】	【識別番号】１０００７７９３１【弁理士】【氏名又は名称】前田弘【識別番号】１００１１０９３９【弁理士】【氏名又は名称】竹内宏【識別番号】１００１１０９４０【弁理士】【氏名又は名称】嶋田高久【識別番号】１００１１３２６２【弁理士】【氏名又は名称】竹内祐二【識別番号】１００１１５０５９【弁理士】【氏名又は名称】今江克実【識別番号】１００１１５６９１【弁理士】【氏名又は名称】藤田篤史【識別番号】１００１１７５８１【弁理士】【氏名又は名称】二宮克也【識別番号】１００１１７７１０【弁理士】【氏名又は名称】原田智雄【識別番号】１００１２１７２８【弁理士】【氏名又は名称】井関勝守【識別番号】１００１２４６７１【弁理士】【氏名又は名称】関啓【識別番号】１００１３１０６０【弁理士】【氏名又は名称】杉浦靖也
【公開番号】	特開２００８－１０９６１（Ｐ２００８－１０９６１Ａ）
【公開日】	平成２０年１月１７日（２００８．１．１７）
【出願番号】	特願２００６－１７６８１８（Ｐ２００６－１７６８１８）