特許ウォッチ

公開番号2025093569
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-24
出願番号2023209304
出願日2023-12-12
発明の名称圧電センサ
出願人株式会社デンソー,トヨタ自動車株式会社,株式会社ミライズテクノロジーズ,日清紡マイクロデバイス株式会社
代理人弁理士法人ゆうあい特許事務所
主分類H10N 30/87 20230101AFI20250617BHJP()
要約【課題】配線層と電極膜との接続不良が発生することを抑制する。
【解決手段】コンタクトホール81aは、圧電膜50の面方向に対する法線方向において、同じ電極膜62と重なるように複数形成され、複数のコンタクトホール81aは、圧電膜50の面方向における一方向の長さが互いに異なっていると共に、一方向の長さが長いほど深さが深くされており、電極膜62は、複数のコンタクトホール81aのうちの1つのコンタクトホール81aの底部から露出しており、配線層81bは、複数のコンタクトホール81aのそれぞれに配置され、電極膜62のうちのコンタクトホール81aから露出する部分と電気的に接続されるようにする。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
圧電センサであって、
電極膜（６１、６２）と、
前記電極膜上に積層され、前記電極膜を露出させるコンタクトホール（８１ａ、８２ａ）が形成された圧電膜（５０）と、
前記コンタクトホールに配置されて前記電極膜と電気的に接続される配線層（８１ｂ、８２ｂ）と、を備え、
前記コンタクトホールは、前記圧電膜の面方向に対する法線方向において、同じ前記電極膜と重なるように複数形成され、
複数の前記コンタクトホールは、前記圧電膜の面方向における一方向の長さ（ｄ１～ｄ３）が互いに異なっていると共に、前記一方向の長さが長いほど深さが深くされており、
前記電極膜は、複数の前記コンタクトホールのうちの１つの前記コンタクトホールの底部から露出しており、
前記配線層は、複数の前記コンタクトホールのそれぞれに配置され、前記電極膜のうちの前記コンタクトホールから露出する部分と電気的に接続されている圧電センサ。
続きを表示（約 440 文字）【請求項２】
複数の前記コンタクトホールの開口部は、面積が等しくされている請求項１に記載の圧電センサ。
【請求項３】
複数の前記コンタクトホールは、１つのコンタクトホールを基準コンタクトホールとして同心枠状に形成されている請求項１または２に記載の圧電センサ。
【請求項４】
複数の前記コンタクトホールは、１つのコンタクトホールを基準コンタクトホールとし、前記基準コンタクトホールと異なるコンタクトホールを他のコンタクトホールとすると、前記法線方向において、前記他のコンタクトホールが前記基準コンタクトホールの外縁部の一部に沿って形成され、
前記他のコンタクトホールは、前記外縁部に沿った方向に端部（８１２ｂ、８１３ｂ）を有しており、
前記配線層は、前記端部にも配置されている請求項１または２に記載の圧電センサ。
【請求項５】
前記圧電膜は、窒化スカンジウムアルミニウムで構成されている請求項１に記載の圧電センサ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、圧電センサに関するものである。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
従来より、窒化スカンジウムアルミニウム（以下では、単にＳｃＡｌＮともいう）等で構成される圧電膜、およびモリブデン等で構成される電極膜を用いた圧電センサが提案されている（例えば、特許文献１参照）。具体的には、この圧電センサは、支持体上に圧電膜や電極膜が積層されて構成されている。そして、この圧電センサでは、圧電膜に電極膜を露出させるコンタクトホールが形成されており、コンタクトホールに電極膜と接続される配線層が形成されている。
【０００３】
このような圧電センサは、次のように製造される。すなわち、複数のチップ形成領域を有するウェハ状の支持体を用意し、支持体上に圧電膜や電極膜を形成する。そして、このような圧電センサは、各チップ形成領域においてコンタクトホールや配線層を形成した後、各チップ形成領域がチップ単位に分割されることで製造される。なお、コンタクトホールは、ドライエッチングで形成される。
【０００４】
より詳しくは、この製造方法では、深い位置に配置されている電極膜を露出させるコンタクトホールを形成する場合、この電極膜の上方に、エッチングストッパ用のストッパ電極膜を配置するようにしている。なお、ストッパ電極膜は、同じ層に配置される他の電極膜と同様の構成とされる。そして、この製造方法では、ストッパ電極膜を利用して複数回のドライエッチングを行うことにより、深い位置に配置されている電極膜を露出させるコンタクトホールを形成するようにしている。
【０００５】
この製造方法では、コンタクトホールを形成する際、各チップ形成領域でエッチングレートがばらつく可能性があるが、ストッパ電極膜にて各チップ形成領域でのエッチングレートのばらつきを吸収するようにしている。これにより、各チップ形成領域でエッチングレートがばらついたとしても、コンタクトホールが電極膜を貫通し、コンタクトホールに配置される配線層と電極膜との接続不良が発生することを抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０２３－１５５９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、このような圧電センサは、例えば、振動領域を有するマイク等に適用される。この場合、振動領域にも電極膜が配置されるが、振動領域に配置される電極膜は、振動領域の変形を阻害し難くなるように、薄くすることが望まれる。
【０００８】
しかしながら、振動領域の電極膜を薄くすると、エッチングストッパとしてのストッパ電極膜も薄くなる。このため、コンタクトホールを形成する際のエッチングレートのばらつきによっては、ストッパ電極膜までのドライエッチングを行う際、コンタクトホールがストッパ電極膜を貫通してしまう可能性がある。特に、圧電膜をＳｃＡｌＮで構成すると共に電極膜をモリブデンで構成した場合には、圧電膜と電極膜とのエッチングレートの差が小さいため、エッチングレートの高いチップ形成領域では、コンタクトホールがストッパ電極膜を貫通する可能性がある。また、感度を向上させるために圧電膜を構成するＳｃＡｌＮのＳｃ濃度を高くすると、さらに圧電膜と電極膜とのエッチングレートの差が小さくなるため、コンタクトホールがストッパ電極膜を貫通する可能性が高くなる。このため、上記の製造方法では、配線層と電極膜との接続不良が発生することを十分に抑制できない可能性がある。
【０００９】
本開示は、配線層と電極膜との接続不良が発生することを抑制できる圧電センサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本開示の１つの観点によれば、圧電センサは、電極膜（６１、６２）と、電極膜上に積層され、電極膜を露出させるコンタクトホール（８１ａ、８２ａ）が形成された圧電膜（５０）と、コンタクトホールに配置されて電極膜と電気的に接続される配線層（８１ｂ、８２ｂ）と、を備え、コンタクトホールは、圧電膜の面方向に対する法線方向において、同じ電極膜と重なるように複数形成され、複数のコンタクトホールは、圧電膜の面方向における一方向の長さ（ｄ１～ｄ３）が互いに異なっていると共に、一方向の長さが長いほど深さが深くされており、電極膜は、複数のコンタクトホールのうちの１つのコンタクトホールの底部から露出しており、配線層は、複数のコンタクトホールのそれぞれに配置され、電極膜のうちのコンタクトホールから露出する部分と電気的に接続されている。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許