JP5067584B2 - 半導体センサ及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ダイアフラム（半導体薄膜の感応領域）を備えた半導体センサとその製造方法に関する。

半導体基板を用いた小型の圧力センサや振動センサ等では、圧力や振動を検出するためのダイアフラムを有している。半導体基板にダイアフラムを作製する方法としては、特許文献１及び２のように、絶縁層を介してＳｉ基板と薄膜層を貼り合わせたＳＯＩ（Silicon on Insulator）ウエハを用いる方法がある。

例えば、図１に示す特許文献１の半導体圧力センサでは、Ｓｉ基板１１（Ｓｉ層）の上に絶縁層１２（ＳｉＯ_２層）及びＳｉ薄膜層１３（Ｓｉ層）を積層したＳＯＩウエハを用いる。そして、Ｓｉ基板１１の下面からＳｉ基板１１及び絶縁層１２を部分的にエッチングし、空洞１４の上にＳｉ薄膜層１３からなるダイアフラム１５を形成し、ダイアフラム１５の縁に歪ゲージ１６を設けている。

さらに、特許文献１の半導体圧力センサでは、空洞１４内において、ウェットエッチングによりダイアフラム１５の下面を５〜１０μｍ程度エッチングしてダイアフラム１５の下面に窪み１７を掘り込んでいる。

特許文献１の圧力センサでダイアフラム１５の下面をエッチングしているのは、つぎの理由による。従来の圧力センサのうちには、絶縁層をエッチングすることなく残し、絶縁層とＳｉ薄膜層の２層構造からなるダイアフラムを形成したものがあった。しかし、このような圧力センサでは、絶縁層とＳｉ薄膜層との熱膨張係数の差のためにダイアフラムが歪んで温度特性を持ち、またダイアフラムの撓みによって絶縁層にクラックが生じ、そのクラックがＳｉ薄膜層にまで広がってダイアフラムが破損する恐れがあった。そのため、特許文献１の圧力センサでは、空洞１４内の絶縁層１２を除去し、さらにダイアフラム１５の下面もエッチングして窪み１７を掘り込むことで絶縁層１２を完全に除去している。

同様に、特許文献２の圧力センサでも、ＳＯＩウエハの下面からエッチングしてＳｉ基板と絶縁層を部分的にエッチング除去することでダイアフラムを形成し、さらにダイアフラムの下面をエッチングして窪みを掘り込んでいる。

特許第３５０６９３２号公報 特開２００２−２０８７０８号公報

特許文献１、２に開示された圧力センサでは、ダイアフラムの下面に窪みを掘り込む際、時間管理によってエッチング深さを制御している。しかし、時間管理をいかに正確に行ったとしても、ダイアフラムのエッチング工程におけるさまざまな変動要因は避けることができず、窪みの深さにばらつきが発生し、ダイアフラムの厚みを均一にすることが困難であった。そして、ダイアフラムの厚みにばらつきが発生すると、圧力センサの感度ばらつきとなって表れてしまうという恐れがあった。

また、ダイアフラムの下面に窪みを設けることによって窪み内にコーナー部（内隅部）が生じるため、ダイアフラムが変形するときにコーナー部に応力が集中しやすく、このコーナー部からダイアフラムが破損するおそれがあった。

本発明は、このような技術的課題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところはダイアフラムが破損しにくく、しかもセンサ感度のばらつきも小さな半導体センサとその製造方法を提供することにある。

本発明にかかる半導体センサは、基台となる第１の半導体層と、前記第１の半導体層の上に形成された絶縁層と、前記絶縁層の上に形成された第２の半導体層とを備え、前記第１の半導体層の下面から上面にかけて凹部が形成され、前記凹部の外周部の上方においては前記第２の半導体層が前記絶縁層によって覆われ、前記凹部の外周部を除く領域の上方では前記第２の半導体層の感応領域が前記絶縁層から露出しており、前記感応領域の膜厚は、前記第２の半導体層の感応領域以外の領域の膜厚と等しく、前記凹部の外周部の上方において前記第２の半導体層を覆っている前記絶縁層は、前記凹部の上端縁から前記凹部の中心部へ向かうほど膜厚が薄くなっており、かつ、前記凹部の縁と前記凹部の中心部を結ぶ方向を含む断面において、前記絶縁層の下面が窪むように湾曲しており、前記絶縁層の下面に形成された窪みは前記凹部の上端縁と同じ位置から開始していて前記絶縁層が前記第１の半導体基板の上面における前記凹部の上端縁に隣接する領域を覆っていることを特徴としている。

本発明の半導体センサにあっては、第２の半導体層の感応領域（ダイアフラム）の大部分で絶縁層が除去されているので、感応領域の下面全体を絶縁層で覆った場合のように感応領域と絶縁層との熱膨張係数の差によって半導体センサに温度特性が生じにくく、また、絶縁層から感応領域にクラックが広がったりすることがない。

さらに、本発明の半導体センサにおいては、第２の半導体層の感応領域の外周部が、感応領域の下面にわずかに残った絶縁層で覆われ、その絶縁層で補強されているので、感応領域が変形を繰り返しても破損しにくくなる。よって、本発明によれば、第２の半導体層の感応領域が破損しにくくなる。しかも、感応部の下面を掘り込んで感応部の膜厚を薄くする必要もないので、半導体センサの感度がばらつくおそれが小さくなる。
しかも、前記凹部の上方の外周部において第２の半導体層を覆っている絶縁層は、凹部の縁から凹部の中心部へ向かうほど膜厚が薄くなっているので、感応領域の変形が絶縁層によって阻害されにくくなる。

また、本発明にかかる半導体センサにおいては、前記感応領域の膜厚が前記第２の半導体層の感応領域以外の領域の膜厚と等しくて、第２の半導体層の感応領域がエッチングによって感応領域以外の領域よりも薄くなっていないので、感応領域の膜厚のばらつきのために半導体センサの感度がばらつく恐れが小さくなる。さらに、第２の半導体層の下面が平坦であるためにコーナー部による応力集中も生じにくく、感応領域が破損しにくくなる。

本発明にかかる半導体センサの製造方法は、本発明にかかる半導体センサを製造するための方法であって、ＳｉＯ_２からなる前記絶縁層を介してＳｉからなる前記第１の半導体層とＳｉからなる前記第２の半導体層を貼り合わせたＳＯＩ基板の前記第１の半導体層の下面にマスキング手段を形成し、前記凹部を形成しようとする箇所において前記マスキング手段に開口をあける工程と、前記マスキング手段の開口を通して前記第１の半導体層をドライエッチング又はウェットエッチングし、エッチングされた凹部内に前記絶縁層を露出させる工程と、前記凹部内に露出した前記絶縁層の中央部が周辺部より薄くなるようにして、かつ、前記絶縁層の下面が窪んだ湾曲面となるようにして厚み方向の途中まで前記絶縁層をドライエッチングする工程と、前記絶縁層のドライエッチング工程で前記絶縁層をドライエッチングしたよりもＳｉＯ_２とＳｉとの選択比の高いドライエッチングにより前記絶縁層をエッチングし、前記凹部の中央部の上方で前記第２の半導体層が前記絶縁層から露出するとともに、前記凹部の上端縁から前記凹部の中心部へ向かうほど膜厚が薄くなるようにして前記凹部の外周部の上方に前記絶縁層が残っており、かつ、前記凹部の縁と前記凹部の中心部を結ぶ方向を含む断面において前記絶縁層の下面が窪むように湾曲しており、前記絶縁層が前記第１の半導体基板の上面における前記凹部の上端縁に隣接する領域を覆っていて前記絶縁層の下面に形成された窪みが前記凹部の上端縁と同じ位置から開始している段階でドライエッチングを停止する工程とを備えたことを特徴としている。

本発明の半導体センサの製造方法によれば、上記のような作用効果を有する本発明の半導体センサを製造することができる。さらに、絶縁層をエッチングする際には、比較的速いエッチング速度で途中まで絶縁層をドライエッチングし、ついで比較的選択比の高いエッチングで残りの絶縁層を除去しているので、比較的短い製造時間にて凹部内の上面中央部で第２の半導体層を絶縁層から露出させ、かつ、凹部内の上面外周部に絶縁層を残すことができる。さらに、速いエッチングから遅いエッチングに切り換えるタイミングを調整することで、感応領域の外周部に残る絶縁層の形状や寸法を調整することができる。

なお、本発明における前記課題を解決するための手段は、以上説明した構成要素を適宜組み合せた特徴を有するものであり、本発明はかかる構成要素の組合せによる多くのバリエーションを可能とするものである。

図１は、従来の圧力センサの構造を示す断面図である。 図２は、本発明の実施形態１による圧力センサを示す断面図である。 図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）は、実施形態１の圧力センサの製造方法を示す概略断面図である。 図４は、補強部の残幅が０μｍ、５０μｍ、１００μｍの各場合について、ダイアフラムの中心から測った距離と、その距離における応力との関係を表した図である。 図５は、補強部の残幅が５０μｍ、１００μｍの各場合について、ダイアフラムの中心から測った距離と、その距離におけるダイアフラムの膜方向における比変位量との関係を表した図である。 図６は、本発明の実施形態２による圧力センサの断面図である。 図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）は、実施形態２の圧力センサの製造方法を示す概略断面図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態を説明する。

（第１の実施形態）
図２は本発明の実施形態１による半導体センサ、すなわち圧力センサ２１を示す断面図である。図２に従って圧力センサ２１の構造を説明する。

図２に示すように、この圧力センサ２１は、ＳＯＩ基板を用いて作製されている。ＳＯＩ基板は、Ｎ型Ｓｉ基板２２（第１の半導体層）とＮ型Ｓｉ薄膜２４（第２の半導体層）をＳｉＯ_２膜２３（絶縁層）を介して貼り合わせたものである。圧力センサ２１は、Ｓｉ薄膜２４の一部によって形成された円形のダイアフラム２５（Ｓｉ基板２２に固定されていない感応領域）を有しており、ダイアフラム２５は検知対象の圧力によって膜方向に微小変位する。

圧力センサ２１は、ダイアフラム２５の下面に対応して、Ｓｉ基板２２の下面からＳｉＯ_２膜２３の上面にかけて形成された円柱状の凹部２６（キャビティ）を有している。凹部２６の上面外周部においては、ＳｉＯ_２膜２３がダイアフラム２５の下面外周部を覆っており、凹部２６の上面のうち外周部を除く領域ではダイアフラム２５の下面全体が露出している。また、ダイアフラム２５の下面外周部を覆っているＳｉＯ_２膜２３は、下面にテーパーを有しており、ダイアフラム２５の外周端からダイアフラム２５の中心側へ向かうに従って、次第に膜厚が薄くなっている。以下、ＳｉＯ_２膜２３によって形成された、ダイアフラム２５の下面外周部を覆う部分を補強部２３ａということにする。

Ｓｉ薄膜２４の表層部及び上面には、圧力によるダイアフラム２５の撓みを検知するため、ゲージ抵抗を用いた歪み検知回路（例えば、ブリッジ回路）が構成されている。歪み検知回路は複数個のゲージ抵抗によって構成されているが、図２にはそのうちの２つのゲージ抵抗３０Ａ、３０Ｂだけを表している。

ゲージ抵抗３０Ａは、Ｐ^＋型拡散抵抗層からなる抵抗２８ａ、２９ａ間にピエゾ抵抗２７ａを形成したものである。ゲージ抵抗３０Ｂは、Ｐ^＋型拡散抵抗層からなる抵抗２８ｂ、２９ｂ間にピエゾ抵抗２７ｂを形成したものである。この他のゲージ抵抗も同様な構造を有している。

これらのゲージ抵抗３０Ａ、３０Ｂ、…は、金属膜からなる配線パターン３１により接続されて歪み検知回路が構成されている。ダイアフラム２５の上面を除く領域においてＳｉ薄膜２４の上面は絶縁被膜４１により覆われており、配線パターン３１は、ダイアフラム２５の外側の領域で絶縁被膜４１の上面に配置され、端部を抵抗２９ａ、２９ｂ、…に接続されている。また、ダイアフラム２５の上面を除く領域においては、抵抗２９ａ、２９ｂ、…の一部や配線パターン３１を覆うようにして、絶縁被膜４１の上方を保護膜４２で覆っている。なお、歪み検知回路はゲージ抵抗３０Ａ、３０Ｂ、…や配線パターン３１の組合せによって構成されているが、歪み検知回路の具体的な構成は本発明に本質的なものではないので、詳細は省略する。

つぎに、実施形態１の圧力センサ２１の製造方法を図３により説明する。図３（ａ）に示すものは、Ｎ型Ｓｉ基板２２とＮ型Ｓｉ薄膜２４をＳｉＯ_２膜２３を介して貼り合わせたＳＯＩ基板である。ＳＯＩ基板のＳｉ薄膜２４の上面には、ゲージ抵抗３０Ａ、３０Ｂ、…や絶縁被膜４１、配線パターン３１、保護膜４２などからなる歪み検知回路が形成されており、これらを保護するために、これらの上からＳｉ薄膜２４の上面全体を表面保護膜４３によって覆っている。なお、実際には、ＳＯＩウエハを用いて複数個の圧力センサ２１を一度に複数個作製するが、図３（ａ）〜（ｅ）においては、１個の圧力センサ２１だけを示している。

まず、図３（ｂ）に示すように、Ｓｉ基板２２の下面全面にレジスト４４を塗布し、レジスト４４を焼成して硬化させた後、フォトリソグラフィ技術を用いて凹部２６を形成しようとする位置においてレジスト４４に開口４５をあける。ここで用いたレジスト４４は、ドライエッチングプロセスに耐性を有するものである。

ついで、ドライエッチングプロセスにより、レジスト４４の開口４５を通してＳｉ基板２２を異方性エッチングして凹部２６を掘り進め、図３（ｃ）のようにＳｉＯ_２膜２３の下面が露出するまでエッチングを行う。このときＳｉＯ_２膜２３はエッチングストップ層として働くので、凹部２６内でＳｉＯ_２膜２３の全体が露出した状態でエッチングが停止する。ドライエッチングプロセスとしては、Deep-RIE（反応性イオンエッチング）などの方法を用いる。

さらに、ドライエッチングプロセスにより、レジスト４４の開口４５を通してＳｉＯ_２膜２３をエッチングする。このとき、ＳｉＯ_２膜２３のエッチングを以下に述べるように２段階に分けてドライエッチングを行う。

まず第１段階のドライエッチングでは、ＳｉＯ_２膜２３の途中までを比較的速いエッチングレートでエッチングを行う。ここでドライエッチングによって図３（ｄ）のような構造の凹部２６を作製する場合、エッチング用イオンは凹部２６の側壁に反射して中央部に集まる傾向がある。そのため、中央部でエッチングの進行が速く、周辺部でエッチングの進行が遅くなる。したがって、図３（ｄ）に示すように、ＳｉＯ_２膜２３はドライエッチングによって中央部が周辺部より薄くなる。第１段階のドライエッチングでは、ＳｉＯ_２とＳｉのエッチングレートの比（エッチング選択比）によらずエッチングレートができるだけ速くなるエッチング条件を用いることにより、工程時間の短縮を図ることができる。

ついで、凹部２６の中央部でＳｉ薄膜２４が露出する直前の適当なタイミングで、第１段階よりエッチング選択比の高い（すなわち、ＳｉＯ_２のエッチングレートがＳｉのエッチングレートより速い）第２段階のエッチングに切り換える。この第２段階のエッチングでも第１段階と同様に中央部でエッチングの進行が速く、周辺部でエッチングの進行が遅くなる。しかし、中央部でＳｉ薄膜２４が露出した後はＳｉ薄膜２４よりＳｉＯ_２膜２３のエッチングが速くなるため、図３（ｅ）に示すように、周辺を除く領域ではＳｉＯ_２膜２３が完全にエッチング除去されてダイアフラム２５の下面が露出し、周辺部にはＳｉＯ_２膜２３がわずかに残って補強部２３ａとなる。この周辺部に残ったＳｉＯ_２膜２３は、外側ほどエッチングが遅いので下面にテーパーが付き、外側から内側に向かい従って膜厚が薄くなる。また、周辺部に残る補強部２３ａの形状は、第２段階のエッチングを停止するタイミングによって形状を調整することができる。

この後、下面のレジスト４４と上面の表面保護膜４３をドライエッチング又はウェットエッチングにより除去して圧力センサ２１を得る。

なお、上記製造方法においては、凹部を形成するためにドライエッチングを用いたが、ＴＭＡＨやＫＯＨなどを用いたウェットエッチングでも差し支えない。ドライエッチングでは、後工程として洗浄を必要としない、レジストとの選択性が高い、微細加工が可能であるといった利点があり、ウェットエッチングでは装置が安価になるという利点がある。

本実施形態の圧力センサ２１は、以下のような作用効果を奏する。
ダイアフラム２５の外周端は、ＳｉＯ_２膜２３ないしＳｉ基板２２に固定されていてダイアフラム２５の変形時に応力集中が起きやすいので、ダイアフラム２５にクラックが発生したり破壊したりする恐れがある。しかし、圧力センサ２１では、凹部２６の上面外周部にテーパー状をした補強部２３ａを有しているので、大きな応力が集中しやすいダイアフラム２５の外周端が補強部２３ａによって補強される。そのため、ダイアフラム２５の応力集中部分の強度を向上させることができ、それに伴って圧力センサ２１の信頼性を向上させることができる。特に、補強部２３ａはテーパー状となっていて先へ行くほど次第に厚みが薄くなっているので、応力を分散させてダイアフラム２５の破損を防止するのに最適な形状となっている。

また、この圧力センサ２１では、ダイアフラム２５の下面がエッチングされておらず、ダイアフラム２５の膜厚がＳｉ薄膜２４の固定部分の膜厚と等しくなっている。そのため、製造プロセスにおいて発生するダイアフラム２５の膜厚ばらつきにより圧力センサ２１の感度が変化しにくく、感度特性の安定したダイアフラム構造を実現することができる。

また、エッチングを停止するタイミングを調整することによって補強部２３ａのテーパー形状を制御することができるので、補強部２３ａのテーパー量を変化させることにより用途に応じた必要感度と信頼性を得ることができる。

また、実施形態１の圧力センサ２１では、下面から凹部２６をエッチングする際には、ダイアフラム２５に対して垂直に近い状態で凹部２６を加工することができるので、圧力センサ２１のサイズを小型化でき、低コスト化を実現できる。

つぎに、シミュレーションにより、補強部２３ａの残幅Ｓとダイアフラム２５の特性との関係を検討した結果を説明する。ここで、補強部２３ａの残幅Ｓとは、図２に示すように、凹部２６の側面から補強部２３ａの先端まで測った水平距離である。また、シミュレーションに用いたダイアフラム２５の半径は４００μｍである。

図４は、補強部２３ａの残幅Ｓが０μｍ、５０μｍ、１００μｍの各場合について、ダイアフラム２５の中心から測った距離と、その距離における応力（計算値）との関係を計算した結果を表す。

この応力とは、ダイアフラム２５の下面にある大きさの圧力が加わったときにダイアフラム２５の面方向と平行に働く応力を表しており、引張応力の場合を正値とし、圧縮応力の場合を負値としている。ダイアフラム２５に応力が加わるとき、ダイアフラム２５の中央部付近では引張応力が、端部付近では圧縮応力が働く。

図４によれば、ダイアフラム２５の固定端である４００μｍの位置において応力が最も大きくなっている。また、補強部２３ａの残幅Ｓが５０μｍと１００μｍの場合を比較すれば、残幅Ｓが大きい方がダイアフラム２５にかかる応力が減少していることが分かる。

図５は、補強部２３ａの残幅Ｓが０μｍ、５０μｍ、１００μｍの各場合について、ダイアフラム２５に等しい圧力が加わってダイアフラム２５が撓んだと想定したときの変位量を計算し、その値に基づき、そのときのダイアフラム２５の中心から測った距離と、その距離における残幅Ｓが５０μｍと１００μｍのダイアフラム２５の比変位量（膜方向における変位量の比）との関係を計算した結果を表す。

図５に示した比変位量は、つぎのように定義される量である。残幅Ｓ＝０μｍのダイアフラム２５における膜方向の変位量をｄ_０、残幅Ｓ＝５０μｍの補強部２３ａを有するダイアフラム２５の、同じ位置における膜方向の変位量をｄ_５０と表したとき、残幅Ｓが５０μｍの補強部２３ａを有するダイアフラム２５の比変位量は、
１００×（ｄ_５０−ｄ_０）／ｄ_０［％］
で定義される。同様に、残幅Ｓが１００μｍの補強部２３ａを有するダイアフラム２５の比変位量は、そのダイアフラム２５の同じ位置における膜方向の変位量をｄ_１００として、
１００×（ｄ_１００−ｄ_０）／ｄ_０［％］
で定義される。

図５によれば、補強部２３ａの残幅Ｓが大きいほど、ダイアフラム２５の膜方向における変位量が減少しており、圧力センサ２１の感度が悪くなっていることが分かる。従って、補強部２３ａを設けるにあたっては、圧力センサ２１の感度と信頼性（耐久性）との要求スペックに応じて最適な残幅を決める必要がある。

（第２の実施形態）
図６に示すものは、本発明の実施形態２による圧力センサ５１を示す断面図である。この実施形態では、凹部２６がテーパーを有しており、凹部２６の水平断面積が下方へいくほど大きくなっている。

図７（ａ）〜（ｄ）は、この実施形態２の圧力センサ５１の製造方法を示す断面図である。図７（ａ）は実施形態１の製造方法において説明した図３（ｂ）のＳＯＩ基板と同じものであって、Ｓｉ基板２２の下面にはレジスト４４が形成され、レジスト４４には開口４５が開口されている。ただし、レジスト４４は、ウェットエッチングプロセスで用いるエッチャント、例えばＴＭＡＨやＫＯＨに対して耐性のあるものを用いる。

ついで、ウェットエッチングプロセスにより、レジスト４４の開口４５を通してＳｉ基板２２を異方性エッチングして凹部２６をテーパー状に掘り進め、図７（ｂ）のようにＳｉＯ_２膜２３の下面が露出するまでエッチングを行う。このときＳｉＯ_２膜２３はエッチングストップ層として働くので、凹部２６内でＳｉＯ_２膜２３の全体が露出した状態でエッチングが停止する。

さらに、ドライエッチングプロセスにより、レジスト４４の開口４５を通してＳｉＯ_２膜２３をエッチングし、凹部２６を形成する。このとき、実施形態１の場合と同様に、２段階に分けてドライエッチングを行う。

まず、第１段階のドライエッチングでは、ＳｉＯ_２膜２３の途中までを比較的速いエッチングレートでエッチングを行う。この第１段階のドライエッチングを行った結果、図７（ｃ）に示すように、ＳｉＯ_２膜２３はドライエッチングによって中央部が周辺部より薄くなる。

ついで、凹部２６の中央部でＳｉ薄膜２４が露出する直前の適当なタイミングで、第１段階よりエッチング選択比の高い（すなわち、ＳｉＯ_２のエッチングレートがＳｉのエッチングレートより速い）第２段階のエッチングに切り換える。この第２段階のドライエッチングでは、第１段階と同様に中央部でエッチングの進行が速く、周辺部でエッチングの進行が遅くなる。しかし、中央部でＳｉ薄膜２４が露出した後はＳｉ薄膜２４よりＳｉＯ_２膜２３のエッチングが速くなるため、図７（ｄ）に示すように、周辺を除く領域ではＳｉＯ_２膜２３が完全にエッチング除去されてダイアフラム２５の下面が露出し、周辺部にはＳｉＯ_２膜２３がわずかに残ってテーパー状の補強部２３ａとなる。

この後、下面のレジスト４４と上面の表面保護膜４３をドライエッチング又はウェットエッチングにより除去して圧力センサ５１を得る。

本発明の半導体センサは、圧力センサに限らずダイアフラムを備えた半導体センサであればどのようなものに対しても適用することができる。例えば、圧力センサ以外にも振動センサ、マイクロフォン、流量センサなどにも用いることができる。

２１、５１ 圧力センサ
２２ Ｓｉ基板
２３ ＳｉＯ_２膜
２３ａ 補強部
２４ Ｓｉ薄膜
２５ ダイアフラム
２６ 凹部

Claims (2)

1. 基台となる第１の半導体層と、
   前記第１の半導体層の上に形成された絶縁層と、
   前記絶縁層の上に形成された第２の半導体層とを備え、
   前記第１の半導体層の下面から上面にかけて凹部が形成され、
   前記凹部の外周部の上方においては前記第２の半導体層が前記絶縁層によって覆われ、前記凹部の外周部を除く領域の上方では前記第２の半導体層の感応領域が前記絶縁層から露出しており、
   前記感応領域の膜厚は、前記第２の半導体層の感応領域以外の領域の膜厚と等しく、
   前記凹部の外周部の上方において前記第２の半導体層を覆っている前記絶縁層は、前記凹部の上端縁から前記凹部の中心部へ向かうほど膜厚が薄くなっており、かつ、前記凹部の縁と前記凹部の中心部を結ぶ方向を含む断面において、前記絶縁層の下面が窪むように湾曲しており、前記絶縁層の下面に形成された窪みは前記凹部の上端縁と同じ位置から開始していて前記絶縁層が前記第１の半導体基板の上面における前記凹部の上端縁に隣接する領域を覆っていることを特徴とする半導体センサ。
2. 請求項１に記載した半導体センサの製造方法であって、
   ＳｉＯ_２からなる前記絶縁層を介してＳｉからなる前記第１の半導体層とＳｉからなる前記第２の半導体層を貼り合わせたＳＯＩ基板の前記第１の半導体層の下面にマスキング手段を形成し、前記凹部を形成しようとする箇所において前記マスキング手段に開口をあける工程と、
   前記マスキング手段の開口を通して前記第１の半導体層をドライエッチング又はウェットエッチングし、エッチングされた凹部内に前記絶縁層を露出させる工程と、
   前記凹部内に露出した前記絶縁層の中央部が周辺部より薄くなるようにして、かつ、前記絶縁層の下面が窪んだ湾曲面となるようにして厚み方向の途中まで前記絶縁層をドライエッチングする工程と、
   前記絶縁層のドライエッチング工程で前記絶縁層をドライエッチングしたよりもＳｉＯ_２とＳｉとの選択比の高いドライエッチングにより前記絶縁層をエッチングし、前記凹部の中央部の上方で前記第２の半導体層が前記絶縁層から露出するとともに、前記凹部の上端縁から前記凹部の中心部へ向かうほど膜厚が薄くなるようにして前記凹部の外周部の上方に前記絶縁層が残っており、かつ、前記凹部の縁と前記凹部の中心部を結ぶ方向を含む断面において前記絶縁層の下面が窪むように湾曲しており、前記絶縁層が前記第１の半導体基板の上面における前記凹部の上端縁に隣接する領域を覆っていて前記絶縁層の下面に形成された窪みが前記凹部の上端縁と同じ位置から開始している段階でドライエッチングを停止する工程と、
   を備えた半導体センサの製造方法。

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