CN101168437A - 功能元件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供便宜的MEMS功能元件，对于MEMS的功能元件的晶片级封装，可提高阳极接合的结合部的气密性。其具备功能元件、密封金属化膜、玻璃基板，其中，功能元件是采用加工法形成以Si为主体的基板，密封金属化膜是形成在该功能元件的外周，玻璃基板是利用阳极接合接合在该密封金属化膜上。在此密封金属化膜的表面部，在以Al为主成分的金属化膜上，形成以Sn、Ti中的至少一种为主成分的金属化膜或者它们的组合的金属化膜。

Description

功能元件
技术领域
本发明涉及成为MEMS(Micro Electro Mechanical Systems，微机电系统)的功能元件。在MEMS中，进行利用蚀刻来加工以Si为主体的基板的高频滤波器的制造，各种传感器、执行器的制造。
背景技术
在MEMS领域中，利用蚀刻技术加工以Si为主体的基材，来形成高频传感器、加速度或角速度的传感器、执行器等功能元件。在基材中，也经常使用Si晶片，在晶片内部有绝缘层，也经常使用所谓的SOI(Silicon on Insulator，绝缘硅)晶片。
手机等中所使用的高频滤波器，代表的有SAW(Surface Acoustic Wave，声表面波)滤波器。但是，近年，也使用FBAR(Film Bulk Acoustic Resonator，薄膜声体波谐振器)等。在SAW滤波器中，在压电元件基板上形成功能元件。另一方面，在FBAR滤波器中，其特点之一为在以Si为主体的基板上，形成压电膜来制造功能元件。在这样的高频滤波器中，为了确保功能元件的特性、可靠性，需要对功能元件部进行气密密封。
在MEMS制品中，加速度等传感器，作为形成功能元件的第1方式，有根据功能元件的运动变化来测量机器整体所负荷的加速度的方式。此时，作为功能元件用的电极是利用蚀刻来形成锤状或栉状的电极。作为第2方式，有从电阻变化来读取加速度的方式，该电阻变化是由于预先在梁上形成的对电阻所施加的负荷的形变而产生的。此时，对以Si为主体的基板实施利用蚀刻的贯通加工，通过薄梁形成紧夹锤的结构，在该梁上形成电阻体。无论是哪种方式，因为电极和锤的运动受到封装内的气压的影响，所以有必要进行封装内的气密密封。而且，近年，作为第3方式，开发出利用温度检测传感器来测定功能元件内的温度分布，从而检测加速度的方法。该例子是在以Si为主体的基板上形成中空结构，在其上形成薄的网目状的梁。在其梁的所定位置上形成温度检测传感器，而且，在一部分上形成热源。这样，封装内部的气体由于热源成为热的状态，负荷加速度时，气体流动。通过测量其温度分布，检测出负荷的加速度。在这样的功能元件中，需要对封装气密密封。
无论怎样，具有MEMS这样的可动部的传感器或高频滤波器等，为了恒定地保持特性，而不能缺少对封装的气密密封。
作为用于进行这样的气密密封的现有技术，有将功能元件实装于陶瓷制的封装，然后，在其上使用焊料或低熔点玻璃来连接金属、陶瓷、玻璃等盖子的方法。但是，这些方法通常是个别地实装元件的方法。
近年，作为降低MEMS的功能元件的实装成本的方法之一，进行了以晶片状态来完成密封的尝试。为此，在形成功能元件的Si为主体的基板上，接合其他的晶片，进行气密密封是必要的。作为这样的例子，可以例举出如非专利文献1等。
非专利文献1：DIGEST OF TECHNICAL PAPERS 2002；IEEE InternationalSolid-State Circuits Conference 0-7803-7335-9/02/2002 IEEE
发明内容
作为利用晶片接合来气密密封功能元件的方法，有非专利文献1例举出的例子。此方法采用如下顺序。即，在Si晶片上的功能元件的外周实施厚的Au镀敷，进而，在其上重合别的Si晶片，边加压边加热到Au-Si的共晶温度(361℃)以上。这样一来，形成Au-Si共晶融体，将两晶片互相接合。但是，在此方法中，在晶片上必须厚厚地形成由Au镀敷所成的密封部的图案，要大量使用Au。因此，具有成本非常高的难处。
本发明抑制Au等贵金属的使用量，在功能元件的外周形成低成本的金属膜(在该技术领域中，通称为金属化。下面，简称为金属化膜)，接合其他的晶片来得到气密密封。
本发明的要点是在功能元件的外周形成密封金属化膜，对此密封金属化膜进行玻璃基板的阳极接合。密封金属化膜的结构，是在表面部上形成以Al为主成分的金属化膜，在其上形成以Sn、Ti之中的至少一种为主成分的金属化膜或者它们的组合的金属化膜。
功能元件的通常例子是使用至少表面为Si的基板。更具体来讲，是Si基板或SOI基板等。并且，此时，至少表面为Si的基板、第1密封用金属膜和玻璃基板所进行阳极接合时的反应生成物层，形成于该阳极接合后的所述第1密封用金属膜和玻璃基板的界面。由此，可以充分地密封。形成阳极接合时的反应生成物层，在以下的其他的诸方式中也基本相同。
所述第1密封用金属膜的代表的例子，是至少使用以Al为主成分的金属膜与以Ti为主成分的金属膜的层叠体的例子。此时，在所述金属膜的层叠体和玻璃基板之间，形成阳极接合时的反应生成物层。该反应生成物层可以称为以Ti为主成分的金属化膜。
所述第1密封用金属膜的其他例子，是至少使用以Al为主成分的金属膜与Sn为主成分的金属膜的层叠体的例子。此时，在以Al为主成分的金属膜和所述玻璃基板之间，形成阳极接合时的反应生成物层。该反应生成物层可以称为以Sn为主成分的金属化膜。
所述第1密封用金属膜的另外的例子，是至少使用以Al为主成分的金属膜与以Ti、Au和Sn为主成分的金属膜的层叠体的例子。并且，在以Al为主成分的金属膜和所述玻璃基板之间，形成阳极接合时的反应生成物。此反应生成物层可以是具有以Al、Ti、Sn的至少一种为主成分的化合物膜。
而且，在所述基板上，设置对第1密封用金属膜的粘合层，在实装过程中是有用的。其代表的例子是Ti膜。
关于功能元件的电极的取出，是在形成功能元件的晶片一侧以同样的金属化膜的结构形成电极，在玻璃基板上形成贯通孔，为了使贯通孔位于电极的内部而要进行位置对合，在电极金属化膜上将贯通孔周围的玻璃基板进行阳极接合，使得可以一边进行气密密封，一边取出电极。
更具体地陈述其代表例如下。即，所述玻璃基板在围绕所述功能元件的第1密封用金属膜的内侧，具有贯通孔，所述的至少表面为Si的基板上还形成配线用金属膜，该配线用金属膜导电性地连接所述功能元件，与所述配线用金属膜相连接进一步形成第2密封用金属膜。
所述第2密封用金属膜的相对于基板的平面位置是对应于所述玻璃基板的贯通孔的位置。并且，以所述功能元件部与所述玻璃基板相对的状态，所述的至少表面为Si的基板和所述玻璃基板，即使以所述第2密封用金属膜为媒介，也可通过阳极接合而接合，且所述的至少表面为Si的基板，所述第1和第2密封用金属膜和所述玻璃基板所进行阳极接合时的反应生成物层，形成于该阳极接合后的所述第1和第2密封用金属膜和所述玻璃基板的界面上。
利用本发明，可以提供便宜的MEMS的功能元件。这是因为能够将MEMS的功能元件一并以晶片的方式进行气密密封。
附图说明
图1表示本发明所涉及的功能元件的晶片级封装的概略的斜视图。
图2：例示切割位置，表示本发明所涉及的功能元件的晶片级封装的概略的斜视图。
图3A为在本发明的第一实施例中涉及的功能元件的制造工序顺序中例示的截面图。
图3B为在本发明的第一实施例中涉及的功能元件的制造工序顺序中例示的截面图。
图3C为在本发明的第一实施例中涉及的功能元件的制造工序顺序中例示的截面图。
图4为表示本发明的第一实施例所涉及的密封用金属化膜的层叠结构的截面图。
图5为表示本发明的第一实施例所涉及的密封用金属化膜的细节的截面图。
图6为表示本发明的第一实施例所涉及的密封用金属化膜的阳极接合时的情况的截面图。
图7为说明本发明的第一实施例所涉及的密封用金属化膜的气密密封的机理的截面图。
图8为表示本发明的第二实施例所涉及的密封用金属化膜的细节的截面图。
图9为说明本发明的第二实施例所涉及的密封用金属化膜的气密密封的机理的截面图。
图10是表示本发明的第3实施例所涉及的功能元件的截面图。
图11是表示本发明的第4实施例所涉及的功能元件的截面图。
具体实施方式
对本申请发明的诸实施例进行说明，但首先来说明所述金属化膜的细节。Al金属化膜的成分基本上纯Al是合适的。但是，为了控制Al金属化膜的硬度、结晶等，可以添加其他的元素。此时，实际情况是其他元素的添加量在10wt％以下，以使Al成分在90wt％以上。如果在Al金属化膜中添加10wt％以上的其他元素，因为多会产生它们与Al的合金、化合物等，可能会使Al金属化膜的表面粗度变大。而且，为了控制金属化膜的硬度和结晶，所添加的其他元素有Ti、Cr、V、W、Cu、Ni、Fe等。根据具体的要求，有时向Al中添加这些元素的至少一种。而且，所述Ti层、Sn层、Au层等，普遍意义上也存在含有杂质的情况。
在Al金属化膜上形成的Ti的厚度，基本上比Al金属化膜的表面凹凸厚。其理由是因为在阳极接合的过程中，Ti扩散至玻璃中，凸起部分的Ti逐渐失去而进行接合。为了在凸起部分完全消失、金属化膜整体被接合之前Ti仍在整体内残留，需要使Ti的厚度比Al金属化膜的凹凸厚。在后述实施例的阳极接合的详细地说明的部分中，以具体例子来详细进行说明。而且，Al金属化膜的选择在以下的发明方式中也同样充分地考虑。
Ti金属化膜基本上是Ti，但其中含有杂质。
上述Sn、Ti之中，至少一种为主成分的金属化膜，或者它们的组合的金属化膜，相当于所述阳极接合时的反应生成物膜，由以下方式的制造工序来形成。
(1)第1制造方法具有如下工序。具有在以Si为主体的基板上，形成Al为主成分的金属化膜的工序和连续形成Ti金属化膜的工序，还进一步具有在表面部的Ti金属化膜上将玻璃基板利用阳极接合来接合的工序。这样，形成以Ti为主成分的金属化膜。其详细方式，在实施例中有详细叙述。
(2)第2制造方法具有如下工序。具有在以Si为主体的基板上，形成Al为主成分的金属化膜的工序和随后形成Sn金属化膜的工序，具有边熔融表面部的Sn膜边利用阳极接合来接合玻璃基板的工序。这样，形成以Sn为主成分的金属化膜。
(3)第3制造方法具有如下工序。具有在以Si为主体的基板上，形成以Al为主成分的金属化膜的工序和随后形成Ti和Au金属化膜的工序，具有紧随其后的在Au金属化膜上形成Sn金属化膜的工序，具有边熔融Sn和Au的合金，边利用阳极接合来接合玻璃基板的工序。这样，形成在Ti、Al、Sn之中至少一种为主成分的化合物。其具体方式在实施例中有详述。
如果观察本发明的诸方式的截面结构，可以说此功能元件是将以Al为主成分的金属化膜的结晶粒界的凹陷部和玻璃基板之间的部分用Ti、Al、Sn、Au之中的至少一种为主成分的化合物来填充的功能元件。
实施例1
对本发明的第一实施例采用图1～图7来说明。图1是表示功能元件的晶片级封装的概要的斜视图，图2表示同样的晶片级封装的概要的斜视图，但例示了切割线。即，在图1的Si基板1上，形成功能元件2，在其外周形成密封用的金属化膜3。在此密封用金属化膜3上利用阳极接合来接合玻璃基板4。在阳极接合后，如图2所示，沿着密封用金属化膜之间所示的切割线30来切断，分割各功能元件2。在图2中，记载了1列的切割线作为例子。在各功能元件之间当然要进行蚀刻。根据制造的装置而异，但Si基板1可以是单结晶Si晶片、也可以是SOI晶片，哪种情况都是以Si为主体的基材。在本申请说明书中，含有这样的诸方式，称为以Si为主体的基材。
使用图3C来说明功能元件的详细结构。图3C是代表性的功能元件的截面图。在Si基板1上，形成夹于配线和电极8间的AlN压电膜9。在其下方，存在通过蚀刻Si基板1而形成的型腔5。导电性地连接配线和电极8的贯通电极6是通过贯通Si基板1来形成的。而且，在Si基板1的相对侧的表面，形成用于焊料连接等的电极块7。在这些功能元件的外周，在功能元件存在一侧的Si基板1表面上，形成密封用的金属化膜3。在该密封金属化膜3上，利用阳极接合来接合玻璃基板4。而且，Si基板1在表面上形成了用于绝缘的氧化物层等，但并未图示出来。
图4中例示了密封用的金属化膜的结构。图4是图3C的区域A的扩大图。在Si基板1上，形成用于密合的Ti膜10，在其上的Al膜11和Ti膜12，在该Ti膜12上，利用阳极接合来接合玻璃基板4。
参考图3A～图3C。对形成这样的结构的工序的例子进行说明。首先，利用光刻技术，在Si基板1上形成用于形成贯通电极6用的贯通孔的抗蚀刻掩模。接着，采用干式蚀刻技术，在Si基板上形成贯通孔30。为了绝缘，对Si基板1进行热氧化使表面形成热氧化膜31。接着，在贯通孔30的内部和其周围，用溅射等使Ti等金属化。这样，形成金属膜32。接着，在贯通孔30内部填充金属6。适于实施Cu、Ni等金属的镀敷。该贯通电极部6因为会对功能元件的气密性有影响，所以需要无间隙地填充。然后，研磨Si基板1的两面，除去凸起的金属镀敷来平坦化。而且，在以下的附图中，因为图会变得繁杂，所以省略了热氧化膜31和金属膜32的图示。
接着，使用湿式或干式的蚀刻法，形成型腔5(图3A)。在Si基板1上使用SOI晶片时，因为存在于基板中间的SiO2成为蚀刻终止，所以容易得到均一深度的型腔。使用Si晶片时，在型腔的的底部经常产生一些蚀刻粗糙。
然后，在该工序中为了使型腔不成为干扰，而在型腔内埋入了牺牲层，其在后续工序中除去。可以使用对其后的工序有充分耐受性的抗蚀刻材料。进而，研磨Si基板1来平坦化。
接着，利用光刻技术形成配线和电极8、电极块7的图案。此工序可以使用这样的方法：例如，用溅射形成金属化Ti后，在Ti表面实施Ni/Au镀敷。此时，制成Ti(0.1)、Ni(2)、Au(2)等的厚度(括弧内是金属化膜的厚度，单位为μm。后同)。作为其他的方法，利用溅射或蒸镀法来提供Ti(0.1)/Pt(0.2)/Au(0.5)、Ti(0.1)/Ni(0.5)/Au(0.5)等的金属化化膜，图案化可以利用碾磨或剥离法来进行。形成配合和电极8时，先形成AlN压电膜9之下的电极，形成AlN压电膜后，在其上方包覆另一电极的金属化化膜来形成。在这些工序中，与配线和电极8同样来形成电极块7。
AlN压电膜使用光刻技术和薄膜形成技术，在配线和电极8上形成。
接着，形成密封用的金属化膜3(图3B)。金属的提供方法中合适的有溅射、蒸镀等。图案形成适合使用的有利用光刻技术的碾磨、剥离或者湿式蚀刻。图4中，Ti10形成厚度(0.1)，Al11形成厚度(5)，在其上面以厚度(0.2)形成Ti12。因为是由Al来确保厚度，使得功能元件接触不到玻璃基板4。而且，Al除了上述中所述的干式方法以外，还可适用镀敷法来形成厚膜。而且，本实施例的Al金属化膜的凹凸在0.2μm以下，所以在其上形成的Ti为0.2μm。
然后，用溶剂溶解去除在型腔5内形成的牺牲层。至此形成功能元件。
接着，利用阳极接合将玻璃基板4接合在密封金属化膜3上(图3C)。
此后的工序涉及利用阳极接合将玻璃基板4接合在金属化膜3上，进行气密密封。这里对阳极接合进行详细说明。阳极接合是这样的技术：通常是将玻璃基板重合在Si晶片上，将电极压在Si晶片的下面和玻璃基板的上面，整体加热到400℃，同时以Si侧作为阳极、以玻璃侧作为阴极施加电压来接合的技术。通过加热，玻璃中含有的Na等碱成分变得易扩散。这里，在阳极的Si和阴极的玻璃侧施加电压，使得这些碱成分离子化而扩散。Na的阳离子被吸引到玻璃基板的上侧，即阴极侧，在与Si晶片接合界面附近，可以说形成了阳离子欠缺层。本来这样的区域是电中性的，但由于电压使阳离子强制扩散，使得正电荷减少，可以认为相对地带上了负电。此带电与Si晶片之间产生了更强的静电引力，这使Si晶片和玻璃基板牢固地密合。同时，在Si和玻璃界面中，玻璃中含有的氧使Si氧化，从而形成牢固的接合。
阳极接合适用于密封的优点是因为将玻璃直接结合在密封用金属化膜上，不会产生多余的成本。而且，密封用金属化膜也正如图4说明的那样，因为没有大量使用高成本的贵金属，所以可以完成低成本的气密密封。特别是使用组合了Al和Ti的Ti/Al/Ti的金属化膜时，有利于制造成本的降低。这是因为这些金属化膜被用在一般的半导体装置的制造中，多数情况下不需要用于形成新型金属化膜的设备投资。
玻璃和Si的阳极接合时，如果将两者的接合面各自研磨成粗度为1nm等，在接合部进行气密密封是比较容易的。另一方面，在Si晶片上形成金属化膜，在进行该金属化膜和玻璃基板的阳极接合时，未必是像Si和玻璃那样大致平坦的面之间的接合，所以不容易实现高气密性。
图5至图7是模式地显示密封用金属化膜3的阳极接合的接合状态的截面图。各图中符号的意思与此前相同。图5是接合前的金属化膜的截面结构。Si基板1上层叠了Ti10、Al13和Ti12各层。这里，特别是Al存在晶粒13和晶界14，晶界14有若干凹陷。在Ti金属化膜中，也因为形成了无数的微小结晶粒，所以同样形成了晶界。但是，因为Al金属化膜厚，所以Al的晶界的凹陷较深。
像这样形成Al金属化膜，在其上形成Ti金属化膜的原因是，首先要求密封金属化膜具有某种程度的厚度。不能增厚Ti金属化膜，是因为Ti的膜应力高，极端厚的话会产生剥离。在这方面，Al因为柔软，膜应力小，即使形成厚膜也难以发生剥离。作为增厚的结果，是形成了晶界的凹陷部，即使载有玻璃基板4，也会产生间隙。在进行阳极接合后，该间隙也会成为损失气密性的原因。而且，在薄的Ti膜中，因为电阻高，通过形成Al膜有利于降低电阻。由此，一般情况下，Al膜适于0.1μm至5μm，Ti膜适于0.01μm至0.3μm。
图6中例示了在Al金属化膜上形成Ti膜且重合玻璃基板4的状态的截面图。因为还未进行阳极接合，所以存在间隙15。将其阳极接合的话，如图7所示。在与玻璃接触的部分，Ti离子化，扩散至玻璃中。进行接合使得由Al晶粒所产生的凸起被削平。例如，将接合温度设为400℃，电压为100V等来进行阳极接合时，快速进行接合，Ti也会扩散。并且，如图7例示的部分扩大图，Ti和Ti-Al化合物(Ti和Al反应的物质)填埋到Al晶界的凹陷部，在界面上Ti氧化物形成了层状，得到了气密性高的接合部。得到本实施例效果的接合条件的范围也取决于用于接合的玻璃，但通常用于阳极接合的硼硅酸玻璃的情况下，接合温度大概为260℃以上500℃以下，接合电压在400V以上1500V以下。基本上接合温度、接合电压高时易于接合。但是，Al加热到熔融的660℃以上的话，可能会破坏整个装置。考虑到这种破坏问题和其他部分的耐热性，接合温度适于在500℃以下。而且，施加过高电压的话，玻璃会发生绝缘破坏，可能会破坏装置，所以适于大致在1500V以下。
密封用金属化膜表面为Al时，若是有时间去填埋晶界的凹陷部，也能够提高气密性，但在本实施例中，在表面形成Ti金属化膜是因为积极地利用图7所示的反应。Al和玻璃基板的阳极接合中，Al向玻璃中的扩散不如Ti多。而且，与玻璃中含有的氧反应形成氧化物层，为Al时，此氧化物层薄，为Ti时形成的比较厚。这样的差别的原因可以认为是由于形成的氧化物的结晶学的结构。玻璃的氧被认为扩散到Ti氧化物中，在Ti一侧生长，所以Ti氧化物膨胀，能促进填埋凹陷部的反应。
因此，具备加工以Si为主体的基材而形成的功能元件、在功能元件外周形成的密封用金属化膜、利用阳极接合而接合在密封用金属化膜上的玻璃基板，在密封用金属化膜的表面部中，通过在以Al为主成分的金属化膜上形成以Ti为主成分的金属化膜，使得能够进行低成本的气密密封。
实施例2
对本发明的第2实施例用图8和图9进行说明。本实施例将第1实施例的密封用金属化膜3的部分置换，其他结构、工序与第1实施例相同。
图8是在Al晶粒21上形成Ti22、Au23、Sn24时的截面图。在本实施例中在表面形成Sn的理由是在Sn熔点232℃以上的加热进行阳极接合，利用熔融的Sn来填埋因Al晶界所产生的凹陷部。
在Al晶粒21上，形成Ti22、Au23的理由是因为使用蒸镀法等来形成Sn24的膜时，Sn24不会被剥离。但是，形成Al21后，在不拿到大气中而连续形成Sn24的话，就未必需要Ti22和Au23了。通常，合适的情况是Al膜为0.1μm至5μm，Ti膜为0.01μm至0.3μm，Au膜为0.05μm至0.5μm，Sn膜为0.1μm至2μm。
图9显示了阳极接合后的状态的截面图。首先，Sn熔融，埋入Al晶界以外的Sn在密封部之外。Au24溶解在Sn中，Sn中含有低浓度的Au。Ti22与实施例1相同，扩散于玻璃中，成为Ti氧化物26。正如图9的部分扩大图例示的那样，在接合部中，形成Ti氧化物25、Ti-Al化合物28、Al氧化物29及Sn与其他的金属反应而形成的Sn化合物27等。
在实施例1中，利用Ti向玻璃中的扩散，来消除存在于金属化膜的凹陷部的间隙，但本发明的特征因为是通过熔融Sn来填埋凹陷部，所以即使是比较低的温度也可得到气密性。Sn的熔点为232℃，所以用比这高的温度进行接合的话，就能够得到本实施例的效果。接合条件的范围与实施例1相同，结合温度大概在260℃以上500℃以下，接合电压为400V以上1500V以下等，但因为能够利用Sn熔融来进行气密密封，所以合适的条件可以例如是300℃、1000V等。
实施例3
对本发明的第3实施例用图10进行说明。本例子是从玻璃基板的贯通孔中取出功能元件的外部电极的方式的例子。如图10的元件的截面图所示，在玻璃基板4上预先形成贯通孔101。另一方面，在Si基板1一侧，在与AlN压电膜9相连的配线和电极8上，将密封用金属化膜3-1及3-2形成在所述玻璃基板4上的预先对应贯通孔101的位置及其外侧的这两处上。并且，利用阳极接合来接合贯通孔101周围的玻璃和密封金属化膜3。因为即使在Si基板1上不形成贯通电极，经由贯通孔101，也能连接外部电极，所以更有利低成本化。
玻璃基板4，通过接合于密封用金属化膜3-1和密封用金属化膜3-2，可以提高气密性，其中，密封用金属化膜3-1位于功能元件的外周，密封用金属化膜3-2导电性地与AlN压电膜连接。贯通孔101完全位于密封用金属化膜3-1覆盖Si基板一侧的面内，贯通孔101周围的玻璃基板与密封用金属化膜3-2完全阳极接合。
密封用金属化膜3-1和3-2可以是与实施例1和2中所叙述的相同的结构，但在外周的密封用金属化膜3-1的下面，通过形成与配线和电极8相同结构的金属化膜，可以使密封用金属化膜3-1和3-2的高度均一。
在本实施例中，与实施例1相同，接合温度适于大概在260℃以上500℃以下，接合电压适于在400V以上1500V以下。
如以上所述的实施例，密封用金属化膜形成在功能元件的外周，通过对该密封用金属化膜与玻璃基板进行阳极接合，可以提供出低成本的功能元件。本发明的密封用金属化膜的结构不限于实施例中叙述的FBAR滤波器，气密密封完全可以适用于必要的MEMS装置。
实施例4
对本发明的第4实施例用图11进行说明。图11是使用压电元件的装置的截面图。在专利文献1中，叙述了加速度传感器的气密密封结构。在专利文献1的图7中，作为现有技术叙述了在加速度传感器的上下用粘合剂来接合作为盖子的基板的图。而且，在其中，也叙述了使用与Si热膨胀率大致相等的玻璃基板，利用阳极接合将玻璃基板接合在形成功能元件的基板上，进行气密密封的方法。但是，在此文献中，并未详细叙述在进行气密密封的同时取出电极的结构。
本实施例提供了利用阳极接合将玻璃基板接合在形成功能元件的Si基板上，一边进行气密密封，一边取出电极的结构。
如图11所示，通过蚀刻加工Si基板111来形成锤112和梁113。在梁113上预先形成压电元件114。压电元件114上有连接的配线115，在配线115上，连接形成了具有电极作用的密封用金属化膜116-2。而且，在其外周，形成有密封用金属化膜116-1。密封用金属化膜的数量是根据MEMS的功能元件来决定的，但基本上，在功能元件的外周形成第1密封用金属化膜，在该第2密封用金属化膜的内侧形成具有电极作用的密封用金属化膜。并且，在该电极的密封用金属化膜所覆盖的Si基板的范围内，使其位于玻璃基板的贯通孔来进行接合。对此，与实施例3相同。
在本实施例中，加工Si基板111形成作为加速度传感器的功能元件后，用玻璃基板117夹住，利用阳极接合进行接合，来进行气密密封。密封用金属化膜的结构可以适用实施例1和实施例2中叙述的结构。在本实施例中，与实施例1相同，接合温度适于大概在260℃以上500℃以下，接合电压适于在400V以上1500V以下。

Claims (7)

1.一种功能元件，其至少具有功能元件部、围绕所述功能元件部的第1密封用金属膜、至少表面是Si的基板、以及玻璃基板，
所述功能元件部和所述第1密封用金属膜形成在所述至少表面为Si的基板上，并且
在所述功能元件部与所述玻璃基板相对的状态下，所述至少表面为Si的基板和所述玻璃基板以所述第1密封用金属膜为媒介通过阳极接合来接合，
其特征在于，所述第1密封用金属膜和所述玻璃基板的阳极接合时的反应生成物层，形成在该阳极接合后的所述第1密封用金属膜和所述玻璃基板的界面上。
2.根据权利要求1所述的功能元件，其特征在于，所述第1密封用金属膜至少含有以Al为主成分的金属膜、以及以Al为主成分的金属膜和Ti膜的层叠体与所述玻璃基板的阳极接合时的反应生成物层。
3.根据权利要求1所述的功能元件，其特征在于，所述第1密封用金属膜至少含有以Al为主成分的金属膜、以及以Al为主成分的金属膜和Sn膜的层叠体与所述玻璃基板的阳极接合时的反应生成物层。
4.根据权利要求1所述的功能元件，其特征在于，所述第1密封用金属膜至少含有以Al为主成分的金属膜、以及以Al为主成分的金属膜和Ti层、Au层及Sn膜的层叠体与所述玻璃基板的阳极接合时的反应生成物层。
5.根据权利要求1所述的功能元件，其特征在于，在所述至少表面为Si的基板上，设有所述第1密封用金属膜的粘合层。
6.根据权利要求1所述的功能元件，其特征在于，所述以Al为主成分的金属膜的晶界的凹陷部和所述玻璃基板的间隙部分用以Ti、Al、Sn、Au中的至少一种为主成分的化合物来填充。
7.根据权利要求1所述的功能元件，其特征在于，所述玻璃基板在围绕所述功能元件的第1密封用金属膜的内侧具有贯通孔，
所述至少表面为Si的基板上还形成了配线用金属膜，该配线用金属膜与所述功能元件电连接，与所述配线用金属膜相接进一步形成第2密封用金属膜，
所述第2密封用金属膜的相对于基板的平面位置对应于所述玻璃基板的贯通孔的位置，
在所述功能元件部与所述玻璃基板相对的状态下，所述至少表面为Si的基板与所述玻璃基板还以所述第2密封用金属膜为媒介通过阳极接合来接合，并且，
所述第1和第2密封用金属膜及所述玻璃基板在阳极接合时的反应生成物层，形成在该阳极接合后的所述第1及第2密封用金属膜和所述玻璃基板的界面上。
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