CN105628973A - 惯性传感器的制造方法以及惯性传感器 - Google Patents

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Abstract

提供能够抑制密封材料附着在可动体上的惯性传感器的制造方法以及惯性传感器。在本发明所涉及的惯性传感器的制造方法中，惯性传感器包括被配置在由基体与盖体形成的空腔内的可动体，在基体上形成有配线的配线槽，配线槽与空腔连通，配线与可动体电连接，惯性传感器的制造方法包括：通过湿蚀刻而在盖体上形成未贯穿的第一开口部的工序(S4)；对基体与盖体进行接合从而将可动体收纳在空腔中的工序(S6)；在对可动体进行收纳的工序之后，形成对配线槽进行密封的第一密封材料的工序(S8)；在形成第一密封材料的工序之后，通过干蚀刻而使第一开口部贯穿从而形成与空腔连通的贯穿孔的工序(S10)；形成对贯穿孔进行密封的第二密封材料的工序(S12)。

Description

惯性传感器的制造方法以及惯性传感器
技术领域
本发明涉及一种惯性传感器的制造方法以及惯性传感器。
背景技术
近年来，开发了一种使用硅MEMS(MicroElectroMechanicalSystem：微机电系统)技术而对物理量进行检测的惯性传感器。尤其是对加速度进行检测的加速度传感器或对角速度进行检测的陀螺仪传感器的例如数码照相机(DSC)的手抖补正功能、车辆的导航系统、游戏机的运动传感检测功能等的用途正在急速扩张。
例如，在专利文献1、2中记载有如下内容，即，在由基体与盖体形成的空腔内配置有可动体，在基体上形成有与可动体电连接的配线的配线槽，在盖体上形成有与空腔连通的贯穿孔，配线槽以及贯穿孔通过密封材料而被密封。
但是，在专利文献1、2所记载的技术中，在盖体上形成贯穿孔之后使基体与盖体接合，并在此后通过密封材料而对配线槽进行密封。因此，会有用于对配线槽进行密封的密封材料从被形成于盖体上的贯穿孔侵入空腔，并附着在可动体上的情况。其结果为，附着在可动体上的密封材料会对惯性传感器的特性产生不良影响(可动体的粘连或静电电容的增大等)。
专利文献1：日本特开2013-164285号公报
专利文献2：日本特开2013-164301号公报
发明内容
本发明的若干方式所涉及的目的之一在于，提供一种能够抑制密封材料附着在可动体上的情况的惯性传感器的制造方法。此外，本发明的若干方式所涉及的目的之一在于，提供一种能够抑制密封材料附着在可动体上的情况的惯性传感器。
本发明为用于解决前述问题中的至少一部分而完成的发明，并能够作为以下的方式或应用例而实现。
应用例1
在本应用例所涉及的惯性传感器的制造方法中，所述惯性传感器包括被配置在由基体与盖体形成的空腔内的可动体，在所述基体上形成有配线的配线槽，该配线槽与所述空腔连通，该配线与所述可动体电连接，所述惯性传感器的制造方法包括：通过湿蚀刻而在所述盖体上形成未贯穿的第一开口部的工序；对所述基体与所述盖体进行接合，从而将所述可动体收纳在所述空腔中的工序；在对所述可动体进行收纳的工序之后，形成对所述配线槽进行密封的第一密封材料的工序；在形成所述第一密封材料的工序之后，通过干蚀刻而使所述第一开口部贯穿，从而形成与所述空腔连通的贯穿孔的工序；形成对所述贯穿孔进行密封的第二密封材料的工序。
在这种惯性传感器的制造方法中，在形成第一密封材料的工序中，由于第一开口部为未贯穿，因此能够抑制第一密封材料侵入空腔并附着在可动体上的情况。
另外，在本发明所涉及的记载中，将“电连接”这一用语用于，例如与“特定的部件”(以下称为“A部件”)“电连接”的其他的特定部件(以下称为“B部件”)等。在本发明所涉及的记载中，在该示例的情况下，将“电连接”这一用语用作如下含义，即，包括A部件与B部件以直接连接的方式被电连接的情况，和A部件与B部件经由其他的部件而被电连接的情况。
应用例2
在本应用例所涉及的惯性传感器的制造方法中，可以采用如下方式，即，形成所述第一密封材料的工序以通过气相生长法而形成薄膜的方式被实施。
在这种惯性传感器的制造方法中，能够通过薄膜而对配线槽进行密封。
应用例3
在本应用例所涉及的惯性传感器的制造方法中，可以采用如下方式，即，形成所述第二密封材料的工序以对焊锡球进行加热熔融的方式而被实施。
在这种惯性传感器的制造方法中，能够通过焊锡而对贯穿孔进行密封。
应用例4
在本应用例所涉及的惯性传感器的制造方法中，可以采用如下方式，即，包括在所述盖体上形成与所述空腔连通的未贯穿的第二开口部的工序，所述第二开口部的开口面积与所述第一开口部的最小开口面积相比较小，在形成所述贯穿孔的工序中，使所述第一开口部与所述第二开口部连通从而形成所述贯穿孔。
在这种惯性传感器的制造方法中，能够抑制在对焊锡球进行加热熔融时，焊锡球的一部分侵入空腔并附着在可动体上的情况。
应用例5
本应用例所涉及的惯性传感器包括：基体；盖体；可动体，其被配置在由所述基体与所述盖体形成的空腔内；第一密封材料，其对被设置在所述基体上并与所述空腔连通的配线槽进行密封；配线，其被设置在所述配线槽内，并与所述可动体电连接；第二密封材料，其对被设置在所述盖体上并与所述空腔连通的贯穿孔进行密封，所述贯穿孔具有：第一部分，其开口面积从所述空腔侧趋向于所述空腔的相反侧而渐增；第二部分，其位于与所述第一部分相比靠所述空腔的相反侧的位置处，并与所述第一部分连通，且具有与所述第一部分的最大开口面积相比较大的面积，在所述第一部分与所述第二部分的边界处，于所述贯穿孔的内表面上设置有高低差。
在这种惯性传感器中，能够抑制密封材料附着在可动体上的情况。
应用例6
在本应用例所涉及的惯性传感器中，可以采用如下方式，即，所述贯穿孔具有第三部分，所述第三部分位于与所述第一部分相比靠所述空腔侧的位置处，并与所述第一部分以及所述空腔连通，且具有与所述第一部分的最小开口面积相比较小的面积，在所述第一部分与所述第三部分的边界处，于所述贯穿孔的内表面上设置有高低差。
在这种惯性传感器中，能够抑制焊锡球的一部分侵入空腔并附着在可动体上的情况。
附图说明
图1为示意性地表示第一实施方式所涉及的惯性传感器的剖视图。
图2为示意性地表示第一实施方式所涉及的惯性传感器的俯视图。
图3为示意性地表示第一实施方式所涉及的惯性传感器的剖视图。
图4为示意性地表示第一实施方式所涉及的惯性传感器的俯视图。
图5为用于对第一实施方式所涉及的惯性传感器的制造方法进行说明的流程图。
图6为示意性地表示第一本实施方式所涉及的惯性传感器的制造工序的剖视图。
图7为示意性地表示第一本实施方式所涉及的惯性传感器的制造工序的剖视图。
图8为示意性地表示第一本实施方式所涉及的惯性传感器的制造工序的剖视图。
图9为示意性地表示第一本实施方式所涉及的惯性传感器的制造工序的剖视图。
图10为示意性地表示第一本实施方式所涉及的惯性传感器的制造工序的剖视图。
图11为示意性地表示第一本实施方式所涉及的惯性传感器的制造工序的剖视图。
图12为示意性地表示第一本实施方式所涉及的惯性传感器的制造工序的剖视图。
图13为示意性地表示第一本实施方式所涉及的惯性传感器的制造工序的剖视图。
图14为示意性地表示第一本实施方式所涉及的惯性传感器的制造工序的剖视图。
图15为示意性地表示第一实施方式的第一改变例所涉及的惯性传感器的剖视图。
图16为示意性地表示第一实施方式的第一改变例所涉及的惯性传感器的俯视图。
图17为用于对第一实施方式的第一改变例所涉及的惯性传感器的制造方法进行说明的流程图。
图18为示意性地表示第一本实施方式的第一改变例所涉及的惯性传感器的制造工序的剖视图。
图19为示意性地表示第一实施方式的第二改变例所涉及的惯性传感器的剖视图。
图20为示意性地表示第一实施方式的第二改变例所涉及的惯性传感器的制造工序的剖视图。
图21为示意性地表示第二实施方式所涉及的惯性传感器的俯视图。
具体实施方式
以下，使用附图对本发明的优选的实施方式进行详细说明。另外，以下说明的实施方式并非对权利要求书所记载的本发明的内容进行不当限定的方式。此外，在下文中所说明的全部结构并非均为本发明的必要结构要件。
1.第一实施方式
1.1.惯性传感器
首先，参照附图，对第一实施方式所涉及的惯性传感器进行说明。图1为示意性地表示第一实施方式所涉及的惯性传感器100的剖视图。图2为示意性地表示第一实施方式所涉及的惯性传感器100的俯视图。图3为示意性地表示第一实施方式所涉及的惯性传感器100的剖视图，且为贯穿孔22附近的放大图。图4为示意性地表示第一实施方式所涉及的惯性传感器100的俯视图，且为贯穿孔22附近的放大图。另外，图1为图2的Ⅱ-Ⅱ线剖视图。此外，图1至图4中，作为相互正交的三个轴而图示了X轴、Y轴以及Z轴。
惯性传感器100例如为加速度传感器或陀螺仪传感器。在下文中，对惯性传感器100为对检测X轴方向上的加速度进行检测的加速度传感器的情况进行说明。
如图1至图4所示，惯性传感器100包括：基体10；盖体20；第一密封材料30；第二密封材料32；配线40、42、44；衬垫50、52、54；功能元件102。另外，为了便于说明，在图2中，以省略盖体20以及密封材料30、32的方式而进行图示。此外，在图4中，以省略第二密封材料32的方式而进行图示。
基体10的材质例如为玻璃。具体而言，基体10的材质为向硅砂中加入了碳酸钠等的钠玻璃或向硅砂中加入了硼砂、氧化铝等的耐热玻璃。或者水晶、石英玻璃等，只要为透过激光的材料，则可以为任何的材料。
基体10具有第一面12和与第一面12对置(与第一面12朝向相反方向)的第二面14。在第一面12上形成有凹部16，在凹部16的上方(+Z轴方向侧)配置有功能元件102的可动体134。凹部16构成了空腔2。
在基体10的第一面12上设置有配线槽17、18、19。第一配线槽17与空腔2连通。第二配线槽18以及第三配线槽19与空腔2不连通。配线槽17、18、19具有在俯视观察时(从Z轴方向进行观察时)与盖体20重叠的区域以及与盖体20不重叠的区域。
盖体20被设置有基体10上(+Z轴方向侧)。盖体20的材质例如为硅。盖体20被接合于基体10的第一面12上。基体10与盖体20也可以通过阳极接合而被接合。盖体20的厚度(Z轴方向上的最大长度)例如在150μm以上且350μm以下，更优选为280μm。在图示的示例中，在盖体20上形成有凹部21，凹部21构成了空腔2。凹部21的深度(Z轴方向上的深度)例如在10μm以上且100μm以下，更优选为40μm。
另外，基体10与盖体20的接合方法并不被特别限定，例如既可以为通过低融点玻璃(玻璃胶)而实施的接合，也可以为通过焊锡而实施的接合。或者，也可以通过在基体10以及盖体20的各接合部分上形成金属薄膜(未图示)，并使该金属薄膜彼此共晶接合，从而使基体10盖体20接合。
在盖体20上设置有与空腔2连通的贯穿孔22。贯穿孔22在厚度方向(Z轴方向)上贯穿盖体20。贯穿孔22从盖体20的第三面23设置到第四面24。第三面23为对盖体20的空腔2进行划分的面，第四面24为与第三面23相反的一侧的面(盖体20的上表面)。在图4所示的示例中，贯穿孔22的在第三面23上的开口的形状以及在第四面24上的开口的形状为四边形(例如为正方形)。贯穿孔22的在第三面23上的开口例如在俯视观察时不与功能元件102重叠。
贯穿孔22具有第一部分22a与第二部分22b。贯穿孔22的第一部分22a的开口面积从空腔2侧趋向于空腔2的相反侧而渐增。即，第一部分22a具有开口面积从第三面23侧趋向于第四面24侧而增大的锥形形状。另外，开口面积指的是，俯视观察时的(从Z轴方向进行观察时的)开口部的面积。
贯穿孔22的第一部分22a例如为与空腔2连通。第一部分22a被盖体20的侧面25包围。侧面25例如为(111)面，并相对于第四面24而倾斜。
贯穿孔22的第二部分22b位于与第一部分22a相比靠空腔2的相反侧(第四面24侧)的位置处。第二部分22b与第一部分22a连通。第二部分22b具有与第一部分22a的最大开口面积相比较大的面积。在图1所示的示例中，第二部分22b从第三面23侧趋向于第四面24侧具有固定的开口面积。第二部分22b被盖体20的侧面26包围。侧面26例如为与Z轴平行的面。侧面25与侧面26通过连接面27而被连接。在图示的示例中，连接面27为与X轴平行的面。
在贯穿孔22的第一部分22a与第二部分22b的边界处，于贯穿孔22的内表面28上设置有高低差29。内表面28通过侧面25、26以及连接面27而被构成，高低差29通过侧面25、26以及连接面27而被形成。
第一密封材料30被设置在配线槽17中。在图1所示的示例中，第一密封材料30还被设置在盖体20上以及盖体20的侧方。第一密封材料30对第一配线槽17进行密封。通过第一密封材料30对第一配线槽17进行密封，从而使空腔2被密封(成为密闭空间)。在图示的示例中，第一密封材料30与第一配线40相接。第一密封材料30的材质例如为TEOS(TetraethylOrthosilicate：正硅酸乙酯)。第一密封材料30的厚度例如在1μm以上且5μm以下。
第二密封材料32被设置在贯穿孔22中。在图示的示例中，第二密封材料32以对贯穿孔22的第一部分22a进行填充的方式而设置。第二密封材料32对贯穿孔22进行密封。通过第二密封材料32对贯穿孔22进行密封，从而使空腔2被密封(成为密闭空间)。第二密封材料32的材质例如为AuGe。
第一配线40被设置在第一配线槽17中。第一配线40经由接触部3而与功能元件102电连接。第一配线40与功能元件102的可动体134电连接。
第二配线42被设置在第二配线槽18内。第二配线42经由接触部3而与功能元件102的第一固定电极部138连接。第二配线42以在俯视观察时包围凹部16的方式而被设置。
第三配线44被设置在第三配线槽19内。第三配线44经由接触部3而与功能元件102的第二固定电极部139连接。第三配线44以在俯视观察时包围凹部16的方式而被设置。
衬垫50、52、54分别与配线40、42、44连接。衬垫50、52、54例如分别被设置在配线40、42、44上。衬垫50、52、54被设置于在俯视观察时与盖体20不重叠的位置处。
配线40、42、44，衬垫50、52、54以及接触部3(以下称为“配线40”等)的材质例如为铝、金、ITO(IndiumTinOxide：氧化铟锡)。通过将ITO等透明电极材料作为配线40等而使用，从而能够容易地从基体10的第二面14侧目视确认存在于配线40等上的异物等。
功能元件102被设置在基体10的第一面12侧。功能元件102例如通过阳极接合或直接接合而被接合于基体10上。功能元件102被收纳(配置)在由基体10与盖体20形成的空腔2内。空腔2在惰性气体(例如，氮气)气氛下被密闭。
功能元件102具有固定部130、弹簧部132、可动体134、可动电极部136、固定电极部138、139。弹簧部132、可动体134以及可动电极部136被设置在凹部16的上方，并与基体10分离。
固定部130被固定在基体10上。固定部130例如通过阳极接合而被接合于基体10的第一面12上。固定部130以在俯视观察时跨越凹部16的外边缘的方式而被设置。固定部130例如被设置有两个。在图示的示例中，一个固定部130被设置在可动体134的-X轴方向上侧，另一个固定部130被设置在可动体134的+X轴方向上侧。
弹簧部132对固定部130与可动体134进行连结。弹簧部132通过多个梁部133而被构成。梁部133在Y轴方向上往复的同时在X轴方向上延伸。梁部133(弹簧部132)能够在可动体134的位移方向即X轴方向上顺畅地伸缩。
可动体134的俯视形状(从Z轴方向进行观察时的形状)为，例如具有沿着X轴的长边的长方形。可动体134能够在X轴方向上进行位移。具体而言，可动体134根据X轴方向上的加速度，在使弹簧部132弹性变形的同时在X轴方向上进行位移。可动体134经由弹簧部132、固定部130以及接触部3而与第一配线40电连接。
可动电极部136被设置在可动体134上。在图示的示例中，可动电极部136被设置有十个，五个可动电极部136从可动体134起向+Y轴方向延伸，另外的五个可动电极部136从可动体134起向-Y轴方向延伸。可动电极部136经由可动体134等而与第一配线40电连接。
固定电极部138、139被固定在基体10上。固定电极部138、139通过例如阳极接合而被接合于基体10的第一面12上。固定电极部138、139的一个端部作为固定端而被接合于基体10的第一面12上，另一个端部作为自由端而向可动体134侧延伸。固定电极部138、139以与可动电极部136对置的方式而被设置。在图2所示的示例中，固定电极部138、139沿着X轴而被交替设置。第一固定电极部138经由接触部3而与第二配线42电连接。第二固定电极部139经由接触部3而与第三配线44电连接。
固定部130、弹簧部132、可动体134以及可动电极部136被一体地设置。固定部130、弹簧部132、可动体134、可动电极部136以及固定电极部138、139的材质例如为通过掺杂磷、硼等杂质而被赋予了导电性的硅。
在惯性传感器100中，能够抑制第一密封材料30附着在可动体134上的情况(详细后述)。
另外，虽然在上述中，对惯性传感器100为对X轴方向上的加速度进行检测的加速度传感器的情况进行了说明，但是本发明所涉及的惯性传感器既可以为对Y轴方向上的加速度进行检测的加速度传感器，也可以为对Z轴方向上的加速度进行检测的加速度传感器。
1.2.惯性传感器的制造方法
接下来，参照附图，对第一实施方式所涉及的惯性传感器100的制造方法进行说明。图5为用于对第一实施方式所涉及的惯性传感器100的制造方法进行说明的流程图。图6至图14为示意性地表示第一实施方式所涉及的惯性传感器100的制造工序的剖视图。
在基体10的第一面12侧形成功能元件102(S2)。具体而言，首先，如图6所示，对基体10进行图案形成，从而形成凹部16以及配线槽17、18、19。图案形成例如通过光刻以及蚀刻而被实施。
接下来，在配线槽17、18、19中分别形成配线40、42、44。接着，在配线40、42、44上分别形成衬垫50、52、54。然后，在配线40、42、44上形成接触部3。配线40、42、44，衬垫50、52、54以及接触部3例如通过利用溅射法或气相生长法实施的成膜以及图案形成而被形成。在气相生长法中存在化学的气相生长法即CVD(ChemicalVaporDeposition，化学气相沉积)法、物理的气相生长法即PVD(PhysicalVaporDeposition，物理气相沉积)法或原子层沉积法(AtomicLayerDeposition)法等。或者也可以使用这些方法而形成由复合薄膜形成的配线40、42、44，衬垫50、52、54以及接触部3。另外，衬垫50、52、54与接触部3的形成顺序并不被特别地限定。
如图7所示，将硅基板4接合在基体10的第一面12上。基体10与硅基板4的接合例如通过阳极接合而被实施。由此，能够将基体10与硅基板4牢固地接合在一起。
如图8所示，也可以通过例如研磨机而对硅基板4进行研磨而将硅基板4薄膜化之后，图案形成为预定的形状，从而形成功能元件102。图案形成通过光刻以及蚀刻(干蚀刻)而被实施，作为具体的蚀刻，能够使用博世(Bosch)法。
如图9所示，通过湿蚀刻而在盖体20上形成未贯穿的第一开口部122(S4)。具体而言，首先，对盖体20进行图案形成从而形成凹部21。图案形成例如通过光刻以及蚀刻而被实施。蚀刻既可以为干蚀刻，也可以为湿蚀刻。
接下来，从盖体20的第四面24侧，通过光刻以及湿蚀刻而形成第一开口部122。湿蚀刻例如使用KOH等碱性溶液而实施。由此，第一开口部122的内表面相对于盖体20的第四面24而倾斜。第一开口部122以不贯穿盖体20的方式而被形成。第一开口部122的底面122a与第三面23之间的距离例如在1μm以上且40μm以下，更优选为30μm。第一开口部122的深度例如在150μm以上且250μm以下，更优选为210μm。另外，凹部21与第一开口部122的形成顺序并不被特别限定。
如图10所示，对基体10与盖体20进行接合，从而将可动体134(功能元件102)收纳于由基体10与盖体20形成的空腔2中(S6)。基体10与盖体20的接合例如通过阳极接合而被实施。由此，能够将基体10与盖体20牢固地接合在一起。
如图11所示，形成对第一配线槽17进行密封的第一密封材料30(S8)。在本工序中，例如以通过气相生长法(例如，CVD法)而形成TEOS膜(薄膜)30a的方式被实施。TEOS膜30a被形成在第一开口部122的内表面上、盖体20上、配线40、42、44上以及衬垫50、52、54上。
接下来，在盖体20上形成贯穿孔22(S10)。具体而言，首先，如图12所示，对第一密封材料30进行图案形成，而使第一开口部122的内表面、盖体20的第四面24的一部分以及衬垫50、52、54露出。图案形成例如使用金属掩膜(未图示)并通过干蚀刻而实施。干蚀刻例如通过使用了CHF3气体的RIE(ReactiveIonEtching，反应离子蚀刻)而被实施。
如图13所示，通过干蚀刻而使第一开口部122贯穿，从而形成与空腔2连通的贯穿孔22。具体而言，将第一密封材料30作为掩膜并通过博世法而对盖体20实施干蚀刻，从而形成具有第一部分22a以及第二部分22b的贯穿孔22。由此，第二部分22b的内表面28例如与盖体20的第四面24正交。干蚀刻通过使用了SF6气体以及CHF3气体的DRIE(DeepReactiveIonEtching，深度反应离子蚀刻)而被实施。
接下来，形成对贯穿孔22进行密封的第二密封材料32(S12)。具体而言，首先，如图14所示，在贯穿孔22中配置焊锡球32a。焊锡球32a以与锥形形状的第一部分22a的内表面28相接的方式而被配置。焊锡球32a的形状例如为球状。焊锡球32a的直径例如与贯穿孔22的在第三面23上的开口的一条边的长度相比较大。
如图2所示，对焊锡球32a进行加热熔融从而形成对贯穿孔22进行密封的第二密封材料32。焊锡球32a的熔解例如通过向焊锡球32a照射YAG激光或CO2激光等短波长的激光而被实施。由此，能够在短時间内使焊锡球32a熔融。在对焊锡球32a进行激光照射时，也可以将基体10加热至焊锡球32a的共晶温度的程度。例如，在焊锡球32a的材质为AuGe且在贯穿孔22的内表面28上形成了Au层(未图示)的情况下，可以将基体10加热至与Au和Ge的共晶开始的280℃相比稍低的270℃。
对焊锡球32a进行加热熔融的工序例如在惰性气体气氛下被实施。由此，能够以惰性气体而对空腔2进行密闭。惰性气体的粘性以阻尼效应的形式而有助于惯性传感器100的灵敏度特性。
通过以上的工序，从而能够制造出惯性传感器100。
在惯性传感器100的制造方法中，例如具有以下的特征。
在惯性传感器100的制造方法中，包括：通过湿蚀刻而在盖体20上形成未贯穿的第一开口部122的工序(S4)；对基体10与盖体20进行接合，从而将可动体134收纳在空腔2内的工序(S6)；在对可动体134进行收纳的工序(S6)之后，形成对第一配线槽17进行密封的第一密封材料30的工序(S8)；在形成第一密封材料30的工序(S8)之后，通过干蚀刻而使第一开口部122贯穿，从而形成与空腔2连通的贯穿孔22的工序(S10)；形成对贯穿孔22进行密封的第二密封材料32的工序(S12)。以此方式，在惯性传感器100的制造方法中，由于在形成第一密封材料30的工序(S8)中，第一开口部122未贯穿，因此能够抑制第一密封材料30侵入空腔2并附着在可动体134(功能元件102)上的情况。其结果为，在惯性传感器100的制造方法中，能够制造出第一密封材料30不会对惯性传感器100的特性产生不良影响，从而能够抑制误动作的惯性传感器100。
并且，在惯性传感器100的制造方法中，在形成第一开口部122的工序(S4)中，通过湿蚀刻而形成第一开口部122，在形成贯穿孔22的工序(S10)中，通过干蚀刻而使第一开口部122贯穿从而形成贯穿孔22。因此，在惯性传感器100的制造方法中，能够在短時间内形成贯穿孔22，并且能够抑制湿蚀刻的蚀刻液与功能元件102接触的情况。例如，在仅通过湿蚀刻而形成贯穿孔的情况下，会有湿蚀刻的蚀刻液与功能元件接触从而对惯性传感器的特性产生不良影响的情况。此外，在仅通过干蚀刻而形成贯穿孔的情况下，会有蚀刻速度较慢从而使贯穿孔的形成耗费时间的情况。
在惯性传感器100的制造方法中，形成第一密封材料30的工序(S8)以通过气相生长法而形成TEOS膜的方式被实施。因此，在惯性传感器100的制造方法中，能够通过TEOS膜而对第一配线槽17进行密封。
在惯性传感器100的制造方法中，形成第二密封材料32的工序(S12)以对焊锡球32a进行加热熔融的方式而被实施。因此，在惯性传感器100的制造方法中，能够通过焊锡而对贯穿孔22进行密封。
在惯性传感器100的制造方法中，形成第一开口部122的工序(S4)在形成第一密封材料30的工序(S8)之前被实施。因此，通过用于形成第一开口部122的湿蚀刻，从而能够防止第一密封材料30被蚀刻的情况。
另外，虽然在上文中，对在形成功能元件102的工序(S2)之后实施形成第一开口部122的工序(S4)的示例进行了说明，但形成第一开口部122的工序(S4)也可以在形成功能元件102的工序(S2)之前被实施。
此外，在上文中，对在收纳可动体134的工序(S6)之前实施形成第一开口部122的工序(S4)的示例进行了说明，但形成第一开口部122的工序(S4)也可以在收纳可动体134的工序(S6)之后被实施，并且也可以在形成第一密封材料30的工序(S8)之后被实施。
1.3.惯性传感器的改变例
1.3.1.第一改变例
接下来，参照附图，对第一实施方式的第一改变例所涉及的惯性传感器进行说明。图15为示意性地表示第一实施方式的第一改变例所涉及的惯性传感器200的剖视图，且为贯穿孔22附近的放大图。图16为示意性地表示第一实施方式的第一改变例所涉及的惯性传感器200的俯视图，且为贯穿孔22附近的放大图。另外，为了便于说明，在图16中，以省略第二密封材料32的方式而进行图示。此外，在图15以及图16中，作为相互正交的三个轴而图示了X轴、Y轴以及Z轴。
以下，在第一实施方式的第一改变例所涉及的惯性传感器200中，针对与第一实施方式所涉及的惯性传感器100的示例不同的点进行说明，对于相的同点则省略说明。
在上述的惯性传感器100中，如图3以及图4所示，贯穿孔22的第一部分22a与空腔2连通。与此相对，在惯性传感器200中，如图15以及图16所示，第一部分22a不与空腔2连通。在惯性传感器200中，贯穿孔22具有第一部分22a、第二部分22b、第三部分22c。
贯穿孔22的第三部分22c位于与第一部分22a相比靠空腔2侧的位置处。第三部分22c与第一部分22a以及空腔2连通。第三部分22c具有与第一部分22a的最小开口面积相比较小的面积。在图15所示的示例中，第三部分22c从空腔2侧趋向于第一部分22a侧具有固定的开口面积。第三部分22c被盖体20的侧面126包围。侧面126例如为与Z轴平行的面。侧面126与侧面25通过连接面127而被连接。在图示的示例中，连接面127为与X轴平行的面。侧面126以及连接面127构成了贯穿孔的内表面28。
在贯穿孔22的第一部分22a与第三部分22c的边界处，于贯穿孔22的内表面28上设置有高低差129。高低差129通过侧面25、126以及连接面127而被形成。
另外，虽然未图示，但是第三部分22c的开口面积也可以从空腔2侧趋向于第一部分22a侧而渐减。即，第三部分22c也可以具有开口面积从空腔2侧趋向于第一部分22a侧而减小的锥形形状。
在惯性传感器200中，能够通过第3部分22c而抑制焊锡球32a的一部分侵入空腔2并附着在可动体134上(功能元件102上)的情况。
接下来，参照附图，对第一实施方式的改变例所涉及的惯性传感器200的制造方法进行说明。图17为用于对第一实施方式的改变例所涉及的惯性传感器200的制造工序进行说明的流程图。图18为示意性地表示第一实施方式的改变例所涉及的惯性传感器200的制造工序的剖视图。
以下，在第一实施方式的改变例所涉及的惯性传感器200的制造方法中，针对与第一实施方式所涉及的惯性传感器100的制造方法的示例不同的点进行说明，对于相同的点则省略说明。这一点在以下所示的第一实施方式的第二改变例所涉及的惯性传感器中也同样如此。
在惯性传感器200的制造方法中，例如在从第四面24侧将第一开口部122形成在盖体20上的工序(S4)之后，如图18所示，从第三面23侧将与空腔2(构成空腔2的凹部21)连通的未贯穿的第二开口部222形成在盖体20上(S5)。第二开口部222以如下的方式而被构成，即，使第二开口部222的底面222a在俯视观察时与第一开口部122的底面122a重叠的方式。在底面122a、222a之间存在有盖体20。形成第二开口部222的工序(S5)在对可动体134进行收纳的工序(S6)之前被实施。
第二开口部222的底面222a的面积与第一开口部122的底面122a的面积相比较小。在图示的示例中，第二开口部222的开口面积与第一开口部122的最小开口面积相比较小。
形成第二开口部222的工序(S5)例如通过光刻以及蚀刻而被实施。蚀刻既可以为干蚀刻，也可以为湿蚀刻。在干蚀刻的情况下，如图15所示，能够以从空腔2侧趋向于第一部分22a侧具有固定的开口面积的方式而形成贯穿孔22的第三部分22c。在湿蚀刻的情况下，虽然未图示，但是能够以具有开口面积从空腔2侧趋向于第一部分22a侧而减小的锥形形状的方式来形成第三部分22c。
在惯性传感器200的制造方法中，在形成贯穿孔22的工序(S10)中，使第一开口部122与第二开口部222连通，从而形成贯穿孔22。由此，能够形成具有第一部分22a、第二部分22b、第三部分22c的贯穿孔22。
在惯性传感器200的制造方法中，例如，具有以下的特征。
在惯性传感器200的制造方法中，包括在盖体20上形成与空腔2连通的未贯穿的第二开口部222的工序(S5)，第二开口部222的开口面积与第一开口部122的最小开口面积相比较小，在形成贯穿孔22的工序(S10)中，使第一开口部122与第二开口部222连通，从而形成贯穿孔22。因此，在惯性传感器200的制造方法中，能够形成具有与第一部分22a的最小开口面积相比较小的面积的第三部分22c。因此，能够通过第三部分22c而抑制在对焊锡球32a进行加热熔融时，焊锡球32a的一部分侵入空腔2并附着在可动体134上(功能元件102上)的情况。
另外，虽然在上文中，对在形成第一开口部122的工序(S4)之后实施形成第二开口部222的工序(S5)的示例进行了说明，但形成第二开口部222的工序(S5)也可以在形成第一开口部122的工序(S4)之前被实施。
1.3.2.第二改变例
接下来，参照附图,对第一实施方式的第二改变例所涉及的惯性传感器进行说明。图19为示意性地表示第一实施方式的第二改变例所涉及的惯性传感器250的剖视图。另外，在图19中，作为相互正交的三个轴而图示了X轴、Y轴以及Z轴。
在惯性传感器250中，包含阻隔膜252这一点与上述的惯性传感器100不同。如图19所示，阻隔膜252被形成在第一密封材料30上。阻隔膜252例如既可以为氧化铝(Al2O3)膜，也可以为氧化铝膜与氧化钽(TaOX)膜的层压膜。
第一实施方式的第二改变例所涉及的惯性传感器250的制造方法除了如图20所示那样，例如通过原子层沉积法(ALD法)而在TEOS膜30a上对氧化铝膜252a进行成膜，并通过光刻以及蚀刻而对氧化铝膜252a进行图案形成从而形成阻隔膜252以外，与第一实施方式所涉及的惯性传感器100的制造方法基本相同。
在惯性传感器250中，由于氧化铝膜252a通过ALD法而被形成，因此细密性较高。因此，阻隔膜252能够作为针对水分等的阻隔膜而发挥作用。
2.第二实施方式
2.1.惯性传感器
接下来，参照附图，对第二实施方式所涉及的惯性传感器进行说明。图21为示意性地表示第二实施方式所涉及的惯性传感器300的俯视图。另外，为了便于说明，在图21中，以省略功能元件102以外的部件的方式而进行图示。此外，在图21中，作为相互正交的三个轴而图示了X轴、Y轴以及Z轴。
以下，在第二实施方式所涉及的惯性传感器300中，对与第一实施方式所涉及的惯性传感器100的示例不同的点进行说明，对于相同的点则省略说明。
如图2所示，上述的惯性传感器100为对X轴方向上的加速度进行检测的加速度传感器。相对于此，如图21所示，惯性传感器300为能够对绕Z轴的角速度ωz进行检测的陀螺仪传感器。
在惯性传感器300中，空腔2优选为减压状态(更优选为真空状态)。由此，能够抑制功能元件102的振动因空气粘性而衰减的情况。
在惯性传感器300中，如图21所示，功能元件102具有两个结构体312(第一结构体312a、第二结构体312b)。两个结构体312以关于与Y轴平行的轴α对称的方式而被并排设置在X轴方向上。
结构体312具有固定部330、驱动弹簧部332、质量体334、可动驱动电极部336、固定驱动电极部338、339、可动体340、检测弹簧部342、可动检测电极部344以及固定检测电极部346。驱动弹簧部332、质量体334、可动驱动电极部336、可动体340、检测弹簧部342以及可动检测电极部344被设置在凹部16的上方，并与基体10分离。
固定部330被固定在基体10上。固定部330例如通过阳极接合而被接合于基体10的第一面12上。固定部330例如相对于一个结构体112而设置有四个。在图示的示例中，结构体312a、312b将第一结构体312a的+X轴方向侧的固定部330与第二结构体312b的-X轴侧的固定部330作为共用的固定部。
驱动弹簧部332对固定部330与质量体334进行连结。驱动弹簧部332通过多个梁部333而被构成。梁部333对应于固定部330的数量而被设置有多个。梁部333在Y轴方向上往复的同时在X轴方向上延伸。梁部333(驱动弹簧部332)能够在质量体334的振动方向即X轴方向上顺畅地伸缩。
质量体334例如在俯视观察时为矩形的框体。质量体334的X轴方向上的侧面(具有与X轴平行的垂线的侧面)被连接在驱动弹簧部332上。质量体334能够通过可动驱动电极部336以及固定驱动电极部338、339而在X轴方向上(沿X轴)振动。
可动驱动电极部336被设置在质量体334上。在图示的示例中，可动驱动电极部336被设置有四个，两个可动驱动电极部336位于质量体334的+Y轴方向侧，另外的两个可动驱动电极部336位于质量体334的-Y轴方向侧。如图21所示，可动驱动电极部336也可以具有梳齿状的形状，所述梳齿状的形状具备从质量体334向Y轴方向延伸出的主干部和从该主干部向X轴方向延伸出的多个枝部。
固定驱动电极部338、339被固定在基体10上。固定驱动电极部338、339例如通过阳极接合而被接合于基体10的第一面12上。固定驱动电极部338、339以与可动驱动电极部336对置的方式而被设置，并且可动驱动电极部336被配置在固定驱动电极部338、339之间。如图21所示，在可动驱动电极部336具有梳齿状的形状的情况下，固定驱动电极部338、339也可以具有与可动驱动电极部336对应的梳齿状的形状。第一固定驱动电极部338例如经由接触部而与第二配线42电连接。第二固定驱动电极部339例如经由接触部而与第三配线44电连接。
可动体340经由检测弹簧部342而被支承于质量体334上。在俯视观察时，可动体340被设置在框状的质量体334的内侧。在图示的示例中，在俯视观察时，可动体340为矩形的框体。可动体340具有在X轴方向上延伸的第一延伸部340a以及在Y轴方向上延伸的第二延伸部340b。可动体340的Y轴方向上的侧面(具有与Y轴平行的垂线的侧面)被连接于检测弹簧部342上。可动体340经由检测弹簧部342、质量体334、驱动弹簧部332、固定部330以及接触部而与第一配线40电连接。
检测弹簧部342对可动体340与质量体334进行连结。检测弹簧部342通过多个梁部343而被构成。梁部343在X轴方向上往复的同时在Y轴方向上延伸。梁部343(检测弹簧部342)能够在可动体340的位移方向即Y轴方向上顺畅地伸缩。
可动检测电极部344被设置在可动体340上。可动检测电极部344例如在X轴方向上从可动体340的一个第二延伸部340b延伸至另一个第二延伸部340b。在图示的示例中，可动检测电极部344相对于一个结构体312而设置有两个。可动检测电极部344经由可动体340等而与第一配线40电连接。
固定检测电极部346被固定在基体10上，并以与可动检测电极部344对置的方式而被设置。固定检测电极部346例如通过阳极接合而被接合在设置于凹部16的底面(对凹部16进行规定的基体10的面)上的柱部(未图示)上。该柱部与凹部16的底面相比向上方突出。在俯视观察时，固定检测电极部346被设置在框状的可动体340的内侧。在图示的示例中，固定检测电极部346隔着可动检测电极部344而被设置。固定检测电极部346例如经由接触部而与未图示的配线电连接。
固定部330、驱动弹簧部332、质量体334、可动驱动电极部336、可动体340、检测弹簧部342以及可动检测电极部344被一体地设置。固定部330、驱动弹簧部332、质量体334、可动驱动电极部336、固定驱动电极部338、339、可动体340、检测弹簧部342、可动检测电极部344以及固定检测电极部346的材质例如为通过掺杂磷、硼等杂质而被赋予了导电性的硅。
接下来，对惯性传感器300的动作进行说明。
当通过未图示的电源而向可动驱动电极部336与固定驱动电极部338、339之间施加电压时，能够在可动驱动电极部336与固定驱动电极部338、339之间产生静电力。由此，能够在使驱动弹簧部332在X轴方向上伸缩的同时使质量体334在X轴方向上振动。
如图21所示，在第一结构体312a中，第一固定驱动电极部338被配置在可动驱动电极部336的-X轴方向侧，第二固定驱动电极部339被配置在可动驱动电极部336的+X轴方向侧。在第二结构体312b中，第一固定驱动电极部338被配置在可动驱动电极部336的+X轴方向侧，第二固定驱动电极部339被配置在可动驱动电极部336的-X轴方向侧。因此，通过向可动驱动电极部336与第一固定驱动电极部338之间施加第一交变电压，并且向可动驱动电极部336与第二固定驱动电极部339之间施加相位相对于第一交变电压偏移了180度的第二交变电压，从而能够以互为相反的相位且预定的频率而使第一结构体312a的质量体334与第二结构体312b的质量体334在X轴方向上振动(音叉型振动)。
当在质量体334实施上述振动的状态下，向惯性传感器300施加绕Z轴的角速度ωz时，科里奥利力将会产生作用，从而第一结构体312a的可动体340与第二结构体312b的可动体340将在Y轴方向上(沿着Y轴)向相互相反的方向进行位移。可动体340在受到科里奥利力的期间内反复进行该动作。
通过可动体340在Y轴方向上位移，从而可动检测电极部344与固定检测电极部346之间的距离产生变化。因此，可动检测电极部344与固定检测电极部346之间的静电电容产生变化。通过对该电极部344、346之间的静电电容的变化量进行检测，从而能够求出绕Z轴的角速度ωz。
另外，虽然在上述中，对通过静电力而使质量体334驱动的方式(静电驱动方式)进行了说明，但是使质量体334驱动的方法并不被特别地限定，能够使用压电驱动方式或利用了磁场的洛伦兹力的电磁驱动方式等。
在惯性传感器300中，与惯性传感器100相同，能够抑制第一密封材料30附着在可动体340上的情况。
另外，虽然在上述中，对惯性传感器300为能够对绕Z轴的角速度ωz进行检测的陀螺仪传感器的情况进行了说明，但是本发明所涉及的惯性传感器既可以为能够对绕X轴的角速度进行检测的陀螺仪传感器，也可以为能够对绕Y轴的角速度进行检测的陀螺仪传感器。
此外，虽然在上述中，对包含一个功能元件102的惯性传感器进行了说明，但是本发明所涉及的惯性传感器也可以包含多个功能元件。由此，本发明所涉及的惯性传感器也可以能够对X轴、Y轴以及Z轴的加速度进行检测，并且能够对绕X轴、绕Y轴以及绕Z轴的角速度进行检测。即，本发明所涉及的惯性传感器也可以具备作为加速度传感器的功能和作为陀螺仪传感器的功能。
2.2.惯性传感器的制造方法
接下来，参照附图，对第二实施方式所涉及的惯性传感器300的制造方法进行说明。第二实施方式所涉及的惯性传感器300的制造方法除了以使功能元件102成为图21所示的形状的方式而对硅基板4进行图案形成，以及在减压气氛下实施对焊锡球32a进行加热熔融的工序从而使空腔2成为减压状态以外，与第一实施方式所涉及的惯性传感器100的制造方法基本相同。因此，省略其详细的说明。
上述的实施方式以及改变例为一个示例，本发明并不限定于这些示例。例如，也能够对各个实施方式以及各个改变例进行适当组合。
本发明包括与实施方式所说明的结构实质相同的结构(例如，功能、方法以及结果相同的结构或者目的以及效果相同的结构)。此外，本发明包括对实施方式所说明的结构的非本质部分进行置换的结构。此外，本发明包括与实施方式所说明的结构起到相同的作用效果的结构或者能够达成相同的目的的结构。此外，本发明包括对实施方式所说明的结构附加了公知技术的结构。
符号说明
2…空腔；3接触部；4…硅基板；10…基体；12…第一面；14…第二面；16…凹部；17…第一配线槽；18…第二配线槽；19…第三配线槽；20…盖体；21…凹部；22…贯穿孔；22a…第一部分；22b…第二部分；22c…第三部分；23…第三面；24…第四面；25、26…侧面；27…连接面；28…内表面；29…高低差；30…第一密封材料；30a…TEOS膜；32…第二密封材料；32a…焊锡球；40…第一配线；42…第二配线；44…第三配线；50、52、54…衬垫；100…惯性传感器；122…第一开口部；122a…底面；126…侧面；127…连接面；129…高低差；130…固定部；132…弹簧部；134…可动体；136…可动电极部；138…第一固定电极部；139…第二固定电极部；200、250…惯性传感器；252…阻隔膜；252a…氧化铝膜；300…惯性传感器；330…固定部；332…驱动弹簧部；333…梁部；334…质量体；336…可动驱动电极部；338…第一固定驱动电极部；339…第二固定驱动电极部；340…可动体；340a…第一延伸部；340b…第二延伸部；342…检测弹簧部；343…梁部；344…可动检测电极部；346…固定检测电极部。

Claims (6)

1.一种惯性传感器的制造方法，其中，
所述惯性传感器包括被配置在由基体与盖体形成的空腔内的可动体，在所述基体上形成有配线的配线槽，该配线槽与所述空腔连通，该配线与所述可动体电连接，
所述惯性传感器的制造方法包括：
通过湿蚀刻而在所述盖体上形成未贯穿的第一开口部的工序；
对所述基体与所述盖体进行接合，从而将所述可动体收纳在所述空腔中的工序；
在对所述可动体进行收纳的工序之后，形成对所述配线槽进行密封的第一密封材料的工序；
在形成所述第一密封材料的工序之后，通过干蚀刻而使所述第一开口部贯穿，从而形成与所述空腔连通的贯穿孔的工序；
形成对所述贯穿孔进行密封的第二密封材料的工序。
2.如权利要求1所述的惯性传感器的制造方法，其中，
形成所述第一密封材料的工序以通过气相生长法而形成薄膜的方式被实施。
3.如权利要求1或2所述的惯性传感器的制造方法，其中，
形成所述第二密封材料的工序以对焊锡球进行加热熔融的方式而被实施。
4.如权利要求1所述的惯性传感器的制造方法，其中，
包括在所述盖体上形成与所述空腔连通的未贯穿的第二开口部的工序，
所述第二开口部的开口面积与所述第一开口部的最小开口面积相比较小，
在形成所述贯穿孔的工序中，使所述第一开口部与所述第二开口部连通从而形成所述贯穿孔。
5.一种惯性传感器，包括：
基体；
盖体；
可动体，其被配置在由所述基体与所述盖体形成的空腔内；
第一密封材料，其对被设置在所述基体上并与所述空腔连通的配线槽进行密封；
配线，其被设置在所述配线槽内，并与所述可动体电连接；
第二密封材料，其对被设置在所述盖体上并与所述空腔连通的贯穿孔进行密封，
所述贯穿孔具有：
第一部分，其开口面积从所述空腔侧趋向于所述空腔的相反侧而渐增；
第二部分，其位于与所述第一部分相比靠所述空腔的相反侧的位置处，并与所述第一部分连通，且具有与所述第一部分的最大开口面积相比较大的面积，
在所述第一部分与所述第二部分的边界处，于所述贯穿孔的内表面上设置有高低差。
6.如权利要求5所述的惯性传感器，其中，
所述贯穿孔具有第三部分，所述第三部分位于与所述第一部分相比靠所述空腔侧的位置处，并与所述第一部分以及所述空腔连通，且具有与所述第一部分的最小开口面积相比较小的面积，
在所述第一部分与所述第三部分的边界处，于所述贯穿孔的内表面上设置有高低差。
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