JP2008072091A5 - - Google Patents

Description

薄膜を用いてのカバーの製作は、このタイプの超小型部品でより広く使用される技法である。この技法は、たとえば欧州特許出願第0525764号明細書、および欧州特許出願第1101730号明細書に記載されている。カバーによって画定された空洞は、超小型部品のアクティブ部分の周囲に数十または数百マイクロメートルの空間を、また超小型部品の上に数マイクロメートルまたは数十マイクロメートルの空間を残すのみである。その中に個別ゲッターを収容することは不可能である。

カバーは、活性空洞を画定する部分と、活性空洞よりも薄い厚さのポンプチャネルを画定する部分とを含み、活性空洞はポンプチャネルと連通し、孔はポンプチャネルおよび/またはアクティブ部分に通じている。

超小型部品のアクティブ部分は、空洞内に収容され、カバーが接触する基板によって支持される。ゲッター材料部分は、アクティブ部分内に設けられた穴を貫通することが可能である。

本発明はまた、以下の各段階を含む、密閉超小型部品を生産する方法にも関する。
超小型部品のアクティブ部分を支持する基板を犠牲材料で覆う段階。この犠牲材料は、超小型部品カバーの型材として働く。
空洞を画定するカバーを形成するように、密閉材料を犠牲材料上に堆積させる段階。
密閉材料中に1つまたは複数の孔を開ける段階。
孔を通して犠牲材料を除去する段階。
ゲッター材料を、それが空洞内側に露出されて孔を全体的または部分的にふさぐように、カバー上に堆積させる段階。

ここで、本発明による密閉超小型部品の例を示す図1Aおよび図1Bを参照する。本発明による密閉超小型部品は、基板2によって支持されたアクティブ部分1、たとえばアクチュエータ、共振器、または他の電子部品、光学部品、光学電子部品、または機構部品を含む。カバー3は、アクティブ部分1を覆い、アクティブ部分1が収容される空洞4を画定している。カバー3は、基板2と接触している。薄膜技法によって製作されたこのカバー3は、カバー3の内側輪郭、すなわち空洞4を画定する働きをした犠牲材料(図示せず)の除去のために、少なくとも1つの孔5を備える。この孔5は、空洞4の内側に露出されるゲッター材料からなる少なくとも1つの部分6.1を有するプラグ6によってふさがれている。このプラグは、その想定される適用に関して孔5が十分に封止される場合には、全体がゲッター材料からなるものとすることができる。そうでない場合には、図4Cに示すように、少なくとも1つの封止部分7をプラグに付加することができる。

図1Aでは、カバー3は、基板2上に一辺が210マイクロメートルの正方形のグリップを有するものとしている。このグリップは、活性空洞40.1を画定する中央部分3.1によって形成され、活性空洞には、超小型部品のアクティブ部分1と、ポンプチャネル40.2を画定する周辺部分3.2とが配置されている。中央部分3.1は、各辺が200マイクロメートルの正方形とすることができる。活性空洞40.1とポンプチャネル40.2は連通している。

図2で、カバーは、単一部分だけを含み、これは、アクティブ部分1が位置する空洞4を上部壁4.1および側壁4.2によって画定する。孔5を上部壁4.1の周辺に限定する必要はない。孔5は、アクティブ部分1の上の、上部壁4.1の中央部分に配置することができる。この構成では、図1Aおよび図1Bに示されたものと比べて、基板上に空間を確保することが可能になる。上部壁4.1全体を、孔5に利用することができる。プラグ6のゲッター材料部分6.1が基板2と接触する限り、超小型部品のアクティブ部分1にはレジストが各プラグ6に対して設けられ、このレジストを貫通してプラグ6が基板2に達することができる。次いでプラグ6は、その基部が基板2と接触する柱を形成する。この構成は、たとえばその上部壁が少なくとも300マイクロメートル×300マイクロメートル程度である大きなカバー3に、特に推奨される。このようなプラグ6は、カバー3の機械的補強物として働き、超小型部品のアクティブ部分1の動作を決して妨げない。

ゲッター材料の、後で説明する堆積プロセスは、孔がふさがれた直後にゲッター材料を活性化させることが不要であり得ることを意味する。しかし、超小型部品の寿命全体を通して、ゲッター材料部分が飽和表面を有するとき、すなわちその表面に捕捉されてきた不純物が捕捉現象の作用の継続を妨げることになるときに、活性化が必要になることがある。必要とされるのはゲッター材料を、捕捉された不純物が深く拡散し、再び表面を使用可能にするのに十分な高い温度まで加熱することだけである。ゲッター材料の活性表面は、そのポンプ機能を保持するために再生される。この再生は、電流をプラグ中に循環させることによって生成されるジュール効果で実現することができる。超小型部品のアクティブ部分を妨害し、さらには破壊するおそれがあるので、超小型部品を全体的に加熱しないことが好ましい。図4Aおよび図4Bは、プラグ6のゲッター材料の局所活性化用の素子を示す。

電極対9.1、9.2が設けられ、この電極対は、それを流れる電流の配給および回収のために各プラグ6と協働する。一方の電極9.1は基板2の上に延びる。この電極は、プラグ6の基部に達する端部を有し、かつプラグのゲッター材料部分6.1の基準面で基部と電気的に接触している。他方の電極9.2は、カバー3によって支持されている。電極9.2は、図4Cに示すように空洞4の内側に配置することができ、あるいは図4Bに示すように外側に配置することができる。図4Aに示すように、電極9.2は、部品のアクティブ部分1が光学部品の場合、それによって検出または放出されるべき光放射を、カバー3によって支持される電極9.2が妨害しないように配置される。

超小型部品のアクティブ部分1を支持する基板2から始める(図5A)。この段階は、それが当業者にとっての問題を起こさず、想定される超小型部品のタイプによって決まるので、さらには説明しない。

犠牲材料の1つまたは2つの層10.1および10.2が、基板2およびアクティブ部分1の上に堆積される。カバーが超小型部品のアクティブ部分の上の1つの空洞だけを画定し、超小型部品がゲッター材料の活性化用素子を有さないので、図5Bの例では1つの層10.2だけが堆積されたとしている。対照的に図5Cでは、2つの層10.1および10.2が堆積されており、第1の層10.1が、ポンプチャネルを画定するのを助け、第2の層が、超小型部品のアクティブ部分の上に活性空洞を画定するのを助けている。犠牲材料10は、たとえば感光性樹脂などのポリマー、たとえばJSR 社の品番JSR PFR420またはAZ4562タイプの感光性樹脂とすることができる。層10.1および10.2それぞれは、それらの堆積の後に約350℃の温度でアニールされる。このアニーリングは、以下で説明する画定の後に行われる。

層10.1および10.2それぞれは、堆積の後に、ポンプチャネルおよび活性空洞内側の輪郭上にフォトリソグラフィによって画定される。堆積層が1つだけある場合には、その画定は、空洞内側の輪郭で実施される。犠牲材料の第1の層10.1は、約0.2〜1マイクロメートルの厚さを有することができ、一方、第2の層10.2(または単一層)は、密閉超小型部品のアクティブ部分の上に、約4〜10マイクロメートルの厚さを有することができる。

次いで、密閉材料中に、1つまたは複数の孔5がエッチングされる(図5F)。記載した例では、孔5は、ポンプチャネルの基準面にエッチングされているが、もちろん、空洞のアクティブ部分の基準面の上で孔5をエッチングすることも可能である。エッチングは、たとえば、フッ化ガスCF₄またはSF₆を用いるドライプラズマエッチングとすることができる。

ゲッタ効果は、少量の材料が堆積されるとすぐに示され、この材料は、アクティブ部分の近くの環境中に堆積され、それによって閉鎖の開始と同時に空洞内部のさらに低い圧力が確保される。ゲッター材料は、このタイプのプロセスを用いて、孔と反対側の基板上に堆積される。

1 アクティブ部分
2 基板
3 カバー
3.1 中央部分
3.2 周辺部分
4 空洞
4.1 上部壁
4.2 側壁
40.1 活性空洞
40.2 ポンプチャネル
5 孔
6 プラグ
6.1 ゲッター材料部分
6.2 再結晶部分、結晶化構造領域
7 封止部分
7.1 第1の封止層
7.2 第2の封止層
9.1 電極
9.2 電極
9.3 誘電体材料
10 犠牲材料
10.1 犠牲材料層
10.2 犠牲材料層

Claims (10)

1. プラグ（６）が設けられた少なくとも１つの孔（５）を備え封止空洞（４）を画定するカバーを有する密閉超小型部品であって、前記プラグが、前記封止空洞の内側に露出されるゲッター材料から成るゲッター材料部分（６．１）と、前記ゲッター材料部分（６．１）の上に載せられる少なくとも１つの封止部分（７）とを含み、
   前記ゲッター材料部分のゲッター材料が、コラム構造領域を有し、
   前記コラム構造領域が、多孔質であり、層を成す様々な粒子間に多数の境界を有し、
   結晶化構造領域（６．２）が前記コラム構造領域の上に形成されていることを特徴とする、密閉超小型部品。
2. 前記ゲッター材料が、チタン、バナジウム、ジルコニウム、バリウム、またはそれらの混合物から選択されることを特徴とする、請求項１に記載の超小型部品。
3. 前記封止部分（７）が、金、白金、クロム、アルミニウム、またはそれらの混合物から選択された金属材料、あるいは窒化シリコンまたは酸化シリコンから選択された誘電体材料からなることを特徴とする、請求項１または２に記載の超小型部品。
4. 前記カバー（３）が基板（２）と接触し、前記プラグ（６）が、そのゲッター材料部分（６．１）の基準面で前記基板（２）と接触することを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の超小型部品。
5. 前記カバー（３）が、アクティブ空洞（４０．１）を画定する部分と、前記アクティブ空洞よりも薄い厚さのポンプチャネル（４０．２）を画定する部分とを含むことを特徴とし、前記アクティブ空洞が前記ポンプチャネルと連通し、前記孔（５）が、前記ポンプチャネルおよび／または前記アクティブ空洞に通じている、請求項１から４のいずれか一項に記載の超小型部品。
6. 前記カバー（３）が、前記プラグ（６）の位置する上部壁（４．１）を含むことを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の超小型部品。
7. 前記封止空洞（４）内に収容され、かつ前記カバー（３）が接触する基板（２）によって支持されたアクティブ部分（１）を含むことを特徴とし、前記ゲッター材料部分（６．１）が、前記アクティブ部分（１）内に設けられた穴（８）を貫通する、請求項１から６のいずれか一項に記載の超小型部品。
8. 前記カバー（３）が基板（２）と接触し、前記ゲッター材料の活性化用素子内の電極対（９．１、９．２）の一方の電極（９．１）が、前記プラグ（６）の前記ゲッター材料部分（６．１）と前記基板（２）の間に挿入されていることを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載の超小型部品。
9. 前記ゲッター材料の前記活性化用素子の前記電極対の他方の電極（９．２）が前記カバー（３）によって支持され、この他方の電極（９．２）が前記封止空洞の内側または前記封止空洞（４）の外側のどちらかで伸長し、孔（５）の近くでゲッター材料と接触していることを特徴とする、請求項８に記載の超小型部品。
10. 前記ゲッター材料の前記活性化用素子の前記電極対の前記他方の電極（９．２）が、封止部分として働くことを特徴とする、請求項９に記載の超小型部品。