JP2010034547A - ゲッタ材料によりマイクロ電子デバイスを封入する方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ゲッタ材料によりマイクロ電子デバイスを封入する方法を提供する。
【解決手段】基板１０２上に配置されているマイクロ電子デバイス１００を封入する方法であって、ａ）マイクロ電子デバイス１００の少なくとも一部を覆う犠牲材料を形成し、該犠牲材料の一部分の体積が、デバイス１００が封入されることになるキャビティ１１４の少なくとも一部を形成することになる空間を占めるステップと、ｂ）少なくとも１つのゲッタ材料を基礎とする層１０８を蒸着させて、犠牲材料の一部分の少なくとも一部を覆うステップと、ｃ）少なくともゲッタ材料層１０８を貫通する少なくとも１つの開口部１１２を形成して、犠牲材料の一部分への進入路を形成するステップと、ｄ）開口部１１２を経由して犠牲材料の一部分を除去して、マイクロ電子デバイス１００が封入されるキャビティ１１４を形成するステップと、ｅ）キャビティ１１４を密閉するステップと、を含む。
【選択図】図１Ｅ

Description

本発明は、ゲッタ材料によりマイクロ電子デバイスを封入し、特に、真空下または制御された雰囲気下にあるキャビティ内のマイクロ電子デバイスの薄膜パッケージングの形成を可能にする方法に関する。

ゲッタ材料は、本質的にかつ／またはその微視的形態により、ガス状分子に対する吸収特性および／または吸着特性を具備する材料であり、したがって、閉じた環境に配置された場合、化学的ガスポンプ（ｃｈｅｍｉｃａｌ ｇａｓ ｐｕｍｐ）を形成することができる。この種の材料はまた、高真空下または制御された雰囲気下（ガスおよび／または圧力の制御）の環境を作り出すために、真空管、電界効果システム、または代わりにマイクロ電気機械システム（ＭＥＭＳ：ｍｉｃｒｏ ｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｓｙｓｔｅｍｓ）もしくはナノ電気機械システム（ＮＥＭＳ：ｎａｎｏ ｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｓｙｓｔｅｍｓ）などの数多くのマイクロ電子用途に使用することができる。封入されたＭＥＭＳまたはＮＥＭＳの場合は、デバイスの周囲に形成された高真空下の環境により、例えば共振機械システム（ｒｅｓｏｎａｔｉｎｇ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｓｙｓｔｅｍ）の動作を改善することが可能になるばかりでなく、環境ガスによる光放射の吸収に高感度な光学系の動作を改善することも可能になり、または、例えばボロメータの場合は断熱により、動作を改善することが可能になる。

非蒸発性ゲッタ材料は、例えば、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、または代わりにこれら４つの金属もしくは他の適切な金属の金属合金などの金属である。そのような非蒸発性ゲッタ材料は、一般に、化学的ポンプを薄膜の形態で形成することが所望される筺体の壁上に直接蒸着される。この材料は、次いで、加熱することにより熱活性化される。文献米国特許第６９２３６２５（Ｂ２）号は、そのような薄膜ゲッタ材料の基板上での形成を開示している。とは言っても、そのような方法は、ゲッタ材料層を含む基板と、筺体内に閉じ込められることになるデバイスが形成される基板との結合を実施することを必要とし、これが大きな欠点になり得る。

ゲッタ材料はまた、マイクロ電子デバイスが配置されるキャビティ内の、例えば基板上のデバイス付近に、蒸着させることができる。キャビティは、次いで、カバーを形成する薄膜により再度密閉される。文献フランス公開特許第２８２２５４１（Ａ）号は、そのような方法を開示している。そのような方法は、特に、ゲッタ材料の表面積が基板上のデバイスの存在により制限されるという欠点を有する。更に、ここで、ゲッタ材料はデバイスに合体され（ｂｅ ｃｏ−ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ）、それにより、ゲッタ材料およびデバイスの形成に使用可能な技術が制限される。すなわち、例えば、マイクロ電子デバイスの形成のためのゲッタ材料に対する高温熱処理またはアグレッシブ化学反応（ａｇｇｒｅｓｓｉｖｅ ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ）の実施の非両立性などである。

米国特許第６９２３６２５（Ｂ２）号 フランス公開特許第２８２２５４１（Ａ）号

本発明の目的は、ゲッタ材料の大きな吸収表面積を獲得することを可能にし、基板の結合を必要としないことにより、ゲッタ材料とマイクロ電子デバイスを形成する技術相互間の技術的両立性の問題をもたらさない、マイクロ電子デバイスを封入する方法を提案することである。

このことを実行するために、本発明は、少なくとも
ａ）マイクロ電子デバイスの少なくとも一部または全体を覆う犠牲材料の一部分を形成するステップであって、該犠牲材料の一部分の体積が、デバイスが封入されることになるキャビティの少なくとも一部を形成することになる空間を占める、形成するステップと、
ｂ）少なくとも１つのゲッタ材料を基礎とする層を蒸着させて、犠牲材料の一部分の少なくとも一部または全体を覆うステップと、
ｃ）少なくともゲッタ材料層を貫通する少なくとも１つの開口部を形成して、犠牲材料の一部分への進入路を形成するステップと、
ｄ）例えばエッチングにより、開口部を経由して犠牲材料の一部分を除去して、マイクロ電子デバイスが封入されるキャビティを形成するステップと、
ｅ）例えば少なくとも開口部を遮断する材料の蒸着により、キャビティを密閉するステップと
を含む、基板上に配置されたマイクロ電子デバイスを封入する方法を提案する。

このようにして、ゲッタ材料層が実装され、該ゲッタ材料層の蒸着の後面が、マイクロ電子デバイスを封入するキャビティ内で露出している。マイクロ電子デバイスの上方に蒸着されるゲッタ材料層を使用することにより、先行技術の方法と比較して、キャビティ内に存在するゲッタ材料の大きな表面積を獲得することが可能になる。

このようにして、キャビティ内の必要な表面積の全てを、ゲッタ効果のために使用することができる。更に、ゲッタ材料は、後処理パッケージング（ｐｏｓｔ−ｐｒｏｃｅｓｓ ｐａｃｋａｇｉｎｇ）で、換言すればマイクロ電子デバイスの形成後に、実装されるので、マイクロ電子デバイスを形成するために使用され得る技術（例： ゲッタ材料に対する高温熱処理またはアグレッシブ化学反応等）に、より多くの自由度がもたらされ、それが、キャビティを形成するための２つの異なる基板の結合を必要とすることなくもたらされる。

更に、この方法では、ガス吸収機能を果たすのが唯一ゲッタ材料層の前面である先行技術の封入方法とは異なり、ガス吸収機能を果たすのは、ゲッタ材料層の後面である。

本発明によると、実装されたゲッタ材料を含む密閉されたキャビティ内に封入されているマイクロ電子デバイスが、本発明により得られ、該ゲッタ材料の下面は、マイクロ電子デバイスに対向して配置されている。キャビティのカバーを形成しゲッタ材料を含む重ねられた層の積重ね、例えば薄膜、が形成される。マイクロ電子デバイスは、ＭＥＭＳ、ＮＥＭＳ、マイクロ光学電気機械システム（ＭＯＥＭＳ：ｍｉｃｒｏ ｏｐｔｏ−ｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｓｙｓｔｅｍｓ）、光学センサ（特に赤外線光学センサ）、発光構造、加速度計、回転計またはその他などの、機械的にかつ／または電気的に活性な要素であってよい。

このように、本方法は、マイクロ電子デバイスを高真空環境内に封入することを可能にし、例えば、マイクロ電子デバイスが共振機械マイクロシステム（ｒｅｓｏｎａｔｉｎｇ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍ）である場合、該マイクロ電子デバイスの改善された動作を可能にし、またはガス、例えば窒素、の制御された圧力下では、マイクロ電子デバイスが例えば残留ガスの熱伝導に高感度な光学マイクロシステムである場合、例えば該マイクロ電子デバイスの改善された動作を可能にする。

犠牲材料の一部分を形成するステップａ）は、少なくとも、
ａ１）犠牲材料を基礎とする層を基板上に蒸着させて、少なくともマイクロ電子デバイスを覆うステップと、
ａ２）犠牲層の一部を構成するステップであって、犠牲層の残りの部分が、上記犠牲材料の一部分を形成することができる、構成するステップと
の実施を含んでよい。

この構成するステップは、犠牲層が感光性物質（例えば、樹脂、ポリマー等）を基礎としている場合、フォトリソグラフィおよび現像により達成され得る。犠牲層が非感光性物質（例えば、Ｃｕ、Ａｌ等）を基礎としている場合、この構成するステップは、事前にマスクにより画定されたパターンに従って、犠牲層をエッチングすることにより達成され得る。

本方法は、犠牲材料の一部分を形成するステップａ）とゲッタ材料層を蒸着させるステップｂ）との間に、犠牲材料の一部分を熱流動（ｔｈｅｒｍａｌ ｆｌｏｗ）させるステップを更に含んでよい。そのような熱流動は、該犠牲材料の一部分の角度を「和らげる」ことを可能にし、それにより、この犠牲部分の角度でより良い段状通路（ｓｔｅｐ ｐａｓｓａｇｅ）を得ることを可能にし、したがって、犠牲材料の一部分上に次に蒸着される層（１つまたは複数の）の被覆を向上させると共に、形成されるキャビティの密封性および堅固性を向上させる。

本方法は、犠牲材料の一部分を形成するステップａ）とゲッタ材料層を蒸着させるステップｂ）との間に、犠牲材料の一部分上に保護層を蒸着させるステップを更に含んでよい。ゲッタ材料層は、ステップｂ）中に、保護層上に蒸着され、開口部は、ステップｃ）中に、保護層を貫通して更に形成される。

一実施形態によると、ステップｄ）中に、保護層の少なくとも一部がエッチングされてよく、またはされなくてよい。ゲッタ材料層の上方に第２のキャビティが形成される一実施形態では、該保護層は保存されてよい。一方、単一のキャビティのみを形成する別の実施形態では、該保護層は、少なくとも部分的に除去される。該保護層は、犠牲材料のエッチング中にゲッタ材料に損傷を与えないようにすることを可能にし得る。

本方法は、ゲッタ材料層を蒸着させるステップｂ）と開口部を形成するステップｃ）との間に、密封層をゲッタ材料層上に蒸着させるステップを更に含んでよい。開口部は、ステップｃ）中に、密封層を貫通して更に形成され得る。そのような密封層は、マイクロ電子デバイスが封入されるキャビティの密封性を向上させることを可能にする。

本方法は、ゲッタ材料層を蒸着させるステップｂ）と密封層を蒸着させるステップとの間に、ゲッタ材料層の一部をエッチングするステップを更に含んでよい。ゲッタ材料層の残りの部分は、犠牲材料の一部分を部分的に覆っている。このように、ゲッタ材料は局所的に構造化され、マイクロ電子デバイスが光デバイスである場合、マイクロ電子デバイスに対向する光窓の形成を可能にする。

密封層は、約５００ｎｍと１０μｍの間の厚さを有してよく、かつ／またはチタンおよび／またはクロムおよび／または銅および／または少なくとも１つの金属を基礎としていてよく、かつ／またはマイクロ電子デバイスの動作波長の範囲まで透明な材料を基礎としていてよい。

本方法は、ゲッタ材料層を蒸着させるステップｂ）と開口部を形成するステップｃ）との間に、犠牲材料の一部分上に形成されている１つまたは複数の層の一部をエッチングするステップを更に含んでよい。上記蒸着された層（１つまたは複数の）の残りの部分は、犠牲材料の一部分を覆うカバーまたはカバーの一部を形成することができる。

密閉するステップｅ）は、材料の層を蒸着させる段階と、および／または少なくとも１つの栓を形成して、ゲッタ材料上もしくは密封層上の開口部を遮断する段階とを含んでよい。

開口部を遮断する材料および／または栓は、金属および／または酸化物および／またはゲッタ材料を基礎としていてよい。

本方法は、犠牲材料の一部分を形成するステップａ）中に、例えばエッチングにより、少なくとも１つの第２の開口部を犠牲材料の一部分に形成するステップを更に含んでよい。後続のステップ中に蒸着される層はまた、上記第２の開口部に蒸着されることが可能であり、キャビティ内に少なくともマイクロピラーを形成することができ、それにより、マイクロ電子デバイスが封入されるキャビティの堅固性を向上させる。

犠牲材料の一部分の厚さは、約１μｍと２０μｍの間であってよく、かつ／または犠牲材料は、感光性樹脂もしくは少なくとも１つの金属を基礎としていてよい。

ゲッタ材料層の厚さは、約２００ｎｍと５μｍの間であってよく、かつ／またはゲッタ材料は、チタンおよび／またはジルコニウムおよび／またはハフニウムおよび／またはバナジウムを基礎としていてよい。

本方法は、キャビティを密閉するステップｅ）の後に、ゲッタ材料を熱活性化するステップを更に含んでよい。

別の実施形態では、本方法は、開口部を形成するステップｃ）と除去するステップｄ）との間に、または除去するステップｄ）と密閉するステップｅ）との間に、
−ゲッタ材料層または密封層上に犠牲材料の第２の部分を形成するステップであって、該犠牲材料の第２の部分の体積が、第２のキャビティの少なくとも一部を形成することになる空間を占める、形成するステップと、
−少なくとも１つのゲッタ材料を基礎とする第２の層および／または犠牲材料の第２の部分の少なくとも一部を覆う密封層を蒸着させるステップと、
−少なくとも第２のゲッタ材料層および／または密封層を貫通する少なくとも１つの第２の開口部を形成して、犠牲材料の第２の部分への進入路を形成するステップと
を更に含んでもよく、
第２の開口部を形成するステップと除去するステップｄ）との間に、または除去するステップｄ）中に、または除去するステップｄ）と密閉するステップｅ）との間に、第２の開口部を経由して少なくとも犠牲材料の第２の部分を除去して、第２のキャビティを形成するステップを更に含んでよい。

本実施形態では、第２のキャビティは、マイクロ電子デバイスが配置されている他方のキャビティと連通している。本実施形態では、したがって、ゲッタ層の前面および／または後面がガス吸収機能を確実なものにし、それにより、ゲッタ材料の活性表面積を更に増大させることを可能にする。

犠牲材料の第２の部分を形成するステップは、少なくとも、
−犠牲材料を基礎とする第２の層を、ゲッタ材料層上または密封層上のマイクロ電子デバイスの少なくとも一部に蒸着させるステップと、
−第２の犠牲層の一部を構成するステップであって、第２の犠牲層の残りの部分が上記犠牲材料の第２の部分を形成する、構成するステップと
の実施を含んでよい。

本方法は、第２のゲッタ材料層および／または密封層を蒸着させるステップの前に、犠牲材料の第２の部分を熱流動させるステップの実施を更に含んでよい。

本方法は、犠牲材料の第２の部分を形成するステップと第２のゲッタ材料層および／または密封層を蒸着させるステップとの間に、犠牲材料の第２の部分上に第２の保護層を蒸着させるステップを更に含んでよい。次いで、第２のゲッタ材料層および／または密封層は、第２の保護層上に蒸着され、第２の開口部は、第２の保護層を貫通して更に形成される。

保護層および／または第２の保護層は、例えばそれぞれ約１０ｎｍと１μｍの間の厚さを有してよく、かつ／またはクロムおよび／または銅を基礎としていてよい。

本方法は、第２のゲッタ材料層および／または密封層を蒸着させるステップと第２の開口部を形成するステップとの間に、犠牲材料の第２の部分上に形成される１つまたは複数の層の一部をエッチングするステップを更に含んでよい。上記蒸着された層（１つまたは複数の）の残りの部分は、犠牲材料の第２の部分を覆うカバーまたはカバーの一部を形成する。

犠牲材料の一部分および／または犠牲材料の第２の部分の厚さは、それぞれ約１μｍと２０μｍの間であってよく、かつ／または犠牲材料は、感光性樹脂もしくは少なくとも１つの金属を基礎としていてよい。

ゲッタ材料層および／または第２のゲッタ材料層の厚さは、それぞれ約２００ｎｍと５μｍの間であってよく、かつ／またはゲッタ材料は、チタンおよび／またはジルコニウムおよび／またはハフニウムおよび／またはバナジウムを基礎としていてよい。

密閉するステップｅ）は、材料の層を蒸着させる段階と、および／または少なくとも１つの栓を形成して、第２のゲッタ材料層上かつ／もしくは密封層上の第２の開口部を遮断する段階とを含んでよい。

本発明は、純粋に指示の目的で与えられており決して限定しているのではない実施形態の記述を読み、添付図面を参照することにより、より良く理解されるであろう。

第１の実施形態による、本発明の目的である、マイクロ電子デバイスを封入する方法のステップの図である。 第１の実施形態による、本発明の目的である、マイクロ電子デバイスを封入する方法のステップの図である。 第１の実施形態による、本発明の目的である、マイクロ電子デバイスを封入する方法のステップの図である。 第１の実施形態による、本発明の目的である、マイクロ電子デバイスを封入する方法のステップの図である。 第１の実施形態による、本発明の目的である、マイクロ電子デバイスを封入する方法のステップの図である。 第１の実施形態の代替案による、本発明の目的である一方法に従って封入されているマイクロ電子デバイスの図である。 第２の実施形態による、本発明の目的である、マイクロ電子デバイスを封入する方法のステップの図である。 第２の実施形態による、本発明の目的である、マイクロ電子デバイスを封入する方法のステップの図である。 第２の実施形態による、本発明の目的である、マイクロ電子デバイスを封入する方法のステップの図である。 第３の実施形態による、本発明の目的である一方法に従って封入されているマイクロ電子デバイスの図である。

図面から図面への移行をより容易にするために、後述の異なる図の同一の、同様の、または同等の部分は、同じ参照番号を有する。

図を分かり易くするために、図中に示されている異なる部分は、必ずしも同じ縮尺ではない。

異なる可能性（代替案および実施形態）が、相互に排他的でなく、組み合わされてよいことが、理解されるべきである。

最初に、第１の実施形態による、マイクロ電子デバイス１００を封入する方法のステップを示す、図１Ａから図１Ｅを参照する。本第１の実施形態では、マイクロ電子デバイス１００は、ＭＥＭＳである。

図１Ａでは、最初に、例えばケイ素またはガラスなどの半導体に基づく基板１０２上に先に形成されているマイクロ電子デバイス１００上で犠牲材料を基礎とする層の蒸着が実施される。本第１の実施形態では、犠牲材料は、感光性樹脂を基礎としている。とは言っても、該犠牲層は、例えば銅などの金属等、後続の該犠牲材料を除去するステップ（図１Ｄに示す）中に存在する他の材料と比較して、選択的に除去され得る任意の材料を基礎としていてよい。犠牲層の厚さは、例えば約１μｍと２０μｍの間など、数ミクロンであってよい。犠牲層の厚さは、特に、マイクロ電子デバイス１００が封入されることになるキャビティの必要な高さの関数として選択される。

この犠牲層は、次いで、例えば犠牲層が感光性樹脂を基礎としている場合は露出、または犠牲層が金属を基礎としている場合はリソグラフィおよびエッチングにより、構造化される。この構造化により、マイクロ電子デバイス１００を覆う犠牲層の残りの部分１０４が、マイクロ電子デバイス１００が封入されることになる将来的なキャビティのための「原型」を形成することが可能になる。

この構造化の後、犠牲層が樹脂を基礎としている場合、犠牲材料のこの部分１０４により形成された角度でより良い段状通路を得るために、犠牲層のこの部分１０４の熱流動を実施することが可能である。この熱流動は、約２５０℃と３５０℃の間の温度の炉内で実施されてよい。

図１Ｂでは、次いで、保護層１０６の蒸着が実施され、次に、基板１０２上かつ犠牲材料の一部分１０４上でゲッタ材料を基礎とする層１０８の蒸着が実施される。保護層１０６の目的は、特に、後の段階で犠牲材料の一部分１０４のエッチングが実施される時に、ゲッタ材料層１０８を保護することである。とは言っても、本第１の実施形態の代替案では、いかなる保護層１０６も蒸着させず、したがって、ゲッタ材料層１０８を、基板１０２上かつ犠牲材料の一部分１０４上に直接蒸着させることが可能である。この保護層１０６は、特に、ゲッタ材料層１０８に損傷を与えることなく犠牲材料が除去され得る場合は省かれてよい。

保護層１０６は、例えばクロムを基礎としており、約１０ｎｍと１μｍの間であってよい厚さを有する。保護層１０６は、物理気相成長法（ＰＶＤ： ｐｈｙｓｉｃａｌ ｖａｐｏｕｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）により、かつ例えばスパッタリングにより、蒸着されてよい。この保護層１０６が、次いで、ゲッタ材料層１０８の全体または一部上で除去される場合、この層１０６は、マイクロ電子デバイス１００に損傷を与えることなくエッチングされ得る任意の材料を基礎としていてよく、かつ一方、部分的にエッチングされる場合には、十分な厚さの（例えば、約２００ｎｍより大きい）ゲッタ材料層を維持する。保護層１０６の材料が、ウェットエッチングによりエッチングされる必要がある場合、マイクロ電子デバイス１００はやはり、保護層１０６のエッチング後の乾燥するステップの実施と両立性がなければならない。換言すれば、該マイクロ電子デバイスは、この乾燥するステップにより発生する毛管力に対して、十分な機械的強度を有していなければならない。この場合、例えば銅を基礎とする保護層１０６を形成することが可能である。

本方法の残りの部分の間、犠牲層の除去後に、保護層１０６を除去しないことが可能である。実際には、ゲッタ材料層１０８はチタンを含み、かつ／または保護層１０６は銅および／またはクロムおよび／またはニオブを含み、かつ／または保護層１０６の厚さは、数ナノメートルと数十ナノメートルの間（例えば、１ｎｍと１００ ｎｍの間、または１ｎｍと５０ｎｍの間）である。この保護層１０６は、ゲッタ材料がこのような保護層１０６を介して、キャビティ内に存在する媒体と相互作用する場合があるため、保存されてよい。ある代替案では、保護層１０６は、最大でも臨界厚さを有するように、部分的に除去されてよい。臨界厚さとは、それを超えるとゲッタ材料がもはや保護層１０６を介して相互作用しない厚さである。全ての場合において、保護層１０６は、特に部分的に除去される場合、単一層、または複数層の積重ねで形成されてよい。

ゲッタ材料層１０８は、任意のゲッタ材料、例えばチタンおよび／またはジルコニウムおよび／またはハフニウムおよび／またはアルミニウムおよび／またはバリウムおよび／またはセリウムおよび／またはクロムおよび／またはコバルトおよび／または鉄および／またはマグネシウムおよび／またはマンガンおよび／またはモリブデンおよび／またはニオブおよび／またはタンタルおよび／またはタリウムおよび／またはバナジウムおよび／またはタングステンおよび／またはガス吸収特性を有し得る任意の他の材料など、を基礎としていてよい。ゲッタ材料層１０８の厚さは、約２００ｎｍと５μｍの間であってよい。

これら２つの蒸着は、好ましくは同じ真空サイクルで実施される。換言すれば、層１０６および１０８が上に蒸着される構造体は、２つの層１０６および１０８の界面に汚染粒子が存在しないようにするために、これら２つの蒸着ステップの間、自由大気中に戻らず、蒸着機内の真空下に留まる。このようにして、保護層１０６と接触して配置されかつマイクロ電子デバイス１００が封入されるキャビティの壁を形成することになるゲッタ材料層１０８の表面の、極めて優れた品質が保証される。

次に、密封層１１０が、ゲッタ材料層１０８上に蒸着される。この密封層１１０は、例えば、チタン、クロムもしくは代わりに銅を基礎としており、または代わりに金属材料を基礎としており、約５００ｎｍと１０μｍの間の厚さを有していてよい。

マイクロ電子デバイス１００が光デバイス（ＭＯＥＭＳ、光学センサ、表示装置等）である場合、密封層１１０の材料は、マイクロ電子デバイス１００の動作波長まで透明または少なくとも部分的に透明であってよい。密封層１１０は、例えばこの場合、プラズマ化学気相成長法（ＰＥＣＶＤ： ｐｌａｓｍａ ｅｎｈａｎｃｅｄ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｕｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）により蒸着された酸化物、または原子層堆積（ＡＬＤ： ａｔｏｍｉｃ ｌａｙｅｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）により蒸着されたＡｌ_２Ｏ_３であり、密封層１１０の厚さは、マイクロ電子デバイス１００に必要な密封性の程度および透明度の関数として適合される。

３つの層１０６、１０８および１１０は、次いで、マイクロ電子デバイス１００を封入することになる保護カバーの構造を形成するために、例えばリソグラフィおよびエッチングにより、構造化される。

最後に、犠牲層１０４への進入路を形成するために、開口部１１２が、これら３つの層１０６、１０８および１１０を貫通して形成される。図１Ｃでは、単一の開口部１１２が示されている。これらの開口部１１２は、犠牲材料の一部分１０４の上方に展開していてよく、または側面でアクセス可能である場合は、犠牲材料の一部分１０４の横に移されてよい。開口部１１２を形成するステップと層１０６、１０８および１１０を構造化するステップは、同時に実施されることが好ましい。

犠牲材料の一部分１０４は、次に、マイクロ電子デバイス１００が封入されるキャビティ１１４を形成するためにエッチングされる（図１Ｄ）。キャビティ１１４の所に配置されている保護層１０６の部分もまた、例えば、保護層１０６がクロムを基礎としている場合はオゾンプラズマによるドライエッチングによって、または保護層１０６が銅を基礎としている場合はＦｅＣｌ_３溶液によるウェットエッチングによって、エッチングされる。図１Ｄでは、この保護層１０６の残りの部分１１６が、キャビティ１１４の側壁の一部を形成する。

このようにして、ゲッタ材料層１０８の後面、換言すれば、以前は保護層１０６に接触していた表面、は露出しており、特に、キャビティ１１４の主要な上壁を形成している。したがって、キャビティ１１４内のガス吸収は、ゲッタ材料層１０８のこの後面により達成され得る。

最後に、開口部１１２を塞いでキャビティ１１４を密閉するために、密封層１１０上に栓１１８が形成される。図１Ｅでは、１つの栓１１８のみが示されている。キャビティ１１４内を高真空、例えば約１ｍｂａｒ未満の圧力、にしたい場合は、塞ぐ瞬間にキャビティ１１４内に真空が既に存在しているように、栓１１８が、真空蒸着による金属蒸着によって形成されることが好ましいであろう。ある代替案では、栓１１８は、ゲッタ材料を基礎としていてよく、それにより、キャビティ１１４内のガス吸収に寄与する。キャビティ１１４の雰囲気がＯ_２などの反応ガスを除外することが所望される場合、栓１１８を、アルゴンスパッタリングによる蒸着によって形成することができる（この場合、残留アルゴンは不利な条件にならない）。最後に、栓１１８を、ＰＥＣＶＤによる酸化物の蒸着によって形成することも可能である。

本方法のある代替案では、ゲッタ材料層１０８上に密封層１１０を蒸着させないことが可能である。この場合、デバイス１００の保護カバーは、ゲッタ材料層１０８および必要であれば保護層１０６の残りの部分１１６によってのみ形成され得る。本代替案では、栓１１８がゲッタ材料層１０８の全体を覆う層により形成され、それにより、密封層１１０と同様に、カバーの役割を果たすことが可能である。

キャビティが一旦密閉されると、次いで、キャビティ１１４内に発見されるガス状分子の吸収を達成するように、ゲッタ材料１０８の熱活性化が実施される。この熱活性化は、ゲッタ材料を約２５０℃と４５０℃の間の温度に暴露することにより実施されてよい。

ある実施形態の代替案では、マイクロ電子デバイス１００を封入するために蒸着された層は、キャビティ１１４内に支持マイクロピラーを形成することができる。該支持マイクロピラーは、キャビティ１１４内に賢明に展開され、デバイス１００を封入しているカバーを機械的に結合する。図２は、マイクロピラー１２０が形成されているキャビティ１１４内に封入されているデバイス１００の例を示す。この図２では、単一のマイクロピラー１２０が示されている。これらのマイクロピラー１２０は、ゲッタ材料層１０８の部分ならびに、存在する場合は、保護層１０６の部分１１６および／または密封層１１０の部分および／または栓を形成する層１１８の部分が、キャビティ１１４内に配列されたマイクロピラー１２０を形成するように、犠牲材料の一部分１０４を構造化することにより（換言すれば、犠牲材料のこの部分１０４に開口部を形成することにより）、得られる。

図２の例では、デバイス１００の封入が、密封層１１０なしで実施され、開口部１１２を塞ぐことは、ゲッタ材料層１０８の全体を覆う層１１８により達成される。

ここで、第２の実施形態による、マイクロ電子デバイス１００を封入する方法のステップを示す、図３Ａから３Ｃを参照する。

最初に、図１Ａおよび１Ｂを参照して前述したものと同じステップが実施される。換言すれば、基板１０２上に形成されているマイクロ電子デバイス１００上に犠牲層を蒸着させるステップと、犠牲層を構造化して、犠牲材料の一部分１０４を得るステップと、次いで、犠牲材料の一部分１０４上に保護層１０６を蒸着させるステップと、保護層１０６上にゲッタ材料層１０８を蒸着させるステップとである。図３Ａに示す通り、保護層１０６を部分的に覆っているだけのゲッタ材料層１０８の１つまたは複数の部分１２２を保存するために、次に、ゲッタ材料層１０８の構造化が実施される。重ねて、ある実施形態の代替案では、保護層１０６を蒸着させず、ゲッタ材料層１０８を犠牲材料の一部分１０４上に直接蒸着させることが可能である。図３Ａの例では、ゲッタ材料の一部分１２２が保存されている。ゲッタ材料の部分１２２の寸法および形状は、キャビティ１１４内で吸収されるガス量の関数として選択される。すなわち、キャビティ１１４内で必要とされる真空が高いほど、この部分１２２はより大きな寸法を有する。

図３Ｂに示す通り、次に、保護層１０６上かつゲッタ材料の一部分１２２上に密封層１１０を蒸着させるステップが実施される。密封層１１０および保護層１０６をリソグラフィおよびエッチングにより構造化することにより、デバイス１００のカバーを画定することが可能になる。また、犠牲層１０４への進入路を形成するために、開口部１１２が、密封層１１０および保護層１０６を貫通して形成される。本第２の実施形態において、ゲッタ材料の一部分１２２のみが使用されているならば、開口部１１２は、それらが一部分１２２を貫通して延在しないように形成されることが好ましい。

将来的なキャビティ１１４の所に配置されている保護層１０６の部分は、次に、犠牲材料の一部分１０４と同様にエッチングされ、それにより、キャビティ１１４を形成する。最後に、第１の実施形態と同様に、次に、開口部１１２は、密封層１１０上に形成される栓１１８により塞がれる（図３Ｃ）。

第１の実施形態と比較して、本第２の実施形態は、例えばマイクロ電子デバイス１００が光デバイスである場合、ゲッタ材料がデバイス１００の光場に存在しないようにすることを可能にする。したがって、デバイス１００の動作波長まで透明なまたは部分的に透明な材料を基礎とする密封層１１０を選択することにより、真空下で実装され、光学的放射を発しかつ／または受けることを可能にする光窓を含むマイクロ電子デバイス１００が得られる。

第１の実施形態を参照して前述した代替案（保護層１０６の有無、密封層１１０の有無、カバーの全体を覆う層により開口部１１２を塞ぐこと、キャビティ１１４内でのマイクロピラー１２０の形成）は、本第２の実施形態にも適用されてよい。

第３の実施形態による封入方法に従って封入されているマイクロ電子デバイス１００を示す、図４を参照する。

本第３の実施形態では、複数のキャビティが、例えば１つが他の上部に積み重ねられて、形成される。図４の例では、デバイス１００は、第１のキャビティ１１４ａ内に封入されており、その上方に第２のキャビティ１１４ｂが形成されており、これら２つのキャビティ１１４ａ、１１４ｂは、１つまたは複数の開口部１１２ａすなわちゲッタ材料層１０８に形成されている構造化により、連通している。

この種の封入を作り出すために、図１Ａから１Ｃに関連して記載した前のステップが、最初に実施される。すなわち、マイクロ電子デバイス１００上に犠牲層を蒸着させ、構造化して、犠牲材料の一部分を形成するステップと、次に、犠牲材料の一部分上に保護層およびゲッタ材料層１０８を蒸着させるステップである。これらの層は、次いで、ゲッタ材料層１０８および保護層を貫通する１つまたは複数の開口部１１２ａ（該開口部は任意の形状でよい）を形成し、それにより、犠牲材料の一部分への進入路を形成するように、構造化される。

前出の実施形態と同様に、犠牲層が樹脂を基礎としている場合、犠牲材料の一部分上に保護層および／またはゲッタ材料層１０８を蒸着させる前に、犠牲材料のこの部分の熱流動を実施することが可能である。別の代替案では、また、基板１０２上かつ犠牲材料の一部分１０４上に、ゲッタ材料層１０８を直接蒸着させることも可能である。最後に、開口部（１つまたは複数の）１１２ａの形成は、先に蒸着された層の構造化と同時に実施されることが好ましい。

次に、第２の犠牲層がゲッタ材料層１０８上に蒸着され、次いで、この第２の犠牲層の構造化が実施されて、犠牲材料の第２の部分を形成する。この犠牲材料の第２の部分は、先に形成された犠牲材料の一部分と同じ材料（１つまたは複数の）を基礎としていてよく、またはしていなくてよい。次に、第２の保護層が、この犠牲材料の第２の部分上に蒸着され、最後に、密封層１１０が、第２の保護層上に蒸着される。これらの層は、次いで、保護カバーの構造の残りの部分を形成するために、例えばリソグラフィおよびエッチングにより、構造化される。次に、１つまたは複数の第２の開口部１１２ｂが、密封層１１０および第２の保護層を貫通して形成され、それにより、犠牲材料の第２の部分への進入路を形成する。

ある代替案では、第２の保護層を使用しないこと、および密封層１１０を犠牲材料の第２の部分上に直接蒸着させることが可能である。第２の開口部（１つまたは複数の）１１２ｂの形成は、第２の保護層および密封層１１０の構造化と同時に実施されることが好ましい。また、密封層１１０は、第２のキャビティ１１４ｂ内により大きなゲッタ表面積を有するために、第２のゲッタ材料層と取り替えられてもよい。

犠牲材料の第１および第２の部分は、次いで、キャビティ１１４ａ、１１４ｂの所に配置されている保護層の部分と同様に、開口部１１２ｂおよび１１２ａを介して連続して除去され、それにより、２つの重なったキャビティ１１４ａ、１１４ｂを形成する。保護層の残りの部分１１６および１２６は、キャビティ１１４ａ、１１４ｂの側壁の一部を形成する。ある代替案では、犠牲材料の第１の部分は、第２のキャビティ１１４ｂのカバーを形成することになる層（第２の保護層、第２のゲッタ材料層、または密封層）の蒸着の前に、除去されてよい。

第２の開口部（１つまたは複数の）１１２ｂは、次いで、例えば前出の実施形態で形成された栓と同じ方法で形成された１つまたは複数の栓１１８により塞がれる。

本第３の実施形態では、ゲッタ材料層１０８は、２つのキャビティ１１４ａ、１１４ｂ内でのガス吸収を達成することを可能にする。ゲッタ材料層１０８の表面の各々が、キャビティ１１４ａ、１１４ｂ内での吸収を達成する。

本第３の実施形態で使用される層は、例えば、前出の実施形態に関連して記載したものと同じ性質および／または同じ寸法である。

本第３の実施形態の代替案では、第２のキャビティ１１４ｂを形成することを可能にする層の蒸着前に、第２のマイクロ電子デバイスをゲッタ材料層１０８上に配置することにより、第２のキャビティ１１４ｂ内に第２のマイクロ電子デバイスを配置することが可能である。更に、ゲッタ層１０８に形成されている開口部（１つまたは複数の）１１２ａは、これらの開口部１１２ａが塞がれないことになっているならば、密封層１１０に形成されている開口部１１２ｂより、数が多くてよくかつ／またはより広い区域を有していてよい。

一般的に言えば、最初の２つの実施形態に関連して前述した異なる代替案は、この第３の実施形態にも適用される（保護層の有無、１つまたは複数のキャビティ内でのマイクロピラーの形成、材料層により形成される栓等）。

１００ マイクロ電子デバイス
１０２ 基板
１０４ 犠牲材料の一部分、犠牲層
１０６ 保護層
１０８ ゲッタ材料層
１１０ 密封層
１１２ 開口部
１１２ａ 開口部
１１２ｂ 第２の開口部
１１４ キャビティ
１１４ａ 第１のキャビティ
１１４ｂ 第２のキャビティ
１１６ （保護層の）残りの部分
１１８ 栓
１２０ マイクロピラー
１２２ ゲッタ材料の一部分
１２６ （保護層の）残りの部分

Claims (18)

1. 基板（１０２）上に配置されているマイクロ電子デバイス（１００）を封入する方法であって、少なくとも
   ａ）前記マイクロ電子デバイス（１００）の少なくとも一部を覆う犠牲材料の一部分（１０４）を形成するステップであって、該犠牲材料の一部分の体積が、前記デバイス（１００）が封入されることになるキャビティ（１１４、１１４ａ）の少なくとも一部を形成することになる空間を占めるステップと、
   ｂ）少なくとも１つのゲッタ材料を基礎とする層（１０８）を蒸着させて、前記犠牲材料の一部分（１０４）の少なくとも一部を覆うステップと、
   ｃ）少なくとも前記ゲッタ材料層（１０８）を貫通する少なくとも１つの開口部（１１２、１１２ａ）を形成して、前記犠牲材料の一部分（１０４）への進入路を形成するステップと、
   ｄ）前記開口部（１１２、１１２ａ）を経由して前記犠牲材料の一部分（１０４）を除去して、前記マイクロ電子デバイス（１００）が封入される前記キャビティ（１１４、１１４ａ）を形成するステップと、
   ｅ）前記キャビティ（１１４、１１４ａ）を密閉するステップと
   を含む、方法。
2. 前記犠牲材料の一部分（１０４）を形成するステップａ）が、少なくとも、
   ａ１）犠牲材料を基礎とする層を前記基板（１０２）上に蒸着させて、少なくとも前記マイクロ電子デバイス（１００）を覆うステップと、
   ａ２）前記犠牲層の残留部分を前記犠牲材料の一部分（１０４）として形成し、前記犠牲層の一部を構成するステップと
   の実施を含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記犠牲材料の一部分（１０４）を形成するステップａ）と前記ゲッタ材料層（１０８）を蒸着させるステップｂ）との間に、前記犠牲材料の一部分（１０４）を熱流動させるステップを更に含む、請求項１および２のいずれか一項に記載の方法。
4. 前記犠牲材料の一部分（１０４）を形成するステップａ）と前記ゲッタ材料層（１０８）を蒸着させるステップｂ）との間に、前記犠牲材料の一部分（１０４）上に保護層（１０６）を蒸着させるステップを更に含み、前記ゲッタ材料層（１０８）が、ステップｂ）中に、前記保護層（１０６）上に蒸着され、前記開口部（１１２、１１２ａ）が、ステップｃ）中に、前記保護層（１０６）を貫通して更に形成される、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記保護層（１０６）が、約１０ｎｍと１μｍの間の厚さを有し、かつ／またはクロムおよび／または銅を基礎としている、請求項４に記載の方法。
6. 前記ゲッタ材料層（１０８）を蒸着させるステップｂ）と前記開口部（１１２、１１２ａ）を形成するステップｃ）との間に、密封層（１１０）を前記ゲッタ材料層（１０８）上に蒸着させるステップを更に含み、前記開口部（１１２、１１２ａ）が、ステップｃ）中に、前記密封層（１１０）を貫通して更に形成される、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
7. 前記ゲッタ材料層（１０８）を蒸着させるステップｂ）と前記密封層（１１０）を蒸着させる前記ステップとの間に、前記ゲッタ材料層（１０８）の一部をエッチングするステップを更に含み、前記ゲッタ材料層（１０８）の残留部分（１２２）が、前記犠牲材料の一部分（１０４）を部分的に覆っている、請求項６に記載の方法。
8. 前記密封層（１１０）は、約５００ｎｍと１０μｍの間の厚さを有し、かつ／またはチタンおよび／またはクロムおよび／または銅および／または少なくとも１つの金属を基礎としており、かつ／または前記マイクロ電子デバイス（１００）の動作波長の範囲まで透明な材料を基礎としている、請求項６または７に記載の方法。
9. 前記ゲッタ材料層（１０８）を蒸着させるステップｂ）と前記開口部（１１２、１１２ａ）を形成するステップｃ）との間に、前記犠牲材料の一部分（１０４）上に形成されている１つまたは複数の前記層（１０６、１０８、１１０）の一部をエッチングするステップを更に含み、前記蒸着された層（１つまたは複数の）（１０６、１０８、１１０）の残りの部分が、前記犠牲材料の一部分（１０４）を覆うカバーまたはカバーの一部を形成する、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
10. 密閉するステップｅ）が、材料の層（１１８）を蒸着させる段階と、および／または少なくとも１つの栓（１１８）を形成して、前記ゲッタ材料（１０８、１２２）上もしくは前記密封層（１１０）上の前記開口部（１１２）を遮断する段階とを含む、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
11. 前記開口部（１１２）を遮断する前記材料および／または前記栓（１１８）が、金属および／または酸化物および／またはゲッタ材料を基礎としている、請求項１０に記載の方法。
12. 前記犠牲材料の一部分（１０４）を形成するステップａ）中に、少なくとも１つの第２の開口部を前記犠牲材料の一部分（１０４）に形成する段階を更に含み、また、後続のステップ中に蒸着される前記層（１０６、１０８、１１０、１１８）が、前記第２の開口部に蒸着され、前記キャビティ（１１４）内に少なくとも１つのマイクロピラー（１２０）を形成する、請求項１から１１のいずれか一項に記載の方法。
13. 前記犠牲材料の一部分（１０４）の厚さが、約１μｍと２０μｍの間であり、かつ／または前記犠牲材料が、感光性樹脂もしくは少なくとも１つの金属を基礎としている、請求項１から１２のいずれか一項に記載の方法。
14. 前記ゲッタ材料層（１０８）の厚さが、約２００ｎｍと５μｍの間であり、かつ／または前記ゲッタ材料が、チタンおよび／またはジルコニウムおよび／またはハフニウムを基礎としている、請求項１から１３のいずれか一項に記載の方法。
15. 前記キャビティ（１１４、１１４ａ）を密閉するステップｅ）の後に、前記ゲッタ材料（１０８、１２２）を熱活性化するステップを更に含む、請求項１から１４のいずれか一項に記載の方法。
16. 前記開口部（１１２、１１２ａ）を形成するステップｃ）と除去するステップｄ）との間に、または除去するステップｄ）と密閉するステップｅ）との間に、
    前記ゲッタ材料層（１０８）上または前記密封層（１１０）上に犠牲材料の第２の部分を形成するステップであって、該犠牲材料の第２の部分の体積が、第２のキャビティ（１１４ｂ）の少なくとも一部を形成することになる空間を占めるステップと、
    少なくとも１つのゲッタ材料を基礎とする第２の層および／または前記犠牲材料の第２の部分の少なくとも一部を覆う密封層（１１０ｂ）を蒸着させるステップと、
    少なくとも前記第２のゲッタ材料層および／または前記密封層（１１０ｂ）を貫通する少なくとも１つの第２の開口部（１１２ｂ）を形成して、前記犠牲材料の第２の部分への進入路を形成するステップと
    を更に含み、
    前記第２の開口部を形成する前記ステップと除去するステップｄ）との間に、または除去するステップｄ）中に、または除去するステップｄ）と密閉するステップｅ）との間に、前記第２の開口部（１１２ｂ）を経由して少なくとも前記犠牲材料の第２の部分を除去して、前記第２のキャビティ（１１４ｂ）を形成するステップを更に含む、請求項１から１５のいずれか一項に記載の方法。
17. 前記第２のゲッタ材料層および／または前記密封層（１１０ｂ）を蒸着させる前記ステップと前記第２の開口部（１１２ｂ）を形成する前記ステップとの間に、前記犠牲材料の第２の部分上に形成されている１つまたは複数の前記層の一部をエッチングするステップを更に含み、前記蒸着された層（１つまたは複数の）の残りの部分は、前記犠牲材料の第２の部分を覆うカバーまたはカバーの一部を形成する、請求項１６に記載の方法。
18. 密閉するステップｅ）が、材料の層（１１８）を蒸着させる段階と、および／または少なくとも１つの栓（１１８）を形成して、前記第２のゲッタ材料層上かつ／もしくは前記密封層（１１０ｂ）上の前記第２の開口部（１１２ｂ）を遮断する段階とを含む、請求項１６または１７のいずれか一項に記載の方法。

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