JP2012040677A - Memsセンサ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 対向絶縁層22に第1の金属層31aが形成され、機能層のシリコンウエハから分離された枠体部14に第2の金属層32aが形成され、第1の金属層31aと第2の金属層32aとが共晶接合または拡散接合で結合されている。第1の金属層31aのはみ出し部31cと対向する部分で、枠体部14に凹部18が形成され、はみ出し部31cと凹部18の底表面18bとの間に空隙部19aが形成される。CVD法などで成膜される保護絶縁層41が空隙部19aを経て金属結合部30aの外側部に欠陥なく成膜されるようになり、第1の金属層31aまたは第2の金属層32aの腐食を防止しやすくなる。
【選択図】図2
Description
前記機能層によって、可動部と、前記可動部を支持する支持部と、前記可動部および前記支持部が位置する動作領域と外部領域とを区画する枠体部とが形成され、前記枠体部と前記主基板とが、前記動作領域の全周を囲む絶縁層を介して接合され、前記枠体部と前記対向基板とが、前記動作領域の全周を囲む金属結合部を介して接合されており、
前記金属結合部では、前記枠体部の対向面と前記対向基板の対向面の一方に第1の金属層が他方に第2の金属層が形成され、前記第1の金属層は前記第2の金属層よりも加熱時の粘度が低く、前記第1の金属層と前記第2の金属層とが加熱され加圧されて互いに接合されており、
前記枠体部または前記対向基板のうちの前記第1の金属層に対向する対向面に、前記第1の金属層から離れる凹部が形成され、前記外部領域では、前記凹部の表面から前記第1の金属層の表面にわたって連続する保護絶縁層が形成されていることを特徴とするものである。
CVD法で無機絶縁層を形成すると、金属結合部に隣接する外部領域において、枠体部と対向基板との隙間内に連続する保護絶縁層を形成しやすくなる。
図2(B)に示す変形例は、枠体部14において第2の金属層32aが形成されている接合平面14aの外部領域16側の段差部14bが、凹部18の底表面18bと垂直な面となっている。そのため、凹部18の内端部の空間を広くでき、凹部18とはみ出し部31cとが対向する空隙部19aを奥側まで広い内容積で形成することができる。そのため、空隙部19aの奥まで保護絶縁層41を形成しやすくなり、金属結合部30aを保護絶縁層41で確実に覆えるようになる。
図4に示すように、対向基板2の一部である対向絶縁層22の表面(対向面)に、第1の金属層31aがスパッタ工程などで成膜されている。図4では、対向絶縁層22の表面に第1の金属層31aが付着している付着領域の幅寸法がW3で示されている。図1においても説明したように、第2の金属層32aと第1の金属層31aとが対向する部分の幅寸法がW2であり、図6に示すように、第1の金属層31aと第2の金属層32aとが共晶接合または拡散接合されたときの金属結合部30aの幅寸法がほぼW2に一致している。
2 対向基板
3a,3b 絶縁層
10 機能層
11 可動部
12 支持部
13 弾性変形部
14 枠体部
14a 接合平面
14b 段差部
14c 後退平面
15 動作領域
16 外部領域
18 凹部
18a 段差表面
18b 底表面
19a 空隙部
22 対向絶縁層
22a 接合平面
30a,30b 金属結合部
31a,31b 第1の金属層
31c,33 はみ出し部
32a,32b 第2の金属層
41 保護絶縁層
Claims (10)
- 主基板と、対向基板と、前記主基板と前記対向基板との間に位置する機能層とを有するMEMSセンサにおいて、
前記機能層によって、可動部と、前記可動部を支持する支持部と、前記可動部および前記支持部が位置する動作領域と外部領域とを区画する枠体部とが形成され、前記枠体部と前記主基板とが、前記動作領域の全周を囲む絶縁層を介して接合され、前記枠体部と前記対向基板とが、前記動作領域の全周を囲む金属結合部を介して接合されており、
前記金属結合部では、前記枠体部の対向面と前記対向基板の対向面の一方に第1の金属層が他方に第2の金属層が形成され、前記第1の金属層は前記第2の金属層よりも加熱時の粘度が低く、前記第1の金属層と前記第2の金属層とが加熱され加圧されて互いに接合されており、
前記枠体部または前記対向基板のうちの前記第1の金属層に対向する対向面に、前記第1の金属層から離れる凹部が形成され、前記外部領域では、前記凹部の表面から前記第1の金属層の表面にわたって連続する保護絶縁層が形成されていることを特徴とするMEMSセンサ。 - 前記外部領域では、前記凹部の表面から前記第1の金属層および前記第2の金属層の表面にわたって連続する保護絶縁層が形成されている請求項1記載のMEMSセンサ。
- 前記保護絶縁層は、CVD法で形成される無機絶縁層である請求項1または2記載のMEMSセンサ。
- 前記第1の金属層は、加熱され加圧されたときに、前記金属結合部から前記外部領域へはみ出し、前記第1の金属層のはみ出した部分の厚さ寸法が、前記金属結合部の厚さ寸法よりも大きく、前記第1の金属層のはみ出した部分の表面に前記凹部が対向している請求項1ないし3のいずれかに記載のMEMSセンサ。
- 前記第1の金属層のはみ出した部分の表面と、前記凹部の底表面との間に隙間が形成されており、この隙間内に前記無機絶縁層が入り込んでいる請求項4記載のMEMSセンサ。
- 前記凹部の前記金属結合部側の内端である段差部は、その表面が前記凹部の底表面と垂直に延びている請求項1ないし5のいずれかに記載のMEMSセンサ。
- 前記第1の金属層が形成されている前記対向面において前記第1の金属層が付着している付着領域が、前記第1の金属層と前記第2の金属層との結合部よりも、前記外部領域に向けて延び出ている請求項1ないし6のいずれかに記載のMEMSセンサ。
- 前記第1の金属層が形成されている前記対向面には、前記第2の金属層と対向する接合平面と、前記接合平面の前記外部領域側の端部において前記対向面を窪ませる段差部が形成されており、前記付着領域が、前記段差部よりも前記外部領域まで延び出ている請求項7記載のMEMSセンサ。
- 前記第1の金属層と前記第2の金属層との結合部の幅寸法に対し、前記結合部からの前記付着領域の延び出る長さが、前記幅寸法の1/2以上である請求項7または8記載のMEMSセンサ。
- 前記付着領域は、前記第1の金属層と前記第2の金属層との結合部から前記動作領域と前記外部領域の双方へはみ出ており、そのはみ出し量は、前記動作領域よりも前記外部領域の方が広い請求項7ないし9のいずれかに記載のMEMSセンサ。
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