JP2012154802A

JP2012154802A - 加速度角速度センサ装置の製造方法

Info

Publication number: JP2012154802A
Application number: JP2011014285A
Authority: JP
Inventors: Keisuke Goto; 敬介五藤; Tetsuo Fujii; 哲夫藤井
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2011-01-26
Filing date: 2011-01-26
Publication date: 2012-08-16

Abstract

【課題】第１収容空間に異物が導入されることを抑制することができる加速度角速度センサ装置の製造方法を提供する。
【解決手段】
加速度検出部１および角速度検出部２が形成されたセンサ部１０と蓋部２０とを用意する準備工程と、センサ部１０と蓋部２０とを減圧空間で接合し、加速度検出部１および加熱されることによりガスを放出するガス放出材２４ａ、５０を第１収容空間３に収容すると共に、角速度検出部２を第２収容空間４に収容する接合工程と、ガス放出材２４ａ、５０からガスを放出させることにより、第１収容空間３の圧力を第２収容空間４の圧力より高くする内圧変動工程とを行う。
【選択図】図２

Description

本発明は、加速度に応じた電気信号を出力する加速度検出部と、角速度に応じた電気信号を出力する角速度検出部とが形成されたセンサ部に、蓋部を接合してなる加速度角速度センサ装置の製造方法に関するものである。

従来より、加速度に応じた電気信号を出力する加速度検出部と、角速度に応じた電気信号を出力する角速度検出部とが形成されたセンサ部に、蓋部を接合してなる加速度角速度センサ装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

具体的には、このような加速度角速度センサ装置では、センサ部に蓋部が接合されることにより、センサ部と蓋部との間に第１収容空間と、当該第１収容空間と分離された第２収容空間とが構成されている。そして、第１収容空間に加速度検出部が収容され、第２収容空間に角速度検出部が収容されている。

また、角速度検出部としては、可動電極を駆動振動させる固定部と、固定部により一方向に駆動振動させられると共に角速度が印加されたときにコリオリ力によって当該一方向と垂直な方向に検出振動する可動電極と、可動電極と対向して配置された検出電極とを有するものが形成されている。このような角速度検出部では、可動電極の検出振動はコリオリ力の大きさに依存し、当該コリオリ力は駆動振動が速いほど大きくなる。したがって、駆動振動の速度を速くするために、角速度検出部は真空内に配置されることが好ましい。

これに対し、加速度検出部としては、可動電極と固定電極とを有し、加速度が印加されたときに可動電極と固定電極との間の容量が変化するものが形成されている。このような加速度検出部は、真空内に配置されている場合には、可動電極の共振周波数成分を持った加速度が印加されると、加速度の大きさに関係なく、可動電極が共振状態になって振幅が増大してしまうために加速度を正確に検出できなくなる。このため、加速度センサは、例えば、大気圧等のように、真空より高い圧力内に配置されることが好ましい。

したがって、上記加速度角速度センサ装置は、第１収容空間の圧力は第２収容空間の圧力より高くされており、第２収容空間は真空圧とされている。

以上説明した加速度角速度センサ装置は、次の製造方法により製造される。すなわち、まず、加速度検出部および角速度検出部が形成されたセンサ部を用意する。また、加速度検出部および角速度検出部と対向する領域にそれぞれ凹部が形成されていると共に、加速度検出部と対向する領域に形成された凹部の底面を貫通する供給用通路が形成された蓋部を用意する。そして、真空下でセンサ部と蓋部とを接合する。続いて、センサ部と蓋部とを接合したものを大気中に取り出し、供給用通路から大気を侵入させて第１収容空間の圧力を第２収容空間の圧力より高くする。すなわち、第２収容空間の圧力を真空圧に維持しつつ、第１収容空間の圧力を大気圧にする。その後、供給用通路を封止することにより、上記加速度角速度センサ装置が製造される。この製造方法によれば、第１収容空間を大気圧にすると共に第２収容空間を真空圧とすることができる。

特開２００２−５９５０号公報

しかしながら、上記製造方法では、センサ部と蓋部とを接合したものを大気中に取り出し、供給用通路を介して大気を第１収容空間に侵入させるため、第１収容空間に塵等の異物が導入されてしまう可能性がある。この場合、塵等の異物が加速度検出部における可動電極や固定電極等に付着すると動作不良が発生し、検出精度が低下するという問題がある。

本発明は上記点に鑑みて、加速度検出部を収容する第１収容空間の圧力が角速度検出部を収容する第２収容空間の圧力より高くされている加速度角速度センサ装置の製造方法において、第１収容空間に異物が導入されることを抑制することができる加速度角速度センサ装置の製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、加速度検出部（１）および角速度検出部（２）が形成されたセンサ部（１０）と蓋部（２０）とを用意する準備工程と、センサ部（１０）と蓋部（２０）とを減圧空間で接合し、加速度検出部（１）および加熱されることによりガスを放出するガス放出材（２４ａ、５０）を第１収容空間（３）に収容すると共に、角速度検出部（２）を第２収容空間（４）に収容する接合工程と、ガス放出材（２４ａ、５０）からガスを放出させることにより、第１収容空間（３）の圧力を第２収容空間（４）の圧力より高くする内圧変動工程と、を行うことを特徴としている。

このような製造方法では、第１収容空間（３）内にガス放出材（２４ａ、５０）を配置し、ガス放出材（２４ａ、５０）からガスを放出させることにより第１収容空間（３）内の圧力を第２収容空間（４）内の圧力より高くしている。このため、第１収容空間（３）に塵等の異物が導入されることを抑制することができる。

また、請求項２に記載の発明のように、センサ部（１０）を用意する準備工程では、一面側に加速度検出部（１）および角速度検出部（２）を一周して取り囲むと共に加速度検出部（１）と角速度検出部（２）とを区画する周辺部（１５）を有し、加速度検出部（１）および角速度検出部（２）の所定領域に金属で構成される配線部（１６）が形成されていると共に、周辺部（１５）に加速度検出部（１）を取り囲む金属で構成される環状の気密封止部（１７）および角速度検出部（２）を取り囲む金属で構成される環状の気密封止部（１７）が形成されているものを用意することができる。そして、蓋部（２０）を用意する準備工程では、基板（２１）と、基板（２１）の一面側に形成された配線層（２３）と、配線層（２３）の上に形成され、センサ部（１０）に形成された配線部（１６）と対向する領域に開口部（２９）が形成されている絶縁膜（２４）と、開口部（２９）を介して配線層（２３）と電気的に接続される配線部（２５）と、絶縁膜（２４）の上であって、加速度検出部（１）を取り囲む環状の気密封止部（１７）と対向する領域に形成された金属で構成される環状の気密封止部（２６）および角速度検出部（２）を取り囲む環状の気密封止部（２６）と対向する領域に形成された金属で構成される環状の気密封止部（２６）と、を有するものを用意することができる。また、接合工程では、センサ部（１０）に形成された配線部（１６）と蓋部（２０）に形成された配線部（２５）、およびセンサ部（１０）に形成された気密封止部（１７）と蓋部（２０）に形成された気密封止部（２６）とを接触させた状態で加圧しながら加熱して共晶接合し、当該共晶接合させる際に圧力変動工程を行うことができる。

これによれば、接合工程では、センサ部（１０）に形成された配線部（１６）と蓋部（２０）に形成された配線部（２５）、およびセンサ部（１０）に形成された気密封止部（１７）と蓋部（２０）に形成された気密封止部（２６）とを加熱しながら共晶接合している。このため、共晶接合の際にガス放出部材（２４ａ、５０）からガスを放出させて第１収容空間（３）の圧力を第２収容空間（４）の圧力より高くする内圧変動工程を同時に行うことができ、製造工程を簡略化することができる。

そして、請求項３に記載の発明のように、蓋部（２０）を用意する準備工程では、絶縁膜（２４）のうち第１収容空間（３）内に配置される部分がガス放出材（２４ａ）にて構成されたものを用意することができる。

これによれば、蓋部（２０）に形成されている絶縁膜（２４）のうち第１収容空間（３）内に配置される部分をガス放出材（２４ａ）としても機能させるため、構成部材が増加することを抑制することができる。

さらに、請求項４に記載の発明のように、蓋部（２０）を用意する準備工程では、絶縁膜（２４）のうち第１収容空間（３）内に配置される部分にガス放出材を構成する不活性ガスを付着させたものを用意することができる。

このように、絶縁膜（２４）のうち第１収容空間（３）内に配置される部分に不活性ガスを付着させておくことにより、不活性ガスが付着した部分をガス放出材とすることができ、第１収容空間（３）内の圧力を不活性ガスにより高くすることができる。

また、請求項５に記載の発明のように、蓋部（２０）を用意する準備工程では、加速度検出部（１）と対向する領域にセンサ部（１０）と共に第１収容空間（３）を構成する第１凹部（２７）が形成され、角速度検出部（２）と対向する領域にセンサ部（１０）と共に第２収容空間（４）を構成する第２凹部（２８）が形成されたものを用意することができる。

これによれば、蓋部（２０）として第１、第２凹部（２７、２８）が形成されたものを用意しているため、加速度検出部（１）および角速度検出部（２）における可動部が蓋部（２０）と接触することを抑制することができる。

また、請求項６に記載の発明のように、蓋部（２０）を用意する準備工程では、第２凹部（２８）が第１凹部（２７）より大きくされているものを用意することができる。

これによれば、第２収容空間（４）に第１収容空間（３）に配置されるガス放出材（２４ａ）を配置したとしても第１収容空間（３）の圧力を第２収容空間（４）より高くすることができる。すなわち、第２収容空間（４）にもガス放出材（２４ａ）が配置されているため、第２収容空間（４）の圧力も変動することになるが、第２収容空間（４）は第１収容空間（３）よりも大きくされているので第２収容空間（４）より第１収容空間（３）の圧力変動の方が大きくなる。したがって、第２収容空間（４）にも第１収容空間（３）と同じようにガス放出材（２４ａ）を配置することができ、製造工程を簡略化することができる。

そして、請求項７に記載の発明のように、蓋部（２０）を用意する準備工程では、第１凹部（２７）にガス放出材（５０）が配置されたものを用意することができる。

また、請求項８に記載の発明のように、接合工程では、減圧空間としての真空空間でセンサ部（１０）と蓋部（２０）とを接合することができる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

本発明の第１実施形態における製造方法により製造された加速度角速度センサ装置の断面構成を示す図である。図１に示す加速度角速度センサ装置の製造工程を示す断面図である。図１に示す蓋部の製造工程を示す断面図である。本発明の第２実施形態における製造方法により製造された加速度角速度センサ装置の断面構成を示す図である。本発明の第３実施形態における製造工程の一部を示す断面図である。本発明の第４実施形態における製造方法により製造された加速度角速度センサ装置の断面構成を示す図である。本発明の他の実施形態における製造工程の一部を示す断面図である。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本実施形態における製造方法により製造された加速度角速度センサ装置の断面構成を示す図である。

図１に示されるように、加速度角速度センサ装置は、加速度検出部１および角速度検出部２が形成されたセンサ部１０と、当該センサ部１０に接合されてセンサ部１０と共に第１、第２収容空間３、４を構成する蓋部２０とを有して構成されている。そして、加速度検出部１は第１収容空間３に収容されていると共に角速度検出部２は第２収容空間４に収容されている。

センサ部１０は、本実施形態では、第１シリコン基板１１と、この第１シリコン基板１１上に形成された埋込絶縁膜１２と、埋込絶縁膜１２を挟んで第１シリコン基板１１と反対側に形成された第２シリコン基板１３とを有するＳＯＩ基板１４を用いて構成されている。そして、ＳＯＩ基板１４のうち第１シリコン基板１１に加速度検出部１および角速度検出部２がそれぞれ形成されている。

加速度検出部１としては、例えば、可動電極と固定電極とを有し、加速度が印加されたときの可動電極と固定電極との間の容量（距離）に応じた電気信号を出力する一般的なものが形成されている。

角速度検出部２としては、可動電極を駆動振動させる固定部と、固定部により一方向に駆動振動させられると共に角速度が印加されたときに当該一方向と垂直な方向に検出振動する可動電極と、可動電極と対向して配置された検出電極とを有し、可動部が検出振動したときの可動電極と検出電極との間の容量（距離）に応じた電気信号を出力する一般的なものが形成されている。

また、センサ部１０は、加速度検出部１および角速度検出部２を一周して取り囲む周辺部１５を有している。この周辺部１５は、言い換えると、第１シリコン基板１１のうち加速度検出部１および角速度検出部２が形成されて残された部分である。つまり、加速度検出部１と角速度検出部２とは周辺部１５により区画（分離）されている。

さらに、第１シリコン基板１１上には、配線部１６と気密封止部１７とが形成されている。具体的には、第１シリコン基板１１における加速度検出部１および角速度検出部２の所定領域上に配線部１６が形成されている。そして、第１シリコン基板１１における周辺部１５に気密封止部１７が形成されている。さらに詳しくは、気密封止部１７は、加速度検出部１の周囲を取り囲むように環状に形成されていると共に、角速度検出部２の周囲を取り囲むように環状に形成されている。なお、本実施形態では、図１に示されるように、加速度検出部１と角速度検出部２との間に形成されている気密封止部１７は、共通のものとされている。このような配線部１６または気密封止部１７としては、例えば、金等の金属が用いられる。

蓋部２０は、本実施形態では、シリコン基板２１と、絶縁層２２と、配線層２３と、絶縁膜２４と、配線部２５と、気密封止部２６とを備えて構成されている。なお、以下では、蓋部２０としてシリコン基板２１を用いた例について説明するが、例えば、シリコン基板２１の変わりにガラス基板や金属基板等を用いることもできる。

シリコン基板２１は、センサ部１０より平面方向の大きさが大きくされている。つまり、シリコン基板２１は、一部がセンサ部１０と対向せず、センサ部１０から平面方向に突出する大きさとされている。

そして、シリコン基板２１は、センサ部１０と対向する一面のうち、加速度検出部１における可動部と対向する領域に第１凹部２７が形成されており、角速度検出部２における可動部と対向する領域に第２凹部２８が形成されている。この第１、第２凹部２７、２８は、加速度検出部１および角速度検出部２の可動部がシリコン基板２１と接触することを抑制するためのものである。なお、これら第１、第２凹部２７、２８は、同じ大きさとされている。

また、シリコン基板２１はセンサ部１０と対向する一面上に絶縁層２２が形成されている。そして、絶縁層２２上には配線層２３がパターニングされて設けられている。すなわち、絶縁層２２は、配線層２３と蓋部２０とを絶縁するためのものであり、シリコン基板２１の変わりに絶縁基板を用いる場合には配置されていなくてもよい。

さらに、絶縁層２２の上には、配線層２３を覆うように絶縁膜２４が形成されており、この絶縁膜２４には、センサ部１０に形成された配線部１６と対向する領域に開口部２９が形成されている。そして、絶縁膜２４の上には、開口部２９を介して配線層２３と電気的に接続される配線部２５と、センサ部１０に形成された気密封止部１７と対向する領域に形成された環状の気密封止部２６とが形成されている。

なお、配線層２３は、例えば、Ａｌ等で構成され、配線部２５および気密封止部２６はＳｎ等で構成されている。また、気密封止部２６は、電位的にフローティングになっていてもよいいし、必要に応じて例えばグランド電位等の所定の電位とされていてもよい。

そして、本実施形態では、絶縁膜２４のうち加速度検出部１と対向する領域側はＳｉＯｘ等の加熱されることによりガス（気体）を放出する第１絶縁膜２４ａで構成されている。すなわち、本実施形態の第１絶縁膜２４ａは、絶縁部材として機能すると共に本発明のガス放出材としても機能するものである。そして、絶縁膜２４のうち角速度検出部２と対向する領域側はＳｉＮ等の加熱されても第１絶縁膜２４ａよりガスを放出しにくい、または放出しない緻密な膜である第２絶縁膜２４ｂで構成されている。

さらに、シリコン基板２１のうちセンサ部１０と対向しない部分、つまり、センサ部１０から突出する部分には、絶縁膜２４に形成された開口部２９を介して配線層２３と電気的に接続されるパッド３０が備えられている。このパッド３０は、ボンディングワイヤ等を介して外部との電気的な接続が図られる部分であり、当該パッド３０を介して加速度検出部１および角速度検出部２が外部と電気的に接続されるようになっている。

そして、以上説明したセンサ部１０と蓋部２０とが接合されており、センサ部１０と蓋部２０との間で第１、第２収容空間３、４が構成されている。具体的には、センサ部１０に形成された気密封止部１７と蓋部２０に形成された気密封止部２６とが接合されることにより、センサ部１０と第１凹部２７とにより第１収容空間３が構成され、センサ部１０と第２凹部２８とにより第２収容空間４が構成されている。そして、第１、第２収容空間３、４はそれぞれ密封されており、互いに連通されずに分離されている。第１収容空間３は第２収容空間４より圧力が高くされており、第２収容空間４は真空とされている。また、第１収容空間３には加速度検出部１が収容されると共に第１絶縁膜２４ａが配置されており、第２収容空間４には角速度検出部２が収容されていると共に第２絶縁膜２４ｂが配置されている。

なお、図１では、理解をしやすくするために、センサ部１０に形成されている配線部１６と蓋部２０に形成されている配線部２５、センサ部１０に形成されている気密封止部１７と蓋部２０に形成されている気密封止部２６とを別々に記載してあるが、本実施形態では、後述するように、これらは共晶合金化されている。

次に、上記加速度角速度センサ装置の製造方法について説明する。図２は、図１に示す加速度角速度センサ装置の製造工程を示す断面図である。

まず、図２（ａ）に示されるように、ＳＯＩ基板１４を用意し、フォトリソグラフィ・エッチング工程等を行うことにより、図１に示す加速度検出部１および角速度検出部２が形成されたセンサ部１０を用意する。

続いて、図２（ｂ）に示されるように、蓋部２０を用意する。図３は、蓋部２０の製造工程を示す断面図である。

まず、図３（ａ）に示されるように、シリコン基板２１を用意し、シリコン基板２１上に絶縁層２２としてＳｉＯｘをＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法等により形成する。その後、絶縁層２２上にＡｌ層を形成し、当該Ａｌ層をパターニングして配線層２３を形成する。なお、配線層２３は、所定形状にパターニングされた金属製のマスクを用いたマスク蒸着法等によって形成することもできる。

続いて、図３（ｂ）に示されるように、配線層２３および絶縁層２２の上に第１絶縁膜２４ａとしてＳｉＯｘをＬＰＣＶＤ（Low Pressure Chemical Vapor Deposition）法等で形成する。本実施形態では、３００℃以下の成膜条件下で第１絶縁膜２４ａを形成する。なお、この第１絶縁膜２４ａは、キャリアガス等のガスが含まれているため、成膜温度まで加熱されるとガスを放出するガス放出材として機能する。つまり、例えば、約３００℃で第１絶縁膜２４ａを形成した場合には、形成した後に３００℃まで加熱すると第１絶縁膜２４ａからガスが放出される。

次に、図示しないマスクを配置し、図３（ｃ）に示されるように、第１絶縁膜２４ａのうち角速度検出部２と対向する領域側の部分を除去する。その後、図３（ｄ）に示されるように、図３（ｃ）の工程において第１絶縁膜２４ａを除去した部分に第２絶縁膜２４ｂを形成する。この工程は、例えば、第１絶縁膜２４ａ上にも第２絶縁膜２４ｂを形成し、その後に第１絶縁膜２４ａ上に形成された第２絶縁膜２４ｂを除去するようにしてもよいし、マスク等を配置して第１絶縁膜２４ａ上に第２絶縁膜２４ｂを形成しないようにしてもよい。

また、第２絶縁膜２４ｂをＣＶＤ法等により形成した場合には、第２絶縁膜２４ｂにもキャリアガス等のガスが含まれるが、ＳｉＮはＳｉＯｘより緻密な膜であるため、第１絶縁膜２４ａと比較して、形成した後に成膜温度まで加熱されてもガスは放出されにくい。

その後、図３（ｅ）に示されるように、第１、第２絶縁膜２４ａ、２４ｂのうち、センサ部１０に形成された配線部１６と対向する領域およびパッド形成予定領域に開口部２９を形成する。

次に、図３（ｆ）に示されるように、金属層を形成した後にパターニングする方法や、マスクを用いたマスク蒸着法等によって配線部２５、気密封止部２６、パッド３０を形成する。これにより、第１、第２絶縁膜２４ａ、２４ｂに開口部２９が設けられた部分では、配線層２３と配線部２５とが電気的に接続され、また、配線層２３とパッド３０とが電気的に接続される。

その後、図３（ｇ）に示されるように、シリコン基板２１のうち加速度検出部１および角速度検出部２と対向する領域に第１、第２凹部２７、２８を形成することにより蓋部２０が製造される。

続いて、図２（ｃ）に示されるように、センサ部１０と蓋部２０とを接合する。具体的には、まず、ドライエッチングやウェットエッチング等を行い、センサ部１０の配線部１６および気密封止部１７、蓋部２０の配線部２５および気密封止部２６に付着した表面（自然）酸化膜を除去する。

次に、センサ部１０の配線部１６と蓋部２０の配線部２５、センサ部１０の気密封止部１７と蓋部２０の気密封止部２６とを真空チャンバ内で接合する。この接合を行うに際し、まず、センサ部１０の配線部１６と蓋部２０の配線部２５、センサ部１０の気密封止部１７と蓋部２０の気密封止部２６とが対向するように配置する。そして、センサ部１０と蓋部２０とを互いに相対的に近づけていき、センサ部１０の配線部１６と蓋部２０の配線部２５、センサ部１０の気密封止部１７と蓋部２０の気密封止部２６とを接触させる。

その後、センサ部１０と蓋部２０とが積層されているものを加圧しながら加熱し、センサ部１０の配線部１６と蓋部２０の配線部２５、センサ部１０の気密封止部１７と蓋部２０の気密封止部２６とにより共晶合金化層４０を形成して共晶接合する。例えば、センサ部１０の配線部１６および気密封止部１７をＡｕで構成し、蓋部２０の配線部２５および気密封止部２６をＳｎで構成した場合には、共晶温度が約３００℃であるため、５×１０^５Ｎ／ｍ^２で加圧しながら、約３００℃まで加熱してセンサ部１０の配線部１６と蓋部２０の配線部２５、センサ部１０の気密封止部１７と蓋部２０の気密封止部２６とを共晶接合する。

これにより、センサ部１０の配線部１６と蓋部２０の配線部２５とが電気的に接続される。また、センサ部１０の気密封止部１７と蓋部２０の気密封止部２６とが共晶接合されて第１収容空間３と第２収容空間４とが構成される。そして、第１収容空間３に加速度検出部１が収容されると共に第１絶縁膜２４ａが配置され、第２収容空間４に角速度検出部２が収容されると共に第２絶縁膜２４ｂが配置される。

また、上記のように、第１絶縁膜２４ａとしてＳｉＯｘをＬＰＣＶＤ法により形成した場合には、第１絶縁膜２４ａは成膜温度である約３００℃まで加熱されることにより内部からガスが放出される。すなわち、この接合工程では、センサ部１０の配線部１６と蓋部２０の配線部２５、センサ部１０の気密封止部１７と蓋部２０の気密封止部２６とを接触させた状態で加圧しながら約３００℃まで加熱しており、第１収容空間３に配置された第１絶縁膜２４ａからガスが放出されるので、第１収容空間３の圧力が第２収容空間４よりも高くなる。つまり、本実施形態では、接合工程において、共晶接合を行う際に、第１収容空間３の圧力を第２収容空間４の圧力よりも高くする内圧変動工程も同時に行っている。

なお、図２では、センサ部１０の配線部１６と蓋部２０の配線部２５、センサ部１０の気密封止部１７と蓋部２０の気密封止部２６とが全て共晶合金化層４０に変化したものを示してあるが、例えば、センサ部１０の配線部１６と蓋部２０の配線部２５、センサ部１０の気密封止部１７と蓋部２０の気密封止部２６との接触面近傍部分のみが共晶合金化層４０となるものであってもよい。すなわち、センサ部１０の配線部１６と蓋部２０の配線部２５、センサ部１０の気密封止部１７と蓋部２０の気密封止部２６の一部のみが共晶合金化されるような接合工程とすることもできる。

以上説明したように、本実施形態では、第１収容空間３内にガス放出材としての第１絶縁膜２４ａを配置し、第１絶縁膜２４ａからガスを放出させることにより第１収容空間３内の圧力を第２収容空間４内の圧力より高くしている。このため、第１収容空間３に塵等の異物が導入されることを抑制することができる。したがって、加速度検出部１の検出精度が低下することを抑制することができる。

また、蓋部２０に形成されている絶縁膜２４のうち第１収容空間３内に配置される部分をガス放出材として機能させているため、構成部材が増加することも抑制することができる。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対して第２凹部２８が第１凹部２７より大きくされた蓋部２０を用いたものであり、その他に関しては第１実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。図４は、本実施形態の製造方法により製造された加速度角速度センサ装置の断面構成を示す図である。

図４に示されるように、本実施形態の加速度角速度センサ装置は、蓋部２０に形成される第２凹部２８が第１凹部２７より深くまで形成されている。そして、第２収容空間４が第１収容空間３より大きくされている。

また、蓋部２０は、絶縁層２２上には配線層２３を覆う第１絶縁膜２４ａのみが配置されており、第２絶縁膜２４ｂが配置されていない。すなわち、第２収容空間４にもガス放出材としての第１絶縁膜２４ａが配置されている。

このような加速度角速度センサ装置は、以下のように製造される。すなわち、上記蓋部２０は、例えば、図３（ｂ）の工程を行った後、図３（ｃ）および（ｄ）の工程を行わずに、図３（ｅ）の工程において、第１絶縁膜２４ｂのうちセンサ部１０に形成された配線部１６と対向する領域およびパッド形成予定領域に開口部２９を形成する。その後、図３（ｇ）の工程において第２凹部２８を第１凹部２７より大きくすることにより製造される。そして、図４に示される加速度角速度センサ装置は、上記第１実施形態と同様に、この蓋部２０とセンサ部１０とを共晶接合することにより製造される。

なお、本実施形態では、第２収容空間４にも第１絶縁膜２４ａが配置されているため、図２（ｃ）の工程を行った際には第２収容空間４にも第１絶縁膜２４ａからガスが放出されて第２収容空間４の圧力も変動する。しかしながら、第２収容空間４は第１収容空間３よりも大きくされているため、第２収容空間４の圧力変動より第１収容空間３の圧力変動の方が大きくなり、第１収容空間３の圧力が第２収容空間４の圧力より高くなる。

以上説明したように、本実施形態の製造方法によれば、第２凹部２８が第１凹部２７より大きく（深く）された蓋部２０を用いているため、配線層２３を覆う絶縁膜２４を第１絶縁膜２４ｂのみで構成することができ、上記第１実施形態と比較して製造工程を簡略化することができる。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態は、上記第１実施形態と比較して、第１絶縁膜２４ａに不活性ガスを吸着させた蓋部２０を用いるものであり、その他に関しては第１実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。図５は、本実施形態における製造工程の一部を示す断面図である。なお、この工程は、図３（ｇ）に示される工程の後、つまり、図３（ｃ）の接合工程の前に行われる。

図５に示されるように、本実施形態では、シリコン基板２１に第１、第２凹部２７、２８を形成した後、第１絶縁膜２４ａに不活性ガスを付着させている。この不活性ガスは、例えば、アルゴンスパッタ等により付着させことができる。なお、上記のように、蓋部２０の配線部２５、気密封止部２６、パッド３０に形成される表面（自然）酸化膜はドライエッチングやウェットエッチング等により除去されるが、不活性ガスを吸着させる際のスパッタにより除去してもよい。

このような製造方法では、第１絶縁膜２４ａに不活性ガスを付着させているので、接合工程の際にさらに第１絶縁膜２４ａからガスを放出させることができる。具体的には、例えば、アルゴンスパッタにより第１絶縁膜２４ａにアルゴンを付着させた場合には、アルゴンは分子間力等の比較的弱い力で第１絶縁膜２４ａに付着しているため、接合工程の際に約１００℃まで加熱するとアルゴンが第１絶縁膜２４ａから放出される。したがって、このような製造方法では、上記第１実施形態と比較して、さらに第１収容空間３の圧力を第２収容空間４の圧力より高くすることができる。

（第４実施形態）
本発明の第４実施形態について説明する。本実施形態は、上記第１実施形態と比較して、第１凹部２７にガス放出材５０を配置した蓋部２０を用いるものであり、その他に関しては第１実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。図６は、本実施形態における加速度角速度センサ装置の断面構成を示す図である。

図６に示されるように、本実施形態では、第１凹部２７に低分子シロキサン等の揮発性の高いガス放出材５０が配置されている。

また、蓋部２０は、絶縁層２２上には配線層２３を覆う第２絶縁膜２４ｂのみが配置されており、第１絶縁膜２４ａが配置されていない。すなわち、第１収容空間３内に配置される部分も第２絶縁膜２４ｂとされており、絶縁膜２４からガスが放出されない、またはされにくくされている。

このような加速度角速度センサ装置は、以下のように製造される。すなわち、上記蓋部２０は、図３（ｇ）の工程を行った後に第１凹部２７にガス放出材５０を配置することにより製造される。そして、図６に示される加速度角速度センサ装置は、上記第１実施形態と同様に、この蓋部２０とセンサ部１０とを共晶接合することにより製造される。なお、低分子シロキサンは、１００℃以上に加熱すると内部からガスが放出されるため、接合工程の際に１００℃以上まで加熱するとガスが放出されて、第１収容空間３の圧力が第２収容空間４の圧力より高くなる。

このような製造方法においても、第１凹部２７にガス放出材５０を配置しているため、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

（他の実施形態）
上記各実施形態を適宜組み合わせた製造方法とすることができる。例えば、上記第１実施形態を上記第２実施形態に組み合わせて、上記第２実施形態における絶縁膜２４を第１、第２絶縁膜２４ａ、２４ｂで構成することができる。また、上記第２実施形態を上記第３実施形態に組み合わせて、上記第３実施形態における第２凹部２８を第１凹部２７より大きくすることができる。また、上記第４実施形態を上記各実施形態に組み合わせて、第１凹部２７にガス放出材５０を配置することができる。

また、上記第３実施形態では、絶縁膜２４を第２絶縁膜２４ｂのみで構成することもできる。このように、絶縁膜２４を第２絶縁膜２４ｂのみで構成した場合においても、第２絶縁膜２４ｂのうち加速度検出部１と対向する領域側に不活性ガスを付着することにより、第１収容空間３の圧力を第２収容空間４の圧力より高くすることができる。

そして、上記第１実施形態では、センサ部１０の配線部１６と蓋部２０の配線部２５、センサ部１０の気密封止部１７と蓋部２０の気密封止部２６とを共晶接合する例について説明したが、例えば、次のようにすることもできる。すなわち、センサ部１０の配線部１６と蓋部２０の配線部２５、センサ部１０の気密封止部１７と蓋部２０の気密封止部２６とを常温接合することもできる。この場合は、接合工程の後に加熱して第１絶縁膜２４ａからガスを放出させることにより、第１収容空間３の圧力を第２収容空間４の圧力より高くすることができる。すなわち、センサ部１０と蓋部２０とを接合する接合工程と、第１収容空間３の圧力を第２収容空間４の圧力より高くする内圧変動工程とは、別の工程にて行ってもよい。

同様に、上記第２〜第４実施形態においても、センサ部１０の配線部１６と蓋部２０の配線部２５、センサ部１０の気密封止部１７と蓋部２０の気密封止部２６とを常温接合することができ、接合した後に第１収容空間３の圧力を第２収容空間４の圧力より高くする内圧変動工程を行うことができる。

また、上記各実施形態では、蓋部２０として第１、第２凹部２７、２８が形成されているものを用いた例について説明したが、蓋部２０として第１、第２凹部２７、２８が形成されていないものを用いることもできる。

さらに、上記第１実施形態では、図３（ｃ）に示されるように、第１絶縁膜２４ａのうち角速度検出部２と対向する領域側を除去した後に、図３（ｄ）に示されるように、当該除去した部分に第２絶縁膜２４ｂを形成して蓋部２０を用意する例について説明した。しかしながら、上記第１実施形態では、センサ部１０の配線部１６と蓋部２０の配線部２５、センサ部１０の気密封止部１７と蓋部２０の気密封止部２６とを共晶接合するため、配線部２５および気密封止部２６の高さがばらついた蓋部２０を用意することもできる。図７は、他の実施形態における製造工程の一部を示す図であり、図３（ｂ）の工程の後に、図３（ｃ）の工程を行わずに第２絶縁膜２４ｂ、配線部２５、気密封止部２６を形成したときの図である。

図７に示されるように、第１絶縁膜２４ａを除去していないため、第１絶縁膜２４ａと第２絶縁膜２４ｂとの間には段差が形成されている。そして、加速度検出部１と対向する領域側、つまり第１絶縁膜２４ａ上に形成されている配線部２５および気密封止部２６と、角速度検出部２と対向する領域側、つまり第２絶縁膜２４ｂ上に形成されている配線部２５および気密封止部２６との高さがばらついた状態とされている。具体的には、第２絶縁膜２４ｂの上に形成される配線部２５および気密封止部２６が第１絶縁膜２４ａの上に形成される配線部２５および気密封止部２６より高くされている。このような蓋部２０であっても、上記のように、センサ部１０の配線部１６と蓋部２０の配線部２５、センサ部１０の気密封止部１７と蓋部２０の気密封止部２６とを共晶接合する場合には、適用することができる。すなわち、センサ部１０の配線部１６と蓋部２０の配線部２５、センサ部１０の気密封止部１７と蓋部２０の気密封止部２６とを共晶接合する場合には、加速度検出部１と対向する領域側の配線部２５および気密封止部２６と、角速度検出部２と対向する領域側の配線部２５および気密封止部２６との高さがばらついたものを用いることができ、製造工程の自由度を向上させることができる。

なお、以上説明したように、センサ部１０の配線部１６と蓋部２０の配線部２５、センサ部１０の気密封止部１７と蓋部２０の気密封止部２６とを共晶接合する場合には、上記第２〜第４実施形態においても、加速度検出部１と対向する領域側の配線部２５および気密封止部２６と、角速度検出部２と対向する領域側の配線部２５および気密封止部２６との高さがばらついた蓋部２０を用いることができる。

１加速度検出部
２角速度検出部
３第１収容空間
４第２収容空間
１０センサ部
１６配線部
１７気密封止部
２０蓋部
２５配線部
２６気密封止部

Claims

一面を有し、前記一面側に、加速度に応じた電気信号を出力する加速度検出部（１）と、角速度に応じた電気信号を出力する角速度検出部（２）と、が形成されたセンサ部（１０）と、
前記センサ部（１０）の前記一面に接合され、当該センサ部（１０）と共に第１収容空間（３）と前記第１収容空間（３）と分離された第２収容空間（４）とを構成する蓋部（２０）と、を備え、
前記第１収容空間（３）に前記加速度検出部（１）が収容されていると共に前記第２収容空間（４）に前記角速度検出部（２）が収容されており、前記第１収容空間（３）の圧力が前記第２収容空間（４）の圧力より高くされている加速度角速度センサ装置の製造方法において、
前記加速度検出部（１）および前記角速度検出部（２）が形成されたセンサ部（１０）と前記蓋部（２０）とを用意する準備工程と、
前記センサ部（１０）と前記蓋部（２０）とを減圧空間で接合し、前記加速度検出部（１）および加熱されることによりガスを放出するガス放出材（２４ａ、５０）を前記第１収容空間（３）に収容すると共に、前記角速度検出部（２）を前記第２収容空間（４）に収容する接合工程と、
前記ガス放出材（２４ａ、５０）からガスを放出させることにより、前記第１収容空間（３）の圧力を前記第２収容空間（４）の圧力より高くする内圧変動工程と、を行うことを特徴とする加速度角速度センサ装置の製造方法。
前記センサ部（１０）を用意する準備工程では、前記一面側に前記加速度検出部（１）および前記角速度検出部（２）を一周して取り囲むと共に前記加速度検出部（１）と前記角速度検出部（２）とを区画する周辺部（１５）を有し、前記加速度検出部（１）および前記角速度検出部（２）の所定領域に金属で構成される配線部（１６）が形成されていると共に、前記周辺部（１５）に前記加速度検出部（１）を取り囲む金属で構成される環状の気密封止部（１７）および前記角速度検出部（２）を取り囲む金属で構成される環状の気密封止部（１７）が形成されているものを用意し、
前記蓋部（２０）を用意する準備工程では、基板（２１）と、前記基板（２１）の一面側に形成された配線層（２３）と、前記配線層（２３）の上に形成され、前記センサ部（１０）に形成された配線部（１６）と対向する領域に開口部（２９）が形成されている絶縁膜（２４）と、前記開口部（２９）を介して前記配線層（２３）と電気的に接続される配線部（２５）と、前記絶縁膜（２４）の上であって、前記加速度検出部（１）を取り囲む環状の気密封止部（１７）と対向する領域に形成された金属で構成される環状の気密封止部（２６）および前記角速度検出部（２）を取り囲む環状の前記気密封止部（２６）と対向する領域に形成された金属で構成される環状の気密封止部（２６）と、を有するものを用意し、
前記接合工程では、前記センサ部（１０）に形成された配線部（１６）と前記蓋部（２０）に形成された前記配線部（２５）、および前記センサ部（１０）に形成された気密封止部（１７）と前記蓋部（２０）に形成された気密封止部（２６）とを接触させた状態で加圧しながら加熱して共晶接合し、当該共晶接合させる際に前記圧力変動工程を行うことを特徴とする請求項１に記載の加速度角速度センサ装置の製造方法。
前記蓋部（２０）を用意する準備工程では、前記絶縁膜（２４）のうち前記第１収容空間（３）内に配置される部分が前記ガス放出材（２４ａ）にて構成されたものを用意することを特徴とする請求項２に記載の加速度角速度センサ装置の製造方法。
前記蓋部（２０）を用意する準備工程では、前記絶縁膜（２４）のうち前記第１収容空間（３）内に配置される部分に前記ガス放出材を構成する不活性ガスを付着させたものを用意することを特徴とする請求項２または３に記載の加速度角速度センサ装置の製造方法。
前記蓋部（２０）を用意する準備工程では、前記加速度検出部（１）と対向する領域に前記センサ部（１０）と共に前記第１収容空間（３）を構成する第１凹部（２７）が形成され、前記角速度検出部（２）と対向する領域に前記センサ部（１０）と共に前記第２収容空間（４）を構成する第２凹部（２８）が形成されたものを用意することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の加速度角速度センサ装置の製造方法。
前記蓋部（２０）を用意する準備工程では、前記第２凹部（２８）が前記第１凹部（２７）より大きくされているものを用意することを特徴とする請求項５に記載の加速度角速度センサ装置の製造方法。
前記蓋部（２０）を用意する準備工程では、前記第１凹部（２７）にガス放出材（５０）が配置されたものを用意することを特徴とする請求項５または６に記載の加速度角速度センサ装置の製造方法。
前記接合工程では、前記減圧空間としての真空空間で前記センサ部（１０）と前記蓋部（２０）とを接合することを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１つに記載の加速度角速度センサ装置の製造方法。