JP2018054496A - Package and Infrared Sensor - Google Patents

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良久 田家
Yoshihisa Taya
良久 田家
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vacuum-sealing package for making a sealed space vacuum, the package being smaller in size and having higher performances and increasing the reliability.SOLUTION: The vacuum-sealing package includes: a first substrate 10 with a convex part 11; a second substrate 15; metal wiring 12 in an end of the convex part of the first substrate; and metal wiring 13 on the second substrate, the metal wiring being made of a metal material, the first and second substrates being provided with a step part 40 in the inner surface of the first substrate so that a sealed space formed by joining with the metal wiring will become vacuum, and the step part having a surface on which a getter material 20 for absorbing gas is formed.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、パッケージおよび赤外線センサに関する。   The present invention relates to a package and an infrared sensor.

赤外線センサ、加速度センサ、角速度センサおよび水晶振動子に用いられるパッケージは、内部を減圧雰囲気とし、パッケージ内部のガスや水分を最小限にする必要がある。そのため、ガスや水分を吸着するゲッター材料をパッケージ内部に設置している。   A package used for an infrared sensor, an acceleration sensor, an angular velocity sensor, and a crystal resonator needs to have a reduced pressure atmosphere inside and minimize gas and moisture inside the package. Therefore, a getter material that adsorbs gas and moisture is installed inside the package.

しかしながら、電子部品に対しては小型化と高機能化の両立が求められており、これにより、減圧雰囲気といった真空状態での環境で封止状態を維持するためのガス吸着を行うゲッター材料を形成する箇所が十分に確保することができない状態となると、素子の処理能力が顕著に低下し、電子部品の信頼性低下につながる。   However, electronic components are required to be both compact and highly functional, thereby forming a getter material that performs gas adsorption to maintain a sealed state in a vacuum environment such as a reduced-pressure atmosphere. If the portion to be processed cannot be sufficiently secured, the processing capability of the element is significantly reduced, leading to a decrease in the reliability of the electronic component.

そこで、省スペース化を図ることのできるゲッター材の取り付け方法が提案されている。例えば、ゲッター材を構成している素子の側面を基板に取り付け立設する構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。   Accordingly, a method for attaching a getter material that can save space has been proposed. For example, a configuration is known in which a side surface of an element constituting a getter material is attached to a substrate and erected (see, for example, Patent Document 1).

特開２０１５−２１８８８号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2015-21888

しかしながら特許文献１に記載の技術では、ゲッター材を下部の基板の平面上に配置するため、ゲッター材料を構成している素子の側面に取り付けによる省スペース化に一定の効果があるものの、小型化と高機能化の両立を図ることに限界がある。即ち、従来技術では、ゲッター材を構成している素子の側面積を考慮した基板の底面積を確保する必要があるため、効果的な小型化、高機能化を図りつつ、かつ信頼性を向上させることが可能なパッケージの構成は何ら開示されていない。   However, in the technique described in Patent Document 1, since the getter material is arranged on the plane of the lower substrate, there is a certain effect in saving space by mounting on the side surface of the element constituting the getter material, but the size is reduced. There is a limit to achieving both high performance and functionality. In other words, in the conventional technology, it is necessary to secure the bottom area of the substrate in consideration of the side area of the elements constituting the getter material, so that the reliability is improved while achieving effective miniaturization and high functionality. There is no disclosure of the configuration of the package that can be made.

そこで本発明は、封止空間を真空にするパッケージおいて、小型化かつ高性能化が可能であり、かつ信頼性を向上させることが可能なパッケージを提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a package that can be reduced in size and performance and that can improve reliability in a package in which a sealed space is evacuated.

上記目的を達成するために本発明のパッケージは、凸部を有する第１基板と、第２基板と、前記第１基板の凸部の端部に配置される第１の接合材と、前記第２基板上に配置され、前記第１の接合材と接合され、前記第１基板と前記第２基板の間に封止空間を形成する第２の接合材と、を備え、前記第１基板の内面に複数の段差を有する段差部を有し、前記段差部の表面に前記封止空間のガスを吸収するゲッター材を有することを特徴とする。   In order to achieve the above object, a package of the present invention includes a first substrate having a convex portion, a second substrate, a first bonding material disposed at an end portion of the convex portion of the first substrate, and the first substrate. A second bonding material disposed on two substrates, bonded to the first bonding material, and forming a sealed space between the first substrate and the second substrate; A step portion having a plurality of steps is provided on the inner surface, and a getter material that absorbs gas in the sealing space is provided on the surface of the step portion.

かかる構成によれば、第１基板の封止空間の内部側面の表面積を大きくすることができる。即ち、ゲッター材料を形成する面積を確保することができる。よって、封止空間内、即ち、パッケージ内部を減圧雰囲気といった真空状態を達成することができるとともに、維持することができるため、電子部品の高性能化および信頼性向上を図ることが可能になる。
また、前記ゲッター材を、前記段差部の表面から延長し、前記第１基板の前記第２基板に向かい合う面上の、前記段差部の周辺にも配置してもよい。前記第１基板の段差部の周辺にゲッター材を配置することにより、ゲッター材の表面積を増加することができ、ガスの吸収効果を高めることができる。
また段差部を、前記第１基板側から前記第２基板側に向かい開口幅が広くなるテーパー状とることができる。テーパー状の段差構造を設けることにより、段差部の長さを長くすることができ、ゲッター材の表面積を増し、ガス吸収効果をたかめることができる。さらに、第１基板の段差部の基部の強度を向上することができる。 According to this configuration, the surface area of the inner side surface of the sealing space of the first substrate can be increased. That is, an area for forming the getter material can be secured. Accordingly, a vacuum state such as a reduced pressure atmosphere can be achieved in the sealed space, that is, the inside of the package, and can be maintained, so that it is possible to improve the performance and reliability of the electronic component.
In addition, the getter material may be disposed around the step portion on the surface of the first substrate facing the second substrate, extending from the surface of the step portion. By arranging the getter material around the step portion of the first substrate, the surface area of the getter material can be increased, and the gas absorption effect can be enhanced.
Further, the stepped portion can be tapered so that the opening width becomes wider from the first substrate side toward the second substrate side. By providing the tapered step structure, the length of the step portion can be increased, the surface area of the getter material can be increased, and the gas absorption effect can be increased. Furthermore, the strength of the base portion of the step portion of the first substrate can be improved.

また、本発明にあっては、前記ゲッター材料は、２層以上の金属層で積層されていると好適である。かかる構成によれば、パッケージ内部で発生するガスの種類に応じたゲッター材料を形成することで、発生したガスを効率よく吸着することが可能である。よって、パッケージ内部の雰囲気を真空状態にすることができるとともに、真空状態を維持することができるため、電子部品の高性能化および信頼性向上を図ることが可能となる。   In the present invention, it is preferable that the getter material is laminated with two or more metal layers. According to such a configuration, it is possible to efficiently adsorb the generated gas by forming the getter material corresponding to the type of gas generated inside the package. Therefore, the atmosphere inside the package can be set in a vacuum state, and the vacuum state can be maintained, so that it is possible to improve the performance and reliability of the electronic component.

また、本発明にあっては、前記ゲッター材料の形成箇所は、 前記第１基板の内面側面部と、前記第１基板と前記第２基板の接合時に前記第１基板の前記凸部と前記第２基板とによって形成される封止空間かつ前記第２基板上に配置されるセンサ素子の検出部端部から、垂直方向に伸ばした直線上で、前記第１基板の内面底部との接点までに形成されると好適である。
かかる構成によれば、第１基板の側面部だけでなく上端部までゲッター材料を形成することができる。よって、ゲッター材料形成の面積を可能な限り増やすことができるため、パッケージ内部を減圧雰囲気といった真空状態にすることができるとともに、維持することができるため、電子部品の信頼性向上を図ることが可能となる。
また、ゲッター材料形成箇所は、センサ検出部上の第１基板の上底部には形成されていないため、入射光の減衰をさせることなく、効率よくセンサ素子の検出部で受光することが可能になる。 In the present invention, the getter material may be formed at the inner side surface portion of the first substrate, the convex portion of the first substrate and the first substrate when the first substrate and the second substrate are bonded. 2 to the contact point with the inner surface bottom of the first substrate on the straight line extending in the vertical direction from the detection space end of the sensor element disposed on the second substrate Preferably formed.
According to such a configuration, the getter material can be formed not only on the side surface portion of the first substrate but also on the upper end portion. Therefore, since the area for forming the getter material can be increased as much as possible, the inside of the package can be kept in a vacuum state such as a reduced-pressure atmosphere and can be maintained, so that the reliability of electronic components can be improved. It becomes.
In addition, since the getter material formation portion is not formed on the upper bottom portion of the first substrate on the sensor detection unit, the detection unit of the sensor element can efficiently receive light without attenuating incident light. Become.

また、本発明にあっては、
前記第１基板は、シリコン材料によって形成されていると好適である。
かかる構成によれば、センサ素子の検出部へ入射する赤外光の減衰を最小限にすることができる。即ち、効率よく赤外光を受光することが可能となる。
また、センサ素子の検出部が搭載された第２基板と第１基板とが、同じシリコン材料から構成されることで、熱膨張係数の差が発生しない組合せとすることができる。即ち、第１基板と第２基板を金属材料からなる接合材料を介して接合封止した際の第１基板と第２基板との接合界面で発生する応力を最小限にすることができる。よって、真空状態を維持することが可能となり、電子部品の高性能化および信頼性向上を図ることが可能となる。 In the present invention,
The first substrate is preferably formed of a silicon material.
With this configuration, it is possible to minimize the attenuation of infrared light incident on the detection unit of the sensor element. That is, it becomes possible to receive infrared light efficiently.
Moreover, it can be set as the combination by which the difference of a thermal expansion coefficient does not generate | occur | produce because the 2nd board | substrate with which the detection part of a sensor element is mounted, and a 1st board | substrate are comprised from the same silicon material. That is, it is possible to minimize the stress generated at the bonding interface between the first substrate and the second substrate when the first substrate and the second substrate are bonded and sealed with the bonding material made of a metal material. Therefore, it is possible to maintain a vacuum state, and it is possible to improve the performance and reliability of the electronic component.

以上説明したように、本発明によれば、封止空間を真空にするパッケージにおいて、小型化かつ高性能化が可能であり、かつ信頼性を向上させることが可能なパッケージを提供することが可能になる。   As described above, according to the present invention, it is possible to provide a package capable of reducing the size and improving the performance and improving the reliability in the package in which the sealed space is evacuated. become.

第１実施形態に係るパッケージの構成断面図である。It is a composition sectional view of a package concerning a 1st embodiment. 第１実施形態に係るパッケージの製造方法の工程を説明する図である。It is a figure explaining the process of the manufacturing method of the package concerning a 1st embodiment. 第１実施形態に係るパッケージの製造方法の工程を説明する図である。It is a figure explaining the process of the manufacturing method of the package concerning a 1st embodiment. 第１実施形態に係る第１基板における斜面部の拡大図である。It is an enlarged view of the slope part in the 1st substrate concerning a 1st embodiment. 第２実施形態におけるパッケージの構成断面図である。It is a structure sectional view of the package in a 2nd embodiment. 第３実施形態におけるパッケージの構成断面図である。It is a structure sectional view of the package in a 3rd embodiment. 第４実施形態におけるパッケージの構成断面図である。It is a structure sectional view of the package in a 4th embodiment.

以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。   DETAILED DESCRIPTION Exemplary embodiments for carrying out the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in the following embodiments are not intended to limit the scope of the present invention only to those unless otherwise specified. Absent.

[第１実施形態]
図１から図４を参照して、本発明に係る第１実施形態について説明する。
（１：パッケージの構成）
図１に、本実施形態におけるパッケージの構成断面図を示す。
図１に示すようにパッケージ１は、第１基板１０と第２基板１５を備える。また、第１基板１１と第２基板１５の間には、センサ１７を封入する封止空間３０が形成される。
第１基板１０は、シリコン基板である。凸部１１は、第１基板１０に一体的に形成されている。そして、凸部１１の先端面上には、第１金属配線１２が配置されている。第１金属配線１２は、金属薄膜である。第１金属配線１２の材料は、拡散接合しやすい材料であり、例えば、金（Ａｕ）とタンタル（Ｔａ）、またはアルミニウム（Ａｌ）と窒化チタン（ＴｉＮ）の二層構成である。その第１金属の薄膜構成は、タンタル（Ｔａ）薄膜の下地層上に金（Ａｕ）薄膜を形成、または窒化チタン（ＴｉＮ）薄膜の下地層上にＡｌ（アルミニウム）形成されている。ＡｕとＴａの場合の膜厚それぞれは、例えばＡｕが０．５μｍ〜数μｍ、Ｔａが数百ｎｍである。また、ＡｌとＴｉＮの場合の膜厚それぞれは、例えばＡｌが数μｍ、ＴｉＮが数百ｎｍである。 [First embodiment]
A first embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS.
(1: Package structure)
FIG. 1 shows a cross-sectional view of the package in the present embodiment.
As shown in FIG. 1, the package 1 includes a first substrate 10 and a second substrate 15. In addition, a sealed space 30 that encloses the sensor 17 is formed between the first substrate 11 and the second substrate 15.
The first substrate 10 is a silicon substrate. The convex portion 11 is formed integrally with the first substrate 10. A first metal wiring 12 is disposed on the tip surface of the convex portion 11. The first metal wiring 12 is a metal thin film. The material of the first metal wiring 12 is a material that can be easily diffusion-bonded, and has, for example, a two-layer structure of gold (Au) and tantalum (Ta), or aluminum (Al) and titanium nitride (TiN). In the first metal thin film structure, a gold (Au) thin film is formed on an underlayer of a tantalum (Ta) thin film, or Al (aluminum) is formed on an underlayer of a titanium nitride (TiN) thin film. The film thicknesses of Au and Ta are, for example, 0.5 μm to several μm for Au and several hundred nm for Ta. The film thicknesses of Al and TiN are, for example, several μm for Al and several hundred nm for TiN.

さらに、第１基板１０の封止空間３０内面の側面形状が階段状形状をしている段差部４０からセンサ１７の幅方向の端部から垂直方向に伸ばした点で第１基板１０の底部と接する位置までゲッター材２０が形成されている。すなわち、ゲッター材２０は、段差部４０から第１基板１０の内側表面の平坦部の外周まで形成されている。このゲッター材２０は、金属材料によって形成されている膜であり、加熱されることにより活性化し、酸素や水素を吸着することができるゲッタリング機能を有している。ゲッター材２０は、ゲッタリング機能を高めるために、チタンを下地層とし、上層にジルコニウムを主体とした合金からなる二層構造としても良い。   Further, the side surface of the inner surface of the sealing space 30 of the first substrate 10 extends vertically from the stepped portion 40 having a stepped shape from the end in the width direction of the sensor 17 to the bottom of the first substrate 10 The getter material 20 is formed up to the contact position. That is, the getter material 20 is formed from the stepped portion 40 to the outer periphery of the flat portion on the inner surface of the first substrate 10. The getter material 20 is a film formed of a metal material, and has a gettering function that is activated by heating and can adsorb oxygen and hydrogen. In order to enhance the gettering function, the getter material 20 may have a two-layer structure made of an alloy mainly composed of titanium as an underlayer and zirconium as an upper layer.

第２基板１５は、シリコン基板であり、第１基板１０と略平行に配置される。第２基板１５の位置１６上に、第２金属配線１３が配置されている。また、第２基板１５上には、電極１６（１６ａと１６ｂ）とセンサ１７とが配置されている。以下、電極１８ａと電極１８ｂのうち１つを特定しない場合は、電極１８という。   The second substrate 15 is a silicon substrate and is disposed substantially parallel to the first substrate 10. A second metal wiring 13 is disposed on the position 16 of the second substrate 15. On the second substrate 15, electrodes 16 (16 a and 16 b) and a sensor 17 are arranged. Hereinafter, when one of the electrode 18a and the electrode 18b is not specified, it is referred to as an electrode 18.

第２金属配線１３は、金属薄膜である。第２金属配線１３の材料は、第１金属配線１２と同様であり、膜厚それぞれも第１金属配線１２と同様である。また、第１金属配線１２の材料がＡｕとＴａの場合の場合は、第２金属配線１３の材料もＡｕとＴａであり、第１金属配線１２の材料がＡｌとＴｉＮの場合の場合は、第２金属配線１３の材料もＡｌとＴｉＮである。   The second metal wiring 13 is a metal thin film. The material of the second metal wiring 13 is the same as that of the first metal wiring 12, and each film thickness is the same as that of the first metal wiring 12. Further, when the material of the first metal wiring 12 is Au and Ta, the material of the second metal wiring 13 is also Au and Ta, and when the material of the first metal wiring 12 is Al and TiN, The material of the second metal wiring 13 is also Al and TiN.

第１基板１１と第２基板１５は、それぞれに形成されている第１金属配線１２および第２金属１３を介して、第１金属配線１２と第２金属配線１３とを拡散接合することによって、封止空間３０を形成する。
よって、封止空間３０は、気密空間として、減圧雰囲気を維持することができる。
センサ１７は、赤外線を検知する赤外線センサである。
センサ１７は、第２基板１５に形成されており、第１基板１０と第２基板１５の間の封止空間３０に形成されている。 The first substrate 11 and the second substrate 15 are formed by diffusion bonding the first metal wiring 12 and the second metal wiring 13 through the first metal wiring 12 and the second metal 13 formed respectively. A sealed space 30 is formed.
Therefore, the sealed space 30 can maintain a reduced pressure atmosphere as an airtight space.
The sensor 17 is an infrared sensor that detects infrared rays.
The sensor 17 is formed on the second substrate 15 and is formed in a sealed space 30 between the first substrate 10 and the second substrate 15.

電極１８は、センサ１７が検出した情報を外部に出力するためのパッドである。センサ１７と電極１８は、第２基板１５内に埋め込まれている不図示の配線材によって接続されている。なお、第２基板１５内には、センサ１７が出力する情報を処理する読み出し回路等のトランジスタ等の部品および配線などが形成されていてもよい。   The electrode 18 is a pad for outputting information detected by the sensor 17 to the outside. The sensor 17 and the electrode 18 are connected by a wiring material (not shown) embedded in the second substrate 15. In the second substrate 15, components such as a transistor such as a readout circuit that processes information output from the sensor 17, wiring, and the like may be formed.

（２：製造工程）
図２を参照して、本実施形態に係る電子部品１の構成を説明する。
図２は、本実施形態に係るパッケージ１の製造工程の一例を示す図である。 まず、図２（Ａ）に示すように、フォトリソグラフィとドライエッチングを行うことで、第１基板１０の不要部分を除去することで、凸部１１を形成する。
ここで、封止空間３０内面側に形成の階段状の凸部１１を形成する際には、フォトリソグラフィと上記記載のドライエッチングを所望の回数繰り返すことで、階段状形状を形成することができる。具体的には、フォトリソグラフィよって形成するレジスト膜を、その階段状形状を形成する分、即ち、水平方向成分を考慮して、フォトリソグラフィ形成位置をずらして形成後、ドライエッチングをする。そして、その後、レジスト膜を剥離する。
そして、さらにレジスト膜を。階段状形状を形成する分、即ち、水平方向成分を考慮して、フォトリソグラフィ形成位置をずらして形成後、ドライエッチングをする。そして、レジスト膜を剥離する。
これを繰り返すことによって、所望の階段状形状を形成することができる。続けて、図２（Ｂ）に示すように、金属配線の材料を成膜（スパッタリングや蒸着など）した後、例えばスプレーコート法でレジスト膜を塗布し、フォトリソグラフィで凸部１１の頂面にのみレジスト膜が残るように形成する。その後、不要部分の金属をドライエッチングあるいはウエットエッチング加工で除去して、第１金属配線１２を形成する。 (2: Manufacturing process)
With reference to FIG. 2, the structure of the electronic component 1 which concerns on this embodiment is demonstrated.
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a manufacturing process of the package 1 according to the present embodiment. First, as shown in FIG. 2A, by performing photolithography and dry etching, unnecessary portions of the first substrate 10 are removed to form the convex portions 11.
Here, when forming the step-like convex portion 11 formed on the inner surface side of the sealing space 30, a step-like shape can be formed by repeating photolithography and the dry etching described above a desired number of times. . Specifically, the resist film formed by photolithography is formed by shifting the photolithography formation position in consideration of the formation of the stepped shape, that is, the horizontal component, and then dry etching is performed. Thereafter, the resist film is peeled off.
And further resist film. Dry etching is performed after forming the stepped shape, that is, by taking the horizontal direction component into consideration and shifting the photolithography formation position. Then, the resist film is peeled off.
By repeating this, a desired stepped shape can be formed. Subsequently, as shown in FIG. 2B, after forming a metal wiring material (sputtering, vapor deposition, etc.), a resist film is applied by, for example, a spray coating method, and photolithography is applied to the top surface of the convex portion 11. Only the resist film is formed so as to remain. Thereafter, unnecessary metal is removed by dry etching or wet etching to form the first metal wiring 12.

そして、その後、図２（Ｃ）に示すように、段差部４０の内面に薄膜からなるゲッター材２０を形成する。
続けて、図３（Ａ）に示すように、第２基板１５にセンサ１７と第２金属配線１３と電極１６を形成する。センサ１７は、シリコン基板である第２基板１５に周知の手法によって形成される。第２基板１５に、例えば、成膜（スパッタリングや蒸着など）を行った後、スピンコートやスプレーコート法でレジスト膜を塗布し、フォトリソグラフィで所望のレジスト膜を残す。その後、成膜した箇所の不要部分をドライエッチングあるいはウエットエッチングすることで、第２金属配線１７と電極１８形成する。 Then, as shown in FIG. 2C, a getter material 20 made of a thin film is formed on the inner surface of the stepped portion 40.
Subsequently, as shown in FIG. 3A, the sensor 17, the second metal wiring 13, and the electrode 16 are formed on the second substrate 15. The sensor 17 is formed on the second substrate 15 which is a silicon substrate by a known method. For example, after film formation (sputtering, vapor deposition, etc.) is performed on the second substrate 15, a resist film is applied by spin coating or spray coating, and a desired resist film is left by photolithography. After that, the second metal wiring 17 and the electrode 18 are formed by performing dry etching or wet etching on the unnecessary portion of the deposited film.

続けて、図３（Ｂ）に示すように、第１基板１０と第２基板１５の位置を合わせた後、第１基板１０を第２基板１５に加圧し、さらに加熱する。これにより、第１金属配線１２と、第２金属配線１３とが金属拡散接合される。   Subsequently, as shown in FIG. 3B, after the first substrate 10 and the second substrate 15 are aligned, the first substrate 10 is pressed against the second substrate 15 and further heated. Thereby, the first metal wiring 12 and the second metal wiring 13 are metal diffusion bonded.

続けて、接合した後の第２基板１５を不図示のダイシング装置に保持し、第１基板１０をダイシングライン１９の位置で切断する。
図４は、封止空間３０内面側に形成された階段部４０および凸部１１の断面拡大図である。ゲッター材２０の形成方法は、メタルマスクを使用することで、形成したい箇所、即ち、封止空間３０内面側の階段部４０の内面と、センサ１７の検出部端部から、垂直方向に伸ばした直線上で、第１基板１０の封止空間３０内面底部との接点までの箇所にゲッター膜２０を形成する。 Subsequently, the bonded second substrate 15 is held in a dicing apparatus (not shown), and the first substrate 10 is cut at the position of the dicing line 19.
FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of the stepped portion 40 and the convex portion 11 formed on the inner surface side of the sealed space 30. The method for forming the getter material 20 is to extend in a vertical direction from the location to be formed, that is, from the inner surface of the stepped portion 40 on the inner surface side of the sealing space 30 and the end portion of the detection portion of the sensor 17 by using a metal mask. On the straight line, the getter film 20 is formed at a location up to the contact point with the bottom of the inner surface of the sealing space 30 of the first substrate 10.

また、ゲッター膜２０の形成箇所は、封止空間３０内面側に形成した階段部４０のみに形成してもよい。   Alternatively, the getter film 20 may be formed only on the stepped portion 40 formed on the inner surface side of the sealed space 30.

以上のように、本実施形態によれば、封止空間３０内面側にゲッター膜２０を形成の凸部１１を階段状形状にすることにより、表面積を増やすことができる。また、赤外線が入射する箇所はゲッター膜２０を形成しない構成とすることによって、効率よく赤外線を検知することが可能となっている。よって、封止空間３０を減圧雰囲気といった真空状態にすることができるとともに、維持することができる。さらに入射光の減衰をさせることなく、効率よくセンサ１７の検出部で受光することが可能になる。   As described above, according to the present embodiment, the surface area can be increased by forming the convex portion 11 for forming the getter film 20 on the inner surface side of the sealing space 30 into a stepped shape. In addition, the infrared rays can be detected efficiently by adopting a configuration in which the getter film 20 is not formed at the places where the infrared rays are incident. Therefore, the sealed space 30 can be maintained in a vacuum state such as a reduced pressure atmosphere and can be maintained. Further, it is possible to efficiently receive the light at the detection unit of the sensor 17 without attenuating the incident light.

このことにより、本実施形態によれば、小型化かつ高性能化が可能であり、かつ信頼性を向上することができる。   Thus, according to the present embodiment, it is possible to reduce the size and improve the performance, and to improve the reliability.

［第２実施形態］
次に、パッケージ１の変形例を説明する。
図４を参照して、第２実施形態に係るパッケージ２について説明する。なお、構成は第１実施形態で説明した構成を適宜採用することが可能であるので、ここではその説明を省略する。
図５は、第２実施形態に係るパッケージ２の断面構成の一例を示す図である。図５に示すようにパッケージ２は、第１基板１０と第２基板１５を備える。また、第１基板１０と第２基板１５の間には、センサ１７を封入する封止空間３０が形成される。
第２基板１５に、貫通電極１４（１４ａと１４ｂ）と、電極１６（１６ａと１６ｂ）とが配置されている。第２金属配線１３は、第１基板１０と対向する第２基板１５上の面に形成されている。貫通電極１４（１４ａと１４ｂ）は、第２基板１５を貫通して形成されている。電極１６（１６ａと１６ｂ）は、第２基板１５の第２金属配線１３が配置されている面と反対側の面、すなわち第１基板１０の裏面に形成されている。
このように、パッケージ２は、センサ１７が検出した検出信号を、貫通電極１４を介して、第２基板１５の裏面に配置されている電極１６（１６ａ、１６ｂ）から出力する。なお、貫通電極１４とセンサ１７とは、不図示の配線で接続されている。 [Second Embodiment]
Next, a modified example of the package 1 will be described.
A package 2 according to the second embodiment will be described with reference to FIG. Note that the configuration described in the first embodiment can be adopted as appropriate, and thus the description thereof is omitted here.
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a cross-sectional configuration of the package 2 according to the second embodiment. As shown in FIG. 5, the package 2 includes a first substrate 10 and a second substrate 15. In addition, a sealed space 30 that encloses the sensor 17 is formed between the first substrate 10 and the second substrate 15.
The through electrode 14 (14a and 14b) and the electrode 16 (16a and 16b) are arranged on the second substrate 15. The second metal wiring 13 is formed on the surface on the second substrate 15 facing the first substrate 10. The through electrode 14 (14 a and 14 b) is formed so as to penetrate the second substrate 15. The electrodes 16 (16 a and 16 b) are formed on the surface of the second substrate 15 opposite to the surface on which the second metal wiring 13 is disposed, that is, on the back surface of the first substrate 10.
Thus, the package 2 outputs the detection signal detected by the sensor 17 from the electrode 16 (16a, 16b) disposed on the back surface of the second substrate 15 via the through electrode 14. The through electrode 14 and the sensor 17 are connected by a wiring (not shown).

パッケージ２では、第２基板１５の裏面に電極１６（１６ａ、１６ｂ）が配置されているので、接合後に、第１基板１０の縁をｙ軸方向に切断する工程が不要である。   In the package 2, since the electrodes 16 (16a, 16b) are disposed on the back surface of the second substrate 15, a step of cutting the edge of the first substrate 10 in the y-axis direction after bonding is not necessary.

［第３実施形態］
次に、図６を参照して、第３実施形態に係るパッケージ３について説明する。なお、構成は第１実施形態または、第２実施形態で説明した構成を適宜採用することが可能であるので、ここではその説明を省略する。
図６は、第３実施形態に係るパッケージ３の断面構成の一例を示す図である。図６に示すようにパッケージ３は、第１基板１０と第２基板１５を備える。また、第１基板１０と第２基板１５の間には、センサ１７Ａを封入する封止空間３０が形成される。 [Third Embodiment]
Next, the package 3 according to the third embodiment will be described with reference to FIG. Note that the configuration described in the first embodiment or the second embodiment can be adopted as appropriate, and thus the description thereof is omitted here.
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a cross-sectional configuration of the package 3 according to the third embodiment. As shown in FIG. 6, the package 3 includes a first substrate 10 and a second substrate 15. In addition, a sealed space 30 that encloses the sensor 17 </ b> A is formed between the first substrate 10 and the second substrate 15.

パッケージ３では、センサ１７Ａが、第２基板１５とは別に形成され、形成後に第２基板１５上にＡｕＳｎ共晶接合により実装されている。センサ１７Ａは、例えば、ＭＥＭＳのセンサである。センサ１７Ａは、配線材２１ａを介して電極１６ａに接続され、配線材２１ｂを介して電極１６ｂに接続される。配線材２１（２１ａと２１ｂ）は、ワイヤであり、ワイヤボンディングの手法で接続される。パッケージ３では、接合後に、第１基板１０のダイシングライン１９の位置で切断する工程を行う必要がある。   In the package 3, the sensor 17 </ b> A is formed separately from the second substrate 15, and is mounted on the second substrate 15 by AuSn eutectic bonding after the formation. The sensor 17A is, for example, a MEMS sensor. The sensor 17A is connected to the electrode 16a through the wiring member 21a, and is connected to the electrode 16b through the wiring member 21b. The wiring material 21 (21a and 21b) is a wire and is connected by a wire bonding technique. In the package 3, it is necessary to perform a process of cutting at the position of the dicing line 19 of the first substrate 10 after the bonding.

［第４実施形態］
次に、図７を参照して、第４実施形態に係るパッケージ４について説明する。なお、構成は第１実施形態または、第２実施形態または、第３実施形態で説明した構成を適宜採用することが可能であるので、ここではその説明を省略する。 [Fourth Embodiment]
Next, the package 4 according to the fourth embodiment will be described with reference to FIG. Note that the configuration described in the first embodiment, the second embodiment, or the third embodiment can be adopted as appropriate, and the description thereof is omitted here.

図６は、第４実施形態に係るパッケージ４の断面構成の一例を示す図である。
図６に示すようにパッケージ４は、第１基板１０と第２基板１５を備える。また、第１基板１０と第２基板１５の間には、センサ１７Ａを封入する封止空間３０が形成される。パッケージ４では、パッケージ３と同様にセンサ１７Ａが、第２基板１５とは別に形成され、形成した後に第２基板１５上に取り付けられる。さらに、パッケージ２では、センサ１７Ａが、配線材２１（２１ａと２１ｂ）と貫通電極１４（１４ａと１４ｂ）を介して、第２基板１５の裏面に配置されている電極１６（１６ａと１６ｂ）に接続されている。パッケージ４では、パッケージ２と同様に、第２基板１５の裏面に電極１６（１６ａ、１６ｂ）が配置されているので、接合後に、第１基板１０の縁を切断する工程が不要である。 FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a cross-sectional configuration of the package 4 according to the fourth embodiment.
As shown in FIG. 6, the package 4 includes a first substrate 10 and a second substrate 15. In addition, a sealed space 30 that encloses the sensor 17 </ b> A is formed between the first substrate 10 and the second substrate 15. In the package 4, as in the package 3, the sensor 17 </ b> A is formed separately from the second substrate 15, and is attached on the second substrate 15 after being formed. Further, in the package 2, the sensor 17A is provided on the electrode 16 (16a and 16b) disposed on the back surface of the second substrate 15 through the wiring member 21 (21a and 21b) and the through electrode 14 (14a and 14b). It is connected. In the package 4, as in the package 2, the electrodes 16 (16 a and 16 b) are arranged on the back surface of the second substrate 15, so that the step of cutting the edge of the first substrate 10 after the bonding is unnecessary.

［その他の実施形態］
本発明の実施形態は、上記第１実施形態〜第４実施形態に限られるものではない。
例えば、上記実施形態では、封止空間３０内面側に形成の階段状の凸部１１を形成する際には、フォトリソグラフィとウエットエッチングを使用してしてもよい。
この場合は、ウエットエッチングにより、シリコン結晶方位に沿ってエッチングされるため、斜面部が形成される。通常、シリコン基板の基板表面が、結晶面＜１００＞面が使用されることが多いが、その場合、ウエットエッチングによる斜面角度は５４．７度で形成される。そのため、斜面部がある階段形状が凸部１１には形成されることになる。即ち、本発明における、凸部１１に形成の階段形状の形成工程は、階段形状の段数やコストなどの観点から適宜選択することができる。 [Other Embodiments]
Embodiments of the present invention are not limited to the first to fourth embodiments.
For example, in the above embodiment, photolithography and wet etching may be used when the step-like convex portion 11 formed on the inner surface side of the sealing space 30 is formed.
In this case, since the etching is performed along the silicon crystal orientation by wet etching, a slope portion is formed. Usually, the crystal surface <100> plane is often used as the substrate surface of the silicon substrate. In this case, the slope angle by wet etching is 54.7 degrees. Therefore, a staircase shape having a slope portion is formed on the convex portion 11. That is, the step of forming the step shape formed on the convex portion 11 in the present invention can be appropriately selected from the viewpoint of the number of steps of the step shape, cost, and the like.

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。   The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes design changes and the like without departing from the gist of the present invention.

１…パッケージ、１０…第１基板、１１…凸部、１２…第１金属配線、１５…第２基板、１３…第２金属配線、１６，１６ａ，１６ｂ…電極、１７，１７Ａ…センサ、１９…ダイシングライン、３０…封止空間、４０…段差部１４，１４ａ，１４ｂ…貫通電極、２１，２１ａ，２１ｂ…配線材 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Package, 10 ... 1st board | substrate, 11 ... Convex part, 12 ... 1st metal wiring, 15 ... 2nd board | substrate, 13 ... 2nd metal wiring, 16, 16a, 16b ... Electrode, 17, 17A ... Sensor, 19 ... Dicing line, 30 ... Sealing space, 40 ... Step part 14, 14a, 14b ... Penetration electrode, 21, 21a, 21b ... Wiring material

Claims (6)

凸部を有する第１基板と、
第２基板と、
前記第１基板の凸部の端部に配置される第１の接合材と、
前記第２基板上に配置され、前記第１の接合材と接合され、前記第１基板と前記第２基板の間に封止空間を形成する第２の接合材と、
を備え、
前記第１基板の内面に複数の段差を有する段差部を有し、
前記段差部の表面に前記封止空間のガスを吸収するゲッター材を有するパッケージ。 A first substrate having a convex portion;
A second substrate;
A first bonding material disposed at an end of the convex portion of the first substrate;
A second bonding material disposed on the second substrate, bonded to the first bonding material, and forming a sealed space between the first substrate and the second substrate;
With
A step portion having a plurality of steps on the inner surface of the first substrate;
The package which has the getter material which absorbs the gas of the said sealing space on the surface of the said level | step-difference part. 前記ゲッター材が、前記段差部表面から延長され、前記第１基板の前記第２基板に向かい合う面上の、前記段差部の周辺に配置される請求項１に記載のパッケージ。   2. The package according to claim 1, wherein the getter material extends from the surface of the stepped portion and is disposed around the stepped portion on a surface of the first substrate facing the second substrate. 前記段差部が、前記第１基板側から前記第２基板側に向かい開口幅が広くなるテーパー状である請求項１または２に記載のパッケージ。   3. The package according to claim 1, wherein the stepped portion has a tapered shape whose opening width increases from the first substrate side toward the second substrate side. 前記ゲッター材が、複数の金属層の積層構造である請求項１に記載のパッケージ。 The package according to claim 1, wherein the getter material has a laminated structure of a plurality of metal layers. 前記第１基板がシリコンからなる請求項１から４のいずれか１項に記載のパッケージ。   The package according to claim 1, wherein the first substrate is made of silicon. シリコンからなり、一方の面に凸部を有する第１基板と、
前記第１基板と向かい合う面に赤外線検出素子を有する第２基板と、
前記凸部の端部に配置される第１の接合材と、
前記第２基板の前記赤外線検出素子を有する面に、前記第１の接合材と接合され前記第１基板と前記第２基板の間に封止空間を形成する第２の接合材と、
前記第１基板の内面の段差部と、前記第１基板の前記赤外線検出素子と向かい合う面上でかつ前記赤外線検出素子の受光領域の外側にゲッター材を有する赤外線センサ。 A first substrate made of silicon and having a convex portion on one surface;
A second substrate having an infrared detection element on a surface facing the first substrate;
A first bonding material disposed at an end of the convex portion;
A second bonding material that is bonded to the first bonding material and forms a sealed space between the first substrate and the second substrate on the surface of the second substrate having the infrared detection element;
The infrared sensor which has a getter material on the step part of the inner surface of the first substrate and the surface of the first substrate facing the infrared detection element and outside the light receiving region of the infrared detection element.
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