JP2023012252A - Ｍｅｍｓモジュール及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】外気圧の変化を精度よく導出することが可能なＭＥＭＳモジュールを提供する。また、当該ＭＥＭＳモジュールの製造方法を提供する。【解決手段】内部に中空部３６０が形成されている第１の基板３０を備えるＭＥＭＳ素子３であって、中空部３６０周囲の、第１の基板３０の一部分である可動部３４０を有し、可動部３４０は、中空部３６０の内部の気圧と、可動部３４０を挟んだ第１の基板３０の外部の気圧との気圧差によって形状が変形可能である、ＭＥＭＳ素子３と、第１の基板３０と同一の材料であり、かつ、気圧差によらず形状が変形可能である部分を有する参照用基板９０を備える参照用素子９と、ＭＥＭＳ素子３が検知した変化と参照用素子９が検知した変化の差を基にＭＥＭＳ素子３が検出した気圧の変化を補正する電子部品２と、を備える、ＭＥＭＳモジュールＡ１。【選択図】図２

Description

本実施形態は、ＭＥＭＳモジュール及びその製造方法に関する。

半導体集積回路の製造に用いられる微細加工技術を利用して、機械要素部品と電子回路とを集積化したデバイスであるＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ）素子が知られている。

ＭＥＭＳ素子は、中空部と当該中空部を塞ぐ可動部とを有する。特許文献１に開示された構成においては、凹部が形成されたＳｉ基板の裏側にガラス基板を接合することより、中空部が形成されている。この接合は、中空部が密閉される場合、微細な隙間が生じないようにすることが求められる。また、可動部を比較的薄肉の部位として仕上げる場合、凹部を形成するためにＳｉ基板を深く掘り込む必要がある。

また、ＭＥＭＳ素子は、圧力センサに組み込まれて使用されることもある。圧力センサは、外気圧の変化がＭＥＭＳ素子の可動部の端に生じる応力を変化させ、可動部の変形に応じてゲージ抵抗が変化し、そのゲージ抵抗の変化が出力電圧の変化として出力される。

国際公開第２０１１／０１０５７１号

しかしながら、圧力センサは、外気圧の変化だけでなく、ＭＥＭＳ素子の可動部（メンブレンともいう）に伝わる外部からの応力によってもゲージ抵抗の変化が生じてしまう。外気圧の変化以外の要因によって上記の出力電圧が変化するため、外気圧の変化を正確に検知することが困難になるおそれがある。本実施形態の一態様は、外気圧の変化を精度よく導出することが可能なＭＥＭＳモジュールを提供する。また、本実施形態の他の一態様は、当該ＭＥＭＳ素子の製造方法を提供する。

本実施形態は、ＭＥＭＳモジュールに、ＭＥＭＳ素子と、気圧差によらず形状が変形可能である部分を有する参照用基板を備える参照用素子と、を設け、ＭＥＭＳ素子が検知した変化と参照用素子が検知した変化の差を基にＭＥＭＳ素子が検出した気圧の変化を補正することにより、ＭＥＭＳ素子にかかる外気圧の変化以外の要因による応力を抑制できる。本実施形態の一態様は以下のとおりである。

本実施形態の一態様は、内部に中空部が形成されている第１の基板を備えるＭＥＭＳ素子であって、前記中空部周囲の、前記第１の基板の一部分である可動部を有し、前記可動部は、前記中空部の内部の気圧と、前記可動部を挟んだ前記第１の基板の外部の気圧との気圧差によって形状が変形可能である、前記ＭＥＭＳ素子と、前記第１の基板と同一の材料であり、かつ、前記気圧差によらず形状が変形可能である部分を有する参照用基板を備える参照用素子と、前記ＭＥＭＳ素子が検知した変化と前記参照用素子が検知した変化の差を基に前記ＭＥＭＳ素子が検出した気圧の変化を補正する電子部品と、を備える、ＭＥＭＳモジュールである。

また、本実施形態の他の一態様は、第１の半導体層を備える第１の基板を準備し、前記第１の基板に含まれる第１の半導体層に複数の溝部を形成し、前記溝部の底面から前記溝部の深さ方向に垂直な方向に前記第１の半導体層をエッチングして、前記複数の溝部をつなぎ、前記第１の半導体層に対して熱処理を行い、前記熱処理によって溶融した前記第１の半導体層の一部が前記溝部を塞いで形成した中空部及び前記中空部周囲の、前記第１の基板の一部分である可動部を有するＭＥＭＳ素子を形成し、前記可動部は、前記中空部の内部の気圧と、前記可動部を挟んだ前記第１の基板の外部の気圧との気圧差によって形状が変形可能であり、前記第１の基板と同一の材料であり、かつ、前記気圧差によらず形状が変形可能である部分を有する参照用基板を備える参照用素子を形成し、前記ＭＥＭＳ素子が検知した変化と前記参照用素子が検知した変化の差を基に前記ＭＥＭＳ素子が検出した気圧の変化を補正する電子部品を形成する、ＭＥＭＳモジュールの製造方法である。

本実施形態によれば、外気圧の変化を精度よく導出することが可能なＭＥＭＳモジュールを提供することができる。また、当該ＭＥＭＳモジュールの製造方法を提供することができる。

図１は、第１の実施形態に係るＭＥＭＳモジュールを示す斜視図である。 図２は、第１の実施形態に係るＭＥＭＳモジュールを示す要部斜視図である。 図３は、図１のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿う断面図である。 図４は、第１の実施形態におけるＭＥＭＳ素子の一例を示す断面図である。 図５は、第１の実施形態における参照用素子の一例を示す断面図である。 図６は、第１の実施形態におけるＭＥＭＳ素子の一例の製造方法を示す断面図である（その１）。 図７は、第１の実施形態におけるＭＥＭＳ素子の一例の製造方法を示す断面図である（その２）。 図８は、第１の実施形態におけるＭＥＭＳ素子の一例の製造方法を示す断面図である（その３）。 図９は、第１の実施形態におけるＭＥＭＳ素子の一例の製造方法を示す断面図である（その４）。 図１０は、第１の実施形態におけるＭＥＭＳ素子の一例の製造方法を示す断面図である（その５）。 図１１は、第２の実施形態に係るＭＥＭＳモジュールを示す要部斜視図である。 図１２は、第２の実施形態に係るＭＥＭＳモジュールを示す断面図である。 図１３は、第２の実施形態におけるＭＥＭＳ素子、参照用素子、及び電子部品の一例の製造方法を示す断面図である（その１）。 図１４は、第２の実施形態におけるＭＥＭＳ素子、参照用素子、電子部品の一例の製造方法を示す断面図である（その２）。 図１５は、第３の実施形態に係るＭＥＭＳモジュールを示す要部斜視図である。 図１６は、第３の実施形態に係るＭＥＭＳモジュールを示す断面図である。 図１７は、第４の実施形態に係るＭＥＭＳモジュールを示す断面図である。 図１８は、第５の実施形態に係るＭＥＭＳモジュールを示す断面図である。 図１９は、第１の実施形態に係るＭＥＭＳモジュールを示す等価回路図である。 図２０は、第２の実施形態に係るＭＥＭＳモジュールを示す等価回路図である。

次に、図面を参照して、本実施形態について説明する。以下に説明する図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各構成部品の厚みと平面寸法との関係等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面の相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。

また、以下に示す実施形態は、技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、各構成部品の材質、形状、構造、配置等を特定するものではない。本実施形態は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。

具体的な本実施形態の一態様は、以下の通りである。

＜１＞ 内部に中空部が形成されている第１の基板を備えるＭＥＭＳ素子であって、前記中空部周囲の、前記第１の基板の一部分である可動部を有し、前記可動部は、前記中空部の内部の気圧と、前記可動部を挟んだ前記第１の基板の外部の気圧との気圧差によって形状が変形可能である、前記ＭＥＭＳ素子と、前記第１の基板と同一の材料であり、かつ、前記気圧差によらず形状が変形可能である部分を有する参照用基板を備える参照用素子と、前記ＭＥＭＳ素子が検知した変化と前記参照用素子が検知した変化の差を基に前記ＭＥＭＳ素子が検出した気圧の変化を補正する電子部品と、を備える、ＭＥＭＳモジュール。

＜２＞ 前記参照用基板は、前記第１の基板と同一の形状であり、かつ、前記中空部を有さない、＜１＞に記載のＭＥＭＳモジュール。

＜３＞ 前記電子部品は、第２の基板に形成されており、前記第２の基板上に、前記ＭＥＭＳ素子及び前記参照用素子が搭載されており、前記可動部の厚さ方向に対して垂直な方向において、前記電子部品及び前記参照用素子は互いに離間している、＜１＞又は＜２＞に記載のＭＥＭＳモジュール。

＜４＞ 前記参照用素子は、前記参照用基板に形成されており、前記第２の基板上に前記参照用基板が位置している、＜３＞に記載のＭＥＭＳモジュール。

＜５＞ 前記参照用基板は、前記第１の基板の一部であり、前記参照用素子及び前記電子部品は、それぞれ前記第１の基板に形成されており、前記可動部の厚さ方向に対して垂直な方向において、前記参照用素子は、前記電子部品及び前記ＭＥＭＳ素子のそれぞれと互いに離間している、＜１＞に記載のＭＥＭＳモジュール。

＜６＞ 前記参照用基板は、前記第１の基板と同一の構造であり、前記参照用基板の周囲の空間の圧力と前記第１の基板の周囲の空間の圧力が互いに異なる、＜１＞に記載のＭＥＭＳモジュール。

＜７＞ 前記参照用素子は、前記参照用基板に形成されており、前記電子部品は、第２の基板に形成されており、前記第２の基板上に、前記第１の基板が搭載されており、前記参照用素子が形成されている前記参照用基板は、外気から隔離されている空間に位置している、＜１＞又は＜６＞に記載のＭＥＭＳモジュール。

＜８＞ 前記外気から隔離されている空間は、真空状態である、＜７＞に記載のＭＥＭＳモジュール。

＜９＞ 前記外気から隔離されている空間は、大気雰囲気である、＜７＞に記載のＭＥＭＳモジュール。

＜１０＞ 前記第１の基板はシリコンからなる、＜１＞～＜９＞のいずれか１項に記載のＭＥＭＳモジュール。

＜１１＞ 第１の半導体層を備える第１の基板を準備し、前記第１の基板に含まれる第１の半導体層に複数の溝部を形成し、前記溝部の底面から前記溝部の深さ方向に垂直な方向に前記第１の半導体層をエッチングして、前記複数の溝部をつなぎ、前記第１の半導体層に対して熱処理を行い、前記熱処理によって溶融した前記第１の半導体層の一部が前記溝部を塞いで形成した中空部及び前記中空部周囲の、前記第１の基板の一部分である可動部を有するＭＥＭＳ素子を形成し、前記可動部は、前記中空部の内部の気圧と、前記可動部を挟んだ前記第１の基板の外部の気圧との気圧差によって形状が変形可能であり、前記第１の基板と同一の材料であり、かつ、前記気圧差によらず形状が変形可能である部分を有する参照用基板を備える参照用素子を形成し、前記ＭＥＭＳ素子が検知した変化と前記参照用素子が検知した変化の差を基に前記ＭＥＭＳ素子が検出した気圧の変化を補正する電子部品を形成する、ＭＥＭＳモジュールの製造方法。

＜１２＞ 前記参照用基板は、前記第１の基板と同一の形状であり、かつ、前記中空部を有さない、＜１１＞に記載のＭＥＭＳモジュールの製造方法。

＜１３＞ さらに第２の半導体層を備える第２の基板を準備し、前記参照用基板に、前記参照用素子を形成し、前記第２の基板に、前記電子部品を形成し、前記第２の基板上に、前記第１の基板及び前記参照用基板をそれぞれ搭載し、前記溝部の深さ方向に対して垂直な方向において、前記第１の基板及び前記参照用基板は互いに離間している、＜１１＞又は＜１２＞に記載のＭＥＭＳモジュールの製造方法。

＜１４＞ 前記参照用基板は、前記第１の基板の一部であり、前記参照用基板に、前記参照用素子を形成し、前記第１の基板に、前記電子部品を形成し、前記溝部の深さ方向に対して垂直な方向において、前記参照用素子は、前記電子部品及び前記ＭＥＭＳ素子のそれぞれと互いに離間している、＜１１＞又は＜１２＞に記載のＭＥＭＳモジュールの製造方法。

＜１５＞ 前記参照用基板は、前記第１の基板と同一の構造であり、前記参照用基板の周囲の空間の圧力と前記第１の基板の周囲の空間の圧力が互いに異なる、＜１１＞に記載のＭＥＭＳモジュールの製造方法。

＜１６＞ さらに第２の半導体層を備える第２の基板を準備し、前記参照用基板に、前記参照用素子を形成し、前記第２の基板に、前記電子部品を形成し、前記第２の基板上に、前記第１の基板を搭載し、前記参照用素子が形成されている前記参照用基板を外気から隔離する、＜１１＞又は＜１５＞に記載のＭＥＭＳモジュールの製造方法。

＜１７＞ 前記外気から隔離されている空間は、真空状態である、＜１６＞に記載のＭＥＭＳモジュールの製造方法。

＜１８＞ 前記外気から隔離されている空間は、大気雰囲気である、＜１６＞に記載のＭＥＭＳモジュールの製造方法。

＜１９＞ 前記中空部は、深掘りエッチング及び等方性エッチングにより形成する、＜１１＞～＜１８＞のいずれか１項に記載のＭＥＭＳモジュールの製造方法。

＜２０＞ 前記熱処理は、１１００～１２００℃で行い、前記第１の半導体層に熱マイグレーション現象を生じさせて前記溝部を塞いで前記中空部を形成する、＜１１＞～＜１９＞のいずれか１項記載のＭＥＭＳモジュールの製造方法。

（第１の実施形態）
本実施形態に係るＭＥＭＳモジュールＡ１について説明する。

図１は、ＭＥＭＳモジュールＡ１を示す斜視図である。図２は、図１に示すＭＥＭＳモジュールＡ１の一部の構成（後述のカバー６及び接合材７等）の図示を省略した要部斜視図である。図３は、図１のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿う断面図である。図４は、ＭＥＭＳモジュールＡ１におけるＭＥＭＳ素子の一例を示す断面図である。図５は、ＭＥＭＳモジュールＡ１における参照用素子の一例を示す断面図である。ＭＥＭＳモジュールＡ１は、基板１、電子部品２、ＭＥＭＳ素子３、複数の配線４、カバー６、接合材７、及び参照用素子９を備えている。本実施形態のＭＥＭＳモジュールＡ１は、気圧を検出するものであり、例えば、携帯端末などの各種電子機器の回路基板に表面実装される。例えば、携帯端末においては、ＭＥＭＳモジュールＡ１は大気圧を検出する。検出された大気圧は、高度を演算するための情報として用いられる。

また、本実施形態において、ＭＥＭＳモジュールＡ１の厚さ方向（平面視方向）をｚ方向（ｚ１－ｚ２方向）とし、ｚ方向に直交するＭＥＭＳモジュールＡ１の一方の辺に沿う方向をｘ方向（ｘ１－ｘ２方向）、ｚ方向及びｘ方向に直交する方向をｙ方向（ｙ１－ｙ２方向）とする。本実施形態において、ＭＥＭＳモジュールＡ１は、例えば、ｘ方向寸法が、２ｍｍ程度、ｙ方向寸法が、５ｍｍ程度、ｚ方向寸法が０．８ｍｍ～１ｍｍ程度である。

基板１は、図２等に示すように、電子部品２を搭載し、ＭＥＭＳモジュールＡ１を各種電子機器の回路基板に実装するための部材である。基板１は、図３に示すように、基材１Ａ、配線部１Ｂ、及び絶縁層１Ｃを有する。なお、基板１の具体的な構成は、特に限定されず、電子部品２等を適切に支持できるものであればよく、例えば、プリント回路基板等が挙げられる。

基材１Ａは、絶縁体からなり、基板１の主要構成部材である。基材１Ａとしては、例えば、ガラスエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、セラミックスなどが挙げられる。基材１Ａは、例えば、平面視において矩形状の板状であり、搭載面１ａ及び実装面１ｂを有する。搭載面１ａ及び実装面１ｂは、基板１の厚さ方向（ｚ方向）において互いに反対側を向いている。搭載面１ａは、ｚ１方向を向く面であり、電子部品２が搭載される面である。実装面１ｂは、ｚ２方向を向く面であり、ＭＥＭＳモジュールＡ１を各種電子機器の回路基板に実装する際に利用される面である。本実施形態において、基板１のｚ方向の寸法は１００～２００μｍ程度であり、ｘ方向寸法が、２ｍｍ程度、ｙ方向寸法が、５ｍｍ程度である。

配線部１Ｂは、電子部品２、ＭＥＭＳ素子３、及び参照用素子９とＭＥＭＳモジュールＡ１外の回路等とを導通させるための導通経路をなすものである。配線部１Ｂとしては、例えば、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ａｕ等の１種類または複数種類の金属からなり、例えば、メッキによって形成される。本実施形態においては、配線部１Ｂは、複数の搭載面部１００及び裏面パッド１９を有するが、これらは配線部１Ｂの具体的な構成の一例であり、その構成は特に限定されない。

複数の搭載面部１００は、基材１Ａの搭載面１ａに形成されており、互いに離間した複数の独立領域である。搭載面部１００は、電極パッド１１を有し、電極パッド１１には、配線４の端部がボンディングされる。

裏面パッド１９は、実装面１ｂに設けられており、ＭＥＭＳモジュールＡ１を回路基板等に実装する際に、導通接合される電極として用いられるものである。裏面パッド１９は、搭載面部１００の適所と導通している。

絶縁層１Ｃは、配線部１Ｂの適所を覆うことにより、当該部位を絶縁保護する。絶縁層１Ｃは、絶縁材料からなるものであり、例えば、レジスト樹脂によって形成される。絶縁層１Ｃは、例えば、平面視において矩形環状に形成されてもよい。

接合材７は、基板１及びカバー６を接合するものであり、例えば、Ａｇ等の金属を含むペースト接合材からなる。本実施形態においては、接合材７は、平面視において矩形環状に設けられており、接合材７の一部は絶縁層１Ｃと重なる領域に形成されている。

電子部品２は、センサが検出した電気信号を処理するものであり、いわゆるＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）素子として構成されている。電子部品２は、例えば、温度センサを備えていてもよく、当該温度センサが検出した電気信号、及び、ＭＥＭＳ素子３及び参照用素子９が検出した電気信号の処理を行う。電子部品２は、温度センサが検出した電気信号とＭＥＭＳ素子３及び参照用素子９が検出した電気信号とをマルチプレクサで多重化して、アナログ／デジタル変換回路でデジタル信号に変換する。そして、信号処理部が、クロック信号に基づいて、記憶部の記憶領域を利用しながら、増幅、フィルタリング、論理演算などの処理を行う。信号処理後の信号は、インターフェイスを介して出力される。このとき、電子部品２は、ＭＥＭＳ素子３が検知した変化（気圧の変化及び温度の変化等）と参照用素子９が検知した変化（気圧の変化及び温度の変化等）の差を基にＭＥＭＳ素子３が検出した気圧の変化を補正する。これにより、ＭＥＭＳモジュールＡ１は、気圧及び気温を検出した信号を適切な信号処理を行った上で、出力することができる。

電子部品２は、基板上に各種素子を搭載してパッケージングした制御のためのものである。図３に示すように、電子部品２は、平面視において矩形板状であり、主面２ａ及び実装面２ｂを有する基板３０を備える。主面２ａ及び実装面２ｂは、基板３０の厚さ方向（ｚ方向）において互いに反対側を向いている。本実施形態において、主面２ａは搭載面であり、電子部品２のｚ方向の寸法は、例えば、２００～３００μｍ程度であり、ｘ方向の寸法は、例えば、１～１．２ｍｍ程度であり、ｙ方向の寸法は、例えば、１～４．２ｍｍ程度である。

電子部品２は、基板１の搭載面１ａのｘ１方向寄りに搭載されている。電子部品２と基板１とは、電極であるバンプ（図示せず）によって接合されているがこれに限定されない。電子部品２の主面２ａには、複数の電極パッド２４が設けられている。電極パッド２４は、基板１の電極パッド１１に導通接合している（電気的に接続している）電極として用いられる。電極パッド２４には、配線４がボンディングされている。電極パッド２４は、例えば、Ａｌ又はアルミニウム合金などの金属からなり、例えば、スパッタリング又はメッキによって形成される。本実施形態では、スパッタリングによって形成されたＡｌ層を電極パッド２４とする。電極パッド２４は、主面２ａの配線パターンに接続している。なお、本明細書等において、「電気的に接続」とは、「何らかの電気的作用を有するもの」を介して接続されている場合が含まれる。ここで、「何らかの電気的作用を有するもの」は、接続対象間での電気信号の授受を可能とするものであれば、特に限定されない。例えば、「何らかの電気的作用を有するもの」には、電極、配線、スイッチング素子、抵抗素子、インダクタ、容量素子、その他の各種機能を有する素子などが含まれる。なお、電子部品２と基板１との接合方法は、特に限定されず、例えば、電子部品２は、シリコーン樹脂及びダイアタッチフィルムなどの応力緩和材を介して基板１と導通接合してもよい。

ＭＥＭＳ素子３は、気圧を検出するための気圧センサとして構成されている。ＭＥＭＳ素子３は、気圧を検出し、その検出結果を電気信号として電子部品２に出力する。図３に示すように、ＭＥＭＳ素子３は、主面３ａ及び実装面３ｂを有する基板３０を備える。主面３ａ及び実装面３ｂは、基板３０の厚さ方向（ｚ方向）において互いに反対側を向いている。主面３ａは、ｚ１方向を向く面である。実装面３ｂは、ｚ２方向を向く面であり、ＭＥＭＳ素子３を電子部品２に実装する際に利用される面である。本実施形態において、ＭＥＭＳ素子３のｚ方向の寸法は、例えば、２００～３００μｍ程度であり、ｘ方向の寸法は、例えば、１～１．２ｍｍ程度であり、ｙ方向の寸法は、例えば、１～１．２ｍｍ程度である。

ＭＥＭＳ素子３は、電子部品２の主面２ａに搭載されている。ＭＥＭＳ素子３と電子部品２とは、例えば、シリコーン樹脂及びダイアタッチフィルムなどの応力緩和材（図示せず）によって接合されているがこれに限定されない。

ＭＥＭＳ素子３の主面３ａには、複数の電極パッド３４が設けられている。電極パッド３４は、基板１の電極パッド１１に導通接合している（電気的に接続している）電極として用いられる。電極パッド３４には、配線４がボンディングされている。電極パッド３４は、例えば、Ａｌ又はアルミニウム合金などの金属からなり、例えば、スパッタリング又はメッキによって形成される。電極パッド３４は、電極パッド２４と同じの材料であっても異なる材料であってもよい。本実施形態では、スパッタリングによって形成されたＡｌ層を電極パッド３４とする。

基板３０は、半導体層を含み、半導体層としては、例えば、シリコン層等が挙げられる。基板３０は、例えば、シリコン層のみからなってもよいし、酸化シリコン層などの酸化膜とシリコン層の積層膜からなってもよい。

図４に示すように、基板３０の内部にはＭＥＭＳ素子３の中空部３６０が設けられている。また、中空部３６０周囲の、基板３０の一部分は、ＭＥＭＳ素子３の可動部３４０である。さらに、基板３０にはＭＥＭＳ素子３の固定部３７０設けられている。

可動部３４０は、ｚ方向において中空部３６０と重畳し、気圧を検出すべくｚ方向に可動する。本実施形態において、可動部３４０は、ｚ方向から見て矩形状である。可動部３４０の膜厚Ｔは、中空部３６０内の気圧と可動部３４０を挟んだ基板３０の外部の気圧との気圧差によって形状が変形可能な厚さであればよく、例えば、５～１５μｍである。

中空部３６０は、基板３０内に設けられた空洞であり、本実施形態においては、密閉されている。中空部３６０は、真空であってもよい。また、本実施形態においては、中空部３６０は、ｚ方向視において矩形状であるが、これに限られない。中空部３６０の深さ（ｚ方向寸法）は、例えば、５～１５μｍである。

固定部３７０は、可動部３４０を支持する部位であり、可動部３４０が動作する際に、基板１に対して固定された部位である。本実施形態において、基板３０のうち可動部３４０及び中空部３６０以外の部分を固定部３７０とする。

本実施形態において、可動部３４０及び固定部３７０は、互いの境界に接合部を有さない、同一、かつ、単一の半導体からなり、例えば、シリコンからなる。可動部３４０は、領域３３０に凹部を有している。凹部は、可動部３４０のうちｚ方向視において中空部３６０と重畳する領域に位置し、ｚ方向になだらかに凹んでいる。

凹部は、後述の製造方法で説明するように、熱処理によって溶融した基板の一部が溝部を塞ぐことによって形成される。溝部を塞いだだけでは、可動部３４０の膜厚Ｔが薄いため、当該膜厚Ｔを大きくするために可動部３４０上に層間膜３５０を設けてもよい。本実施形態では、層間膜３５０を設ける場合、層間膜３５０は可動部３４０の一部として機能する領域３３５を有する。よって、可動部３４０は、基板３０の領域３３０及び層間膜３５０の領域３３５を有する。また、ＭＥＭＳ素子３の主面３ａは、層間膜３５０のｚ１方向の面である。本明細書等において、「平坦面」とは、平均面粗さが０．５μｍ以下の表面を含む。なお、平均面粗さは、例えば、ＪＩＳ Ｂ ０６０１：２０１３やＩＳＯ ２５１７８に準拠して求めることができる。層間膜３５０は、例えば、基板３０と同様の材料を用いることができ、シリコンからなってもよい。層間膜３５０を設けると、層間膜３５０上に設けられる保護膜（図示せず）等が形成される面は平坦面であり、保護膜の被覆性が向上するため好ましい。

ＭＥＭＳ素子３は、中空部３６０内の気圧と可動部３４０を挟んだ基板３０の外部の気圧との差で変形する可動部３４０の形状（歪み具合）に応じた電気信号を生成して、電子部品２に出力する。ＭＥＭＳ素子３は、図３に示すように、可動部３４０の変形に応じて抵抗値が変化するゲージ抵抗３２０が設けられている。

参照用素子９は、気圧を検出するための気圧センサとして構成されている。参照用素子９は、気圧を検出し、その検出結果を電気信号として電子部品２に出力する。電子部品２に入力された、ＭＥＭＳ素子３が検知した変化と参照用素子９が検知した変化の差を基に、電子部品２はＭＥＭＳ素子３が検出した気圧の変化を補正する。図３に示すように、参照用素子９は、主面９ａ及び実装面９ｂを有する参照用基板９０を備える。主面９ａ及び実装面９ｂは、参照用基板９０の厚さ方向（ｚ方向）において互いに反対側を向いている。主面９ａは、ｚ１方向を向く面である。実装面９ｂは、ｚ２方向を向く面であり、参照用基板９０を電子部品２に実装する際に利用される面である。本実施形態において、参照用素子９の寸法は、例えば、ＭＥＭＳ素子３と同一である。

参照用素子９は、ＭＥＭＳ素子３が検知した変化と比較して外気圧の変化のみが異なるように構成されている。例えば、参照用素子９の参照用基板９０は、ＭＥＭＳ素子３の基板３０と同一の材料であり、かつ、ＭＥＭＳ素子３のような中空部３６０内の気圧と基板３０の外部の気圧との気圧差によらず形状が変形可能である部分を有する、つまり、図５に示すように、参照用基板９０は、基板３０と同一の材料及び同一の形状であり、かつ、中空部３６０を有さない。言い換えると、参照用素子９とＭＥＭＳ素子３の違いは中空部３６０を有するか否かである。

参照用素子９は、電子部品２の主面２ａに搭載されている。参照用素子９と電子部品２とは、例えば、シリコーン樹脂及びダイアタッチフィルムなどの応力緩和材（図示せず）によって接合されているがこれに限定されない。

参照用素子９の主面９ａには、複数の電極パッド９４が設けられている。電極パッド９４は、基板１の電極パッド１１に導通接合している（電気的に接続している）電極として用いられる。電極パッド９４には、配線４がボンディングされている。電極パッド９４は、例えば、Ａｌ又はアルミニウム合金などの金属からなり、例えば、スパッタリング又はメッキによって形成される。電極パッド９４は、電極パッド３４と同じの材料であるが、電極パッド２４と同じの材料であっても異なる材料であってもよい。本実施形態では、スパッタリングによって形成されたＡｌ層を電極パッド９４とする

参照用基板９０は、半導体層を含み、半導体層としては、例えば、シリコン層等が挙げられる。参照用基板９０は、例えば、シリコン層のみからなってもよいし、酸化シリコン層などの酸化膜とシリコン層の積層膜からなってもよい。

また、ＭＥＭＳ素子３及び参照用素子９は保護膜によって覆われていてもよい。保護膜で覆うことによりＭＥＭＳ素子３及び参照用素子９の内部を保護することができる。保護膜としては、例えば、樹脂、絶縁膜等が挙げられる。

配線４は、基板１の電極パッド１１を、電子部品２の電極パッド２４、ＭＥＭＳ素子３の電極パッド３４、及び参照用素子９の電極パッド９４とそれぞれ導通させ、例えば、Ａｕ等の金属からなる。なお、配線４の素材は限定されず、例えばＡｌ、Ｃｕなどであってもよい。配線４は電極パッド１１、電極パッド２４、電極パッド３４、及び電極パッド９４にボンディングされている。

カバー６は、金属製の箱形状の部材であり、電子部品２、ＭＥＭＳ素子３、配線４、及び参照用素子９を囲うようにして、基板１の搭載面１ａに接合材７によって接合されている。図示された例においては、カバー６は、平面視において矩形状である。なお、カバー６は金属以外の素材であってもよい。また、カバー６の製造方法は特に限定されない。カバー６と基板１との間の空間は、中空又はシリコーン樹脂などの柔らかい樹脂で充填された状態になっている。

カバー６は、図１及び図３に示すように、開口部６１及び延出部６２を有する。開口部６１は、内部に外気を取り入れるためのものである。開口部６１が設けられ、中空又は柔らかい樹脂で充填された状態になっていることで、ＭＥＭＳ素子３及び参照用素子９はＭＥＭＳモジュールＡ１の周囲の気圧（例えば、大気圧）を検出することができ、電子部品２の温度センサはＭＥＭＳモジュールＡ１の周囲の気温を検出することができる。本実施形態では、開口部６１は、ＭＥＭＳ素子３のｚ１方向側の位置に１つだけ配置されている。なお、開口部６１の数は、特に限定されない。延出部６２は、開口部６１の端縁から延出しており、平面視において開口部６１の少なくとも一部と重なる。延出部６２は、開口部６１の端縁から離れるほどｚ２方向に位置し、基板１に近づくように傾斜している。また、図示された構成においては、延出部６２の先端は、平面視において電子部品２及びＭＥＭＳ素子３を避けた位置に設けられている。また、延出部６２の根元は、ＭＥＭＳ素子３と重畳する位置に設けられている。なお、延出部６２は設けなくてもよい。

次に、ＭＥＭＳモジュールＡ１の製造方法について説明する。

まず、ＭＥＭＳモジュールＡ１におけるＭＥＭＳ素子３の製造方法について説明する。

図６に示すように、半導体層を備える基板３０を準備する。当該半導体層としては、例えば、シリコン層が挙げられる。基板３０の厚さは、例えば、７００～８００μｍ程度である。

次に、図７に示すように、基板３０に複数の溝部３１を形成する。溝部３１は、例えば、ボッシュ法等の深掘りエッチングにより形成することができる。なお、複数の溝部３１の寸法等の一例を挙げると、ｚ方向視において円形状である溝部３１の直径が０．２～０．８μｍ、隣り合う溝部３１のピッチ（中心間距離）が０．４～１．４μｍである。また、本実施形態において、複数の溝部３１のｚ方向視における寸法は、略同一である。

次に、図８に示すように、溝部３１の底面から溝部３１の深さ方向に垂直な方向に基板３０をエッチングして、複数の溝部３１をつなぐ中空部３６０を形成する（中空部形成工程）。中空部形成工程において、ｚ方向と直角である断面積が徐々に大きくなるように等方性エッチングを行う。これにより、溝部３１を形成する工程と中空部形成工程とを同一の処理によって連続して行うことが可能であり、効率よく中空部３６０を形成することができる。

次に、図９に示すように、基板３０に対して水素を含む雰囲気下で熱処理（例えば、１１００～１２００℃）を行い、熱処理によって溶融した基板３０の一部が溝部３１を塞ぐ。これにより、中空部３６０が密閉される。また、同時に基板３０の領域３３０が可動部３４０の一部となる（可動部形成工程）。本製造方法では、可動部３４０及び中空部３６０を形成するために、異なる複数の部材を接合する工程が不要である。これにより、接合箇所において密閉性が低下するおそれがないという利点がある。また、中空部３６０を形成するために、例えば、基板３０を貫通するような過大な溝部を設ける必要がないという利点がある。

可動部形成工程において、熱マイグレーションを用いて半導体層を部分的に移動させることにより複数の溝部３１を塞ぐ。このため、可動部３４０は、半導体層の材料のみからなる部位であり、同じく半導体層の材料からなる固定部３７０と、接合部を介することなく一体的に繋がった構成となる。これにより、中空部３６０の密閉性を高めることができる。

また、可動部３４０は、領域３３０に凹部を有している。可動部３４０の膜厚Ｔを大きくするため、図１０に示すように、ｚ１方向を向く基板３０の主面（凹部）に層間膜３５０を形成する。層間膜３５０は可動部３４０の一部として機能する領域３３５を有する。よって、可動部３４０は、基板３０の領域３３０及び層間膜３５０の領域３３５を有する。層間膜３５０は、例えば、ＣＶＤ法により堆積したシリコン層を用いることができる。層間膜３５０により、層間膜３５０上に設けられる保護膜等が形成される面は平坦面となり、保護膜等の被覆性が向上する。

以上の工程により、ＭＥＭＳ素子３を製造することができる。

次に、ＭＥＭＳモジュールＡ１における参照用素子９の製造方法について説明する。

ＭＥＭＳ素子３と同様に、半導体層を備える参照用基板９０を準備する。当該半導体層としては、例えば、シリコン層が挙げられる。参照用基板９０の厚さは、例えば、７００～８００μｍ程度である。

次に、ＭＥＭＳ素子３と同様に、参照用基板９０を覆う層間膜３５０を形成する。

以上の工程により、ＭＥＭＳ素子３の中空部３６０が設けられていない素子である参照用素子９を製造することができる。

次に、図３に示すように、基板１に電子部品２を搭載し、電子部品２にＭＥＭＳ素子３及び参照用素子９を搭載する。さらに、基板１の電極パッド１１と、電子部品２の電極パッド２４と、ＭＥＭＳ素子３の電極パッド３４と、参照用素子９の電極パッド９４と、を導通させる配線４を形成し、最後にカバー６と基板１とを接合材７によって接合する。

以上の工程により、ＭＥＭＳモジュールＡ１を製造することができる。ＭＥＭＳモジュールＡ１は、ＭＥＭＳ素子３と、ＭＥＭＳ素子３が検知した変化と比較して外気圧の変化のみが異なるように構成されている参照用素子９と、を備えることにより、電子部品２に入力された、ＭＥＭＳ素子３が検知した変化と参照用素子９が検知した変化の差を基に、電子部品２はＭＥＭＳ素子３が検出した気圧の変化を補正することができる。

＜ＭＥＭＳモジュールＡ１の動作例＞
以下に、ＭＥＭＳモジュールＡ１の動作の一例について説明する。なお、以下の動作例に限定されるものではない。

図１９は、上述のＭＥＭＳモジュールＡ１の等価回路図である。以下の説明において、具体的に、ＭＥＭＳモジュールＡ１を用いて説明する。

ＭＥＭＳモジュールＡ１のＭＥＭＳ素子３は、例えば、４つのゲージ抵抗３２０を備える。ゲージ抵抗は、隣り合うゲージ抵抗と電気的に接続している。また、ゲージ抵抗同士が接続している４つの接続点があり、１つ目は、電源端子ＶＤＤに接続し、２つ目は、接地端子ＧＮＤに接続し、３つ目は、電子部品２の入力端子ＩＮＰ１に接続し、４つ目は、電子部品２の入力端子ＩＮＮ１に接続している。

同様に、ＭＥＭＳモジュールＡ１の参照用素子９は、例えば、４つのゲージ抵抗３２０を備える。ゲージ抵抗同士が接続している４つの接続点があり、１つ目は、電源端子ＶＤＤに接続し、２つ目は、接地端子ＧＮＤに接続し、３つ目は、電子部品２の入力端子ＩＮＰ２に接続し、４つ目は、電子部品２の入力端子ＩＮＮ２に接続している。

電子部品２は、電源端子ＶＤＤ及び接地端子ＧＮＤと接続している。電子部品２には、ＭＥＭＳ素子３及び参照用素子９の検出結果が入力端子（ＩＮＰ１、ＩＮＮ１、ＩＮＰ２、ＩＮＮ２）に入力される。入力端子ＩＮＰ１に入力される電圧をＶ_ＩＮＰ１、入力端子ＩＮＮ１に入力される電圧をＶ_ＩＮＮ１、入力端子ＩＮＰ２に入力される電圧をＶ_ＩＮＰ２、及び入力端子ＩＮＮ２に入力される電圧をＶ_ＩＮＮ２とする。

電子部品２は、ＭＥＭＳ素子３が検知した変化（Ｖ_ＩＮＰ１とＶ_ＩＮＮ１との差）と参照用素子９が検知した変化（Ｖ_ＩＮＰ２とＶ_ＩＮＮ２との差）の差を基にＭＥＭＳ素子３が検出した気圧の変化を補正することができる。したがって、ＭＥＭＳモジュールＡ１は、外気圧の変化を精度よく導出することができる。

本実施形態によれば、ＭＥＭＳ素子３と、ＭＥＭＳ素子３が検知した変化と比較して外気圧の変化のみが異なるように構成されている参照用素子９と、を備えるＭＥＭＳモジュールＡ１は、外気圧の変化を精度よく導出することができる。

（第２の実施形態）
本実施形態に係るＭＥＭＳモジュールＡ２について説明する。

図１１は、ＭＥＭＳモジュールＡ２を示す要部斜視図である。図１２は、ＭＥＭＳモジュールＡ２を示す断面図である。本実施形態に係るＭＥＭＳモジュールＡ２が第１の実施形態に係るＭＥＭＳモジュールＡ１と異なる点は、電子部品２Ａ、ＭＥＭＳ素子３Ａ、及び参照用素子９Ａが１つのチップ（基板３０Ａ）に設けられている点である。つまり、ＭＥＭＳモジュールＡ２の参照用基板は、基板３０Ａの一部である。本実施形態において、第１の実施形態と共通する点（例えば、基板１、複数の配線４、カバー６、及び接合材７等）は第１の実施形態の説明を援用し、以下、異なる点について説明する。

電子部品２Ａ、ＭＥＭＳ素子３Ａ、及び参照用素子９Ａは、基板３０Ａに形成されている。また、ｙ方向において、電子部品２Ａ、ＭＥＭＳ素子３Ａ、及び参照用素子９Ａは互いに離間している。具体的には、ｙ方向において、参照用素子９Ａは、電子部品２Ａ及びＭＥＭＳ素子３Ａの間に設けられている。電子部品２Ａ、ＭＥＭＳ素子３Ａ、及び参照用素子９Ａは、基板３０Ａに形成されているため、工程を簡略化することができる。

また、電子部品２Ａ、ＭＥＭＳ素子３Ａ、及び参照用素子９Ａと基板１とは、例えば、シリコーン樹脂及びダイアタッチフィルムなどの応力緩和材によって接合されている。当該応力緩和材は、電子部品２Ａ、ＭＥＭＳ素子３Ａ、及び参照用素子９Ａが１つのチップ（基板３０Ａ）に形成されているため、十分に厚くして外部からの応力がＭＥＭＳ素子３Ａの可動部３４０Ａに及ぼす影響を抑制することができる。例えば、応力緩和材の厚さ（ｚ方向の寸法）が３５μｍ以上であると、外部からの応力が可動部３４０Ａに及ぼす影響を抑制することができる。また、応力緩和材の厚さが大きくなるにつれて外部からの応力が小さくなり、８０μｍを超えると外部からの応力は限りなく小さくなる。よって、応力緩和材の厚さ（ｚ方向の寸法）は、例えば、３５～８０μｍであると好ましく、４５～７０μｍであるとより好ましい。

基板３０Ａは、第１の実施形態の基板３０と同様の材料を用いることができる。可動部３４０Ａ、中空部３６０Ａ、及び固定部３７０Ａは、第１の実施形態の可動部３４０、中空部３６０、及び固定部３７０の説明を援用することができる。

次に、ＭＥＭＳモジュールＡ２の製造方法について説明する。

まず、半導体層を備える基板３０Ａを準備する。次に、図１３に示すように、基板３０Ａに複数の溝部３１Ａを形成する。溝部３１Ａは、例えば、ボッシュ法等の深掘りエッチングにより形成することができる。なお、複数の溝部３１Ａの寸法等の一例を挙げると、ｚ方向視において円形状である溝部３１Ａの直径が０．２～０．８μｍ、隣り合う溝部３１のピッチ（中心間距離）が０．４～１．４μｍである。また、本実施形態において、複数の溝部３１Ａのｚ方向視における寸法は、略同一である。

次に、図１４に示すように、溝部３１Ａの底面から溝部３１Ａの深さ方向に垂直な方向に基板３０Ａをエッチングして、複数の溝部３１Ａをつなぐ中空部３６０Ａを形成する（中空部形成工程）。中空部形成工程において、ｚ方向と直角である断面積が徐々に大きくなるように等方性エッチングを行う。これにより、溝部３１Ａを形成する工程と中空部形成工程とを同一の処理によって連続して行うことが可能であり、効率よく中空部３６０Ａを形成することができる。

次に、基板３０Ａに対して水素を含む雰囲気下で熱処理（例えば、１１００～１２００℃）を行い、熱処理によって溶融した基板３０Ａの一部が溝部３１Ａを塞ぐ。これにより、中空部３６０Ａが密閉される。また、同時に基板３０Ａの領域３３０Ａが可動部３４０Ａの一部となる（可動部形成工程）。

また、可動部３４０Ａは、領域３３０Ａに凹部を有している。可動部３４０Ａの膜厚Ｔを大きくするため、図１４に示すように、ｚ１方向を向く基板３０Ａの主面（凹部）に層間膜３５０Ａを形成する。層間膜３５０Ａは可動部３４０Ａの一部として機能する領域３３５Ａを有する。よって、可動部３４０Ａは、基板３０Ａの領域３３０Ａ及び層間膜３５０Ａの領域３３５Ａを有する。層間膜３５０Ａは、例えば、ＣＶＤ法により堆積したシリコン層を用いることができる。層間膜３５０Ａにより、層間膜３５０Ａ上に設けられる保護膜等が形成される面は平坦面となり、保護膜等の被覆性が向上する。

以上の工程により、ＭＥＭＳ素子３Ａ及び参照用素子９Ａを製造することができる。

さらに、可動部３４０Ａの厚さ方向に対して垂直な方向（ｙ方向）において、参照用素子９Ａが形成される領域と離間する領域の基板３０Ａ及び層間膜３５０の内部に複数の配線（図示せず）及び複数の電極層（図示せず）を形成する。

以上の工程により、電子部品２Ａを製造することができる。さらに、基板１の電極パッド１１と、電子部品２Ａの電極パッド２４と、ＭＥＭＳ素子３Ａの電極パッド３４と、参照用素子９Ａの電極パッド９４と、を導通させる配線４を形成し、最後にカバー６と基板１とを接合材７によって接合することによって電子部品２Ａ、ＭＥＭＳ素子３Ａ、及び参照用素子９Ａが１つのチップ（基板３０Ａ）に形成されているＭＥＭＳモジュールＡ２を製造することができる。ＭＥＭＳモジュールＡ２は、ＭＥＭＳ素子３Ａと、ＭＥＭＳ素子３Ａが検知した変化と比較して外気圧の変化のみが異なるように構成されている参照用素子９Ａと、を備えることにより、電子部品２Ａに入力された、ＭＥＭＳ素子３Ａが検知した変化と参照用素子９Ａが検知した変化の差を基に、電子部品２ＡはＭＥＭＳ素子３Ａが検出した気圧の変化を補正することができる。

＜ＭＥＭＳモジュールＡ２の動作例＞
以下に、ＭＥＭＳモジュールＡ２の動作の一例について説明する。なお、以下の動作例に限定されるものではない。

図２０は、上述のＭＥＭＳモジュールＡ２の等価回路図である。上述のように、ＭＥＭＳモジュールＡ２がＭＥＭＳモジュールＡ１と異なる点は、電子部品２Ａ、ＭＥＭＳ素子３Ａ、及び参照用素子９Ａが１つのチップ（基板３０Ａ）に設けられている点であり、回路構成においてはＭＥＭＳモジュールＡ１と同様である。このため、ＭＥＭＳモジュールＡ２の等価回路図は、上述のＭＥＭＳモジュールＡ１の等価回路図の説明を援用することができる。

本実施形態によれば、ＭＥＭＳ素子３Ａと、ＭＥＭＳ素子３Ａが検知した変化と比較して外気圧の変化のみが異なるように構成されている参照用素子９Ａと、を備えるＭＥＭＳモジュールＡ２は、外気圧の変化を精度よく導出することができる。

（第３の実施形態）
本実施形態に係るＭＥＭＳモジュールＡ３について説明する。

図１５は、ＭＥＭＳモジュールＡ３を示す要部斜視図である。図１６は、ＭＥＭＳモジュールＡ３を示す断面図である。本実施形態に係るＭＥＭＳモジュールＡ３が第１の実施形態に係るＭＥＭＳモジュールＡ１と異なる点は、参照用素子９ＢがＭＥＭＳ素子３Ｂと同一の構造である点、参照用基板９０の周囲の空間と基板３０の周囲の空間が分離壁６５により隔離され、参照用基板９０の周囲の空間の圧力と基板３０の周囲の空間の圧力が互いに異なる点、具体的には参照用素子９Ｂが外気から隔離されている空間に位置している点である。本実施形態において、第１の実施形態と共通する点（例えば、基板１、複数の配線４、及び接合材７等）は第１の実施形態の説明を援用し、以下、異なる点について説明する。

参照用素子９Ｂは、基板１の搭載面１ａに搭載されている。参照用素子９Ｂと基板１とは、シリコーン樹脂及びダイアタッチフィルムなどの応力緩和材（図示せず）によって接合されているがこれに限定されない。

また、電子部品２Ｂは、基板１の搭載面１ａに搭載されている。ＭＥＭＳ素子３Ｂは、電子部品２Ｂの主面２ａに搭載されている。電子部品２Ｂと基板１とは、電極であるバンプ（図示せず）によって接合されているがこれに限定されない。ＭＥＭＳ素子３Ｂと電子部品２Ｂとは、シリコーン樹脂及びダイアタッチフィルムなどの応力緩和材（図示せず）によって接合されているがこれに限定されない。

カバー６Ａは、金属製の箱形状の部材であり、電子部品２Ｂ、ＭＥＭＳ素子３Ｂ、配線４、及び参照用素子９Ｂを囲うようにして、基板１の搭載面１ａに接合材７によって接合されている。示された例においては、カバー６Ａは、平面視において矩形状である。なお、カバー６Ａは金属以外の素材であってもよい。また、カバー６Ａの製造方法は特に限定されない。カバー６Ａと基板１との間の空間は、中空又はシリコーン樹脂などの柔らかい樹脂で充填された状態になっている。

カバー６Ａは、図１６に示すように、開口部６１、延出部６２、開口部６３、延出部６４、及び分離壁６５を有する。開口部６３及び延出部６４については、開口部６１及び延出部６２の説明を援用することができる。また、電子部品２Ｂ及びＭＥＭＳ素子３Ｂと、参照用素子９Ｂとは、カバー６Ａの分離壁６５によって分離されている。参照用素子９Ｂは、延出部６４を閉じることにより外気から隔離することができる。つまり、参照用素子９Ｂの周囲の空間の圧力は、外気から隔離されていないＭＥＭＳ素子３Ｂの周囲の空間の圧力と異なる。

外気から隔離されている空間は、真空状態であってもよい。真空状態にすることにより、外気温度の変化による該空間の熱膨張を抑制することができ、隔離した参照用素子９Ｂの周囲の空間の圧力が、熱膨張及び収縮によって変動してしまうことを抑制することができる。なお、このとき、ＭＥＭＳモジュールＡ３が受ける温度の影響は、電子部品２Ｂの温度センサによって補正される。

また、外気から隔離されている空間は、大気雰囲気であってもよい。大気雰囲気にすることにより、ＭＥＭＳモジュールＡ３が受ける温度の影響も参照用素子９Ｂの検知した変化を基に電子部品２Ｂによって補正することができる。

電子部品２Ｂは、第１の実施形態の電子部品２の説明を援用することができる。

次に、ＭＥＭＳモジュールＡ３の製造方法について説明する。

第１の実施形態において説明したＭＥＭＳ素子３のようにＭＥＭＳ素子３Ｂ及び参照用素子９Ｂを製造する。次に、図１６に示すように、基板１に電子部品２Ｂ及び参照用素子９Ｂを搭載し、電子部品２ＢにＭＥＭＳ素子３Ｂを搭載する。さらに、基板１の電極パッド１１と、電子部品２Ｂの電極パッド２４と、ＭＥＭＳ素子３Ｂの電極パッド３４と、参照用素子９Ｂの電極パッド９４と、を導通させる配線４を形成し、最後にカバー６Ａと基板１とを接合材７によって接合することによってＭＥＭＳモジュールＡ３を製造することができる。ＭＥＭＳモジュールＡ３は、ＭＥＭＳ素子３Ｂと、ＭＥＭＳ素子３Ｂと同一の構造の参照用素子９Ｂと、を備え、参照用素子９Ｂを外気から隔離させることにより、電子部品２Ｂに入力された、ＭＥＭＳ素子３Ｂが検知した変化と参照用素子９Ｂが検知した変化の差を基に、電子部品２ＢはＭＥＭＳ素子３Ｂが検出した気圧の変化を補正することができる。

ＭＥＭＳモジュールＡ３の動作の一例は、上述のＭＥＭＳモジュールＡ１及びＭＥＭＳモジュールＡ２の動作の説明を援用することができる。

本実施形態によれば、ＭＥＭＳ素子３Ｂと、ＭＥＭＳ素子３Ｂと同一の構造の参照用素子９Ｂと、を備え、参照用素子９Ｂを外気から隔離させるＭＥＭＳモジュールＡ３は、外気圧の変化を精度よく導出することができる。

（第４の実施形態）
本実施形態に係るＭＥＭＳモジュールＡ４について説明する。

図１７は、ＭＥＭＳモジュールＡ４を示す断面図である。本実施形態に係るＭＥＭＳモジュールＡ４が第１の実施形態に係るＭＥＭＳモジュールＡ１と異なる点は、ＭＥＭＳ素子３Ｃと参照用素子９Ｃが１つのチップ（基板３０Ｂ）に設けられている点である。本実施形態において、第１の実施形態と共通する点（例えば、基板１、複数の配線４、カバー６、及び接合材７等）は第１の実施形態の説明を援用し、以下、異なる点について説明する。

ＭＥＭＳ素子３Ｃ及び参照用素子９Ｃは、基板３０Ｂに形成されている。具体的には、ｙ方向において、ＭＥＭＳ素子３Ｃ及び参照用素子９Ｃは、基板３０Ｂに形成されているため、工程を簡略化することができる。

基板３０Ｂは、第１の実施形態の基板３０と同様の材料を用いることができる。電子部品２Ｃは、第１の実施形態の電子部品２の説明を援用することができる。ＭＥＭＳ素子３Ｃ及び参照用素子９Ｃは、第２の実施形態のＭＥＭＳ素子３Ａ及び参照用素子９Ａの説明を援用することができる。

次に、ＭＥＭＳモジュールＡ４の製造方法について説明する。

第２の実施形態において説明したＭＥＭＳ素子３Ａ及び参照用素子９ＡのようにＭＥＭＳ素子３Ｃ及び参照用素子９Ｃを製造する。次に、図１７に示すように、基板１に電子部品２Ｃを搭載し、電子部品２ＣにＭＥＭＳ素子３Ｃ及び参照用素子９Ｃを搭載する。基板１の電極パッド１１と、電子部品２Ｃの電極パッド２４と、ＭＥＭＳ素子３Ｃの電極パッド３４と、参照用素子９Ｃの電極パッド９４と、を導通させる配線４を形成し、最後にカバー６と基板１とを接合材７によって接合することによってＭＥＭＳ素子３Ｃ及び参照用素子９Ｃが１つのチップ（基板３０Ｂ）に形成されているＭＥＭＳモジュールＡ４を製造することができる。ＭＥＭＳモジュールＡ４は、ＭＥＭＳ素子３Ｃと、ＭＥＭＳ素子３Ｃが検知した変化と比較して外気圧の変化のみが異なるように構成されている参照用素子９Ｃと、を備えることにより、電子部品２Ｃに入力された、ＭＥＭＳ素子３Ｃが検知した変化と参照用素子９Ｃが検知した変化の差を基に、電子部品２ＣはＭＥＭＳ素子３Ｃが検出した気圧の変化を補正することができる。

ＭＥＭＳモジュールＡ４の動作の一例は、上述のＭＥＭＳモジュールＡ１及びＭＥＭＳモジュールＡ２の動作の説明を援用することができる。

本実施形態によれば、ＭＥＭＳ素子３Ｃと、ＭＥＭＳ素子３Ｃが検知した変化と比較して外気圧の変化のみが異なるように構成されている参照用素子９Ｃと、を備えるＭＥＭＳモジュールＡ４は、外気圧の変化を精度よく導出することができる。

（第５の実施形態）
本実施形態に係るＭＥＭＳモジュールＡ５について説明する。

図１８は、ＭＥＭＳモジュールＡ５を示す断面図である。本実施形態に係るＭＥＭＳモジュールＡ５が第２の実施形態に係るＭＥＭＳモジュールＡ２と異なる点は、電子部品２Ｄが、ＭＥＭＳ素子３Ｄ及び参照用素子９Ｄの間に設けられている点である。本実施形態において、第２の実施形態と共通する点（例えば、基板１、複数の配線４、カバー６、及び接合材７等）は第２の実施形態の説明を援用し、以下、異なる点について説明する。

電子部品２ＤがＭＥＭＳ素子３Ｄ及び参照用素子９Ｄの間に設けられていることにより、ＭＥＭＳ素子３Ｄの条件（ＭＥＭＳ素子３Ｄと接続している配線４等の配置による条件）と参照用素子９Ｄの条件（参照用素子９Ｄと接続している配線４等の配置による条件）をより近づけることができるため、ＭＥＭＳモジュールＡ５は、外気圧の変化をより精度よく導出することができる。

電子部品２Ｄ、ＭＥＭＳ素子３Ｄ、及び参照用素子９Ｄは、第２の実施形態の電子部品２Ａ、ＭＥＭＳ素子３Ａ、及び参照用素子９Ａの説明を援用することができる。

ＭＥＭＳモジュールＡ５は、第２の実施形態において電子部品２Ａ、ＭＥＭＳ素子３Ａ、及び参照用素子９Ａの位置が異なるのみであるため、ＭＥＭＳモジュールＡ５の製造方法の説明は割愛する。

ＭＥＭＳモジュールＡ５の動作の一例は、上述のＭＥＭＳモジュールＡ１及びＭＥＭＳモジュールＡ２の動作の説明を援用することができる。

本実施形態によれば、ＭＥＭＳ素子３Ｄと、ＭＥＭＳ素子３Ｄが検知した変化と比較して外気圧の変化のみが異なるように構成されている参照用素子９Ｄと、を備えるＭＥＭＳモジュールＡ５は、外気圧の変化を精度よく導出することができる。

（その他の実施形態）
上述のように、一実施形態について記載したが、開示の一部をなす論述及び図面は例示的なものであり、限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替の実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。このように、本実施形態は、ここでは記載しない様々な実施形態等を含む。

１、３０、３０Ａ、３０Ｂ 基板
１ａ 搭載面
１ｂ、２ｂ、３ｂ、９ｂ 実装面
１Ａ 基材
１Ｂ 配線部
１Ｃ 絶縁層
２、２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄ 電子部品
２ａ、３ａ、９ａ 主面
３、３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ ＭＥＭＳ素子
４ 配線
６、６Ａ カバー
７ 接合材
９、９Ａ、９Ｂ、９Ｃ、９Ｄ 参照用素子
１１、２４、３４、９４ 電極パッド
３１、３１Ａ 溝部
３３０、３３０Ａ、３３５、３３５Ａ 領域
１９ 裏面パッド
６１、６３ 開口部
６２、６４ 延出部
６５ 分離壁
９０ 参照用基板
１００搭載面部
３２０ ゲージ抵抗
３４０、３４０Ａ 可動部
３５０、３５０Ａ 層間膜
３６０、３６０Ａ 中空部
３７０、３７０Ａ 固定部
Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５ ＭＥＭＳモジュール

Claims (20)

1. 内部に中空部が形成されている第１の基板を備えるＭＥＭＳ素子であって、前記中空部周囲の、前記第１の基板の一部分である可動部を有し、前記可動部は、前記中空部の内部の気圧と、前記可動部を挟んだ前記第１の基板の外部の気圧との気圧差によって形状が変形可能である、前記ＭＥＭＳ素子と、
   前記第１の基板と同一の材料であり、かつ、前記気圧差によらず形状が変形可能である部分を有する参照用基板を備える参照用素子と、
   前記ＭＥＭＳ素子が検知した変化と前記参照用素子が検知した変化の差を基に前記ＭＥＭＳ素子が検出した気圧の変化を補正する電子部品と、を備える、ＭＥＭＳモジュール。
2. 前記参照用基板は、前記第１の基板と同一の形状であり、かつ、前記中空部を有さない、請求項１に記載のＭＥＭＳモジュール。
3. 前記電子部品は、第２の基板に形成されており、
   前記第２の基板上に、前記ＭＥＭＳ素子及び前記参照用素子が搭載されており、
   前記可動部の厚さ方向に対して垂直な方向において、前記電子部品及び前記参照用素子は互いに離間している、請求項１又は２に記載のＭＥＭＳモジュール。
4. 前記参照用素子は、前記参照用基板に形成されており、
   前記第２の基板上に前記参照用基板が位置している、請求項３に記載のＭＥＭＳモジュール。
5. 前記参照用基板は、前記第１の基板の一部であり、
   前記参照用素子及び前記電子部品は、それぞれ前記第１の基板に形成されており、
   前記可動部の厚さ方向に対して垂直な方向において、前記参照用素子は、前記電子部品及び前記ＭＥＭＳ素子のそれぞれと互いに離間している、請求項１に記載のＭＥＭＳモジュール。
6. 前記参照用基板は、前記第１の基板と同一の構造であり、
   前記参照用基板の周囲の空間の圧力と前記第１の基板の周囲の空間の圧力が互いに異なる、請求項１に記載のＭＥＭＳモジュール。
7. 前記参照用素子は、前記参照用基板に形成されており、
   前記電子部品は、第２の基板に形成されており、
   前記第２の基板上に、前記第１の基板が搭載されており、
   前記参照用素子が形成されている前記参照用基板は、外気から隔離されている空間に位置している、請求項１又は６に記載のＭＥＭＳモジュール。
8. 前記外気から隔離されている空間は、真空状態である、請求項７に記載のＭＥＭＳモジュール。
9. 前記外気から隔離されている空間は、大気雰囲気である、請求項７に記載のＭＥＭＳモジュール。
10. 前記第１の基板はシリコンからなる、請求項１～９のいずれか１項に記載のＭＥＭＳモジュール。
11. 第１の半導体層を備える第１の基板を準備し、
    前記第１の基板に含まれる第１の半導体層に複数の溝部を形成し、
    前記溝部の底面から前記溝部の深さ方向に垂直な方向に前記第１の半導体層をエッチングして、前記複数の溝部をつなぎ、前記第１の半導体層に対して熱処理を行い、前記熱処理によって溶融した前記第１の半導体層の一部が前記溝部を塞いで形成した中空部及び前記中空部周囲の、前記第１の基板の一部分である可動部を有するＭＥＭＳ素子を形成し、
    前記可動部は、前記中空部の内部の気圧と、前記可動部を挟んだ前記第１の基板の外部の気圧との気圧差によって形状が変形可能であり、
    前記第１の基板と同一の材料であり、かつ、前記気圧差によらず形状が変形可能である部分を有する参照用基板を備える参照用素子を形成し、
    前記ＭＥＭＳ素子が検知した変化と前記参照用素子が検知した変化の差を基に前記ＭＥＭＳ素子が検出した気圧の変化を補正する電子部品を形成する、ＭＥＭＳモジュールの製造方法。
12. 前記参照用基板は、前記第１の基板と同一の形状であり、かつ、前記中空部を有さない、請求項１１に記載のＭＥＭＳモジュールの製造方法。
13. さらに第２の半導体層を備える第２の基板を準備し、
    前記参照用基板に、前記参照用素子を形成し、
    前記第２の基板に、前記電子部品を形成し、
    前記第２の基板上に、前記第１の基板及び前記参照用基板をそれぞれ搭載し、
    前記溝部の深さ方向に対して垂直な方向において、前記第１の基板及び前記参照用基板は互いに離間している、請求項１１又は１２に記載のＭＥＭＳモジュールの製造方法。
14. 前記参照用基板は、前記第１の基板の一部であり、
    前記参照用基板に、前記参照用素子を形成し、
    前記第１の基板に、前記電子部品を形成し、
    前記溝部の深さ方向に対して垂直な方向において、前記参照用素子は、前記電子部品及び前記ＭＥＭＳ素子のそれぞれと互いに離間している、請求項１１又は１２に記載のＭＥＭＳモジュールの製造方法。
15. 前記参照用基板は、前記第１の基板と同一の構造であり、
    前記参照用基板の周囲の空間の圧力と前記第１の基板の周囲の空間の圧力が互いに異なる、請求項１１に記載のＭＥＭＳモジュールの製造方法。
16. さらに第２の半導体層を備える第２の基板を準備し、
    前記参照用基板に、前記参照用素子を形成し、
    前記第２の基板に、前記電子部品を形成し、
    前記第２の基板上に、前記第１の基板を搭載し、
    前記参照用素子が形成されている前記参照用基板を外気から隔離する、請求項１１又は１５に記載のＭＥＭＳモジュールの製造方法。
17. 前記外気から隔離されている空間は、真空状態である、請求項１６に記載のＭＥＭＳモジュールの製造方法。
18. 前記外気から隔離されている空間は、大気雰囲気である、請求項１６に記載のＭＥＭＳモジュールの製造方法。
19. 前記中空部は、深掘りエッチング及び等方性エッチングにより形成する、請求項１１～１８のいずれか１項に記載のＭＥＭＳモジュールの製造方法。
20. 前記熱処理は、１１００～１２００℃で行い、前記第１の半導体層に熱マイグレーション現象を生じさせて前記溝部を塞いで前記中空部を形成する、請求項１１～１９のいずれか１項に記載のＭＥＭＳモジュールの製造方法。

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