JP4411974B2 - 電子デバイスの製造方法 - Google Patents
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Description
ドエミッタアレイ素子(FEA素子)とトランジスタを混載した電子デバイスを小型に製造
するために、基板上のFEA素子の部分だけに超小型の真空パッケージを形成することが例えば、下記文献に記載されている。
る場合などには適用できない。
前記基板上部の一部と、前記フィールドエミッタ部上部の一部とを覆うように下部犠牲層を形成する工程と、前記下部犠牲層上部の一部に、前記ゲッタ部を形成する工程と、前記下部犠牲層上部と、前記ゲッタ部上部とを覆うように、上部犠牲層を形成する工程と、前記上部犠牲層上部に、前記空洞壁部の上面部の一部を構成する薄膜を形成する工程と、前記薄膜に開口部を形成する工程と、前記開口部を介して、前記上部犠牲層の少なくとも一部と前記下部犠牲層の少なくとも一部とを除去することにより、前記空洞を形成するとともに、前記上部犠牲層と前記下部犠牲層とにより構成される前記壁部を形成する工程と、
前記開口部を覆うように、前記空洞壁部の上面部の一部を構成する薄膜を形成することで、前記空洞壁部を形成する工程とを含む電子デバイスの製造方法である。
以下、図面を参照しながら、本発明の第1の実施形態を説明する。
面上に電界放出部2と、MOS回路部3、配線部4から成る。ただし、図1は各部の関係を
模式的に示したものであり、実際のデバイスを効率よく設計する場合には各部の配置に工夫が必要である。
bとアルミニウム(Al)6cからなる。アルミニウム6cは、アノードの役割もはたし、
アノードとフィールドエミッタ部2とアノードの間に高電圧を印加されたときに、フィールドエミッタ部2からアノードに向かって電子が放出される。この電子放出のオンオフもしくは強度を用いて高速スイッチングが行われる。なお、ここではフィールドエミッタを高速スイッチに応用する例について述べたが、ディスプレイへの応用も可能である。
配線を介して通電を行うことにより加熱される。具体的には図2(b)に示すように薄膜
蒸発型ゲッタ部7は配線8を介してスイッチング素子となるMOS回路部3に電気的に接続され、通電により加熱する機能を有する。
本実施例の電子デバイスの製造方法を図3に示す。特に電界放出部2および空洞壁部6の製造方法を中心に説明する。
)。
ン膜と同様の機能を果たす(図3(f)参照)。
成する。この部分は空洞壁部6として空洞内部の気密にたもつ働きをもつ(図3(g)参照)。
部)を形成する。後の犠牲層エッチの工程においてこの開口部からエッチング材を導入してエッチングを行う。またアルミニウムは犠牲層エッチにおいてエッチ耐性をもちエッチングされないために、小さな開口部に対して大きな空洞を形成することができる(図3(h)参照)。
法で真空中において製膜することによって、第1のアルミ膜14の上部に第2のアルミ膜16を形成しエッチングホール15を封止する。第1と第2のアルミ膜(14,16)はシール部材となり、空洞部分は外気と遮断されて、空洞内部は低圧に封止される(図3(j)参照)。
内部を高真空にすることができる。
すれば、内部真空度を0.1Pa以下にすることが可能である。このように超小型の真空パッケージの内部圧力を10Pa以下もしくは0.1Pa以下に保つことが可能である。
たような構成や、低コスト小型に形成することが可能となる。
かのガスや、TMAHやヒドラジンなどの薬液を使用することも可能である。
本発明の第2の実施形態では、赤外線センサおよび可視光センサを備えたイメージセンサに適用した場合について述べる。赤外線センサおよび可視光センサを備えたイメージセンサは、例えば特開2003−17672に開示されている。図4に示すように、本実施形態にお
ける電子デバイスは、シリコン基板部と、その表面上にアレイ状に配置された赤外線検出部21と、可視光検出部22と、読み出し回路部23と、微小な空洞部分であるマイクロ真空パッケージ部24からなる。ただし、図4は各部の関係を模式的に示したものであり、実際のデバイスを効率よく設計する場合には各部の配置に工夫が必要である。すなわち、一般的に赤外線検出部はある一定の感度を得るために50um程度の大きさに設計する必要があるため、赤外線検出部21が可視光検出部22よりも大きくなるので、これらを効率よく並べて多画素化するためには各検出部の配置を工夫する必要がある。図4には示すように、赤外線検出部21は、赤外線吸収部25と、発熱部26と、発熱部支持部27からなる。図5はマイクロ真空パッケージ部24の断面を示した図である。赤外線検出部分では発熱部26の下に薄膜蒸発型ゲッタ部28を備えている。発熱部26は、抵抗変化材料によって形成された抵抗体であり、本実施形態ではジュール熱によって発熱する機能を有する。発熱によって薄膜蒸発型ゲッタ部28は蒸発し空洞内のガスを吸着する。従って、先のフィールドエミッタの実施例と同様に、空洞内の圧力を下げることができる。
)などの金属酸化物、Ti(チタン)やPt(白金)などの金属もしくはそれらのSi化合物などで構成される。これらは抵抗変化係数が大きい材料として知られている。またこれらの材料にB、As、Sr、Cuなどの不純物を混入した材料でもよい。例えばBを混入したポリシリコンやSrなどを混入したTiOなどであって、これらの混入により抵抗値を適当な値に調節す
ることが可能である。発熱部の形状は1mm以下の大きさであり、典型的には上部からみた形状は1辺が50umの大きさの正方形の中をつづら状に折り返された形状であり、基板
表面から1umの位置に支持されている。1mm以上の大きさになれば、発熱部の歪みの問題から基板表面からの距離も大きくする必要があり、基板表面方向と垂直方向の両面において、デバイスの小型化に不具合が生じる。
ある。可視光検出部22は例えばフォトダイオードなどによって構成されて可視光の入射量を検出する。赤外線検出部21と可視光検出部22それぞれによって検出された赤外線入射量と可視光線入射量は読み出し回路23によって順次読み出され、赤外線イメージと可視光イメージを得る。これらの読み出しの方法は例えば特開平11−326037号公報に詳しく記載されている。マイクロ真空パッケージ部24は、赤外線検出部21を囲む形の空洞壁部28および基板で空洞内部を気密にたもつように形成される。空洞内部の真空度が高いほど発熱部26と外部との間の熱コンダクタンスが低減し、赤外線検出感度が向上する。感度を向上するためには内部真空度は10Pa以下にすることが望ましく、内部圧力は例えば50mTorr(=6.7Pa)に設定される。形状は例えば表面から見た場合は1辺約100umの正方形であり、空洞部の高さは例えば3um以上1mm以下に形成される。
れば、内部真空度を0.1Pa以下にすることが可能である。このように超小型の真空パッケージの内部圧力を10Pa以下もしくは0.1Pa以下に保つことが可能である。
たような構成や、赤外線と可視光線を同時撮像可能なイメージセンサを、低コスト小型に形成することが可能となる。
内部真空度を0.1Pa以下にすることが可能である。このように超小型の真空パッケージの内部圧力を10Pa以下もしくは0.1Pa以下に保つことが可能である。
たような構成や、赤外線と可視光線を同時撮像可能なイメージセンサを、低コスト小型に形成することが可能となる。
2 電界放出部
3 MOS回路部
4 配線部
5 空洞
6 空洞璧部
7 薄膜蒸発型ゲッタ部
Claims (5)
- 基板と、
前記基板上部に形成されたフィールドエミッタ部と、
前記基板と前記フィールドエミッタ部との上部に配置されており、上面部と壁部とで構成され、内部に空洞を有し、外部との気体の出入りを遮断する空洞壁部と、
前記空洞壁部の空洞内に配置されている薄膜であるゲッタ部とを備え、
前記ゲッタ部は、加熱されることにより蒸発して、前記空洞壁部内部に存在する気体を吸着する電子デバイスの製造方法であって、
前記基板上部の一部にフィールドエミッタ部を形成する工程と、
前記基板上部の一部と、前記フィールドエミッタ部上部の一部とを覆うように下部犠牲層を形成する工程と、
前記下部犠牲層上部の一部に、前記ゲッタ部を形成する工程と、
前記下部犠牲層上部と、前記ゲッタ部上部とを覆うように、上部犠牲層を形成する工程と、
前記上部犠牲層上部に、前記空洞壁部の上面部の一部を構成する薄膜を形成する工程と、
前記薄膜に開口部を形成する工程と、
前記開口部を介して、前記上部犠牲層の少なくとも一部と前記下部犠牲層の少なくとも一部とを除去することにより、前記空洞を形成するとともに、前記上部犠牲層と前記下部犠牲層とにより構成される前記壁部を形成する工程と、
前記開口部を覆うように、前記空洞壁部の上面部の一部を構成する薄膜を形成することで、前記空洞壁部を形成する工程とを含む電子デバイスの製造方法。 - 基板と、
前記基板上部に形成されたフィールドエミッタ部と、
前記基板と前記フィールドエミッタ部との上部に配置されており、上面部と壁部とで構成され、内部に空洞を有し、外部との気体の出入りを遮断する空洞壁部と、
前記空洞壁部の空洞内に配置されている薄膜であるゲッタ部とを備え、
前記ゲッタ部は、加熱されることにより蒸発して、前記空洞壁部の内部に存在する気体を吸着する電子デバイスの製造方法であって、
前記基板上部の一部にフィールドエミッタ部を形成する工程と、
前記基板上部の一部と、前記フィールドエミッタ部上部の一部とを覆うように下部犠牲層を形成する工程と、
前記下部犠牲層上部の一部に、前記ゲッタ部を形成する工程と、
前記下部犠牲層の少なくとも一部を除去することにより、前記ゲッタ部と前記基板との間に、前記空洞の一部を形成する工程と、
前記基板上にキャップ体を接合もしくは接着して、前記空洞を形成するとともに、前記キャップ体により構成される上面部と壁部とを形成することにより、前記空洞壁部を形成する工程とを含む電子デバイスの製造方法。 - 請求項1又は2に記載の電子デバイスの製造方法であって、
前記ゲッタ部を加熱して蒸発させることにより、前記空洞部内部の真空度を向上させる真空度向上工程を含む、
電子デバイスの製造方法。 - 請求項3に記載の電子デバイスの製造方法であって、
前記真空度向上工程において、レーザを前記ゲッタ部に照射することにより加熱を行うことを特徴とする電子デバイスの製造方法。 - 請求項3に記載の電子デバイスの製造方法であって、
前記真空度向上工程において、前記ゲッタ部に電流を流してジュール熱を発生させることにより加熱を行うことを特徴とする
電子デバイスの製造方法。
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