JPWO2019239829A1 - Memsデバイスの製造方法およびmemsデバイス - Google Patents
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Abstract
Description
図1乃至図3は、本発明の実施の形態のMEMSデバイスの製造方法およびMEMSデバイスを示している。
図1は、作動素子がジャイロ(Gyro)から成るMEMSデバイスの製造方法を示しており、図1の例に沿って、本発明の実施の形態のMEMSデバイスの製造方法を説明する。
CAPウエハ12に形成された通気孔23の径を0.6μm、深さを5μmとしたとき、水素ガス雰囲気中で、1100℃で15分の熱処理を行うことにより、CAPウエハ12のシリコンの表面流動で通気孔23を封止することができる。
CAPウエハ12に形成された通気孔23の径を0.4μm、深さを3μmとしたとき、水素ガス雰囲気中で、1000℃で15分の熱処理を行うことにより、CAPウエハ12のシリコンの表面流動で通気孔23を封止することができる。
CAPウエハ12に形成された通気孔23の径を0.8μm、深さを6μmとしたとき、水素ガス雰囲気中で、1130℃で15分の熱処理を行うことにより、CAPウエハ12のシリコンの表面流動で通気孔23を封止することができる。
CAPウエハ12に形成された通気孔23の径を1μm、深さを8μmとしたとき、水素ガス雰囲気中で、1150℃で15分の熱処理を行うことにより、CAPウエハ12のシリコンの表面流動で通気孔23を封止することができる。
11 MEMSデバイスウエハ
11a Si基板
11b Si単結晶膜
11c SiO2膜
11d 熱酸化膜
21 作動素子
22 非可動部
12 CAPウエハ
12a Si基板
12b Si単結晶膜
12c SiO2膜
12d 表面流動したシリコン
23 通気孔
23a 凹状キャビティ(内側孔)
23b 貫通孔(外側孔)
24 電極領域
13 作動空間
Claims (14)
- 基板上に作動素子を形成したMEMSデバイスウエハと、前記作動素子を作動可能に収容する作動空間を形成するよう、前記MEMSデバイスウエハを覆って設けられたCAPウエハとを有するMEMSデバイスの製造方法であって、
前記CAPウエハはシリコン製で、前記作動空間に連通するよう形成された通気孔を有しており、
前記CAPウエハと前記MEMSデバイスウエハとを接合した状態で、前記CAPウエハのシリコンの表面流動で前記通気孔を塞ぐよう、水素ガス雰囲気中で熱処理を行うことにより、前記作動空間を封止することを
特徴とするMEMSデバイスの製造方法。 - 基板上に作動素子を形成したMEMSデバイスウエハと、前記作動素子を作動可能に収容する作動空間を形成するよう、前記MEMSデバイスウエハを覆って設けられたCAPウエハとを有するMEMSデバイスの製造方法であって、
前記基板はシリコン製で、前記作動空間に連通するよう形成された通気孔を有しており、
前記CAPウエハと前記MEMSデバイスウエハとを接合した状態で、前記基板のシリコンの表面流動で前記通気孔を塞ぐよう、水素ガス雰囲気中で熱処理を行うことにより、前記作動空間を封止することを
特徴とするMEMSデバイスの製造方法。 - 基板上に作動素子を形成したMEMSデバイスウエハと、前記作動素子を作動可能に収容する作動空間を形成するよう、前記MEMSデバイスウエハを覆って設けられたCAPウエハとを有するMEMSデバイスの製造方法であって、
前記MEMSデバイスウエハの前記CAPウエハとの接合部および/または前記CAPウエハはシリコン製であり、
前記CAPウエハと前記MEMSデバイスウエハとを接合し、その接合界面に、前記作動空間に連通する通気孔が形成された状態で、前記接合部および/または前記CAPウエハのシリコンの表面流動で前記通気孔を塞ぐよう、水素ガス雰囲気中で熱処理を行うことにより、前記作動空間を封止することを
特徴とするMEMSデバイスの製造方法。 - 前記通気孔は、少なくとも一部の径が、前記表面流動で閉塞可能な大きさを有していることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のMEMSデバイスの製造方法。
- 前記通気孔は、互いに径が異なる前記作動空間側の内側孔と、前記作動空間とは反対側の外側孔とを連通して成り、前記内側孔の径をφ1、前記外側孔の径をφ2とすると、φ1>φ2であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載のMEMSデバイスの製造方法。
- 前記通気孔は、互いに径が異なる前記作動空間側の内側孔と、前記作動空間とは反対側の外側孔とを連通して成り、前記内側孔の径をφ1、前記外側孔の径をφ2とすると、φ1<φ2であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載のMEMSデバイスの製造方法。
- 前記通気孔はテーパ状を成し、前記作動空間側の表面での径をφ1、前記作動空間とは反対側の表面での径をφ2とすると、φ1>φ2であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載のMEMSデバイスの製造方法。
- 前記通気孔はテーパ状を成し、前記作動空間側の表面での径をφ1、前記作動空間とは反対側の表面での径をφ2とすると、φ1<φ2であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載のMEMSデバイスの製造方法。
- 水素ガス雰囲気中で前記熱処理を行うことにより、熱拡散で水素ガスが前記作動空間から流出して、前記作動空間が真空状態または低圧力状態になることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載のMEMSデバイスの製造方法。
- 不活性ガスを含有する水素ガス雰囲気中で前記熱処理を行うことにより、熱拡散で水素ガスが前記作動空間から流出して、前記作動空間が前記不活性ガスの低圧力状態になることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載のMEMSデバイスの製造方法。
- 前記不活性ガスはArガスであることを特徴とする請求項10記載のMEMSデバイスの製造方法。
- 前記熱処理は、熱処理温度が1000℃〜1150℃、熱処理時間が10分間以上1時間以内であることを特徴とする請求項1乃至11のいずれか1項に記載のMEMSデバイスの製造方法。
- 基板上に作動素子を形成したMEMSデバイスウエハと、
前記作動素子を作動可能に収容する作動空間を形成するよう、前記MEMSデバイスウエハを覆って設けられたCAPウエハとを有し、
前記MEMSデバイスウエハおよび前記CAPウエハは、それぞれSOIウエハまたはSiウエハから成り、
前記作動空間は、前記SOIウエハおよび/または前記Siウエハ由来の材料のみで内壁が形成され、封止されていることを
特徴とするMEMSデバイス。 - 前記MEMSデバイスウエハはSOIウエハから成り、前記作動素子が、前記SOIウエハのSi基板上に形成されていることを特徴とする請求項13記載のMEMSデバイス。
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