物理量检测元件以及物理量检测装置制造方法

物理量检测元件以及物理量检测装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种无论玻璃基板的厚度如何都能够抑制输出变动量的物理量检测元件等。本物理量检测元件具有：玻璃基板；具备物理量检测部的基板；通过在上述玻璃基板的一方的面接合上述基板而形成的密封的空间；以及形成于上述玻璃基板的另一方的面且防止上述玻璃基板的另一方的面与大气中水分的接触的功能膜。
【专利说明】物理量检测元件以及物理量检测装置

【技术领域】
[0001] 本发明涉及物理量检测元件以及物理量检测装置。

【背景技术】
[0002] 以往，公知有如下表压传感器，S卩、在玻璃基板的上表面接合有具有隔膜的硅基 板。在这种表压传感器中，在玻璃基板上设有使应该测定的介质的压力通过硅基板的贯通 孔。而且，在玻璃基板的下表面（背面）形成有金属膜，该金属膜用于将表压传感器通过软 钎料固定在金属基座上。用于进行软钎焊的金属膜公开有如下技术，即、优选层叠种类不同 的多个膜，做成难以因玻璃基板所含的钠离子而劣化的结构（例如，参照专利文献1?3)。
[0003] 另一方面，公知有如下的绝对压力传感器，S卩、与上述的表压传感器不同，在玻璃 基板的上表面接合有具有隔I旲的娃基板，并使用了形成有由娃基板和玻璃基板密封的空间 的物理量检测元件。例如，在隔膜形成有惠斯登电桥电路，该惠斯登电桥电路使用了电阻值 根据施加的应力而变化的四个压电电阻元件。
[0004] 在这种绝对压力传感器中，物理量检测元件的玻璃基板的下表面（背面）通过粘 接剂固定在基板等上。硅基板的厚度例如是1_左右、玻璃基板的厚度例如是1_左右、物 理量检测元件的总厚度例如是2_左右。
[0005] 现有技术文献
[0006] 专利文献
[0007] 专利文献1 :日本特开2000 - 241274号公报 [0008] 专利文献2 :日本特开平2 - 272339号公报 [0009] 专利文献3 :日本特公平6 - 76938号公报


【发明内容】

[0010] 发明所要解决的课题
[0011] 可是，对于上述这样的绝对压力传感器而言，对向便携式电话机那样的小型设备 的装载进行了研究，要求小型且低高度。因此，硅基板的厚度及玻璃基板的厚度均需要比以 往大幅度地变薄。
[0012] 然而，
【发明者】发现，若玻璃基板的厚度比规定值薄，则随着玻璃基板的厚度变薄， 规定条件下的物理量检测元件的输出变动量（惠斯登电桥电路的输出的变动量）变大。
[0013] 本发明是鉴于上述问题点而提出的技术方案，课题是提供一种无论玻璃基板的厚 度如何都能够抑制输出变动量的物理量检测元件等。
[0014] 用于解决课题的方案
[0015] 本物理量检测元件10的要件为，具有：玻璃基板30 ;具备物理量检测部20的基 板；通过在上述玻璃基板30的一方的面接合上述基板而形成的密封的空间23 ;以及形成于 上述玻璃基板30的另一方的面，且防止上述玻璃基板30的另一方的面与大气中水分的接 触的功能膜40。
[0016] 此外，上述的参照符号是为了容易理解而附加的符号，只不过是一个例子而已，并 不限定于图示的形态。
[0017] 本发明的效果如下。
[0018] 根据公开的技术，能够提供无论玻璃基板的厚度如何都能够抑制输出变动量的物 理量检测元件等。

【专利附图】

【附图说明】
[0019] 图1是例示了第1实施方式的物理量检测元件的剖视图。
[0020] 图2是例示了第1实施方式的物理量检测元件的隔膜面的俯视图。
[0021] 图3是例示了第1实施方式的物理量检测元件的制造工序的图。
[0022] 图4是例示物理量检测元件的输出变动量的玻璃基板的厚度依存性的图（之一）。
[0023] 图5是例示物理量检测元件的输出变动量的玻璃基板的厚度依存性的图（之二）。
[0024] 图6是例示物理量检测元件的输出变动量的接合电压依存性的图。
[0025] 图7是例示物理量检测元件的输出变动量的接合温度依存性的图。
[0026] 图8是例示物理量检测元件的输出变动量的功能膜的膜种依存性的图。
[0027] 图9是例示第1实施方式的变形例1的物理量检测元件的剖视图。
[0028] 图10是例示第1实施方式的变形例2的物理量检测元件的剖视图。
[0029] 图11是例示第1实施方式的变形例3的物理量检测元件的图。
[0030] 图12是例示第2实施方式的物理量检测装置的剖视图。
[0031] 图中：
[0032] 10、1(^、1(?、10(：-物理量检测元件，20、2(^、2(?-隔膜部，21-隔膜面，22-隔 膜支撑部，23、33、34-空腔部，24-突起部，30、3(^、3(?、30(：-玻璃基板，31-平板部，32、 51-框部，40、40B、40C-功能膜，50、400、600-基板，52-梁部，53-锤部，100-物理量检 测装置，211、521-压电电阻元件，212-杂质电阻配线，213-金属配线，214、511-焊盘， 310-抗蚀垫片，320、500-粘接树脂，700-焊丝，800-盖，810-贯通孔。

【具体实施方式】
[0033] 以下参照附图对用于实施发明的方式进行说明。在各附图中，存在对于相同的构 成部分标注相同符号而省略重复的说明的情况。
[0034] 〈第1实施方式〉
[0035] 图1是例示第1实施方式的物理量检测元件的剖视图。参照图1，第1实施方式的 物理量检测元件10具有隔膜部20、玻璃基板30、以及功能膜40。物理量检测元件10例如 装载在绝对压力传感器上。
[0036] 作为物理量检测部的隔膜部20 (感压隔膜部）是构成物理量检测元件10的传感 器面的部位，具有将由压力产生的应力转换成电信号来进行检测的功能。隔膜部20具有隔 膜面21和隔膜支撑部22。此外，隔膜部20表示物理量检测部的一个例子，物理量也可以是 压力以外的量。
[0037] 隔膜面21是检测压力的面，例如形成为薄膜状。构成为，若向隔膜面21施加压力 则产生挠曲，通过该挠曲，能够检测向隔膜面21施加的压力。而且，隔膜支撑部22具有支 撑隔膜面21的功能。
[0038] 隔I旲部20例如形成于娃基板（Si基板）。此外，在本申请中，娃基板是指以娃为 主要成分的基板，例如也包含SOI (Silicon on Insulator)基板等。作为隔膜部20,在使 用SOI基板的情况下，能够由硅活性层形成隔膜面21，由埋入氧化膜及背面的硅基板形成 隔膜支撑部22。
[0039] 玻璃基板30是支撑隔膜部20的支撑部件，例如隔膜部20的隔膜支撑部22的背 面通过阳极接合固定在玻璃基板30的一方的面的外缘部。此外，作为玻璃基板30,也可以 使用多层化而成的玻璃基板。
[0040] 通过隔膜部20接合于玻璃基板30的一方的面，从而形成作为密封了的空间的空 腔部23。在物理量检测元件10装载于绝对压力传感器的情况下，空腔部23成为被保持为 真空状态的真空基准室。
[0041] 功能膜40以覆盖玻璃基板30的另一方的面（背面）的方式形成。功能膜一般是 指具有规定的功能的薄膜，但本申请的规定的功能是防止玻璃基板30的另一方的面与大 气中水分的接触的功能。也就是，功能膜40具有防止玻璃基板30所含的碱金属离子（Na+、 K+等）与大气中的水分接触的功能。作为功能膜40的材料，能够选择具有隔断水分的性质 并且具有阻碍碱金属离子（Na+、K+等）的移动的性质的材料。
[0042] 作为具有这种性质的功能膜40的一个例子，可列举金属膜、氮化硅膜（SiN膜）、 DLC膜（类金刚石膜）等无机膜、特殊氨酯树脂、氟树脂、ABS树脂、聚苯乙烯树脂等有机膜 等。
[0043] 作为功能膜40而使用金属膜的情况的一个例子，可列举膜厚100nm左右的钛膜 (Ti膜）、膜厚150nm左右的金膜（Au膜）等。钛膜（Ti膜）、金膜（Au膜）例如能够利用溅 射法成膜。此外，在对金膜（Au膜）进行成膜的情况下，例如能够以膜厚35nm左右的钛钨 膜（TiW膜）为基底。对于形成功能膜40的具体的意义将于后文叙述。
[0044] 图2是例示第1实施方式的物理量检测元件的隔膜面的俯视图。参照图2,隔膜面 21具备压电电阻元件211、杂质电阻配线212、金属配线213以及焊盘214。压电电阻元件 211以及杂质电阻配线212构成惠斯登电桥电路，构成为能够检测输出电压。
[0045] 压电电阻元件211是压电元件的一种，电阻值根据所施加的压力而变化。因此，使 用了压电电阻元件211的惠斯登电桥电路构成为，能够根据输出电压的变化来检测向隔膜 面21施加的压力。也就是，能够根据与压电电阻元件211的电阻值变化对应的输出电压变 化来检测向隔膜面21施加的压力。
[0046] 而且，金属配线213是用于形成惠斯登电桥电路的配线，焊盘214是用于进行与外 部的电连接的端子或电极。从外部向焊盘214供给电源，向惠斯登电桥电路施加电压，根据 压力的施加引起的压电电阻元件211的电阻值的变化，检测惠斯登电桥电路的输出电压的 变化。由此，能够检测向隔膜面21施加的压力。例如，通过如图2所示那样构成隔膜面21， 从而物理量检测元件10能够检测压力。
[0047] 物理量检测元件10例如能够如以下那样来制作。此外，在图3中，图示了物理量 检测元件单体，但实际在一个晶圆上形成多个物理量检测元件，最后成为被切成块而单片 化的物理量检测元件。
[0048] 图3是例示第1实施方式的物理量检测元件的制造工序的图。首先，在图3(a)所 示的工序中，制作隔膜部20。具体而言，准备硅基板（Si基板）、SOI基板等以硅为主要成 分的基板，对准备的基板实施蚀刻加工等，制作规定形状的隔膜部20。此外，隔膜部20的厚 度！\例如能够为150 μ m左右。
[0049] 接着，在图3(b)所示的工序中，在玻璃基板30的一方的面上，利用阳极接合固定 隔膜部20。具体而言，例如在300?400°C左右的温度（接合温度）的高温环境下使隔膜 部20与玻璃基板30抵接。并且，在隔膜部20与玻璃基板30之间，从直流电源施加例如 500?1500V左右的高电压（接合电压），以使隔膜部20相对于玻璃基板30成为高电位。 由此，隔膜部20通过阳极接合固定在玻璃基板30的一方的面，形成作为密封的空间的空腔 部23。此外，玻璃基板30的厚度T 2例如能够为100 μ m左右。
[0050] 接着，在图3(c)所示的工序中，在玻璃基板30的另一方的面（背面）形成功能膜 40。功能膜40例如能够通过利用溅射法在玻璃基板30的另一方的面对钛（Ti)膜进行成 膜而形成。功能膜40的厚度例如能够为100nm左右。此外，作为功能膜40,也可以代替钛 膜（Ti膜）而形成上述各种膜。在图3(c)所示的工序后，形成被切成块而单片化的多个物 理量检测元件。
[0051] 此外，形成功能膜40的工序并没有特别限定。例如也可以在形成功能膜40之前， 通过切成块而将物理量检测元件单片化，然后，在单片化的各物理量检测元件的玻璃基板 30的另一方的面（背面）形成功能膜40。而且，也可以在图3(b)所示的工序中，在阳极接 合前，在玻璃基板30的另一方的面（背面）形成功能膜40。但是，在该情况下，在玻璃基板 30的另一方的面（背面）的一部分，需要露出阳极接合时作为电极部使用的区域。
[0052] 在此，关于在玻璃基板30的另一方的面（背面）形成功能膜40的效果，参照发明 者所进行的实验结果进行说明。
[0053] (输出变动量的玻璃基板的厚度依存性）
[0054] 首先，如图3 (a)及图3(b)所示的工序那样，以玻璃基板30的厚度为参数，制作了 在玻璃基板30的另一方的面未形成功能膜40的多个物理量检测元件。具体而言，将隔膜 部20的厚度?\设为1000 μ m、将玻璃基板30的厚度T2设为1000 μ m、将阳极接合的接合温 度设为400°C、将接合电压设为600V，制作了五个物理量检测元件。与之不同地，将隔膜部 20的厚度?\设为150 μ m、将玻璃基板30的厚度T2设为100 μ m、将阳极接合的接合温度设 为400°C、将接合电压设为600V，制作九个物理量检测元件。
[0055] 接着，将各物理量检测元件在高温高湿状态（85°C 85% Rh的大气压环境下）放 置100小时后，返回常温，对各个通电，测定出输出变动量（以后简称为试验后的输出变动 量）。测定的输出变动量是将试验前后的上述惠斯登电桥电路的输出电压的变化换算成压 力后的值（单位：Pa)。此外，以试验前的惠斯登电桥电路的输出电压为基准（零）。
[0056] 此外，
【发明者】将试验后的输出变动量在lOOPa以内作为合格品的条件。通过满足 该条件，即使在高温高湿状态（85°C 85% Rh的大气压环境下）放置1000小时，在经验上可 知输出变动量收于150Pa以内，而且输出变动量只要在150Pa以内就不会产生实际使用上 的问题。但是，该条件毕竟是一个例子，对应于物理量检测元件的用途、设计，也可以作为其 他条件。
[0057] 图4是例示物理量检测元件的输出变动量的玻璃基板的厚度依存性的图（之一）。 图 4 (a)表示 ?\ = 1000 μ 111及 T2 = 1000 μ m 的情况、图 4 (b)表示 ?\ = 150 μ 111及 T2 = 100 μ m 的情况的试验后的输出变动量的测定结果。
[0058] 从图4(a)可确认到，?\ = 1000 μ m&T2 = 1000 μ m的比较厚型的物理量检测元件 中，试验后的输出变动量在l〇〇Pa以内，能够满足上述合格品的条件。另一方面，从图4(b) 可确认到，?\ = 150 μ m及T2 = 100 μ m的比较薄型的物理量检测元件中，试验后的输出变 动量超过lOOPa,不能满足上述合格品的条件。
[0059] 接着，将隔膜部20的厚度?\设为150 μ m、以玻璃基板30的厚度T2为参数、将阳 极接合的接合温度设为400°C、将接合电压设为600V，制作三个物理量检测元件，与上述相 同地测定出试验后的输出变动量。
[0060] 图5是例示物理量检测元件的输出变动量的玻璃基板的厚度依存性的图（之二）。 从图5可知，?\ = 150 μ m的比较薄型的物理量检测元件中，若玻璃基板30的厚度T2较薄 则试验后的输出变动量变大，但玻璃基板30的厚度Τ 2越厚，试验后的输出变动量越小。而 且，从图5可知，?\ = 150 μ m的比较薄型的物理量检测元件中，为了满足上述合格品的条 件，需要使玻璃基板30的厚度T2为800 μ m以上。
[0061] (输出变动量的阳极接合条件的依存性）
[0062] 在上述的图3(b)所示的工序中，以阳极接合的接合温度及接合电压为参数，制作 在玻璃基板30的另一方的面未形成功能膜40的多个物理量检测元件。具体而言，将隔膜 部20的厚度?\设为150 μ m、将玻璃基板30的厚度T2设为100 μ m、以阳极接合的接合温度 及接合电压为参数，制作多个物理量检测元件，与上述相同地测定出试验后的输出变动量。
[0063] 图6是例示物理量检测元件的输出变动量的接合电压依存性的图。图6所示的 三个物理量检测元件是将阳极接合的接合温度设为400°C、将接合电压分别设为600V、 1000V、1500V而制作的元件。从图6可知，隔膜部20的厚度?\ = 150μπκ玻璃基板30的 厚度Τ2 = 100 μ m的比较薄型的物理量检测元件中，即使调整阳极接合的接合温度，也不能 满足上述合格品的条件。
[0064] 图7是例示物理量检测元件的输出变动量的接合温度依存性的图。图7所示的 三个物理量检测元件是将阳极接合的接合电压设为600V、将接合温度分别设为300°C、 350°C、400°C而制作的元件。从图7可知，隔膜部20的厚度?\ = 150μπκ玻璃基板30的厚 度Τ2 = 100 μ m的薄型的物理量检测元件中，即使调整阳极接合的接合电压，也不能满足上 述合格品的条件。
[0065](功能膜的研究）
[0066] 接着，如图3(a)?图3(c)所示的工序那样，制作在玻璃基板30的另一方的面形 成有功能膜40的多个物理量检测元件。具体而言，将隔膜部20厚度?\设为150 μ m、将玻璃 基板30的厚度T2设为100 μ m、将阳极接合的接合温度设为400°C、将接合电压设为600V， 对隔膜部20和玻璃基板30进行了阳极接合。然后，制作四个在玻璃基板30的另一方的面 (背面）形成有功能膜40的物理量检测元件。
[0067] 在四个物理量检测元件上，作为功能膜40,对膜厚100nm的钛（Ti)膜、膜厚150nm 的金（Au)膜、膜厚100nm的氮化硅膜（SiN膜）、膜厚100nm的硅氧化膜（Si02膜）进行成 膜。但是，在形成金（Au)膜时，作为基底，形成有膜厚35nm的钛钨膜（TiW膜）。
[0068] 此外，钛（Ti)膜、金（Au)膜、以及基底的钛钨膜（TiW膜）利用溅射法成膜。而且， 氮化硅膜（SiN膜）以及硅氧化膜（Si0 2膜）利用等离子CVD法成膜。
[0069] 图8是例示物理量检测元件的输出变动量的功能膜的膜种依存性的图。此外，图 8表示为了比较而未形成功能膜的物理量检测元件的数据（显示为"无"）。从图8可知， 隔膜部20的厚度?\ = 150 μ m、玻璃基板30的厚度T2 = 100 μ m的薄型的物理量检测元件 中，通过选择适当的膜种在玻璃基板30的另一方的面对功能膜40进行成膜，从而能够满足 上述合格品的条件。
[0070] (总结）
[0071] 总结以上的实验结果，如果玻璃基板30的厚度T2比800 μ m厚，则不论有无功能 膜都能够满足上述合格品的条件（参照图5)。但是，若为了响应市场的对物理量检测元件 的薄型化的要求，使玻璃基板30的厚度T 2变薄（为800 μ m以下），则不能满足上述合格品 的条件（参照图5)。而且，其结果，即使改变阳极接合条件（接合温度及接合电压）也无法 得到改善（参照图6及图7)。
[0072] 另一方面，若在玻璃基板30的另一方的面（背面）上形成功能膜40,则根据功能 膜40的膜种，与未形成功能膜40的情况相比，能够大幅度地抑制输出变动量，能够满足上 述合格品的条件（参照图8)。即、作为功能膜40的膜种，选择具有隔断水分的性质并且阻 碍碱金属离子（Na+、K+等）的移动的性质的功能膜。由此，即使玻璃基板30的厚度T 2变 薄（800 μ m以下），也能够大幅度地抑制输出变动量，能够满足上述合格品的条件。
[0073] 在此，对通过在玻璃基板30的另一方的面上形成功能膜40,从而即使玻璃基板30 的厚度T 2变薄（800 μ m以下）也能够大幅度地抑制输出变动量的理由进行说明。
[0074] 阳极接合中，理论上一般使用碱性玻璃。碱性玻璃的成分中含有Na、K等碱金属。 在玻璃的表面，在玻璃中的钠离子（Na+)、钾离子（K+)等碱金属离子与大气中的H 20之间， 产生以下那样的反应。此外，以下表示钠离子（Na+)，但钾离子（K+)等也产生同样的反应。
[0075] Na+(玻璃）+H20(大气中）一NaOH+H+(向玻璃内部）···（式1)
[0076] 就该反应而言，湿度越高、高温越高越容易产生。而且，作为玻璃的主要成分的娃 酸在酸中几乎不溶解（除氟酸以外）。但是，缺乏耐碱性，在pH为9. 8以上的碱性溶液中溶 解。因此认为，所生成的NaOH进一步吸取大气中的水分，通过成为碱水溶液而溶解玻璃，玻 璃的厚度在外观上变薄而破坏应力平衡，从而产生特性的变动。
[0077] 在玻璃的厚度较厚的情况（例如1000 μ m)下，玻璃溶解后的层相对较小，几乎不 产生物理量检测元件的应力平衡的变化，如图4(a)所示，理解为特性的变动轻微。另一方 面，在玻璃的厚度较薄的情况（例如100 μ m)下，玻璃溶解后的层相对较大，物理量检测元 件的应力平衡产生变化，如图4(b)所示，理解为特性的变动显著。
[0078] 可是，阳极接合中，公知有如下技术，S卩、理论上在玻璃的背面附着以Na为成分的 近似白色的粉末（析出物），也假设该成分会成为碱水溶液。因此，
【发明者】同样评价了研磨 阳极接合后的玻璃得到的样品，但没有发现改进。根据该结果可知，输出变动并不是析出物 为要因而产生的，如上所述，理解为是玻璃表面的反应为要因而产生的。
[0079] 而且，根据功能膜40的膜种，即使形成功能膜40,也不能抑制输出变动量。具体而 言，如图8所示，作为功能膜40,即使形成硅氧化膜610 2膜）也不能抑制输出变动量。作为 功能膜40,即使形成硅氧化膜6102膜）也没有效果的原因是，在碱性玻璃的主要成分中， 钠尚子（Na+)、钾尚子（K+)等碱金属尚子也在Si0 2内部移动。
[0080] 也就是，钠离子（Na+)、钾离子（K+)等碱金属离子是可动性离子，以玻璃内的能量 状态为最小化的方式移动。因此，即使形成硅氧化膜6102膜），也由于在硅氧化膜（Si02 膜）内移动而与大气中的H20反应，因此理解为没有效果。
[0081] 这样，在第1实施方式中，对于具有隔膜部20和玻璃基板30的物理量检测元件10 而言，在玻璃基板30的背面形成功能膜40,该功能膜40防止玻璃基板30所含的碱金属离 子与大气中的水分接触。由此，即使在玻璃基板30为薄型化（800 μ m以下）的情况下，功 能膜40也能够防止玻璃基板30中的碱金属离子与大气中的水分反应生成碱水溶液而溶解 玻璃基板30的背面。其结果，对于物理量检测元件10的输出变动量，能够满足规定的规格 (上述合格品的条件）。
[0082] 此外，在将物理量检测元件10薄型化的情况下，虽然硅基板的厚度和玻璃基板的 厚度没有大小关系的优劣，但难以使硅基板的厚度比150ym薄。因此，在将物理量检测元 件10特别地薄型化的情况下，考虑使玻璃基板的厚度为硅基板的厚度以下。这种情况下， 作为抑制物理量检测元件10的输出变动量的方法，形成功能膜40特别有效。但是，并不否 定使玻璃基板的厚度比硅基板的厚度厚。
[0083] 此外，在物理量检测元件10装载于绝对压力传感器的情况下，空腔部23保持为真 空状态，不与大气接触，因此没有必要在玻璃基板30的一方的面（表面）上形成功能膜。
[0084] 〈第1实施方式的变形例1〉
[0085] 在第1实施方式的变形例1中，表示结构与第1实施方式不同的物理量检测元件 的例子。此外，在第1实施方式的变形例1中，省略对与已经说明过的实施方式相同的结构 部的说明。
[0086] 图9是例示第1实施方式的变形例1的物理量检测元件的剖视图。参照图9,第1 实施方式的变形例1的物理量检测元件10A具有隔膜部20A、玻璃基板30A、以及功能膜40。 物理量检测元件10A例如能够装载在绝对压力传感器上。
[0087] 作为物理量检测部的隔膜部20A(感压隔膜部）与物理量检测元件10的隔膜部 20(参照图1)不同，为平板状。隔膜部20A的功能与隔膜部20相同。隔膜部20A与隔膜部 20相同，例如形成于硅基板（Si基板）。这样，作为隔膜部20A，也可以使用硅基板（Si基 板）等整体薄至隔膜的厚度的隔膜部。
[0088] 玻璃基板30A具有平板部31和框部32。框部32是以在平板部31的外缘部坚立 设置成环状的方式与平板部31形成为一体的部件。玻璃基板30A是支撑隔膜部20A的支 撑部件，例如，在玻璃基板30A的一方的面即框部32的上表面，利用阳极接合固定有隔膜部 20A的背面的外缘部。通过在玻璃基板30A的一方的面上接合通过隔膜部20A，从而形成作 为密封的空间的空腔部23。
[0089] 功能膜40以覆盖玻璃基板30A的另一方的面即平板部31的背面的方式形成。关 于功能膜40的详细，如在第1实施方式中说明的那样。
[0090] 这样，即使在第1实施方式的变形例1中，由于以覆盖玻璃基板30A的另一方的面 (背面）的方式形成功能膜40,因此起到与第1实施方式相同的效果。
[0091] 〈第1实施方式的变形例2〉
[0092] 在第1实施方式的变形例2中，表示结构与第1实施方式不同的物理量检测元件 的其他例子。此外，在第1实施方式的变形例2中，省略对与已经说明过的实施方式相同的 结构部的说明。
[0093] 图10是例示第1实施方式的变形例2的物理量检测元件的剖视图。参照图10,第 1实施方式的变形例2的物理量检测元件10B在隔膜部20A置换为隔膜部20B这方面与第 1实施方式的变形例1的物理量检测元件1〇Α(参照图9)不同。物理量检测元件10B例如 能够装载于绝对压力传感器。
[0094] 作为物理量检测部的隔膜部20B (感压隔膜部）与物理量检测元件10A的隔膜部 20A(参照图9)不同，在平板的外缘部设有向与玻璃基板30A相反的一侧突起的框状的突 起部24。隔膜部20B的功能与隔膜部20A相同。隔膜部20B与隔膜部20A相同，例如形成 于硅基板（Si基板）。这样，作为隔膜部20B，也可以使用将硅基板（Si基板）等的一部分 (除突起部24以外的部分）减薄至隔膜的厚度的隔膜部。
[0095] 这样，即使在第1实施方式的变形例2中，由于以覆盖玻璃基板30A的另一方的面 (背面）的方式形成功能膜40,因此起到与第1实施方式相同的效果。
[0096]〈第1实施方式的变形例3〉
[0097] 在第1实施方式的变形例3中，表示结构与第1实施方式不同的物理量检测元件 的另外其他例子。此外，在第1实施方式的变形例3中，省略对与已经说明过的实施方式相 同的结构部的说明。
[0098] 图11是例示第1实施方式的变形例3的物理量检测元件的图，图11 (a)是俯视图， 图11(b)是剖视图。但是，在图11(a)中，仅图示了后述的基板50(包含焊盘511及压电电 阻元件521)。
[0099] 参照图11，第1实施方式的变形例3的物理量检测元件10C具有玻璃基板30B及 30C、功能膜40B及40C、以及基板50。物理量检测元件10C例如能够装载在加速度传感器 上。
[0100] 基板50具有框部51、梁部52、以及锤部53。梁部52是支撑锤部53的部位，梁部 52的一端与框部51连接，在梁部52的另一端形成有锤部53。梁部52及锤部53是物理量 检测部，构成为相对于框部51能够在箭头A方向（大致上下方向）上转动。作为基板50， 例如能够使用硅基板（Si基板）。该情况下，框部51、梁部52、以及锤部53能够利用硅形成 为一体。
[0101] 在基板50的框部51的上表面，接合具有空腔部33的玻璃基板30B的一方的面。 而且，在基板50的框部51的下表面，接合具有空腔部34的玻璃基板30C的一方的面。在 基板50为硅的情况下，基板50和玻璃基板30B及30C例如能够通过阳极接合来固定。空 腔部33及34形成连通并被密封的空间，在密封的空间内配置有作为物理量检测部的梁部 52及锤部53。
[0102] 但是，空腔部也可以仅形成于玻璃基板30B及30C任一方。该情况下，只要在如在 玻璃基板30B及30C之间形成有间隙那样的位置，形成梁部52及锤部53即可。
[0103] 在梁部52形成有压电电阻元件521。锤部53通过施加加速度而在箭头A方向（大 致上下方向）上转动，支撑锤部53的梁部52也因锤部53的动作而上下挠曲。由于梁部52 的挠曲，梁部52上的压电电阻元件521的电阻值变化，通过检测该电阻值的变化从而能够 检测加速度。
[0104] 在框部51的上表面的玻璃基板30B的外侧形成有由铝等构成的焊盘511。焊盘 511通过扩散配线等（未图示）而与压电电阻元件521电连接。通过将焊盘511与外部1C 等连接，从而能够实现使用了物理量检测元件10C的加速度传感器。
[0105] 功能膜40B以覆盖玻璃基板30B的另一方的面（背面）的方式形成。功能膜40C 以覆盖玻璃基板30C的另一方的面（背面）的方式形成。关于功能膜40B及40C的功能、 材料等，由于与第1实施方式中所说明的功能膜40相同，因此省略其说明。
[0106] 这样，即使在第1实施方式的变形例3中，由于以覆盖玻璃基板30B及30C的另一 方的面（背面）的方式形成功能膜40B及40C，因此起到与第1实施方式相同的效果。
[0107] 〈第2实施方式〉
[0108] 在第2实施方式中，表示具备第1实施方式的物理量检测元件10的物理量检测装 置（半导体传感器）的例子。此外，在第2实施方式中，省略对与已经说明过的实施方式相 同的结构部的说明。
[0109] 图12是例示第2实施方式的物理量检测装置的剖视图。参照图12,第2实施方 式的物理量检测装置100具有物理量检测元件10、基板400、粘接树脂500、基板600、焊丝 700、以及盖800。
[0110] 更为详细而言，物理量检测装置1〇〇具有如下结构。即、在具有三级的面的基 板600的下级面上，利用粘接树脂500粘接有基板400。也可以在基板400上安装控制 IC (Integrated Circuit，集成电路）。
[0111] 在基板400上，隔着抗蚀垫片310配置有物理量检测元件10,基板400和物理量检 测元件10利用在基板400与物理量检测元件10之间填充于抗蚀垫片310的周围的粘接树 脂320粘接。
[0112] 此外，抗蚀垫片310是通过将抗蚀剂涂敷成图案而形成的构件，是用于载置物理 量检测元件10的基座。而且，抗蚀垫片310具有在对焊丝700焊接时施加了压力时防止粘 接树脂320的变形的功能。抗蚀垫片310的厚度例如能够为20?30 μ m左右。
[0113] 在物理量检测元件10的隔膜面21上设有焊盘214,在基板400上也设有作为配 线用端子的焊盘（未图示）。物理量检测元件10的焊盘214和基板400的焊盘（未图示） 通过焊丝700电连接。
[0114] 而且，在基板600的中级表面上也设有作为配线用端子的焊盘（未图示），基板 400和基板600的焊盘彼此也通过焊丝700电连接。在基板600的上级设置有盖800,覆盖 物理量检测元件10。而且，在盖800的中央设有贯通孔810,构成为隔膜面21能够感知外 部的压力。
[0115] 物理量检测元件10是用于检测规定的物理量的元件，在物理量检测装置100中， 检测绝对压力。在此，绝对压力是以完全真空（或绝对真空）为基准的压力。因此，物理量 检测兀件10的空腔部23成为保持为真空状态的真空基准室。
[0116] 这样，使用物理量检测元件10能够实现检测绝对压力的物理量检测装置100。但 是，物理量检测元件10除了检测绝对压力的半导体传感器以外，还能够用于表压传感器、 流量传感器、加速度传感器、陀螺传感器、激光振荡器、光开关、显示器、光传感器、探测器头 (7。口 一/S' U V 夕''、v 卜'' )、IR 传感器、μ - TAS (Total Analysis Systems)、喷墨头、微电 机、RF开关等。
[0117] 以上对本发明的优选实施方式进行了详细说明，但本发明并不限制于上述的实施 方式，在不脱离本发明的范围的情况下，能给个够对上述的实施方式加以各种变形及置换。
【权利要求】
1. 一种物理量检测元件，其特征在于，具有： 玻璃基板； 具备物理量检测部的基板； 通过在上述玻璃基板的一方的面接合上述基板而形成的密封的空间；以及 形成于上述玻璃基板的另一方的面，且防止上述玻璃基板的另一方的面与大气中水分 的接触的功能膜。
2. -种物理量检测元件，其特征在于，具备： 至少一方具有空腔部的两个玻璃基板； 具备物理量检测部的基板； 通过在上述基板的两面接合各个上述玻璃基板的一方的面而形成，且配置有上述物理 量检测部的密封的空间；以及 形成于各个上述玻璃基板的另一方的面，且防止各个上述玻璃基板的另一方的面与大 气中水分的接触的功能膜。
3. 根据权利要求1或2所述的物理量检测元件，其特征在于， 上述功能膜具有隔断水分的性质以防止上述玻璃基板中的碱金属离子与水分的接触， 并且具有阻碍上述碱金属离子在玻璃基板中的移动的性质。
4. 根据权利要求1?3中任一项所述的物理量检测元件，其特征在于， 上述功能膜由包含金、钛、氮化硅的任一种的膜构成。
5. 根据权利要求1?4中任一项所述的物理量检测元件，其特征在于， 上述玻璃基板的厚度为在上述硅基板的厚度以下。
6. 根据权利要求1?5中任一项所述的物理量检测元件，其特征在于， 上述玻璃基板的厚度为800 μ m以下。
7. 根据权利要求1?6中任一项所述的物理量检测元件，其特征在于， 上述基板由娃构成。
8. -种物理量检测装置，其特征在于， 装载有权利要求1?7中任一项所述的物理量检测元件。
9. 根据权利要求8所述的物理量检测装置，其特征在于， 上述物理量检测元件的上述功能膜侧利用粘接树脂固定在基板上。
【文档编号】G01L1/18GK104122015SQ201410171190
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年4月25日 优先权日:2013年4月25日
【发明者】中根健智, 羽迫义浩, 岛津侑宜 申请人:三美电机株式会社