物理量传感器、电子设备以及移动体的制作方法_3

文档序号:9863721阅读:来源:国知局
固定电极指与配线41、42上的绝缘膜6之间。
[0115]另外,如图6所示,在盖基板5和配线43上的绝缘膜6之间,形成有间隙222。虽然未图示,但与该间隙222同样的间隙也形成于盖基板5与配线41、42上的绝缘膜6之间。这些间隙能够用来对盖基板5内进行减压,或者填充惰性气体。
[0116]作为这样的绝缘膜6的结构材料,未被特别限定,能够使用具有绝缘性的各种材料,但在支承基板2由玻璃材料(尤其,添加了碱金属离子的玻璃材料)构成的情况下,优选为,使用二酸化硅素(Si02)。由此,能够防止如前文所述的不经意的电连接,并且,即使在支承基板2的上表面的元件片3和的接合部位处存在绝缘膜6,也能够对支承基板2和元件片3进行阳极接合。
[0117]另外,绝缘膜6的厚度(平均厚度)并未被特别限定,优选为,在10?100nm左右,更加优选为,在10?200nm左右。当以这样的厚度的范围形成绝缘膜6时,能够防止如前文所述的不经意的电连接。
[0118]盖基板
[0119]盖基板5具有对前文所述的元件片3进行保护的功能。
[0120]该盖基板5形成板状,在其一个面(下表面)上设置有凹部51。该凹部51以容许元件片3的可动部33以及可动电极部36、37等的位移的方式形成。
[0121]而且,盖基板5的下表面的与凹部51相比靠外侧的部分与前文所述的支承基板2的上表面接合。在本实施方式中,经由前文所述的绝缘膜6,支承基板2和盖基板5被接合。
[0122]另外,如图5以及图6所示,在盖基板5的与凹部51相比靠一 X侧,设置有在支承基板2的厚度方向贯通的贯通孔52。该贯通孔52在从Z轴方向观察时,形成了在Y轴方向上延伸的长方形。
[0123]另外,如图6 (a)以及(b)所示,贯通孔52被设置于与凹部22?24对应的部分处,具体而言,在从Z轴方向观察时,分别与凹部22?24交叉。由此,能够通过一个贯通孔52,而分别将密封材料7填充在凹部22?24内。因此,对于凹部22?24,与分别形成三个贯通孔的情况相比,能够容易地形成盖基板5。
[0124]另外,贯通孔52的宽度(X轴方向的长度)随着趋向支承基板2侧而逐渐减小。贯通孔52的上表面开口的宽度Wl和下表面开口的宽度W2之比W1/W2优选为10以上且70以下,更加优选为,在15以上且30以下。由此,如后文所述,能够稳定地将棒状的密封材料7a配置在贯通孔52上。
[0125]另外,盖基板5的熔点(软化点)T5并未被特别限定,例如,优选为,在1000°C以上,更加优选为,在IlOOcC以上。
[0126]作为盖基板5和支承基板2的接合方法,并未被特别限定,例如,能够使用利用了粘合剂的接合方法、阳极接合法、直接接合法等。
[0127]另外,作为盖基板5的结构材料,如果是能发挥如如前文所述的功能,则并未被特别限定,例如,能够优选地使用硅材料、玻璃材料等。
[0128]密封材料
[0129]如图5?图7所示,在从Y轴方向观察时,与支承基板2和盖基板5的边界部K交叉(横切)的凹部22?24以及贯通孔52中,填充有密封材料7。在本说明书中,“边界部K”是指,支承基板2和盖基板5被接合的接合面。
[0130]以下,对于图5所示的凹部24进行代表性的说明。并且,对于凹部22、23也同样填充密封材料7。另外,在从Z轴方向观察时,将凹部24的与边界部K交叉的部分称为“凹部 24A,,。
[0131]在凹部24A中,在从Z轴方向观察时,密封材料7填充于贯通孔52的与下表面开口重叠的部分和其周辺部(+X侧的部分以及一 X侧的部分)中。另外,密封材料7分别与凹部24A的内表面、绝缘膜6、盖基板5的下表面紧贴。
[0132]另外,在贯通孔52中,密封材料7从贯通孔52的下表面开口填充到深度方向的中途为止,并跨及其内侧面的整周而紧贴内侧面。
[0133]通过上述结构,在物理量传感器I中,凹部24A以及贯通孔52被密封材料7密封(堵塞),因此,凹部51被气密密封。
[0134]在此,在物理量传感器I中,例如,只要通过密封材料7来填充凹部24A中的贯通孔52的与下表面开口相比靠+X侧的部分,便能够对凹部51进行气密密封。在本实施方式中,密封材料7在填充于凹部24A中的贯通孔52的与下表面开口相比靠+X侧的部分之外,还填充于贯通孔52的下表面开口的正下方以及其一 X侧。由此,能够将凹部51的气密性设为优异。因此,能够提高物理量传感器I的可靠性。
[0135]而且,在物理量传感器I中,密封材料7在贯通孔52中填充至深度方向的中途为止,因此,在该梁上,能够进一步提高凹部51的气密性。因此,能够提高物理量传感器I的可靠性。
[0136]如此,密封材料7并非仅仅配置于凹部22?24中,还跨及贯通孔52而配置。由此,如后文所述的物理量传感器I的制造方法中所说明的那样,能够通过贯通孔52而将密封材7容易地填充于凹部24A中。因此,能够更加容易地对凹部51进行密封。
[0137]另外,如前文所述,在物理量传感器I中,贯通孔52分别与凹部22?24交叉。由此,通过一个密封材料7,凹部22?凹部24被总括在一起进行密封。因此,能够容易对凹部51进行气密密封。
[0138]另外,密封材料7的熔点T7低于支承基板2的熔点T2以及盖基板5的熔点T5。由此,在后文所述的密封工序中,当使密封材料7熔融时,能够防止支承基板2以及盖基板5的热变形。
[0139]密封材料7的熔点T7、和支承基板2的熔点T2或者盖基板5的熔点T5之间的差A T优选为,在20°C以上,更加优选为,在100°C以上。由此,能够有效地对凹部51进行密封。
[0140]当差ΔΤ过小时,在后文所述的接合工序中,当加热时间(接合时间)变得较长时,密封材料7有可能被熔融。
[0141]密封材料7的熔点T7只要满足如上所述的关系,则不被特别限定,例如,优选为,在320°C以上、450°C以下,更加优选为,在340°C以上、430°C以下。
[0142]作为密封材料7的结构材料,并未被特别限定,例如,能够使用Au — Ge类合金、Au - Sn类合金等的金属材料、或铅玻璃、或铋类玻璃、或钒类玻璃等的低熔点玻璃材料等。由此,能够分别容易地对满足熔点低于支承基板2的熔点T2以及盖基板5的熔点的条件的密封材料7的结构材料进行选定。
[0143]在此,配线41?43被绝缘膜6覆盖。由此,作为密封材料7,即使使用具有如金属材料那样的导电性的材料,也能够防止配线41?43短路。
[0144]在密封材料7由如上所述的低熔点玻璃材料构成的情况下,密封材料7具有绝缘性。由此,即使省略了绝缘膜6,也能够防止配线41?43短路的情况。而且,在支承基板2或者盖基板5由玻璃材料构成的情况下,能够提高相对于贯通孔的内侧面、凹部22?24的内侧面的亲和性。因此,能够更加提高凹部51的气密性。
[0145]如以上说明的那样,在在物理量传感器I中,能够通过在形成于支承基板2的凹部22?24中配置配线41?43,从而将配线41?43引出至盖基板5的外侧。另外,根据这样的构成,能够利用支承基板2的上表面以及盖基板5的下表面的平坦性,来进行气密性的接合。而且,通过对位于支承基板2和盖基板5的边界部K处的凹部22?24进行局部密封,从而能够对凹部51进行气密密封。因此,根据本发明,即使配线41?43被引出至盖基板5的外侧,也能够容易地对凹部51进行气密密封。
[0146]物理量传感器的制造方法
[0147]接下来,对物理量传感器I的制造方法进行说明。
[0148]图7为表示图1所示的物理量传感器的制造方法的剖视图,(a)为表示准备工序的图,(b)为表示配置工序以及接合工序的图。图8为表示图1所示的物理量传感器的制造方法的剖视图,(a)为表示压力调节工序的图,(b)为表示密封的工序的图。
[0149]物理量传感器的制造方法具有[I]准备工序、[2]配置工序、[3]接合工序、[4]压力调节工序、[5]密封工序。
[0150]并且,仅在图7(b)中图示了腔室100,在图8(a)以及(b)中,省略了腔室100的图示,但在本实施方式中,[3]接合工序?[5]密封工序在腔室100内执行,直到结束。
[0151]另外,以下,以支承基板2由包含碱金属离子的玻璃材料构成、且盖基板5由硅材料构成的情况为一个示例进行说明。
[0152]另外,由于元件片3能够通过公知的方法形成,因此省略其说明。
[0153][I]准备工序
[0154]首先,如图7(a)所示,准备在上表面上设置有元件片3的支承基板2、和盖基板5。
[0155]并且,支承基板2的空穴部21、凹部22?24、盖基板5的凹部51、贯通孔52通过蚀刻形成。
[0156]作为该蚀刻方法,虽然未被特别限定,但是,例如,能够对离子蚀刻、电抗离子蚀刻、光束蚀刻、光辅助蚀刻等的物理的蚀刻法、湿法蚀刻等的化学的蚀刻法等中的一种或者两种以上进行组合使用。
[0157][2]配置工序
[0158]接下来,如图7(b)所示,在贯通孔52内,配置成为密封材料7的棒状的密封材料7a。这些密封材料7a的外径(最大外径)大于贯通孔52的下表面开口的宽度,且小于贯通孔52的上表面开口的宽度。由此,能够将密封材料7a配置在贯通孔52内(以下,将该状态称为“配置状态”)。
[0159]另外,如前文所述,贯通孔52随着宽度趋向下侧而逐渐减小。由此,在配置状态中,密封材料7a在与贯通孔52的宽度一致的部分处停留。因此,密封材料7a在贯通孔52内向Z轴方向的移动被限制。而且,通过密封材料7a在与贯通孔52的孔径一致的部分处停留,能够限制密封材料7a向XY平面方向移动。由此,能够更加稳定地将密封材料7a配置在贯通孔52内。
[0160][3]接合工序
[0161]接下来,如图7(b)所示,以在凹部51中收纳有元件片3的方式,在支承基板2的上表面上配置盖基板5(以下,也将该状态称为“物理量传感器I’”)。而且,将物理量传感器I’放入腔室100。并且,在支承基板2的上表面上配置盖基板5之后,也可以在贯通孔52上配置密封材料7a。
[0162]而且,通过阳极接合,对支承基板2的上表面和盖基板5的下表面进行接合。由此,能够以较高的强度以及气密性对支承基板2和盖基板5进行接合。
[0163]该阳极接合中的腔室100内的温度、S卩、阳极接合时的物理量传感器I’的温度Ta只要低于密封材料7a的熔点T7,则不被特别限定,优选为,在150°C以上、380°C以下,更加优选为在250°C以上、360°C以下。由此,即使在配置状态下实施阳极接合,也能够防止密封材料7a熔融而使凹部51被密封的情况。
[0164]并且,在接合工序中,当温度Ta过小时,支承基板2和盖基板5的接合强度有可能不足。另外,当温度Ta过高时,密封材料7a有可能软化,凹部51有可能被密封。
[0165]并且,在接合工序完毕的状态下,凹部51经由贯通孔52以及凹部22?24而与外侧连通。
[0166][4]压力调节工序
[0167]接下来,如图8(a)所示,通过真空栗,对腔室100内进行抽真空。此时,如图8(a)中的箭头标记所示,凹部51的空气经由凹部22?24而被排
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