CN102160185B - Mems传感器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种MEMS传感器，对在第一基板侧所支撑的可动电极部以及固定电极部的各支撑导通部、和埋设在与所述第一基板空出间隔对置的第二基板侧的绝缘层内的引线层之间的接合构造进行了改良。该MEMS传感器具备：第一基板(1)、第二基板(2)、和具有配置在它们之间的可动电极部、固定电极部以及支撑导通部的功能层。在第二基板(2)的表面设置有：第二绝缘层(30)、引线层(35)、以及与引线层导通从而与各支撑导通部单独连接的连接电极部(32)。在第二绝缘层(30)的表面形成有贯穿到引线层的表面为止的凹部(37)。连接电极部(32)具有：对所述凹部(37)进行仿形的凹区域(32a)、和自凹区域的一个端部起在第二绝缘层(30)的表面一直延伸的连接区域。并且，支撑导通部(17)与连接电极部(32)的连接区域(32b)进行接合。

Description

MEMS传感器
技术领域
本发明涉及一种具备可动电极部以及固定电极部的MEMS传感器，该可动电极部以及固定电极部在高度方向上空出间隔进行配置的第一基板与第二基板之间隔着绝缘层被支撑。
背景技术
MEMS(Micro Electro Mechanical Systems：微电子机械***)传感器通过对构成SOI(Silicon on Insulator：绝缘衬底上的硅)基板的硅(Si)基板进行微细加工来形成可动电极部和固定电极部。该微细的传感器通过可动电极部的动作，作为加速度传感器、压力传感器、振动型陀螺仪、或者微型继电器等进行使用。
这种MEMS传感器需要对可动电极部的可动区域进行密闭，使得由硅基板的一部分形成的可动电极部能够在清洁的空间内以微小的距离进行动作。
图14是作为用于实现本发明的前提的比较例的MEMS传感器的部分截面图。
图14所示的MEMS传感器，包括：第一基板200；由可动电极部以及固定电极部构成的可动区域201；可动电极部以及固定电极部的各支撑导通部202；和配置在各支撑导通部202与第一基板200之间的第一绝缘层203。进一步地，对第一基板200在高度方向上空出间隔来配置第二基板204，在第二基板204的表面上形成有第二绝缘层205。
如图14所示，在第二绝缘层205中埋设引线层206。如图15的放大截面图所示，在第二绝缘层205形成有凹部205a，引线层206的表面从该凹部205a露出。并且，自凹部205a起到第二绝缘层205的表面205b为止形成与各支撑导通部202连接的连接电极部207。
再有，设置在各支撑导通部202的表面的连接金属层208与连接电极部207进行接合。
专利文献1：JP特开2005-236159号公报
图14所示的MEMS传感器是这样的构成：在第一基板200与第二基板204之间的狭小间隔中，配置由可动电极部以及固定电极部构成的可动区域201，并且隔着薄的绝缘层203、205来固定支撑各支撑导通部202，具有能够实现薄型化的优点。
但是，可知在图14、图15所示的MEMS传感器中，会出现下面的问题。
也就是如图15所示那样，在连接电极部207上形成有凹区域207a，该凹区域207a模仿形成在第二绝缘层205上的凹部205a。由于该凹区域207a的部分与连接金属层208之间为未接合部分，因此接合面积减少，接合强度降低。另外，凹区域207a的平面的大小容易出现偏差，由于接合面积的偏差，接合强度会产生偏差。
在这种MEMS传感器中，为了将用于检测物理量的可动区域201在平面上取得更广，必然使支撑导通部202的平面形状形成得较小。为此，原本连接金属层208与连接电极部207之间的接合面积就小。因此，上述的未接合部分是在尽量将接合面积确保得较宽的方面不能忽视的区域。
发明内容
为此，本发明是为了解决上述现有技术的课题，其目的在于提供一种MEMS传感器，对在第一基板侧所支撑的可动电极部以及固定电极部的各支撑导通部、和埋设在与所述第一基板空出间隔而对置的第二基板侧的绝缘层内的引线层之间的接合构造进行了改良。
本发明的MEMS传感器，构成为具备第一基板、第二基板、和功能层，该功能层具有配置在所述第一基板与所述第二基板之间的可动电极部以及固定电极部。所述可动电极部以及所述固定电极部的各支撑导通部隔着形成在所述第一基板的表面上的第一绝缘层被固定支撑。在所述第二基板的表面设置有：第二绝缘层、埋设在所述第二绝缘层的内部的引线层、以及与所述引线层导通从而与所述支撑导通部单独地连接的连接电极部。在所述第二绝缘层的表面形成有贯穿到所述引线层的表面为止的凹部。所述连接电极部具有：对形成在所述第二绝缘层的所述凹部进行仿形的凹区域、和从所述凹区域的两端部中的一个端部起在所述第二绝缘层的表面一直延伸的连接区域。各个所述支撑导通部与所述连接电极部的所述连接区域进行接合。这样，能够扩大支撑导通部与连接电极部之间的接合面积，能够使接合强度提高，并且能够减小接合面积的偏差，从而能够得到稳定的接合强度。
在本发明中，优选在各个所述支撑导通部的表面形成有连接金属层，各个所述连接金属层与所述连接电极部的所述连接区域进行共晶接合或者扩散接合。这样，能够有效地提高支撑导通部与连接电极部之间的接合强度。另外，由于接合层的厚度非常薄，故容易高精度地决定第一基板与第二基板之间的间隔，能够实现尺寸精度高的薄型的且接合强度较强的MEMS传感器。
另外，在本发明中，优选设置以与所述可动电极部以及所述固定电极部相同材料相同厚度形成的框体层，该框体层包围所述可动电极部的可动区域。所述第一基板与所述框体层在所述可动区域的外周，隔着与所述第一绝缘层相同的绝缘层进行接合。在所述第二绝缘层的表面，形成由与所述连接电极部相同的金属材料形成的密封电极部，在所述框体层的表面形成有由与所述连接金属层相同的金属材料形成的密封金属层，对所述密封电极部和所述密封金属层进行共晶接合或者扩散接合，形成包围所述可动区域的外周的密封层。如上述那样，若在第二绝缘层与框体层之间通过共晶接合或者扩散接合来形成密封金属层，则能够将包围可动电极部的可动区域的密封构造形成得较薄，能够均一地保持第一基板与第二基板之间的距离。因此，能够实现密封性以及尺寸精度优异的薄型的且接合强度较强的MEMS传感器。
另外，在本发明中，优选所述连接电极部构成为具有：空出间隔与所述引线层连接的第一凹区域、第二凹区域、和配置在所述第一凹区域与所述第二凹区域之间的所述连接区域。这样，能够有效地减小接合面积的偏差，从而能够得到稳定的接合强度。
另外，本发明中可以构成为：使用IC封装件代替所述第二基板，在所述IC封装件的表面设置所述第二绝缘层，所述连接电极部的凹区域直接或者间接地与所述IC封装件的电极衬垫连接。
根据本发明中的MEMS传感器，能够扩大支撑导通部与连接电极部之间的接合面积，能够使接合强度提高，并且能够减小接合面积的偏差，从而能够得到稳定的接合强度。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式的MEMS传感器的图，表示可动电极部和固定电极部以及框体层的平面图。
图2是图1的II向视部的放大平面图。
图3是图1的III向视部的放大平面图。
图4是表示MEMS传感器的层叠构造的截面图，相当于沿图1的IV-IV线的截面图。
图5是相当于图4的V部的放大截面图。
图6是与图5不同的其他实施方式的MEMS传感器的放大截面图。
图7是本发明的优选实施方式的MEMS传感器的放大截面图。
图8是与图7不同的本发明的其他优选实施方式的MEMS传感器的放大截面图。
图9是本发明的其他实施方式的MEMS传感器的放大截面图。
图10是本发明的其他实施方式的MEMS传感器的放大截面图。
图11是本发明的其他实施方式的MEMS传感器的放大截面图。
图12是本发明的其他实施方式的MEMS传感器的放大截面图。
图13是表示代替第二基板而使用了IC封装件的实施方式的截面图。
图14是作为针对本发明的实施方式的比较例而表示的MEMS传感器的截面图。
图15是图14的放大截面图。
符号说明：
1  第一基板
2  第二基板
3a、3b、3c  第一绝缘层
10  功能层
11  第一固定电极部
12  支撑导通部
11b、11c  对置电极
13  第二固定电极部
14  支撑导通部
13b、13c  对置电极
15  可动电极部
16  第一支撑臂部
17  支撑导通部
18  第二支撑臂部
19  支撑导通部
20  锤部
20a、20b、20c、20d  可动对置电极
21、22、23、24  弹性支撑部
25  框体层
30  第二绝缘层
31、32  连接电极部
31a、32a、32c、32d  凹区域
31b、32b、32e  连接区域
33  密封电极部
34、35  引线层
37  凹部
38  空间部
41、42  连接金属层
43  密封金属层
45  金属密封层
51、52  凹部
100  IC封装件
具体实施方式
图1表示本发明的实施方式的MEMS传感器，是表示可动电极部、固定电极部、以及框体层的平面图。在图1中，省略了第一基板以及第二基板的图示。图2是图1的II部的放大图，图3是III部的放大图。图4是表示MEMS传感器的整体构造的截面图，相当于以IV-IV线切断图1的截面图。图5相当于图4的V部的放大截面图。图6是与图5不同的其他实施方式的MEMS传感器的放大截面图。
如图4所示，MEMS传感器在第一基板1与第二基板2之间夹着功能层10。第一基板1与功能层10的各部隔着第一绝缘层3a、3b、3c进行接合。另外，在第二基板2与功能层10之间设置有第二绝缘层30。
第一基板1、功能层10、以及第一绝缘层3a、3b、3c是对SOI(Siliconon Insulator)基板进行加工而形成的。在此使用的SOI基板是两个硅基板夹着SiO2层的绝缘层(Insulator)一体地接合而形成的基板。SOI基板的其中一个硅基板作为第一基板进行使用，且对另一个硅基板进行加工来形成功能层10。
功能层10是从一片硅基板中分离第一固定电极部11、第二固定电极部13、可动电极部15、以及框体层25而形成的。进一步地，去除SOI基板的绝缘层的一部分，形成彼此分离的第一绝缘层3a、3b、3c。
如图1所示，功能层10的平面形状相对于中心(图心)O呈180度的旋转对称，且相对于穿过中心O在X方向上延伸的线在上下方向(Y方向)上对称。
如图1所示，在与中心O相比靠近Y1侧设置有第一固定电极部11。在第一固定电极部11中，在接近中心O的位置处一体地形成有四边形的支撑导通部12。如图4所示，支撑导通部12由第一绝缘部3a固定在第一基板1的表面1a上。对于第一固定电极部11，仅所述支撑导通部12由所述第一绝缘层3a固定在第一基板1的表面1a上，而其他部分，去除与第一基板之间的绝缘层，在与第一基板1的表面1a之间，形成有与第一绝缘层3a的厚度相当的间隔的间隙。
如图1所示，第一固定电极部11具有自支撑导通部12起在Y1方向上直线延伸的一定宽度尺寸的电极支撑部11a。在电极支撑部11a的X1侧一体地形成有多个对置电极11b，在电极支撑部11a的X2侧一体地形成有多个对置电极11c。在图2中，表示了其中之一的对置电极11c。多个对置电极11c均朝着X2方向直线延伸，且Y方向的宽度尺寸是恒定的。而且，多个对置电极11c朝着Y方向空出一定的间隔排列成梳状。在X1侧延伸的另一对置电极11b、与在X2方向上延伸的所述对置电极11c相对于穿过中心O在Y方向上延伸的线呈左右对称的形状。
在与中心O相比靠近Y2侧设置有第二固定电极部13。第二固定电极部13与所述第一固定电极部11相对于穿过中心O在X方向上延伸的线，在上下方向(Y方向)呈对称形状。也就是说，第二固定电极部13具有：设置在接近中心O的位置处的四边形的支撑导通部14；和自该支撑导通部14起朝着Y2方向直线延伸的一定宽度尺寸的电极支撑部13a。在电极支撑部13a的X1侧设置有自电极支撑部13a起一体地延伸的多个对置电极13b，在电极支撑部13a的X2侧设置有自电极支撑部13a起一体地延伸的多个对置电极13c。
如图3所示，对置电极13c朝着X2方向直线状地延伸的宽度尺寸是恒定的，且朝着Y方向以恒定的间隔彼此平行地形成。X1侧的对置电极13b同样也以恒定的宽度尺寸朝着X1方向直线地延伸，朝着Y方向以恒定的间隔平行地延伸。
对于第二固定电极部13，仅支撑导通部14隔着第一绝缘层3a固定在第一基板1的表面1a上。作为除此以外的部分的电极支撑部13a以及对置电极13b、13c去除与第一基板1的表面1a之间的绝缘层，在电极支撑部13a以及对置电极13b、13c、与第一基板1的表面1a之间，形成有与第一绝缘层的厚度相当的间隔的间隙。
对于图1所示的功能层10，其四边形的框体层25的内侧是可动区域，在可动区域中，除了所述第一固定电极部11和第二固定电极部13以外的部分成为可动电极部15。可动电极部15是在相同的硅基板上与所述第一固定电极部11和第二固定电极部13以及框体层25分离而形成的。
如图1所示，可动电极部15在与中心O相比靠近X1侧具有在Y1-Y2方向上延伸的第一支撑臂部16，在接近中心O的X1侧的位置处设置有与第一支撑臂部16一体地形成的四边形的支撑导通部17。可动电极部15在与中心O相比更靠近X2侧具有在Y1-Y2方向上延伸的第二支撑臂部18，在接近中心O的X2侧的位置处设置有与第二支撑臂部18一体地形成的四边形的支撑导通部19。
在由第一支撑臂部16与第二支撑臂部18夹持的区域中，除了第一固定电极部11和第二固定电极部13以外的部分成为锤部20。锤部20的Y1侧的缘部隔着弹性支撑部21被第一支撑臂部16支撑，并且，隔着弹性支撑部23被第二支撑臂部18支撑。锤部20的Y1侧的缘部隔着弹性支撑部22被第一支撑臂部16支撑，并且，隔着弹性支撑部24被第二支撑臂部18支撑。
在与中心O相比靠近Y1侧，一体地形成有自锤部20的X1侧的缘部起沿X2侧延伸的多个可动对置电极20a，并且，一体地形成有自锤部20的X2侧的缘部起沿X1侧延伸的多个可动对置电极20b。如图2所示，与锤部20一体地形成的可动对置电极20b相对于第一固定电极部11的对置电极11c的Y2侧的边，静止时隔着距离δ1对置。同样地，X1侧的可动对置电极20a也相对于第一固定电极部11的对置电极11b的Y2侧的边，静止时也隔着距离δ1对置。
在锤部20中，在与中心O相比靠近Y2侧，一体地形成有自X1侧的缘部起在X2方向上平行地延伸的多个可动对置电极20c，并且，一体地形成有自X2的缘部起在X1方向上平行地延伸的多个可动对置电极20d。
如图3所示，可动对置电极20d相对于第二固定电极部13的对置电极13c的Y1侧的边，静止时隔着距离δ2对置。这与在X1侧的可动对置电极20c与对置电极13b之间的情况相同。将静止时的对置距离δ1和δ2设计成相同的尺寸。
如图4所示，连接第一支撑臂部16的支撑导通部17和第一基板1的表面1a隔着第一绝缘层3b被固定，连接第二支撑臂部18的支撑导通部19和第一基板1的表面1a隔着第一绝缘层3b被固定。对于可动电极部15，仅支撑导通部17和支撑导通部19由所述第一绝缘层3b固定到第一基板1，除此以外的部分也就是第一支撑臂部16、第二支撑臂部18、锤部20、可动对置电极20a、20b、20c、20d、以及弹性支撑部21、22、23、24，去除了与第一基板1的表面1a之间的绝缘层，在这些各部与第一基板1的表面1a之间形成有相当于第一绝缘层3b的厚度尺寸的间隔的间隙。
在从硅基板中所切离的薄的板弹簧部中按照成为蛇形图案的方式形成有弹性支撑部21、22、23、24。通过弹性支撑部21、22、23、24变形，锤部20能够向Y1方向或者Y2方向移动。
如图1所示，框体层25是通过以四方的框状切出形成功能层10的硅晶片(wafer)而形成。在该框体层25与第一基板1的表面1a之间残留有第一绝缘层3c。将该第一绝缘层3c设计成包围可动电极部15的可动区域的外侧的整个圆周。
图4所示的功能层10的制造方法中，使用隔着绝缘层接合了两片硅基板的SOI基板，在其中一个硅基板的表面上形成覆盖第一固定电极部11、第二固定电极部13、可动电极部15、以及框体层25的抗蚀剂层，在从抗蚀剂层露出的部分中，用使用了高密度离子的深RIE(深反应离子蚀刻)等的离子蚀刻方法去除硅基板的一部分，来使第一固定电极部11、第二固定电极部13、可动电极部15、以及框体层25彼此分离。
此时，在除了支撑导通部12、14、17、19以及框体层25以外的全部区域中，通过所述深RIE形成多个微细孔。在图2和图3中，图示了形成在对置电极11c中的微细孔11d、形成在对置电极13c中的微细孔13d、以及形成在锤部20中的微细孔20e。
在通过深RIE等对硅基板进行蚀刻加工后，进行选择性的各向同性蚀刻处理，在不溶解硅的前提下能够溶解绝缘层的SiO2层。此时的蚀刻液或者蚀刻气体浸透到分离硅基板的所述各部的槽内，进而浸透到所述微细孔内来去除绝缘层。
其结果，仅在支撑导通部12、14、17、19以及框体层25、与第一基板1的表面1a之间残留第一绝缘层3a、3b、3c，并在除此以外的部分中去除绝缘层。
使用SOI基板进行加工的第一基板1，其厚度尺寸在0.2～0.7mm左右，功能层10的厚度尺寸在10～30μm左右，第一绝缘层3a、3b、3c的厚度在1～3μm左右。
第二基板2形成在厚度尺寸为0.2～0.7mm左右的单层的硅基板上。在第二基板2的表面2a上形成有第二绝缘层30。第二绝缘层30是SiO2、SiN、或者Al2O3等的无机绝缘层，通过溅镀(sputter)工序或CVD工序形成。作为无机绝缘层，选择与硅基板之间的热膨胀系数的差比构成连接电极部的导电性金属与硅基板的热膨胀系数的差小的材料。优选使用与硅基板之间的热膨胀系数的差较小的SiO2或者SiN。
如图4所示，在第二绝缘层30的表面形成与第一固定电极部11的支撑导通部12面对的连接电极部31，并同样形成与第二固定电极部13的支撑导通部14面对的连接电极部31(未图示)。另外，在第二绝缘层30的表面形成有与可动电极部15的一个的支撑导通部17面对的连接电极部32，并同样形成与另一个的支撑导通部19面对的连接电极部32(未图示)。
在第二绝缘层30的表面形成有与所述框体层25的表面对置的密封电极部33。该密封电极部33由与所述连接电极部31、32相同的导电性金属材料形成。密封电极部33与框体层25面对地形成为四边形，并在可动电极部15的可动区域的外周按照包围可动区域的周围全部周边的方式形成。连接电极部31、32以及密封电极部33由诸如铝(Al)形成。
在第二绝缘层30的内部设置有：与其中一个连接电极部31导通的引线层34；和与另一个连接电极部32导通的引线层35。引线层34、35由诸如铝形成。多个引线层34、35与各自的连接电极部31、32单独导通。并且，各自的引线层34、35穿过第二绝缘层30的内部，在不与密封电极部33接触的前提下，横穿形成了密封电极部33的部分，向由密封电极部33包围的区域的外侧延伸。在第二基板2中，在所述区域的外侧，设置有与各自的引线层34、35导通的连接衬垫36。连接衬垫36由低电阻且难以氧化的导电性材料的铝或金等形成。
对于第二绝缘层30，形成有连接电极部31、32的表面、以及形成有密封电极部33的表面位于同一平面上。并且，在第二绝缘层30，在未形成连接电极部31、32和密封电极部33的区域中，朝向第二基板2的表面2a，形成有空间部(凹部)38。该空间部38在第二绝缘层30中，在除了与支撑导通部12、14、17、19以及框体层25对置的所述表面30a以外的全部的部分形成。另外，空间部38形成为到第二绝缘层30的内部的中途为止的深度，即不露出引线层34、35的深度。
如图4所示，在功能层10的支撑导通部12、14的表面形成分别与所述连接电极部31面对的连接金属层41，并在支撑导通部17、19的表面由溅镀工序形成与各自的连接电极部32面对的连接金属层42。进一步地，在框体层25的表面形成与密封电极部33面对的密封金属层43。密封金属层43以与连接金属层41、42相同的金属材料同时形成。
连接金属层41、42和密封金属层43由锗形成，锗是与形成连接电极部31、32以及密封电极部33的铝易于共晶接合或者易扩散接合的金属材料。
如图4所示，按照表面1a、2a对置的方式重叠第一基板1和第二基板2，使连接电极部31和连接金属层41面对，使连接电极部32和连接金属层42面对，进一步使密封电极部33与密封金属层43面对。并且，一边加热一边用较弱的力对第一基板1和第二基板加压。由此，连接电极部31与连接金属层41共晶接合或者扩散接合，连接电极部32与连接金属层42接合。通过连接电极部31、32与连接金属层41、42之间的接合，在第一绝缘层3a、3b与第二绝缘层30之间使之不能动地夹持支撑导通部12、14、17、19，并且连接电极部31、31与支撑导通部12、14单独地导通，连接电极部32、32与支撑导通部17、19单独地导通。
同时，密封电极部33与密封金属层43共晶接合或者扩散接合。通过该接合，坚固地固定框体层25和第二绝缘层30，并且，形成包围可动电极部15的可动区域的周围全部周边的金属密封层45。
在图5所示的放大截面图中，省略了第一支撑臂部16以及支撑导通部17中第一支撑臂部16的图示，仅图示了支撑导通部17。
如图5所示，在与第二绝缘层30的支撑导通部17对置的位置处的表面30a形成有凹部37。引线层35的表面露出该凹部37的底面。在连接电极部32形成有效仿凹部37的凹区域32a。进一步地，在连接电极部32，在平坦的第二绝缘层30的表面30a上形成有在凹区域32a的X1-X2方向的两侧端部之中的仅在X2方向上延伸很长的连接区域32b。连接区域32b由于形成在平坦的第二绝缘层30的表面30a，故以平板状形成。另外，虽然对连接区域32b的平面形状不作限定，但优选设定为符合支撑导通部17的形状(相似形状)。因此，在该实施方式中，由于支撑导通部17的平面形状是四边形形状，故连接区域32b也优选为四边形形状。
在此，对所述第二绝缘层30、引线层34、35以及连接电极部31、32的形成方法进行说明。首先，在第二基板2的表面2a上，利用溅镀工序以一定的厚度来形成无机绝缘层，并在其表面上通过溅镀等来形成引线层34、35，进而利用溅镀工序以覆盖引线层34、35的方式来形成无机绝缘层。其后，进行研磨使得表面为同一面，进而通过离子铣削(milling)等挖掘所述空间部38。进一步地，在第二绝缘层30的表面30a形成凹部37。然后，自凹部37起至第二绝缘层30的表面30a，用溅镀法等来形成连接电极部31、32。
如图5所示，设置在支撑导通部17的表面的连接金属层42避开连接电极部32中的凹区域32a，与连接区域32b对置，并且平板状的连接金属层42和连接电极部32的连接区域32b进行共晶接合或者扩散接合。
根据图5所示的接合构造，较之图15所示的比较例，能够增大支撑导通部17与连接电极部32之间的接合面积。因此，能够使接合强度提高。另外，与图15的比较例不同，由于避开成为未接合区域的凹区域32a来进行接合，故能够减小接合面积的偏差，从而能够得到稳定的接合强度。
对于图5所示的接合构造，在其他的支撑导通部12、14、19的部分也相同。
该MEMS传感器是隔着第二绝缘层将隔着薄的第一绝缘层对两片硅基板进行接合的SOI基板、与另一片硅基板进行重叠的构造。因此，整体呈薄型。而且，如图5所示，通过设置使连接电极部32自凹区域32a起仅单侧延长的连接区域32b，并将该连接区域32b与支撑导通部17进行接合，从而成为薄型且接合强度较强的MEMS传感器。
另外，通过连接电极部31、32与连接金属层41、42之间的共晶接合或者扩散接合来对支撑导通部12、14、17、19与第二绝缘层30进行接合，由此能够更有效地提高接合强度。另外，该接合层薄且面积小，并且是隔着无机绝缘材料的第一绝缘层3a、3b使支撑导通部12、14、17、19与第一基板接合。因此，即使周围温度变高，接合层的热应力也难以对支撑导通部12、14、17、19的支撑构造带来影响，从而基于热应力的固定电极部11、13或可动电极部15的变形等难以发生。
同样，由于包围可动电极部15的可动区域的周围的金属密封层45是在框体层25与第二绝缘层30之间形成得较薄的接合层，且框体层25具有足够的厚度尺寸，故第一基板1和第二基板2难以因金属密封层45的热应力而发生变形。
该MEMS传感器根据第一基板1和第二基板2的厚度尺寸、以及功能层10的厚度尺寸、第二绝缘层30的厚度尺寸来大致决定整体的厚度尺寸。由于能够高精度地管理各层的厚度尺寸，故厚度的偏差难以产生。而且，由于在第二绝缘层30形成有与可动电极部15的可动区域对置的空间部38，故即使整体是薄型，也能够对可动电极部15留出厚度方向的移动富余(margin：余量)，因此，即使从外部朝向厚度方向作用较大的加速度，锤部20以及可动对置电极20a、20b、20c、20d也难以与第二绝缘层30接触，从而难以产生误动作。
该MEMS传感器能够作为检测Y1方向或者Y2方向的加速度的加速度传感器进行使用。例如，若对MEMS传感器作用朝着Y1方向的加速度，则通过其反作用，可动电极部15的锤部20朝着Y2方向移动。此时，如图2所示，可动对置电极20b与固定侧的对置电极11c之间的对置距离δ1扩大，可动对置电极20b与对置电极11c之间的静电电容减小。同时，如图3所示，可动对置电极20d与对置电极13c之间的对置距离δ2缩小，可动对置电极20b与对置电极13c之间的静电电容增大。
通过利用电路来检测静电电容的减少和增大，并求出基于对置距离δ1的增大的输出的变化、与基于对置距离δ2的减小的输出的变化之间的差，能够检测朝着Y1方向作用的加速度的变化或加速度的大小。
此外，本发明也可以是如下动作，即：可动电极部15的锤部20响应与X-Y平面垂直方向的加速度，从而向厚度方向移动，固定电极部11、13的对置电极11b、11c、13b、13c与可动电极部15的可动对置电极20a、20b、20c之间的对置状态朝着可动电极部15的厚度方向偏离，对置面积变化，检测此时的可动对置电极与对置电极之间的静电电容的变化。
在图6所示的其他实施方式中，在第二绝缘层30的表面30a沿X1-X2方向空出间隔形成多个凹部51、52。并且，在连接电极部32形成对这些凹部51、52效仿的凹区域32c、32d。然后，在位于所述凹部51、52之间的第二绝缘层30的表面30a配置平板状的连接区域32e，该连接区域32e使所述凹区域32c、32d之间相连。
然后，设置在支撑导通部17的表面上的连接金属层42避开凹区域32c、32d，与连接电极部32的连接区域32e对置，平板状的连接金属层42和连接区域32b彼此进行共晶接合或者扩散接合。
在图6所示的实施方式中，在连接区域32e的两侧存在凹区域32c、32d。由此，从连接电极部32整体来看，连接区域32e存在于大致中央位置。因此，容易规定连接区域32e，当位置匹配时，通过对齐连接电极部32的中心与连接金属层的中心，能够使支撑导通部17的连接金属层42适当地对置配置在连接导通部32的连接区域32e。由此，能够更有效地抑制接合面积的偏差，能够得到更稳定的接合强度。另外，连接电极部32由于在两处的凹区域32c、32d与引线层35连接，故能够在连接电极部32与引线层35之间更好地进行电连接。
在图5、图6的本实施方式中，优选若使朝着X1-X2方向以及Y1-Y2方向的连接区域32b、32e的长度尺寸比连接金属层42大，则能够可靠地避开凹区域32a、32c、32d，使连接金属层42整体收纳在平板状的连接区域32b、32e内。
图7、图8是表示本发明的优选实施方式的MEMS传感器的图。此外，图7、图8表示接合前的状态。
在图7所示的实施方式中，在可动电极部15的支撑导通部17的表面，以包围连接金属层42与连接电极部32之间的接合部的方式形成有槽53。槽53可以按照连续包围接合部的周围全长的方式而形成，或者也可以按照空出间隔分割成多部分来包围接合部的方式而形成。
在图8所示的实施方式中，在可动电极部15的支撑导通部17的表面，以包围连接金属层42与连接电极部32之间的接合部的方式形成有槽54。该槽54连续形成在接合的周围，且接合金属层42的一部分形成到槽54的内部为止。
在图7、图8所示的实施方式中，当连接电极部32与连接金属层42进行共晶接合或者扩散接合时，熔融金属由槽53、54堵住停止，从而能够进一步可靠地防止流出至可动电极部15的锤部20的可动区域、或者图2和图3所示的电极对置部。
在图9～图12所示的其他实施方式中，在第二基板2的表面或第二绝缘层30设置高低差，使得连接区域32e的部分成为最高(突出)。
此外，在上述实施方式中，虽然连接电极部31、32以及密封电极部33是铝，连接金属层41、42以及密封金属层43是锗，但作为能够进行共晶接合或者扩散接合的金属的组合，还有铝-锌、金-硅、金-铟、金-锗、金-锡等。通过这些金属的组合，能够在各自的金属的熔点以下的温度即450℃以下较低的温度下进行接合。
此外，如图13那样，第二基板2可以不是硅基板，而是IC封装件100。在IC封装件100内内置有用于检测对置电极与可动对置电极之间的静电电容的变化的检测电路。
在IC封装件100的上面101形成有第二绝缘层30，在该第二绝缘层30的表面形成有连接电极部31、32以及密封电极部33。与图4同样地，自形成在第二绝缘层30的凹部内起至第二绝缘层30的表面为止形成有连接电极部31、32。这样，连接电极部31、32构成为具有凹区域31a、32a、和自凹区域31a、32a的其中-个端部侧起延伸的平板状的连接区域31b、32b。
在使用IC封装件的情况下，未必在第二绝缘层30内设置引线层34、35，也能够使连接电极部31、32直接或者间接地与IC封装件的电极衬垫102连接。

Claims (5)

1.一种MEMS传感器，其特征在于，
构成为具备第一基板、第二基板、和功能层，该功能层具有配置在所述第一基板与所述第二基板之间的可动电极部以及固定电极部，
所述可动电极部以及所述固定电极部的各支撑导通部隔着形成在所述第一基板的表面上的第一绝缘层被固定支撑，
在所述第二基板的表面设置有：第二绝缘层、埋设在所述第二绝缘层的内部的引线层、以及与所述引线层导通从而与所述支撑导通部单独地连接的连接电极部，
在所述第二绝缘层的表面形成有贯穿到所述引线层的表面为止的凹部，
所述连接电极部具有：对形成在所述第二绝缘层的所述凹部进行仿形的凹区域、和从所述凹区域的两端部中的一个端部起在所述第二绝缘层的表面一直延伸的连接区域，
在各个所述支撑导通部的表面形成有连接金属层，各个所述连接金属层与所述连接电极部的所述连接区域进行共晶接合或者扩散接合，
设置以与所述可动电极部以及所述固定电极部相同材料相同厚度形成的框体层，该框体层包围所述可动电极部的可动区域，
所述第一基板与所述框体层在所述可动区域的外周，隔着所述第一绝缘层进行接合，
在所述第二绝缘层的表面，形成由与所述连接电极部相同的金属材料形成的密封电极部，在所述框体层的表面形成有由与所述连接金属层相同的金属材料形成的密封金属层，所述密封电极部和所述密封金属层进行共晶接合或者扩散接合，形成包围所述可动区域的外周的密封层。
2.根据权利要求1所述的MEMS传感器，其特征在于，
所述连接电极部构成为具有：空出间隔与所述引线层连接的第一凹区域、第二凹区域、和配置在所述第一凹区域与所述第二凹区域之间的所述连接区域。
3.根据权利要求1或2所述的MEMS传感器，其特征在于，
使用IC封装件代替所述第二基板，在所述IC封装件的表面设置所述第二绝缘层，所述连接电极部的凹区域直接或者间接地与所述IC封装件的电极衬垫连接。
4.一种MEMS传感器，其特征在于，
构成为具备第一基板、第二基板、和功能层，该功能层具有配置在所述第一基板与所述第二基板之间的可动电极部以及固定电极部，
所述可动电极部以及所述固定电极部的各支撑导通部隔着形成在所述第一基板的表面上的第一绝缘层被固定支撑，
在所述第二基板的表面设置有：第二绝缘层、埋设在所述第二绝缘层的内部的引线层、以及与所述引线层导通从而与所述支撑导通部单独地连接的连接电极部，
在各个所述支撑导通部的表面形成有连接金属层，各个所述连接金属层与所述连接电极部的所述连接区域进行共晶接合或者扩散接合，
设置以与所述可动电极部以及所述固定电极部相同材料相同厚度形成的框体层，该框体层包围所述可动电极部的可动区域，
所述第一基板与所述框体层在所述可动区域的外周，隔着所述第一绝缘层进行接合，
在所述第二绝缘层的表面，形成由与所述连接电极部相同的金属材料形成的密封电极部，在所述框体层的表面形成有由与所述连接金属层相同的金属材料形成的密封金属层，所述密封电极部和所述密封金属层进行共晶接合或者扩散接合，形成包围所述可动区域的外周的密封层，
将埋设在所述第二绝缘层的内部的所述引线层引出到所述密封层的外侧。
5.根据权利要求4所述的MEMS传感器，其特征在于，
使用IC封装件代替所述第二基板，在所述IC封装件的表面设置所述第二绝缘层，所述连接电极部直接或者间接地与所述IC封装件的电极衬垫连接。
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