JP2009027016A - 物理量センサ及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】物理量センサ50は、支持基板2と、センサ素子30を有し且つ支持基板2上に絶縁層3を介して接合された素子基板1と、センサ素子30の領域を覆い且つ素子基板1に接合されたガラスキャップ12と、センサ素子30へ電気的に接続された貫通配線10とを備える。貫通配線10は素子基板1、絶縁層3及び支持基板2を貫通する貫通孔に形成されている。ガラスキャップ12における貫通配線10の領域を覆った部分と素子基板1とが陽極接合されている。
【選択図】図3
Description
(1)前記素子基板は外周を形成する枠部とこの枠部の内部に形成する前記センサ素子とから構成され、前記センサ素子は前記枠部、前記絶縁層、前記支持基板及び前記ガラスキャップで囲まれた気密封止部の内部に配置されていること。
(2)前記素子基板及び前記支持基板はシリコンで形成され、前記絶縁層はシリコン酸化膜で形成され、前記貫通配線を通す前記素子基板及び前記支持基板の貫通孔はリソグラフィやエッチングなどにより高アスペクト比に形成されていること。
(3)前記(1)において、前記枠部及び前記センサ素子からなる前記素子基板は低抵抗のシリコンで形成され、前記センサ素子の電極部は前記絶縁層及び前記ガラスキャップで絶縁した島状電極部で形成され、前記貫通配線は、前記島状電極部の貫通孔内で電気的に導通するように形成され、且つ、前記島状電極部の貫通孔に対応する前記支持基板の貫通孔内で絶縁膜を介して形成されていること。
(4)前記(3)において、前記島状電極部の貫通孔は当該島状電極部の貫通孔に対応する前記支持基板の貫通孔より小径に形成されていること。
(5)前記(3)または(4)において、前記貫通配線は、前記島状電極部の貫通孔内で充填して形成され、且つ、前記島状電極部の貫通孔に対応する前記支持基板の貫通孔内で薄膜に形成されていること。
(6)前記(3)または(4)において、前記貫通配線は前記島状電極部の貫通孔内及び前記島状電極部の貫通孔に対応する前記支持基板の貫通孔内の両方に充填して形成されていること。
(7)前記素子基板及び前記支持基板は低抵抗の単結晶シリコンで形成され、前記貫通配線は低抵抗の多結晶シリコンで形成されていること。
(8)前記貫通配線は導電性の金属で形成されていること。
(9)前記貫通配線は、前記島状電極部の表面に設けられた低抵抗の多結晶シリコン膜を介して電気的に導通するように形成されていること。
(1)前記SOI基板の反素子基板側から前記支持基板に大径の孔を形成する工程と、前記SOI基板の反支持基板側から前記素子基板に小径の孔を形成する工程と、前記大径の孔の内面に絶縁膜を形成する工程とを有すること。
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態の物理量センサ50及びその製造方法を、図1から図4を用いて説明する。
(第2〜第4実施形態)
次に、本発明の第2〜第4実施形態について図5〜図7を用いて説明する。図5〜図7は本発明の第2〜第4実施形態の物理量センサの断面図である。この第2〜第4実施形態は、以下に述べる点で第1実施形態と相違するものであり、その他の点については第1実施形態と基本的には同一である。
(第5実施形態)
第5実施形態を図8に示す。第5実施形態では、素子基板1を貫通する貫通孔の表面に、シリコンの熱酸化膜に代表される絶縁膜18が形成されている。具体的には、図8では、固定電極11cと11aとに設けられた貫通孔を指す。さらに、この孔は、貫通配線10h、10eを構成する低抵抗多結晶シリコンまたは導電性金属によって、充填されている。また、素子基板1の表面には接合用低抵抗多結晶シリコン60が形成されている。つまり、図8のように、振動体4a、可動電極7a、7c、固定電極11a、11c、枠部14の表面にも接合用低抵抗多結晶シリコン60が形成されている。この接合用低抵抗多結晶シリコン60を介して、ガラスキャップ12と可動電極7a、7c及び枠14とが陽極接合によって接合され、センサ素子30が封止されている。
Claims (12)
- 支持基板と、
センサ素子を有し且つ前記支持基板上に絶縁層を介して接合された素子基板と、
前記センサ素子の領域を覆い且つ前記素子基板に接合されたガラスキャップと、
前記センサ素子へ電気的に接続された貫通配線と、を備えた物理量センサにおいて、
前記貫通配線は前記素子基板、前記絶縁層及び前記支持基板を貫通する貫通孔に形成され、
前記ガラスキャップにおける前記貫通配線の領域を覆った部分と前記素子基板とは陽極接合されている
ことを特徴とする物理量センサ。 - 請求項1において、前記素子基板は外周を形成する枠部とこの枠部の内部に形成する前記センサ素子とから構成され、前記センサ素子は前記枠部、前記絶縁層、前記支持基板及び前記ガラスキャップで囲まれた気密封止部の内部に配置されていることを特徴とする物理量センサ。
- 請求項1において、前記素子基板及び前記支持基板はシリコンで形成され、前記絶縁層はシリコン酸化膜で形成され、前記貫通配線を通す前記素子基板及び前記支持基板の貫通孔はリソグラフィやエッチングなどにより高アスペクト比に形成されていることを特徴とする物理量センサ。
- 請求項2において、前記枠部及び前記センサ素子からなる前記素子基板は低抵抗のシリコンで形成され、前記センサ素子の電極部は前記絶縁層及び前記ガラスキャップで絶縁した島状電極部で形成され、前記貫通配線は、前記島状電極部の貫通孔内で電気的に導通するように形成され、且つ、前記島状電極部の貫通孔に対応する前記支持基板の貫通孔内で絶縁膜を介して形成されていることを特徴とする物理量センサ。
- 請求項4において、前記島状電極部の貫通孔は当該島状電極部の貫通孔に対応する前記支持基板の貫通孔より小径に形成されていることを特徴とする物理量センサ。
- 請求項4または5において、前記貫通配線は、前記島状電極部の貫通孔内で充填して形成され、且つ、前記島状電極部の貫通孔に対応する前記支持基板の貫通孔内で薄膜に形成されていることを特徴とする物理量センサ。
- 請求項4または5において、前記貫通配線は前記島状電極部の貫通孔内及び前記島状電極部の貫通孔に対応する前記支持基板の貫通孔内の両方に充填して形成されていることを特徴とする物理量センサ。
- 請求項1において、前記素子基板及び前記支持基板は低抵抗の単結晶シリコンで形成され、前記貫通配線は低抵抗の多結晶シリコンで形成されていることを特徴とする物理量センサ。
- 請求項1において、前記貫通配線は導電性の金属で形成されていることを特徴とする物理量センサ。
- 支持基板と、センサ素子を有し且つ前記支持基板上に絶縁層を介して接合された素子基板と、前記センサ素子の領域を覆い且つ前記素子基板に接合されたガラスキャップと、前記センサ素子へ電気的に接続された貫通配線とを備えた物理量センサの製造方法において、
シリコン支持基板とセンサ素子を有するシリコン素子基板とを絶縁層を挟持して接合してSOI基板を作製する工程と、
前記SOI基板に前記貫通配線を形成するための貫通孔を形成する工程と、
前記貫通配線を前記SOI基板の貫通孔内を貫通するように形成する工程と、
前記ガラスキャップにおける前記貫通配線の領域を覆った部分を前記素子基板に陽極接合する工程とを有する
ことを特徴とする物理量センサの製造方法。 - 請求項10において、前記SOI基板の反素子基板側から前記支持基板に大径の孔を形成する工程と、前記SOI基板の反支持基板側から前記素子基板に小径の孔を形成する工程と、前記大径の孔の内面に絶縁膜を形成する工程とを有することを特徴とする物理量センサの製造方法。
- 請求項1において、前記センサ素子の電極部は前記絶縁層及び前記ガラスキャップで絶縁した島状電極部で形成され、前記貫通配線は、前記島状電極部の表面に設けられた低抵抗の多結晶シリコン膜を介して電気的に導通するように形成され、且つ、前記島状電極部の貫通孔内及び前記島状電極部の貫通孔に対応する前記支持基板の貫通孔内で絶縁膜を介して形成され、前記島状電極部の貫通孔内は低抵抗の多結晶シリコン膜で充填されていることを特徴とする物理量センサ。
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