JP6569382B2 - 電子デバイスの製造方法 - Google Patents
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Description
図1、図2、図3、図4Aないし図4Eを用い、本発明の実施形態に係る電子デバイスおよび電子デバイスの製造方法について説明する。図1および図2は、本発明の実施形態に係る電子デバイスを模式的に示し、図1は、平面図であり、図2は、図1のA−A線における正断面図である。図3は、本実施形態に係る電子デバイスの製造方法を示すフローチャートである。図4Aないし図4Eは、本実施形態に係る電子デバイスの製造方法を示す工程フロー図であり、図4Aは、工程フロー1(各工程における電子デバイスを模式的に示す正断面図)、図4Bは、工程フロー2(各工程における電子デバイスを模式的に示す正断面図)、図4Cは、工程フロー3(各工程における電子デバイスを模式的に示す正断面図)、図4Dは、工程フロー4(各工程における電子デバイスを模式的に示す正断面図)、図4Eは、工程フロー5(各工程における電子デバイスを模式的に示す正断面図)を示している。
まず、本実施形態に係る電子デバイスについて、図1および図2を参照しながら説明する。本実施形態に係る電子デバイス100は、基体(第1基体)10と、溝部15と、配線20と、外部接続端子30と、蓋体(第3基体)50と、機能素子(第2基体)80とを含む。さらに、電子デバイス100は、溝部16,17と、配線22,24と、外部接続端子32,34と、貫通孔58と、封止部材70とを含むことができる。なお、便宜上、図1では、蓋体50、および封止部材70を透視して図示している。
次に、本実施形態に係る電子デバイスの製造方法について、図3、および図4Aないし図4Eを参照しながら説明する。なお、図4Aないし図4Eの各図における断面位置は、図2と同様である。また、電子デバイスの構成については、図1および図2も併せて参照しながら説明する。
先ず、図4Aに示すように、第1基体としての基体10を用意する。この第1基体準備工程(ステップS102)では、基体10の第1面(一方面)11に、凹部14および溝部15,16,17を形成する。凹部14および溝部15,16,17は、例えば、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術により形成される。これにより、第1面11に凹部14および溝部15,16,17が設けられている基体10を用意することができる。基体10は、例えば、アルカリ金属イオンを有する、例えばホウ珪酸ガラス製である。
次に、配線20,22,24と電気的に接続されるように、基体10の第1面11に機能素子80を形成する。より具体的には、機能素子80は、シリコン基板8を、図中Z軸方向から見た平面視において、凹部14と重なるように基体10の第1面11に載置して陽極接合(第1工程(ステップS104))し、該シリコン基板を薄膜化させた後にパターニングすることにより形成される(機能素子形成工程(ステップS106))。
以下、第1工程(ステップS104)について、より具体的に説明する。第1工程(ステップS104)では、図4Aに示すように、基体10の第1面(一方面)11に機能素子80として形成されるシリコン基板8を矢印P方向から載置し、陽極接合装置(不図示)を用いて陽極接合(1回目の陽極接合)する。具体的には、基体10の第2面12を陽極接合装置(不図示)の下電極に固定し、陽極接合装置(不図示)の上電極によりシリコン基板8の上面を矢印F1の方向に加圧(加熱)しながら電圧を印加することによって陽極接合することができる。
以上のような第1工程(ステップS104)により、基体10に陽極接合されたシリコン基板8を、薄膜化された後にパターニングして、図4Bに示すように、機能素子80を形成する。パターニングは、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術によって行われる。
次に、図4Cに示すように、第2工程(ステップS108)として、基体10と蓋体50とが陽極接合される基体10の一面(第1面11側の空乏層18)を除去し、接合面13を露出する。より具体的には、基体10に接合されている機能素子80を含む基体10の全面を覆うエッチング保護膜(不図示)を成膜し、成膜したエッチング保護膜を、接合面13の露出形状にパターニングし、マスクを形成する。本例では、接合面13を、機能素子80の接続されている領域を除く基体10の第1面11としているため、エッチング保護膜(マスク)は、機能素子80を覆うように設けられる。なお、このエッチング保護膜は、シリコンの表面を熱酸化させて形成するSiO2などの酸化膜を用いることもできる。そして、SF6(六フッ化硫黄)ガスなどのエッチングガスを用いたドライエッチングにより、基体10の第1面11(空乏層18の表面18a)を所定の深さDまで除去し、露出している面である接合面13を形成する。この接合面13は、次の第3工程(ステップS110)において、蓋体50が接合される接合面となる。
次に、第3工程(ステップS110)として、基体10と蓋体50とを陽極接合(2回目の陽極接合)する。先ず、陽極接合に先立ち、第4面52に、キャビティー56となる凹部が形成され、第3面51から第5面53まで貫通する貫通孔58が形成された蓋体50(図4D参照)を用意する。蓋体50は、フォトリソ技術、ドライエッチングおよびウェットエッチングなどのエッチング技術などを用いて形成することができる。なお、蓋体50は、例えば、(100)面の結晶方位性を持ったシリコン製であり、蓋体50の第3面51が、(100)面に沿っていることが好ましい。
次に、図4Eを参照して封止工程(ステップS112)について説明する。封止工程(ステップS112)では、貫通孔58を塞ぐことによってキャビティー56を密封するが、これに先立ち、貫通孔58によって、キャビティー56の雰囲気を調整する。例えば、貫通孔58を通して、キャビティー56を不活性ガス(窒素ガス)雰囲気にしてもよいし、減圧状態にしてもよい。
Claims (8)
- アルカリ金属イオンを有する第1基体の第1面と、シリコンを含む第2基体と、を陽極接合する第1工程と、
前記第1工程の後、前記第1基体と、シリコンを含む第3基体と、が陽極接合される前記第1基体の前記第1面の少なくとも一部を除去し、接合面を露出させる第2工程と、
前記第1基体の前記接合面と、前記第3基体と、を陽極接合する第3工程と、
を含むことを特徴とする電子デバイスの製造方法。 - 前記第2工程は、ドライエッチング法を用いることを特徴とする請求項1に記載の電子デバイスの製造方法。
- 前記第2工程は、前記第1面から550nm以上1000nm以下の深さを除去することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電子デバイスの製造方法。
- 前記第2工程は、前記第1面から650nm以上1000nm以下の深さを除去することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電子デバイスの製造方法。
- 前記第2工程は、前記第1面から825nm以上1000nm以下の深さを除去することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電子デバイスの製造方法。
- 前記第1工程および前記第3工程では、略同じ加熱温度を用いて陽極接合を行うことを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか一項に記載の電子デバイスの製造方法。
- 前記第3基体は、前記第2基体を内包する蓋体であることを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれか一項に記載の電子デバイスの製造方法。
- 前記第1工程および前記第3工程の少なくとも一方の工程では、陽極接合の温度は、200℃以上390℃以下であることを特徴とする請求項1ないし請求項7のいずれか一項に記載の電子デバイスの製造方法。
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