JP2000022170A - 電子部品およびその製造方法 - Google Patents
電子部品およびその製造方法Info
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- JP2000022170A JP2000022170A JP10182527A JP18252798A JP2000022170A JP 2000022170 A JP2000022170 A JP 2000022170A JP 10182527 A JP10182527 A JP 10182527A JP 18252798 A JP18252798 A JP 18252798A JP 2000022170 A JP2000022170 A JP 2000022170A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】薄型化を図ると共に、大気圧などの外部圧力に
対する強度を向上させた電子部品を提供する。 【解決手段】支持基板1aと蓋基板1cとの間に大気圧
以下に減圧した密閉空間2cを設け、この密閉空間2c
内に被封止物8a、9a、11、12を収容し、この密
閉空間2c内の支持基板1aと蓋基板1cとの間に、こ
れらの両基板を大気圧に抗して互いに支える少なくとも
一つの支持体13を設けた電子部品。
対する強度を向上させた電子部品を提供する。 【解決手段】支持基板1aと蓋基板1cとの間に大気圧
以下に減圧した密閉空間2cを設け、この密閉空間2c
内に被封止物8a、9a、11、12を収容し、この密
閉空間2c内の支持基板1aと蓋基板1cとの間に、こ
れらの両基板を大気圧に抗して互いに支える少なくとも
一つの支持体13を設けた電子部品。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、フォトエッチング
技術、半導体の微細加工技術などを用いて形成した角速
度センサ、加速度センサなどの電子部品に関する。
技術、半導体の微細加工技術などを用いて形成した角速
度センサ、加速度センサなどの電子部品に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、フォトエッチング技術および半導
体の微細加工技術を用いて、角速度センサ、加速度セン
サ、圧力センサなどの超小型の電子部品が製造されてい
る。図10および図11を参照して、従来の電子部品と
して角速度センサ20について説明する。
体の微細加工技術を用いて、角速度センサ、加速度セン
サ、圧力センサなどの超小型の電子部品が製造されてい
る。図10および図11を参照して、従来の電子部品と
して角速度センサ20について説明する。
【0003】1aはパイレックスガラスよりなる支持基
板で、中央部に凹部2を有する。この凹部2の一つの対
向する内壁の中央部には窪み2a、2aがそれぞれ形成
される。この支持基板1aの上面1a’および窪み2a
を含む凹部2の上側には、つぎに説明する機能素子が設
けられるが、これらはすべて一枚のシリコン薄膜1bを
加工して形成される。
板で、中央部に凹部2を有する。この凹部2の一つの対
向する内壁の中央部には窪み2a、2aがそれぞれ形成
される。この支持基板1aの上面1a’および窪み2a
を含む凹部2の上側には、つぎに説明する機能素子が設
けられるが、これらはすべて一枚のシリコン薄膜1bを
加工して形成される。
【0004】窪み2a、2a側の支持基板1aの上面1
a’には、固定電極3、4がそれぞれ形成される。この
固定電極3、4からそれぞれ対向する方向に伸びる固定
櫛歯電極3a、4aが窪み2a、2aの上側に形成され
る。
a’には、固定電極3、4がそれぞれ形成される。この
固定電極3、4からそれぞれ対向する方向に伸びる固定
櫛歯電極3a、4aが窪み2a、2aの上側に形成され
る。
【0005】また、凹部2のもう一つの対向する内壁の
中央部の支持基板1aの上面1a’には、それぞれ固定
電極5、6が形成される。この固定電極5、6には固定
梁7、7がそれぞれ結合している。この固定梁7、7に
はコ字型の外可動梁8a、8aがその中点部でそれぞれ
結合している。そして、この外可動梁8a、8aのコ字
型の先端部は、矩形状の振動重り11、12の外側角部
にそれぞれ結合している。
中央部の支持基板1aの上面1a’には、それぞれ固定
電極5、6が形成される。この固定電極5、6には固定
梁7、7がそれぞれ結合している。この固定梁7、7に
はコ字型の外可動梁8a、8aがその中点部でそれぞれ
結合している。そして、この外可動梁8a、8aのコ字
型の先端部は、矩形状の振動重り11、12の外側角部
にそれぞれ結合している。
【0006】また、固定梁7、7の両側の外可動梁8
a、8aからはそれぞれ対向する方向に伸びる内可動梁
9a、9aが振動重り11、12の内側角部にそれぞれ
結合しいる。
a、8aからはそれぞれ対向する方向に伸びる内可動梁
9a、9aが振動重り11、12の内側角部にそれぞれ
結合しいる。
【0007】振動重り11、12からは、固定櫛歯電極
3a、4aの間に非接触に伸びる可動櫛歯電極11a、
12aがそれぞれ形成される。これらの振動重り11、
12は、外可動梁8a、内可動梁9aおよび固定梁7を
介して固定電極5、6に自由振動可能に支持される。
3a、4aの間に非接触に伸びる可動櫛歯電極11a、
12aがそれぞれ形成される。これらの振動重り11、
12は、外可動梁8a、内可動梁9aおよび固定梁7を
介して固定電極5、6に自由振動可能に支持される。
【0008】また、振動重り11の下側の凹部2の底面
には電極11bが形成されて、振動重り11と電極11
bとの間でコンデンサが形成される。
には電極11bが形成されて、振動重り11と電極11
bとの間でコンデンサが形成される。
【0009】更に、振動重り12の下側の凹部2の底面
には電極12bが形成されて、振動重り12と電極12
bとの間でコンデンサが形成される。
には電極12bが形成されて、振動重り12と電極12
bとの間でコンデンサが形成される。
【0010】また、固定電極3〜6以外の支持基板1a
の上面1a’は、シリコン薄膜1bにより被覆される。
そして、シリコン薄膜1bと固定電極3〜6の間にスリ
ットが設けられて、これらは電気的に絶縁される。
の上面1a’は、シリコン薄膜1bにより被覆される。
そして、シリコン薄膜1bと固定電極3〜6の間にスリ
ットが設けられて、これらは電気的に絶縁される。
【0011】支持基板1aの上面1a’に形成されたシ
リコン薄膜1bの上には、支持基板1aと同一材料で窪
み2aを含む凹部2の形成された同一形状の蓋基板1c
が対向して接合される。
リコン薄膜1bの上には、支持基板1aと同一材料で窪
み2aを含む凹部2の形成された同一形状の蓋基板1c
が対向して接合される。
【0012】この接合の結果、振動重り11、12など
の可動部と固定櫛歯電極3a、4aなどの固定部を含む
被封止物を内包する密閉空間2bが形成される。この密
閉空間2bは、通常、振動重り11、12などの可動部
の空気抵抗を小さくするために、1気圧以下に減圧され
る。
の可動部と固定櫛歯電極3a、4aなどの固定部を含む
被封止物を内包する密閉空間2bが形成される。この密
閉空間2bは、通常、振動重り11、12などの可動部
の空気抵抗を小さくするために、1気圧以下に減圧され
る。
【0013】つぎに、角速度センサ20の動作について
説明する。固定電極3(4)と固定電極5(6)との間
に直流電圧に重畳して交流電圧を印加する。すると、振
動重り11と12は、静電吸引力により、それぞれx軸
方向で互いに逆方向に交流電圧の周波数で振動するよう
になる。この振動は、外可動梁8aおよび内可動梁9a
の相互のしなりにより可能となる。このように振動重り
11、12が振動しているときに、角速度センサ20に
固定梁7、7を結ぶy軸回りの回転が加わると、振動重
り11、12はこの回転力によりコリオリ力を受けてz
軸方向で互いに上下逆方向にも振動するようになる。こ
の振動により、振動重り11と電極11bとの間に形成
される静電容量と振動重り12と電極12bとの間に形
成される静電容量とが差動的に変化することになる。こ
れらの静電容量の変化容量を電圧変換して差動増幅する
ことにより、コリオリ力を利用して角速度を求めること
ができる。なお、静電容量の取り出しには、基板1a、
1cに設けたバイヤホールなどの手段が用いられる。
説明する。固定電極3(4)と固定電極5(6)との間
に直流電圧に重畳して交流電圧を印加する。すると、振
動重り11と12は、静電吸引力により、それぞれx軸
方向で互いに逆方向に交流電圧の周波数で振動するよう
になる。この振動は、外可動梁8aおよび内可動梁9a
の相互のしなりにより可能となる。このように振動重り
11、12が振動しているときに、角速度センサ20に
固定梁7、7を結ぶy軸回りの回転が加わると、振動重
り11、12はこの回転力によりコリオリ力を受けてz
軸方向で互いに上下逆方向にも振動するようになる。こ
の振動により、振動重り11と電極11bとの間に形成
される静電容量と振動重り12と電極12bとの間に形
成される静電容量とが差動的に変化することになる。こ
れらの静電容量の変化容量を電圧変換して差動増幅する
ことにより、コリオリ力を利用して角速度を求めること
ができる。なお、静電容量の取り出しには、基板1a、
1cに設けたバイヤホールなどの手段が用いられる。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
電子部品としての角速度センサ20は、可動部の空気抵
抗を減らして検出感度を向上させるために、密閉空間2
bを1気圧以下に減圧している。このように密閉空間2
bを減圧すると、この密閉空間2bの外部筐体としての
支持基板1aおよび蓋基板1cが、図11に破線矢印で
示す大気圧に押されて変形または破壊する懸念があるの
で、支持基板1aおよび蓋基板1cの厚みを厚くしなけ
ればならなかった。そのため、角速度センサ20などの
電子部品が厚くなり、その形状が大きくなっていた。
電子部品としての角速度センサ20は、可動部の空気抵
抗を減らして検出感度を向上させるために、密閉空間2
bを1気圧以下に減圧している。このように密閉空間2
bを減圧すると、この密閉空間2bの外部筐体としての
支持基板1aおよび蓋基板1cが、図11に破線矢印で
示す大気圧に押されて変形または破壊する懸念があるの
で、支持基板1aおよび蓋基板1cの厚みを厚くしなけ
ればならなかった。そのため、角速度センサ20などの
電子部品が厚くなり、その形状が大きくなっていた。
【0015】そこで、本発明は、薄型化を図ると共に、
大気圧などの外部圧力に対する強度を向上させた電子部
品を提供することを目的とする。
大気圧などの外部圧力に対する強度を向上させた電子部
品を提供することを目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の電子部
品に係る発明は、二つの基板の間に大気圧以下に減圧し
た密閉空間を設け、この密閉空間内に被封止物を収容
し、該密閉空間内の前記二つの基板間に該二つの基板を
支える少なくとも一つの支持体を備えているものであ
る。
品に係る発明は、二つの基板の間に大気圧以下に減圧し
た密閉空間を設け、この密閉空間内に被封止物を収容
し、該密閉空間内の前記二つの基板間に該二つの基板を
支える少なくとも一つの支持体を備えているものであ
る。
【0017】この発明は、減圧されている密閉空間を形
成する二つの基板(支持基板と蓋基板)の間に、少なく
とも一方の基板を支える支持体を設けているので、大気
圧などの外部圧力により該一方の基板が密閉空間内へ凹
むことがない。したがって、この発明は、外部筐体を構
成する少なくとも一方の基板を薄くすることができて、
薄型電子部品を実現することができると共に、外部圧力
に対する強度を向上させることができる。
成する二つの基板(支持基板と蓋基板)の間に、少なく
とも一方の基板を支える支持体を設けているので、大気
圧などの外部圧力により該一方の基板が密閉空間内へ凹
むことがない。したがって、この発明は、外部筐体を構
成する少なくとも一方の基板を薄くすることができて、
薄型電子部品を実現することができると共に、外部圧力
に対する強度を向上させることができる。
【0018】この発明における密閉空間は、基板の一方
あるいは双方に凹部を設けて形成できる。また、封止物
は、物理量を検出する機能素子または機能動作をする装
置などで、二つの基板の間に介在させたシリコンなどの
薄膜部材を加工して形成し、或いは他の材料を加工して
形成される。また、支持体も二つの基板および薄膜部材
あるいは他の材料で形成される。
あるいは双方に凹部を設けて形成できる。また、封止物
は、物理量を検出する機能素子または機能動作をする装
置などで、二つの基板の間に介在させたシリコンなどの
薄膜部材を加工して形成し、或いは他の材料を加工して
形成される。また、支持体も二つの基板および薄膜部材
あるいは他の材料で形成される。
【0019】請求項2に記載の電子部品に係る発明は、
凹部を備えた二つの基板を該凹部側を対向させて密閉空
間を形成し、該密閉空間に少なくとも可動部を配置した
機能素子を前記基板間に形成し、前記二つの基板の凹部
の底面間に前記凹部の動作を妨げない位置に、前記二つ
の基板の底面を支える少なくとも一つの支持体を備えた
ものである。
凹部を備えた二つの基板を該凹部側を対向させて密閉空
間を形成し、該密閉空間に少なくとも可動部を配置した
機能素子を前記基板間に形成し、前記二つの基板の凹部
の底面間に前記凹部の動作を妨げない位置に、前記二つ
の基板の底面を支える少なくとも一つの支持体を備えた
ものである。
【0020】この発明においては、少なくとも一方の基
板の凹部の底面部分の肉厚は他の部分に比べて薄くなっ
ている。したがって、密閉空間を減圧すると大気圧によ
り凹部の底面部分が凹もうとするが、この底面部分は支
持体により密閉空間の内部から支持されているので、内
部へ凹むことはない。
板の凹部の底面部分の肉厚は他の部分に比べて薄くなっ
ている。したがって、密閉空間を減圧すると大気圧によ
り凹部の底面部分が凹もうとするが、この底面部分は支
持体により密閉空間の内部から支持されているので、内
部へ凹むことはない。
【0021】また、密閉空間の気圧を大気圧以下にする
と可動部に作用する空気の粘性抵抗が減少し可動部の動
作が敏捷になる。支持体は可動部の動作を妨げない位置
に設けられており、また可動部の面中に設けられた空間
を利用した部位に支持体を植設してもよい。支持体を複
数設けると凹部底面を支える力が増大する。
と可動部に作用する空気の粘性抵抗が減少し可動部の動
作が敏捷になる。支持体は可動部の動作を妨げない位置
に設けられており、また可動部の面中に設けられた空間
を利用した部位に支持体を植設してもよい。支持体を複
数設けると凹部底面を支える力が増大する。
【0022】請求項3に記載の電子部品に係る発明は、
前記支持体が、前記基板と同じ材料で形成されているも
のである。
前記支持体が、前記基板と同じ材料で形成されているも
のである。
【0023】この発明は、支持体が両基板と同一の材料
で形成されているので、両基板に凹部を形成するとき
に、これらの両基板の材料の一部を残して支持体とす
る。そして、この支持体により、大気圧などの外部圧力
に抗して少なくとも一方の基板を支えることができる。
で形成されているので、両基板に凹部を形成するとき
に、これらの両基板の材料の一部を残して支持体とす
る。そして、この支持体により、大気圧などの外部圧力
に抗して少なくとも一方の基板を支えることができる。
【0024】請求項4に記載の電子部品に係る発明は、
前記支持体が、ガラス、シリコン及びガラスの3層構造
よりなるものである。
前記支持体が、ガラス、シリコン及びガラスの3層構造
よりなるものである。
【0025】この発明は、両基板がガラスで、機能素子
形成材料がシリコンである場合に、両基板のガラスで上
下支持部を形成し、機能素子形成材料のシリコンで可動
部を作る際、該シリコンの一部を残して中間支持部と
し、3層構造の支持体を形成することができる。そし
て、この支持体により、大気圧などの外部圧力に抗して
基板を支えることができる。
形成材料がシリコンである場合に、両基板のガラスで上
下支持部を形成し、機能素子形成材料のシリコンで可動
部を作る際、該シリコンの一部を残して中間支持部と
し、3層構造の支持体を形成することができる。そし
て、この支持体により、大気圧などの外部圧力に抗して
基板を支えることができる。
【0026】請求項5に記載の電子部品の製造方法に係
る発明は、二つの基板に凹部をそれぞれ形成すると共
に、該凹部の底面に少なくとも一つの支持部をそれぞれ
植設する工程と、一方の基板の凹部の形成された面側に
薄膜部材を設ける工程と、該薄膜部材を加工して前記凹
部の領域に可動部を有する機能素子を形成すると共に、
前記支持部の先端面に前記薄膜部材の一部を残存させる
工程と、前記二つの基板の凹部および支持部が対向する
ように、他方の基板を薄膜部材に重ねて接合する工程
と、からなるものである。
る発明は、二つの基板に凹部をそれぞれ形成すると共
に、該凹部の底面に少なくとも一つの支持部をそれぞれ
植設する工程と、一方の基板の凹部の形成された面側に
薄膜部材を設ける工程と、該薄膜部材を加工して前記凹
部の領域に可動部を有する機能素子を形成すると共に、
前記支持部の先端面に前記薄膜部材の一部を残存させる
工程と、前記二つの基板の凹部および支持部が対向する
ように、他方の基板を薄膜部材に重ねて接合する工程
と、からなるものである。
【0027】この発明は、シリコンなどの薄膜部材を一
方の基板に接合したとき、該薄膜部材が、支持部に支え
られて基板の凹部内へ凹むことがなく、均一平面を保持
できて、機能素子の加工に精度の高いフォトリソグラフ
ィを実現することができる。
方の基板に接合したとき、該薄膜部材が、支持部に支え
られて基板の凹部内へ凹むことがなく、均一平面を保持
できて、機能素子の加工に精度の高いフォトリソグラフ
ィを実現することができる。
【0028】
【発明の実施の形態】以下に、図1を参照して、本発明
の電子部品の一実施例として、角速度センサ10につい
て説明する。
の電子部品の一実施例として、角速度センサ10につい
て説明する。
【0029】本実施例は、図10に示す従来の角速度セ
ンサ20の改良に関するものであるから、従来の角速度
センサ20と同一部分には同一番号を付してその説明を
援用する。
ンサ20の改良に関するものであるから、従来の角速度
センサ20と同一部分には同一番号を付してその説明を
援用する。
【0030】図1および図9において、13bは下支持
部13aの上に形成された中間支持部で、振動重り1
1、12などの可動部および固定電極3〜6などの固定
部を形成しているシリコン薄膜1bと同一のシリコン材
料によるものである。下支持部13aは、図2に示すよ
うに、支持基板1aの凹部2の底面に複数個植設され
て、外可動梁8a、内可動梁9aおよび振動重り11、
12などからなる可動部10aに接触しないような部位
に設けられる。即ち、可動部10aの外可動梁8aと内
可動梁9aの間の空間あるいは振動重り11と12の間
の空間に形成される。
部13aの上に形成された中間支持部で、振動重り1
1、12などの可動部および固定電極3〜6などの固定
部を形成しているシリコン薄膜1bと同一のシリコン材
料によるものである。下支持部13aは、図2に示すよ
うに、支持基板1aの凹部2の底面に複数個植設され
て、外可動梁8a、内可動梁9aおよび振動重り11、
12などからなる可動部10aに接触しないような部位
に設けられる。即ち、可動部10aの外可動梁8aと内
可動梁9aの間の空間あるいは振動重り11と12の間
の空間に形成される。
【0031】なお、図2においては、7個の下支持部1
3aが分散して設けられているが、外部圧力を支えるの
に最も効果的な凹部2の中央部に1個設けてもよい。ま
た、下支持部13aは、可動部10aに接触しない限
り、円柱、角柱、台形など大気圧で変形しない硬さと形
状であれば、いかような形状でもよい。
3aが分散して設けられているが、外部圧力を支えるの
に最も効果的な凹部2の中央部に1個設けてもよい。ま
た、下支持部13aは、可動部10aに接触しない限
り、円柱、角柱、台形など大気圧で変形しない硬さと形
状であれば、いかような形状でもよい。
【0032】図1に示す凹部2および窪み2aを含む支
持基板1aの面上1a’に形成されたシリコン薄膜1b
の上には、支持基板1aと同一形状を有する蓋基板1c
が、図9に示すように、凹部2、2、下支持部13aと
上支持部13cなどをそれぞれ対向させて接合される。
そして、支持基板1aと蓋基板1cの窪み2a、2aを
含む凹部2、2とにより、シリコン薄膜1bを介在し
て、可動部10aなどを保護する密閉空間2cが形成さ
れる。
持基板1aの面上1a’に形成されたシリコン薄膜1b
の上には、支持基板1aと同一形状を有する蓋基板1c
が、図9に示すように、凹部2、2、下支持部13aと
上支持部13cなどをそれぞれ対向させて接合される。
そして、支持基板1aと蓋基板1cの窪み2a、2aを
含む凹部2、2とにより、シリコン薄膜1bを介在し
て、可動部10aなどを保護する密閉空間2cが形成さ
れる。
【0033】凹部2に形成された下支持部13aとその
上層の中間支持部13bと蓋基板1cの上支持部13c
とは、3層構造を成して支持体13を構成する。この支
持体13は、密閉空間2c内において、支持基板1aと
蓋基板1cとの間に介在して、支持基板1aと蓋基板1
cとが大気圧などの外部圧力により内部へ凹んだり、変
形しないように、支持基板1aと蓋基板1cとを互いに
支える機能を果たす。図9に示す支持体13は、半導体
材料の半導体微細加工工程において、上述のように、ガ
ラス、シリコン、ガラスの3層構造より形成されるが、
単一のシリコン、ガラス、金属などの別の構造材を凹部
2の底面に堆積あるいは接着などして形成してもよい。
上層の中間支持部13bと蓋基板1cの上支持部13c
とは、3層構造を成して支持体13を構成する。この支
持体13は、密閉空間2c内において、支持基板1aと
蓋基板1cとの間に介在して、支持基板1aと蓋基板1
cとが大気圧などの外部圧力により内部へ凹んだり、変
形しないように、支持基板1aと蓋基板1cとを互いに
支える機能を果たす。図9に示す支持体13は、半導体
材料の半導体微細加工工程において、上述のように、ガ
ラス、シリコン、ガラスの3層構造より形成されるが、
単一のシリコン、ガラス、金属などの別の構造材を凹部
2の底面に堆積あるいは接着などして形成してもよい。
【0034】また、支持基板1a、蓋基板1cとして
は、ガラス基板の他、シリコン基板などの絶縁材料や金
属などの導電材料などから気密性の高い接合が可能な材
料を適宜選別して用いてもよい。
は、ガラス基板の他、シリコン基板などの絶縁材料や金
属などの導電材料などから気密性の高い接合が可能な材
料を適宜選別して用いてもよい。
【0035】また、機能素子を構成する材料としては、
シリコンのほか金属などを用いることができ、減圧下で
機械動作可能な可動部を構成できる材料であれば、どの
ような材料でもよい。これは、上述の支持基板1a、蓋
基板1cの材料を考慮して選別される。
シリコンのほか金属などを用いることができ、減圧下で
機械動作可能な可動部を構成できる材料であれば、どの
ような材料でもよい。これは、上述の支持基板1a、蓋
基板1cの材料を考慮して選別される。
【0036】なお、本実施例の角速度センサ10の動作
については、図10および図11に示す従来の角速度セ
ンサ20と同様である。
については、図10および図11に示す従来の角速度セ
ンサ20と同様である。
【0037】つぎに、本実施例の角速度センサ10の製
造方法について図3〜図9を参照して説明する。図3に
おいて、厚みが400μmのパイレックスガラス基板2
1を用意する。図4において、フォトエッチングにより
パイレックスガラス基板21を加工して支持基板1aを
形成する。この支持基板1aは、図2に示すように、上
面側の中央部に、角速度センサ10の可動部の自由振動
空間を与える、例えば平面形状が略1mm角で深さが5
0μmの凹部2を有している。そして、凹部2には底面
からの高さが50μmで断面が200μm角の下支持部
13aが、凹部2を形成するときに、パイレックスガラ
ス基板21を部分的に残すことにより複数個形成され
る。
造方法について図3〜図9を参照して説明する。図3に
おいて、厚みが400μmのパイレックスガラス基板2
1を用意する。図4において、フォトエッチングにより
パイレックスガラス基板21を加工して支持基板1aを
形成する。この支持基板1aは、図2に示すように、上
面側の中央部に、角速度センサ10の可動部の自由振動
空間を与える、例えば平面形状が略1mm角で深さが5
0μmの凹部2を有している。そして、凹部2には底面
からの高さが50μmで断面が200μm角の下支持部
13aが、凹部2を形成するときに、パイレックスガラ
ス基板21を部分的に残すことにより複数個形成され
る。
【0038】ついで、フォトリソグラフィ法を用いて、
スパッタリング法、蒸着法などにより、アルミニュウム
(Al)、金(Au)/クロム(Cr)などの金属膜よ
りなる電極11b、12bを凹部2の底面に形成する。
スパッタリング法、蒸着法などにより、アルミニュウム
(Al)、金(Au)/クロム(Cr)などの金属膜よ
りなる電極11b、12bを凹部2の底面に形成する。
【0039】図5において、支持基板1aと同じ大きさ
を有して厚みが300μmのシリコン基板22を用意す
る。そして、支持基板1aの凹部2側の上面1a’およ
び下支持部13aの先端面とシリコン基板22とを陽極
接合する。この陽極接合は、1気圧の大気圧雰囲気中に
おいて、支持基板1aとシリコン基板22の基板温度を
400℃にし、支持基板1aを陰極側にし、シリコン基
板22を陽極側にし、これらの間に1kVの直流電圧を
印加して行われる。この陽極接合により形成された密閉
凹部2は、常温に戻ると1気圧以下になる。
を有して厚みが300μmのシリコン基板22を用意す
る。そして、支持基板1aの凹部2側の上面1a’およ
び下支持部13aの先端面とシリコン基板22とを陽極
接合する。この陽極接合は、1気圧の大気圧雰囲気中に
おいて、支持基板1aとシリコン基板22の基板温度を
400℃にし、支持基板1aを陰極側にし、シリコン基
板22を陽極側にし、これらの間に1kVの直流電圧を
印加して行われる。この陽極接合により形成された密閉
凹部2は、常温に戻ると1気圧以下になる。
【0040】図6において、シリコン基板22を水酸化
カリウム水溶液(KOH)でエッチングして、厚みが2
0μmのシリコン薄膜1bなどの薄膜部材に加工する。
このシリコン薄膜1bは、大気圧により凹部2内へ凹も
うとするが、下支持部13aに支えられて凹むことな
く、均一平面を維持している。
カリウム水溶液(KOH)でエッチングして、厚みが2
0μmのシリコン薄膜1bなどの薄膜部材に加工する。
このシリコン薄膜1bは、大気圧により凹部2内へ凹も
うとするが、下支持部13aに支えられて凹むことな
く、均一平面を維持している。
【0041】このシリコン薄膜1bの上にポジ型フォト
レジストを塗布する。そして、図1に示す、角速度セン
サ10の機能素子の平面形状を有するポジ型フォトマス
クを用いて、フォトレジストを露光し且つ現像して図1
に示す機能素子の形状を有するレジストマスクを形成す
る。
レジストを塗布する。そして、図1に示す、角速度セン
サ10の機能素子の平面形状を有するポジ型フォトマス
クを用いて、フォトレジストを露光し且つ現像して図1
に示す機能素子の形状を有するレジストマスクを形成す
る。
【0042】図7に示すように、前記レジストマスクを
用い、6フッ化硫黄(SF6 )ガスを使用して、RIE
(反応性イオンエッチング)により、シリコン薄膜1b
をドライエッチングする。そして、不要となったレジス
トマスクを酸素O2 アッシングにより除去して、図1に
示す角速度センサ10の機能素子を形成する。即ち、外
可動梁8a、内可動梁9a、振動重り11、12などの
可動部10aおよび固定電極3〜6などの固定部を形成
すると同時に、下支持部13aの上端面にシリコン薄膜
1bの一部を残して中間支持部13bを形成する。
用い、6フッ化硫黄(SF6 )ガスを使用して、RIE
(反応性イオンエッチング)により、シリコン薄膜1b
をドライエッチングする。そして、不要となったレジス
トマスクを酸素O2 アッシングにより除去して、図1に
示す角速度センサ10の機能素子を形成する。即ち、外
可動梁8a、内可動梁9a、振動重り11、12などの
可動部10aおよび固定電極3〜6などの固定部を形成
すると同時に、下支持部13aの上端面にシリコン薄膜
1bの一部を残して中間支持部13bを形成する。
【0043】図8において、フォトエッチングによりパ
イレックスガラス基板を加工して、支持基板1aと面対
称の形状となるように、凹部2、上支持部13cなどを
有する蓋基板1cを形成する。そして、支持基板1aと
蓋基板1cとを凹部側の面を向かい合わせ、即ち凹部2
と凹部2、下支持部13aと上支持部13cをそれぞれ
対向させて、蓋基板1cとシリコン薄膜1bとを陽極接
合により接合する。この陽極接合は、支持基板1aとシ
リコン基板22との陽極接合の条件に加えるに、例え
ば、真空度が10Paの真空槽中において行われる。
イレックスガラス基板を加工して、支持基板1aと面対
称の形状となるように、凹部2、上支持部13cなどを
有する蓋基板1cを形成する。そして、支持基板1aと
蓋基板1cとを凹部側の面を向かい合わせ、即ち凹部2
と凹部2、下支持部13aと上支持部13cをそれぞれ
対向させて、蓋基板1cとシリコン薄膜1bとを陽極接
合により接合する。この陽極接合は、支持基板1aとシ
リコン基板22との陽極接合の条件に加えるに、例え
ば、真空度が10Paの真空槽中において行われる。
【0044】図9において、この陽極接合により、支持
基板1aの凹部2と蓋基板1cの凹部2とは、シリコン
薄膜1bを介して接合されて、減圧された密閉空間2c
が形成される。そして、この密閉空間2cの中には、支
持基板1aの下支持部13a、シリコン薄膜1bの一部
である中間支持部13bおよび蓋基板1cの上支持部1
3cの3層構造よりなる支持体13が形成される。この
支持体13により、大気圧などの外部圧力により支持基
板1aまたは蓋基板1cが密閉空間2c内へ凹むのが防
止される。なお、蓋基板1cの上支持部13cとシリコ
ン薄膜1bの中間支持部13bは接合されているのが好
ましいが、接触していれば完全に接合していなくてもよ
い。
基板1aの凹部2と蓋基板1cの凹部2とは、シリコン
薄膜1bを介して接合されて、減圧された密閉空間2c
が形成される。そして、この密閉空間2cの中には、支
持基板1aの下支持部13a、シリコン薄膜1bの一部
である中間支持部13bおよび蓋基板1cの上支持部1
3cの3層構造よりなる支持体13が形成される。この
支持体13により、大気圧などの外部圧力により支持基
板1aまたは蓋基板1cが密閉空間2c内へ凹むのが防
止される。なお、蓋基板1cの上支持部13cとシリコ
ン薄膜1bの中間支持部13bは接合されているのが好
ましいが、接触していれば完全に接合していなくてもよ
い。
【0045】本発明は、このように支持体13を設ける
ことにより、図1に示す角速度センサ10の厚みを0.
8mmとすることができる。なお、図11に示す従来の
角速度センサ20の厚みは、大気圧に対し強度を保つた
めに、2.0mm必要である。したがって、本発明は、
従来の電子部品に比べて、略40%の厚みを有する電子
部品を実現することができる。
ことにより、図1に示す角速度センサ10の厚みを0.
8mmとすることができる。なお、図11に示す従来の
角速度センサ20の厚みは、大気圧に対し強度を保つた
めに、2.0mm必要である。したがって、本発明は、
従来の電子部品に比べて、略40%の厚みを有する電子
部品を実現することができる。
【0046】
【発明の効果】請求項1〜請求項4に記載の電子部品に
係る発明は、密閉空間を構成する二つの基板を支持体に
より内部から互い支えているので、外部筐体としての二
つの基板のうち、少なくとも一方を薄くすることができ
て、全体として薄型化、小形化を実現することができる
と共に、大気圧などの外部圧力に対する強度を向上させ
ることができる。
係る発明は、密閉空間を構成する二つの基板を支持体に
より内部から互い支えているので、外部筐体としての二
つの基板のうち、少なくとも一方を薄くすることができ
て、全体として薄型化、小形化を実現することができる
と共に、大気圧などの外部圧力に対する強度を向上させ
ることができる。
【0047】特に、二つの基板を支持基板および蓋基板
とし、支持体の材料を支持基板および蓋基板の材料並び
に被封止物形成材料とした場合には、支持基板、蓋基板
および被封止物を形成するときに、3層構造の支持体と
なる各支持部を同時に形成することができて、工程が簡
単となる。
とし、支持体の材料を支持基板および蓋基板の材料並び
に被封止物形成材料とした場合には、支持基板、蓋基板
および被封止物を形成するときに、3層構造の支持体と
なる各支持部を同時に形成することができて、工程が簡
単となる。
【0048】また、請求項5に記載の電子部品の製造方
法に係る発明は、シリコンなどの薄膜部材を一方の基板
に接合したとき、該薄膜部材が、支持部に支えられて大
気圧により凹部内へ凹むことがなく、均一平面を保持で
きるので、精度の高いフォトリソグラフィを行うことが
できて、微細構造を有する電子部品を実現できる。
法に係る発明は、シリコンなどの薄膜部材を一方の基板
に接合したとき、該薄膜部材が、支持部に支えられて大
気圧により凹部内へ凹むことがなく、均一平面を保持で
きるので、精度の高いフォトリソグラフィを行うことが
できて、微細構造を有する電子部品を実現できる。
【図1】 本発明の電子部品の一実施例の角速度センサ
の蓋基板を除外した支持基板および機能素子の平面図
の蓋基板を除外した支持基板および機能素子の平面図
【図2】 支持基板の斜視図
【図3】 本発明の電子部品の一実施例の角速度センサ
の製造方法を図1のX−X線断面により示すもので、支
持基板に加工されるパイレックスガラス基板を用意する
工程図
の製造方法を図1のX−X線断面により示すもので、支
持基板に加工されるパイレックスガラス基板を用意する
工程図
【図4】 パイレックスガラス基板を加工して支持基板
を形成する工程図
を形成する工程図
【図5】 支持基板の上面にシリコン基板を陽極接合す
る工程図
る工程図
【図6】 シリコン基板を薄く研磨する工程図
【図7】 シリコン基板を角速度センサの機能素子形状
にエッチングする工程図
にエッチングする工程図
【図8】 支持基板と同一形状に加工した蓋基板を支持
基板上に形成されたシリコン薄膜上に配置する工程図
基板上に形成されたシリコン薄膜上に配置する工程図
【図9】 蓋基板とシリコン薄膜とを陽極接合して、完
成した本実施例の角速度センサの断面形態図
成した本実施例の角速度センサの断面形態図
【図10】 従来の電子部品としての角速度センサの蓋
基板を除外した支持基板および機能素子の平面図
基板を除外した支持基板および機能素子の平面図
【図11】 図10のY−Y線断面形態図
1a 支持基板 1a’ 凹部を含む支持基板の表面 1b シリコン薄膜 2 凹部 2a 凹み 3〜6 固定電極 3a、4a 固定櫛歯電極 7 固定梁 8a 外可動梁 9a 内可動梁 10 角速度センサ 10a 可動部 11、12 振動重り 11a、12a 可動櫛歯電極 11b、12b 電極 13 支持体 13a 下支持部 13b 中間支持部 13c 上支持部 21 パイレックスガラス基板 22 シリコン基板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2F055 AA40 BB20 CC12 CC51 DD05 DD07 EE25 FF23 FF43 GG01 GG12 4M112 AA02 BA07 CA26 CA36 DA04 DA15 DA18 EA02 EA13
Claims (5)
- 【請求項1】 二つの基板の間に大気圧以下に減圧した
密閉空間を設け、この密閉空間内に被封止物を収容し、
該密閉空間内の前記二つの基板間に該二つの基板を支え
る少なくとも一つの支持体を備えている電子部品。 - 【請求項2】 凹部を備えた二つの基板を該凹部側を対
向させて密閉空間を形成し、該密閉空間内に少なくとも
可動部を配置した機能素子を前記基板間に形成し、前記
二つの基板の凹部の底面間に前記機能素子の動作を妨げ
ない位置に、前記二つの基板の底面を支える少なくとも
一つの支持体を備えている電子部品。 - 【請求項3】 前記支持体が、前記基板と同じ材料で形
成されている請求項1または請求項2に記載の電子部
品。 - 【請求項4】 前記支持体が、ガラス、シリコン及びガ
ラスの3層構造よりなる請求項1または請求項2に記載
の電子部品。 - 【請求項5】 二つの基板に凹部をそれぞれ形成すると
共に該凹部の底面に少なくとも一つの支持部をそれぞれ
植設する工程と、一方の基板の凹部の形成された面側に
薄膜部材を設ける工程と、該薄膜部材を加工して前記凹
部の領域に可動部を有する機能素子を形成すると共に、
前記支持部の先端面に前記薄膜部材の一部を残存させる
工程と、前記二つの基板の凹部および支持部が対向する
ように、他方の基板を薄膜部材に重ねて接合する工程
と、からなる電子部品の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10182527A JP2000022170A (ja) | 1998-06-29 | 1998-06-29 | 電子部品およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10182527A JP2000022170A (ja) | 1998-06-29 | 1998-06-29 | 電子部品およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000022170A true JP2000022170A (ja) | 2000-01-21 |
Family
ID=16119874
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10182527A Pending JP2000022170A (ja) | 1998-06-29 | 1998-06-29 | 電子部品およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000022170A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002022446A (ja) * | 2000-07-06 | 2002-01-23 | Murata Mfg Co Ltd | 外力検知センサ |
| JP2007199081A (ja) * | 2005-04-06 | 2007-08-09 | Murata Mfg Co Ltd | 加速度センサ |
| JP2008008820A (ja) * | 2006-06-30 | 2008-01-17 | Hitachi Ltd | 慣性センサおよびその製造方法 |
| JP2010112858A (ja) * | 2008-11-07 | 2010-05-20 | Sony Corp | 微小電気機械装置および電子機器 |
| JP2011022018A (ja) * | 2009-07-16 | 2011-02-03 | Mitsubishi Electric Corp | 静電容量型加速度センサー |
| JP2016163032A (ja) * | 2015-03-05 | 2016-09-05 | セイコーエプソン株式会社 | 半導体デバイス、電子機器および移動体 |
| US9564963B2 (en) | 1995-06-30 | 2017-02-07 | Interdigital Technology Corporation | Automatic power control system for a code division multiple access (CDMA) communications system |
| JP2019100727A (ja) * | 2017-11-28 | 2019-06-24 | セイコーエプソン株式会社 | 物理量センサー、物理量センサーデバイス、複合センサーデバイス、慣性計測装置、移動体測位装置、携帯型電子機器、電子機器、移動体および物理量センサーの製造方法 |
-
1998
- 1998-06-29 JP JP10182527A patent/JP2000022170A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| EP1170595A3 (en) * | 2000-07-06 | 2003-11-26 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | External force detecting sensor |
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