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▶ ノースロップ グルマン リテフ ゲーエムベーハーの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6263283
(24)【登録日】2017年12月22日
(45)【発行日】2018年1月17日
(54)【発明の名称】構成部材の製造方法および構成部材
(51)【国際特許分類】
B81C 3/00 20060101AFI20180104BHJP
B81B 3/00 20060101ALI20180104BHJP
【ＦＩ】
B81C3/00
B81B3/00
【請求項の数】14
【全頁数】20
(21)【出願番号】特願2016-570170(P2016-570170)
(86)(22)【出願日】2015年2月11日
(65)【公表番号】特表2017-506167(P2017-506167A)
(43)【公表日】2017年3月2日
(86)【国際出願番号】EP2015000304
(87)【国際公開番号】WO2015128063
(87)【国際公開日】20150903
【審査請求日】2016年8月23日
(31)【優先権主張番号】102014002825.9
(32)【優先日】2014年2月25日
(33)【優先権主張国】DE
(73)【特許権者】
【識別番号】508233962
【氏名又は名称】ノースロップ グルマン リテフ ゲーエムベーハー
【氏名又は名称原語表記】Ｎｏｒｔｈｒｏｐ Ｇｒｕｍｍａｎ ＬＩＴＥＦ ＧｍｂＨ
(74)【代理人】
【識別番号】110000338
【氏名又は名称】特許業務法人ＨＡＲＡＫＥＮＺＯ ＷＯＲＬＤ ＰＡＴＥＮＴ ＆ ＴＲＡＤＥＭＡＲＫ
(72)【発明者】
【氏名】ガイガー，ヴォルフラム
【審査官】
塩治 雅也
(56)【参考文献】
【文献】
米国特許出願公開第２０１３／００９９３８２（ＵＳ，Ａ１）
【文献】
特開２０１０−１９９５０７（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００８−２２９８３３（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特表２０１０−５２８８８８（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｂ８１Ｂ １／００− ７／０４
Ｂ８１Ｃ １／００−９９／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
電気伝導性材料からなる第１基板（１１）と、上記第１基板（１１）の第１表面（１１１）から外へ延びる、絶縁材料で充填された少なくとも一つの溝（１５）とを備え、上記第１基板（１１）の第１領域（１１３）は、上記第１表面（１１１）上の少なくとも一つの上記溝（１５）によって、上記第１基板（１１）の他の領域から、側面に沿って電気的に絶縁されている、第１層複合体（１０）を作成する工程と、
上記第１層複合体（１０）と構造層（２５）とを備え、上記構造層（２５）は、部品（１）の動作構造（２５２）を備え、少なくとも第１領域（２５１）内で電気伝導性を有し、上記構造層（２５）の上記第１領域（２５１）は、上記第１基板（１１）の上記第１領域（１１３）内において、上記第１基板（１１）の上記第１表面（１１１）に隣接し、そこへ電気的に導通する方式で接続される、第２層複合体（２０）を作成する工程と、
上記第１基板（１１）の第２表面（１１２）上の第１電気伝導接続面（１７）を作成する工程とを含み、上記第２表面（１１２）は、上記第１表面（１１１）の逆側に設置され、上記第１電気伝導接続面（１７）は、上記第１基板（１１）の上記第１領域（１１３）に配置され、上記第１基板（１１）の上記第１領域（１１３）は、上記第２表面（１１２）上の少なくとも一つの上記溝（１５）によって、上記第１基板（１１）の他の領域から、側面に沿って電気的に絶縁され、
上記第１層複合体（１０）を作成する工程において、第１凹部（１１５）が上記第１基板（１１）の上記第１表面（１１１）内に作成され、上記第１凹部（１１５）は、上記第１基板（１１）の厚みよりも小さい深さを有し、上記第１基板（１１）の上記第１領域（１１３）は、上記第１凹部（１１５）の外側に設置され、上記第１基板（１１）の第２領域（１１４）が、上記第１凹部（１１５）内側に配置され、上記第１基板（１１）の上記第２領域（１１４）は、上記第１基板（１１）の上記第１表面（１１１）上の、少なくとも一つの上記溝（１５）によって、上記第１基板（１１）の他の領域から、側面に沿って電気的に絶縁され、
上記第２層複合体（２０）を作成する工程において、上記動作構造（２５２）の少なくとも一部が、上記第１基板（１１）と間隔をおいて上記第１凹部（１１５）の内側に配置され、
第２電気伝導接続面（１８）が、上記第１基板（１１）の上記第２表面（１１２）に作成され、上記第２電気伝導接続面は、上記第１基板（１１）の上記第２領域（１１４）に配置され、上記第１基板（１１）の上記第２領域（１１４）は、上記第２表面（１１２）上の少なくとも一つの上記溝（１５）によって、上記第１基板（１１）の他の領域から、側面に沿って電気的に絶縁され、
上記第１層複合体（１０）は、絶縁材料で充填された少なくとも二つの溝（１５）を備え、
上記第１基板（１１）の少なくとも二つの第２領域（１１４）は上記第１凹部（１１５）の内側に配置され、
少なくとも二つの第２電気伝導接続面（１８）が、上記第１基板（１１）の上記第２表面（１１２）上に作成され、全ての第２電気伝導接続面（１８）が、上記第１基板（１１）の上記第２領域（１１４）の一つに配置されていることを特徴とする部品（１）の製造方法。
上記第１層複合体（１０）と構造層（２５）とを備え、上記構造層（２５）は、部品（１）の動作構造（２５２）を備え、少なくとも第１領域（２５１）内で電気伝導性を有し、上記構造層（２５）の上記第１領域（２５１）は、上記第１基板（１１）の上記第１領域（１１３）内において、上記第１基板（１１）の上記第１表面（１１１）に隣接し、そこへ電気的に導通する方式で接続される、第２層複合体（２０）を作成する工程と、
上記第１基板（１１）の第２表面（１１２）上の第１電気伝導接続面（１７）を作成する工程とを含み、上記第２表面（１１２）は、上記第１表面（１１１）の逆側に設置され、上記第１電気伝導接続面（１７）は、上記第１基板（１１）の上記第１領域（１１３）に配置され、上記第１基板（１１）の上記第１領域（１１３）は、上記第２表面（１１２）上の少なくとも一つの上記溝（１５）によって、上記第１基板（１１）の他の領域から、側面に沿って電気的に絶縁され、
上記第１層複合体（１０）を作成する工程において、第１凹部（１１５）が上記第１基板（１１）の上記第１表面（１１１）内に作成され、上記第１凹部（１１５）は、上記第１基板（１１）の厚みよりも小さい深さを有し、上記第１基板（１１）の上記第１領域（１１３）は、上記第１凹部（１１５）の外側に設置され、上記第１基板（１１）の第２領域（１１４）が、上記第１凹部（１１５）内側に配置され、上記第１基板（１１）の上記第２領域（１１４）は、上記第１基板（１１）の上記第１表面（１１１）上の、少なくとも一つの上記溝（１５）によって、上記第１基板（１１）の他の領域から、側面に沿って電気的に絶縁され、
上記第２層複合体（２０）を作成する工程において、上記動作構造（２５２）の少なくとも一部が、上記第１基板（１１）と間隔をおいて上記第１凹部（１１５）の内側に配置され、
第２電気伝導接続面（１８）が、上記第１基板（１１）の上記第２表面（１１２）に作成され、上記第２電気伝導接続面は、上記第１基板（１１）の上記第２領域（１１４）に配置され、上記第１基板（１１）の上記第２領域（１１４）は、上記第２表面（１１２）上の少なくとも一つの上記溝（１５）によって、上記第１基板（１１）の他の領域から、側面に沿って電気的に絶縁され、
上記第１層複合体（１０）は、絶縁材料で充填された少なくとも二つの溝（１５）を備え、
上記第１基板（１１）の少なくとも二つの第２領域（１１４）は上記第１凹部（１１５）の内側に配置され、
少なくとも二つの第２電気伝導接続面（１８）が、上記第１基板（１１）の上記第２表面（１１２）上に作成され、全ての第２電気伝導接続面（１８）が、上記第１基板（１１）の上記第２領域（１１４）の一つに配置されていることを特徴とする部品（１）の製造方法。
【請求項2】
上記第１層複合体（１０）は、上記第１基板（１１）と、少なくとも一つの上記溝（１５）とのみを備え、
上記第１基板（１１）内の少なくとも一つの上記溝（１５）は、上記第２層複合体（２０）を作成する前に、上記第１基板（１１）の上記第２表面（１１２）に延びることを特徴とする請求項１に記載の部品（１）の製造方法。
上記第１基板（１１）内の少なくとも一つの上記溝（１５）は、上記第２層複合体（２０）を作成する前に、上記第１基板（１１）の上記第２表面（１１２）に延びることを特徴とする請求項１に記載の部品（１）の製造方法。
【請求項3】
上記第１層複合体（１０）内の少なくとも一つの上記溝（１５）は、上記第２層複合体（２０）を作成する工程の前に、上記第１層複合体（１０）の厚みよりも小さい深さまで延び、
上記第１電気伝導接続面（１７）を作成する工程の前に、上記第１層複合体（１０）の第１表面（１２）から、少なくとも一つの上記溝（１５）の深さまでの、上記第１層複合体（１０）の厚みは縮小され、上記第１層複合体（１０）の上記第１表面（１２）は、上記第１基板（１１）の上記第１表面（１１１）の逆側に設置された、上記第１層複合体（１０）の表面であることを特徴とする請求項１または２に記載の部品（１）の製造方法。
上記第１電気伝導接続面（１７）を作成する工程の前に、上記第１層複合体（１０）の第１表面（１２）から、少なくとも一つの上記溝（１５）の深さまでの、上記第１層複合体（１０）の厚みは縮小され、上記第１層複合体（１０）の上記第１表面（１２）は、上記第１基板（１１）の上記第１表面（１１１）の逆側に設置された、上記第１層複合体（１０）の表面であることを特徴とする請求項１または２に記載の部品（１）の製造方法。
【請求項4】
上記第２層複合体（２０）は、上記第１層複合体（１０）と逆側の上記構造層（２５）に隣接し、第２基板（３１）を備えた、第３層複合体（３０）をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の部品（１）の製造方法。
【請求項5】
上記第２層複合体（２０）を作成する上記工程は、
上記第１基板（１１）の上記第１表面（１１１）上に上記構造層（２５）を作成する工程と、
上記第１層複合体（１０）に適用された上記構造層（２５）を、上記第３層複合体（３０）に接続する工程とを含むことを特徴とする請求項４に記載の部品（１）の製造方法。
上記第１基板（１１）の上記第１表面（１１１）上に上記構造層（２５）を作成する工程と、
上記第１層複合体（１０）に適用された上記構造層（２５）を、上記第３層複合体（３０）に接続する工程とを含むことを特徴とする請求項４に記載の部品（１）の製造方法。
【請求項6】
上記第２層複合体（２０）を作成する上記工程は、
上記第３層複合体（３０）上に上記構造層（２５）を作成する工程と、
上記第３層複合体（３０）に適用された上記構造層（２５）を、上記第１層複合体（１０）に接続する工程とを含むことを特徴とする請求項４に記載の部品（１）の製造方法。
上記第３層複合体（３０）上に上記構造層（２５）を作成する工程と、
上記第３層複合体（３０）に適用された上記構造層（２５）を、上記第１層複合体（１０）に接続する工程とを含むことを特徴とする請求項４に記載の部品（１）の製造方法。
【請求項7】
上記第３層複合体（３０）は、少なくとも一部の領域で導電性を有する、カバー層（３５）を備え、上記カバー層（３５）は、上記第２基板の第１表面（３１１）上に配置され、上記第２基板（３１）の上記第１表面（３１１）は、上記構造層（２５）と対向する上記第２基板（３１）の表面であり、
第２凹部（３５２）が、上記カバー層（３５）の第１表面（３５１）内に作成され、上記カバー層（３５）の上記第１表面（３５１）は、上記構造層（２５）と対向する上記カバー層（３５）の表面であり、上記第２凹部（３５２）の深さは、上記カバー層（３５）の厚みよりも小さく、
上記第２層複合体（２０）を作成する上記工程において、上記カバー層（３５）の導電領域は、上記構造層（２５）の上記第１領域（２５１）と、上記構造層（２５）の第２領域（２５３）とに隣接し、上記構造層（２５）の上記第１領域（２５１）は、上記動作構造（２５２）の外側に配置され、上記構造層（２５）の上記第２領域（２５３）は、上記動作構造（２５２）の内側に配置され、電気伝導性を有し、上記第２凹部（３５２）と、上記動作構造（２５２）の少なくとも一部とは、上記第２凹部（３５２）の側面位置が、上記動作構造（２５２）の少なくとも一部の側面位置に一致するように配置され、上記カバー層（３５）は、上記構造層（２５）の上記第２領域（２５３）を上記構造層（２５）の上記第１領域（２５１）に接続する、伝導経路ブリッジ（３５３）を形成することを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載の部品（１）の製造方法。
第２凹部（３５２）が、上記カバー層（３５）の第１表面（３５１）内に作成され、上記カバー層（３５）の上記第１表面（３５１）は、上記構造層（２５）と対向する上記カバー層（３５）の表面であり、上記第２凹部（３５２）の深さは、上記カバー層（３５）の厚みよりも小さく、
上記第２層複合体（２０）を作成する上記工程において、上記カバー層（３５）の導電領域は、上記構造層（２５）の上記第１領域（２５１）と、上記構造層（２５）の第２領域（２５３）とに隣接し、上記構造層（２５）の上記第１領域（２５１）は、上記動作構造（２５２）の外側に配置され、上記構造層（２５）の上記第２領域（２５３）は、上記動作構造（２５２）の内側に配置され、電気伝導性を有し、上記第２凹部（３５２）と、上記動作構造（２５２）の少なくとも一部とは、上記第２凹部（３５２）の側面位置が、上記動作構造（２５２）の少なくとも一部の側面位置に一致するように配置され、上記カバー層（３５）は、上記構造層（２５）の上記第２領域（２５３）を上記構造層（２５）の上記第１領域（２５１）に接続する、伝導経路ブリッジ（３５３）を形成することを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載の部品（１）の製造方法。
【請求項8】
上記構造層（２５）と、上記構造層（２５）に対向する上記第３層複合体（３０）の層とは、同じ材料からなることを特徴とする請求項４〜７のいずれか１項に記載の部品（１）の製造方法。
【請求項9】
上記第１基板（１１）と、上記構造層（２５）とは、同じ材料からなることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の部品（１）の製造方法。
【請求項10】
第１層複合体（１０）と、構造層（２５）と、第１電気伝導接続面（１７）とを備え、
上記第１層複合体（１０）は、電気伝導性材料からなる第１基板（１１）と、少なくとも一つの溝（１５）とを備え、上記溝（１５）は、上記第１基板（１１）の第１表面（１１１）から、上記第１基板（１１）の第２表面（１１２）に向かって外へ延び、上記第２表面（１１２）は、上記第１表面（１１１）の逆側に配置され、上記第１基板（１１）の第１領域（１１３）は、少なくとも一つの上記溝（１５）によって、上記第１基板（１１）の他の領域から、側面に沿って電気的に絶縁され、
上記構造層（２５）は、部品（１）の動作構造（２５２）を備え、少ないとも第１領域（２５１）内において電気伝導性を有し、上記構造層（２５）の上記第１領域（２５１）は、上記第１基板（１１）の上記第１領域（１１３）内において、上記第１基板（１１）の上記第１表面（１１１）に隣接し、上記第１基板（１１）の上記第１領域（１１３）に、電気的に導通する方式で接続され、
上記第１電気伝導接続面（１７）は、上記第１基板（１１）の上記第２表面（１１２）上に配置され、上記第１電気伝導接続面（１７）は、上記第１基板（１１）の上記第１領域（１１３）内に配置され、
第１凹部（１１５）が、上記第１基板（１１）の上記第１表面（１１１）に形成され、上記第１凹部（１１５）は、上記第１基板（１１）の厚みよりも小さい深さを有し、上記第１基板（１１）の上記第１領域（１１３）は、上記第１凹部（１１５）の外側に配置され、上記第１基板（１１）の第２領域（１１４）が、上記第１凹部（１１５）内側に配置され、上記第１基板（１１）の上記第２領域（１１４）は、少なくとも一つの上記溝（１５）によって、上記第１基板（１１）の他の領域から、側面に沿って電気的に絶縁され、
上記動作構造（２５２）の少なくとも一部が、上記第１基板（１１）と間隔をおいて上記第１凹部（１１５）内側に配置され、
第２電気伝導接続面（１８）が、上記第１基板（１１）の上記第２表面（１１２）上に配置され、上記第２電気伝導接続面は、上記第１基板（１１）の上記第２領域（１１４）内に配置され、
上記第１層複合体（１０）は、絶縁材料で充填された少なくとも二つの溝（１５）を備え、
上記第１基板（１１）の少なくとも二つの第２領域（１１４）は上記第１凹部（１１５）の内側に配置され、
少なくとも二つの第２電気伝導接続面（１８）が、上記第１基板（１１）の上記第２表面（１１２）上に配置され、全ての第２電気伝導接続面（１８）が、上記第１基板（１１）の上記第２領域（１１４）の一つに配置されていることを特徴とする部品（１）。
上記第１層複合体（１０）は、電気伝導性材料からなる第１基板（１１）と、少なくとも一つの溝（１５）とを備え、上記溝（１５）は、上記第１基板（１１）の第１表面（１１１）から、上記第１基板（１１）の第２表面（１１２）に向かって外へ延び、上記第２表面（１１２）は、上記第１表面（１１１）の逆側に配置され、上記第１基板（１１）の第１領域（１１３）は、少なくとも一つの上記溝（１５）によって、上記第１基板（１１）の他の領域から、側面に沿って電気的に絶縁され、
上記構造層（２５）は、部品（１）の動作構造（２５２）を備え、少ないとも第１領域（２５１）内において電気伝導性を有し、上記構造層（２５）の上記第１領域（２５１）は、上記第１基板（１１）の上記第１領域（１１３）内において、上記第１基板（１１）の上記第１表面（１１１）に隣接し、上記第１基板（１１）の上記第１領域（１１３）に、電気的に導通する方式で接続され、
上記第１電気伝導接続面（１７）は、上記第１基板（１１）の上記第２表面（１１２）上に配置され、上記第１電気伝導接続面（１７）は、上記第１基板（１１）の上記第１領域（１１３）内に配置され、
第１凹部（１１５）が、上記第１基板（１１）の上記第１表面（１１１）に形成され、上記第１凹部（１１５）は、上記第１基板（１１）の厚みよりも小さい深さを有し、上記第１基板（１１）の上記第１領域（１１３）は、上記第１凹部（１１５）の外側に配置され、上記第１基板（１１）の第２領域（１１４）が、上記第１凹部（１１５）内側に配置され、上記第１基板（１１）の上記第２領域（１１４）は、少なくとも一つの上記溝（１５）によって、上記第１基板（１１）の他の領域から、側面に沿って電気的に絶縁され、
上記動作構造（２５２）の少なくとも一部が、上記第１基板（１１）と間隔をおいて上記第１凹部（１１５）内側に配置され、
第２電気伝導接続面（１８）が、上記第１基板（１１）の上記第２表面（１１２）上に配置され、上記第２電気伝導接続面は、上記第１基板（１１）の上記第２領域（１１４）内に配置され、
上記第１層複合体（１０）は、絶縁材料で充填された少なくとも二つの溝（１５）を備え、
上記第１基板（１１）の少なくとも二つの第２領域（１１４）は上記第１凹部（１１５）の内側に配置され、
少なくとも二つの第２電気伝導接続面（１８）が、上記第１基板（１１）の上記第２表面（１１２）上に配置され、全ての第２電気伝導接続面（１８）が、上記第１基板（１１）の上記第２領域（１１４）の一つに配置されていることを特徴とする部品（１）。
【請求項11】
上記部品（１）は、上記第１層複合体（１０）と逆側の上記構造層（２５）に隣接し、第２基板（３１）を備えた、第３層複合体（３０）をさらに備えたことを特徴とする請求項１０に記載の部品（１）。
【請求項12】
上記第３層複合体（３０）は、少なくとも一部の領域で導電性を有する、カバー層（３５）を備え、上記カバー層（３５）は、上記第２基板の第１表面（３１１）上に配置され、上記第２基板（３１）の上記第１表面（３１１）は、上記構造層（２５）と対向する上記第２基板（３１）の表面であり、
第２凹部（３５２）が、上記カバー層（３５）の第１表面（３５１）内に形成され、上記カバー層（３５）の上記第１表面（３５１）は、上記構造層（２５）と対向する上記カバー層（３５）の表面であり、上記第２凹部（３５２）の深さは、上記カバー層（３５）の厚みよりも小さく、
上記カバー層（３５）の導電領域は、上記構造層（２５）の上記第１領域（２５１）と、上記構造層（２５）の第２領域（２５３）とに隣接し、上記構造層（２５）の上記第１領域（２５１）は、上記動作構造（２５２）の外側に配置され、上記構造層（２５）の上記第２領域（２５３）は、上記動作構造（２５２）の内側に配置され、電気伝導性を有し、上記第２凹部（３５２）と、上記動作構造（２５２）の少なくとも一部とは、上記第２凹部（３５２）の側面位置が、上記動作構造（２５２）の少なくとも一部の側面位置に一致するように配置され、上記カバー層（３５）は、上記構造層（２５）の上記第２領域（２５３）を上記構造層（２５）の上記第１領域（２５１）に接続する、伝導経路ブリッジ（３５３）を形成することを特徴とする請求項１１に記載の部品（１）。
第２凹部（３５２）が、上記カバー層（３５）の第１表面（３５１）内に形成され、上記カバー層（３５）の上記第１表面（３５１）は、上記構造層（２５）と対向する上記カバー層（３５）の表面であり、上記第２凹部（３５２）の深さは、上記カバー層（３５）の厚みよりも小さく、
上記カバー層（３５）の導電領域は、上記構造層（２５）の上記第１領域（２５１）と、上記構造層（２５）の第２領域（２５３）とに隣接し、上記構造層（２５）の上記第１領域（２５１）は、上記動作構造（２５２）の外側に配置され、上記構造層（２５）の上記第２領域（２５３）は、上記動作構造（２５２）の内側に配置され、電気伝導性を有し、上記第２凹部（３５２）と、上記動作構造（２５２）の少なくとも一部とは、上記第２凹部（３５２）の側面位置が、上記動作構造（２５２）の少なくとも一部の側面位置に一致するように配置され、上記カバー層（３５）は、上記構造層（２５）の上記第２領域（２５３）を上記構造層（２５）の上記第１領域（２５１）に接続する、伝導経路ブリッジ（３５３）を形成することを特徴とする請求項１１に記載の部品（１）。
【請求項13】
上記構造層（２５）と、上記構造層（２５）に対向する上記第３層複合体（３０）の層とは、同じ材料からなることを特徴とする請求項１１または１２に記載の部品（１）。
【請求項14】
上記第１基板（１１）と、上記構造層（２５）とは、同じ材料からなることを特徴とする請求項１０〜１３のいずれか１項に記載の部品（１）。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【0001】
本発明は構成部材、特に、微小機械、微小電子機械（ＭＥＭＳ）、より正確には、微小光電子機械（ＭＯＥＭＳ）の構成部材の製造方法、およびこのような構成部材に関する。
【0002】
微小電子機械（ＭＥＭＳ）構成部材、および微小光電子機械構成部材（ＭＯＥＭＳ）に対する、湿度および汚染（例えば、塵）のような周囲の影響を、各々できるだけ低く保つため、このような構成部材の動作構造は、よく密閉封入される。このことに関連して、特に、可動構造、光学構造、もしくは、可動かつ光学的な構造（例えば、可動鏡）も同様に、「動作構造」として理解されている。「動作領域」という用語は、動作構造が位置する、より正確には動く領域、より正確には、構成部材の体積を示す。さらに、密閉封止封入は、動作構造の領域のある内部圧力に置かれることに順応することができ、このことは、例えば、加速センサおよびジャイロスコープ（回転速度センサ）のような、定義された内部圧力によって機能する構成部材にとって特に好都合である。
【0003】
ＭＥＭＳおよびＭＯＥＭＳの構成部材は、できるだけ費用効果よく製造することができるように、一般的には、それぞれウエハの段階で製造される。頻繁に行われる接合工程は、陰極接合工程と同様に、直接接合工程の基礎に影響され得る。
【0004】
構成部材のある部分と接続する（例えば、動作構造に接続する）ための、構成部材の密閉封止された領域からの電気的接続を引き出すことは、製造の観点から実現することが難しい。様々な可能性が考慮に加わる：例えば、電気的な接続は、それぞれが移植および拡散工程によって製造された、低層抵抗を有する、側面を走る半導体層によって実現する。さらに、平坦保護層に覆われた構造化導体層の手法によって、実現が可能である。
【0005】
代わりに、垂直に走る複数の貫通接続の形で、構成部材の電気的接続が引き出されてもよい。接続は、構成部材のカバーの開口または穴を通って引かれ、接続される構成部材の一部と接続される、ワイヤを通じて設けられてもよい。しかしながら、大きなアスペクト比の開口の場合、すなわち、開口の側面に対する開口の深さの比が大きい場合、接続の実現と耐久性に関する難易度は上がる可能性がある。他の可能性によれば、構成部材のカバーの開口または穴を、電気接続層を挿入することによって、すなわち、開口を充填する電気接続材料によって、製造されてもよい。これは、特に、開口のアスペクト比が高い場合に、例えば、充填された、または連続しない設置された層の穴を通じた接続の実現の困難性の結果となり、および充填される材料に関する高い材料費、もしくは追加の製造工程を要求する場合がある。
【0006】
構成部材のカバーと構成部材の他の層とを接続する工程の間には、別の問題が発生し得る。上記開口が、接合工程の前にすでに存在し、導電性の材料で充填されていなかった場合、その結果、カバーと他の層との接続を可能にする接合領域が減少する。存在する開口がすでに導電性の材料で充填されている場合、その結果、接合工程のパラメータ（例えば、温度および圧力）に関する制約が、そこから発生することとなる。どちらの場合も接続の品質は低下する場合があり、構成部材の密閉封止領域の製造は保証されない可能性がある。
【0007】
したがって、本発明の目的は、構成部材の一部との電気接続を実現することによる、構成部材、特に、微小機械、微小電子機械、より正確には、微小光電子機械の構成部材の製造方法、およびこのような構成部材の提供である。
【0008】
この目的は、独立請求項の主題によって解決される。好ましい実施形態は、下位請求項に見られる。
【0009】
本発明に係る構成部材の製造方法は、電気伝導性材料からなる第１基板と、絶縁材料で充填された少なくとも一つの溝とを備えた、第１層構成物を作成する工程を含む。少なくとも一つの上記溝は、上記第１基板の第１の面から外へ延び、上記第１基板の第１領域が、上記第１の面上の少なくとも一つの上記溝によって、上記第１基板の他の領域から、側面が電気的に絶縁されるように配置される。さらに、上記構成部材の製造方法は、上記第１層構成物と構造層とを備えた、第２層構成物を作成する工程を含む。上記構造層は、上記構成部材の動作構造を備え、少なくとも第１領域内で電気伝導性を有する。上記構造層の上記第１領域は、上記第１基板の上記第１領域内において、上記第１基板の上記第１の面に隣接し、上記第１基板の上記第１領域に、電気的に導通する方式で接続されている。さらに、上記構成部材の製造方法は、上記第１基板の第２の面上の第１電気伝導接触面を作成する工程を含み、上記第２の面は、上記第１の面の逆側に設置され、上記第１接触面は、上記第１基板の上記第１領域に配置されている。上記第１基板の上記第１領域は、少なくとも一つの上記溝によって、上記第１基板の他の領域から、側面が電気的に絶縁されている、上記第１基板の上記第２の面上にある。したがって、上記第１基板の上記第２の面上の上記第１接触面と、上記構造層の上記第１領域との電気的接続が、上記第１基板の上記第１領域の手段によって実現される。
【0010】
上記構成部材の製造方法の一実施形態によれば、上記第１層構成物の作成の間、深さが上記第１基板の厚みよりも小さい第１凹部が、上記第１基板の上記第１の面内に作成されてもよい。上記第１基板の上記第１領域は、上記第１凹部の外側に配置される。上記第１基板の第２領域が、上記第１基板の上記第１の面上の、少なくとも一つの上記溝によって、上記第１基板の他の領域から、側面が電気的に絶縁されるように、上記第１凹部の内側に、上記第１基板の第２領域が配置されていてもよい。上記第２層構成物の作成の間、上記動作構造の少なくとも一部が、上記第１基板と間隔をおいて上記第１凹部の内側に配置される。さらに、第２電気伝導接触面が、上記第１基板の上記第２の面に作成され、上記第２接触面は、上記第１基板の上記第２領域に配置され、上記第１基板の上記第２領域は、上記第２の面上の少なくとも一つの上記溝によって、上記第１基板の他の領域から、側面が電気的に絶縁されている。
【0011】
一実施形態によれば、上記第１層構成物は、絶縁材料で充填された少なくとも二つの溝を備え、上記第１基板の少なくとも二つの第２領域は上記第１凹部と共に配置されている。少なくとも二つの第２接触面は、上記第１基板の上記第２の面上に作成され、全ての第２接触面が、上記第１基板の上記第２領域の一つに配置されている。
【0012】
一実施形態によれば、上記第１層構成物は、上記第１基板と、少なくとも一つの上記溝とのみを備えていてもよく、上記第１基板内の少なくとも一つの上記溝は、上記第２層構成物を作成する前に、上記第１基板の上記第２の面に延びている。
【0013】
他の実施形態によれば、上記第１層構成物内の少なくとも一つの上記溝は、上記第２層構成物を作成する工程の前に、上記第１層構成物の厚みよりも小さい深さまではじめに延びる。上記第２層構成物の作成後、および上記第１接触面の作成前に、上記第１層構成物の第１の面から、少なくとも一つの上記溝の深さまでの、上記第１層構成物の厚みは縮小される。上記第１層構成物の上記第１の面は、上記第１基板の上記第１の面の逆側に設置された、上記第１層構成物の面である。
【0014】
さらなる実施形態によれば、上記第２層構成物は、上記第１層構成物と逆側の上記基板層に隣接し、第２基板を備えた、第３層構成物をさらに備えていてもよい。
【0015】
上記第２層構成物が第３層構成物を備えている場合、上記第２層構成物は、第１の実施形態によれば、はじめに上記構造層が上記第１基板の上記第１の面に適用されるように作成され、その後、上記第１層構成物に適用された上記構造層は、上記第３層構成物に接続される。他の実施形態によれば、上記第２層構成物は、はじめに上記構造層が上記第３層構成物に適用されるように作成され、その後、上記第３層構成物に適用された上記構造層は、上記第１層構成物に接続される。
【0016】
一実施形態によれば、上記第３層構成物は、少なくとも一つの領域で導電性を有する、上記第２基板の第１の面上に配置された被膜層を備えていてもよい。上記第２基板の上記第１の面は、上記構造層と対向する上記第２基板の面である。第２凹部が、上記被膜層の第１の面内に作成されてもよく、上記被膜層の上記第１の面は、上記構造層と対向する上記被膜層の面である。上記第２凹部の深さは、上記被膜層の厚みよりも小さい。上記第２層構成物の作成の間、上記被膜層の導電領域は、上記構造層の上記第１領域と、上記構造層の第２領域とに隣接する様式で配置される。上記構造層の上記第１領域は、上記動作構造の外側に配置され、これに対し、上記構造層の上記第２領域は、上記動作構造の内側に配置され、電気伝導性を有する。上記第２凹部と、上記動作構造の少なくとも一部とは、上記第２凹部の側面位置が、上記動作構造の少なくとも一部の側面位置に一致するように配置されている。これにより、上記被膜層は、上記構造層の上記第２領域を上記構造層の上記第１領域に接続する、伝導経路ブリッジを形成する。
【0017】
一実施形態によれば、上記構造層と、上記構造層に対向する上記第３層構成物の層とは、同じ材料からなっていてもよい。
【0018】
さらなる実施形態によれば、上記第１基板と、上記構造層とは、同じ材料からなっていてもよい。
【0019】
上記第２層構成物の作成の間、例えば、上記第１基板と上記構造層とが互いに接続された層、および、該当する場合、上記構造層に対向する上記第３層構成物の層が、同じ材料からなる場合、それらの層の接続に特に適した方法として、例えば、接合工程が使用されてもよい。例えば、上記層は半導体、特に、シリコンからなっていてもよい。
【0020】
本発明に係る構成部材は、電気伝導性材料からなる第１基板と、絶縁材料で充填された少なくとも一つの溝とを備えた、第１層構成物を備える。少なくとも一つの上記溝は、上記第１基板の第１の面から、上記第１基板の第２の面に向かって外へ延び、上記第１基板の上記第２の面は、上記第１基板の上記第１の面の逆側に設置されている。少なくとも一つの上記溝は、上記第１基板の第１領域が、少なくとも一つの上記溝によって、上記第１基板の他の領域から、側面が電気的に絶縁されるように配置される。上記構成部材は、上記構成部材の動作構造を備え、少なくとも第１領域内で電気伝導性を有する、構造層をさらに備える。上記構造層の上記第１領域は、上記第１基板の上記第１領域内において、上記第１基板の上記第１の面に隣接し、上記構造層の上記第１領域は、上記第１基板の上記第１領域に、電気的に導通する方式で接続されている。上記構成部材は、上記第１基板の上記第２の面上の第１電気伝導接触面を備え、上記第１接触面は上記第１基板の上記第１領域内に配置されている。
【0021】
一実施形態によれば、上記第１基板の厚みよりも小さい深さを有する、第１凹部が、上記第１基板の上記第１の面に形成される。上記第１基板の上記第１領域は、上記第１凹部の外側に配置され、その上、上記第１基板の第２領域が、上記第１凹部内側に配置されてもよく、上記第１基板の上記第２領域は、少なくとも一つの上記溝によって、上記第１基板の他の領域から、側面が電気的に絶縁されている。上記動作構造の少なくとも一部が、上記第１基板と間隔をおいて上記第１凹部内側に配置される。上記構成部材は、上記第１基板の上記第２の面上の第２電気伝導接触面をさらに備え、上記第２接触面は、上記第１基板の上記第２領域内に配置されている。
【0022】
一実施形態によれば、上記第１層構成物は、絶縁材料で充填された少なくとも二つの溝を備える。上記第１基板の少なくとも二つの第２領域は上記第１凹部の内側に配置され、少なくとも二つの第２接触面が、上記第１基板の上記第２の面上に配置され、全ての第２接触面が、上記第１基板の上記第２領域の一つに配置されている。
【0023】
一実施形態によれば、上記構成部材は、上記第１層構成物と逆側の上記構造層に隣接し、第２基板を備えた、第３層構成物をさらに備えていてもよい。上記第１層構成物、上記構造層、および上記第３層構成物は、上記構造層の上記動作層が密封封止される方法で閉じられるように、互いが接続されていてもよい。
【0024】
一実施形態によれば、上記第３層構成物は、少なくとも一つの領域で導電性を有する、被膜層を備えていてもよい。上記被膜層は、上記第２基板の第１の面上に配置され、上記第２基板の上記第１の面は、上記構造層と対向する上記第２基板の面である。さらに、第２凹部が、上記被膜層の上記第１の面内に形成されていてもよく、上記被膜層の上記第１の面は、上記構造層と対向する上記被膜層の面であり、上記第２凹部の深さは、上記被膜層の厚みよりも小さい。上記被膜層の導電領域は、上記構造層の上記第１領域と、上記構造層の第２領域とに隣接し、上記構造層の上記第１領域は、上記動作構造の外側に配置され、上記構造層の上記第２領域は、上記動作構造の内側に配置され、電気伝導性を有する。上記第１凹部と、上記動作構造の少なくとも一部とは、上記第２凹部の側面位置が、上記動作構造の少なくとも一部の側面位置に一致するように配置される。これにより、上記被膜層は、上記構造層の上記第２領域を上記構造層の上記第１領域に接続する、伝導経路ブリッジを形成する。
【0025】
一実施形態によれば、上記構造層と、上記構造層に対向する上記第３層構成物の層とは、同じ材料からなっていてもよい。
【0026】
さらなる実施形態によれば、上記第１基板と、上記構造層とは、同じ材料からなっていてもよい。
【0027】
本発明の実施形態は、同様の要素に同じ部材番号が付されて示される図面に基づいた、以下の本文において、より詳細に説明される。
【0029】
図１Ｂは、本発明の一実施形態に係る構成部材の、二つの層の概略上面図である。
【0030】
図２は、本発明のさらなる実施形態に係る構成部材の、Ｉ−Ｉ’線に沿った概略断面図である。
【0035】
図１Ａは、直線Ｉ−Ｉ’に沿った第１の実施形態による、本発明に係る構成部材を貫く断面図を示す。また、図１Ｂは、構成部材の２つの層の上面図を示す。図１Ａに示す構成部材１は、第１接触面１７ａ〜１７ｃおよび第２接触面１８はもちろん、第１層構成物１０、構造層２５、および第３層構成物３０を備えている。第１層構成物１０、構造層２５、および第３層構成物３０は共に第２層構成物２０を形成する。
【0036】
第１層構成物１０は、第１基板１１を備えており、第１基板１１は、第１の面１１１、および第１基板１１の第１の面１１１の反対側に配置された第２の面１１２を有する。この接続において、語句「基板」は、１つの材料のみから成る構成を示す。例えば、第１基板１１はシリコンウエハーであるが、第１基板１１が電気的伝導性を有するのであれば、複数の層および複数の材料から作られた混合物を含むものであってもよい。
【0037】
第１基板１１は、少なくとも第１領域１１３を有している。第１領域１１３は、溝１５によって、第１基板１１の他の領域から電気的に絶縁されている。図１Ａにおいて、３つの第１領域１３ａ、１１３ｂ、および１１３ｃが示される。第１基板１１において、さらなる領域が、様々な第１領域１１３を電気的に絶縁する特定の溝１５同士の間に配置されてもよい。これは、図１Ａにおいて、第１領域１１３ａおよび第１領域１１３ｂに対して示されている。しかし、図１Ａにおいて第１領域１１３ｂおよび第１領域１１３ｃに対して示すように、まさに同一の溝１５がまた２つの第１領域に隣接していてもよい。溝１５は、絶縁材料で満たされており、第１基板１１の第１の面１１１から第１基板１１の第２の面１１２まで伸びる。複数の溝１５は、個々の溝１５が、第１領域１１３を第１基板１１の他の領域から完全に絶縁するように配置される。上面図において、特定の溝１５毎に、特定の第１領域１１３を完全に絶縁するのであれば、複数の溝１５が任意に配置されてもよい。上面図において、特定の溝１５によって絶縁された特定の第１領域１１３は任意の形態を有してもよい。絶縁された第１領域１１３は、例えば、上面図において、円形、長方形、六角形、または任意の他の形態を有してもよい。溝１５は、−断面において−、第１の面１１１から第２の面１１２に任意に伸びてもよい。これは、溝１５は、切れ目なく伸びるのであれば、面１１１および面１１２に対して垂直、またはそれらの面に対して所定の角度を有する直線または曲線で伸びてもよいことを示す。
【0038】
第１基板１１において、第１の面１１１から外部に伸びる、第１凹部１１５が形成されてもよい。ここで、第１凹部１１５の深さは、第１基板１１の厚みよりも少ない。第１凹部１１５内には、第１基板１１の第２領域１１４が形成される。第２領域１１４は、少なくとも１つの溝１５によって、第１基板１１の他の領域から側面が電気的に絶縁される。第１基板１１の第２領域１１４は、また、第１凹部１１５を超えて側面が伸びてもよい。これは、第２領域１１４が第１凹部１１５の外側にある第１基板１１の複数の領域に対して、物理的かつ電気的の両方で接続されてもよいことを意味する。図１Ａおよび図１Ｂに示す場合において、第２領域１１４は、第１領域１１３ａ〜１１３ｃから電気的に絶縁される。
【0039】
構造層２５は、第１領域２５１ａ〜２５１ｃ、動作構造２５２、第２領域２５３、および第３領域２５４を備えている。第１領域２５１ａ〜２５１ｃは動作構造２５２の外側に配置され、第２領域２５３は動作構造２５２の中に配置される。構造層の設計については、図１Ｂに基づいて詳細に説明する。
【0040】
図１Ｂは、例示的な実施形態における、動作構造２５２を有する微小な機械的構成部材１の構造層２５を示す。動作構造２５２は、ばね２５５を介して構造層の第３領域２５４に接続される。活動層２５２は、ばね２５５の可動性の範囲内で、全方向に移動可能である。第１領域２５１ａ〜２５１ｃは、構造層２５の第２領域２５３および第３領域２５４と同様に、構成部材１の他の層にしっかりと接続され、移動できない。動作構造２５２は、構造層の第２領域２５３が内部に配置される、閉じた構成を形成する。動作構造２５２および第２領域２５３に固定された電極２５６を介して、動作構造の動きが検出されることができる。構造層２５は、伝導材料から構成され、例えば、ドープされたシリコンまたは他の半導体材料から構成される。この場合、構造層２５の個々の領域は、互いに物理的に分離している。しかし、構造層２５は、また、所定の領域のみが電気的伝導性を有する材料から構成されるものであってもよい。これらの領域は、例えば、ドープされていない半導体領域または絶縁領域を介して電気的に互いに絶縁された、ドープされた半導体領域であってもよい。また、構造層２５の個々の領域は、また、互いに物理的に接続されたものであってもよい。
【0041】
図１Ｂは、さらに被覆層３５を示す。被覆層３５はのより詳細な内容については、以下で説明する。
【0042】
図１Ａから得られたように、構造層２５の第１領域２５１ａ〜２５１ｃは、第１基板１１の第１領域１１３において、第１基板１１の第１の面１１１に隣接している。したがって、構造層２５の第１領域２５１ａ〜２５１ｃは、第１基板１１の第１領域１１３に接続され、いくぶんかの電気的伝導性を示す。動作構造２５２は、第１基板１１に対して距離をおいて、第１基板１１の第１凹部１１５内に配置される。したがって、動作構造２５２は、第１基板１１の第１の面１１１に垂直な方向、すなわちｚ−方向において自由に移動することができる。
【0043】
構成部材１は、さらに、第３層構成物３０を有する。第３層構成物３０は、第２基板３１を備えてもよい。また、この接続において、語句「基板」は、例えば、シリコンウエハーまたはガラス板といった１つの材料のみから成る構成を示すが、また、複数の層および複数の材料の混合物を含んでもよい。第２基板３１は、第１層３１３および第２層３１４を備えており、図１Ａに示される。第１層３１３および第２層３１４は、材料およびその伝導性について、互いに異なってもよい。例えば、第１層３１３は少なくとも部分的に電気伝導性を有する材料、例えばシリコンから構成される一方、第２層３１４は、例えば、酸化シリコンといった絶縁材料で作られた層であってもよい。しかし、さらに第１層３１３が絶縁材料から作られてもよく、例えば、第２層３１４が所定の領域のみ伝導性を有する層であってもよく、または第２層３１４が全く存在しなくてもよい。第２基板３１は、また、１つ以上の電気的な絶縁材料から構成されてもよい。
【0044】
第３層構成物３０は、そのうえ、被覆層３５を備えてもよい。被覆層３５は、第２基板３１の第１の面３１１上に配置される。第２基板３１の第１の面３１１は、構造層２５に面する第２基板３１の面である。被覆層３５は、少なくとも１つの領域において電気伝導性を有する材料から構成され、構造層２５の異なる領域間の電気的接続の役に立つことができる。したがって、被覆層３５は電気伝導性を有する材料から作られた、構築された層から構成されてもよい。ここで、被覆層３５の個々の領域は、互いに物理的に離れている。しかし、さらに、被覆層３５の個々の領域は必ずしも物理的に互いに離れていなければいけないわけではなく、個々の電気伝導性を有する領域のみが被覆層３５に形成されてもよい。被覆層３５は、例えば半導体材料、特にシリコンから構成されてもよい。被覆層３５の第１の面３５１は、少なくとも特定の領域において構造層２５に隣接している。例えば被覆層３５の面３５１は、構造層２５の第１領域２５１ａ〜２５１ｃおよび第２領域２５３に隣接している。被覆層３５は第２凹部３５２を有してもよく、第２凹部３５２は、被覆部３５の第１の面３５１から外側に伸び、深さが被覆部３５の厚みよりも少ないものである。したがって、第１凹部３５２において薄くされた被覆層３５を採用し、伝導経路ブリッジ３５３が実現されてもよい。ここで、例えば、伝導経路ブリッジ３５３は、構造層２５の動作構造２５２をブリッジし、いくぶんかの電気的伝導性を有するように構造層２５の第１領域２５１ａを構造層２５の第２領域に接続する。
【0045】
第１層構成物１０、構造層２５、および第３層構成物３０は共に第２層構成物２０を形成する。ここで、第３層構成物３０の個々の部分または層構成物３０全体は任意である。第３層構成物３０が存在する場合、動作構造２５２は第１層構成物１０、構造層２５、および第３層構成物３０の接続を介していくぶんか密閉して封印するようにカプセル化されてもよい。
【0046】
構成部材１は、さらに、第２接触面１８と同様に、第１接触面１７ａ〜１７ｃを備えている。接触面１７ａ〜１７ｃおよび接触面１８は、伝導性を有する材料から作られ、例えば金属である。そして、接触面１７ａ〜１７ｃおよび接触面１８は、第１基板１１の第２の面１１２に配置される。全ての第１接触面１７ａ〜１７ｃは、第１基板の第１領域１１３ａ〜１１３ｃに配置されると同時に、第２接触面１８は、第１基板１１の第２領域１１４に配置される。第１接触面１７ａ〜１７ｃは、構造層２５の第１領域２５１ａ〜２５１ｃとの接触に役立ち、第１基板１１の第１領域１１３ａ〜１１３ｃを介して電気的接続が実現される。第２接触面１８は、外部の電場から構成部材１の活動領域を遮蔽するために役に立つ。そして、第２接触面１８は、動作構造２５２の上で所定の電位を提供する役に立つことができる。本明細書に示した実施形態において、構造層２５の領域は、第１領域１１３ｃおよび第２領域１１４に隣接しており、図１Ｂからわかるように、互いに物理的に接続される。構造層２５の対応する領域が、また、いくぶんか電気的伝導性を有するように互いに接続されるならば、第１接触面１７ｃは、また省略されてもよい。
【0047】
図２は、さらなる実施形態に係る構成部材１の概要の表現を示す。当該の実施形態は、図１Ａに示した実施形態と、複数の第２領域１１４ａ〜１１４ｄが第１凹部１１５内の第１基板１１内に形成される点で異なる。第２領域１１４ａ〜１１４ｄは、絶縁材料で満たされた溝１５を介して、第１基板１１の隣接領域から互いに電気的に絶縁されている。溝１５は、図１Ａで示した溝１５に対応し、様々な第１領域１１３ａ〜１１３ｃを第１基板１１の他の領域から電気的に絶縁する。そして、複数の溝１５は、形状および絶縁材料について、同一または異なるように形成されてもよい。
【0048】
全ての第２領域１１４ａ〜１１４ｂにおいて、対応する第２接触面１８ａ〜１８ｄは、第１基板１１の第２の面１１２上に配置される。この理由により、活動領域の上の、第１基板１１の異なる領域１１４ａ〜１１４ｄに対して異なる電位を割り当てることができる。例えば、動作構造２５２の上に配置された第２領域１１４ａおよび１１４ｃにおいて電位が適用されてもよい。ここで、電位はｚ−方向における動作構造２５２の移動を制限し、したがって、動作構造２５２が第１支持体１１に隣接することを妨げる。対照的に、他の電位が第２領域１１４ｂおよび１１４ｄで維持されてもよい。他の電位は、外部の電場から構造層２５を遮蔽する役に立つことを単に示す。
【0049】
図３Ａ〜３Ｃに基づいて、本発明に係る構成部材を提供するための方法の第１の実施形態が、断面図に基づいて示される。
【0050】
図３Ａに示すように、結果として、第一に、第１層構成物１０が生成される。第１層構成物１０は、第１基板１１、および絶縁材料で満たされた少なくとも１つの溝１５を備えている。溝１５は、例えば、ドライエッチング処理（ＤＲＩＥ）、またはマスクを用いる強異方性ウェットエッチング処理といったエッチング処理を採用して作られてもよく、または絶縁材料を伴って発生した溝の後述する充填処理と同様の他の処理を採用して作られてもよい。溝１５は第１基板１１の第１の面１１１から作られ、第１層構成物１０の第１の面１２へ伸びてもよい。第１層構成物１０が、図３Ａに示すように、第１基板１１のみから構成されている場合、第１基板１１の第２の面１１２は、第１層構成物１０の第１の面１２である。この場合において、溝１５は、また、第１基板１１の第１の面１１１および第２の面１１２から始めるように生成されてもよく、そのような溝１５は、特に、非常に厚い第１基板１１に対して有利である。溝１５の位置に充填される絶縁材料は、例えば、化学蒸着法（ＣＶＤ）または物理蒸着法（ＰＶＤ）を採用して溝１５に充填されてもよい。溝１５を絶縁材料で満たした後、第１の面１１１上に配置され、かつ第１基板１１の第２の面１１２上に適切に配置された過多な絶縁材料は、再び除去される。これは、化学機械研磨法（ＣＭＰ）を採用して処理されてもよいし、エッチング処理を採用して処理されてもよい。
【0051】
図３Ａは、溝１５が第１基板１１の第１の面１１１から第２の面１１２まで切れ目なく伸びている場合を示す。したがって、溝１５は、第１基板の他の領域から、第１基板１１の第１領域１１３ａ〜１１３ｃを電気的に絶縁する。
【0052】
実施形態によれば、その深さが第１基板１１の厚みよりも少ない第１凹部１１５が、第１基板１１の第１の面１１１に形成されてもよい。これは、第１凹部１１５が第１基板１１の第２の面１１２まで伸びないことを意味する。図３Ａに示すように、さらに絶縁材料で満たされた溝１５が、第１凹部１１５内に形成されてもよい。溝１５は、第１基板１１の第２領域１１４ａ〜１１４ｄを、第１基板１１の他の領域から電気的に絶縁する。第１凹部１１５内の溝１５は、第１凹部１１５の外側の溝１５と同時に生成されてもよいし、分離した処理ステップで生成されてもよい。溝１５は、第１凹部１１５を生成する前に生成されてもよいし、その後に生成されてもよい。
【0053】
第１層構成部１０は、はじめ、第１基板１１と、第１基板１１の第２の面１１２に隣接する予備層となる他の層から構成されてもよい。第１基板１１は、例えば、半導体材料、特に、シリコンといった電気伝導性を有する材料から構成される。記載された予備層は、例えば、酸化シリコンといった絶縁材料から構成されてもよい。予備層は、しかし、第１層構成物１０を生成する第１のステップの結果として、図３Ａに示すような、溝１５が第１基板１１の第１の面１１１から第１基板１１の第２の面１１２まで伸び、第１基板１１のみを有し、その上に他のいかなる層も配置されない第１層構成物１０を生成するために、溝１５の成型および充填後に再度除去される。
【0054】
加えて、記載された予備層はまた、第１基板１１の一部であってもよい。これは、溝１５がはじめは第１基板１１の第２の面に切れ目なく生成されないのではなく、第１基板１１の厚みより少ない深さを有することを意味する。しかし、図３Ａに示す方法の実施形態によれば、溝１５が第１基板１１の第２の面１１２に隣接するように、第１基板１１は第１基板１１の第２の面１１２から溝１５までの深さとなるように薄くされる。したがって、図３Ａに示す第１層構成物１０の実施形態は、第２層構成物２０の生成より先に存在する。
【0055】
図３Ｂに示す第２のステップにおいて、第２層構成物２０が生成される。第２層構成物２０は、内部に動作構造２５２および第１領域２５１が形成された構造層２５はもちろん、第１層構成物１０を備えている。構造層２５は、少なくとも第１領域２５１において電気的伝導性を有する。第２層構成物２０は、構造層２５を第１層構成物１０に加えることによって生成されてもよく、または構造層２５を第１層構成物１０に接続することによって生成されてもよい。構造層２５は、動作構造２５２を生成するために、はじめは緩やかな層が、第１基板１１の第１の面に追加または接続された後に構築されてもよい。これは、例えば、エッチング処理によって実現されてもよく、当該エッチング処理において、また、第１領域２５１が生成されてもよい。しかし、第１領域２５１は、また、構造層２５内で互いに絶縁された、電気的伝導性を有する領域として形成されてもよく、例えば、電気的伝導性を有する領域は、半導体層においてドーピング処理を行うことによって形成されてもよい。ここで、個々の第１領域２５１は、必ずしも互いに物理的に隔離される必要はない。
【0056】
構造層２５は、例えば、第１凹部１１５をはじめに満たし、構造層２５の堆積および構築後に選択的に再度除去される、予備層を用いる堆積処理を採用して第１基板１１の面１１１に追加されてもよい。しかし、構造層２５は、また、例えば、シリコン直接接合（ＳＤＢ）、陽極接合、または他の方法といった接合処理を採用する緩やかな層または既に構成された層として、第１基板１１の面１１１に接続されてもよい。これは、はじめに言及された活動領域の密閉して封印するカプセル化が達成されたときに、具体的に導く。接合処理に対して、接続されるべき層、この場合、第１基板１１および構造層２５があるならば、同一の材料から構成されることが特に有利な点である。
【0057】
本発明に係る方法の第１の実施形態のさらなるステップにおいて、第１接触面１７ａ〜１７ｃは、第１基板１１の第１領域１１３ａ〜１１３ｃにおいて第１基板１１の第２の面１１２上に生成される。加えて、第２接触面１８ａ〜１８ｄは、第１基板１１の第２領域１１４ａ〜１１４ｄにおいて第１基板１１の第２の面１１２上に生成されてもよい。第１接触面１７ａ〜１７ｃおよび第２接触面１８ａ〜１８ｄは、まったく同じ材料から構成されてもよく、または異なる電気伝導性を有する材料から構成されてもよく、さらに１つまたは複数の異なる処理ステップで生成されてもよい。第１接触面１７ａ〜１７ｃおよび第２接触面１８ａ〜１８ｄを発生させるために、例えば、金属層が第１基板１１の第２の面１１２に追加され、その後エッチング処理または垂直上昇処理を用いて構築されてもよい。
【0058】
図４Ａ〜４Ｄは、本発明に係る構成部材を製造方法の第２の実施形態の様々な処理ステップを示す。
【0059】
はじめに、第１層構成物１０は、第１処理ステップにて生成される。第１層構成物１０は、第１基板１１、および第１基板１１内に形成され、絶縁材料で満たされた少なくとも１つの溝１５を備えている。ここで、少なくとも１つの溝１５は、第１基板１１の第１の面１１１から外側へ伸びている。図４Ａに示すように、複数の溝１５は、しかし、第１基板１１の第１の面１１１に対向して配置された、第１層構成物１０の第１の面１２までは伸びない。これは、溝１５の深さｄ１５が、第１層構成物１０のｄ１０の厚みよりも少ないことを意味する。図３Ａに関して既に示したように、第１層構成物１０は、第１基板１１に加えて、第１基板１１の第２の面１１２に隣接し、溝１５がまったく形成されない予備層１３を含む。あるいは、第１層構成物１０は、第１基板１１のみを備えていてもよい。ここで、ところが、溝１５は第１基板１１の第２の面１１２まで伸びない。換言すれば：図４Ａに示す予備層１３は、第１基板１１の一部であってもよい。しかし、図３Ａに関して説明した方法の第１の実施形態と対称的に、予備層１３ははじめ保護されている。すなわち、予備層１３は、第２層構成物２０を生成する前に除去されない。
【0060】
図４Ａに示すように、第１凹部１１５は、第１基板１１の第１の面１１１内の、第１基板の第２領域１１４が配置された位置に形成されてもよい。加えて、図３Ａに示すように、溝１５は、また、図３Ａに示すように複数の第２領域１１４が生成された第１凹部１１５に隣接する基板１１の領域内に形成されてもよい。方法の第２の実施形態の第１の処理ステップの結果として、図４Ａに示す第１層構成物１０が存在する。
【0061】
次に、さらなる処理ステップにおいて、第２層構成物２０が、構造層２５を第１基板１１の第１の面１１１に追加することにより生成され、第１基板１１の第１の面に接続される。図４に結果を示す。これは、図３Ｂに関して説明した処理ステップに対応する。ここで、しかし、溝１５は第２層構成物２０の生成前に第１構成物１０の第１の面１２まで伸びない。方法のこの実施形態は、層構成物１０の個々の側面の領域、例えば、領域１１３ａ〜１１３ｃが予備層１３を介して互いに接続されているため、第１層構成物１０が、第２層構成物２０の生成中に高い安定度を有する点で、方法の第１の実施形態に対して有利である。したがって、処理のパラメータは、特に、構造層２５を第１基板１１の第１の面１１１に接続するための接合処理のために用いられてもよい。処理のパラメータは、構造層２５と第１基板１１との間のより安定かつ堅い接続に帰する。例はしたがって、結合処理において高い圧力を有する。
【0062】
次の処理ステップにおいて、予備層１３が除去される。処理ステップの結果を図４Ｃに示す。この処理ステップは、ＣＭＰ処理またはエッチング処理を採用して行われてもよい。予備層１３は、溝１５が到達するまでに除去される。結果として、溝１３は第１基板１１の第２の面１１２に隣接し、したがって、第１基板１１の領域１１３ａ〜１１３ｃを、第１基板１１の他の領域から電気的に絶縁する。
【0063】
次の処理ステップにおいて、第１基板１１の第２の面１１２上に、第１接触面１７ａ〜１７ｃおよび第２接触面１８が生成される。処理ステップについて、図４Ｄに示す。この処理は、図３Ｃに示す処理ステップに対応する。結果として、領域２５１が第１基板１１の第１領域１１３ａ〜１１３ｃのそれぞれを介して接触することができる。さらに、関連付けられた個々の第１接触面１７ａ〜１７ｃは、第２接触面１８が保護電極を形成する一方、構成部材１の活動領域を外部の電場から保護する。あるいは、また、もしあるなら、図３Ｃに示すように、第１基板１１の複数の第２領域１１４に接触するために、複数の接触面１８が形成されてもよい。
【0064】
図５Ａ〜５Ｃに基づいて、本発明に係る構成部材１を提供するための方法の第３の実施形態について説明する。
【0065】
第１に、図５Ａに示すように、第１層構成物１０は、第１基板１１、および絶縁材料で満たされた少なくとも１つの溝１５を備えている。第１層構成物１０は、図３Ａおよび図３Ｂに関して説明してきたように、構造層２５に接続される。しかし、第１層構成物１０は、また、図４Ａおよび図４Ｂ、または図４Ａ〜４Ｃに示した処理ステップによって生成されてもよい。これは、第１層構成物１０が、第１領域１１３に加えて、１つの第２領域１１４のみを有してもよいことを意味する。加えて、第１層構成物は、図３Ｂおよび図４Ｃにそれぞれ示したように、溝１５について、第１層構成物１０を構造層２５に接続した後、第１層構成物１０の第１の面１２まで伸ばすように形成されてもよい。しかし、溝１５は、また、図４Ｂに示した実施形態に対応し、第１層構成物１０の第１の面１２まで伸びることは出来ない。
【0066】
さらなる処理ステップにおいて、第３層構成物３０が生成される。その結果を図５Ｂに示す。第３層構成物３０は図５Ａに示す処理ステップとは独立して生成されてもよく、例えば、順番が図５Ａに示す処理ステップの前後であってもよい。実施形態によれば、第３層構成物３０は、被覆層３５はもちろん、第１層３１３および第２層３１４を有する第３基板３１を備えている。被覆層３５が構築されると、被覆層３５の様々な領域を互いに接続する案内経路が形成される。そのようにすることで、また、被覆層３５の第１の面３５１から外側へ伸びる第２凹部３５２が生成されてもよい。この接続において、語句「構築」は、例えば、半導体層へのドーピングによって、互いに電気的に絶縁されているが、互いに物理的には隔離されていない、電気的伝導性を有する複数の領域を生成すること、または互いに電気的伝導性を有する複数の領域を物理的に隔離することの両方を含んでもよい。
【0067】
さらなる処理ステップにおいて、第２層構成物２０が、構造層２５とそこに接続された第１層構成物１０とを第３層構成物３０に接続することによって生成される。その結果を図５Ｃに示す。これは、上述した接合処理によって実現されてもよい。この目的のため、構造層２５および構造層２５に面する第３層構成物３０の層、この場合、被覆層３５は、同一の材料から構成されることが特に有利である。この材料は、例えばシリコンであってもよい。結果として、構造層２５の第１領域２５１は、被覆層３５の面３５１に隣接する。したがって、被覆層３５内で、構造層２５内で互いに絶縁された、構造層２５の電気的伝導性を有する複数の領域の間で、伝導性のある接続を提供することが可能となる。例えば、第１凹部３５２に隣接する被覆層の領域は、構造層２５の第１領域２５１を構造層の第２領域２５３に接続し、動作構造２５２をブリッジする、伝導経路ブリッジ３５３を形成してもよい。
【0068】
第２層構成物２０の生成前に第１層構成物１０の第１の面１２まで溝１５が伸びない場合において、構造層２５および第１層構成物１０を第３層構成物３０に接続した後、第１層構成物１０は、溝１５が第１層構成物１０の第１の面１２に隣接する程度まで、第１の面１２から薄くされる。換言すれば：結果として、第１基板１１の第２の面１１２は、第１層構成物１０の第１の面１２に対応する。
【0069】
さらなる処理ステップにおいて、第１接触面１７ａ〜１７ｃが、１つの第２接触面１８または複数の第２接触面１８ａ〜１８ｄと同様に、もしあるなら、第１基板１１の第２の面１１２上に生成される。そのため、結果として、図１Ａおよび図２に示した構成部材１が、それぞれ存在する。
【0070】
図６Ａ〜６Ｄは、本発明に係る構成部材を提供するための方法の第４の実施形態の処理ステップを示す。
【0071】
この実施形態によれば、第１に第３層構成物３０が生成される。第３層構成物３０は、第３基板３１と、少なくとも１つの領域で伝導性を有する被覆層３５とを備えている。したがって、図６Ａに示す第３層構成物３０は、図５Ｂに示す第３層構成物３０に対応する。
【0072】
さらなる処理ステップにおいて、構造層２５が被覆層３５の第１の面３５１上に生成される。ここで、構造層２５は層として被覆層３５の面３５１に追加されてもよく、または接合処理によって被覆層３５の面３５１に接続されてもよい。構造層２５は、はじめは緩やかな層２５として存在してもよく、その後、個々の第１領域２５１、動作構造２５２、およびさらなる領域、もしあるなら、例えば、第２領域２５３を生成するために構築されてもよい。あるいは、構造層２５はすでに、構築された層として、被覆層３５の面３５１に追加されるか、または被覆層３５の面３５１に接続されてもよい。この処理ステップの結果を図６Ｂに示す。
【0073】
さらなる処理ステップにおいて、第１基板１１、絶縁材料で満たされた少なくとも１つの溝１５、および予備層１３を備える第１層構成物１０が生成される。その結果を図６Ｃに示す。溝１５は、第１基板１１の第１の面１１１から外側へ伸び、第１の面１１１上の第１基板１１の第１領域１１３ａ〜１１３ｃについて、第１基板１１の他の領域から側面を絶縁する。そのうえ、内部に第２領域１１４が配置された第１基板１１内に、１つ以上の第１凹部１１５が形成されてもよい。したがって、第１層構成物１０は、図４Ａに示した第１層構成物１０に対応し、この第１層構成物の提供に関する記述が同様に適用される。
【0075】
さらなる処理ステップにおいて、第２層構成物２０が、第１層構成物１０を構造層２５および第３層構成物３０に接続することによって生成される。その結果を図６Ｄに示す。結果として、第１基板１１の第１の面１１１は、少なくとも複数の特定の領域において構造層２５に隣接する。第２層構成物２０は、特に、接合処理によって生成されてもよい。この接続において、接合処理の間の予備層１３の存在は、特に適切な接合パラメータ、例えば、第１層構成物１０と構造層２５との間の、十分かつ密閉して封印された接続に帰する高い圧力が用いられてもよい、によって有利である。第１層構成物１０を構造層２５に接続した後、予備層１３は、図４Ｃに関して説明したように除去される。そのため、結果として、第１基板１１の第２の面１１２は自由に利用できる。溝１５は第２の面１１２まで伸び、したがって個々の第１領域１１３ａ〜１１３ｃを、第１基板１１の他の領域から電気的に絶縁する。
【0076】
あるいは、被覆層１３は、第１層構成物１０を構造層２５に接続する前に、すでに除去されてもよい。
【0077】
さらなる処理ステップにおいて、図３Ｃおよび図４Ｄに関して示したように、第１接触面１７ａ〜１７ｃが、１つ以上の第２接触面１８と同様に第１基板１１の面１１２上に生成される。結果として、図１Ａおよび図２に示すような構成部材１が、それぞれ存在する。
【0078】
図３Ａ〜６Ｄに示した各実施形態に加えて、第１層構成物１０、構造層２５、第３層構成物３０、および第２層構成物２０のさらなる実施形態が、それらの実施形態の多くの異なる組み合わせはもちろん可能である。例えば、第２領域１１４ａ〜１１４ｄは、第１基板１１内に形成されてもよいし、されなくてもよい。同様のことが、第１基板１１内の第１凹部１１５に適用される。また、被覆層３５は必ずしも存在する必要はなく、本明細書に示した形態で構築される必要もない。第１基板１１の第１領域１１３および第１基板１１の第２領域１１４の数は、第１接触面１７および第２接触面１８の数、および構造層２５の第１領域２５１の数と同様に、自由に選択することができる。
【0079】
構成部材１を提供するための方法の有利な点は、第１接触面１７および第２接触面１８を生成する前の第１基板１１の面１１２が、もしあるなら、完全またはほぼ平坦、すなわち高さの差がない、または大きな差がないことである。これは、後の処理ステップのためと同様に、第１接触面１７および第２接触面１８を形成するためにとりわけ有利である。後の処理ステップは、例えば、キャリアに対する構成部材１の集合、および接触面１７および１８の他の材料に対する接続はもちろんのこと、構成部材１の単数化である。接触面１７および１８をシステムの他の要素に接触させるためにワイヤー結合処理が用いられる場合、接触されるべき接触面１７または接触面１８は、構成部材の被覆における狭い開口部には配置されないため、そのとき結合処理は単純化される。加えて、また、他の接続処理、例えばフリップ・チップ結合またはボール・グリッド結合が、接触面１７および接触面１８をシステムの他の要素と接触させるために用いられてもよい。加えて、接触面１７および接触面１８を、構成部材の被覆の深い開口部において実現されたワイヤー結合接続と比較するための空間的要件は、１００までの要素によって削減されることができる。そのうえ、保護電極として役立ち、約４０分の１の大きさを有する第２接触面１８に関する第１接触面１７の寄生容量は、同様の誘電率が与えられる。
【0080】
そのうえ、構成部材１の活動領域を密閉するカプセル化の堅さが保証されてもよい。特に、適切な接合パラメータが、構造層２５を第１層構成物１０に接続するための接合プロセスの間に選択されてもよく、または構造層２５が、第３層構成物３０に対する第１層構成物１０に、すでに適用されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【0081】
【図1B】本発明の一実施形態に係る構成部材の、二つの層の概略上面図である。
【図2】本発明のさらなる実施形態に係る構成部材の、Ｉ−Ｉ’線に沿った概略断面図である。
【図3A】本発明に係る方法の第１の実施形態を示す断面図である。
【図3B】本発明に係る方法の第１の実施形態を示す別の断面図である。
【図3C】本発明に係る方法の第１の実施形態を示す別の断面図である。
【図4A】本発明に係る方法の第２の実施形態を示す断面図である。
【図4B】本発明に係る方法の第２の実施形態を示す別の断面図である。
【図4C】本発明に係る方法の第２の実施形態を示す別の断面図である。
【図4D】本発明に係る方法の第２の実施形態を示す別の断面図である。
【図5A】本発明に係る方法の第３の実施形態を示す断面図である。
【図5B】本発明に係る方法の第３の実施形態を示す別の断面図である。
【図5C】本発明に係る方法の第３の実施形態を示す別の断面図である。
【図6A】本発明に係る方法の第４の実施形態を示す断面図である。
【図6B】本発明に係る方法の第４の実施形態を示す別の断面図である。
【図6C】本発明に係る方法の第４の実施形態を示す別の断面図である。
【図6D】本発明に係る方法の第４の実施形態を示す別の断面図である。