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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024130376
(43)【公開日】2024-09-30
(54)【発明の名称】ＭＥＭＳデバイス及びＭＥＭＳデバイスの製造方法
(51)【国際特許分類】
G01P 15/08 20060101AFI20240920BHJP
G01P 15/125 20060101ALI20240920BHJP
【ＦＩ】
G01P15/08 101Z
G01P15/125 Z
G01P15/08 102A
【審査請求】未請求
【請求項の数】20
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023040056
(22)【出願日】2023-03-14
(71)【出願人】
【識別番号】000116024
【氏名又は名称】ローム株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100145403
【弁理士】
【氏名又は名称】山尾 憲人
(74)【代理人】
【識別番号】100184343
【弁理士】
【氏名又は名称】川崎 茂雄
(72)【発明者】
【氏名】藤田 有真
(72)【発明者】
【氏名】ヘラー，マーティン ウィルフリード
(72)【発明者】
【氏名】紙西 大祐
(72)【発明者】
【氏名】泉 直希
(57)【要約】
【課題】ゼロ点オフセットを抑制できるＭＥＭＳデバイスを提供する。
【解決手段】
ＭＥＭＳデバイス１は、第１主面１１と第２主面１２とを有しており第１主面１１からＺ１側に窪んだキャビティ１３を有するデバイス基板１０と、キャビティ１３内に位置しており単一のアンカー２１によってデバイス基板１０に対して機械的に接続されると共に電気的に絶縁されたセンサ部２０と、センサ部２０に電気的に接続されるデバイス配線３０と、を有するデバイスウエハ２と、デバイスウエハ２に対して第１主面１１側から対向するキャップ基板５０と、デバイス配線３０に電気的に導通するキャップ配線６０とを有するキャップウエハ３と、デバイスウエハ２とキャップウエハ３とを接合する、接合層４とを備え、デバイス配線３０は、接合層４に直接に接合されており、接合層４を介してキャップ配線６０に電気的に導通している。
【選択図】図２
【解決手段】
ＭＥＭＳデバイス１は、第１主面１１と第２主面１２とを有しており第１主面１１からＺ１側に窪んだキャビティ１３を有するデバイス基板１０と、キャビティ１３内に位置しており単一のアンカー２１によってデバイス基板１０に対して機械的に接続されると共に電気的に絶縁されたセンサ部２０と、センサ部２０に電気的に接続されるデバイス配線３０と、を有するデバイスウエハ２と、デバイスウエハ２に対して第１主面１１側から対向するキャップ基板５０と、デバイス配線３０に電気的に導通するキャップ配線６０とを有するキャップウエハ３と、デバイスウエハ２とキャップウエハ３とを接合する、接合層４とを備え、デバイス配線３０は、接合層４に直接に接合されており、接合層４を介してキャップ配線６０に電気的に導通している。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１主面と前記第１主面とは反対側の第２主面とを有しており前記第１主面から第２主面に向かう第１方向に窪んだキャビティを有するデバイス基板と、前記キャビティ内に位置しており単一のアンカーによって前記デバイス基板に対して機械的に接続されると共に電気的に絶縁されたセンサ部と、前記センサ部に電気的に接続されるデバイス配線と、を有するデバイスウエハと、
前記デバイスウエハに対して前記第１主面側から対向するキャップ基板と、前記デバイス配線に電気的に導通するキャップ配線とを有するキャップウエハと、
前記デバイスウエハと前記キャップウエハとを接合する、接合層と
を備え、
前記デバイス配線は、前記接合層に直接に接合されており、前記接合層を介して前記キャップ配線に電気的に導通している、ＭＥＭＳデバイス。
前記デバイスウエハに対して前記第１主面側から対向するキャップ基板と、前記デバイス配線に電気的に導通するキャップ配線とを有するキャップウエハと、
前記デバイスウエハと前記キャップウエハとを接合する、接合層と
を備え、
前記デバイス配線は、前記接合層に直接に接合されており、前記接合層を介して前記キャップ配線に電気的に導通している、ＭＥＭＳデバイス。
【請求項2】
前記センサ部は、
前記キャビティの壁面に固定された、前記アンカーと、
前記アンカーに対して第１アイソレーションジョイントを介して機械的に接続されると共に電気的に絶縁されており、前記第１方向に直交する第２方向に延びる、固定電極と、
前記アンカーに対して第２アイソレーションジョイントを介して機械的に接続されると共に電気的に絶縁された、スプリングと、
前記スプリングに対して機械的に連結されると共に電気的に導通する、マスと、
前記マスに対して機械的に連結されると共に電気的に導通しており、前記第２方向に延びており、前記固定電極に対して前記第１方向及び前記第２方向のいずれにも直交する第３方向に対向する、可動電極と、
前記アンカーと、前記固定電極のうち少なくとも前記第１アイソレーションジョイントの近位側に位置する領域と、前記スプリング、前記マスおよび前記可動電極にわたる領域のうち少なくとも前記第２アイソレーションジョイントの近位側に位置する領域とにおいて、前記第１主面側に積層されたデバイス絶縁層と、
を有しており、
前記センサ部のうち前記アンカーを除く部分が、前記キャビティの底面に対して前記第１方向に離間しており、
前記デバイス配線は、
前記デバイス絶縁層に積層されており、前記第１主面側から見て前記固定電極に対応位置しており前記デバイス絶縁層を貫通して前記固定電極に電気的に導通する、固定電極コンタクトから、前記第１アイソレーションジョイントを横断して固定電極接合部まで延びる、固定電極配線と、
前記デバイス絶縁層に積層されており、前記第１主面側から見て前記スプリング、前記マス又は前記可動電極に対応位置しており前記デバイス絶縁層を貫通して前記スプリング、前記マス又は前記可動電極に電気的に導通する、可動電極コンタクトから、前記第２アイソレーションジョイントを横断して可動電極接合部まで延びる、可動電極配線と
を有しており、
前記デバイス配線は、前記固定電極接合部及び前記可動電極接合部において前記接合層を介して前記キャップ配線に接合されており、
前記デバイス配線及び前記キャップ配線は電気的に導通している、
請求項１に記載のＭＥＭＳデバイス。
前記キャビティの壁面に固定された、前記アンカーと、
前記アンカーに対して第１アイソレーションジョイントを介して機械的に接続されると共に電気的に絶縁されており、前記第１方向に直交する第２方向に延びる、固定電極と、
前記アンカーに対して第２アイソレーションジョイントを介して機械的に接続されると共に電気的に絶縁された、スプリングと、
前記スプリングに対して機械的に連結されると共に電気的に導通する、マスと、
前記マスに対して機械的に連結されると共に電気的に導通しており、前記第２方向に延びており、前記固定電極に対して前記第１方向及び前記第２方向のいずれにも直交する第３方向に対向する、可動電極と、
前記アンカーと、前記固定電極のうち少なくとも前記第１アイソレーションジョイントの近位側に位置する領域と、前記スプリング、前記マスおよび前記可動電極にわたる領域のうち少なくとも前記第２アイソレーションジョイントの近位側に位置する領域とにおいて、前記第１主面側に積層されたデバイス絶縁層と、
を有しており、
前記センサ部のうち前記アンカーを除く部分が、前記キャビティの底面に対して前記第１方向に離間しており、
前記デバイス配線は、
前記デバイス絶縁層に積層されており、前記第１主面側から見て前記固定電極に対応位置しており前記デバイス絶縁層を貫通して前記固定電極に電気的に導通する、固定電極コンタクトから、前記第１アイソレーションジョイントを横断して固定電極接合部まで延びる、固定電極配線と、
前記デバイス絶縁層に積層されており、前記第１主面側から見て前記スプリング、前記マス又は前記可動電極に対応位置しており前記デバイス絶縁層を貫通して前記スプリング、前記マス又は前記可動電極に電気的に導通する、可動電極コンタクトから、前記第２アイソレーションジョイントを横断して可動電極接合部まで延びる、可動電極配線と
を有しており、
前記デバイス配線は、前記固定電極接合部及び前記可動電極接合部において前記接合層を介して前記キャップ配線に接合されており、
前記デバイス配線及び前記キャップ配線は電気的に導通している、
請求項１に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項3】
前記キャップウエハは、
前記キャップ基板に積層された、第１キャップ絶縁層と、
前記第１キャップ絶縁層に対して間に前記キャップ配線を介在させつつ積層されている、第２キャップ絶縁層と、
前記第２キャップ絶縁層に積層されており、前記第２キャップ絶縁層を貫通する接合電極コンタクトを介して前記キャップ配線に電気的に導通する、接合電極と
をさらに有しており、
前記キャップウエハは、前記接合電極において前記接合層を介して前記固定電極接合部及び前記可動電極接合部に接合されている、
請求項２に記載のＭＥＭＳデバイス。
前記キャップ基板に積層された、第１キャップ絶縁層と、
前記第１キャップ絶縁層に対して間に前記キャップ配線を介在させつつ積層されている、第２キャップ絶縁層と、
前記第２キャップ絶縁層に積層されており、前記第２キャップ絶縁層を貫通する接合電極コンタクトを介して前記キャップ配線に電気的に導通する、接合電極と
をさらに有しており、
前記キャップウエハは、前記接合電極において前記接合層を介して前記固定電極接合部及び前記可動電極接合部に接合されている、
請求項２に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項4】
前記固定電極接合部及び／又は前記可動電極接合部は、前記第１方向から見て前記アンカーに対応位置している、
請求項２に記載のＭＥＭＳデバイス。
請求項２に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項5】
前記デバイス配線は、前記第１方向から見て前記アンカーを横断しており、
前記固定電極接合部及び／又は前記可動電極接合部は、前記第１方向から見て前記アンカーに位置しない、
請求項２に記載のＭＥＭＳデバイス。
前記固定電極接合部及び／又は前記可動電極接合部は、前記第１方向から見て前記アンカーに位置しない、
請求項２に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項6】
前記キャップウエハは、外部配線が接続可能な電極パッドを有しており、
前記電極パッドは、前記キャップ配線の前記接合電極とは反対側の端部に電気的に接続されている、
請求項３に記載のＭＥＭＳデバイス。
前記電極パッドは、前記キャップ配線の前記接合電極とは反対側の端部に電気的に接続されている、
請求項３に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項7】
前記電極パッドと前記キャップ配線とは、前記キャップウエハのうち同一レイヤに位置しており同一材料である、
請求項６に記載のＭＥＭＳデバイス。
請求項６に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項8】
前記接合層は、アルミニウムゲルマニウム合金製である、
請求項１に記載のＭＥＭＳデバイス。
請求項１に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項9】
前記デバイス配線は、前記接合層に対して、濡れ性を有すると共に共晶の拡散が生じない、材料製である、
請求項１に記載のＭＥＭＳデバイス。
請求項１に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項10】
前記デバイス配線は、ポリシリコン、ポリサイド合金、窒化チタン合金、チタンタングステン合金からなる群から選択される、導電性を有する材料製である、
請求項９に記載のＭＥＭＳデバイス。
請求項９に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項11】
前記接合電極は、アルミニウム合金製である、
請求項３に記載のＭＥＭＳデバイス。
請求項３に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項12】
前記アンカーは、前記キャビティの底壁から前記第１方向に延びている、
請求項１に記載のＭＥＭＳデバイス。
請求項１に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項13】
前記アンカーは、前記キャビティの側壁に固定されて前記第１方向に直交する面内方向に延びており、前記キャビティの底壁に対して前記第１方向に離間している、
請求項１に記載のＭＥＭＳデバイス。
請求項１に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項14】
前記デバイスウエハは、前記キャビティの周囲にデバイス外周接合層を有しており、
前記キャップウエハは、前記接合層を介して前記デバイス外周接合層に接合されるキャップ外周接合層を有している、
請求項３に記載のＭＥＭＳデバイス。
前記キャップウエハは、前記接合層を介して前記デバイス外周接合層に接合されるキャップ外周接合層を有している、
請求項３に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項15】
前記デバイス外周接合層は、前記デバイスウエハのうち前記デバイス配線と同一レイヤに位置しており且つ同一材料である、
請求項１４に記載のＭＥＭＳデバイス。
請求項１４に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項16】
前記キャップ外周接合層は、前記キャップウエハのうち前記接合電極と同一レイヤに位置しており且つ同一材料である、
請求項１４に記載のＭＥＭＳデバイス。
請求項１４に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項17】
前記デバイス外周接合層と前記キャップ外周接合層とは、前記接合層を介して導通可能である、
請求項１４に記載のＭＥＭＳデバイス。
請求項１４に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項18】
前記キャップウエハは、
前記キャップ外周接合層に電気的に接続される、外周接合配線と、
前記外周接合配線に接続されており、外部配線が接続可能な、電極パッドと
を有している、
請求項１７に記載のＭＥＭＳデバイス。
前記キャップ外周接合層に電気的に接続される、外周接合配線と、
前記外周接合配線に接続されており、外部配線が接続可能な、電極パッドと
を有している、
請求項１７に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項19】
前記デバイス外周接合層は、前記デバイス絶縁層を貫通するデバイス外周コンタクトを介して前記デバイス基板に電気的に導通しており、
前記キャップ外周接合層は、前記第１キャップ絶縁層を貫通するキャップ外周コンタクトを介して前記キャップ基板に電気的に導通している、
請求項１８に記載のＭＥＭＳデバイス。
前記キャップ外周接合層は、前記第１キャップ絶縁層を貫通するキャップ外周コンタクトを介して前記キャップ基板に電気的に導通している、
請求項１８に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項20】
第１主面と前記第１主面とは反対側の第２主面とを有しており前記第１主面から第２主面に向かう第１方向に窪んだキャビティを有するデバイス基板と、前記キャビティ内に位置しており単一のアンカーによって前記デバイス基板に対して機械的に接続されると共に電気的に絶縁されたセンサ部と、前記センサ部に電気的に接続されるデバイス配線と、を有するデバイスウエハを形成すること、
前記デバイスウエハに対して前記第１主面側から対向するキャップ基板と、前記デバイス配線に電気的に導通するキャップ配線とを有するキャップウエハを形成すること、
前記デバイスウエハと前記キャップウエハとを接合層を介して接合する
ことを含み、
前記接合では、前記デバイス配線を、前記接合層に直接に接合して、前記接合層を介して前記キャップ配線に電気的に導通させる、ＭＥＭＳデバイスの製造方法。
前記デバイスウエハに対して前記第１主面側から対向するキャップ基板と、前記デバイス配線に電気的に導通するキャップ配線とを有するキャップウエハを形成すること、
前記デバイスウエハと前記キャップウエハとを接合層を介して接合する
ことを含み、
前記接合では、前記デバイス配線を、前記接合層に直接に接合して、前記接合層を介して前記キャップ配線に電気的に導通させる、ＭＥＭＳデバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、ＭＥＭＳデバイス及びＭＥＭＳデバイスの製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
半導体微細加工技術を用いて製造されるＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）センサが知られている。ＭＥＭＳセンサとして、特許文献１には加速度センサが開示されている。特許文献１の加速度センサは、固定電極と可動電極とを有するコンデンサ部を備え、作用する加速度に応じた可動電極の変位に応じたコンデンサ部における静電容量の変化を検出することによって加速度を検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１５－２１７４７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献１のＭＥＭＳセンサは、固定電極と可動電極とがそれぞれ異なるアンカーによってベース基板に接続されている。このため、該ＭＥＭＳセンサがパッケージ化されてなるＭＥＭＳパッケージにおいてパッケージ応力が生じたとき、固定電極及び可動電極にはそれぞれ異なるアンカーを介して大きさ及び／又は方向等の異なるパッケージ応力が伝達され得る。この場合、固定電極及び可動電極は、それぞれ異なって変形して、両者の間の静電容量が変化し得る。この結果、加速度を検出していないゼロ点においても、コンデンサ部の静電容量が規定の所定値に対してオフセットしてしまう、いわゆるゼロ点オフセットが生じ得る。
【0005】
本開示は、ゼロ点オフセットを抑制できるＭＥＭＳデバイス及びその製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示の一態様は、
第１主面と前記第１主面とは反対側の第２主面とを有しており前記第１主面から第２主面に向かう第１方向に窪んだキャビティを有するデバイス基板と、前記キャビティ内に位置しており単一のアンカーによって前記デバイス基板に対して機械的に接続されると共に電気的に絶縁されたセンサ部と、前記センサ部に電気的に接続されるデバイス配線と、を有するデバイスウエハと、
前記デバイスウエハに対して前記第１主面側から対向するキャップ基板と、前記デバイス配線に電気的に導通するキャップ配線とを有するキャップウエハと、
前記デバイスウエハと前記キャップウエハとを接合する、接合層と
を備え、
前記デバイス配線は、前記接合層に直接に接合されており、前記接合層を介して前記キャップ配線に電気的に導通している、ＭＥＭＳデバイスを提供する。
第１主面と前記第１主面とは反対側の第２主面とを有しており前記第１主面から第２主面に向かう第１方向に窪んだキャビティを有するデバイス基板と、前記キャビティ内に位置しており単一のアンカーによって前記デバイス基板に対して機械的に接続されると共に電気的に絶縁されたセンサ部と、前記センサ部に電気的に接続されるデバイス配線と、を有するデバイスウエハと、
前記デバイスウエハに対して前記第１主面側から対向するキャップ基板と、前記デバイス配線に電気的に導通するキャップ配線とを有するキャップウエハと、
前記デバイスウエハと前記キャップウエハとを接合する、接合層と
を備え、
前記デバイス配線は、前記接合層に直接に接合されており、前記接合層を介して前記キャップ配線に電気的に導通している、ＭＥＭＳデバイスを提供する。
【0007】
本開示の他の態様は、
第１主面と前記第１主面とは反対側の第２主面とを有しており前記第１主面から第２主面に向かう第１方向に窪んだキャビティを有するデバイス基板と、前記キャビティ内に位置しており単一のアンカーによって前記デバイス基板に対して機械的に接続されると共に電気的に絶縁されたセンサ部と、前記センサ部に電気的に接続されるデバイス配線と、を有するデバイスウエハを形成すること、
前記デバイスウエハに対して前記第１主面側から対向するキャップ基板と、前記デバイス配線に電気的に導通するキャップ配線とを有するキャップウエハを形成すること、
前記デバイスウエハと前記キャップウエハとを接合層を介して接合する
ことを含み、
前記接合では、前記デバイス配線を、前記接合層に直接に接合して、前記接合層を介して前記キャップ配線に電気的に導通させる、ＭＥＭＳデバイスの製造方法を提供する。
第１主面と前記第１主面とは反対側の第２主面とを有しており前記第１主面から第２主面に向かう第１方向に窪んだキャビティを有するデバイス基板と、前記キャビティ内に位置しており単一のアンカーによって前記デバイス基板に対して機械的に接続されると共に電気的に絶縁されたセンサ部と、前記センサ部に電気的に接続されるデバイス配線と、を有するデバイスウエハを形成すること、
前記デバイスウエハに対して前記第１主面側から対向するキャップ基板と、前記デバイス配線に電気的に導通するキャップ配線とを有するキャップウエハを形成すること、
前記デバイスウエハと前記キャップウエハとを接合層を介して接合する
ことを含み、
前記接合では、前記デバイス配線を、前記接合層に直接に接合して、前記接合層を介して前記キャップ配線に電気的に導通させる、ＭＥＭＳデバイスの製造方法を提供する。
【発明の効果】
【0008】
本開示に係るＭＥＭＳデバイス及びその製造方法によれば、ゼロ点オフセットを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本開示の一実施形態に係るＭＥＭＳデバイスを添付図面に従って説明する。なお、以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本開示、その適用物、あるいは、その用途を制限することを意図するものではない。また、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは相違している。
【0011】
図１は本開示の一実施形態に係るＭＥＭＳデバイス１を示す平面図である。ＭＥＭＳデバイス１は半導体微細加工技術を用いて製造されるＭＥＭＳセンサである。図２のII－II線にそったＭＥＭＳデバイス１の断面図である。
【0012】
以下の説明では、便宜上、図１に示す平面視においてＭＥＭＳデバイス１の各辺に沿った方向のうち左右方向をＸ方向、上下方向をＹ方向と称し、図２に示す断面視においてＭＥＭＳデバイス１の厚み方向（上下方向）をＺ方向とそれぞれ称する。特に、図１における、右側をＸ１側、左側をＸ２側、上側をＹ１側、下型をＹ２側とそれぞれ称する。図２における、上側をＺ１側、下側をＺ２側と称する。
【0013】
［ＭＥＭＳデバイスの全体構成］
図１及び図２に示されるように、ＭＥＭＳデバイス１は、Ｚ１側に位置しておりセンサ部２０を有するデバイスウエハ２と、デバイスウエハ２に対してＺ２側に位置するキャップウエハ３と、デバイスウエハ２とキャップウエハ３とを接合する接合層４とを有している。
図１及び図２に示されるように、ＭＥＭＳデバイス１は、Ｚ１側に位置しておりセンサ部２０を有するデバイスウエハ２と、デバイスウエハ２に対してＺ２側に位置するキャップウエハ３と、デバイスウエハ２とキャップウエハ３とを接合する接合層４とを有している。
【0014】
［デバイスウエハ］
図３はデバイスウエハ２をＺ２側から見た底面図である。図２及び図３に示されるように、デバイスウエハ２は、Ｚ２側に位置しておりＸ方向及びＹ方向に平行に延びる第１主面１１と、第１主面１１とは反対側すなわちＺ１側に位置しておりＸ方向及びＹ方向に平行に延びる第２主面１２とを有しており、第１主面１１からＺ１側に窪んだキャビティ１３を有するデバイス基板１０と、キャビティ１３に位置するセンサ部２０と、センサ部２０に電気的に接続されるデバイス配線３０と、を有している。
図３はデバイスウエハ２をＺ２側から見た底面図である。図２及び図３に示されるように、デバイスウエハ２は、Ｚ２側に位置しておりＸ方向及びＹ方向に平行に延びる第１主面１１と、第１主面１１とは反対側すなわちＺ１側に位置しておりＸ方向及びＹ方向に平行に延びる第２主面１２とを有しており、第１主面１１からＺ１側に窪んだキャビティ１３を有するデバイス基板１０と、キャビティ１３に位置するセンサ部２０と、センサ部２０に電気的に接続されるデバイス配線３０と、を有している。
【0015】
デバイス基板１０は、ｐ型不純物又はｎ型不純物が高濃度にドーピングされたシリコン製であり、導電性を有する。
【0016】
キャビティ１３を画定する周壁部には、矩形状の底壁１４と、底壁１４のＸ１側縁からＺ２側に延びる第１縦壁１５と、底壁１４のＹ２側縁からＺ２側に延びる第２縦壁１６と、底壁１４のＸ２側縁からＺ２側に延びる第３縦壁１７と、底壁１４のＹ１側縁からＺ２側に延びる第４縦壁１８とが含まれている。
【0017】
センサ部２０は、底壁１４に固定されたアンカー２１と、アンカー２１に接続された固定電極２３と、アンカー２１に接続されたスプリング２５と、スプリング２５に支持されたマス２６と、マス２６に接続された可動電極２７とを有している。
【0018】
図５は図１のＶ－Ｖ線に沿ったアンカー２１のＹ－Ｚ平面に沿った断面図である。図５を合わせて参照して、アンカー２１は、底壁１４からＺ２側に延びており、各縦壁１５～１８のいずれとも離間している。アンカー２１は、Ｚ１側に位置しており底壁１４に固定される基端部２１ａと、基端部２１ａのＺ２側に位置する本体部２１ｂとを含んでいる。本実施形態では基端部２１ａは本体部２１ｂよりもＹ方向に小さい。すなわち、アンカー２１はより本体部２１ｂに比して小さい基端部２１ａにおいて底壁１４に固定されているので、アンカー２１へのパッケージ応力の伝達が抑制されている。
【0019】
固定電極２３は、本実施形態ではアンカー２１のＸ２側においてＹ方向に並ぶように一対に設けられており、それぞれＸ方向に延びる第１固定電極２３ａと第２固定電極２３ｂとを含んでいる。一対の固定電極２３はそれぞれ、アンカー２１に対して、第１アイソレーションジョイント（以下ＩＪと称する）２２を介して機械的に接続されると共に電気的に絶縁されている。
【0020】
スプリング２５は、本実施形態では基端部２５ａがアンカー２１のＹ１側及びＹ２側の両側に接続されるように一対に設けられており、それぞれＹ方向に伸縮自在となるように、例えばＸ方向に複数回屈曲しつつＹ方向に延びている。一対のスプリング２５はそれぞれ、アンカー２１に対して、第２ＩＪ２４を介して機械的に接続されると共に電気的に絶縁されている。
【0021】
マス２６は、一対のスプリング２５の先端部２５ｂの間に支持されており、慣性力が生じた際にスプリング２５による弾性力に抗してＹ方向に移動可能である。
【0022】
可動電極２７は、マス２６に接続されており、一対の固定電極２３のＹ方向における中間且つＺ方向における同じ高さ位置において、Ｘ方向に延びている。以下の説明では、アンカー２１に対して第２ＩＪ２４を介して機械的に接続されつつ電気的に絶縁された、スプリング２５、マス２６及び可動電極２７を纏めて可動電極２７と称することがある。
【0023】
アンカー２１、第１ＩＪ２２、固定電極２３、スプリング２５、マス２６及び可動電極２７はいずれも、デバイス基板１０から形成されており導電性を有している。また、第１ＩＪ２２、固定電極２３、スプリング２５、マス２６及び可動電極２７はいずれも、底壁１４からリリースされてＺ２側に離間している。
【0024】
センサ部２０は、一対の固定電極２３と可動電極２７とによってコンデンサＣが構成されている。具体的には、第１固定電極２３ａと可動電極２７とによって第１コンデンサＣ１が構成されており、第２固定電極２３ｂと可動電極２７とによって第２コンデンサＣ２が構成されている。
【0025】
本開示に係るセンサ部２０は、Ｙ方向に加速度が生じた場合に可動電極２７がＹ方向に変位することによって、第１コンデンサＣ１及び第２コンデンサＣ２の一方の静電容量が増大し他方の静電容量が減少し、この静電容量の変化を後述する電極パッド５７を介して検出することによって、Ｙ方向の加速度を検出する加速度センサとして構成されている。このほか、センサ部２０を、Ｘ方向の加速度又はＺ方向の加速度等、慣性力に依存した電気信号を検出するように構成してもよい。すなわち、本開示に係るセンサ部２０は、複数の電極が、互いに電気的に絶縁されつつ、単一のアンカーに機械的に支持されるものであればよい。
【0026】
デバイス基板１０の第１主面１１には、Ｚ２側からデバイス絶縁層２８が積層されている。デバイス絶縁層２８は酸化シリコン製である。デバイス絶縁層２８は、センサ部２０のうち、アンカー２１と、固定電極２３のうち少なくとも第１ＩＪ２２の近位側に位置する領域と、スプリング２５、マス２６および可動電極２７にわたる領域のうち少なくとも第２ＩＪ２４の近位側に位置する領域とにも積層されている。
【0027】
本実施形態では、固定電極２３上においては、デバイス絶縁層２８は、アンカー２１から第１ＩＪ２２をＸ２側に超えた位置で後述する固定電極コンタクト３２が配置される領域を有しつつ即終端している。同様に、可動電極２７上、本実施形態では一対のスプリング２５上において、デバイス絶縁層２８は、アンカー２１から第２ＩＪ２４をＹ方向に超えた位置で後述する可動電極コンタクト３５が配置される領域を残しつつ即終端している。
【0028】
デバイス配線３０は、固定電極２３に接続される固定電極配線３１と、可動電極２７に接続される可動電極配線３４とを有しており、それぞれデバイス絶縁層２８のＺ２側に積層されている。
【0029】
デバイス配線３０は、接合層４に対して、濡れ性を有すると共に接合層４における共晶の拡散が生じない材料製である。本実施形態では、接合層４は、後述するようにアルミニウムゲルマニウム共晶材（以下ＡｌＧｅ共晶材と称する）９０により構成されるので、デバイス配線３０はＡｌＧｅ共晶材９０に対して濡れ性を有すると共にＡｌＧｅ共晶材９０の共晶反応の拡散が生じない材料として、導電性を有するポリシリコンが採用されている。
【0030】
デバイス配線３０は、導電性を有するポリシリコンで構成する他、ポリサイド合金、窒化チタン合金、チタンタングステン合金からなる群から選択される、導電性を有する材料で構成してもよい。これらの材料も、ＡｌＧｅ共晶材９０に対して濡れ性を有すると共にＡｌＧｅ共晶材の拡散が生じない。
【0031】
固定電極配線３１は、Ｚ２側から見て、デバイス絶縁層２８をＺ方向に貫通して固定電極２３に電気的に導通する固定電極コンタクト３２と、アンカー２１上に位置する固定電極接合部３３と、固定電極コンタクト３２から第１ＩＪ２２をＸ１側に横断して固定電極接合部３３まで延びる配線部３１ａとを有している。固定電極接合部３３は、固定電極配線３１の一部を構成しつつキャップウエハ３に対する接合部も兼ねている。
【0032】
可動電極配線３４は、Ｚ２側から見て、デバイス絶縁層２８をＺ方向に貫通して可動電極２７（本実施形態ではＹ２側に位置するスプリング２５の基端部２５ａ）に電気的に導通する可動電極コンタクト３５と、アンカー２１上に位置する可動電極接合部３６と、可動電極コンタクト３５から第２ＩＪ２４をＹ１側に横断して可動電極接合部３６まで延びる配線部３４ａとを有している。可動電極接合部３６は、可動電極配線３４の一部を構成しつつキャップウエハ３に対する接合部も兼ねている。
【0033】
本実施形態では、一対の固定電極２３と１つの可動電極２７とを有しているので、２つの固定電極配線３１と１つの可動電極配線３４とを有しており、したがって、アンカー２１のＺ２側には、２つの固定電極接合部３３と１つの可動電極接合部３６とが対応位置している。
【0034】
また、デバイス絶縁層２８のＺ２側には、Ｚ２側から見てキャビティ１３の外周に沿って延びるデバイス外周接合層４０がさらに積層されている。デバイス外周接合層４０は、デバイス絶縁層２８上に積層されており、つまりデバイス配線３０と同一レイヤに積層されており、デバイス配線３０と同一材料であり導電性を有する。デバイス外周接合層４０は、デバイス絶縁層２８をＺ方向に貫通してデバイス外周接合層４０とデバイス基板１０とを電気的に導通させるデバイス外周層コンタクト４１をさらに有している。
【0035】
［キャップウエハ］
次に、図２及び図４を主に参照しながらキャップウエハ３について説明する。図４はキャップウエハ３をＺ１側から見た平面図である。まず、図２を参照して、キャップウエハ３は、キャップ基板５０と、キャップ基板５０のＺ１側に積層された第１キャップ絶縁層５３と、第１キャップ絶縁層５３のＺ１側に積層されたキャップ配線６０と、第１キャップ絶縁層５３に対して間にキャップ配線６０をＺ方向に介在させつつＺ１側に積層された第２キャップ絶縁層５４と、第２キャップ絶縁層５４のＺ１側に積層された接合電極５５とを有している。
次に、図２及び図４を主に参照しながらキャップウエハ３について説明する。図４はキャップウエハ３をＺ１側から見た平面図である。まず、図２を参照して、キャップウエハ３は、キャップ基板５０と、キャップ基板５０のＺ１側に積層された第１キャップ絶縁層５３と、第１キャップ絶縁層５３のＺ１側に積層されたキャップ配線６０と、第１キャップ絶縁層５３に対して間にキャップ配線６０をＺ方向に介在させつつＺ１側に積層された第２キャップ絶縁層５４と、第２キャップ絶縁層５４のＺ１側に積層された接合電極５５とを有している。
【0036】
キャップ基板５０は、Ｚ１側に位置しておりＸ方向及びＹ方向に平行に延びる第１主面５１と、第１主面５１とは反対側すなわちＺ２側に位置しておりＸ方向及びＹ方向に平行に延びる第２主面５２とを有している。キャップ基板５０は、ｐ型不純又はｎ型不純物が高濃度にドーピングされたシリコン製であり、導電性を有する。
【0037】
図１に示される平面視において、キャップ基板５０は、デバイス基板１０よりも大きい。本実施形態では、キャップ基板５０はデバイス基板１０よりもＸ１側に大きい。キャップウエハ３は、デバイス基板１０に覆われていない部分に、ＭＥＭＳデバイス１の外部のデバイス（例えばＡＳＩＣ）との間で電気信号が入出力される複数の電極パッド５７が設けられている。
【0038】
図２に示されるように、キャップ基板５０には、デバイスウエハ２のマス２６及び可動電極２７に対してＺ２側から対抗するストッパ５０ａと、ストッパ５０ａの周囲においてＺ２側に窪んだリセス５０ｂとを有している。ストッパ５０ａは、マス２６及び可動電極２７がＺ２側に過度に変位した際に当接して、マス２６及び可動電極２７のＺ２側への過大な変位を抑制するストッパとして作用する。
【0039】
なお、ストッパ５０ａ及びリセス５０ｂの表面には第１キャップ絶縁層５３も第２キャップ絶縁層５４も積層されておらず、デバイス基板１０の表面が表出した状態となっており、マス２６及び可動電極２７がストッパ５０ａに接触したとしても帯電することがない。これによって、マス２６及び可動電極２７がストッパ５０ａに静電気力によって付着することが防止されている。
【0040】
第１キャップ絶縁層５３は、キャップ基板５０のＺ１側のうち、ストッパ５０ａ及びリセス５０ｂを除く部分に積層されている。第１キャップ絶縁層５３は、酸化シリコン製であり絶縁体である。
【0041】
図４に示されるように、キャップ配線６０は、デバイスウエハ２の２つの固定電極接合部３３及び１つの可動電極接合部３６それぞれに対してＺ方向に対応位置する一端部からキャビティ１３の外側に延びて第１～第３電極パッド５７Ａ～５７Ｃに接続される、第１～第３キャップ配線６１～６３を有する。さらに、キャップ配線６０は、後述するキャップ外周接合層７０に対してＺ方向に対応位置する一端部から対応する第４電極パッド５７Ｄに接続される第４キャップ配線６４を有する。さらにまた、第３電極パッド５７Ｃと第４電極パッド５７Ｄとを接続する第５キャップ配線６５を有する。
【0042】
第１～第３キャップ配線６１～６３は、第２キャップ絶縁層５４をＺ方向に貫通する接合電極コンタクト５６を介して対応する接合電極５５に電気的に導通している。第４キャップ配線６４は、第１キャップ絶縁層５３をＺ方向に貫通するキャップ配線コンタクト５８を介してキャップ基板５０に電気的に導通しており、第２キャップ絶縁層５４をＺ方向に貫通するキャップ外周層コンタクト７１を介してキャップ外周接合層７０に電気的に導通している。
【0043】
各キャップ配線６０及び各電極パッド５７は、第１キャップ絶縁層５３上に積層されており、つまり同一レイヤに積層されており同一材料である。本実施形態では、キャップ配線６０及び電極パッド５７は、第１キャップ絶縁層５３上に積層されたＴｉＮ（窒化チタン）層と、このＺ１側に積層されたＡｌＣｕ（アルミニウム銅合金）層と、このＺ１側にさらに積層されたＴｉＮ層とを有する３層構造であり、導電性を有する。接合電極コンタクト５６及びキャップ配線コンタクト５８は、タングステンがＴｉＮで囲まれて構成されており導電性を有する。
【0044】
第２キャップ絶縁層５４は、第１キャップ絶縁層５３のＺ１側に積層されており、第１キャップ絶縁層５３との間にキャップ配線６０が介在している。第２キャップ絶縁層５４は、酸化シリコン製であり絶縁体である。第２キャップ絶縁層５４は、複数の電極パッド５７に対応位置する部分には積層されていない。これによって、複数の電極パッド５７がキャップウエハ３においてＺ１側から表出している。
【0045】
接合電極５５は、第２キャップ絶縁層５４のＺ１側において、デバイスウエハ２の固定電極接合部３３及び可動電極接合部３６に対してＺ２側から対向する位置に設けられている。すなわち、本実施形態では、接合電極５５は、２つの固定電極接合部３３に対向する位置と、１つの可動電極接合部３６とに対向する位置とに、合計３つ設けられている。各接合電極５５は、第２キャップ絶縁層５４をＺ方向に貫通する接合電極コンタクト５６を介してそれぞれ対応するキャップ配線６０に電気的に導通している。
【0046】
接合電極５５は、ＴｉＮ製であり導電性を有する。接合電極５５は、後述する接合層４におけるアルミニウムとゲルマニウムの共晶反応におけるＺ２側への共晶反応の拡散を防止するバリア層として作用する。
【0047】
また、第２キャップ絶縁層５４のＺ１側には、デバイス外周接合層４０に対してＺ方向に対応位置する場所に、キャップ外周接合層７０がさらに積層されている。キャップ外周接合層７０は、第２キャップ絶縁層５４上に積層されており、つまり接合電極５５と同一レイヤに積層されており、接合電極５５と同一材料であり導電性を有する。
【0048】
［接合層］
次に、図１及び図２を主に参照しながら接合層４について説明する。図１及び図２に示されるように、接合層４は、デバイス外周接合層４０及びキャップ外周接合層７０に沿って延びており両者をＺ方向に接合する外周接合層５と、２つの固定電極接合部３３と及び１つの可動電極接合部３６と３つの接合電極５５との間に位置しており両者をそれぞれＺ方向に接合する内周接合層６とを有している。
次に、図１及び図２を主に参照しながら接合層４について説明する。図１及び図２に示されるように、接合層４は、デバイス外周接合層４０及びキャップ外周接合層７０に沿って延びており両者をＺ方向に接合する外周接合層５と、２つの固定電極接合部３３と及び１つの可動電極接合部３６と３つの接合電極５５との間に位置しており両者をそれぞれＺ方向に接合する内周接合層６とを有している。
【0049】
接合層４は、アルミニウムとゲルマニウムとを共晶反応させることによって生じる、アルミニウムゲルマニウム共晶材である。外周接合層５によって、センサ部２０がデバイスウエハ２とキャップウエハ３との間に外部から遮断された空間に密閉される。内周接合層６によって、デバイスウエハ２のデバイス配線３０を、キャップウエハ３のキャップ配線６０に電気的に導通させることができる。すなわち、接合層４によって、デバイスウエハ２とキャップウエハ３とをＺ方向に接合しつつ、各デバイス配線３０とキャップ配線６０とを電気的に導通させることができる。
【0050】
【0051】
（キャップウエハの形成工程）
まず、図６～図１２を参照して、キャップウエハ３の形成工程を説明する。図６に示されるように、ｐ型不純物又はｎ型不純物が高濃度にドーピングされた導電性シリコン基板であるキャップ基板５０を用意する。キャップ基板５０の第１主面５１を熱酸化することによって、第１主面５１上に酸化シリコンである第１キャップ絶縁層５３が形成される。
まず、図６～図１２を参照して、キャップウエハ３の形成工程を説明する。図６に示されるように、ｐ型不純物又はｎ型不純物が高濃度にドーピングされた導電性シリコン基板であるキャップ基板５０を用意する。キャップ基板５０の第１主面５１を熱酸化することによって、第１主面５１上に酸化シリコンである第１キャップ絶縁層５３が形成される。
【0052】
次いで、図７に示されるように、周知のパターニング技術を利用して、第１キャップ絶縁層５３がエッチングにより部分的に除去されてキャップ配線コンタクト５８に対応する部分が開口したビア８１が形成される。
【0053】
次に、図８に示されるように、ビア８１にキャップ配線コンタクト５８が形成される。具体的には、図８の左側の拡大図を参照して、まずビア８１における内壁面及び底壁面に沿ってＴｉＮ層５８ｐが凹状に積層され、ＴｉＮ層５８ｐの凹みにタングステン５８ｑが積層され、その後例えばＣＭＰによって表面が平坦化されることによってビア８１にキャップ配線コンタクト５８が形成される。
【0054】
次に、周知のパターニング技術を利用して、第１キャップ絶縁層５３上に、キャップ配線６０と電極パッド５７とが積層される。具体的には、まず、ＴｉＮ層６０ｐ，５７ｐが積層され、次いでＡｌＣｕ層６０ｑ，５７ｑが積層され、さらにＴｉＮ層６０ｒ，５７ｒが積層される。すなわち、キャップ配線６０及び電極パッド５７は、ＴｉＮ／ＡｌＣｕ／ＴｉＮから構成される三層の積層構造を有する。
【0055】
次に、図９に示されるように、第１キャップ絶縁層５３、キャップ配線６０及び電極パッド５７のＺ１側に第２キャップ絶縁層５４が積層される。第２キャップ絶縁層５４は例えばＴＥＯＳ（Tetra Ethoxy Silane）を原料に用いたＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）によって形成される。第２キャップ絶縁層５４は、キャップ配線６０のパッシベーション層を構成する。第２キャップ絶縁層５４は、積層された後、例えばＣＭＰによって平坦化される。
【0056】
次に、図１０に示されるように、周知のパターニング技術を利用して、第２キャップ絶縁層５４がエッチングされてキャップ外周層コンタクト７１及び接合電極コンタクト５６に対応する部分が開口したビア８２，８３が形成される。
【0057】
次に、ビア８２，８３にキャップ外周層コンタクト７１及び接合電極コンタクト５６が形成される。具体的には、キャップ外周層コンタクト７１及び接合電極コンタクト５６は、上述したキャップ配線コンタクト５８と同様に形成されて、ビア８２，８３の内壁面に沿った凹状のＴｉＮ層７１ｐ，５６ｐと、ＴｉＮ層７１ｐ，５６ｐの凹みに形成されたタングステン７１ｑ，５６ｑとを有する。
【0058】
次に、周知のパターニング技術を利用して、第２キャップ絶縁層５４上に、接合電極５５及びキャップ外周接合層７０が積層される。具体的には、まず、ＴｉＮ層５５ｐ，７０ｐが積層され、次いでＡｌＣｕ層５５ｑ，７０ｑが積層される。さらに、ＡｌＣｕ層５５ｑ、７０ｑのＺ１側にゲルマニウム層５５ｒ，７０ｒが積層される。ゲルマニウム層５５ｒ，７０ｒは、ＡｌＣｕ層５５ｑ，７０ｑと共晶反応することによってアルミニウムゲルマニウム共晶材となって接合層４を構成する。
【0059】
次に、図１１に示されるように、第１キャップ絶縁層５３及び第２キャップ絶縁層５４のうちセンサ部２０のマス２６及び可動電極２７に対してＺ方向に対向する部分がエッチングにより取り除かれて、キャップ基板５０が表出する。さらに、第２キャップ絶縁層５４のうち、電極パッド５７を覆う領域がエッチングにより除去されて電極パッド５７が表出する。
【0060】
次に、図１２に示されるように、キャップ基板５０が表出している部分のうち、マス２６及び可動電極２７に対するストッパ５０ａとなる部分を残してさらにＺ２側に窪んだリセス５０ｂが形成される。これによって、キャップウエハ３が完成する。
【0061】
（デバイスウエハの形成工程）
次に、図１３～図１７を参照して、デバイスウエハ２の形成工程を説明する。図１３に示されるように、ｐ型不純物又はｎ型不純物が高濃度にドーピングされた導電性シリコン基板であるデバイス基板１０を用意する。
次に、図１３～図１７を参照して、デバイスウエハ２の形成工程を説明する。図１３に示されるように、ｐ型不純物又はｎ型不純物が高濃度にドーピングされた導電性シリコン基板であるデバイス基板１０を用意する。
【0062】
次いで、図示は省略するが、デバイス基板１０の第１主面１１を熱酸化すると共に該熱酸化して得られる熱酸化膜をパターニングすることによって第１ＩＪ２２及び第２ＩＪ２４に対応する位置が開口したマスクを形成し、該マスクを利用して、デバイス基板１０を異方性エッチングによりＺ１側に深堀りして、トレンチ８４を形成する。トレンチ８４の形成後、マスクは除去される。
【0063】
次に、図１４に示されるように、トレンチ８４の内壁面を熱酸化することによってトレンチ８４の内壁面が熱酸化してなる酸化シリコンから構成される第１ＩＪ２２及び第２ＩＪ２４が形成される。次に、デバイス基板１０の第１主面１１上に酸化シリコンを積層し、デバイス絶縁層２８を形成する。
【0064】
次に、図１５に示されるように、周知にパターニング技術を利用して、デバイス絶縁層２８がエッチングにより部分的に除去されて固定電極コンタクト３２及びデバイス外周層コンタクト４１に対応する部分が開口したビア８５，８６が形成される。図示は省略するが、デバイス絶縁層２８のうち可動電極コンタクト３５に対応した部分にもビアが形成される。
【0065】
次に、図１６に示されるように、周知のパターニング技術を利用して、デバイス絶縁層２８のＺ２側にデバイス配線３０及びデバイス外周接合層４０が積層される。このとき、固定電極コンタクト３２、可動電極コンタクト３５及びデバイス外周層コンタクト４１も形成される。デバイス配線３０及びデバイス外周接合層４０は、ｐ型不純物又はｎ型不純物が高濃度にドーピングされたポリシリコンであって、例えば低圧ＣＶＤによって積層される。図示は省略するが、デバイス配線３０及びデバイス外周接合層４０上にはパッシベーション層、例えば酸化シリコンが積層される。
【0066】
次に、図１７に示されるように、周知のエッチング技術を利用して、センサ部２０が形成される。図示は省略するが、デバイス絶縁層２８及びパッシベーション層のうち、キャビティ１３を画定する領域であってセンサ部２０の形状に一致する部分以外がエッチングにより除去されてデバイス基板１０が表出する。
【0067】
次に、デバイス絶縁層２８及びパッシベーション層をマスクとして異方性エッチングによってデバイス基板１０をＺ１側に彫り込むことによって、センサ部２０及びキャビティ１３の形状に沿ったトレンチが形成される。
【0068】
次に、該トレンチの内壁面に酸化膜を堆積する。次に、トレンチの底壁面の酸化膜をエッチングにより除去する。次に、トレンチの底部を等方性エッチングによって除去することによって、キャビティ１３を形成しつつ、キャビティ１３の内側にアンカー２１によって支持されてアンカー２１を除く部分がキャビティ１３の底壁１４からＺ２側にリリースされて離間されたセンサ部２０が形成される。
【0069】
最後にＨＦベイパーエッチイングによってトレンチの側壁における酸化シリコンが除去されると共に、センサ部２０のうち固定電極２３、可動電極２７、スプリング２５及びマス２６上のデバイス絶縁層２８が除去され、さらにパッシベーション層も除去される。これによって、デバイスウエハ２が完成する。
【0070】
なお、デバイスウエハ２は、センサ部２０よりもＸ１側であって、キャップウエハ３に形成される電極パッド５７よりもＸ２側において、Ｙ方向に延びておりＺ１側に窪んだトレンチ８７が形成されている。トレンチ８７は、センサ部２０の形成と同時に形成される。
【0071】
（デバイスウエハとキャップウエハとの接合工程）
次に、図１８～図２２を参照して、デバイスウエハ２とキャップウエハ３とを接合してＭＥＭＳデバイス１を製造する工程を説明する。図１８に示されるように、デバイスウエハ２を、１８０°反転させてキャップウエハ３に対してＺ方向に対向させる。このとき、デバイスウエハ２のをＸ方向及びＹ方向における位置を調整して、２つの固定電極接合部３３、１つの可動電極接合部３６及びデバイス外周接合層４０がキャップウエハ３の３つの接合電極５５及びキャップ外周接合層７０にそれぞれＺ方向に対向するように位置合わせする。
次に、図１８～図２２を参照して、デバイスウエハ２とキャップウエハ３とを接合してＭＥＭＳデバイス１を製造する工程を説明する。図１８に示されるように、デバイスウエハ２を、１８０°反転させてキャップウエハ３に対してＺ方向に対向させる。このとき、デバイスウエハ２のをＸ方向及びＹ方向における位置を調整して、２つの固定電極接合部３３、１つの可動電極接合部３６及びデバイス外周接合層４０がキャップウエハ３の３つの接合電極５５及びキャップ外周接合層７０にそれぞれＺ方向に対向するように位置合わせする。
【0072】
次に、図１９に示されるように、デバイスウエハ２とキャップウエハ３とを、２つの固定電極接合部３３、１つの可動電極接合部３６及びデバイス外周接合層４０がキャップウエハ３の３つの接合電極５５及びキャップ外周接合層７０とにおいて互いに当接させつつ高温加圧する。
【0073】
本実施形態では、接合層４をＡｌＣｕ層５５ｑ，７０ｑとゲルマニウム層５５ｒ，７０ｒとを共晶反応させてなるアルミニウムゲルマニウム共晶材９０（以下ＡｌＧｅ共晶材）によって構成するので、アルミニウムとゲルマニウムとの共晶点である４２３℃以上の温度（例えば４３０℃以上５００℃以下）の下、１ウエハあたり数ｋＮ（例えば１ｋＮ以上１００ｋＮ以下）の力で両ウエハを当接させた状態を維持する。
【0074】
このとき、共晶反応により生じたＡｌＧｅ共晶材９０は、デバイスウエハ２におけるポリシリコン製であるデバイス配線３０及びデバイス外周接合層４０に対して、３相共晶反応して接合されるが、該３相共晶反応によって共焦点が上昇する（例えば５００℃以上まで）のでＡｌＧｅ共晶材９０の共晶反応が止まりデバイス配線３０及びデバイス外周接合層４０側への拡散が防止される。
【0075】
一方、ＡｌＧｅ共晶材９０は、キャップウエハ３側においては、バリア層として作用するＴｉＮ層５５ｐ，７０ｐによって下層側への拡散が止まる。その後、温度を下降させて共晶反応を止めて、ＡｌＧｅ共晶材９０を硬化させることによってデバイスウエハ２とキャップウエハ３との接合が完成する。
【0076】
次に、図２０に示されるように、ダイシングブレード９１を、トレンチ８７に対応する位置に合わせた状態で、Ｚ２側へ下降させる。この結果、図２１に示されるように、デバイスウエハ２のうち、トレンチ８７よりＸ１側に位置する部分が切断により分離されて、キャップウエハ３の電極パッド５７がＺ１側に表出する。これによって、ＭＥＭＳデバイス１が完成する。
【0077】
上記説明したＭＥＭＳデバイス１によれば、以下の効果が発揮される。
【0078】
（１）ＭＥＭＳデバイス１は、第１主面１１と第１主面１１とは反対側の第２主面１２とを有しており第１主面１１から第２主面１２に向かうＺ１側に窪んだキャビティ１３を有するデバイス基板１０と、キャビティ１３内に位置しており単一のアンカー２１によってデバイス基板１０に対して機械的に接続されると共に電気的に絶縁されたセンサ部２０と、センサ部２０に電気的に接続されるデバイス配線３０と、を有するデバイスウエハ２と、
デバイスウエハ２に対して第１主面１１側から対向するキャップ基板５０と、デバイス配線３０に電気的に導通するキャップ配線６０とを有するキャップウエハ３と、
デバイスウエハ２とキャップウエハ３とを接合する、接合層４と
を備え、
デバイス配線３０は、接合層４に直接に接合されており、接合層４を介してキャップ配線６０に電気的に導通している。
デバイスウエハ２に対して第１主面１１側から対向するキャップ基板５０と、デバイス配線３０に電気的に導通するキャップ配線６０とを有するキャップウエハ３と、
デバイスウエハ２とキャップウエハ３とを接合する、接合層４と
を備え、
デバイス配線３０は、接合層４に直接に接合されており、接合層４を介してキャップ配線６０に電気的に導通している。
【0079】
その結果、センサ部２０が単一のアンカー２１に機械的に接続されているので、外部から伝達される歪のセンサ部２０への入力経路が単一となる。この結果、外部から伝達される歪の影響がセンサ部２０に均一に及ぶので、センサ部２０の検出特性を安定化させやすくゼロ点オフセットが抑制される。
【0080】
さらに、デバイス配線３０が接合層４に直接に接合されるので、デバイスウエハ２にデバイス配線３０とは別に接合部を設けることを要しないので、デバイスウエハ２の構造を単純化しやすい。この結果、デバイスウエハ２の積層数が減少するので、デバイスウエハ２の形成プロセスを単純化しやすく、デバイス基板１０に形成されるセンサ部２０を精度よく形成しやすい。これにより、センサ部２０の形状のバラつきが抑制されるので、該バラつきに起因したゼロ点オフセットが抑制される。
【0081】
これに対して、センサ部が複数のアンカーに接続される場合、外部から複数の入力経路を介してセンサ部に歪が入力され、センサ部に歪の影響が不均一に及ぶので、センサ部が不均一に歪やすく、センサ部の検出特性にバラツキが生じやすい。また、デバイスウエハにデバイス配線とは別に接合部を設ける場合、デバイスウエハの積層数が増大するので、デバイスウエハの形成プロセスが複雑化しやすく、センサ部の形状にバラつきが生じやすい。したがって、従来構造に係るセンサ部のように、センサ部が複数のアンカーを有し及び／又はデバイスウエハにデバイス配線とは異なるレイヤにおける接合部を有する場合、ゼロ点オフセットを抑制しにくい。
【0082】
（２）センサ部２０は、
キャビティ１３を画定する壁面に固定された、アンカー２１と、
アンカー２１に対して第１ＩＪ２２を介して機械的に接続されると共に電気的に絶縁されており、Ｘ方向に延びる、固定電極２３と、
アンカー２１に対して第２ＩＪ２４を介して機械的に接続されると共に電気的に絶縁された、スプリング２５と、
スプリング２５に対して機械的に連結されると共に電気的に導通する、マス２６と、
マス２６に対して機械的に連結されると共に電気的に導通しており、Ｘ方向に延びており、固定電極２３に対してＹ方向に対向する、可動電極２７と、
アンカー２１と、固定電極２３のうち少なくとも第１ＩＪ２２の近位側に位置する領域と、スプリング２５、マス２６及び可動電極２７にわたる領域のうち少なくとも第２ＩＪ２４の近位側に位置する領域とにおいて、第１主面１１側に積層されたデバイス絶縁層２８と、
を有しており、
センサ部２０のうちアンカー２１を除く部分が、キャビティ１３の底壁１４に対してＺ２側に離間しており、
デバイス配線３０は、
デバイス絶縁層２８に積層されており、第１主面１１側から見て固定電極２３に対応位置しておりデバイス絶縁層２８を貫通して固定電極２３に電気的に導通する、固定電極コンタクト３２から、第１ＩＪ２２を横断して固定電極接合部３３まで延びる、固定電極配線３１と、
デバイス絶縁層２８に積層されており、第１主面１１側から見てスプリング２５、マス２６又は可動電極２７に対応位置しておりデバイス絶縁層２８を貫通してスプリング２５、マス２６又は可動電極２７に電気的に導通する、可動電極コンタクト３５から、第２ＩＪ２４を横断して可動電極接合部３６まで延びる、可動電極配線３４と
を有しており、
デバイス配線３０は、固定電極接合部３３及び可動電極接合部３６において接合層４を介してキャップ配線６０に接合されており、
デバイス配線３０及びキャップ配線６０は電気的に導通している。
キャビティ１３を画定する壁面に固定された、アンカー２１と、
アンカー２１に対して第１ＩＪ２２を介して機械的に接続されると共に電気的に絶縁されており、Ｘ方向に延びる、固定電極２３と、
アンカー２１に対して第２ＩＪ２４を介して機械的に接続されると共に電気的に絶縁された、スプリング２５と、
スプリング２５に対して機械的に連結されると共に電気的に導通する、マス２６と、
マス２６に対して機械的に連結されると共に電気的に導通しており、Ｘ方向に延びており、固定電極２３に対してＹ方向に対向する、可動電極２７と、
アンカー２１と、固定電極２３のうち少なくとも第１ＩＪ２２の近位側に位置する領域と、スプリング２５、マス２６及び可動電極２７にわたる領域のうち少なくとも第２ＩＪ２４の近位側に位置する領域とにおいて、第１主面１１側に積層されたデバイス絶縁層２８と、
を有しており、
センサ部２０のうちアンカー２１を除く部分が、キャビティ１３の底壁１４に対してＺ２側に離間しており、
デバイス配線３０は、
デバイス絶縁層２８に積層されており、第１主面１１側から見て固定電極２３に対応位置しておりデバイス絶縁層２８を貫通して固定電極２３に電気的に導通する、固定電極コンタクト３２から、第１ＩＪ２２を横断して固定電極接合部３３まで延びる、固定電極配線３１と、
デバイス絶縁層２８に積層されており、第１主面１１側から見てスプリング２５、マス２６又は可動電極２７に対応位置しておりデバイス絶縁層２８を貫通してスプリング２５、マス２６又は可動電極２７に電気的に導通する、可動電極コンタクト３５から、第２ＩＪ２４を横断して可動電極接合部３６まで延びる、可動電極配線３４と
を有しており、
デバイス配線３０は、固定電極接合部３３及び可動電極接合部３６において接合層４を介してキャップ配線６０に接合されており、
デバイス配線３０及びキャップ配線６０は電気的に導通している。
【0083】
その結果、アイソレーションジョイントを利用したＺ方向に延びる縦型分離によって、単一のアンカー２１に対して固定電極２３及び可動電極２７を機械的に接続しながら電気的に絶縁する構造を可能とする。これによって、固定電極２３及び可動電極２７に対する外部から伝達される歪による影響を均一化しやすく、換言すれば固定電極２３と可動電極２７とが両者の相対的な位置関係を保持したまま同様に歪の影響が及ぶのでこれらから構成されるセンサ部２０の特性を安定化させやすい。
【0084】
さらに、デバイスウエハ２はデバイス配線３０が接合層４への接合部も兼ねるので、デバイスウエハ２が配線層と接合部とを別々に備えることを要しない。この結果、デバイスウエハ２がより多くの層を有する場合に比して積層工程の数が減少するので、固定電極２３及び可動電極２７をより精度よく形成しやすい。この場合、例えば固定電極２３と可動電極間２７の距離の製造バラつきが抑制されるので、外力が生じていないゼロ点におけるオフセットをより減少させやすい。
【0085】
したがって、センサ部２０の、外部から伝達される歪によらず出力特性を安定化させることができると共に、検出精度が向上する。
【0086】
（３）キャップウエハ３は、
キャップ基板５０に積層された、第１キャップ絶縁層５３と、
第１キャップ絶縁層５３に対して間にキャップ配線６０を介在させつつ積層されている、第２キャップ絶縁層５４と、
第２キャップ絶縁層５４に積層されており、第２キャップ絶縁層５４を貫通する接合電極コンタクト５６を介してキャップ配線６０に電気的に導通する、接合電極５５と
をさらに有しており、
キャップウエハ３は、接合電極５５において接合層４を介して固定電極接合部３３及び可動電極接合部３６に接合されている。
その結果、キャップウエハ３側にキャップ配線６０と接合電極５５とが形成される。
キャップ基板５０に積層された、第１キャップ絶縁層５３と、
第１キャップ絶縁層５３に対して間にキャップ配線６０を介在させつつ積層されている、第２キャップ絶縁層５４と、
第２キャップ絶縁層５４に積層されており、第２キャップ絶縁層５４を貫通する接合電極コンタクト５６を介してキャップ配線６０に電気的に導通する、接合電極５５と
をさらに有しており、
キャップウエハ３は、接合電極５５において接合層４を介して固定電極接合部３３及び可動電極接合部３６に接合されている。
その結果、キャップウエハ３側にキャップ配線６０と接合電極５５とが形成される。
【0087】
（４）固定電極接合部３３及び／又は可動電極接合部３６は、Ｚ方向から見てアンカー２１に対応位置していてもよい。
その結果、デバイス配線３０を短く構成できると共に、固定電極接合部３３及び可動電極接合部３６を支持する部分を別途形成する必要がない。
その結果、デバイス配線３０を短く構成できると共に、固定電極接合部３３及び可動電極接合部３６を支持する部分を別途形成する必要がない。
【0088】
（５）キャップウエハ３は、外部配線が接続可能な電極パッド５７を有しており、
電極パッド５７は、キャップ配線６０の接合電極５５とは反対側の端部に電気的に接続されていてもよい。
その結果、デバイスウエハ２に電極パッド５７がないので、デバイスウエハ２をより単純化しやすい。これによって、上述したように、デバイスウエハ２の層数の増大が抑制されるのでセンサ部２０をより精度よく形成しやすい。
電極パッド５７は、キャップ配線６０の接合電極５５とは反対側の端部に電気的に接続されていてもよい。
その結果、デバイスウエハ２に電極パッド５７がないので、デバイスウエハ２をより単純化しやすい。これによって、上述したように、デバイスウエハ２の層数の増大が抑制されるのでセンサ部２０をより精度よく形成しやすい。
【0089】
（６）電極パッド５７とキャップ配線６０とは、キャップウエハ３のうち同一レイヤに位置しており同一材料であってもよい。
その結果、電極パッド５７とキャップ配線６０とを同一プロセスで積層できる。
その結果、電極パッド５７とキャップ配線６０とを同一プロセスで積層できる。
【0090】
（７）接合層は、アルミニウムゲルマニウム共晶材９０であってもよい。
その結果、デバイスウエハ２のデバイス配線３０とキャップウエハ３の接合電極５５とを互いに電気的に導通させつつ接合できる。
その結果、デバイスウエハ２のデバイス配線３０とキャップウエハ３の接合電極５５とを互いに電気的に導通させつつ接合できる。
【0091】
（８）デバイス配線３０は、接合層４に対して、濡れ性を有すると共に共晶の拡散が生じない、材料製であってもよい。
その結果、デバイス配線３０を接合層４に接合しつつも、デバイス配線３０が共晶化によって接合層４に取り込まれることが抑制されるので、デバイス配線３０の消失が抑制される。
その結果、デバイス配線３０を接合層４に接合しつつも、デバイス配線３０が共晶化によって接合層４に取り込まれることが抑制されるので、デバイス配線３０の消失が抑制される。
【0092】
（９）デバイス配線３０は、ポリシリコン、ポリサイド合金、窒化チタン合金、チタンタングステン合金からなる群から選択される、導電性を有する材料製であってもよい。
その結果、デバイス配線３０を、導電性を有しつつ、接合層４との接合性を確保できる。
その結果、デバイス配線３０を、導電性を有しつつ、接合層４との接合性を確保できる。
【0093】
（１０）接合電極５５は、アルミニウム合金製であってもよい。
【0094】
（１１）アンカー２１は、キャビティ１３の底壁１４からＺ方向に延びていてもよい。
その結果、アンカー２１をキャビティ１３内に設ける位置の自由度を高めやすい。
その結果、アンカー２１をキャビティ１３内に設ける位置の自由度を高めやすい。
【0095】
（１２）アンカー２１は、キャビティ１３の第１縦壁１５に固定されてＸ方向に延びており、キャビティ１３の底壁１４に対してＺ２側に離間していてもよい。
その結果、アンカー２１をキャビティ１３の第１縦壁１５を利用して容易に形成しやすい。
その結果、アンカー２１をキャビティ１３の第１縦壁１５を利用して容易に形成しやすい。
【0096】
（１３）デバイスウエハ２は、キャビティ１３の周囲にデバイス外周接合層４０を有しており、
キャップウエハ３は、接合層４を介してデバイス外周接合層４０に接合されるキャップ外周接合層７０を有していてもよい。
その結果、デバイス外周接合層４０とキャップ外周接合層７０とを接合することによって、センサ部２０をＭＥＭＳデバイス１の内側に密閉しやすい。
キャップウエハ３は、接合層４を介してデバイス外周接合層４０に接合されるキャップ外周接合層７０を有していてもよい。
その結果、デバイス外周接合層４０とキャップ外周接合層７０とを接合することによって、センサ部２０をＭＥＭＳデバイス１の内側に密閉しやすい。
【0097】
（１４）デバイス外周接合層４０は、デバイスウエハ２のうちデバイス配線３０と同一レイヤに位置しており且つ同一材料であってもよい。
その結果、デバイス外周接合層４０とデバイス配線３０とを同一プロセスで積層できる。
その結果、デバイス外周接合層４０とデバイス配線３０とを同一プロセスで積層できる。
【0098】
（１５）キャップ外周接合層７０は、キャップウエハ３のうち接合電極５５と同一レイヤに位置しており且つ同一材料であってもよい。
その結果、キャップ外周接合層７０と接合電極５５とを同一プロセスで積層できる。
その結果、キャップ外周接合層７０と接合電極５５とを同一プロセスで積層できる。
【0099】
（１６）デバイス外周接合層４０とキャップ外周接合層７０とは、接合層４を介して導通可能であってもよい。
その結果、デバイス外周接合層４０とキャップ外周接合層７０とを同一電位に設定できる。
その結果、デバイス外周接合層４０とキャップ外周接合層７０とを同一電位に設定できる。
【0100】
（１７）キャップウエハ３は、
キャップ外周接合層７０に電気的に接続される、第４キャップ配線６４と、
第４キャップ配線６４に接続されており、外部配線が接続可能な、電極パッド５７と
を有していてもよい。
その結果、電極パッド５７に外部配線を接続して電圧を印加したりグランドに接続したりすることによって、デバイス外周接合層４０とキャップ外周接合層７０とを同一電位に設定できる。
キャップ外周接合層７０に電気的に接続される、第４キャップ配線６４と、
第４キャップ配線６４に接続されており、外部配線が接続可能な、電極パッド５７と
を有していてもよい。
その結果、電極パッド５７に外部配線を接続して電圧を印加したりグランドに接続したりすることによって、デバイス外周接合層４０とキャップ外周接合層７０とを同一電位に設定できる。
【0101】
（１８）デバイス外周接合層４０は、デバイス絶縁層２８を貫通するデバイス外周層コンタクト４１を介してデバイス基板１０に電気的に導通しており、
キャップ外周接合層７０は、第１キャップ絶縁層５３を貫通するキャップ外周層コンタクト７１を介してキャップ基板５０に電気的に導通していてもよい。
その結果、デバイス基板１０からキャップ基板５０を同一電位に設定できる。これによって、例えば、センサ部２０を同一電位に設定したデバイス基板１０及びキャップ基板５０によって囲むことによって、センサ部２０に対する電磁シールドを構成できる。
キャップ外周接合層７０は、第１キャップ絶縁層５３を貫通するキャップ外周層コンタクト７１を介してキャップ基板５０に電気的に導通していてもよい。
その結果、デバイス基板１０からキャップ基板５０を同一電位に設定できる。これによって、例えば、センサ部２０を同一電位に設定したデバイス基板１０及びキャップ基板５０によって囲むことによって、センサ部２０に対する電磁シールドを構成できる。
【0102】
（１９）ＭＥＭＳデバイス１の製造方法は、第１主面１１と第１主面１１とは反対側の第２主面１２とを有しており第１主面１１から第２主面１２に向かうＺ１側に窪んだキャビティ１３を有するデバイス基板１０と、キャビティ１３内に位置しており単一のアンカー２１によってデバイス基板１０に対して機械的に接続されると共に電気的に絶縁されたセンサ部２０と、センサ部２０に電気的に接続されるデバイス配線３０と、を有するデバイスウエハ２を形成すること、
デバイスウエハ２に対して第１主面１１側から対向するキャップ基板５０と、デバイス配線３０に電気的に導通するキャップ配線６０とを有するキャップウエハ３を形成すること、
デバイスウエハ２とキャップウエハ３とを接合層４を介して接合する
ことを含み、
接合では、デバイス配線３０を、接合層４に直接に接合して、接合層４を介してキャップ配線６０に電気的に導通させる。
デバイスウエハ２に対して第１主面１１側から対向するキャップ基板５０と、デバイス配線３０に電気的に導通するキャップ配線６０とを有するキャップウエハ３を形成すること、
デバイスウエハ２とキャップウエハ３とを接合層４を介して接合する
ことを含み、
接合では、デバイス配線３０を、接合層４に直接に接合して、接合層４を介してキャップ配線６０に電気的に導通させる。
【0103】
なお、本開示は、前記実施形態に記載された構成に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。
【0104】
上記実施形態では、デバイス基板１０からセンサ部２０をエッチングにより形成したが、これに限らない。例えば、図２２には、変形例に係るデバイスウエハ１０５のＸ－Ｚ平面に沿った断面図が示されており、デバイスウエハ１０５は、デバイス基板１０に換えてＳＯＩ基板１００により構成されている。
【0105】
例えば、ＳＯＩ基板１００を、Ｚ２側に位置する第１層１０１とこのＺ１側に積層された第２層１０２と、このさらにＺ１側に積層された第３層１０３とで構成すると共に、第１層１０１及び第３層１０３を導電性シリコンで構成し、第２層１０２を酸化シリコンである絶縁層として構成する。第１層１０１にＺ１側に延びて第２層１０２に至るトレンチを掘り込むと共に第２層１０２を部分的にＨＦベーパーによって部分的に除去することによって、第２層１０２に支持されたアンカー１２１と、アンカー１２１から水平方向に延びてキャビティ１１３の底壁１１４からＺ２側に離間した固定電極１２３及び可動電極を有する、センサ部１２０を形成できる。
【0106】
また、固定電極１２３及び可動電極において、アンカー１２１との機械的接続及び電気的絶縁を構成するため、第１層１０１をＺ１側に掘り込んで第２層１０２に至るトレンチを深堀し該トレンチに絶縁体としてのポリシリコンを埋め込んでＤＴＩ（Deep Trench Isolation）１２２を形成して、ＤＴＩ１２２によってアンカー１２１と固定電極１２３及び可動電極と間のＺ方向に延びる縦型分離構造を実現できる。したがって、ＳＯＩ基板１００から、単一のアンカー１２１によって支持されたセンサ部１２０を有するデバイスウエハ１０５を形成できる。
【0107】
また、上記実施形態では、アンカー２１をキャビティ１３の底壁１４からＺ方向に延びるように構成したが、これに限らない。例えば、図２３には更なる変形例に係るデバイスウエハ２０２の底面図が示されており、図２４にはデバイスウエハ２０２の図２３のXXIV－XXIV線におけるＸ－Ｚ平面に沿った断面図が示されている。なお、図２４においてデバイスウエハ２０２に対応するキャップウエハ２０３が二点鎖線で参考に示されている。図２３及び図２４に示されるように、アンカー２２１をキャビティ２１３のＸ１側に位置する第１縦壁２１５からＸ２側に延びると共にキャビティ２１３の底壁２１４からＺ１側に離間するように構成してもよい。
【0108】
この場合に、デバイス配線２３０を、アンカー２２１を横断して延びるように形成すると共に、固定電極接合部２３３及び可動電極接合部２３６をＺ方向から見てアンカー２２１に対応位置させず例えばキャビティ２１３の外側に位置させてもよい。
その結果、アンカー２２１を固定電極接合部２３３及び可動電極接合部２３６に対応位置する大きさに構成する必要がなくアンカー２２１を小型化しやすい。
その結果、アンカー２２１を固定電極接合部２３３及び可動電極接合部２３６に対応位置する大きさに構成する必要がなくアンカー２２１を小型化しやすい。
【0109】
また、図２５には更なる他の変形例に係るデバイスウエハ３０２の底面図が示されており、図２６にはデバイスウエハ３０２のXXVI－XXVI線におけるＸ－Ｚ平面に沿った断面図が示されている。なお、図２６においてデバイスウエハ３０２に対応するキャップウエハ３０３が二点鎖線で参考に示されている。図２５及び図２６に示されるように、アンカー３２１をキャビティ３１３の底面３１４からＺ方向に延びるように構成しながら、固定電極接合部３３３及び可動電極接合部３３６をアンカー３２１に対応位置させずに例えばキャビティ３１３の外側に位置させてもよい。
【0110】
この場合、アンカー３２１と、固定電極接合部３３３及び可動電極接合部３３６が設けられた部分とを接続する柔軟な構造体３４０上に、デバイス配線３３０を形成すればよい。これによっても、アンカー３２１を固定電極接合部３３３及び可動電極接合部３３６に対応位置する大きさに構成する必要がなくアンカー３２１を小型化しやすい。
【0111】
［付記］
本開示に係るＭＥＭＳデバイスおよびその製造方法は以下の態様を提供する。
本開示に係るＭＥＭＳデバイスおよびその製造方法は以下の態様を提供する。
【0112】
［態様１］
第１主面と前記第１主面とは反対側の第２主面とを有しており前記第１主面から第２主面に向かう第１方向に窪んだキャビティを有するデバイス基板と、前記キャビティ内に位置しており単一のアンカーによって前記デバイス基板に対して機械的に接続されると共に電気的に絶縁されたセンサ部と、前記センサ部に電気的に接続されるデバイス配線と、を有するデバイスウエハと、
前記デバイスウエハに対して前記第１主面側から対向するキャップ基板と、前記デバイス配線に電気的に導通するキャップ配線とを有するキャップウエハと、
前記デバイスウエハと前記キャップウエハとを接合する、接合層と
を備え、
前記デバイス配線は、前記接合層に直接に接合されており、前記接合層を介して前記キャップ配線に電気的に導通している、ＭＥＭＳデバイス。
第１主面と前記第１主面とは反対側の第２主面とを有しており前記第１主面から第２主面に向かう第１方向に窪んだキャビティを有するデバイス基板と、前記キャビティ内に位置しており単一のアンカーによって前記デバイス基板に対して機械的に接続されると共に電気的に絶縁されたセンサ部と、前記センサ部に電気的に接続されるデバイス配線と、を有するデバイスウエハと、
前記デバイスウエハに対して前記第１主面側から対向するキャップ基板と、前記デバイス配線に電気的に導通するキャップ配線とを有するキャップウエハと、
前記デバイスウエハと前記キャップウエハとを接合する、接合層と
を備え、
前記デバイス配線は、前記接合層に直接に接合されており、前記接合層を介して前記キャップ配線に電気的に導通している、ＭＥＭＳデバイス。
【0113】
［態様２］
前記センサ部は、
前記キャビティの壁面に固定された、前記アンカーと、
前記アンカーに対して第１アイソレーションジョイントを介して機械的に接続されると共に電気的に絶縁されており、前記第１方向に直交する第２方向に延びる、固定電極と、
前記アンカーに対して第２アイソレーションジョイントを介して機械的に接続されると共に電気的に絶縁された、スプリングと、
前記スプリングに対して機械的に連結されると共に電気的に導通する、マスと、
前記マスに対して機械的に連結されると共に電気的に導通しており、前記第２方向に延びており、前記固定電極に対して前記第１方向及び前記第２方向のいずれにも直交する第３方向に対向する、可動電極と、
前記アンカーと、前記固定電極のうち少なくとも前記第１アイソレーションジョイントの近位側に位置する領域と、前記スプリング、前記マスおよび前記可動電極にわたる領域のうち少なくとも前記第２アイソレーションジョイントの近位側に位置する領域とにおいて、前記第１主面側に積層されたデバイス絶縁層と、
を有しており、
前記センサ部のうち前記アンカーを除く部分が、前記キャビティの底面に対して前記第１方向に離間しており、
前記デバイス配線は、
前記デバイス絶縁層に積層されており、前記第１主面側から見て前記固定電極に対応位置しており前記デバイス絶縁層を貫通して前記固定電極に電気的に導通する、固定電極コンタクトから、前記第１アイソレーションジョイントを横断して固定電極接合部まで延びる、固定電極配線と、
前記デバイス絶縁層に積層されており、前記第１主面側から見て前記スプリング、前記マス又は前記可動電極に対応位置しており前記デバイス絶縁層を貫通して前記スプリング、前記マス又は前記可動電極に電気的に導通する、可動電極コンタクトから、前記第２アイソレーションジョイントを横断して可動電極接合部まで延びる、可動電極配線と
を有しており、
前記デバイス配線は、前記固定電極接合部及び前記可動電極接合部において前記接合層を介して前記キャップ配線に接合されており、
前記デバイス配線及び前記キャップ配線は電気的に導通している、
態様１に記載のＭＥＭＳデバイス。
前記センサ部は、
前記キャビティの壁面に固定された、前記アンカーと、
前記アンカーに対して第１アイソレーションジョイントを介して機械的に接続されると共に電気的に絶縁されており、前記第１方向に直交する第２方向に延びる、固定電極と、
前記アンカーに対して第２アイソレーションジョイントを介して機械的に接続されると共に電気的に絶縁された、スプリングと、
前記スプリングに対して機械的に連結されると共に電気的に導通する、マスと、
前記マスに対して機械的に連結されると共に電気的に導通しており、前記第２方向に延びており、前記固定電極に対して前記第１方向及び前記第２方向のいずれにも直交する第３方向に対向する、可動電極と、
前記アンカーと、前記固定電極のうち少なくとも前記第１アイソレーションジョイントの近位側に位置する領域と、前記スプリング、前記マスおよび前記可動電極にわたる領域のうち少なくとも前記第２アイソレーションジョイントの近位側に位置する領域とにおいて、前記第１主面側に積層されたデバイス絶縁層と、
を有しており、
前記センサ部のうち前記アンカーを除く部分が、前記キャビティの底面に対して前記第１方向に離間しており、
前記デバイス配線は、
前記デバイス絶縁層に積層されており、前記第１主面側から見て前記固定電極に対応位置しており前記デバイス絶縁層を貫通して前記固定電極に電気的に導通する、固定電極コンタクトから、前記第１アイソレーションジョイントを横断して固定電極接合部まで延びる、固定電極配線と、
前記デバイス絶縁層に積層されており、前記第１主面側から見て前記スプリング、前記マス又は前記可動電極に対応位置しており前記デバイス絶縁層を貫通して前記スプリング、前記マス又は前記可動電極に電気的に導通する、可動電極コンタクトから、前記第２アイソレーションジョイントを横断して可動電極接合部まで延びる、可動電極配線と
を有しており、
前記デバイス配線は、前記固定電極接合部及び前記可動電極接合部において前記接合層を介して前記キャップ配線に接合されており、
前記デバイス配線及び前記キャップ配線は電気的に導通している、
態様１に記載のＭＥＭＳデバイス。
【0114】
［態様３］
前記キャップウエハは、
前記キャップ基板に積層された、第１キャップ絶縁層と、
前記第１キャップ絶縁層に対して間に前記キャップ配線を介在させつつ積層されている、第２キャップ絶縁層と、
前記第２キャップ絶縁層に積層されており、前記第２キャップ絶縁層を貫通する接合電極コンタクトを介して前記キャップ配線に電気的に導通する、接合電極と
をさらに有しており、
前記キャップウエハは、前記接合電極において前記接合層を介して前記固定電極接合部及び前記可動電極接合部に接合されている、
態様２に記載のＭＥＭＳデバイス。
前記キャップウエハは、
前記キャップ基板に積層された、第１キャップ絶縁層と、
前記第１キャップ絶縁層に対して間に前記キャップ配線を介在させつつ積層されている、第２キャップ絶縁層と、
前記第２キャップ絶縁層に積層されており、前記第２キャップ絶縁層を貫通する接合電極コンタクトを介して前記キャップ配線に電気的に導通する、接合電極と
をさらに有しており、
前記キャップウエハは、前記接合電極において前記接合層を介して前記固定電極接合部及び前記可動電極接合部に接合されている、
態様２に記載のＭＥＭＳデバイス。
【0115】
［態様４］
前記固定電極接合部及び／又は前記可動電極接合部は、前記第１方向から見て前記アンカーに対応位置している、
態様３に記載のＭＥＭＳデバイス。
前記固定電極接合部及び／又は前記可動電極接合部は、前記第１方向から見て前記アンカーに対応位置している、
態様３に記載のＭＥＭＳデバイス。
【0116】
［態様５］
前記デバイス配線は、前記第１方向から見て前記アンカーを横断しており、
前記固定電極接合部及び／又は前記可動電極接合部は、前記第１方向から見て前記アンカーに位置しない、
態様２に記載のＭＥＭＳデバイス。
前記デバイス配線は、前記第１方向から見て前記アンカーを横断しており、
前記固定電極接合部及び／又は前記可動電極接合部は、前記第１方向から見て前記アンカーに位置しない、
態様２に記載のＭＥＭＳデバイス。
【0117】
［態様６］
前記キャップウエハは、外部配線が接続可能な電極パッドを有しており、
前記電極パッドは、前記キャップ配線の前記接合電極とは反対側の端部に電気的に接続されている、
態様３に記載のＭＥＭＳデバイス。
前記キャップウエハは、外部配線が接続可能な電極パッドを有しており、
前記電極パッドは、前記キャップ配線の前記接合電極とは反対側の端部に電気的に接続されている、
態様３に記載のＭＥＭＳデバイス。
【0118】
［態様７］
前記電極パッドと前記キャップ配線とは、前記キャップウエハのうち同一レイヤに位置しており同一材料である、
態様６に記載のＭＥＭＳデバイス。
前記電極パッドと前記キャップ配線とは、前記キャップウエハのうち同一レイヤに位置しており同一材料である、
態様６に記載のＭＥＭＳデバイス。
【0119】
［態様８］
前記接合層は、アルミニウムゲルマニウム合金製である、
態様１に記載のＭＥＭＳデバイス。
前記接合層は、アルミニウムゲルマニウム合金製である、
態様１に記載のＭＥＭＳデバイス。
【0120】
［態様９］
前記デバイス配線は、前記接合層に対して、濡れ性を有すると共に共晶の拡散が生じない、材料製である、
態様１に記載のＭＥＭＳデバイス。
前記デバイス配線は、前記接合層に対して、濡れ性を有すると共に共晶の拡散が生じない、材料製である、
態様１に記載のＭＥＭＳデバイス。
【0121】
［態様１０］
前記デバイス配線は、ポリシリコン、ポリサイド合金、窒化チタン合金、チタンタングステン合金からなる群から選択される、導電性を有する材料製である、
態様９に記載のＭＥＭＳデバイス。
前記デバイス配線は、ポリシリコン、ポリサイド合金、窒化チタン合金、チタンタングステン合金からなる群から選択される、導電性を有する材料製である、
態様９に記載のＭＥＭＳデバイス。
【0122】
［態様１１］
前記接合電極は、アルミニウム合金製である、
態様３に記載のＭＥＭＳデバイス。
前記接合電極は、アルミニウム合金製である、
態様３に記載のＭＥＭＳデバイス。
【0123】
［態様１２］
前記アンカーは、前記キャビティの底壁から前記第１方向に延びている、
態様１に記載のＭＥＭＳデバイス。
前記アンカーは、前記キャビティの底壁から前記第１方向に延びている、
態様１に記載のＭＥＭＳデバイス。
【0124】
［態様１３］
前記アンカーは、前記キャビティの側壁に固定されて前記第１方向に直交する面内方向に延びており、前記キャビティの底壁に対して前記第１方向に離間している、
態様１に記載のＭＥＭＳデバイス。
前記アンカーは、前記キャビティの側壁に固定されて前記第１方向に直交する面内方向に延びており、前記キャビティの底壁に対して前記第１方向に離間している、
態様１に記載のＭＥＭＳデバイス。
【0125】
［態様１４］
前記デバイスウエハは、前記キャビティの周囲にデバイス外周接合層を有しており、
前記キャップウエハは、前記接合層を介して前記デバイス外周接合層に接合されるキャップ外周接合層を有している、
態様３に記載のＭＥＭＳデバイス。
前記デバイスウエハは、前記キャビティの周囲にデバイス外周接合層を有しており、
前記キャップウエハは、前記接合層を介して前記デバイス外周接合層に接合されるキャップ外周接合層を有している、
態様３に記載のＭＥＭＳデバイス。
【0126】
［態様１５］
前記デバイス外周接合層は、前記デバイスウエハのうち前記デバイス配線と同一レイヤに位置しており且つ同一材料である、
態様１４に記載のＭＥＭＳデバイス。
前記デバイス外周接合層は、前記デバイスウエハのうち前記デバイス配線と同一レイヤに位置しており且つ同一材料である、
態様１４に記載のＭＥＭＳデバイス。
【0127】
［態様１６］
前記キャップ外周接合層は、前記キャップウエハのうち前記接合電極と同一レイヤに位置しており且つ同一材料である、
態様１４に記載のＭＥＭＳデバイス。
前記キャップ外周接合層は、前記キャップウエハのうち前記接合電極と同一レイヤに位置しており且つ同一材料である、
態様１４に記載のＭＥＭＳデバイス。
【0128】
［態様１７］
前記デバイス外周接合層と前記キャップ外周接合層とは、前記接合層を介して導通可能である、
態様１４に記載のＭＥＭＳデバイス。
前記デバイス外周接合層と前記キャップ外周接合層とは、前記接合層を介して導通可能である、
態様１４に記載のＭＥＭＳデバイス。
【0129】
［態様１８］
前記キャップウエハは、
前記キャップ外周接合層に電気的に接続される、外周接合配線と、
前記外周接合配線に接続されており、外部配線が接続可能な、電極パッドと
を有している、
態様１７に記載のＭＥＭＳデバイス。
前記キャップウエハは、
前記キャップ外周接合層に電気的に接続される、外周接合配線と、
前記外周接合配線に接続されており、外部配線が接続可能な、電極パッドと
を有している、
態様１７に記載のＭＥＭＳデバイス。
【0130】
［態様１９］
前記デバイス外周接合層は、前記デバイス絶縁層を貫通するデバイス外周コンタクトを介して前記デバイス基板に電気的に導通しており、
前記キャップ外周接合層は、前記第１キャップ絶縁層を貫通するキャップ外周コンタクトを介して前記キャップ基板に電気的に導通している、
態様１８に記載のＭＥＭＳデバイス。
前記デバイス外周接合層は、前記デバイス絶縁層を貫通するデバイス外周コンタクトを介して前記デバイス基板に電気的に導通しており、
前記キャップ外周接合層は、前記第１キャップ絶縁層を貫通するキャップ外周コンタクトを介して前記キャップ基板に電気的に導通している、
態様１８に記載のＭＥＭＳデバイス。
【0131】
［態様２０］
第１主面と前記第１主面とは反対側の第２主面とを有しており前記第１主面から第２主面に向かう第１方向に窪んだキャビティを有するデバイス基板と、前記キャビティ内に位置しており単一のアンカーによって前記デバイス基板に対して機械的に接続されると共に電気的に絶縁されたセンサ部と、前記センサ部に電気的に接続されるデバイス配線と、を有するデバイスウエハを形成すること、
前記デバイスウエハに対して前記第１主面側から対向するキャップ基板と、前記デバイス配線に電気的に導通するキャップ配線とを有するキャップウエハを形成すること、
前記デバイスウエハと前記キャップウエハとを接合層を介して接合する
ことを含み、
前記接合では、前記デバイス配線を、前記接合層に直接に接合して、前記接合層を介して前記キャップ配線に電気的に導通させる、ＭＥＭＳデバイスの製造方法。
第１主面と前記第１主面とは反対側の第２主面とを有しており前記第１主面から第２主面に向かう第１方向に窪んだキャビティを有するデバイス基板と、前記キャビティ内に位置しており単一のアンカーによって前記デバイス基板に対して機械的に接続されると共に電気的に絶縁されたセンサ部と、前記センサ部に電気的に接続されるデバイス配線と、を有するデバイスウエハを形成すること、
前記デバイスウエハに対して前記第１主面側から対向するキャップ基板と、前記デバイス配線に電気的に導通するキャップ配線とを有するキャップウエハを形成すること、
前記デバイスウエハと前記キャップウエハとを接合層を介して接合する
ことを含み、
前記接合では、前記デバイス配線を、前記接合層に直接に接合して、前記接合層を介して前記キャップ配線に電気的に導通させる、ＭＥＭＳデバイスの製造方法。
【符号の説明】
【0132】
１ ＭＥＭＳデバイス
２ デバイスウエハ
３ キャップウエハ
４ 接合層
１０ デバイス基板
１３ キャビティ
１４ 底壁
２０ センサ部
２１ アンカー
２２ 第１ＩＪ
２３ 固定電極
２４ 第２ＩＪ
２５ スプリング
２６ マス
２７ 可動電極
２８ デバイス絶縁層
３０ デバイス配線
３１ 固定電極配線
３２ 固定電極コンタクト
３３ 固定電極接合部
３４ 可動電極配線
３５ 可動電極コンタクト
３６ 可動電極接合部
４０ デバイス外周接合層
４１ デバイス外周層コンタクト
５０ キャップ基板
５３ 第１キャップ絶縁層
５４ 第２キャップ絶縁層
５５ 接合電極
５６ 接合電極コンタクト
５７ 電極パッド
５８ キャップ配線コンタクト
６０ キャップ配線
７０ キャップ外周接合層
７１ キャップ外周層コンタクト
９０ ＡｌＧｅ共晶材
２ デバイスウエハ
３ キャップウエハ
４ 接合層
１０ デバイス基板
１３ キャビティ
１４ 底壁
２０ センサ部
２１ アンカー
２２ 第１ＩＪ
２３ 固定電極
２４ 第２ＩＪ
２５ スプリング
２６ マス
２７ 可動電極
２８ デバイス絶縁層
３０ デバイス配線
３１ 固定電極配線
３２ 固定電極コンタクト
３３ 固定電極接合部
３４ 可動電極配線
３５ 可動電極コンタクト
３６ 可動電極接合部
４０ デバイス外周接合層
４１ デバイス外周層コンタクト
５０ キャップ基板
５３ 第１キャップ絶縁層
５４ 第２キャップ絶縁層
５５ 接合電極
５６ 接合電極コンタクト
５７ 電極パッド
５８ キャップ配線コンタクト
６０ キャップ配線
７０ キャップ外周接合層
７１ キャップ外周層コンタクト
９０ ＡｌＧｅ共晶材
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】