特許 7233982 パッケージ及びパッケージの製造方法

(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】

(24)【登録日】2023-02-27

(45)【発行日】2023-03-07

(54)【発明の名称】パッケージ及びパッケージの製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 23/02 20060101AFI20230228BHJP

   H01L 23/08 20060101ALI20230228BHJP

【ＦＩ】

H01L23/02 C

H01L23/08 Z

H01L23/02 F

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2019043692

(22)【出願日】2019-03-11

(65)【公開番号】P2020150004

(43)【公開日】2020-09-17

【審査請求日】2022-01-11

(73)【特許権者】

【識別番号】000002325

【氏名又は名称】セイコーインスツル株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100165179

【弁理士】

【氏名又は名称】田▲崎▼ 聡

(74)【代理人】

【識別番号】100126664

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 慎吾

(74)【代理人】

【識別番号】100161207

【弁理士】

【氏名又は名称】西澤 和純

(72)【発明者】

【氏名】田家 良久

【審査官】正山 旭

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１８／１４７９４０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１８－１５７１５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０２０－５０９９４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１７４２６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１７４２２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１８９３２７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２３／０２

Ｈ０１Ｌ ２３／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１基板と、
前記第１基板の上面側に設けられる素子と、
前記第１基板の上面側に前記素子を覆った状態で接合され、前記第１基板側に配置される下面側に、前記第１基板に接合される平面視枠状の凸状体と、平面視で前記凸状体に囲まれるように形成され、前記素子上に封止空間を確保するための凹状のキャビティ領域とを有する第２基板と、
前記第２基板に形成された前記凸状体の先端に平面視枠状で設けられる第２金属接合膜と、前記第２基板に形成された前記凸状体に対応する位置で、前記第１基板の上面に平面視枠状に設けられる第１金属接合膜とが金属拡散接合されてなる接合体と、を備え、
前記第１金属接合膜及び前記第２金属接合膜は、周方向における少なくとも一部が、平面視で前記周方向に沿って交互に配列された凹部及び凸部からなる凹凸形状を有し、前記第１金属接合膜の凹部及び凸部と前記第２金属接合膜の凹部及び凸部とが重ね合わせられて接合されており、
前記凸状体は、前記第２金属接合膜に設けられた前記凹凸形状に対応するように、周方向における少なくとも一部が、前記周方向に沿って交互に配列された凹部及び凸部からなる凹凸形状を有していることを特徴とするパッケージ。

【請求項2】

前記第１金属接合膜及び前記第２金属接合膜は、前記凹凸形状が、前記周方向において周期的に配列された形状であることを特徴とする請求項１に記載のパッケージ。

【請求項3】

前記第１基板及び前記第２基板がシリコン基板からなることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のパッケージ。

【請求項4】

前記素子が赤外線検出素子であり、且つ、前記第２基板が赤外線を透過可能とされていることを特徴とする請求項１～請求項３の何れか一項に記載のパッケージ。

【請求項5】

少なくとも、
基板材料の表面をエッチングすることにより、素子を収容する凹状のデバイス領域を形成して第１基板を得る工程（１）と、
基板材料の表面をエッチングすることにより、平面視枠状の凸状体と、平面視で前記凸状体に囲まれるように形成され、前記素子上に封止空間を確保するための凹状のキャビティ領域と、を形成して第２基板を得る工程（２）と、
前記第２基板に形成された前記凸状体の先端に、平面視枠状で、周方向における少なくとも一部が、平面視で前記周方向に沿って交互に配列された凹部及び凸部からなる凹凸形状を有した第２金属接合膜を形成する工程（３）と、
前記第１基板上に、該第１基板と前記第２基板とを重ね合わせたときに前記凸状体に対応する位置で、平面視枠状で、周方向における少なくとも一部が、平面視で前記周方向に沿って交互に配列された凹部及び凸部からなる凹凸形状を有した第１金属接合膜を形成する工程（４）と、
前記第１基板に形成された前記デバイス領域に前記素子を配置する工程（５）と、
前記第１基板と前記第２基板との間に前記素子が配置されるように前記第１基板と前記第２基板とを重ね合わせ、前記第１金属接合膜と前記第２金属接合膜とを互いに加圧して金属拡散接合することで、前記第１金属接合膜の凹部及び凸部と前記第２金属接合膜の凹部及び凸部とを重ね合わせて接合し、前記第１基板と前記第２基板とを接合する工程（６）と、
を備えることを特徴とするパッケージの製造方法。

【請求項6】

前記工程（３）及び前記工程（４）は、前記第１金属接合膜又は前記第２金属接合膜に設けられる前記凹凸形状を、前記周方向で周期的に配列して形成することを特徴とする請求項５に記載のパッケージの製造方法。

【請求項7】

前記工程（２）は、さらに、前記凸状体を、前記周方向における少なくとも一部が、前記周方向に沿って交互に配列された凹部及び凸部からなる凹凸形状となるように形成し、
前記工程（３）は、前記第２金属接合膜を、前記凸状体の先端を覆うように、周方向における少なくとも一部が、前記周方向に沿って交互に配列された凹部及び凸部からなる凹凸形状となるように形成することを特徴とする請求項５又は請求項６に記載のパッケージの製造方法。

【請求項8】

前記工程（１）及び前記工程（２）は、前記基板材料としてシリコン基板を用いることを特徴とする請求項５～請求項７の何れか一項に記載のパッケージの製造方法。

【請求項9】

前記工程（５）は、前記素子として、赤外線検出素子を、前記第１基板に形成された前記デバイス領域に配置することを特徴とする請求項５～請求項８の何れか一項に記載のパッケージの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、パッケージ及びパッケージの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、赤外線センサ等の半導体装置に使用されているパッケージは、一般に、第１基板と、センサ素子と、第２基板とが備えられる。センサ素子は第１基板の上面に設けられており、各種検知を行う。また、第２基板は、センサ素子を覆った状態で第１基板の上面に接合される。また、第１基板と第２基板とに覆われた、センサ素子の上方に確保される封止空間は、減圧空間（キャビティ）とされている。

【0003】

上記のようなパッケージ、特に赤外センサにおいては、センサ特性の安定化及び向上のために外系と熱的な隔離を行う必要があることから、一般に、キャビティ内を真空封止した構成が採用される。従来から、キャビティ内を真空封止するパッケージにおいては、例えば、第１基板と第２基板とを接合するための金属接合層（ハンダ）として、金（Ａｕ）：８０％、及び、錫（Ｓｎ）：２０％を含む材料（Ａｕ－Ｓｎ共晶合金）等が用いられるが、このような金属接合層を用いた場合、高温下で各基板間を接合する必要がある。しかしながら、第１基板と第２基板とを高温下で接合すると、熱膨張係数の差により、接合部にクラックが発生することがある。このような問題を解決することを目的として、例えば、接合部に応力緩和バッファレイヤを形成することで、接合部のクラック発生を抑制する技術が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特表２０１７－５２７１１３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に記載の技術のように、接合部に応力緩和バッファレイヤを設けた構成を採用した場合、この応力緩和バッファレイヤの熱膨張率が、基板の表面部分の熱膨張率よりも大きい値で、且つ、金属接合層に用いられる材料の熱膨張率よりも小さい値であることが求められる。一方、上記のような金属接合層の他、基板上に成膜される各膜の厚みにはばらつきがあるため、これら各膜を成膜する際の工程管理を、応力緩和バッファレイヤの成膜の工程管理と併せて実施した場合、工程時間が長くなり、製造コストが増大するという問題がある。さらに、基板上への複数の膜の成膜や、応力緩和バッファレイヤの熱膨張係数を考慮した工程管理を行うことは、工程品質を確保する観点から大きな労力を必要とするという問題があった。

【0006】

本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、簡便な構成で、基板同士を接合して封止する接合部にクラック等が生じるのを抑制でき、低コストであるとともに生産性及び素子特性に優れたパッケージを提供することを目的とする。
また、本発明は、煩雑な工程管理を必要とすることなく、基板同士を接合して封止する際に接合部に生じる応力を緩和し、この接合部にクラック等が生じるのを抑制でき、素子特性に優れたパッケージを生産性よく製造することが可能なパッケージの製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するため、本発明のパッケージは、第１基板と、前記第１基板の上面側に設けられる素子と、前記第１基板の上面側に前記素子を覆った状態で接合され、前記第１基板側に配置される下面側に、前記第１基板に接合される平面視枠状の凸状体と、平面視で前記凸状体に囲まれるように形成され、前記素子上に封止空間を確保するための凹状のキャビティ領域とを有する第２基板と、前記第２基板に形成された前記凸状体の先端に平面視枠状で設けられる第２金属接合膜と、前記第２基板に形成された前記凸状体に対応する位置で、前記第１基板の上面に平面視枠状に設けられる第１金属接合膜とが金属拡散接合されてなる接合体と、を備え、前記第１金属接合膜及び前記第２金属接合膜は、周方向における少なくとも一部が、平面視で前記周方向に沿って交互に配列された凹部及び凸部からなる凹凸形状を有し、前記第１金属接合膜の凹部及び凸部と前記第２金属接合膜の凹部及び凸部とが重ね合わせられて接合されており、前記凸状体は、前記第２金属接合膜に設けられた前記凹凸形状に対応するように、周方向における少なくとも一部が、前記周方向に沿って交互に配列された凹部及び凸部からなる凹凸形状を有していることを特徴とする。

【0008】

本発明によれば、上記のように、枠状の第１金属接合膜及び第２金属接合膜が、周方向に沿って交互に配列された凹部及び凸部からなる凹凸形状を有し、且つ、第１金属接合膜と第２金属接合膜とが、各々の凹部及び凸部が重ね合わされて接合されていることで、接合部におけるストレスが水平方向及び垂直方向に分散し、応力が効果的に緩和されるので、第１基板と第２基板とが高温下で接合される場合であっても、接合部にクラック等が生じるのを防止できる。
また、第１金属接合膜及び第２金属接合膜からなる接合体が設けられていることにより、第１基板と第２基板とが接合されたとき、金属拡散接合によって高い封止気密性が得られる。さらに加えて、第１基板及び第２基板における加工精度に起因する凹凸等が吸収されるので、封止気密性の向上に加え、内部における電気的特性もより良好になり、優れた素子特性が得られる。
また、第２金属接合膜と同様、凸状体が、周方向に沿って交互に配列された凹部及び凸部からなる凹凸形状を有することで、第１金属接合膜及び第２金属接合膜の凹凸形状によって得られる作用と併せて、接合部におけるストレスがより効果的に分散され、応力が緩和される作用が顕著に得られる。
従って、簡便な構成で、低コストであるとともに生産性及び素子特性に優れたパッケージが実現できる。

【0009】

また、本発明のパッケージは、上記構成において、前記第１金属接合膜及び前記第２金属接合膜の、前記凹凸形状が、前記周方向において周期的に配列された形状である構成とすることができる。

【0010】

本発明によれば、第１金属接合膜及び第２金属接合膜における凹凸形状が、周方向で周期的に配列された形状であることにより、上記のような、接合部におけるストレスが水平方向及び垂直方向に分散することで応力が緩和される作用が安定的に得られる。

【0013】

また、本発明のパッケージは、上記構成において、前記第１基板及び前記第２基板がシリコン基板からなる構成を採用することが好ましい。

【0014】

本発明によれば、第１基板及び第２基板が、加工性に優れるシリコン基板からなることで、接合による内部応力が低減されるとともに、エッチング処理による加工精度が向上するので、素子特性にさらに優れたものとなる。

【0015】

また、本発明のパッケージは、上記構成において、前記素子が赤外線検出素子であり、且つ、前記第２基板が赤外線を透過可能とされた、所謂赤外線センサとしての構成を採用することが可能である。

【0016】

本発明によれば、上記のパッケージ構造を有し、素子として赤外線検出素子を備えた構成を採用することで、接合部にクラック等が生じるのが抑制され、低コストであるとともに生産性及び素子特性に優れたパッケージとしての赤外線センサが実現できる。

【0017】

本発明のパッケージの製造方法は、少なくとも、基板材料の表面をエッチングすることにより、素子を収容する凹状のデバイス領域を形成して第１基板を得る工程（１）と、基板材料の表面をエッチングすることにより、平面視枠状の凸状体と、平面視で前記凸状体に囲まれるように形成され、前記素子上に封止空間を確保するための凹状のキャビティ領域と、を形成して第２基板を得る工程（２）と、前記第２基板に形成された前記凸状体の先端に、平面視枠状で、周方向における少なくとも一部が、平面視で前記周方向に沿って交互に配列された凹部及び凸部からなる凹凸形状を有した第２金属接合膜を形成する工程（３）と、前記第１基板上に、該第１基板と前記第２基板とを重ね合わせたときに前記凸状体に対応する位置で、平面視枠状で、周方向における少なくとも一部が、平面視で前記周方向に沿って交互に配列された凹部及び凸部からなる凹凸形状を有した第１金属接合膜を形成する工程（４）と、前記第１基板に形成された前記デバイス領域に前記素子を配置する工程（５）と、前記第１基板と前記第２基板との間に前記素子が配置されるように前記第１基板と前記第２基板とを重ね合わせ、前記第１金属接合膜と前記第２金属接合膜とを互いに加圧して金属拡散接合することで、前記第１金属接合膜の凹部及び凸部と前記第２金属接合膜の凹部及び凸部とを重ね合わせて接合し、前記第１基板と前記第２基板とを接合する工程（６）と、を備えることを特徴とする。

【0018】

本発明によれば、上記のように、工程（３）において、第２基板上の枠状の凸状体の先端に凹凸形状を有する第２金属接合膜を形成し、工程（４）において、第１基板上に、第２基板の凸状体に対応する位置で、凹凸形状を有する第１金属接合膜を形成したうえで、工程（６）において、第１金属接合膜と第２金属接合膜とを、各々の凹凸を重ね合わせて金属拡散接合することにより、各金属接合膜間の接合代が形成される。このような接合代を形成することで、接合部におけるストレスが水平方向及び垂直方向に分散し、応力が効果的に緩和される。これにより、第１基板と第２基板とを高温下で接合する際、基板上に形成される各膜の熱膨張率の管理が不要で、煩雑な工程管理が不要であるとともに、新たな工程を追加したりすることなく、接合部にクラック等が生じるのを防止できる。
また、上記の工程（３）及び工程（４）を備え、上記の第１金属接合膜及び第２金属接合膜を、それぞれ対応する位置で形成したうえで、上記の工程（６）において、第１金属接合膜と第２金属接合膜とを金属拡散接合させ、第１基板と第２基板とを接合することで、高い封止気密性を有するパッケージが得られる。また、第１基板及び第２基板における加工精度に起因する凹凸等が吸収されるので、封止気密性の向上に加え、内部における電気的特性もより良好になり、優れた特性を有するパッケージを製造することが可能になる。
従って、煩雑な工程管理を必要とすることなく、安価で素子特性に優れたパッケージを生産性よく製造することが可能になる。

【0019】

また、本発明のパッケージの製造方法は、上記構成において、前記工程（３）及び前記工程（４）が、前記第１金属接合膜又は前記第２金属接合膜に設けられる前記凹凸形状を、前記周方向で周期的に配列して形成する方法とすることができる。

【0020】

本発明によれば、第１金属接合膜及び第２金属接合膜に設けられる凹凸形状を、周方向で周期的に形成することにより、上記の工程（６）において第１基板と第２基板とを接合する際に、接合部におけるストレスが水平方向及び垂直方向に分散して応力が緩和される作用が安定的に得られる。

【0021】

また、本発明のパッケージの製造方法は、上記構成において、前記工程（２）が、さらに、前記凸状体を、前記周方向における少なくとも一部が、前記周方向に沿って交互に配列された凹部及び凸部からなる凹凸形状となるように形成し、前記工程（３）が、前記第２金属接合膜を、前記凸状体の先端を覆うように、前記周方向における少なくとも一部が、前記周方向に沿って交互に配列された凹部及び凸部からなる凹凸形状となるように形成する方法としてもよい。

【0022】

本発明によれば、凸状体を、第２金属接合膜と同様、周方向に沿って交互に配列された凹部及び凸部からなる凹凸形状に形成することで、第１金属接合膜及び第２金属接合膜の凹凸形状によって得られる作用と併せて、上記の工程（６）において第１基板と第２基板とを接合する際の、接合部におけるストレスが水平方向及び垂直方向に分散して応力が緩和される作用が顕著に得られる。

【0023】

また、本発明のパッケージの製造方法は、上記構成において、前記工程（１）及び前記工程（２）が、前記基板材料としてシリコン基板を用いる工程であることがより好ましい。

【0024】

本発明によれば、第１基板及び第２基板に、加工性に優れるシリコン基板を用いることで、後工程となる工程（６）で第１基板と第２基板とを接合する際の内部応力が低減されるとともに、エッチング処理による加工精度が向上するので、素子特性にさらに優れたパッケージを製造することが可能になる。

【0025】

また、本発明のパッケージの製造方法は、上記構成において、前記工程（５）が、前記素子として、赤外線検出素子を、前記第１基板に形成された前記デバイス領域に配置する方法を採用してもよい。

【0026】

本発明によれば、上記の各工程によって得られるパッケージ構造を有し、素子として赤外線検出素子をデバイス領域に配置する方法なので、接合部にクラック等が生じるのが抑制され、低コストであるとともに生産性及び素子特性に優れたパッケージとしての赤外線センサを製造することが可能になる。

【発明の効果】

【0027】

本発明のパッケージによれば、上記構成を備えることにより、接合部におけるストレスが水平方向及び垂直方向に分散して応力が効果的に緩和されるので、第１基板と第２基板とが高温下で接合される場合であっても、接合部にクラック等が生じるのを防止できる。従って、簡便な構成で、低コストであるとともに生産性及び素子特性に優れたパッケージが実現できる。

【0028】

また、本発明のパッケージの製造方法によれば、上記方法を採用することにより、接合部におけるストレスが水平方向及び垂直方向に分散し、応力が効果的に緩和されるので、基板上に形成される各膜の熱膨張率の管理が不要となり、煩雑な工程管理が不要であるとともに、新たな工程を追加したりすることなく、接合部にクラック等が生じるのを防止できる。従って、煩雑な工程管理を必要とすることなく、安価で素子特性に優れたパッケージを生産性よく製造することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0029】

【図1】本発明の実施形態であるパッケージを模式的に説明する平面図である。

【図2】本発明の実施形態であるパッケージを模式的に説明する図であり、図１中に示すＩ－Ｉ断面図である。

【図3】本発明の実施形態であるパッケージを模式的に説明する図であり、図３（ａ）は、第２金属接合膜を示す平面図、図３（ｂ）は、第１金属接合膜を示す平面図である。

【図4】本発明の実施形態であるパッケージを模式的に説明する図であり、図３（ａ）に示す第２金属接合膜と、図３（ｂ）に示す第１金属接合膜とを重ね合わせて接合した接合部における、各接合膜が重なった接合代の形状を示す概略図である。

【図5】本発明の実施形態であるパッケージの製造方法を模式的に説明する図であり、図５（ａ）、（ｂ）は、工程（２）において基板をウェットエッチングすることで第２基板を得るステップを示す工程図、図５（ｃ）は、工程（３）において第２基板の凸状体に第２金属接合膜を形成するステップを示す工程図である。

【図6】本発明の実施形態であるパッケージの製造方法を模式的に説明する図であり、図６（ａ）は、工程（４）において第１基板の表面に第１金属接合膜を形成するステップ、及び、工程（５）においてデバイス領域に素子を配置するステップを示す工程図、図６（ｂ）は、工程（６）において第１基板と第２基板とを接合することでパッケージを得るステップを示す工程図、図６（ｃ）は、ウエハをダイシングすることで電極を露出させるとともに、チップ化するステップを示す工程図である。

【発明を実施するための形態】

【0030】

以下、本発明のパッケージ及びパッケージの製造方法の実施形態を挙げ、その構成について図１～図６を適宜参照しながら詳述する。なお、以下の説明で用いる各図面は、本発明のパッケージの特徴をわかりやすくするため、便宜上、特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率等は実際とは異なる場合がある。また、以下の説明において例示される材料、寸法等は一例であって、本発明はそれらに限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。

【0031】

［パッケージの構成］
以下に、本実施形態のパッケージの構成について説明する。
図１は、本実施形態のパッケージ１を模式的に説明する平面図であり、図２は、図１中に示すパッケージ１のＩ－Ｉ断面図である。また、図３（ａ）は第２金属接合膜６を示す平面図、図３（ｂ）は第１金属接合膜５を示す平面図であり、図４は、図３（ａ）に示す第２金属接合膜６と、図３（ｂ）に示す第１金属接合膜５とを重ね合わせて接合した接合部における、各接合膜間が重なった接合代Ｋの形状を示す図である。

【0032】

図１及び図２に示すように、本実施形態のパッケージ１は、第１基板２（ベース基板）と、素子４と、第２基板３（リッド基板）とを備える。本実施形態のパッケージ１は、内部に素子４が設けられることで、種々のセンサ装置や半導体装置等を構成するものである。

【0033】

より詳細には、本実施形態のパッケージ１は、第１基板２と、第１基板２の上面２ａ側に設けられる素子４と、素子４を覆った状態で第１基板２の上面２ａ側に接合され、第１基板２側に配置される下面３ａ側に、第１基板２に接合される平面視枠状の凸状体３１と、平面視で凸状体３１に囲まれるように形成され、素子４上に封止空間（減圧空間・キャビティ）Ｃを確保するための凹状のキャビティ領域３２とを有する第２基板３と、を備えて概略構成される。図１に示すように、本実施形態のパッケージ１には、検出信号を出力するための電極８ａ，８ｂが備えられている。

【0034】

また、本実施形態のパッケージ１は、第２基板３に形成された凸状体３１の先端に平面視枠状で設けられる第２金属接合膜６と、第２基板３に形成された凸状体３１に対応する位置で、第１基板２の上面２ａに平面視枠状に設けられる第１金属接合膜５とが金属拡散接合されてなる接合体５０とを備える。

【0035】

そして、本実施形態のパッケージ１は、接合体５０を構成する第１金属接合膜５及び第２金属接合膜６が、平面視枠状の周方向（長さ方向）における少なくとも一部が、周方向に沿って交互に配列された凹部５Ａ，６Ａ及び凸部５Ｂ，６Ｂからなる凹凸形状を有し、第１金属接合膜５の凹部５Ａ及び凸部５Ｂと第２金属接合膜６の凹部６Ａ及び凸部６Ｂとが重ね合わせられて接合されている。より具体的には、第１金属接合膜５の凹部５Ａ及び凸部５Ｂと第２金属接合膜６の凹部６Ａ及び凸部６Ｂとが、交互に組み合わされるように重ね合わせられることで、平面視Ｃ字状の接合代Ｋによって接合されている（図３（ａ），（ｂ）及び図４も参照）。
図１に示す例においては、接合体５０を構成する第１金属接合膜５及び第２金属接合膜６が、上記の凹凸形状が周方向の全周にわたって設けられた構成とされており、また、各接合膜の両幅方向で対称形状となるように凹凸が設けられている。

【0036】

また、図示は省略するが、パッケージ１の内部には、素子４と電極８ａ，８ｂとを電気的に接続するための内部配線が設けられている。
以下、本実施形態のパッケージ１の構成について説明する。

【0037】

第１基板２は、パッケージ１のベース基板であり、例えば、シリコン基板からなる。また、第１基板２は、図１に示す例では、平面視で矩形状に形成されている。また、第１基板２の上面２ａには、後述する素子４を配置するためのデバイス領域２２が凹状に形成されており、図示例においては、平面視で概略中央にデバイス領域２２が設けられている。

【0038】

第１基板２は、シリコン基板をウェットエッチングすることにより、デバイス領域２２を形成することで得ることができる。デバイス領域２２は、例えば、平面視矩形状に形成される領域である。
また、第１基板２の平面視形状は、図示例のような概略矩形状のものには限定されず、パッケージ１としての平面視形状に合わせて各種形状を採用することができる。
また、本実施形態においては、第１基板２の上面２ａ及び下面２ｂは、デバイス領域２２の部分を除いて概略平坦に構成されている。

【0039】

素子４は、上述のように、第１基板２の上面２ａ側に形成された凹状のデバイス領域２２に収容されるように設けられている。また、素子４は、その検出信号を、電極８ａ，８ｂを介して外部に向けて出力する。

【0040】

素子４は、例えば、ベース基板である第１基板２の構成材料から構成された部分を有してもよく、外部から供給された材料から構成された部分を有してもよく、第１基板２の構成材料と外部から供給された材料とを混合して構成された部分を有してもよい。本実施形態における素子４としては、例えば、センサ素子の他、電子素子、集積回路等が挙げられる。また、センサ素子としては、例えば、赤外線センサ、加速度センサ、角速度センサ等が挙げられる。

【0041】

また、図１及び図２等においては図示を省略しているが、本実施形態のパッケージ１においては、第１基板２におけるデバイス領域２２の周囲や、電極８ａ，８ｂの周囲等に絶縁層が設けられていてもよい。具体的には、図視略の絶縁層は、第１基板２の上面２ａ側のうち、素子４よりも外側の領域に、平面視で素子４を囲むように設けることができる。この絶縁層は、絶縁性を有する材料からなり、例えば、二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）等のシリコン酸化膜や、シリコン窒化膜（ＳｉＮ_ｘ）等から形成される。

【0042】

第２基板３は、パッケージ１のリッド基板（蓋）であり、第１基板２と同様、例えば、シリコン基板からなる。また、図示例の第２基板３は、第１基板２と同様、平面視で矩形状に形成されている。また、第２基板３は、縁部近傍に平面視で枠状の凸状体３１を有し、概略で蓋状に形成されている。さらに、第２基板３における凸状体３１よりも平面視で内側の領域は、詳細を後述するように、第１基板２の上面２ａと、第２基板３の下面３ａ側に設けられた凸状体３１とを組み合わせて接合した際に、キャビティ領域３２による封止空間Ｃを形成する。
なお、図示例のキャビティ領域３２は、平面視矩形状とされている。
また、図示例の凸状体３１は、詳細を後述するウェットエッチングによる加工条件に伴い、側部が傾斜して形成されている。

【0043】

第２基板３は、第１基板２に対して概略平行となるように重ね合わせられている。
また、第２基板３の平面視形状も、第１基板２の場合と同様、図示例のような概略矩形状には限定されず、パッケージ１としての平面視形状に合わせて、第１基板２と対応する形状とすることができる。
また、第２基板３は、上記の素子４が赤外線検出素子である場合には、赤外線を透過可能に構成される。

【0044】

なお、第２基板３は、詳細を後述するように、凸状体３１を、詳細を後述する第２金属接合膜６に設けられた凹凸形状に対応するように、周方向における少なくとも一部が凹凸形状である構成を採用することも可能である。

【0045】

また、本実施形態のパッケージ１においては、第１基板２及び第２基板３がシリコン基板からなることが好ましい。このように、第１基板２及び第２基板３が、加工性に優れるシリコン基板からなることで、接合による内部応力が低減されるとともに、エッチング処理による加工精度が向上するので、素子特性にさらに優れたものとなる。

【0046】

接合体５０は、上記のように、第１基板２の上面２ａと第２基板３の凸状体３１との間に配置され、第１基板２と第２基板３とを接合するものである。図２中に示すように、接合体５０は、第２基板３に形成された凸状体３１の先端に設けられた第２金属接合膜６と、第１基板２の上面２ａにおける、第２基板３に形成された凸状体３１に対応する位置で設けられた第１金属接合膜５とからなり、これらの間が金属拡散接合されて構成される。また、接合体５０は、図１中に示すように、平面視で概略枠状に構成される。

【0047】

パッケージ１に備えられる接合体５０は、第１基板２と第２基板３とを接合することで、これら第１基板２、第２基板３及び接合体５０に囲まれた封止空間Ｃを形成する。
また、接合体５０は、第２基板３に形成された凸状体３１、及び、第１基板２の上面２ａにおける第１金属接合膜５の形成箇所とともに、第１基板２と第２基板３との間を接合するための接合部を構成する。

【0048】

より具体的には、接合体５０は、第１基板２の上面２ａに配置される第１下地層５１、及び、第１下地層５１上に積層して設けられる第１接合層５２からなる第１金属接合膜５と、第２基板３の凸状体３１の先端に配置される第２下地層６１、及び、第２下地層６１に積層して設けられる第２接合層６２からなる第２金属接合膜６と、から構成される。
図２中に示す第１金属接合膜５及び第２金属接合膜６は、平面視矩形状で、且つ枠状に形成されている。

【0049】

第１下地層５１及び第２下地層６１は、それぞれ、第１基板２の上面２ａ、又は、第２基板３の凸状体３１の先端に接合される。上記のような各下地層を備えることにより、第１接合層５２が第１基板２に対して強固に接合され、第２接合層６２が第２基板３の凸状体３１に対して強固に接合される。

【0050】

第１下地層５１及び第２下地層６１は、それぞれ、第１基板２の上面２ａ上、又は、第２基板３の凸状体３１の先端において、導電性を有する金属材料によって薄膜状に形成されている。
第１下地層５１及び第２下地層６１の材料としては、特に限定されないが、例えば、タンタル（Ｔａ）又は窒化チタン（ＴｉＮ）からなる薄膜とされていることが好ましい。
また、第１基板２側に設けられる第１下地層５１は、例えば、図視略のグラウンドに接続されている。このグラウンドは、例えば、第１基板２の下面２ｂ側に設けることができるが、第１基板２の上面２ａ側に設けられていてもよい。

【0051】

第１接合層５２及び第２接合層６２は、上記のように、それぞれ、第１下地層５１又は第２下地層６１に積層されている。
第１接合層５２及び第２接合層６２の材料としては、特に限定されないが、例えば、第１下地層５１及び第２下地層６１の材料としてタンタルを用いた場合には、第１接合層５２及び第２接合層６２の材料として金（Ａｕ）を用いる。また、第１下地層５１及び第２下地層６１の材料として窒化チタンを用いた場合には、第１接合層５２及び第２接合層６２の材料としてアルミニウム（Ａｌ）を用いる。

【0052】

そして、本実施形態においては、第１接合層５２と第２接合層６２とが、同じ材料同士で接合されるように構成される。即ち、第１接合層５２及び第２接合層６２は、両方が同じ材料、即ち、金（Ａｕ）又はアルミニウム（Ａｌ）の何れか一方の材料を含むように構成される。

【0053】

接合体５０を上記材料から構成した場合、各層の厚さは特に限定されない。一方、電気的特性や接合時の強度等を勘案し、第１下地層５１及び第２下地層６１をタンタルから構成し、第１接合層５２及び第２接合層６２を金から構成した場合には、例えば、｛第１接合層５２（又は第２接合層６２）：０．５ｎｍ～２μｍ／第１下地層５１（又は第２下地層６１）：０．０５～０．２μｍ｝の範囲とすることが好ましい。
同様に、第１下地層５１及び第２下地層６１を窒化チタンから構成し、第１接合層５２及び第２接合層６２をアルミニウムから構成した場合には、例えば、｛第１接合層５２（又は第２接合層６２）：１～３μｍ／第１下地層５１（又は第２下地層６１）：０．０５～０．５μｍ｝の範囲とすることが好ましい。

【0054】

本実施形態においては、接合体５０を上記のような層構造から構成することにより、詳細については後述するが、第１基板２と第２基板３とを重ね合わせて加圧した際に、第１下地層５１及び第１接合層５２と、第２下地層６１及び第２接合層６２との間に金属拡散接合が発現される。これにより、接合体５０を強固な接合構造とし、且つ、第１基板２と第２基板３とを、封止空間Ｃにおける封止性を高めながら強固に接合することが可能になる。

【0055】

また、本実施形態においては、接合体５０を上記材料から構成して金属拡散接合させることには限定されない。例えば、接合体５０の各層を金（Ａｕ）又はスズ（Ｓｎ）から構成し、Ａｕ－Ｓｎ共晶接合させた構成を採用してもよい。この場合、例えば、第１下地層５１及び第２下地層６１、並びに、第１接合層５２及び第２接合層６２を、それぞれＡｕ－Ｓｎ共晶合金から形成し、共晶温度まで加熱及び溶融させることで、第１下地層５１及び第１接合層５２と、第２下地層６１及び第２接合層６２との間を共晶接合させる。これにより、第１基板２と第２基板３とを接合することができる。

【0056】

そして、本実施形態のパッケージ１に備えられる接合体５０は、図３（ａ），（ｂ）に示すように、第１金属接合膜５及び第２金属接合膜６が、平面視枠状の周方向（長さ方向）における少なくとも一部が、周方向に沿って交互に配列された凹部５Ａ，６Ａ及び凸部５Ｂ，６Ｂからなる、括れるように設けられた凹凸形状を有している。そして、図４に示す例では、第１金属接合膜５と第２金属接合膜６とは、第１金属接合膜５の凹部５Ａ及び凸部６Ｂと第２金属接合膜６の凹部６Ａ及び凸部６Ｂとが交互に組み合わされるように重ね合わせられることで、平面視で略Ｃ字状（略コの字状）の接合代Ｋによって接合されている。

【0057】

本実施形態のパッケージ１によれば、第１金属接合膜５及び第２金属接合膜６が上記の凹凸形状とされることで、接合代Ｋが略Ｃ字状に形成されるので、第１金属接合膜５と第２金属接合膜６とが重ね合わせられて高温下で接合された際に、この接合部に生じるストレスが水平方向及び垂直方向に分散される作用が得られる。これにより、接合部及びその周辺における応力が効果的に緩和されるので、クラック等が生じるのを防止できる効果が得られる。

【0058】

第１金属接合膜５の凹部５Ａの深さ（括れ深さ）Ｆ１、及び、第２金属接合膜６の凹部６Ａの深さ（括れ深さ）Ｆ２は、特に限定されないが、例えば、第１金属接合膜５の全幅Ｈ１、及び、第２金属接合膜６の全幅Ｈ２に対して、１／４～１／３程度の寸法とすることが好ましい。例えば、第１金属接合膜５及び第２金属接合膜６の全幅Ｈ１，Ｈ２が１００μｍの場合には、各々の凹部５Ａ，６Ａの深さＦ１，Ｆ２は２５～３０μｍの範囲であることが好ましい。
また、周方向における第１金属接合膜５の凹部５Ａの長さＬ１、及び、第２金属接合膜６の凹部６Ａの長さＬ２も、特に限定されないが、例えば、上記の凹部５Ａ，６Ａの深さＦ１，Ｆ２と同等程度から、第１金属接合膜５及び第２金属接合膜６の全幅Ｈ１，Ｈ２と同等程度の範囲の寸法とすることができる。例えば、第１金属接合膜５及び第２金属接合膜６の全幅Ｈ１，Ｈ２が１００μｍの場合には、各々の凹部５Ａ，６Ａの長さＬ１，Ｌ２は２５～１００μの範囲であることが好ましい。
第１金属接合膜５及び第２金属接合膜６の全幅Ｈ１，Ｈ２、各々の凹部５Ａ，６Ａ、及び、各々の長さＬ１，Ｌ２を上記範囲とすることにより、上記のような、接合部に生じるストレスが水平方向及び垂直方向に分散されることで応力が緩和される作用が、より効果的に得られる。

【0059】

また、第１金属接合膜５と第２金属接合膜６との接合代Ｋの寸法についても、特に限定されないが、略Ｃ字状で重ね合わせられた各位置において、３０μｍ程度の重ね合わせ寸法で確保されていることが好ましい。この場合、例えば、第１基板２と第２基板３とを重ね合わせて位置決めする際のアライメント精度が±１０μｍであれば、接合代Ｋの各位置における最小の重ね合わせ寸法は２０μｍ程度となる。
第１金属接合膜５と第２金属接合膜６との接合代Ｋの寸法を、上記のような寸法とすることにより、上記のような、接合部に生じるストレスが水平方向及び垂直方向に分散されることで応力が緩和される作用が、より安定的に得られる。

【0060】

なお、後述の製造方法の説明で詳述するが、第１金属接合膜５及び第２金属接合膜６に上記のような凹凸形状を設けることは、第１金属接合膜５又は第２金属接合膜６を形成する各工程において同時に実施可能である。このため、新たな工程を設ける必要が無いので、製造コストを増大させることなく、生産性及び素子特性に優れたパッケージ１が得られる。

【0061】

また、第１金属接合膜５及び第２金属接合膜６は、上記の凹凸形状を、周方向において周期的に配列された形状に構成してもよい。即ち、図３（ａ），（ｂ）等に示す例のように、第１金属接合膜５の凹部５Ａ及び凸部５Ｂと、第２金属接合膜６の凹部６Ａ及び凸部６Ｂとが、それぞれ、周期的に配列されていてもよい。この場合においても、上記のような、接合部におけるストレスが水平方向及び垂直方向に分散して応力が緩和される作用が、より安定的に得られる。
また、第１金属接合膜５及び第２金属接合膜６の凹凸形状は、枠状とされた周方向において非周期的に配列されていてもよい。

【0062】

第１基板２の上面２ａには、電極８ａ，８ｂ、及び、図視略の内部配線が設けられている。
電極８ａ，８ｂは、図視略の内部配線等を介して素子４と電気的に接続され、素子４による検出信号等を外部に出力するものである。電極８ａ，８ｂは、第１基板２の上面２ａ上において、それぞれ対向する縁部に沿って設けられており、図示例においては、電極８ａと電極８ｂとが、それぞれ対向して４カ所に設けられている。また、電極８ａ，８ｂは、平面視で第２基板３よりも外側に設けられている。電極８ａ，８ｂは、例えば、赤外線検出素子等の素子４による検出信号等を必要とする種々の外部機器に対して電気的に接続可能に設けられる。

【0063】

上記の電極８ａ，８ｂ及び内部配線を構成する材料としては、優れた導電性を有する配線材料又は電極材料であれば、特に限定されず、従来からこの分野で用いられている金属材料を何ら制限無く用いることができる。例えば、電極８ａ，８ｂ及び内部配線として、窒化チタン（ＴｉＮ）、アルミシリコン合金（ＡｌＳｉ）、及び窒化チタン（ＴｉＮ）を、スパッタリング法によって順次積層したもの等を用いることが可能である。

【0064】

本実施形態のパッケージ１によれば、第１金属接合膜５及び第２金属接合膜６が、上記のような凹凸形状を有し、図４に示す例では、第１金属接合膜５の凹部５Ａ及び凸部６Ｂと第２金属接合膜６の凹部６Ａ及び凸部６Ｂとが交互に組み合わされて接合され、各金属接合膜の接合代Ｋが略Ｃ字状で設けられている。これにより、接合部におけるストレスが水平方向及び垂直方向に分散して応力が効果的に緩和されるので、第１基板２と第２基板３とが高温下で接合される場合であっても、接合部にクラック等が生じるのを防止できる。
従って、簡便な構成で、低コストであるとともに生産性及び素子特性に優れたパッケージ１が実現できる。

【0065】

また、本実施形態のパッケージ１によれば、上記の第１金属接合膜５及び第２金属接合膜６からなる接合体５０が設けられていることにより、第１基板２と第２基板３とが接合されたとき、金属拡散接合によって高い封止気密性が得られる。さらに、第１基板２及び第２基板３における加工精度に起因する凹凸等が吸収されるので、封止気密性の向上に加え、内部における電気的特性もより良好になり、優れた素子特性が得られる。

【0066】

また、第２基板３に設けられる凸状体３１についても、第１金属接合膜５及び第２金属接合膜６と同様に、周方向に沿って交互に配列された凹部及び凸部からなる凹凸形状で構成した場合には、第１金属接合膜５及び第２金属接合膜６の凹凸形状によって得られる作用と併せて、接合部におけるストレスがより効果的に分散され、応力が緩和される作用が顕著に得られる。

【0067】

また、本実施形態のパッケージ１によれば、第１基板２及び第２基板３が、詳細を後述するウェットエッチングによって加工した際の加工性が優れるシリコン基板からなることで、素子特性にさらに優れたものとなる。

【0068】

また、本実施形態のパッケージ１によれば、素子４として赤外線検出素子を採用し、且つ、第２基板３が赤外線を透過可能に構成されることにより、接合部にクラック等が生じるのが抑制され、低コストであるとともに生産性及び素子特性に優れた赤外線センサが実現できる。

【0069】

次に、本実施形態のパッケージ１を用いた各種検出に係る処理の一例として、素子４に赤外線検出素子を用い、赤外線センサとしてパッケージを構成した場合について説明する。
まず、赤外線が第２基板３の上面３ｂ側から入射して第２基板３を透過すると、赤外線検出素子からなる素子４は、その赤外線を検出して検出信号を出力する。素子４から出力された検出信号は、図視略の内部配線等を通り、複数の電極８ａ，８ｂから出力される。複数の電極８ａ，８ｂから出力された検出信号は、外部機器に送信されて所定の動作が行われる。

【0070】

［パッケージの製造方法］
次に、本実施形態のパッケージ１を製造する方法について、図５及び図６を参照しながら詳述する（パッケージ１の構成については図１～図３も適宜参照）。
図５及び図６は、本実施形態のパッケージ１の製造方法を模式的に説明する図であり、図５（ａ），（ｂ）は、以下に説明する工程（２）においてシリコン基板をウェットエッチングすることで第２基板３を得るステップを示す工程図、図５（ｃ）は、工程（３）において第２基板３の凸状体３１に第２金属接合膜６を形成するステップを示す工程図である。また、図６（ａ）は、工程（４）において第１基板２の上面（表面）２ａに第１金属接合膜５を形成するステップを示す工程図、図６（ｂ）は、工程（６）において第１基板２と第２基板３とを接合することでパッケージ１を得るステップを示す工程図、図４（ｃ）は、ウエハをダイシングすることで電極８ａ，８ｂを露出させるとともに、チップ化するステップを示す工程図である。

【0071】

本実施形態のパッケージ１の製造方法は、例えば、図１及び図２に示すような本実施形態のパッケージ１を製造する方法であり、少なくとも以下の工程（１）～（６）を備える方法である。
工程（１）：基板材料の表面をエッチングすることにより、素子４を収容する凹状のデバイス領域２２を形成して第１基板２を得る。
工程（２）：基板材料の表面をエッチングすることにより、平面視枠状の凸状体３１と、平面視で凸状体３１に囲まれるように形成され、素子４上にキャビティ（減圧空間）Ｃを確保するための凹状のキャビティ領域３２とを形成して第２基板を得る。
工程（３）：第２基板３に形成された凸状体３１の先端に、平面視枠状で、周方向における少なくとも一部が、平面視で周方向に沿って交互に配列された凹部６Ａ及び凸部６Ｂからなる凹凸形状を有した第２金属接合膜６を形成する。
工程（４）：第１基板２上に、該第１基板２と第２基板３とを重ね合わせたときに凸状体３１に対応する位置で、平面視枠状で、周方向における少なくとも一部が、平面視で周方向に沿って交互に配列された凹部５Ａ及び凸部５Ｂからなる凹凸形状を有した第１金属接合膜５を形成する。
工程（５）：第１基板２に形成されたデバイス領域２２に素子４を配置する。
工程（６）：第１基板２と第２基板３との間に素子４が配置されるように第１基板２と第２基板３とを重ね合わせ、第１金属接合膜５と第２金属接合膜６とを互いに加圧して金属拡散接合することで、第１金属接合膜５の凹部５Ａ及び凸部５Ｂと第２金属接合膜６の凹部６Ａ及び凸部６Ｂとを重ね合わせて接合し、第１基板２と第２基板３とを接合する。

【0072】

まず、工程（１）において、基板材料、例えばシリコン基板の表面をウェットエッチングし、素子４を収容する凹状のデバイス領域２２を形成して第１基板２を作製する（図６（ａ）を参照）。
具体的には、工程（１）では、まず、基板材料となるシリコン基板の表面に、フォトリソグラフィ法により、凹状のデバイス領域２２をウェットエッチングで形成するための、図視略のレジストパターンを形成する。
次いで、シリコン基板の表面をウェットエッチングすることにより、凹状のデバイス領域２２を形成する。
その後、第１基板２からレジストパターンを剥離する。

【0073】

工程（１）においては、フォトリソグラフィ法によってレジストパターンを形成するにあたり、例えばスピンコート法等を用いて、従来公知の条件でレジストパターンを形成することができる。
また、工程（１）におけるウェットエッチング条件としても、特に限定されず、例えば、従来からシリコン基板のエッチングに用いられているＫＯＨ等のエッチング液を用いることができる。また、エッチング液の温度やエッチング時間等の各条件についても、従来公知の条件を何ら制限無く採用できる。

【0074】

本実施形態では、上記工程（１）を実施するのと平行して、工程（２）において、基板材料、例えばシリコン基板の表面（下面３ａ）をエッチングすることにより、平面視枠状の凸状体３１と、平面視で凸状体３１に囲まれるように形成され、素子４上に封止空間Ｃを確保するための凹状のキャビティ領域３２とを形成して第２基板３を作製する。

【0075】

即ち、工程（２）においては、まず、図５（ａ）に示すような、基板材料となるシリコン基板３Ａを準備する。
次いで、詳細な図示を省略するが、シリコン基板３Ａの一方の表面（下面３ａ）にドライフィルムレジストを塗布した後、フォトリソグラフィ法によってパターン化することにより、凸状体３１及びキャビティ領域３２をウェットエッチングで形成するための図視略のレジストパターンを形成する。

【0076】

次いで、図５（ｂ）に示すように、シリコン基板３Ａの一方の表面（下面３ａ）をウェットエッチングすることにより、凸状体３１を形成するとともに、図１及び図２中にも示すような、平面視枠状の凸状体３１に囲まれたキャビティ領域３２を形成する（工程（２））。

【0077】

上記の工程（２）により、第２基板３が得られる。
なお、本実施形態の製造方法で得られるパッケージ１は、上記のキャビティ領域３２に対応する領域が封止空間Ｃとなる。
その後、第２基板３からレジストパターンを剥離する。

【0078】

工程（２）においても、フォトリソグラフィ法によってレジストパターンを形成するにあたり、例えばスピンコート法等を用いて、従来公知の条件でレジストパターンを形成することができる。
また、工程（２）におけるウェットエッチング条件としても、特に限定されず、例えば、従来からシリコン基板のエッチングに用いられているＫＯＨ等のエッチング液を用いることができる。また、エッチング液の温度やエッチング時間等の各条件についても、従来公知の条件を何ら制限無く採用できる。

【0079】

次に、工程（３）においては、第２基板３に形成された凸状体３１の先端に、平面視枠状で、周方向における少なくとも一部が、平面視で周方向に沿って交互に配列された凹部６Ａ及び凸部６Ｂからなる凹凸形状を有した第２金属接合膜６を形成する。
具体的には、まず、図５（ｂ）に示すような、工程（２）で得られた第２基板３の下面３ａ側に、スプレーコート法等のフォトリソグラフィ法により、第２金属接合膜６を形成するための、図視略のレジストパターンを形成する。この際、第２基板３の下面３ａにおける、凸状体３１の部分を除いた全面、及び、凸状体３１の側面の全体にレジストパターンを形成するとともに、凸状体３１の先端に、図３（ａ）に示した、凹部６Ａ及び凸部６Ｂからなる凹凸形状を有した第２金属接合膜６に対応する箇所以外の部分にレジストパターンを形成する。

【0080】

次いで、例えば、スパッタリング法、蒸着法又はめっき法等の方法により、図５（ｃ）に示すように、凸状体３１の先端に第２金属接合膜６を形成する。この際、材料及び積層順を適宜選択することにより、上述したような｛Ａｕ層（第２接合層６２）／Ｔａ層（第２下地層６１）｝構造、又は、｛Ａｌ層（第２接合層６２）／ＴｉＮ層（第２下地層６１）｝構造の薄膜からなり、図３（ａ）に示すような凹凸形状を有した第２金属接合膜６を形成する。
その後、第１基板２の上面２ａから図視略のレジストパターンを剥離する。

【0081】

また、本実施形態では、上記の工程（３）を実施するとともに、工程（４）において、第１基板２と第２基板３とを重ね合わせたときに凸状体３１に対応する位置で、平面視枠状で、周方向における少なくとも一部が、平面視で周方向に沿って交互に配列された凹部５Ａ及び凸部５Ｂからなる凹凸形状を有した第１金属接合膜５を形成する。
具体的には、まず、図６（ａ）中に示すような、デバイス領域２２が形成された第１基板２の上面２ａ上に、上記同様、スプレーコート法等のフォトリソグラフィ法により、第１金属接合膜５を形成するための、図視略のレジストパターンを形成する。この際、第１基板２の上面２ａにおける、第２基板３の凸状体３１に対応する部分を除いた全面にレジストパターンを形成するとともに、図３（ｂ）に示した、凹部５Ａ及び凸部５Ｂからなる凹凸形状を有した第１金属接合膜５に対応する箇所以外の部分にレジストパターンを形成する。

【0082】

次いで、例えば、スパッタリング法、蒸着法又はめっき法等の方法により、第１基板２の上面２ａ上に、図３（ｂ）に示すような凹凸形状を有した第１金属接合膜５を形成する（図６（ａ）も参照）。

【0083】

なお、工程（４）においては、材料及び積層順を適宜選択することにより、上述したような｛Ａｕ層（第１接合層５２）／Ｔａ層（第１下地層５１）｝構造、又は、｛Ａｌ層（第１接合層５２）／ＴｉＮ層（第１下地層５１）｝構造の薄膜からなる第１金属接合膜５を形成することができる。また、この際、第２金属接合膜６が｛Ａｕ層（第２接合層６２）／Ｔａ層（第２下地層６１）｝からなる場合には、第１金属接合膜５も同様の材料から形成する。この場合には、第１金属接合膜５のＡｕ層（第１接合層５２）と第２金属接合膜６のＡｕ層（第２接合層６２）とが接合するように、各層の積層順を調整する。
また、第２金属接合膜６が｛Ａｌ層（第２接合層６２）／ＴｉＮ層（第２下地層６１）｝からなる場合には、第１金属接合膜５も同様の材料から形成する。この場合には、第１金属接合膜５のＡｌ層（第１接合層５２）と第２金属接合膜６のＡｌ層（第２接合層６２）とが接合するように、各層の積層順を調整する。
その後、第１基板２から図視略のレジストパターンを剥離する。

【0084】

なお、上記の工程（３），（４）においては、第１金属接合膜５又は第２金属接合膜６の凹凸形状を、周方向で周期的に配列して形成してもよい。即ち、図３（ａ），（ｂ）等に示す例のように、第１金属接合膜５の凹部５Ａ及び凸部５Ｂ、及び、第２金属接合膜６の凹部６Ａ及び凸部６Ｂを、それぞれ、周期的に配列して形成してもよい。

【0085】

また、本実施形態においては、図６（ａ）中に示すように、第１基板２の上面２ａに、スパッタリング法によって導電性材料を積層することにより、電極８ａ，８ｂ、及び、図視略の内部配線を形成する。この際、電極８ａ，８ｂに用いられる電極材料、及び、内部配線に用いられる配線材料としては、特に限定されないが、例えば、上述したような、ＴｉＮ、ＡｌＳｉ、及びＴｉＮを順次積層することで形成することができる。

【0086】

次に、工程（５）において、第１基板２の上面２ａに形成された凹状のデバイス領域２２に、素子４を配置する（図６（ａ）等を参照）。

【0087】

次に、工程（６）において、図６（ｂ）に示すように、第１基板２と第２基板３との間に素子４が配置されるように第１基板２と第２基板３とを重ね合わせ、第１基板２と第２基板３とを接合する。即ち、第２基板３の凸状体３１の先端に形成された第２金属接合膜６と、第１基板２の上面２ａ上に形成された第１金属接合膜５とを重ね合わせ、互いに加圧することで金属拡散接合を発現させることにより、第１基板２と第２基板３とを接合する。また、工程（６）においては、第１金属接合膜５の凹部５Ａ及び凸部５Ｂと第２金属接合膜６の凹部６Ａ及び凸部６Ｂとを重ね合わせた接合代Ｋによって接合されるように、第１基板２と第２基板３とを接合する。

【0088】

具体的には、まず、図６（ｂ）に示すように、第１金属接合膜５と第２金属接合膜６とを突き合わせるように、第１基板２と第２基板３とを重ね合わせる。
次いで、第１基板２と第２基板３とを互いに加圧することにより、第１金属接合膜５と第２金属接合膜６との間に金属拡散接合を発現させ、この部分を接合する。この際、図４中に示すように、第１金属接合膜５の凹部５Ａ及び凸部５Ｂと、第２金属接合膜６の凹部６Ａ及び凸部６Ｂとを、それぞれ交互に組み合わせて重ね合わせることで、平面視で略Ｃ字状の接合代Ｋを形成するように位置決めする。

【0089】

上記の拡散接合を行う際の条件、即ち、パッケージ１の封止空間Ｃを封止する条件としては、特に限定されないが、例えば、第１基板２側の第１金属接合膜５、及び、第２基板３側の第２金属接合膜６が｛Ａｕ層（第１接合層５２又は第２接合層６２）／Ｔａ層（第１下地層５１又は第２下地層６１）｝である場合には、例えば、温度条件を３００～３５０℃の範囲とし、加圧力を４５０～９００ｋＰａの範囲とすることが好ましい。
一方、第１金属接合膜５及び第２金属接合膜６が｛Ａｌ層（第１接合層５２又は第２接合層６２）／ＴｉＮ層（第１下地層５１又は第２下地層６１）｝である場合には、例えば、温度条件を３５０～４００℃の範囲とし、加圧力を２７～６０ＭＰａの範囲とすることが好ましい。

【0090】

また、第１基板２と第２基板３とを接合する際の封止幅（接合幅）、即ち、第１金属接合膜５及び第２金属接合膜６の最大幅も、特に限定されない。一方、封止気密性の向上等を考慮した場合、上記の封止幅は、第１金属接合膜５及び第２金属接合膜６が｛Ａｕ層（第１接合層５２又は第２接合層６２）／Ｔａ層（第１下地層５１又は第２下地層６１）｝である場合には、例えば、０．１５～０．３０ｍｍの範囲であることが好ましい。また、第１金属接合膜５及び第２金属接合膜６が｛Ａｌ層（第１接合層５２又は第２接合層６２）／ＴｉＮ層（第１下地層５１又は第２下地層６１）｝である場合には、上記の封止幅は、例えば、０．０３～０．１ｍｍの範囲であることが好ましい。

【0091】

そして、本実施形態では、上記の工程（６）の後、図６（ｃ）に示すように、ダイシングラインＬに沿って、第２基板３において対向する一対の縁部をダイシングすることにより、電極８ａ，８ｂを露出させ、その後、チップ単位に個片化する。
以上の各工程により、本実施形態のパッケージ１を製造することができる。
なお、上記の各工程は、可能な範囲で、その工程順を変更したり、あるいは、同じ工程として行ったりすることも可能である。

【0092】

本実施形態のパッケージ１の製造方法によれば、工程（３）において、第２基板３上に上記の凹凸形状を有する第２金属接合膜６を形成するとともに、工程（４）において、第１基板２上に上記の凹凸形状を有する第１金属接合膜５を形成したうえで、工程（６）において、第１金属接合膜５と第２金属接合膜６とを、各々の凹凸が交互に組み合わされるように金属拡散接合する。このとき、第１金属接合膜５と第２金属接合膜６との接合代Ｋが略Ｃ字状に形成されるので、接合部全体におけるストレスが水平方向及び垂直方向に分散し、応力が効果的に緩和される。これにより、第１基板２と第２基板３とを高温下で接合する際、基板上に形成される各膜の熱膨張率の管理が不要で、煩雑な工程管理が不要であるとともに、新たな工程を追加したりすることなく、接合部にクラック等が生じるのを防止できる。従って、煩雑な工程管理を必要とすることなく、安価で素子特性に優れたパッケージを生産性よく製造することが可能になる。

【0093】

また、本実施形態の製造方法では、上記の工程（３）及び工程（４）を備え、第１金属接合膜５及び第２金属接合膜６を、それぞれ対応する位置で形成したうえで、上記の工程（６）において、第１金属接合膜５と第２金属接合膜６とを金属拡散接合させ、第１基板２と第２基板３とを接合することで、高い封止気密性を有するパッケージ１が得られる。また、第１基板２及び第２基板３における加工精度に起因する凹凸等が吸収されるので、封止気密性の向上に加え、内部における電気的特性もより良好になり、優れた特性を有するパッケージ１を製造できる。

【0094】

また、本実施形態の製造方法によれば、第１金属接合膜５及び第２金属接合膜６における凹凸形状を、周方向で周期的に配列して形成することで、工程（６）において第１基板２と第２基板３とを接合する際に、接合部におけるストレスが水平方向及び垂直方向に分散して応力が緩和される作用が安定的に得られる。

【0095】

また、本実施形態の製造方法によれば、工程（２）において、凸状体３１を、第２金属接合膜と同様、周方向に沿って交互に配列された凹部及び凸部からなる凹凸形状となるように形成した場合には、上記の第１金属接合膜５及び第２金属接合膜６の凹凸形状によって得られる作用と併せて、工程（６）において第１基板２と第２基板３とを接合する際の、接合部におけるストレスが水平方向及び垂直方向に分散して応力が緩和される作用が顕著に得られる。

【0096】

また、本実施形態の製造方法によれば、工程（１）及び工程（２）において、第１基板２及び第２基板３に、ウェットエッチングによる加工性に優れるシリコン基板を用いることで、工程（６）で第１基板２と第２基板３とを接合する際の内部応力が低減されるとともに、エッチング処理による加工精度が向上するので、素子特性にさらに優れたパッケージ１を製造できる。

【0097】

また、本実施形態の製造方法によれば、工程（５）において、素子４として赤外線検出素子をデバイス領域に配置することにより、基板同士を接合して封止する際に接合部に生じる応力が緩和され、この接合部にクラック等が生じるのを防止でき、低コストであるとともに生産性及び素子特性に優れたパッケージ１として赤外線センサを製造できる。

【0098】

［作用効果］
以上説明したように、本実施形態のパッケージ１によれば、上記のような凹凸形状を有する第１金属接合膜５及び第２金属接合膜からなる接合体５０を備えることで、接合部におけるストレスが水平方向及び垂直方向に分散して応力が効果的に緩和される。これにより、第１基板２と第２基板３とが高温下で接合される場合であっても、接合部にクラック等が生じるのを防止できる。
従って、簡便な構成で、低コストであるとともに生産性及び素子特性に優れたパッケージ１が実現できる。

【0099】

また、本発明のパッケージの製造方法によれば、上記のような工程（３），（４）において、上記のような凹凸形状を有する第１金属接合膜５及び第２金属接合膜６を形成し、工程（６）において、各々の凹部及び凸部を重ね合わせ、これらを金属拡散接合することで第１基板２と第２基板３とを接合する方法なので、接合部におけるストレスが水平方向及び垂直方向に分散し、応力が効果的に緩和される。これにより、基板上に形成される各膜の熱膨張率の管理が不要となり、煩雑な工程管理が不要であるとともに、新たな工程を追加したりすることなく、接合部にクラック等が生じるのを防止できる。
従って、煩雑な工程管理を必要とすることなく、安価で素子特性に優れたパッケージ１を生産性よく製造することが可能になる。

【産業上の利用可能性】

【0100】

本発明のパッケージは、上述したように、基板同士を接合して封止する際に接合部に生じる応力が緩和され、低コストであるとともに生産性及び素子特性に優れている。従って、信頼性の高い各種検出精度が要求される電子機器等における用途、例えば、携帯端末、スマートフォン、センサネットワーク・デバイス、モノのインターネット（ＩｏＴ）技術等において非常に好適である。

【符号の説明】

【0101】

１…パッケージ
２…第１基板
２ａ…上面
２ｂ…下面
２２…デバイス領域
３…第２基板
３ａ…下面
３ｂ…上面
３１…凸状体
３２…キャビティ領域
３Ａ…シリコン基板
４…素子
５０…接合体
５…第１金属接合膜
５Ａ…凹部
５Ｂ…凸部
５１…第１下地層
５２…第１接合層
６…第２金属接合膜
６Ａ…凹部
６Ｂ…凸部
６１…第２下地層
６２…第２接合層
８ａ，８ｂ…電極
Ｃ…キャビティ（減圧空間）
Ｌ…ダイシングライン
Ｆ１，Ｆ２…凹部の深さ（括れ深さ）
Ｌ１，Ｌ２…凹部の長さ
Ｋ…接合代

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】