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(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】2024-11-25
(45)【発行日】2024-12-03
(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】
B81B 3/00 20060101AFI20241126BHJP
B81C 1/00 20060101ALI20241126BHJP
B23K 1/00 20060101ALI20241126BHJP
【ＦＩ】
B81B3/00
B81C1/00
B23K1/00 330Z
【請求項の数】
22
(21)【出願番号】P 2023569261
(86)(22)【出願日】2022-12-05
(86)【国際出願番号】 JP2022044768
(87)【国際公開番号】W WO2023120141
(87)【国際公開日】2023-06-29
【審査請求日】2024-05-17
(31)【優先権主張番号】P 2021209528
(32)【優先日】2021-12-23
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000006231
【氏名又は名称】株式会社村田製作所
(74)【代理人】
【識別番号】100132241
【弁理士】
【氏名又は名称】岡部 博史
(74)【代理人】
【識別番号】100189555
【弁理士】
【氏名又は名称】徳山 英浩
(72)【発明者】
【氏名】黒川 文弥
(72)【発明者】
【氏名】會田 康弘
【審査官】石田 宏之
(56)【参考文献】
【文献】米国特許出願公開第２０２０／４０７２２０（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特許第６８７０７７９（ＪＰ，Ｂ２）
【文献】米国特許出願公開第２０１９／２２７３（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ８１Ｂ ３／００
Ｂ８１Ｃ １／００
Ｂ２３Ｋ １／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ＭＥＭＳ構造体を含む第１基板と、前記第１基板と間隔を空けて対向方向に向かい合う第２基板と、
複数種類の金属の共晶合金を主材料とする共晶層を有し、前記第１基板及び前記第２基板の間に前記対向方向から見て前記ＭＥＭＳ構造体を囲むように設けられて、前記第１基板及び前記第２基板に接合された第１接合部と、
前記第１基板及び前記第２基板の間に設けられて前記第１基板に直接的または間接的に接触され且つ前記第２基板に直接的または間接的に接触された接触層と、を備え、
前記接触層は、前記第１接合部に含まれる前記複数種類の金属の一部を含むＭＥＭＳデバイス。
【請求項2】
前記第１接合部の前記対向方向の長さは、前記接触層の前記対向方向の長さ以上である請求項１に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項3】
前記複数種類の金属の共晶合金を主材料とする共晶層を有し、前記第１基板及び前記第２基板の間における前記対向方向から見て前記第１接合部の内側に位置して、前記第１基板及び前記第２基板に接合された第２接合部を更に備える請求項１または２に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項4】
前記第２接合部は、前記第１基板及び前記第２基板を構成する材料の少なくとも一部を含む請求項３に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項5】
前記接触層に積層されており電気的に絶縁された第１絶縁層を更に備える請求項１または２に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項6】
前記第１絶縁層は、前記第１基板及び前記第２基板の少なくとも一方に埋設されている請求項５に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項7】
前記第１接合部に積層されており電気的に絶縁された第２絶縁層を更に備え、前記第２絶縁層は、前記第１絶縁層と前記対向方向に同位置または略同位置にある請求項５に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項8】
前記第１絶縁層及び前記第２絶縁層は、前記第１基板及び前記第２基板の少なくとも一方に埋設されている請求項７に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項9】
前記第１絶縁層と前記接触層との界面部に空洞部が形成されている請求項５に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項10】
前記対向方向から見て、前記接触層は前記第１接合部の内側に位置している請求項１または２に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項11】
前記ＭＥＭＳ構造体は、前記第１基板に対して固定された固定部と、
前記第１基板に対して可撓性を有する可動部と、を備え、
前記対向方向から見て、前記接触層は、前記固定部に接触している請求項１０に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項12】
前記対向方向から見て、前記第１接合部によって囲まれた領域は回転対称形状であり、前記対向方向から見て、前記第１接合部によって囲まれた領域の回転対称の中心部と前記接触層との距離は、前記第１接合部と前記接触層との距離よりも短い請求項１０に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項13】
前記対向方向から見て、前記接触層は前記ＭＥＭＳ構造体を囲んでいる請求項１または２に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項14】
前記対向方向から見て、前記第１接合部と前記接触層との距離は、１ｍｍ以下且つ０ｍｍ以上である請求項１または２に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項15】
前記対向方向から見て、前記接触層の面積は、前記第１接合部の面積の８％以上であり、且つ、前記第１接合部と重なる領域を除いた前記第１基板の面積以下である請求項１または２に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項16】
ＭＥＭＳ構造体を含む第１基板の主面に、前記ＭＥＭＳ構造体を囲むように第１種類の金属を含む第１金属層を形成する第１金属層形成工程と、第２基板の主面における前記第１金属層に対応する領域に、前記第１種類の金属と金属共晶反応可能な第２種類の金属を含む第２金属層を形成する第２金属層形成工程と、
前記第１基板の主面または前記第２基板の主面に、前記第１種類の金属及び前記第２種類の金属の一方を含む接触層を形成する接触層形成工程と、
前記第１金属層形成工程、前記第２金属層形成工程、及び前記接触層形成工程の実行後に、前記第１基板の主面と前記第２基板の主面とを対向方向に対向させ、前記接触層が前記第１基板の主面及び前記第２基板の主面に接触するまで前記第１基板及び前記第２基板を互いに近づけて、前記第１金属層及び前記第２金属層を金属共晶反応させる接合工程と、を含むＭＥＭＳデバイスの製造方法。
【請求項17】
前記第１金属層及び前記第２金属層の前記対向方向の長さの合計は、前記接触層の前記対向方向の長さより長い請求項１６に記載のＭＥＭＳデバイスの製造方法。
【請求項18】
前記第１金属層形成工程において、前記第１種類の金属を含む第３金属層が、前記第１基板の主面における前記第１金属層の内側に形成され、前記第２金属層形成工程において、前記第２種類の金属を含む第４金属層が、前記第２基板の主面における前記第３金属層に対応する領域に形成され、
前記接合工程において、前記第３金属層及び前記第４金属層が金属共晶反応される請求項１６または１７に記載のＭＥＭＳデバイスの製造方法。
【請求項19】
前記第３金属層及び前記第４金属層の少なくとも一方は、前記第１基板及び前記第２基板のうちの自身に隣接する基板を構成する材料の少なくとも一部を含む請求項１８に記載のＭＥＭＳデバイスの製造方法。
【請求項20】
前記第１基板の主面及び前記第２基板の主面の少なくとも一方に、電気的に絶縁された絶縁層を形成する絶縁層形成工程を更に含み、前記接触層形成工程において、前記接触層は、前記第１基板の主面及び前記第２基板の主面の少なくとも一方に形成された前記絶縁層に、または、前記第１基板の主面または前記第２基板の主面における前記絶縁層に対応する領域に形成される請求項１６または１７に記載のＭＥＭＳデバイスの製造方法。
【請求項21】
前記絶縁層形成工程において形成される前記絶縁層は、前記接合工程において前記第１基板の主面と前記第２基板の主面とが前記対向方向に対向されたときに、前記対向方向から見て前記接触層と重なる第１絶縁層と、
前記接合工程において前記第１基板の主面と前記第２基板の主面とが前記対向方向に対向されたときに、前記対向方向から見て前記第１金属層及び前記第２金属層と重なる第２絶縁層と、を備え、
前記絶縁層が前記第１基板の主面に形成された場合、前記第１金属層形成工程において前記第１金属層は前記第２絶縁層を介して前記第１基板の主面に形成され、
前記絶縁層が前記第２基板の主面に形成された場合、前記第２金属層形成工程において前記第２金属層は前記第２絶縁層を介して前記第２基板の主面に形成され、
前記接触層形成工程において、前記接触層は、前記第１基板の主面及び前記第２基板の主面の少なくとも一方に形成された前記第１絶縁層に、または、前記第１基板の主面または前記第２基板の主面における前記第１絶縁層に対応する領域に形成される請求項２０に記載のＭＥＭＳデバイスの製造方法。
【請求項22】
前記第１基板の主面または前記第２基板の主面に凹部を形成する凹部形成工程を更に含み、前記絶縁層形成工程において、前記絶縁層は、前記凹部に充填されることによって形成される請求項２０に記載のＭＥＭＳデバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、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】
ＭＥＭＳ(Micro Electro Mechanical Systems)技術を用いて製造されたＭＥＭＳデバイスが知られている。ＭＥＭＳデバイスは、例えば共振子等のＭＥＭＳ構造体を有する第１基板に、第２基板を接合することによって形成される。
【0003】
例えば、特許文献１には、ＭＥＭＳデバイスの一例としての電子部品が開示されている。
【0004】
特許文献１に開示された電子部品においては、ベース基板（第１基板）とカバー基板（第２基板）とによって内部空間を有するケーシングが構成されており、ケーシングにＭＥＭＳ構造体が収容されている。第１基板の上面及び第２基板の下面に、それぞれ金属膜が形成されている。第１基板の金属膜と第２基板の金属膜とが金属共晶反応することによって、第１基板と第２基板とが接合されている。
【0005】
また、特許文献１に開示された電子部品においては、第２基板の下面に、絶縁膜が形成されている。第１基板と第２基板とが接合されるとき、絶縁膜は第１基板の上面に接触する。これにより、第１基板及び第２基板の間隔のばらつきが小さくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【文献】特開２０１３－１２５９１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
第１基板及び第２基板の接合は、金属膜を金属共晶反応させるために、高温且つ高荷重下で行われる。そのため、絶縁膜が変形するおそれがある。絶縁膜が変形した場合、第１基板及び第２基板の間隔のばらつきが大きくなってしまう。
【0008】
従って、本発明の目的は、前記課題を解決することにあって、第１基板及び第２基板の間隔のばらつきを小さくすることができるＭＥＭＳデバイスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
前記目的を達成するために、本発明は以下のように構成する。
本発明の一態様に係るＭＥＭＳデバイスは、
ＭＥＭＳ構造体を含む第１基板と、
前記第１基板と間隔を空けて対向方向に向かい合う第２基板と、
複数種類の金属の共晶合金を主材料とする共晶層を有し、前記第１基板及び前記第２基板の間に前記対向方向から見て前記ＭＥＭＳ構造体を囲むように設けられて、前記第１基板及び前記第２基板に接合された第１接合部と、
前記第１基板及び前記第２基板の間に設けられて前記第１基板に直接的または間接的に接触され且つ前記第２基板に直接的または間接的に接触された接触層と、を備え、
前記接触層は、前記第１接合部に含まれる前記複数種類の金属の一部を含む。
本発明の一態様に係るＭＥＭＳデバイスは、
ＭＥＭＳ構造体を含む第１基板と、
前記第１基板と間隔を空けて対向方向に向かい合う第２基板と、
複数種類の金属の共晶合金を主材料とする共晶層を有し、前記第１基板及び前記第２基板の間に前記対向方向から見て前記ＭＥＭＳ構造体を囲むように設けられて、前記第１基板及び前記第２基板に接合された第１接合部と、
前記第１基板及び前記第２基板の間に設けられて前記第１基板に直接的または間接的に接触され且つ前記第２基板に直接的または間接的に接触された接触層と、を備え、
前記接触層は、前記第１接合部に含まれる前記複数種類の金属の一部を含む。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、第１基板及び第２基板の間隔のばらつきを小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】本発明の第１実施形態に係るＭＥＭＳデバイスの平面図。
【図3】本発明の第１実施形態に係るＭＥＭＳデバイスの製造過程において第１基板に第１金属層及び第３金属層が形成されたときの断面図。
【図4】本発明の第１実施形態に係るＭＥＭＳデバイスの製造過程において第１基板に接触層が形成されたときの断面図。
【図5】本発明の第１実施形態に係るＭＥＭＳデバイスの製造過程において第２基板に第２金属層及び第４金属層が形成されたときの断面図。
【図6】本発明の第１実施形態に係るＭＥＭＳデバイスの製造過程において第２基板に絶縁層が形成されたときの断面図。
【図9】本発明の第４実施形態に係るＭＥＭＳデバイスの平面図。
【図10】本発明の第４実施形態に係るＭＥＭＳデバイスの平面図。
【図11】本発明の第４実施形態に係るＭＥＭＳデバイスの平面図。
【図12】本発明の第５実施形態に係るＭＥＭＳデバイスの平面図。
【図14】本発明の第６実施形態に係るＭＥＭＳデバイスの平面図。
【図15】本発明の第６実施形態に係るＭＥＭＳデバイスの平面図。
【図16】本発明の第６実施形態に係るＭＥＭＳデバイスの平面図。
【図17】本発明の第７実施形態に係るＭＥＭＳデバイスの平面図。
【図18】本発明の第７実施形態に係るＭＥＭＳデバイスの平面図。
【図19】本発明の第７実施形態に係るＭＥＭＳデバイスの平面図。
【図20】本発明の第８実施形態に係るＭＥＭＳデバイスの平面図。
【図21】本発明の第９実施形態に係るＭＥＭＳデバイスにおいて接触層及びその周辺を示す断面図。
【図22】本発明の第９実施形態に係るＭＥＭＳデバイスにおいて接触層及びその周辺を示す断面図。
【図23】本発明の第９実施形態に係るＭＥＭＳデバイスにおいて接触層及びその周辺を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【0012】
本発明の一態様に係るＭＥＭＳデバイスは、
ＭＥＭＳ構造体を含む第１基板と、
前記第１基板と間隔を空けて対向方向に向かい合う第２基板と、
複数種類の金属の共晶合金を主材料とする共晶層を有し、前記第１基板及び前記第２基板の間に前記対向方向から見て前記ＭＥＭＳ構造体を囲むように設けられて、前記第１基板及び前記第２基板に接合された第１接合部と、
前記第１基板及び前記第２基板の間に設けられて前記第１基板に直接的または間接的に接触され且つ前記第２基板に直接的または間接的に接触された接触層と、を備え、
前記接触層は、前記第１接合部に含まれる前記複数種類の金属の一部を含む。
ＭＥＭＳ構造体を含む第１基板と、
前記第１基板と間隔を空けて対向方向に向かい合う第２基板と、
複数種類の金属の共晶合金を主材料とする共晶層を有し、前記第１基板及び前記第２基板の間に前記対向方向から見て前記ＭＥＭＳ構造体を囲むように設けられて、前記第１基板及び前記第２基板に接合された第１接合部と、
前記第１基板及び前記第２基板の間に設けられて前記第１基板に直接的または間接的に接触され且つ前記第２基板に直接的または間接的に接触された接触層と、を備え、
前記接触層は、前記第１接合部に含まれる前記複数種類の金属の一部を含む。
【0013】
この構成によれば、第１基板、第２基板、及び第１接合部によって、ＭＥＭＳ構造体が振動するための空間を形成することができる。
【0014】
この構成によれば、ＭＥＭＳデバイスの製造過程において、接触層が第１基板及び第２基板に接触することによって、第１基板及び第２基板の間の間隔を、接触層の高さに合わせるように制御することができる。
【0015】
複数種類の金属が金属共晶反応するときの温度は、当該複数種類の金属の各々の融点より低い。よって、ＭＥＭＳデバイスの製造過程において、第１接合部に含まれる複数種類の金属は、各金属の融点より低い温度で金属共晶反応する。ここで、この構成によれば、接触層は、第１接合部に含まれる複数種類の金属の一部を含む。よって、ＭＥＭＳデバイスの製造過程において、接触層に含まれる金属の融点は、第１接合部に含まれる複数種類の金属が金属共晶反応するときの温度より高くなる。つまり、金属の金属共晶反応が行われる高温且つ高荷重下において、接触層を化学的に安定させることができる。そのため、ＭＥＭＳデバイスの製造過程において、接触層が変形することを抑制することができる。その結果、第１基板及び第２基板の間隔のばらつきを小さくすることができる。
【0016】
この構成によれば、接触層が第１接合部に含まれる複数種類の金属の一部を含む。そのため、仮に、ＭＥＭＳデバイスの製造過程において、接触層に含まれる金属が第１接合部に混合してしまったとしても、第１接合部に与える影響を小さくすることができる。
【0017】
前記ＭＥＭＳデバイスにおいて、前記第１接合部の前記対向方向の長さは、前記接触層の前記対向方向の長さ以上であってもよい。
【0018】
この構成によれば、第１接合部の対向方向の長さは、接触層の対向方向の長さ以上である。これにより、ＭＥＭＳデバイスの製造過程において、高荷重を第１接合部に加えることができる。
【0019】
本発明の一態様に係るＭＥＭＳデバイスは、前記複数種類の金属の共晶合金を主材料とする共晶層を有し、前記第１基板及び前記第２基板の間における前記対向方向から見て前記第１接合部の内側に位置して、前記第１基板及び前記第２基板に接合された第２接合部を更に備えていてもよい。
【0020】
この構成によれば、第２接合部は、対向方向から見て第１接合部の内側に位置している。そのため、第２接合部が対向方向から見て第１接合部の外側に位置している構成よりも、第２接合部はＭＥＭＳ構造体の近くに位置する。その結果、第２接合部とＭＥＭＳ構造体とを電気的に接続する場合に、両者の間の配線を短くすることができる。
【0021】
前記ＭＥＭＳデバイスにおいて、前記第２接合部は、前記第１基板及び前記第２基板を構成する材料の少なくとも一部を含んでいてもよい。
【0022】
この構成によれば、第２接合部に含まれる材料が第１基板及び第２基板の少なくとも一方に拡散することによって、第２接合部と第１基板及び第２基板の少なくとも一方とは、オーミック接触を保持することができる。その結果、第２接合部を配線として使用する場合に、第２接合部と第１基板及び第２基板の少なくとも一方との電気的な接続を信頼性の高いものとすることができる。
【0023】
前記ＭＥＭＳデバイスは、前記接触層に積層されており電気的に絶縁された第１絶縁層を更に備えていてもよい。
【0024】
仮に、第１基板と第２基板とが接触層を介して意図せず電気的に接続されている場合、ＭＥＭＳデバイスは不要な配線を備える。この場合、例えば、当該配線と第２基板に形成されたビア導体や電極パッドとの間に寄生容量が形成されるおそれがあり、当該寄生容量によってＭＥＭＳデバイスの電気的な特性が劣化するおそれがある。また、当該配線によって、ＭＥＭＳデバイスの消費電力が増えるおそれがある。
【0025】
この構成によれば、第１基板と第２基板との接触層を介しての電気的な接続は、第１絶縁層によって防止される。これにより、前述した寄生容量の形成や消費電力の増加を防止することができる。
【0026】
前記ＭＥＭＳデバイスにおいて、前記第１絶縁層は、前記第１基板及び前記第２基板の少なくとも一方に埋設されていてもよい。
【0027】
この構成によれば、第１絶縁層の接触層との接触面を、第１絶縁層が埋設された第１基板及び第２基板と面一にすることができる。これにより、接触層による第１基板及び第２基板の間隔の制御を高精度で行うことが容易となる。
【0028】
前記ＭＥＭＳデバイスは、前記第１接合部に積層されており電気的に絶縁された第２絶縁層を更に備えていてもよく、
前記ＭＥＭＳデバイスにおいて、前記第２絶縁層は、前記第１絶縁層と前記対向方向に同位置または略同位置にあってもよい。
前記ＭＥＭＳデバイスにおいて、前記第２絶縁層は、前記第１絶縁層と前記対向方向に同位置または略同位置にあってもよい。
【0029】
第１接合部及び接触層のうち接触層のみに絶縁層が積層されている場合、ＭＥＭＳデバイスの製造過程において、第１接合部及び接触層の間に絶縁層分の段差が生じるおそれがある。この構成によれば、第１接合部及び接触層の双方に絶縁層が積層されている。そのため、ＭＥＭＳデバイスの製造過程において、第１接合部及び接触層の間の段差を小さくすることができる。これにより、接触層を形成することによる第１基板及び第２基板の間隔の制御を高精度で行うことが容易となる。
【0030】
前記ＭＥＭＳデバイスにおいて、前記第１絶縁層及び前記第２絶縁層は、前記第１基板及び前記第２基板の少なくとも一方に埋設されていてもよい。
【0031】
この構成によれば、第２絶縁層と第１接合部との接触面、及び第１絶縁層と接触層との接触面を、絶縁層が埋設された第１基板及び第２基板と面一にすることができる。これにより、接触層による第１基板及び第２基板の間隔の制御を高精度で行うことが容易となる。
【0032】
前記ＭＥＭＳデバイスにおいて、前記第１絶縁層と前記接触層との界面部に空洞部が形成されていてもよい。
【0033】
仮に、第１絶縁層と接触層との界面部に空洞部が形成されていない場合、第１絶縁層と接触層との接触面積が大きくなる。この場合、ＭＥＭＳデバイスの製造過程の高温且つ高荷重下において、接触層が第１絶縁層に押しつぶされて変形する可能性が高まる。しかし、この構成によれば、第１絶縁層と接触層との界面部に空洞部が形成されているため、第１絶縁層と接触層とが接触面積が小さくなる。これにより、ＭＥＭＳデバイスの製造過程の高温且つ高荷重下において、接触層が変形する可能性を低くすることができる。
【0034】
前記ＭＥＭＳデバイスにおいて、前記対向方向から見て、前記接触層は前記第１接合部の内側に位置していてもよい。
【0035】
この構成によれば、対向方向から見て接触層は第１接合部の内側に位置している。そのため、対向方向から見て接触層が第１接合部の外側に位置している構成に比べて、ＭＥＭＳデバイスを小型化することができる。
【0036】
前記ＭＥＭＳデバイスにおいて、
前記ＭＥＭＳ構造体は、
前記第１基板に対して固定された固定部と、
前記第１基板に対して可撓性を有する可動部と、を備えていてもよく、
前記対向方向から見て、前記接触層は、前記固定部に接触していてもよい。
前記ＭＥＭＳ構造体は、
前記第１基板に対して固定された固定部と、
前記第１基板に対して可撓性を有する可動部と、を備えていてもよく、
前記対向方向から見て、前記接触層は、前記固定部に接触していてもよい。
【0037】
この構成によれば、接触層はＭＥＭＳ構造体に接触している。そのため、第２基板において、ＭＥＭＳ構造体とは別に接触層を接触させるための領域を設ける必要がない。これにより、ＭＥＭＳデバイスを小型化することができる。
【0038】
この構成によれば、接触層はＭＥＭＳ構造体の固定部に接触している。そのため、ＭＥＭＳ構造体の振動が接触層によって阻害されることはない。
【0039】
前記ＭＥＭＳデバイスにおいて、
前記対向方向から見て、前記第１接合部によって囲まれた領域は回転対称形状であってもよく、
前記対向方向から見て、前記第１接合部によって囲まれた領域の回転対称の中心部と前記接触層との距離は、前記第１接合部と前記接触層との距離よりも短くてもよい。
前記対向方向から見て、前記第１接合部によって囲まれた領域は回転対称形状であってもよく、
前記対向方向から見て、前記第１接合部によって囲まれた領域の回転対称の中心部と前記接触層との距離は、前記第１接合部と前記接触層との距離よりも短くてもよい。
【0040】
対向方向から見て第１接合部に囲まれた領域の回転対称の中心部の第１接合部からの距離が長い場合、当該中心部において、第１基板及び第２基板が撓む可能性が高まる。
【0041】
この構成によれば、対向方向から見て接触層は第１接合部に囲まれた領域において回転対称の中心部近くに位置する。これにより、当該中心部における第１基板及び第２基板の撓みを抑制することができる。
【0042】
前記ＭＥＭＳデバイスにおいて、前記対向方向から見て、前記接触層は前記ＭＥＭＳ構造体を囲んでいてもよい。
【0043】
この構成によれば、対向方向から見て接触層はＭＥＭＳ構造体を囲んでいる。これにより、対向方向から見た接触層の面積を大きくすることができる。また、各位置における第１接合部と接触層との距離を均等に近づけることができる。その結果、接触層による第１基板及び第２基板の間隔の制御を高精度で行うことが容易となる。
【0044】
前記ＭＥＭＳデバイスにおいて、前記対向方向から見て、前記第１接合部と前記接触層との距離は、１ｍｍ以下且つ０ｍｍ以上であってもよい。
【0045】
対向方向から見たときの第１接合部及び接触層の距離が長くなると、ＭＥＭＳデバイスの製造過程の高荷重下において液状で流動性を有する第１接合部に対する荷重が、局所的に大きくなり過ぎるおそれがある。この構成によれば、対向方向から見たときの第１接合部及び接触層の距離が１ｍｍ以下であるため、前記のような第１接合部に対して局所的に過大な荷重が作用することを低減することができる。
【0046】
前記ＭＥＭＳデバイスにおいて、前記対向方向から見て、前記接触層の面積は、前記第１接合部の面積の８％以上であり、且つ、前記第１接合部と重なる領域を除いた前記第１基板の面積以下であってもよい。
【0047】
対向方向から見たときの接触層の面積が小さい場合、ＭＥＭＳデバイスの製造過程の高温且つ高荷重下において接触層に対する荷重が大きくなり過ぎて、接触層が変形するおそれがある。この構成によれば、対向方向から見たときの接触層の面積が第１接合部の面積の８％以上であるため、ＭＥＭＳデバイスの製造過程の高温且つ高荷重下において接触層に対する荷重が大きくなり過ぎる可能性を低くすることができる。
【0048】
本発明の一態様に係るＭＥＭＳデバイスの製造方法は、
ＭＥＭＳ構造体を含む第１基板の主面に、前記ＭＥＭＳ構造体を囲むように第１種類の金属を含む第１金属層を形成する第１金属層形成工程と、
第２基板の主面における前記第１金属層に対応する領域に、前記第１種類の金属と金属共晶反応可能な第２種類の金属を含む第２金属層を形成する第２金属層形成工程と、
前記第１基板の主面または前記第２基板の主面に、前記第１種類の金属及び前記第２種類の金属の一方を含む接触層を形成する接触層形成工程と、
前記第１金属層形成工程、前記第２金属層形成工程、及び前記接触層形成工程の実行後に、前記第１基板の主面と前記第２基板の主面とを対向方向に対向させ、前記接触層が前記第１基板の主面及び前記第２基板の主面に接触するまで前記第１基板及び前記第２基板を互いに近づけて、前記第１金属層及び前記第２金属層を金属共晶反応させる接合工程と、を含む。
ＭＥＭＳ構造体を含む第１基板の主面に、前記ＭＥＭＳ構造体を囲むように第１種類の金属を含む第１金属層を形成する第１金属層形成工程と、
第２基板の主面における前記第１金属層に対応する領域に、前記第１種類の金属と金属共晶反応可能な第２種類の金属を含む第２金属層を形成する第２金属層形成工程と、
前記第１基板の主面または前記第２基板の主面に、前記第１種類の金属及び前記第２種類の金属の一方を含む接触層を形成する接触層形成工程と、
前記第１金属層形成工程、前記第２金属層形成工程、及び前記接触層形成工程の実行後に、前記第１基板の主面と前記第２基板の主面とを対向方向に対向させ、前記接触層が前記第１基板の主面及び前記第２基板の主面に接触するまで前記第１基板及び前記第２基板を互いに近づけて、前記第１金属層及び前記第２金属層を金属共晶反応させる接合工程と、を含む。
【0049】
この製造方法によれば、接合工程において接触層が第１基板の主面及び第２基板の主面に接触することによって、第１基板及び第２基板の間の間隔を、接触層の高さに合わせるように制御することができる。
【0050】
複数種類の金属が金属共晶反応するときの温度は、当該金属の各々の融点より低い。よって、第１金属層に含まれる第１種類の金属と第２金属層に含まれる第２種類の金属とは、各金属の融点より低い温度で金属共晶反応する。ここで、この製造方法によれば、接触層は、第１種類の金属及び第２種類の金属の一方を含む。よって、接合工程において、接触層に含まれる金属の融点は、前記の金属共晶反応するときの温度より高くなる。つまり、金属の金属共晶反応が行われる高温且つ高荷重下において、接触層を化学的に安定させることができる。そのため、接合工程において、接触層が変形することを抑制することができる。その結果、第１基板及び第２基板の間隔のばらつきを小さくすることができる。
【0051】
この製造方法によれば、接触層は、第１種類の金属及び第２種類の金属の一方を含む。接触層が第１種類の金属を含む場合、仮に、接合工程において、接触層に含まれる金属が第１金属層に混合してしまったとしても、第１金属層に与える影響を小さくすることができる。接触層が第２種類の金属を含む場合、仮に、接合工程において、接触層に含まれる金属が第２金属層に混合してしまったとしても、第２金属層に与える影響を小さくすることができる。
【0052】
前記ＭＥＭＳデバイスの製造方法において、前記第１金属層及び前記第２金属層の前記対向方向の長さの合計は、前記接触層の前記対向方向の長さより長くてもよい。
【0053】
この製造方法によれば、第１金属層及び第２金属層の対向方向の長さの合計は、接触層の対向方向の長さより長い。これにより、接合工程において、高荷重を第１金属層及び第２金属層に加えることができる。
【0054】
前記ＭＥＭＳデバイスの製造方法において、
前記第１金属層形成工程において、前記第１種類の金属を含む第３金属層が、前記第１基板の主面における前記第１金属層の内側に形成されてもよく、
前記第２金属層形成工程において、前記第２種類の金属を含む第４金属層が、前記第２基板の主面における前記第３金属層に対応する領域に形成されてもよく、
前記接合工程において、前記第３金属層及び前記第４金属層が金属共晶反応されてもよい。
前記第１金属層形成工程において、前記第１種類の金属を含む第３金属層が、前記第１基板の主面における前記第１金属層の内側に形成されてもよく、
前記第２金属層形成工程において、前記第２種類の金属を含む第４金属層が、前記第２基板の主面における前記第３金属層に対応する領域に形成されてもよく、
前記接合工程において、前記第３金属層及び前記第４金属層が金属共晶反応されてもよい。
【0055】
この製造方法によれば、第３金属層は、対向方向から見て第１金属層の内側に形成される。そのため、第３金属層が対向方向から見て第１金属層の外側に形成される製造方法よりも、第３金属層をＭＥＭＳ構造体の近くに形成することができる。その結果、第３金属層とＭＥＭＳ構造体とを電気的に接続する場合に、両者の間の配線を短くすることができる。
【0056】
前記ＭＥＭＳデバイスの製造方法において、前記第３金属層及び前記第４金属層の少なくとも一方は、前記第１基板及び前記第２基板のうちの自身に隣接する基板を構成する材料の少なくとも一部を含んでいてもよい。
【0057】
この製造方法によれば、第３金属層及び第４金属層は、第１基板及び第２基板を構成する材料の少なくとも一部を含む。そのため、接合工程において、第１種類の金属と第２種類の金属と金属共晶反応するとき、第３金属層及び第４金属層に含まれる材料が第１基板及び第２基板に拡散する。これにより、第３金属層及び第４金属層と第１基板及び第２基板とのオーミック接触を保持することができる。
【0058】
本発明の一態様に係るＭＥＭＳデバイスの製造方法は、前記第１基板の主面及び前記第２基板の主面の少なくとも一方に、電気的に絶縁された絶縁層を形成する絶縁層形成工程を更に含んでいてもよく、
前記ＭＥＭＳデバイスの製造方法では、前記接触層形成工程において、前記接触層は、前記第１基板の主面及び前記第２基板の主面の少なくとも一方に形成された前記絶縁層に、または、前記第１基板の主面または前記第２基板の主面における前記絶縁層に対応する領域に形成されてもよい。
前記ＭＥＭＳデバイスの製造方法では、前記接触層形成工程において、前記接触層は、前記第１基板の主面及び前記第２基板の主面の少なくとも一方に形成された前記絶縁層に、または、前記第１基板の主面または前記第２基板の主面における前記絶縁層に対応する領域に形成されてもよい。
【0059】
仮に、第１基板と第２基板とが接触層を介して意図せず電気的に接続されている場合、ＭＥＭＳデバイスは不要な配線を備える。この場合、例えば、当該配線と第２基板に形成されたビア導体や電極パッドとの間に寄生容量が形成されるおそれがあり、当該寄生容量によってＭＥＭＳデバイスの電気的な特性が劣化するおそれがある。また、当該配線によって、ＭＥＭＳデバイスの消費電力が増えるおそれがある。
【0060】
この製造方法によれば、第１基板と第２基板との接触層を介しての電気的な接続は、絶縁層によって防止される。これにより、前述した寄生容量の形成や消費電力の増加を防止することができる。
【0061】
前記ＭＥＭＳデバイスの製造方法において、
前記絶縁層形成工程において形成される前記絶縁層は、
前記接合工程において前記第１基板の主面と前記第２基板の主面とが前記対向方向に対向されたときに、前記対向方向から見て前記第１金属層及び前記第２金属層と重なる第１絶縁層と、
前記接合工程において前記第１基板の主面と前記第２基板の主面とが前記対向方向に対向されたときに、前記対向方向から見て前記接触層と重なる第２絶縁層と、を備えていてもよく、
前記絶縁層が前記第１基板の主面に形成された場合、前記第１金属層形成工程において前記第１金属層は前記第１絶縁層を介して前記第１基板の主面に形成されてもよく、
前記絶縁層が前記第２基板の主面に形成された場合、前記第２金属層形成工程において前記第２金属層は前記第１絶縁層を介して前記第２基板の主面に形成されてもよく、
前記接触層形成工程において、前記接触層は、前記第１基板の主面及び前記第２基板の主面の少なくとも一方に形成された前記第２絶縁層に、または、前記第１基板の主面または前記第２基板の主面における前記第２絶縁層に対応する領域に形成されてもよい。
前記絶縁層形成工程において形成される前記絶縁層は、
前記接合工程において前記第１基板の主面と前記第２基板の主面とが前記対向方向に対向されたときに、前記対向方向から見て前記第１金属層及び前記第２金属層と重なる第１絶縁層と、
前記接合工程において前記第１基板の主面と前記第２基板の主面とが前記対向方向に対向されたときに、前記対向方向から見て前記接触層と重なる第２絶縁層と、を備えていてもよく、
前記絶縁層が前記第１基板の主面に形成された場合、前記第１金属層形成工程において前記第１金属層は前記第１絶縁層を介して前記第１基板の主面に形成されてもよく、
前記絶縁層が前記第２基板の主面に形成された場合、前記第２金属層形成工程において前記第２金属層は前記第１絶縁層を介して前記第２基板の主面に形成されてもよく、
前記接触層形成工程において、前記接触層は、前記第１基板の主面及び前記第２基板の主面の少なくとも一方に形成された前記第２絶縁層に、または、前記第１基板の主面または前記第２基板の主面における前記第２絶縁層に対応する領域に形成されてもよい。
【0062】
この製造方法によれば、絶縁層は、第１金属層及び第２金属層に対応する位置と、接触層に対応する位置との双方に形成される。これにより、前記の各位置間での段差を小さくすることができる。その結果、接触層を形成することによる第１基板及び第２基板の間隔の制御を高精度で行うことが容易となる。
【0063】
本発明の一態様に係るＭＥＭＳデバイスの製造方法は、前記第１基板の主面及び前記第２基板の主面に凹部を形成する凹部形成工程を更に含んでいてもよく、
前記ＭＥＭＳデバイスの製造方法では、前記絶縁層形成工程において、前記絶縁層は、前記凹部に充填されることによって形成されてもよい。
前記ＭＥＭＳデバイスの製造方法では、前記絶縁層形成工程において、前記絶縁層は、前記凹部に充填されることによって形成されてもよい。
【0064】
この製造方法によれば、絶縁層を第１基板の主面または第２基板の主面から突出しないように形成することができる。例えば、絶縁層を第１基板の主面または第２基板の主面と面一に形成することができる。これにより、接触層を形成することによる第１基板及び第２基板の間隔の制御を高精度で行うことが容易となる。
【0065】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係るＭＥＭＳデバイスの平面図である。図２は、図１のＡ－Ａ断面を示す断面図である。第１実施形態及び後述する各実施形態に係るＭＥＭＳデバイスは、例えば加速度センサ、角速度センサ、高周波フィルタ、ＭＥＭＳスイッチ等に適用される。
図１は、本発明の第１実施形態に係るＭＥＭＳデバイスの平面図である。図２は、図１のＡ－Ａ断面を示す断面図である。第１実施形態及び後述する各実施形態に係るＭＥＭＳデバイスは、例えば加速度センサ、角速度センサ、高周波フィルタ、ＭＥＭＳスイッチ等に適用される。
【0066】
図１及び図２に示すように、第１実施形態において、ＭＥＭＳデバイス１０の外形は、直方体である。ＭＥＭＳデバイス１０は、第１基板２０と、第２基板３０と、第１接合部４０と、接触層５１と、絶縁層５２と、第２接合部６０とを備える。絶縁層５２は、第１絶縁層の一例である。なお、ＭＥＭＳデバイス１０の外形は、直方体以外であってもよい。
【0067】
以下の説明では、第１基板２０及び第２基板３０が第１接合部４０、接触層５１、及び絶縁層５２を介して積層されている方向が対向方向１００とされる。また、以下の説明では、説明の便宜上、ＭＥＭＳデバイス１０のうち、第２基板３０が設けられている側が上側、第１基板２０が設けられている側が下側とされる。
【0068】
図２に示すように、ＭＥＭＳデバイス１０では、第２基板３０が、第１接合部４０、接触層５１、及び絶縁層５２を介して第１基板２０の上方に積層されている。
【0069】
第１基板２０は、下層２１と、上層２２と、絶縁層２３とを備える。下層２１及び上層２２の各々の主材料は、シリコン（Ｓｉ）である。つまり、下層２１及び上層２２は、シリコンを含む。主材料とは、特定の部分（例えば下層２１）に含まれる材料のうち、最も大きな割合を占める材料である。絶縁層２３は、電気的に絶縁された絶縁物で構成されている。例えば、第１実施形態において、絶縁層２３は、二酸化シリコン（ＳｉＯ２）で構成されている。絶縁層２３は、下層２１及び上層２２に挟まれており、下層２１及び上層２２に接合されている。つまり、下層２１及び上層２２は、絶縁層２３を介して接合されている。以上より、第１実施形態において、第１基板２０はＳＯＩ(Silicon on Insulator)基板である。なお、第１基板２０は、ＳＯＩ基板に限らない。例えば、下層２１及び上層２２は、シリコンの代わりにＬＮ（ＬｉＮｂＯ３）やＬＴ（ＬｉＴａＯ３）等の圧電単結晶材料（ＬＴ，ＬＮ等）を含んでいてもよい。また、例えば、絶縁層２３は、二酸化シリコン以外の絶縁物（例えばＳｉＯ２）で構成されていてもよい。
【0070】
下層２１及び絶縁層２３に、凹部が形成されている。当該凹部の上方は、上層２２によって覆われている。これにより、第１基板２０に、空間２４が形成されている。
【0071】
上層２２は、ＭＥＭＳ構造体２５を有する。上層２２及びＭＥＭＳ構造体２５は、一体に形成されている。第１実施形態において、ＭＥＭＳ構造体２５は、第１基板２０の上層２２に固定された固定部と、固定部に接続されており固定部に対して共振する可動部とを備える構造体である。可動部は、共振子（ＭＥＭＳ技術を用いて製造されるＭＥＭＳ振動子）である。ＭＥＭＳ構造体２５は、空間２４及び後述する空間７０に面している。言い換えると、ＭＥＭＳ構造体２５は、対向方向１００から見て空間２４，７０と重なる位置にある。また、図示されていないが、固定部と可動部との間には隙間が形成されている。これにより、ＭＥＭＳ構造体２５（詳細には、ＭＥＭＳ構造体２５の可動部）は、空間２４，７０と前記の隙間とを含む空間において振動可能である。なお、図示されていないが、空間２４，７０は互いに連通されている。また、空間２４，７０は、互いに連通された状態で密閉空間を形成する。
【0072】
図２及び後述する図３，４，７，８，１３では省略されているが、ＭＥＭＳ構造体２５は、シリコンの他、圧電薄膜や金属層を備えている。圧電薄膜や金属層は、ＭＥＭＳ構造体２５内にのみ形成されていてもよいし、ＭＥＭＳ構造体２５内及びＭＥＭＳ構造体２５外（上層２２におけるＭＥＭＳ構造体２５以外の部分）に亘って形成されていてもよい。
【0073】
なお、共振子としては、公知の種々のもの（例えば、面外屈曲振動モードを用いたもの、厚み縦振動モードを用いたもの、ラム波振動モードを用いたもの等）が採用可能である。また、ＭＥＭＳ構造体２５は、共振子に限らず、例えば静的に駆動する加速度センサやひずみセンサであってもよい。
【0074】
第２基板３０は、第１基板２０の上方に、第１基板２０と対向方向１００に対向して配置されている。第２基板３０は、第１基板２０と対向方向１００に間隔を空けて配置されている。第２基板３０の主材料は、シリコンである。つまり、第２基板３０は、シリコンを含む。なお、第２基板３０の主材料は、シリコン以外、例えばガラスであってもよい。
【0075】
各図に示されていないが、第１基板２０及び第２基板３０には、ビア導体及び電極パッドが形成され得る。ビア導体は、例えば、導電性を有する基板に形成される貫通孔、凹部、密閉空間に、絶縁材料が充填されることによって形成される。ビア導体の形成方法は、前記に限らず、例えば、ビア導体は、基板に形成される貫通孔、凹部、密閉空間に、導電性ペーストが充填されることによって形成されてもよい。電極パッドは、例えば、半導体プロセスによって形成される。なお、電極パッドの形成方法は、半導体プロセスに限らず、例えば、印刷等でもよい。
【0076】
第１接合部４０は、第１基板２０及び第２基板３０の間に配置されている。第１接合部４０の下端部は、第１基板２０の主面２０Ａ（第１基板２０の上層２２の上面）に接合されている。第１接合部４０の上端部は、第２基板３０の主面３０Ａ（第２基板３０の下面）に接合されている。
【0077】
図１に示すように、対向方向１００から見て、第１接合部４０は、環状に形成されている。対向方向１００から見て、第１接合部４０は、第１基板２０のＭＥＭＳ構造体２５を囲んでいる。これにより、第１基板２０、第２基板３０、及び第１接合部４０に囲まれた空間７０が形成される。
【0078】
図２に示すように、第１接合部４０は、第１金属層４１と、第２金属層４２と、共晶層４３とを備えている。ただし、ＭＥＭＳデバイス１０の製造過程において、第１接合部４０の全体に亘って金属共晶反応された結果、第１金属層４１及び第２金属層４２が明確に残らない場合がある。この場合、第１接合部４０は、共晶層４３のみで構成される。
【0079】
第１金属層４１は、第１基板２０の主面２０Ａに接合されている。第２金属層４２は、第２基板３０の主面３０Ａに接合されている。
【0080】
第１金属層４１及び第２金属層４２の主材料は、アルミニウム（Ａｌ）、金（Ａｕ）、インジウム（Ｉｎ）、スズ（Ｓｎ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）等である。但し、第１金属層４１の主材料と、第２金属層４２の主材料とは、金属共晶反応可能である。第１実施形態において、第１金属層４１の主材料はアルミニウムであり、第２金属層４２の主材料はゲルマニウムである。また、第１実施形態において、第１金属層４１及び第２金属層４２には、微量の銅（Ｃｕ）及びチタン（Ｔｉ）が含まれる。
【0081】
共晶層４３は、第１金属層４１及び第２金属層４２の間に位置している。共晶層４３は、第１金属層４１及び第２金属層４２と金属共晶反応している。共晶層４３は、第１金属層４１に含まれる金属と、第２金属層４２に含まれる金属との共晶合金を主材料としている。第１実施形態において、共晶層４３は、第１金属層４１の主材料であるアルミニウムと、第２金属層４２の主材料であるゲルマニウムとの共晶合金を主材料としている。つまり、第１実施形態において、アルミニウム及びゲルマニウムは、複数種類の金属に相当する。
【0082】
接触層５１は、第１基板２０及び第２基板３０の間に配置されている。接触層５１の下端部は、第１基板２０の主面２０Ａに接触している。接触層５１の上端部は、絶縁層５２に積層されている。
【0083】
図１に示すように、対向方向１００から見て、接触層５１は、第１接合部４０の外側に位置している。第１実施形態において、ＭＥＭＳデバイス１０は、４つの接触層５１を備える。４つの接触層５１の各々は、対向方向１００から見て外形が長方形である第１接合部４０の４つの頂点の近くに位置している。
【0084】
図２に示すように、絶縁層５２は、接触層５１に積層されている。第１実施形態において、絶縁層５２は、接触層５１の上方に位置する。接触層５１の下端部は、第１基板２０の主面２０Ａに接触している。絶縁層５２の上端部は、第２基板３０の主面３０Ａに接触している。つまり、接触層５１は、絶縁層５２を介して第２基板３０に接触している。すなわち、図２では、接触層５１は、第１基板２０に直接的に接触しており、第２基板３０に間接的に接触している。間接的に接触とは、接触層５１が絶縁層５２を介して第１基板２０（後述する別の例では第２基板３０）と接触することである。
【0085】
接触層５１は、第１接合部４０の共晶層４３の主材料である共晶合金を構成する複数種類の金属の一部を含む。第１実施形態において、接触層５１は、共晶層４３の共晶合金を構成する２種類の金属（アルミニウム及びゲルマニウム）の一部を含む。つまり、接触層５１は、アルミニウム及びゲルマニウムのいずれかを含む。なお、接触層５１は、共晶合金を含まない。複数種類の金属の一部が複数種類である場合、複数種類である当該一部の金属は、互いに金属共晶反応しない種類の金属で構成される。
【0086】
接触層５１は、共晶層４３の共晶合金を構成する複数種類の金属の一部のみ（第１実施形態ではアルミニウム及びゲルマニウムのいずれかのみ）で構成されていてもよいし、当該複数種類の金属以外の材料、例えばスズを含んでいてもよい。
【0087】
第１実施形態において、接触層５１は、共晶層４３の共晶合金を構成する複数種類の金属（アルミニウム及びゲルマニウム）の一部を主材料としている。しかし、接触層５１は、共晶層４３の共晶合金を構成する複数種類の金属の一部を含んでいることを条件として、当該複数種類の金属以外の材料を主材料としてもよい。例えば、第１金属層４１が金を含み、第２金属層４２がインジウムを含み、共晶層４３が金及びインジウムの共晶合金を含む場合、接触層５１は、金またはインジウムを主材料としてもよい。
【0088】
絶縁層５２は、電気的に絶縁された絶縁物で構成されている。例えば、第１実施形態において、絶縁層５２は、二酸化シリコン（ＳｉＯ２）で構成されている。絶縁層５２は、接触層５１及び第２基板３０の間に介在している。これにより、接触層５１及び第１基板２０と第２基板３０との間は、電気的に絶縁されている。
【0089】
前述したように、絶縁層５２は接触層５１の上方に位置する。しかし、絶縁層５２は接触層５１の下方に位置していてもよい。この場合、絶縁層５２の下端部は、第１基板２０の主面２０Ａに接触している。つまり、接触層５１は、絶縁層５２を介して第１基板２０に接触している。また、接触層５１の上端部は、第２基板３０の主面３０Ａに接触している。すなわち、この場合、接触層５１は、第１基板２０に間接的に接触しており、第２基板３０に直接的に接触している。
【0090】
また、絶縁層５２は、接触層５１の上方及び下方に位置していてもよい。言い換えると、２つの絶縁層５２は、対向方向１００において接触層５１を挟んでいてもよい。この場合、絶縁層５２の下端部は、第１基板２０の主面２０Ａに接触している。つまり、接触層５１は、絶縁層５２を介して第１基板２０に接触している。また、絶縁層５２の上端部は、第２基板３０の主面３０Ａに接触している。つまり、接触層５１は、絶縁層５２を介して第２基板３０に接触している。すなわち、この場合、接触層５１は、第１基板２０に間接的に接触しており、第２基板３０に間接的に接触している。
【0091】
また、絶縁層５２は、対向方向１００において２つの接触層５１の間に位置していてもよい。言い換えると、絶縁層５２は、対向方向１００において２つの接触層５１によって挟まれていてもよい。この場合、接触層５１の下端部は、第１基板２０の主面２０Ａに接触している。また、接触層５１の上端部は、第２基板３０の主面３０Ａに接触している。すなわち、この場合、接触層５１は、第１基板２０に直接的に接触しており、第２基板３０に直接的に接触している。
【0092】
接触層５１及び絶縁層５２の対向方向１００の長さは、第１接合部４０の対向方向１００の長さと同一または略同一である。なお、第１接合部４０の対向方向１００の長さは、接触層５１及び絶縁層５２の対向方向１００の長さより長くてもよい。例えば、第１基板２０及び第２基板３０の少なくとも一方が反っていることによって、第１基板２０及び第２基板３０の間隔にばらつきが生じている場合、第１接合部４０の対向方向１００の長さは、接触層５１及び絶縁層５２の対向方向１００の長さより長くなり得る。また、例えば、第１接合部４０の上端部及び下端部の少なくとも一方が、第１基板２０または第２基板３０に埋設されている場合、第１接合部４０の対向方向１００の長さは、接触層５１及び絶縁層５２の対向方向１００の長さより長くなり得る。
【0093】
図２に示すように、第２接合部６０は、第１基板２０及び第２基板３０の間に配置されている。第２接合部６０の下端部は、第１基板２０の主面２０Ａに接合されている。第２接合部６０の上端部は、第２基板３０の主面３０Ａに接合されている。
【0094】
図１に示すように、対向方向１００から見て、第２接合部６０は、第１接合部４０の内側に位置している。対向方向１００から見て、第２接合部６０は、第１接合部４０と第１基板２０のＭＥＭＳ構造体２５との間に位置している。
【0095】
図２に示すように、第２接合部６０は、第３金属層６１と、第４金属層６２と、共晶層６３とを備えている。
【0096】
第３金属層６１は、第１基板２０の主面２０Ａに接合されている。第４金属層６２は、第２基板３０の主面３０Ａに接合されている。
【0097】
第３金属層６１及び第４金属層６２の主材料は、アルミニウム（Ａｌ）、金（Ａｕ）、インジウム（Ｉｎ）、スズ（Ｓｎ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）等である。但し、第３金属層６１の主材料と、第４金属層６２の主材料とは、金属共晶反応可能である。第１実施形態において、第３金属層６１の主材料は第１金属層４１の主材料と同じであり、第４金属層６２の主材料は第２金属層４２の主材料と同じである。つまり、第３金属層６１の主材料はアルミニウムであり、第４金属層６２の主材料はゲルマニウムである。また、第１実施形態において、第３金属層６１及び第４金属層６２には、微量の銅（Ｃｕ）及びチタン（Ｔｉ）が含まれる。第３金属層６１の主材料は第１金属層４１の主材料と異なっていてもよい。第４金属層６２の主材料は第２金属層４２の主材料と異なっていてもよい。
【0098】
また、第２接合部６０は、第１基板２０及び第２基板３０を構成する材料の少なくとも一部を含む。第１実施形態において、第３金属層６１は、第１基板２０の上層２２を構成する材料であるシリコンを含み、第４金属層６２は、第２基板３０を構成する材料であるシリコンを含む。
【0099】
なお、第１基板２０が第１材料を含み、第２基板３０が第１材料とは異なる第２材料を含む場合、第３金属層６１が第１材料を含み、第４金属層６２が第２材料を含んでいてもよい。また、第１材料及び第２材料の異同にかかわらず、第３金属層６１及び第４金属層６２の一方のみが、第１材料及び第２材料の少なくとも一方を含んでいてもよい。
【0100】
共晶層６３は、第３金属層６１及び第４金属層６２の間に位置している。共晶層６３は、第３金属層６１及び第４金属層６２の各々と金属共晶反応している。共晶層６３は、第３金属層６１に含まれる金属と、第４金属層６２に含まれる金属との共晶合金を主材料としている。第１実施形態において、共晶層６３は、第３金属層６１の主材料であるアルミニウムと、第４金属層６２の主材料であるゲルマニウムとの共晶合金を主材料としている。
【0101】
図１に示すように、第１実施形態において、第１接合部４０と接触層５１との距離Ｄは、１ｍｍ以下である。距離Ｄは、第１接合部４０と接触層５１との最短距離である。第１接合部４０と接触層５１とは接していてもよい。つまり、距離Ｄは、１ｍｍ以下且つ０ｍｍ以上である。なお、距離Ｄは、１ｍｍより長くてもよい。なお、第１実施形態において、ＭＥＭＳデバイス１０の面内方向の長さ（図１の縦及び横の長さ）は、例えば０．８～５ｍｍ程度であり、ＭＥＭＳデバイス１０の厚み（図２の対向方向１００の長さ）は、例えば０．５～１ｍｍ程度である。
【0102】
図１に示すように、対向方向１００から見て、接触層５１の面積は、第１接合部４０の面積の８％以上である。接触層５１は、対向方向１００から見て第１接合部４０と重なる領域を除いた部分の全域を占めていてもよい。つまり、対向方向１００から見て、接触層５１の面積は、第１接合部４０と重なる領域を除いた第１基板２０の面積以下である。
【0103】
第１実施形態によれば、第１基板２０、第２基板３０、及び第１接合部４０によって、ＭＥＭＳ構造体２５が振動するための空間を形成することができる。
【0104】
第１実施形態によれば、ＭＥＭＳデバイス１０の製造過程において、接触層５１及び絶縁層５２が第１基板２０及び第２基板３０に接触することによって、第１基板２０及び第２基板３０の間の間隔を、接触層５１及び絶縁層５２の高さに合わせるように制御することができる。
【0105】
複数種類の金属が金属共晶反応するときの温度は、当該複数種類の金属の各々の融点より低い。よって、ＭＥＭＳデバイス１０の製造過程において、第１接合部４０に含まれる複数種類の金属は、各金属の融点より低い温度で金属共晶反応する。ここで、第１実施形態によれば、接触層５１は、第１接合部４０に含まれる複数種類の金属の一部を含む。よって、ＭＥＭＳデバイス１０の製造過程において、接触層５１に含まれる金属の融点は、第１接合部４０に含まれる複数種類の金属が金属共晶反応するときの温度より高くなる。つまり、金属の金属共晶反応が行われる高温且つ高荷重下において、接触層５１を化学的に安定させることができる。そのため、ＭＥＭＳデバイス１０の製造過程において、接触層５１が変形することを抑制することができる。その結果、第１基板２０及び第２基板３０の間隔のばらつきを小さくすることができる。
【0106】
第１実施形態によれば、接触層５１が第１接合部４０に含まれる複数種類の金属の一部を含む。そのため、仮に、ＭＥＭＳデバイス１０の製造過程において、接触層５１に含まれる金属が第１接合部４０に混合してしまったとしても、第１接合部４０に与える影響を小さくすることができる。
【0107】
第１実施形態によれば、第１接合部４０の対向方向１００の長さは、接触層５１の対向方向１００の長さ以上である。これにより、ＭＥＭＳデバイス１０の製造過程において、高荷重を第１接合部４０の第１金属層４１及び第２金属層４２に加えることができる。
【0108】
第１実施形態によれば、第２接合部６０は、対向方向１００から見て第１接合部４０の内側に位置している。そのため、第２接合部６０が対向方向１００から見て第１接合部４０の外側に位置している構成よりも、第２接合部６０はＭＥＭＳ構造体２５の近くに位置する。その結果、第２接合部６０とＭＥＭＳ構造体２５とを電気的に接続する場合に、両者の間の配線を短くすることができる。
【0109】
第１実施形態によれば、第２接合部６０が第１基板２０及び第２基板３０を構成する材料の少なくとも一部を含む。そのため、ＭＥＭＳデバイス１０の製造過程において、複数種類の金属が金属共晶反応して共晶合金が形成されるとき、第２接合部６０に含まれる材料が第１基板２０や第２基板３０に拡散する。これにより、第２接合部６０と第１基板２０及び第２基板３０の少なくとも一方とは、オーミック接触を保持することができる。その結果、第２接合部６０を配線として使用する場合に、第２接合部６０と第１基板２０及び第２基板３０の少なくとも一方との電気的な接続を信頼性の高いものとすることができる。
【0110】
仮に、第１基板２０と第２基板３０とが接触層５１を介して意図せず電気的に接続されている場合、ＭＥＭＳデバイス１０は不要な配線を備える。この場合、例えば、当該配線と第２基板３０に形成されたビア導体や電極パッドとの間に寄生容量が形成されるおそれがあり、当該寄生容量によってＭＥＭＳデバイス１０の電気的な特性が劣化するおそれがある。また、当該配線によって、ＭＥＭＳデバイス１０の消費電力が増えるおそれがある。
【0111】
第１実施形態によれば、第１基板２０と第２基板３０との接触層５１を介しての電気的な接続は、絶縁層５２によって防止される。これにより、前述した寄生容量の形成や消費電力の増加を防止することができる。
【0112】
対向方向１００から見たときの第１接合部４０及び接触層５１の距離が長くなると、ＭＥＭＳデバイス１０の製造過程の高荷重下において液状で流動性を有する第１接合部４０に対する荷重が、局所的に大きくなり過ぎるおそれがある。第１実施形態によれば、対向方向１００から見たときの第１接合部４０及び接触層５１の距離が１ｍｍ以下であるため、前記のような第１接合部４０に対して局所的に過大な荷重が作用することを低減することができる。
【0113】
対向方向１００から見たときの接触層５１の面積が小さい場合、ＭＥＭＳデバイス１０の製造過程の高温且つ高荷重下において接触層５１に対する荷重が大きくなり過ぎて、接触層５１が変形するおそれがある。第１実施形態によれば、対向方向１００から見たときの接触層５１の面積が第１接合部４０の面積の８％以上であるため、ＭＥＭＳデバイス１０の製造過程の高温且つ高荷重下において接触層５１に対する荷重が大きくなり過ぎる可能性を低くすることができる。
【0114】
第１実施形態では、ＭＥＭＳデバイス１０は、絶縁層５２を備えるが、絶縁層５２を備えていなくてもよい。この場合、接触層５１の下端部は、第１基板２０の主面２０Ａに接触している。また、接触層５１の上端部は、第２基板３０の主面３０Ａに接触している。すなわち、この場合、接触層５１は、第１基板２０に直接的に接触しており、第２基板３０に直接的に接触している。
【0115】
＜第１実施形態に係るＭＥＭＳデバイスの製造方法＞
以下に、第１実施形態に係るＭＥＭＳデバイス１０の製造方法の一例が、図３～図６が参照されつつ説明される。図３は、本発明の第１実施形態に係るＭＥＭＳデバイスの製造過程において第１基板に第１金属層及び第３金属層が形成されたときの断面図である。図４は、本発明の第１実施形態に係るＭＥＭＳデバイスの製造過程において第１基板に接触層が形成されたときの断面図である。図５は、本発明の第１実施形態に係るＭＥＭＳデバイスの製造過程において第２基板に第２金属層及び第４金属層が形成されたときの断面図である。図６は、本発明の第１実施形態に係るＭＥＭＳデバイスの製造過程において第２基板に絶縁層が形成されたときの断面図である。
以下に、第１実施形態に係るＭＥＭＳデバイス１０の製造方法の一例が、図３～図６が参照されつつ説明される。図３は、本発明の第１実施形態に係るＭＥＭＳデバイスの製造過程において第１基板に第１金属層及び第３金属層が形成されたときの断面図である。図４は、本発明の第１実施形態に係るＭＥＭＳデバイスの製造過程において第１基板に接触層が形成されたときの断面図である。図５は、本発明の第１実施形態に係るＭＥＭＳデバイスの製造過程において第２基板に第２金属層及び第４金属層が形成されたときの断面図である。図６は、本発明の第１実施形態に係るＭＥＭＳデバイスの製造過程において第２基板に絶縁層が形成されたときの断面図である。
【0116】
ＭＥＭＳデバイス１０は、積層体が複数に個片化されることにより製造される。積層体は、複数のＭＥＭＳデバイス１０が配列された状態で一体化されたものである。図３～図６では、説明の便宜上、積層体のうち１つのＭＥＭＳデバイス１０に対応する部分のみが示される。第１実施形態に係るＭＥＭＳデバイス１０の製造方法は、第１金属層形成工程、接触層形成工程、第２金属層形成工程、絶縁層形成工程、接合工程、研磨工程、電極形成工程、及び個片化工程を含む。
【0117】
（第１金属層形成工程）
最初に、第１金属層形成工程が実行される。第１金属層形成工程では、図３に示すように、第１基板２０が用意される。第１基板２０は、公知の方法で製造される。前述したように、第１基板２０は、下層２１と、下層２１と対向して配置され且つＭＥＭＳ構造体２５を有する上層２２と、下層２１及び上層２２の間に介在された絶縁層２３とを備える。第１基板２０には、空間２４が形成されている。ＭＥＭＳ構造体２５は、空間２４に面している。なお、図示されていないが、第１基板２０には、ビア導体（例えばシリコン貫通電極（ＴＳＶ））や電極パッドが形成されていてもよい。
最初に、第１金属層形成工程が実行される。第１金属層形成工程では、図３に示すように、第１基板２０が用意される。第１基板２０は、公知の方法で製造される。前述したように、第１基板２０は、下層２１と、下層２１と対向して配置され且つＭＥＭＳ構造体２５を有する上層２２と、下層２１及び上層２２の間に介在された絶縁層２３とを備える。第１基板２０には、空間２４が形成されている。ＭＥＭＳ構造体２５は、空間２４に面している。なお、図示されていないが、第１基板２０には、ビア導体（例えばシリコン貫通電極（ＴＳＶ））や電極パッドが形成されていてもよい。
【0118】
第１基板２０の主面２０Ａに、第１金属層４１及び第３金属層６１が形成される。前述したように、第１実施形態において、第１金属層４１及び第３金属層６１の主材料は、アルミニウムである。アルミニウムは、第１種類の金属の一例である。第１種類の金属は、後述する第２種類の金属と金属共晶反応可能である。なお、第１種類の金属は、第２種類の金属と金属共晶反応可能であることを条件として、アルミニウム以外であってもよい。例えば、第１種類の金属は、金、インジウム、スズ、ゲルマニウム等であってもよい。
【0119】
第３金属層６１は、自身に隣接する第１基板２０の上層２２を構成する材料であるシリコンを含む。
【0120】
第３金属層６１は、ＭＥＭＳ構造体２５と異なる位置に形成される。第１金属層４１は、対向方向１００から見て環状である。第１金属層４１は、対向方向１００から見てＭＥＭＳ構造体２５及び第３金属層６１を囲むように形成される。つまり、第３金属層６１は、主面２０Ａにおける第１金属層４１の内側に形成される。
【0121】
第１金属層４１及び第３金属層６１は、例えば半導体プロセスによって形成される。なお、第１金属層４１及び第３金属層６１の形成方法は、半導体プロセスに限らず、例えば、印刷等でもよい。
【0122】
（接触層形成工程）
次に、接触層形成工程が実行される。接触層形成工程では、図４に示すように、第１基板２０の主面２０Ａに、接触層５１が形成される。接触層５１は、第１種類の金属（本製造方法ではアルミニウム）と後述する第２種類の金属（本製造方法ではゲルマニウム）との一方を含む。
次に、接触層形成工程が実行される。接触層形成工程では、図４に示すように、第１基板２０の主面２０Ａに、接触層５１が形成される。接触層５１は、第１種類の金属（本製造方法ではアルミニウム）と後述する第２種類の金属（本製造方法ではゲルマニウム）との一方を含む。
【0123】
本製造方法では、４つの接触層５１が、対向方向１００から見て第１金属層４１の外側に形成される。４つの接触層５１の各々は、対向方向１００から見て長方形の外形である第１金属層４１の４つの頂点の近くに形成される。
【0124】
接触層５１は、例えば半導体プロセスによって形成される。なお、接触層５１の形成方法は、半導体プロセスに限らず、例えば、印刷等でもよい。
【0125】
（第２金属層形成工程）
次に、第２金属層形成工程が実行される。第２金属層形成工程では、図５に示すように、第２基板３０が用意される。第２基板３０は、公知の方法で製造される。なお、図示されていないが、第２基板３０には、ビア導体（例えばシリコン貫通電極（ＴＳＶ））や電極パッドが形成されていてもよい。
次に、第２金属層形成工程が実行される。第２金属層形成工程では、図５に示すように、第２基板３０が用意される。第２基板３０は、公知の方法で製造される。なお、図示されていないが、第２基板３０には、ビア導体（例えばシリコン貫通電極（ＴＳＶ））や電極パッドが形成されていてもよい。
【0126】
第２基板３０の主面３０Ａに、第２金属層４２及び第４金属層６２が形成される。前述したように、第１実施形態において、第２金属層４２及び第４金属層６２の主材料は、ゲルマニウムである。ゲルマニウムは、第２種類の金属の一例である。第２種類の金属は、第１種類の金属と金属共晶反応可能である。なお、第２種類の金属は、第１種類の金属と金属共晶反応可能であることを条件として、ゲルマニウム以外であってもよい。例えば、第２種類の金属は、アルミニウム、金、インジウム、スズ等であってもよい。
【0127】
第４金属層６２は、自身に隣接する第２基板３０を構成する材料であるシリコンを含む。
【0128】
第２金属層４２は、後述する接合工程において第２基板３０が第１基板２０と対向して配置されるときに第１金属層４１に対応する領域に形成される。つまり、第２金属層４２は、対向方向１００から見て第１金属層４１と同じ大きさ且つ同じ形状（または略同じ大きさ且つ略同じ形状）である。
【0129】
第４金属層６２は、後述する接合工程において第２基板３０が第１基板２０と対向して配置されるときに第３金属層６１に対応する領域に形成される。つまり、第４金属層６２は、対向方向１００から見て第３金属層６１と同じ大きさ且つ同じ形状（または略同じ大きさ且つ略同じ形状）である。
【0130】
第２金属層４２及び第４金属層６２は、例えば半導体プロセスによって形成される。なお、第２金属層４２及び第４金属層６２の形成方法は、半導体プロセスに限らず、例えば、印刷等でもよい。
【0131】
（絶縁層形成工程）
次に、絶縁層形成工程が実行される。絶縁層形成工程では、図６に示すように、第２基板３０の主面３０Ａに、絶縁層５２が形成される。絶縁層５２は、電気的に絶縁された絶縁物（第１実施形態では二酸化シリコン）で構成されている。
次に、絶縁層形成工程が実行される。絶縁層形成工程では、図６に示すように、第２基板３０の主面３０Ａに、絶縁層５２が形成される。絶縁層５２は、電気的に絶縁された絶縁物（第１実施形態では二酸化シリコン）で構成されている。
【0132】
絶縁層５２は、後述する接合工程において第２基板３０が第１基板２０と対向して配置されるときに接触層５１に対応する領域に形成される。つまり、絶縁層５２は、対向方向１００から見て接触層５１と同じ大きさ且つ同じ形状（または略同じ大きさ且つ略同じ形状）である。
【0133】
絶縁層５２は、例えば半導体プロセスによって形成される。
【0134】
絶縁層５２の対向方向１００の長さＬ４（図６参照）、及び接触層５１の対向方向１００の長さＬ３（図４参照）の合計は、長さＬ１（図３参照）及び長さＬ２（図５参照）の合計より短い。図３に示す長さＬ１は、第１金属層４１の対向方向１００の長さである。図５に示す長さＬ２は、第２金属層４２の対向方向１００の長さＬ２（図５参照）である。
【0135】
本製造方法では、接触層５１が第１基板２０の主面２０Ａに形成され、絶縁層５２が第２基板３０の主面３０Ａに形成される。しかし、このような方法に限らない。
【0136】
例えば、絶縁層５２が第１基板２０の主面２０Ａに形成され、接触層５１が第２基板３０の主面３０Ａに形成されてもよい。この場合、接触層５１は、接合工程において第２基板３０が第１基板２０と対向して配置されるときに絶縁層５２に対応する領域に形成される。
【0137】
また、例えば、接触層５１及び絶縁層５２が共に第１基板２０の主面２０Ａに形成されてもよい。この場合、絶縁層形成工程において絶縁層５２が第１基板２０の主面２０Ａに形成される。その後、接触層形成工程が実行される。接触層形成工程において、接触層５１は、絶縁層５２に積層される。これにより、接触層５１は、絶縁層５２を介して第１基板２０の主面２０Ａに形成される。
【0138】
また、例えば、接触層５１及び絶縁層５２が共に第２基板３０の主面３０Ａに形成されてもよい。この場合、絶縁層形成工程において絶縁層５２が第２基板３０の主面３０Ａに形成される。その後、接触層形成工程が実行される。接触層形成工程において、接触層５１は、絶縁層５２に積層される。これにより、接触層５１は、絶縁層５２を介して第２基板３０の主面３０Ａに形成される。
【0139】
また、例えば、絶縁層形成工程において、絶縁層５２が第１基板２０の主面２０Ａ及び第２基板３０の主面３０Ａに形成されてもよい。この場合、接触層形成工程において、接触層５１は、主面２０Ａに形成された絶縁層５２または主面３０Ａに形成された絶縁層５２に積層される。
【0140】
以上より、接触層５１は、第１基板２０の主面２０Ａまたは第２基板３０の主面３０Ａに形成され得る。
【0141】
ＭＥＭＳデバイス１０は絶縁層５２を備えていなくてもよい。この場合、接触層５１の対向方向１００の長さＬ３（図４参照）は、第１金属層４１の対向方向１００の長さＬ１（図３参照）、及び第２金属層４２の対向方向１００の長さＬ２（図５参照）の合計より短い。
【0142】
（接合工程）
次に、接合工程が実行される。接合工程では、図４に示す第１基板２０と、図６に示す第２基板３０とが、主面２０Ａ及び主面３０Ａが向かい合うように対向方向１００に対向される。このとき、第１金属層４１及び第２金属層４２が互いに対向し、第３金属層６１及び第４金属層６２が互いに対向し、接触層５１及び絶縁層５２が互いに対向する。
次に、接合工程が実行される。接合工程では、図４に示す第１基板２０と、図６に示す第２基板３０とが、主面２０Ａ及び主面３０Ａが向かい合うように対向方向１００に対向される。このとき、第１金属層４１及び第２金属層４２が互いに対向し、第３金属層６１及び第４金属層６２が互いに対向し、接触層５１及び絶縁層５２が互いに対向する。
【0143】
次に、所定温度下において、例えば１０ＭＰａ以上の荷重を、第１基板２０及び第２基板３０に対して印加する。第１基板２０に対する荷重の向きは、第２基板３０へ近づく向きである。第２基板３０に対する荷重の向きは、第１基板２０へ近づく向きである。
【0144】
所定温度は、例えば２００℃以上の温度である。また、所定温度は、第１金属層４１及び第３金属層６１の主材料（第１実施形態ではアルミニウム）と、第２金属層４２及び第４金属層６２の主材料（第１実施形態ではゲルマニウム）とが金属共晶反応可能な温度以上に設定される。また、所定温度は、第１金属層４１及び第３金属層６１の主材料（第１実施形態ではアルミニウム）の融点より低く、且つ第２金属層４２及び第４金属層６２の主材料（第１実施形態ではゲルマニウム）の融点より低い温度に設定される。
【0145】
第１基板２０及び第２基板３０に対して荷重が印加されることにより、第１基板２０及び第２基板３０が互いに近づき、第１金属層４１及び第２金属層４２が接触し、第３金属層６１及び第４金属層６２が接触する。このとき、接触層５１及び絶縁層５２は、未だ接触していない。長さＬ１，Ｌ２の合計は、長さＬ３，Ｌ４の合計より長いためである。
【0146】
第１金属層４１及び第２金属層４２が接触し、第３金属層６１及び第４金属層６２が接触した状態から、接触層５１及び絶縁層５２が互いに更に近づくと、拡散が発生する。
【0147】
つまり、第１金属層４１及び第２金属層４２の界面部において、第１金属層４１の主材料（第１実施形態ではアルミニウム）と、第２金属層４２の主材料（第１実施形態ではゲルマニウム）とが、相手方の金属層へ拡散して金属共晶反応する。これにより、両主材料の共晶合金を主材料とする共晶層４３が、第１金属層４１及び第２金属層４２の間に形成される。
【0148】
また、第３金属層６１及び第４金属層６２の界面部において、第３金属層６１の主材料（第１実施形態ではアルミニウム）と、第４金属層６２の主材料（第１実施形態ではゲルマニウム）とが、相手方の金属層へ拡散して金属共晶反応する。これにより、両主材料の共晶合金を主材料とする共晶層６３が、第３金属層６１及び第４金属層６２の間に形成される。
【0149】
接触層５１及び絶縁層５２が接触すると、言い換えると、接触層５１が直接または絶縁層５２を介して第１基板２０の主面２０Ａ及び第２基板３０の主面３０Ａに接触すると、荷重の印加による第１基板２０及び第２基板３０の相対位置の変化が停止する。これにより、第１金属層４１、第２金属層４２、第３金属層６１、及び第４金属層６２の位置が固定されるため、前記の拡散及び金属共晶反応がそれ以上発生しなくなる。その結果、図２に示すように、第１金属層４１、第２金属層４２、及び共晶層４３よりなる第１接合部４０が形成され、第３金属層６１、第４金属層６２、及び共晶層６３よりなる第２接合部６０が形成される。
【0150】
（研磨工程）
次に、研磨工程が実行される。研磨工程では、第２基板３０における主面３０Ａとは反対側の面が研磨されて取り除かれる。これにより、第２基板３０にシリコン貫通電極が形成されている場合に、当該シリコン貫通電極が露出され得る。
次に、研磨工程が実行される。研磨工程では、第２基板３０における主面３０Ａとは反対側の面が研磨されて取り除かれる。これにより、第２基板３０にシリコン貫通電極が形成されている場合に、当該シリコン貫通電極が露出され得る。
【0151】
（電極形成工程）
次に、電極形成工程が実行される。電極形成工程では、研磨工程において露出されたシリコン貫通電極に対して、金、アルミニウム等の金属薄膜が公知の手段によってパターニングされる。これにより、第２基板３０に電極パッドが形成される。
次に、電極形成工程が実行される。電極形成工程では、研磨工程において露出されたシリコン貫通電極に対して、金、アルミニウム等の金属薄膜が公知の手段によってパターニングされる。これにより、第２基板３０に電極パッドが形成される。
【0152】
（個片化工程）
次に、個片化工程が実行される。個片化工程では、積層体が、複数のＭＥＭＳデバイス１０に切断される。積層体の切断には、例えば、ダイシングソー、ギロチンカッタ、レーザ等が使用される。
次に、個片化工程が実行される。個片化工程では、積層体が、複数のＭＥＭＳデバイス１０に切断される。積層体の切断には、例えば、ダイシングソー、ギロチンカッタ、レーザ等が使用される。
【0153】
この製造方法によれば、接合工程において接触層５１が絶縁層５２を介してまたは直接に第１基板２０の主面２０Ａ及び第２基板３０の主面３０Ａに接触することによって、第１基板２０及び第２基板３０の間の間隔を、接触層５１及び絶縁層５２の高さに合わせるように制御することができる。
【0154】
複数種類の金属が金属共晶反応するときの温度は、当該金属の各々の融点より低い。よって、第１金属層４１に含まれる第１種類の金属と第２金属層４２に含まれる第２種類の金属とは、各金属の融点より低い温度で金属共晶反応する。ここで、この製造方法によれば、接触層５１は、第１種類の金属及び第２種類の金属の一方を含む。よって、接合工程において、接触層５１に含まれる金属の融点は、前記の金属共晶反応するときの温度より高くなる。つまり、金属の金属共晶反応が行われる高温且つ高荷重下において、接触層５１を化学的に安定させることができる。そのため、接合工程において、接触層５１が変形することを抑制することができる。その結果、第１基板２０及び第２基板３０の間隔のばらつきを小さくすることができる。
【0155】
この製造方法によれば、接触層５１は、第１種類の金属及び第２種類の金属の一方を含む。接触層５１が第１種類の金属を含む場合、仮に、接合工程において、接触層５１に含まれる金属が第１金属層４１に混合してしまったとしても、第１金属層４１に与える影響を小さくすることができる。接触層５１が第２種類の金属を含む場合、仮に、接合工程において、接触層５１に含まれる金属が第２金属層４２に混合してしまったとしても、第２金属層４２に与える影響を小さくすることができる。
【0156】
この製造方法によれば、第１金属層４１及び第２金属層４２の対向方向１００の長さの合計Ｌ１＋Ｌ２は、接触層５１の対向方向１００の長さＬ３より長い。これにより、接合工程において、高荷重を第１金属層４１及び第２金属層４２に加えることができる。
【0157】
この製造方法によれば、第３金属層６１は、対向方向１００から見て第１金属層４１の内側に形成される。そのため、第３金属層６１が対向方向１００から見て第１金属層４１の外側に形成される製造方法よりも、第３金属層６１をＭＥＭＳ構造体２５の近くに形成することができる。その結果、第３金属層６１とＭＥＭＳ構造体２５とを電気的に接続する場合に、両者の間の配線を短くすることができる。
【0158】
この製造方法によれば、第３金属層６１及び第４金属層６２は、第１基板２０及び第２基板３０を構成する材料の少なくとも一部を含む。そのため、接合工程において、第１種類の金属と第２種類の金属と金属共晶反応するとき、第３金属層６１及び第４金属層６２に含まれる材料が第１基板２０及び第２基板３０に拡散する。これにより、第３金属層６１及び第４金属層６２と第１基板２０及び第２基板３０とのオーミック接触を保持することができる。
【0159】
仮に、第１基板２０と第２基板３０とが接触層５１を介して意図せず電気的に接続されている場合、ＭＥＭＳデバイス１０は不要な配線を備える。この場合、例えば、当該配線と第２基板３０に形成されたビア導体や電極パッドとの間に寄生容量が形成されるおそれがあり、当該寄生容量によってＭＥＭＳデバイス１０の電気的な特性が劣化するおそれがある。また、当該配線によって、ＭＥＭＳデバイス１０の消費電力が増えるおそれがある。
【0160】
この製造方法によれば、第１基板２０と第２基板３０との接触層５１を介しての電気的な接続は、絶縁層５２によって防止される。これにより、前述した寄生容量の形成や消費電力の増加を防止することができる。
【0161】
前述した製造方法では、第３金属層６１は自身に隣接する第１基板２０を構成する材料であるシリコンを含み、第４金属層６２は自身に隣接する第２基板３０を構成する材料であるシリコンを含む。しかし、第３金属層６１及び第４金属層６２の一方のみが、自身に隣接する基板を構成する材料（第１実施形態ではシリコン）を含んでいてもよい。
【0162】
前述した製造方法において、各工程の順序は、前述した順序に限らない。例えば、第２金属層形成工程及び絶縁層形成工程が、第１金属層形成工程及び接触層形成工程より先に実行されてもよい。
【0163】
＜第２実施形態＞
図７は、本発明の第２実施形態に係るＭＥＭＳデバイスの、図１のＡ－Ａ断面に対応する断面を示す断面図である。第２実施形態に係るＭＥＭＳデバイス１０Ａが第１実施形態に係るＭＥＭＳデバイス１０と異なることは、絶縁層４４を備えることである。以下、第１実施形態との相違点が説明される。第１実施形態に係るＭＥＭＳデバイス１０との共通点については、同一の符号が付された上で、その説明は原則省略され、必要に応じて説明される。
図７は、本発明の第２実施形態に係るＭＥＭＳデバイスの、図１のＡ－Ａ断面に対応する断面を示す断面図である。第２実施形態に係るＭＥＭＳデバイス１０Ａが第１実施形態に係るＭＥＭＳデバイス１０と異なることは、絶縁層４４を備えることである。以下、第１実施形態との相違点が説明される。第１実施形態に係るＭＥＭＳデバイス１０との共通点については、同一の符号が付された上で、その説明は原則省略され、必要に応じて説明される。
【0164】
ＭＥＭＳデバイス１０Ａは、絶縁層４４を備えている。絶縁層４４は、第２絶縁層の一例である。
【0165】
第２実施形態において、絶縁層４４は、第２金属層４２と第２基板３０の主面３０Ａの間に位置している。つまり、絶縁層４４は、第２金属層４２に積層されている。言い換えると、絶縁層４４は、第２基板３０の主面３０Ａに形成されている。第２実施形態において、絶縁層４４は、絶縁層５２と対向方向１００に同位置にある。なお、絶縁層４４は、絶縁層５２と対向方向１００に略同位置にあってもよい。また、絶縁層４４は、絶縁層５２と対向方向１００に異なる位置にあってもよい。例えば、絶縁層４４が主面３０Ａに積層されている一方で、絶縁層５２が主面２０Ａに積層されていてもよい。
【0166】
絶縁層４４は、電気的に絶縁された絶縁物で構成されている。例えば、第２実施形態において、絶縁層４４は、絶縁層５２と同じ材料（二酸化シリコン（ＳｉＯ２））で構成されている。これにより、第１基板２０と第２基板３０との間は、電気的に絶縁されている。絶縁層４４は、絶縁層５２と異なる材料で構成されていてもよい。
【0167】
前述したように、絶縁層４４は、第２金属層４２と第２基板３０の主面３０Ａの間に位置している。しかし、絶縁層４４の対向方向１００の位置は、第２金属層４２と第２基板３０の主面３０Ａの間に限らない。例えば、絶縁層４４は、第１金属層４１と第１基板２０の主面２０Ａの間に位置していてもよい。つまり、絶縁層４４は、絶縁層５２と対向方向１００に異なる位置にあってもよい。また、例えば、絶縁層４４は、第２金属層４２と第２基板３０の主面３０Ａの間と、第１金属層４１と第１基板２０の主面２０Ａの間との双方に位置していてもよい。
【0168】
第１接合部４０及び接触層５１のうち接触層５１のみに絶縁層が積層されている場合、ＭＥＭＳデバイス１０の製造過程において、第１接合部４０及び接触層５１の間に絶縁層分の段差が生じるおそれがある。第２実施形態によれば、第１接合部４０及び接触層５１の双方に絶縁層が積層されている。そのため、ＭＥＭＳデバイス１０の製造過程において、第１接合部４０及び接触層５１の間の段差を小さくすることができる。これにより、接触層５１を形成することによる第１基板２０及び第２基板３０の間隔の制御を高精度で行うことが容易となる。
【0169】
第２実施形態に係るＭＥＭＳデバイス１０Ａの製造方法では、絶縁層形成工程において、第２基板３０の主面３０Ａに、絶縁層４４，５２が形成される。
【0170】
絶縁層４４は、接合工程において第２基板３０の主面３０Ａが第１基板２０の主面２０Ａと対向方向１００に対向されるときに、第１金属層４１及び第２金属層４２に対応する領域に形成される。これにより、絶縁層４４は、接合工程において第２基板３０の主面３０Ａが第１基板２０の主面２０Ａと対向方向１００に対向されるときに、対向方向１００から見て第１金属層４１及び第２金属層４２と重なる。
【0171】
絶縁層５２は、接合工程において第２基板３０の主面３０Ａが第１基板２０の主面２０Ａと対向方向１００に対向されるときに、接触層５１に対応する領域に形成される。これにより、絶縁層５２は、接合工程において第２基板３０の主面３０Ａが第１基板２０の主面２０Ａと対向方向１００に対向されるときに、対向方向１００から見て接触層５１と重なる。絶縁層５２は、第１絶縁層の一例である。
【0172】
本製造例のように、絶縁層４４が第２基板３０の主面３０Ａに形成された場合、第２金属層形成工程において第２金属層４２は絶縁層４４を介して第２基板３０の主面３０Ａに形成される。
【0173】
本製造例とは異なり、絶縁層４４が第１基板２０の主面２０Ａに形成された場合、第１金属層形成工程において第１金属層４１は絶縁層４４を介して第１基板２０の主面２０Ａに形成される。また、絶縁層４４が主面２０Ａ，３０Ａの双方に形成された場合、第１金属層形成工程において第１金属層４１は絶縁層４４を介して第１基板２０の主面２０Ａに形成され、第２金属層形成工程において第２金属層４２は絶縁層４４を介して第２基板３０の主面３０Ａに形成される。
【0174】
接触層５１は、第１実施形態に係るＭＥＭＳデバイス１０の製造方法と同様に形成される。
【0175】
絶縁層４４が形成される工程と、絶縁層５２が形成される工程とが、別工程であってもよい。例えば、絶縁層４４が絶縁層５２と異なる材料で構成されている場合、絶縁層４４，５２は別工程で形成される。また、例えば、絶縁層４４が絶縁層５２と異なる位置に形成されている場合（例えば、絶縁層４４が第２基板３０の主面３０Ａに形成される一方で、絶縁層５２が第１基板２０の主面２０Ａに形成される場合）、絶縁層４４，５２は別工程で形成される。
【0176】
この製造方法によれば、絶縁層は、第１金属層４１及び第２金属層４２に対応する位置と、接触層５１に対応する位置との双方に形成される。これにより、前記の各位置間での段差を小さくすることができる。その結果、接触層５１を形成することによる第１基板２０及び第２基板３０の間隔の制御を高精度で行うことが容易となる。
【0177】
＜第３実施形態＞
図８は、本発明の第３実施形態に係るＭＥＭＳデバイスの、図１のＡ－Ａ断面に対応する断面を示す断面図である。第３実施形態に係るＭＥＭＳデバイス１０Ｂが第２実施形態に係るＭＥＭＳデバイス１０Ａと異なることは、絶縁層４４，５２が第２基板３０に埋設されていることである。以下、第２実施形態との相違点が説明される。第２実施形態に係るＭＥＭＳデバイス１０Ａとの共通点については、同一の符号が付された上で、その説明は原則省略され、必要に応じて説明される。
図８は、本発明の第３実施形態に係るＭＥＭＳデバイスの、図１のＡ－Ａ断面に対応する断面を示す断面図である。第３実施形態に係るＭＥＭＳデバイス１０Ｂが第２実施形態に係るＭＥＭＳデバイス１０Ａと異なることは、絶縁層４４，５２が第２基板３０に埋設されていることである。以下、第２実施形態との相違点が説明される。第２実施形態に係るＭＥＭＳデバイス１０Ａとの共通点については、同一の符号が付された上で、その説明は原則省略され、必要に応じて説明される。
【0178】
ＭＥＭＳデバイス１０Ｂでは、第２基板３０の主面３０Ａに、凹部３１が形成されている。凹部３１は、絶縁層４４，５２に対応する領域に形成されている。凹部３１には、絶縁層４４，５２が埋設されている。つまり、絶縁層４４，５２は、第２基板３０に埋設されている。
【0179】
絶縁層４４，５２は、第１基板２０に埋設されていてもよい。この場合、凹部３１は、第１基板２０の主面２０Ａに形成される。絶縁層４４，５２の一方が第１基板２０に埋設され、絶縁層４４，５２の他方が第２基板３０に埋設されていてもよい。この場合、凹部３１は、第１基板２０の主面２０Ａ及び第２基板３０の主面３０Ａに形成される。絶縁層４４，５２は、第１基板２０及び第２基板３０の双方に埋設されていてもよい。
【0180】
絶縁層５２を備えていない第１実施形態に係るＭＥＭＳデバイス１０において、絶縁層４４が埋設されていてもよい。この場合、絶縁層４４は、第１基板２０及び第２基板３０の少なくとも一方に埋設される。
【0181】
第３実施形態によれば、絶縁層５２の接触層５１との接触面を、絶縁層５２が埋設された第１基板２０及び第２基板３０と面一にすることができる。これにより、接触層５１による第１基板２０及び第２基板３０の間隔の制御を高精度で行うことが容易となる。
【0182】
第３実施形態によれば、絶縁層４４と第１接合部４０との接触面、及び絶縁層５２と接触層５１との接触面を、絶縁層が埋設された第１基板２０及び第２基板３０と面一にすることができる。これにより、接触層５１による第１基板２０及び第２基板３０の間隔の制御を高精度で行うことが容易となる。
【0183】
第３実施形態に係るＭＥＭＳデバイス１０Ｂの製造方法では、絶縁層形成工程より前に凹部形成工程が実行される。
【0184】
凹部形成工程では、第２基板３０の主面３０Ａにおける絶縁層４４，５２が形成される領域に、凹部３１が形成される。
【0185】
凹部形成工程より後に実行される絶縁層形成工程において、絶縁層４４，５２の材料（例えば二酸化シリコン）で構成されるペーストが、凹部３１に充填される。
【0186】
その後、第２金属層形成工程が実行される。第２金属層４２は絶縁層４４を介して第２基板３０の主面３０Ａに形成される。
【0187】
なお、絶縁層４４，５２が第１基板２０に形成される場合、凹部形成工程において、凹部は、第１基板２０の主面２０Ａにおける絶縁層４４，５２が形成される領域に形成される。また、絶縁層４４，５２が第１基板２０及び第２基板３０に形成される場合、凹部形成工程において、凹部は、第１基板２０の主面２０Ａ及び第２基板３０の主面３０Ａにおける絶縁層４４，５２が形成される領域に形成される。つまり、凹部は、第１基板２０の主面２０Ａ及び第２基板３０の主面３０Ａの少なくとも一方に形成される。
【0188】
この製造方法によれば、絶縁層４４，５２を第１基板２０の主面２０Ａ及び第２基板３０の主面３０Ａから突出しないように形成することができる。例えば、絶縁層４４，５２を第１基板２０の主面２０Ａ及び第２基板３０の主面３０Ａと面一に形成することができる。これにより、接触層５１を形成することによる第１基板２０及び第２基板３０の間隔の制御を高精度で行うことが容易となる。
【0189】
＜第４実施形態＞
図９は、本発明の第４実施形態に係るＭＥＭＳデバイスの平面図である。図１０は、本発明の第４実施形態に係るＭＥＭＳデバイスの平面図である。図１１は、本発明の第４実施形態に係るＭＥＭＳデバイスの平面図である。第４実施形態に係るＭＥＭＳデバイス１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅが第１実施形態に係るＭＥＭＳデバイス１０と異なることは、接触層５１の個数、形状、大きさ、配置位置である。以下、第１実施形態との相違点が説明される。第１実施形態に係るＭＥＭＳデバイス１０との共通点については、同一の符号が付された上で、その説明は原則省略され、必要に応じて説明される。
図９は、本発明の第４実施形態に係るＭＥＭＳデバイスの平面図である。図１０は、本発明の第４実施形態に係るＭＥＭＳデバイスの平面図である。図１１は、本発明の第４実施形態に係るＭＥＭＳデバイスの平面図である。第４実施形態に係るＭＥＭＳデバイス１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅが第１実施形態に係るＭＥＭＳデバイス１０と異なることは、接触層５１の個数、形状、大きさ、配置位置である。以下、第１実施形態との相違点が説明される。第１実施形態に係るＭＥＭＳデバイス１０との共通点については、同一の符号が付された上で、その説明は原則省略され、必要に応じて説明される。
【0190】
図１に示すように、第１実施形態に係るＭＥＭＳデバイス１０は、４つの接触層５１を備えている。４つの接触層５１の各々は、対向方向１００から見て外形が長方形である第１接合部４０の４つの頂点の近くに位置している。４つの接触層５１の各々は、対向方向１００から見てＬ字形状である。しかし、接触層５１の個数、形状、大きさ、配置位置は、前記に限らない。
【0191】
例えば、図９に示すＭＥＭＳデバイス１０Ｃは、１つの接触層５１Ａを備えている。接触層５１Ａは、対向方向１００から見て外形が長方形である第１接合部４０の４つの頂点のうちの１つの近くに位置している。接触層５１Ａは、対向方向１００から見て正方形である。
【0192】
また、例えば、図１０に示すＭＥＭＳデバイス１０Ｄは、４つの接触層５１Ｃを備えている。４つの接触層５１Ｃの各々は、対向方向１００から見て外形が長方形である第１接合部４０の４つの辺の近くに位置している。４つの接触層５１Ｃの各々は、対向方向１００から見て長方形である。
【0193】
また、例えば、図１１に示すＭＥＭＳデバイス１０Ｅは、１つの接触層５１Ｄを備えている。対向方向１００から見て、接触層５１Ｄは、第１接合部４０と第１基板２０のＭＥＭＳ構造体２５とを囲んでいる。
【0194】
図１１に示す構成によれば、対向方向１００から見て接触層５１ＤはＭＥＭＳ構造体２５を囲んでいる。これにより、対向方向１００から見た接触層５１Ｄの面積を大きくすることができる。また、各位置における第１接合部４０と接触層５１Ｄとの距離を均等に近づけることができる。その結果、接触層５１Ｄによる第１基板２０及び第２基板３０の間隔の制御を高精度で行うことが容易となる。
【0195】
＜第５実施形態＞
図１２は、本発明の第５実施形態に係るＭＥＭＳデバイスの平面図である。図１３は、図１２のＢ－Ｂ断面を示す断面図である。第５実施形態に係るＭＥＭＳデバイス１０Ｆが第１実施形態に係るＭＥＭＳデバイス１０と異なることは、対向方向１００から見て、接触層５１Ｅが第１接合部４０の内側に位置していることである。以下、第１実施形態との相違点が説明される。第１実施形態に係るＭＥＭＳデバイス１０との共通点については、同一の符号が付された上で、その説明は原則省略され、必要に応じて説明される。
図１２は、本発明の第５実施形態に係るＭＥＭＳデバイスの平面図である。図１３は、図１２のＢ－Ｂ断面を示す断面図である。第５実施形態に係るＭＥＭＳデバイス１０Ｆが第１実施形態に係るＭＥＭＳデバイス１０と異なることは、対向方向１００から見て、接触層５１Ｅが第１接合部４０の内側に位置していることである。以下、第１実施形態との相違点が説明される。第１実施形態に係るＭＥＭＳデバイス１０との共通点については、同一の符号が付された上で、その説明は原則省略され、必要に応じて説明される。
【0196】
図１２及び図１３に示すように、対向方向１００から見て、接触層５１Ｅは、第１接合部４０の内側に位置している。第５実施形態において、ＭＥＭＳデバイス１０Ｆは、４つの接触層５１Ｅを備える。４つの接触層５１Ｅの各々は、対向方向１００から見て外形が長方形である第１接合部４０の４つの頂点の近くに位置している。なお、第２接合部６０は、第１基板２０の主面２０Ａにおける第１接合部４０より内側の領域のうち、ＭＥＭＳ構造体２５及び接触層５１Ｅ以外の領域に配置されている。
【0197】
第５実施形態によれば、対向方向１００から見て接触層５１Ｅは第１接合部４０の内側に位置している。そのため、対向方向１００から見て接触層５１Ｅが第１接合部４０の外側に位置している構成に比べて、ＭＥＭＳデバイス１０を小型化することができる。
【0198】
＜第６実施形態＞
図１４は、本発明の第６実施形態に係るＭＥＭＳデバイスの平面図である。図１５は、本発明の第６実施形態に係るＭＥＭＳデバイスの平面図である。図１６は、本発明の第６実施形態に係るＭＥＭＳデバイスの平面図である。第６実施形態に係るＭＥＭＳデバイス１０Ｇ，１０Ｈ，１０Ｉが第５実施形態に係るＭＥＭＳデバイス１０Ｆと異なることは、接触層５１Ｆの個数、形状、大きさ、配置位置である。以下、第５実施形態との相違点が説明される。第５実施形態に係るＭＥＭＳデバイス１０Ｆとの共通点については、同一の符号が付された上で、その説明は原則省略され、必要に応じて説明される。
図１４は、本発明の第６実施形態に係るＭＥＭＳデバイスの平面図である。図１５は、本発明の第６実施形態に係るＭＥＭＳデバイスの平面図である。図１６は、本発明の第６実施形態に係るＭＥＭＳデバイスの平面図である。第６実施形態に係るＭＥＭＳデバイス１０Ｇ，１０Ｈ，１０Ｉが第５実施形態に係るＭＥＭＳデバイス１０Ｆと異なることは、接触層５１Ｆの個数、形状、大きさ、配置位置である。以下、第５実施形態との相違点が説明される。第５実施形態に係るＭＥＭＳデバイス１０Ｆとの共通点については、同一の符号が付された上で、その説明は原則省略され、必要に応じて説明される。
【0199】
図１２に示すように、第５実施形態に係るＭＥＭＳデバイス１０Ｆは、４つの接触層５１Ｅを備えている。４つの接触層５１Ｅの各々は、対向方向１００から見て外形が長方形である第１接合部４０の４つの頂点の近くに位置している。４つの接触層５１Ｅの各々は、対向方向１００から見てＬ字形状である。しかし、接触層５１の個数、形状、大きさ、配置位置は、前記に限らない。
【0200】
例えば、図１４に示すＭＥＭＳデバイス１０Ｇは、１つの接触層５１Ｆを備えている。接触層５１Ｆは、対向方向１００から見て外形が長方形である第１接合部４０の４つの頂点のうちの１つの近くに位置している。接触層５１Ｆは、対向方向１００から見て正方形である。
【0201】
また、例えば、図１５に示すＭＥＭＳデバイス１０Ｈは、４つの接触層５１Ｇを備えている。４つの接触層５１Ｇの各々は、対向方向１００から見て外形が長方形である第１接合部４０の４つの辺の近くに位置している。４つの接触層５１Ｇの各々は、対向方向１００から見て長方形である。
【0202】
また、例えば、図１６に示すＭＥＭＳデバイス１０Ｉは、１つの接触層５１Ｈを備えている。対向方向１００から見て、接触層５１Ｈは、第２接合部６０と第１基板２０のＭＥＭＳ構造体２５を囲んでいる。なお、接触層５１Ｈは、第２接合部６０を囲んでいなくてもよい。この場合、対向方向１００から見て、第２接合部６０は、接触層５１Ｈと第１接合部４０との間に位置する。
【0203】
＜第７実施形態＞
図１７は、本発明の第７実施形態に係るＭＥＭＳデバイスの平面図である。図１８は、本発明の第７実施形態に係るＭＥＭＳデバイスの平面図である。図１９は、本発明の第７実施形態に係るＭＥＭＳデバイスの平面図である。第７実施形態に係るＭＥＭＳデバイス１０Ｊ，１０Ｋ，１０Ｌが第５実施形態に係るＭＥＭＳデバイス１０Ｆと異なることは、複数のＭＥＭＳ構造体２５を備えていることである。以下、第５実施形態との相違点が説明される。第５実施形態に係るＭＥＭＳデバイス１０Ｆとの共通点については、同一の符号が付された上で、その説明は原則省略され、必要に応じて説明される。
図１７は、本発明の第７実施形態に係るＭＥＭＳデバイスの平面図である。図１８は、本発明の第７実施形態に係るＭＥＭＳデバイスの平面図である。図１９は、本発明の第７実施形態に係るＭＥＭＳデバイスの平面図である。第７実施形態に係るＭＥＭＳデバイス１０Ｊ，１０Ｋ，１０Ｌが第５実施形態に係るＭＥＭＳデバイス１０Ｆと異なることは、複数のＭＥＭＳ構造体２５を備えていることである。以下、第５実施形態との相違点が説明される。第５実施形態に係るＭＥＭＳデバイス１０Ｆとの共通点については、同一の符号が付された上で、その説明は原則省略され、必要に応じて説明される。
【0204】
ＭＥＭＳデバイスは、複数のＭＥＭＳ構造体２５を備えていてもよい。図１７～図１９に示すように、ＭＥＭＳデバイス１０Ｊ，１０Ｋ，１０Ｌでは、上層２２は、２つのＭＥＭＳ構造体２５１，２５２を有する。なお、上層２２は、３つ以上のＭＥＭＳ構造体２５を有していてもよい。
【0205】
図１７に示すように、ＭＥＭＳデバイス１０Ｊは、４つの接触層５１Ｅと、１つの接触層５１Ｉと、２つの第２接合部６０とを備える。
【0206】
図１８に示すように、ＭＥＭＳデバイス１０Ｋは、１つの接触層５１Ｉと、２つの第２接合部６０とを備える。
【0207】
図１９に示すように、ＭＥＭＳデバイス１０Ｌは、４つの接触層５１Ｇと、１つの接触層５１Ｉと、２つの第２接合部６０とを備える。
【0208】
【0209】
また、図１８に示すように、対向方向１００から見て、中心部Ｃと接触層５１Ｉとの距離Ｌ５は、第１接合部４０と接触層５１Ｉとの距離Ｌ６より短い。中心部Ｃは、第１接合部４０によって囲まれた領域の回転対称の中心部である。距離Ｌ５は、中心部Ｃと接触層５１Ｉとの最短距離である。距離Ｌ６は、第１接合部４０と接触層５１Ｉとの最短距離である。ここで、第１接合部４０によって囲まれた領域は、長方形であるため回転対称形状である。なお、第１接合部４０によって囲まれた領域は、回転対称形状であればよく長方形に限らない。例えば、第１接合部４０によって囲まれた領域が円形であってもよい。
【0210】
【0211】
対向方向１００から見て第１接合部４０に囲まれた領域の回転対称の中心部Ｃの第１接合部からの距離が長い場合、中心部Ｃにおいて、第１基板２０及び第２基板３０が撓む可能性が高まる。
【0212】
第７実施形態によれば、対向方向１００から見て接触層５１は第１接合部４０に囲まれた領域において回転対称の中心部Ｃの近くに位置する。これにより、中心部Ｃにおける第１基板２０及び第２基板３０の撓みを抑制することができる。
【0213】
図１７～図１９では、対向方向１００から見て、接触層５１が第１接合部４０より内側に位置する例が説明された。しかし、ＭＥＭＳデバイスが複数のＭＥＭＳ構造体２５を備える構成において、第１実施形態～第４実施形態のように、接触層５１が第１接合部４０より外側に位置していてもよい。
【0214】
＜第８実施形態＞
図２０は、本発明の第８実施形態に係るＭＥＭＳデバイスの平面図である。第８実施形態に係るＭＥＭＳデバイス１０Ｍが第１実施形態に係るＭＥＭＳデバイス１０と異なることは、接触層５１が固定部２５Ａ上に配置されていることである。以下、第１実施形態との相違点が説明される。第１実施形態に係るＭＥＭＳデバイス１０との共通点については、同一の符号が付された上で、その説明は原則省略され、必要に応じて説明される。なお、第１実施形態の図１及び図２等では固定部及び可動部は区別して描かれていなかったが、第８実施形態の図２０では固定部２５Ａ及び可動部２５Ｂが区別して描かれている。
図２０は、本発明の第８実施形態に係るＭＥＭＳデバイスの平面図である。第８実施形態に係るＭＥＭＳデバイス１０Ｍが第１実施形態に係るＭＥＭＳデバイス１０と異なることは、接触層５１が固定部２５Ａ上に配置されていることである。以下、第１実施形態との相違点が説明される。第１実施形態に係るＭＥＭＳデバイス１０との共通点については、同一の符号が付された上で、その説明は原則省略され、必要に応じて説明される。なお、第１実施形態の図１及び図２等では固定部及び可動部は区別して描かれていなかったが、第８実施形態の図２０では固定部２５Ａ及び可動部２５Ｂが区別して描かれている。
【0215】
図２０に示すように、ＭＥＭＳ構造体２５は、固定部２５Ａと可動部２５Ｂとを備える。固定部２５Ａは、第１基板２０の上層２２に対して固定されており、上層２２に対して動かない。可動部２５Ｂは、固定部２５Ａに接続されており、固定部２５Ａに対して可撓性を有する。つまり、可動部２５Ｂは、固定部２５Ａに対して動く。対向方向１００から見て、接触層５１は、ＭＥＭＳ構造体２５の固定部２５Ａ上に配置されている。つまり、対向方向１００から見て、接触層５１は、固定部２５Ａに接続されている。
【0216】
第８実施形態によれば、接触層５１はＭＥＭＳ構造体２５に接触している。そのため、第２基板３０において、ＭＥＭＳ構造体２５とは別に接触層５１を接触させるための領域を設ける必要がない。これにより、ＭＥＭＳデバイス１０Ｍを小型化することができる。
【0217】
第８実施形態によれば、接触層５１はＭＥＭＳ構造体２５の固定部２５Ａに接合されている。そのため、ＭＥＭＳ構造体２５の振動が接触層５１によって阻害されることはない。
【0218】
＜第９実施形態＞
図２１は、本発明の第９実施形態に係るＭＥＭＳデバイスにおいて接触層及びその周辺を示す断面図である。図２２は、本発明の第９実施形態に係るＭＥＭＳデバイスにおいて接触層及びその周辺を示す断面図である。図２３は、本発明の第９実施形態に係るＭＥＭＳデバイスにおいて接触層及びその周辺を示す断面図である。第９実施形態に係るＭＥＭＳデバイス１０Ｎが第１実施形態に係るＭＥＭＳデバイス１０と異なることは、絶縁層と接触層との界面部に空洞部が形成されていることである。以下、第１実施形態との相違点が説明される。第１実施形態に係るＭＥＭＳデバイス１０との共通点については、同一の符号が付された上で、その説明は原則省略され、必要に応じて説明される。
図２１は、本発明の第９実施形態に係るＭＥＭＳデバイスにおいて接触層及びその周辺を示す断面図である。図２２は、本発明の第９実施形態に係るＭＥＭＳデバイスにおいて接触層及びその周辺を示す断面図である。図２３は、本発明の第９実施形態に係るＭＥＭＳデバイスにおいて接触層及びその周辺を示す断面図である。第９実施形態に係るＭＥＭＳデバイス１０Ｎが第１実施形態に係るＭＥＭＳデバイス１０と異なることは、絶縁層と接触層との界面部に空洞部が形成されていることである。以下、第１実施形態との相違点が説明される。第１実施形態に係るＭＥＭＳデバイス１０との共通点については、同一の符号が付された上で、その説明は原則省略され、必要に応じて説明される。
【0219】
図２に示すように、第１実施形態に係るＭＥＭＳデバイス１０では、絶縁層５２と接触層５１とが面接触しており、絶縁層５２と接触層５１との間に隙間が形成されていない。しかし、絶縁層５２と接触層５１との間に、隙間が形成されていてもよい。
【0220】
例えば、図２１～図２３に示すように、絶縁層５２と接触層５１との界面部５３に空洞部５４が形成されている。図２１に示すＭＥＭＳデバイス１０Ｎ１では、複数の空洞部５４が形成されている。図２２に示すＭＥＭＳデバイス１０Ｎ２では、１つの空洞部５４が形成されている。図２３に示すＭＥＭＳデバイス１０Ｎ３では、空洞部５４が接触層５１を対向方向１００に貫通している。
【0221】
なお、空洞部５４の数、形状、位置、大きさは、図２１～図２３に示す数、形状、位置、大きさに限らない。また、図２１では、各空洞部５４が隙間なく並んで形成されているが、隣り合う空洞部５４の間に、空洞部５４がない領域が存在していてもよい。
【0222】
仮に、絶縁層５２と接触層５１との界面部５３に空洞部５４が形成されていない場合、第２接合部５０の絶縁層５２と接触層５１との接触面積が大きくなる。この場合、ＭＥＭＳデバイス１０の製造過程の高温且つ高荷重下において、接触層５１が絶縁層５２に押しつぶされて変形する可能性が高まる。しかし、第９実施形態によれば、絶縁層５２と接触層５１との界面部５３に空洞部５４が形成されているため、絶縁層５２と接触層５１とが接触面積が小さくなる。これにより、ＭＥＭＳデバイス１０の製造過程の高温且つ高荷重下において、接触層５１が変形する可能性を低くすることができる。
【0223】
なお、前記様々な実施形態のうちの任意の実施形態を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。
【0224】
本発明は、適宜図面を参照しながら好ましい実施の形態に関連して充分に記載されているが、この技術に熟練した人々にとっては種々の変形や修正は明白である。そのような変形や修正は、添付した請求の範囲による本発明の範囲から外れない限りにおいて、その中に含まれると理解されるべきである。
【符号の説明】
【0225】
１０ ＭＥＭＳデバイス
２０ 第１基板
２０Ａ 主面
２５ ＭＥＭＳ構造体
２５Ａ 固定部
２５Ｂ 可動部
３０ 第２基板
３０Ａ 主面
３１ 凹部
１００ 対向方向
４０ 第１接合部
４１ 第１金属層
４２ 第２金属層
４３ 共晶層
４４ 絶縁層
５１ 接触層
５２ 絶縁層
５３ 界面部
５４ 空洞部
６０ 第２接合部
６１ 第３金属層
６２ 第４金属層
６３ 共晶層
２０ 第１基板
２０Ａ 主面
２５ ＭＥＭＳ構造体
２５Ａ 固定部
２５Ｂ 可動部
３０ 第２基板
３０Ａ 主面
３１ 凹部
１００ 対向方向
４０ 第１接合部
４１ 第１金属層
４２ 第２金属層
４３ 共晶層
４４ 絶縁層
５１ 接触層
５２ 絶縁層
５３ 界面部
５４ 空洞部
６０ 第２接合部
６１ 第３金属層
６２ 第４金属層
６３ 共晶層
【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】