基板を介する導電経路を備えたＭＥＭＳデバイス
ＭＥＭＳデバイスは基板（ＭＥＭＳ構造を有する）の上面からその基板の下面へと延びる少なくとも一つの導電経路を有する。少なくとも一つの導電経路は、その基板を介して延び、下面とＭＥＭＳ構造とを電気的に接続する。本発明が提供するは、例えば、上面および下面を有する基板であって、該上面がＭＥＭＳ構造を含む、基板と；ＭＥＭＳ構造から該下面まで該基板を介して延びる少なくとも一つの導電経路であって、該少なくとも一つの導電経路は、該ＭＥＭＳ構造と統合され、該ＭＥＭＳ構造と実質的に同じ材料から形成される、少なくとも一つの導電経路とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（発明の分野）
本発明は、一般的にＭＥＭＳデバイスに関する。より特定的には、本発明は、ＭＥＭＳデバイスの電気通信に関する。
【背景技術】
【０００２】
（発明の背景）
マイクロ電子機械システム（すなわち「ＭＥＭＳ」）は、非常に小型化したデバイスであって、幅広い様々な機能を実行するように構成され得る。例えば、ＭＥＭＳデバイスは、動く物体の加速度を測定する加速度計として、インプリメントされ得る。ＭＥＭＳ加速度計の一つのタイプは、例えば、加速に応答するサスペンドされた塊（ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ ｍａｓｓ）を使用し、その塊は、下にある基板と相対的に動く。こうして、加速度は、サスペンドされた塊の動きの関数として、その下にある基板と相対的に計算され得る。
【０００３】
回路網は、ＭＥＭＳ動作の多数の局面を制御する。例えば、上述したサスペンドされた塊は、塊の動きを検出するチップ外の回路網と電気通信中であり得る。このように検出された動きの量に基いて、回路網は、加速度の値を計算し得る。
【０００４】
回路網を備えたＭＥＭＳ構造と電気的に通信するために広く実行されている方法の一つは、ボンドパッドの使用をともなう。具体的には、ＭＥＭＳデバイスは、ＭＥＭＳ構造から基板上まで、典型的には垂直にスペースを空けられたボンドパッドと接続するリード線を有する。しかしながら、このような配置は、様々な不利な点を有する。とりわけ、ボンドパッドは、基板上で比較的大きな面積を使用し、このため、典型的に高い値段となる。さらに、ボンドパッドおよびそのリード線は、寄生容量を生成することが多い。このため、ＭＥＭＳデバイスによって生成したベーシックな電気信号が劣化し得る。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一局面に従い、ＭＥＭＳデバイスは、基板（ＭＥＭＳ構造を有する）の上面からその基板の下面へと延びる少なくとも一つの導電経路を有する。少なくとも一つの導電経路は、その上述したような基板を介して延び、下面とＭＥＭＳ構造とを電気的に接続する。
【０００６】
一部の実施形態は、ＭＥＭＳ構造の少なくとも一部のまわりのキャップを含む。キャップおよび基板は、ＭＥＭＳ構造を少なくとも部分的に含むキャビティを明確に形成する。一部の実施形態において、少なくとも一つの導電経路は、基板の下面と実質的に同一平面であるか、または外向きに延びている。電気接続を容易にするために、はんだボールが、少なくとも一つの導電経路に固定され得る。
【０００７】
導電経路は、ポリシリコンなどの多数の異なる材料によって形成され得る。ＭＥＭＳ構造は、ジャイロスコープまたは加速度計において用いられるものなどのような、可動の塊を明示的に有する。さらに、ＭＥＭＳデバイスはまた、基板によって支持された回路網を有し得る。その回路網は、少なくとも一つの導電経路と明確に電気接続する。そのような場合、その基板はシリコンゲルマニウムを含み得る。
【０００８】
本発明の別の局面に従い、ＭＥＭＳシステムは、（１）回路網およびその回路網へのインターフェースポートを有する第１の基板と、（２）上面および下面を有する第２の基板を有するＭＥＭＳデバイス、を有する。その上面はＭＥＭＳ構造を含む。ＭＥＭＳデバイスはまた、ＭＥＭＳ構造から下面へと第２の基板を介して延びる導電経路を有する。導電経路は、ＭＥＭＳ構造と回路網とを電気通信するために、第１の基板上においてインターフェースポートに結合される。
【０００９】
例示的な実施形態において、ＭＥＭＳデバイスは回路網を必要としない。さらに、ＭＥＭＳデバイスは、導電経路と第２の基板の少なくとも一部との間に配置される絶縁体を含み得る。一部の実施形態において、ＭＥＭＳ構造は、第２の基板上の平面の境界（すなわち、第２の基板上の領域）を規定する。導電経路はその平面の境界内にあり得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
前述および本発明の利点は、添付の図面を参照し、その以下のさらなる記載からより十分に理解される。
【００１１】
例示的実施形態において、ＭＥＭＳデバイスの基板を介して延びる導電経路（例えば、ビア）は、基板上のＭＥＭＳ構造を対応する回路網と電気的に結合し得る。ＭＥＭＳ構造の動きを制御および／または検出し得るそのような回路網は、他の基板上またはＭＥＭＳ構造と同じ基板上にあり得る。ビアがＭＥＭＳ構造の直下に配置された場合（例えば、平面図において）、追加の基板実装可能面積を必要としない。更に、そのような配置が、ボンドパッドを使用する従来技術配置と比較してより少ない寄生容量を生成するであろうことが想定される。様々な実施形態の詳細は、以下に説明される。
【００１２】
図１は、本発明の例示的実施形態に従って構成され得る汎用的なＭＥＭＳデバイス１０を概略的に示す。示されるＭＥＭＳデバイス１０は、回路ダイ１４と結合されたキャップされたＭＥＭＳダイ１２を含む。したがって、示されたＭＥＭＳダイ１２は、回路ダイ１４上の回路網によって制御および／またはモニタされた構造を有する。回路ダイ１４は、コンピュータのような外部装置と電気的に通信するためにボンドパッド１６または他の相互接続器を有する。ＭＥＭＳデバイス１０を環境から更に保護するために、従来の処理は、ＭＥＭＳデバイス１０の全体をパッケージ内に実装され得る。
【００１３】
ＭＥＭＳデバイス１０は、慣性センサのような任意の既知のＭＥＭＳデバイス１０になり得る。例えば、ＭＥＭＳデバイス１０は、ジャイロスコープまたは加速度計になり得る。例示的なＭＥＭＳジャイロスコープは、Ｎｏｒｗｏｏｄ，ＭａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓのＡｎａｌｏｇ Ｄｅｖｉｅｓ，Ｉｎｃ．に譲渡されている米国特許第６，５０５，５１１号明細書においてより詳細に説明される。例示的なＭＥＭＳ加速度計は、これもまた、Ｎｏｒｗｏｏｄ，ＭａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓのＡｎａｌｏｇ Ｄｅｖｉｅｓ，Ｉｎｃ．に譲渡されている米国特許第５，９３９，６３３号明細書においてより詳細に説明される。米国特許第６，５０５，５１１号明細書および米国特許第５，９３９，６３３号明細書の開示内容の全ては、本明細書中において参考に援用される
図２は、Ｘ−Ｘラインに沿って図１に示される装置の断面図を概略的に示す。より詳細に、ＭＥＭＳデバイス１０は、上面に取り付けられたシリコンベースのキャップ１８を有する上記のＭＥＭＳダイ１２（例えば、シリコンのようなシリコンベースの材料から成る）およびその底面に取り付けられた上記回路ダイ１４を含む。キャップ１８は、例示的に、ポリシリコン（または単結晶シリコン）から形成され、内部から延びるキャップリム２２によって規定されるキャビティ２０を有するようにエッチングされる。キャビティ２０は、ＭＥＭＳ機能性を引き起こすためのプライマリ構造２４を含むＭＥＭＳダイ１２の中心部の上に重なる。例えば、ＭＥＭＳダイ１２が加速度計であった場合、構造２４は、基板２６上にサスペンドされた可動の塊を含み得る。
【００１４】
ＭＥＭＳデバイス１０は、ＭＥＭＳダイ１２上のＭＥＭＳ構造２４を外接する導電リム２８を形成することが考察される。特に、導電リム２８は、ＭＥＭＳ構造２４を環境から保護する密閉封止（ｈｅｒｍｅｔｉｃ ｓｅａｌ）を形成し得る。例えば、密閉封止は、構造２４を埃、湿気、および汚れから保護し得る。代替の実施形態においては、導電リム２８は、非ハーメチックシールをＭＥＭＳ構造２４に提供する。当業者に知られるように、非ハーメチックシールは、ＭＥＭＳ構造２４を埃および汚れから保護し得るが、湿気は透過させる。ＭＥＭＳ構造２４を密封することに加えて、導電リム２８は、キャップ１８をＭＥＭＳダイ１２を介して回路ダイ１４と電気的に接続させる。回路ダイ１４上の回路網３０は、キャップ１８の電位を接地または任意の所望の電圧レベルに設定する。
【００１５】
本発明の例示的実施形態に従って、ＭＥＭＳダイ１２は、ビア３２および、導電リム２８からＭＥＭＳダイ１２／基板２６（簡潔性のため、以下は「ダイ１２」）を介して回路ダイ１４に延びるコンタクト３４（例えば、ボールグリッドアレイのボール）を含む。ビア３２は、導電リム２８と接触しない位置においても、ダイ１２を介して形成され得る。ビア３２は、例示的に、導電リム２８によって規定されるダイ１２上のエリア内に形成される。例えば、一部の実施形態においては、ＭＥＭＳ構造２４は、ダイ１２の表面上に平面投影を形成することが考察される。したがって、ビア３２は、ダイ１２を介してそのエリア内に形成される。結果的に、ダイ１２は、ボンドパッドまたは他の電気的インターフェースを収容するために大きくする必要は無い。代替の実施形態においては、しかしながら、ビア３２は、ダイ１２を介して導電リム２８の外に形成され得る。
【００１６】
導電リム２８を形成するために、ＭＥＭＳダイ１２は、キャップ１８から延びるキャップリム２２と完全に結合するポリシリコン材料のリム（基板２６から延び、本明細書中に「ＭＥＭＳリム３６」として言及される）を有する。代替として、リムはシリコン、金属、または他の材料から成る。例示的実施形態においては、キャップリム２２およびＭＥＭＳリム３６は、比較的高いケイ素化合物濃度を有する漠然と規定された交差領域３８にて合う（図３に関連して下述される）。ケイ素化合物の濃度は、その交差領域３８の中心において最も高くなり得、その漠然と規定された端において本質的にゼロに減少され得る。更に、導電リム２８（交差領域３８、ＭＥＭＳリム３６およびキャップリム２２から形成された）は、好ましくは、キャップ１８に印加された電位が注意深く制御されていることを保証するために、ＭＥＭＳ構造２４から電気的に絶縁される。
【００１７】
例示的実施形態においては、ＭＥＭＳリム３６は、センサ要素としても作用する。代替的に、特に、ＭＥＭＳリム３６は、接地平面要素、回路要素、またはダミー機械的構造として作用し得る。
【００１８】
図３は、図２に示されるＭＥＭＳデバイス１０を形成する例示的処理を概略的に示す。この処理の様々なステップが、説明されるものと異なる順序において実行され得ることに留意されたい。加えて、更なるステップが実行され得る一方、他が省略され得ることが当業者に理解されるであろう。
【００１９】
ステップ３００において、この処理は開始される。ここにおいて、ＭＥＭＳダイ１２は、従来処理（例えば、新しい処理ステップをインプリメントするために表面マイクロマシーニング処理を使用する）によって形成される。絶縁体上シリコン（「ＳＯＩ」）ダイ１２において使用された場合、従来のＳＯＩ処理が使用され得る。上記されたように、ダイは、ポリシリコンのようなシリコンベースの材料から形成され得る。代替の実施形態においては、しかしながら、他の種類の材料が使用され得る。例えば、単結晶シリコン、金属、またはシリコンゲルマニウムが、ＭＥＭＳダイ１２の全部分または選択された部分に対して使用され得る。どの場合においても、ビア３２、リム３６、および他の導電成分の導電率は、満足なレベルに制御されるべきである。必要な場合、適切な導電性質を保証するために一部のドーピングが要求され得る。
【００２０】
ＭＥＭＳダイ１２は、従来方法によって少なくとも部分的に形成され得る。例えば、上記および援用された特許出願において説明された方法を参照されたい。ビア３２を形成する例示的処理は、図４を参照してより詳細に説明される。
【００２１】
キャップ１８は次いで、ステップ３０２において形成される。ＭＥＭＳダイ１２と同様な方法において、キャップ１８は、従来処理（例えば、表面マイクロマシーニング処理）に従ってポリシリコンまたは他の材料から形成され得る。キャビティ２０およびキャップリム２２のサイズは、例示的に、ＭＥＭＳダイ１２に対する十分な明瞭性を保証するために選択される。特に、キャビティ２０は、ＭＥＭＳダイ１２上の構造２４の動きを妨害しないように十分に大きいべきである。
【００２２】
処理は次いで、ステップ３０４へと続く。ここにおいて、従来処理は回路ダイ１４を形成する。所望の機能を実行するように設計された任意の従来回路網が使用され得る。例えば、上記の援用された特許に示される回路網が使用され得る。特に、ＭＥＭＳデバイス１０が加速度計であった場合、米国特許第５，９３９，６３３号明細書に示される回路網は、ＭＥＭＳダイ１２における静電変化を感知するために使用され得る。例示的実施形態において、ＭＥＭＳダイ１２、キャップ１８、および回路ダイ１４の各々が、同等要素のアレイの１つとして単一のウエハ上に形成されることに留意されたい。
【００２３】
従来処理は次いで、キャップ１８の底面を金属化し得る（ステップ３０６）。例えば、プラチナ４０の層は、キャップ１８の底面にスパッタリングで堆積され得る。金属化されたキャップ１８は次いで、ＭＥＭＳダイ１２上に配置され得る。それによって、ＭＥＭＳリム３６は、キャップリム２２に直接接触する。
【００２４】
処理のこの時点において、ＭＥＭＳダイ１２およびキャップ１８は、一緒に固定されていない。従って、それらを融合するためにこの中間装置は、交差領域３８におけるケイ素化合物ボンドを形成するのに十分である比較的高温および高圧の下に置かれる（ステップ３０８において）。当業者は、適切な温度および圧力を選択できるであろう。例のみとして、中間装置を約４０分から５０分の間、約２８０℃〜約４５０℃および約２気圧の下に置くことは、満足な結果を提供するであろう。
【００２５】
処理のこのステップは、従って、交差領域３８内にプラチナ−ケイ素化合物を生成する。当業者に知られるように、プラチナのポリシリコンへの相互拡散のため、２つのリムの外部および２つのリムの間のプラチナは、実質的に一体および導電であるコネクタを形成するために協力する。プラチナの濃度は、従って、交差領域３８の中心において最も高く（例えば、プラチナ５０％およびポリシリコン５０％）ある一方、中心からの距離の関数としてゼロへと減少する。
【００２６】
プラチナ以外の材料は、ケイ素化合物ボンドを生成するために使用され得る。例えば、タングステンまたはチタンが使用され得る。そのような上記された材料の使用は、しかしながら、典型的に、それぞれのケイ素化合物ボンドを形成するためにプラチナが必要とする温度より高い温度を必要とする。従って、中間装置上の回路網３０を有する実施形態（例えば、下述される図５〜図７を参照）に対するタングステンまたはチタンの使用は、そのような高温が回路網３０を逆に影響し得るため、推奨され得ない。言い換えると、ケイ素化合物ボンドを形成するために選択された材料は、回路網３０またはＭＥＭＳデバイス１０の他の温度高感度部を不都合に影響し得る温度より低い温度において相互拡散する（および／または溶融する）べきである。
【００２７】
他の種類のボンドも使用され得る。例えば、ケイ素化合物ボンドを形成する代わりに、はんだベースのボンドが使用され得る。この種類のボンドの使用は、しかしながら、更なる処理ステップを必要とする。特に、少なくともキャップリム２２を金属化すること（上述されたように）に加えて、ＭＥＭＳリム３６も金属化される。上記の実施例に続いて、キャップリム２２と同様な方法において、ＭＥＭＳリム３６も、プラチナまたは他のはんだ可能材料を用いてスパッタリングで堆積され得る。はんだは次いで、比較的低温にて加えられ得、硬化され得る。
【００２８】
上記されたように、導電リム２８は、例示的に、キャップ１８と回路網３０との間にハーメチックシールおよび導電経路の両方を提供するためにＭＥＭＳ構造２４を完全に取り囲む。一部の実施形態においては、導電リム２８は、構造２４の周りに円形リングを形成する。他の実施形態においては、導電リム２８は、ＭＥＭＳ構造２４の周りに何らかの他の形（例えば、楕円形、長方形、または異形）を形成する。
【００２９】
ケイ素化合物ボンドが形成された後、処理はステップ３１０へと続く。ここにおいて、ＭＥＭＳダイ１２（または場合においては、ウエハになり得る）の底部は、ビア３２を露出するシニング処理（例えば、裏面研削（ｂａｃｋｇｒｉｎｄｉｎｇ）またはエッチバック処理）の下に置かれる。露出された場合、ビア３２は、例示的に、実質的に同一平面であるか、またはダイ１２の下面から外向きにわずかに延びている。
【００３０】
導電コンタクト３４（例えば、はんだボール）は、次いで、ビア３２の底に取り付けられ得（ステップ３１２）、次いで、回路ダイ１４の上面上の、対応するコンタクトに取り付けられ得る（ステップ３１４）。はんだボールよりも、一部の実施形態は、メッキされたバンプ、はんだボール、積層されたボンドパッド、または他の導電インターフェースを用いてもよい。ウエハは次いで、ダイシングされ得、そのプロセスを完了する。上述したように、それが十分に形成された後、その結果として得られたＭＥＭＳデバイス１０はパッケージに実装され得、フリップチップは回路基板上に実装され得（コンタクトが片側の上に形成された後）、または任意の従来の方法において用いられ得る。
【００３１】
したがって、図２に示され、上述されたように、キャップ１８は、導電リム２８、対応するビア３２、およびＭＥＭＳ２６基板の底上のボールコンタクト３４を介して、回路ダイ１４に電気接続される。各ボールコンタクト３４とビア３２との間におけるコンタクトの表面面積は比較的小さいので、寄生容量は最小化されるはずである。回路ダイ１４上の回路網３０は、キャップ１８の電位を接地または所望の電圧レベルに設定することができる。あるいは、ＭＥＭＳダイ１２を介する導電リム２８への導電経路は、外部に接地され得るか、または０．２ボルトなどの任意の所望の電位に設定することができる外部ピンにて終端処理し得る。
【００３２】
キャップされたダイ１２を用いるよりも、代替的な実施形態は、パッケージダイ１２を用いてもよい。特に、ステップ３００において、ビア３２は完全にダイ１２を介して延び、そのＭＥＭＳダイ１２全体は、従来の集積回路パッケージ（図示されず）内に固定される。したがって、この実施形態において、キャップ１８は必要でなくてもよい。当業者は、パッケージ相互接続器が従来の方法において回路基板１４に結合され得ることを理解すべきである。同様の方法において、ビア３２は、またパッケージ内における相互接続器と結合する。
【００３３】
図４は、本発明の例示的な実施形態に従い、任意のビア３２を形成するプロセスを示す。そのプロセスはステップ４００から始まり、従来のマイクロマシンプロセスは、ダイ１２におけるボアを形成する。ボアはダイ１２の上表面においては開いているが、ダイ１２内では閉じられている。したがって、そのボアはダイ１２全体を貫通していない。ボアの幅、形状、および深さは、任意の数の要因に基づいて選択される。特に、それらの要因は、形成される最終のビア３２の所望のインピーダンスおよびその最終のビア３２の構造的一体化を含み得る。
【００３４】
ビアが形成された後、そのボアは熱酸化物または窒化物などの電気的に絶縁材料で内側を覆われる（ステップ４０２）。そのプロセスのこの時点で、導電ビア３２はダイ１２を介して形成され得る。これを受けて、内側が覆われたボアは、導電材料（例えば、ドープされたシリコン、導電エポキシ、ＣＶＤ金属（タングステンまたは白金あるいは他の導電材料）にて満たされ得る。ボアが満たされると（すなわちビア３２を形成する）、残りのＭＥＭＳ構成要素および／または回路網は、ダイ１２上に形成され得る。
【００３５】
あるいは、図２に示されるように、次の堆積された層は、ビア３２および他のＭＥＭＳ構成要素（すなわち可動部材）の両方を形成し得る。そのような実施形態において、ビア３２およびＭＥＭＳ構成要素は、一体であると考えられる。これらを受けて、ポリシリコン層は堆積され得、ボアの中に延びる（ステップ４０４）。ポリシリコン層はエッチされ得、さもなければ、ＭＥＭＳ構造２４の一部を形成するために処理され得る。上述のように、追加されたポリシリコンはドープされ得、適切な導電を保証する。この場合におけるポリシリコンの使用は多数の利点を有する。とりわけ、それは寄生容量を減少する一方で、製造プロセスにおける工程を減らす。
【００３６】
堆積された材料がボアに追加された後、そのプロセスは、ステップ４０６へと続き、残りのＭＥＭＳ構造２４およびダイ１２の他の部分は形成される。図３の処理におけるステップ３１０において留意されたように、ダイ１２は続いて、裏面研削処理に晒され、ビア３２を露出する。
【００３７】
上述したように、同様のプロセスが実行され得、絶縁体ダイ１２上において、シリコンを介してビア３２を形成する。他にも方法はあるが、ビア３２は、上述したものと同様の方法において、３つのＳＯＩ層を介して形成され得る。あるいは、ビア３２は、その３つの層が共に固定される前に形成され得る。
【００３８】
図５は、ＭＥＭＳデバイス１０の代替的な実施形態を示す。別個の回路ダイ１４を有するよりもむしろ、ＭＥＭＳダイ１２は、構造２４および回路網３０の両方を含み得る。図２に示されるＭＥＭＳダイ１２と同様の方法において、この実施形態のＭＥＭＳダイ１２は、表面マイクロマシン加工のような従来のプロセスによって、あるいは、ＳＯＩプロセスを用いて独自の処理ステップを実行することなどによって生成され得る。
【００３９】
図６は、「スマートキャップ」が用いられる別の実施形態を示す。特に、キャップ１８はＭＥＭＳダイ１２における回路網３０を用いる処理を共有または補完する回路網３０を有し得る。バイアス電位の代わりに、またはそれに付け加えて、キャップ１８とＭＥＭＳダイ１２との間の導電経路はまた、データメッセージを送信することができる。図７は、２つのＭＥＭＳダイが共に実装された、さらなる別の実施形態を示す。図１〜図７において示された様々な実施形態の構成要素は、他の実施形態を形成するために組み合わされ得ることに留意されたい。例えば、集積回路網３０を有するＭＥＭＳダイ１２の代わりに、図６における回路網３０は、図２におけるのと同じように、一つ以上の別個の回路ダイ１４上に配置され得る。
【００４０】
一般的には、本発明の様々な実施形態は、ダイ１２を介して、ＭＥＭＳ構造２４（ダイ１２の上面上において）から延び、ダイ１２の底側の上の電気的インターフェースにおいて終端処理される、少なくとも一つのビア３２を有する。上述したように、従来技術のダイボンドパッドの解決策と比べ、このアレンジメントは、寄生容量を最小化するはずであり、ＭＥＭＳデバイスを製造するために必要とするダイ／基板の実装可能面積（ｒｅａｌ ｅｓｔａｔｅ）の量を減らすはずである。
【００４１】
上記で検討されたものとは異なる材料もまた用いられ得る。さらに、一部の実施形態は、ＭＥＭＳデバイスとは異なるデバイスに適用可能である。例えば、集積回路および他のタイプのデバイスは、本発明の局面をインプリメントし得る。したがって、ＭＥＭＳデバイスの検討は例示的なものであり、したがって、本発明のあらゆる実施形態を限定するように意図されてはいない。
【００４２】
上述の検討は本発明の様々な例示的な実施形態を開示しているが、当業者は、本発明の真なる範囲から逸脱することなく、本発明の一部の利点を達成する様々な修正をなし得ることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の例示的な実施形態に従い、キャップされ得る電子機器の斜視図を概略的に示す。
【図２】図１において、線Ｘ−Ｘに沿って示される装置の断面図を概略的に示す。ここで、その装置は、本発明の一実施形態に従って構成される。
【図３】本発明の様々な実施形態に従い、図２に示される電子機器を形成するプロセスを示す。
【図４】図３に示されるデバイスの基板を介するビアを形成するプロセスを示す。
【図５】同一のダイ上の回路網および構造を有するＭＥＭＳデバイス上にてインプリメントされる本発明の代替的な実施形態の断面図を概略的に示す。
【図６】同一のダイ上の回路網および構造、ならびに、キャップ上の回路網を有するＭＥＭＳデバイス上にてインプリメントされる本発明の別の代替的な実施形態の断面図を概略的に示す。
【図７】ＭＥＭＳデバイス上にてインプリメントされる本発明のさらなる別の代替的な実施形態の断面図を概略的に示す。このキャップが別のＭＥＭＳデバイスを効果的に形成する。
【技術分野】
【０００１】
（発明の分野）
本発明は、一般的にＭＥＭＳデバイスに関する。より特定的には、本発明は、ＭＥＭＳデバイスの電気通信に関する。
【背景技術】
【０００２】
（発明の背景）
マイクロ電子機械システム（すなわち「ＭＥＭＳ」）は、非常に小型化したデバイスであって、幅広い様々な機能を実行するように構成され得る。例えば、ＭＥＭＳデバイスは、動く物体の加速度を測定する加速度計として、インプリメントされ得る。ＭＥＭＳ加速度計の一つのタイプは、例えば、加速に応答するサスペンドされた塊（ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ ｍａｓｓ）を使用し、その塊は、下にある基板と相対的に動く。こうして、加速度は、サスペンドされた塊の動きの関数として、その下にある基板と相対的に計算され得る。
【０００３】
回路網は、ＭＥＭＳ動作の多数の局面を制御する。例えば、上述したサスペンドされた塊は、塊の動きを検出するチップ外の回路網と電気通信中であり得る。このように検出された動きの量に基いて、回路網は、加速度の値を計算し得る。
【０００４】
回路網を備えたＭＥＭＳ構造と電気的に通信するために広く実行されている方法の一つは、ボンドパッドの使用をともなう。具体的には、ＭＥＭＳデバイスは、ＭＥＭＳ構造から基板上まで、典型的には垂直にスペースを空けられたボンドパッドと接続するリード線を有する。しかしながら、このような配置は、様々な不利な点を有する。とりわけ、ボンドパッドは、基板上で比較的大きな面積を使用し、このため、典型的に高い値段となる。さらに、ボンドパッドおよびそのリード線は、寄生容量を生成することが多い。このため、ＭＥＭＳデバイスによって生成したベーシックな電気信号が劣化し得る。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一局面に従い、ＭＥＭＳデバイスは、基板（ＭＥＭＳ構造を有する）の上面からその基板の下面へと延びる少なくとも一つの導電経路を有する。少なくとも一つの導電経路は、その上述したような基板を介して延び、下面とＭＥＭＳ構造とを電気的に接続する。
【０００６】
一部の実施形態は、ＭＥＭＳ構造の少なくとも一部のまわりのキャップを含む。キャップおよび基板は、ＭＥＭＳ構造を少なくとも部分的に含むキャビティを明確に形成する。一部の実施形態において、少なくとも一つの導電経路は、基板の下面と実質的に同一平面であるか、または外向きに延びている。電気接続を容易にするために、はんだボールが、少なくとも一つの導電経路に固定され得る。
【０００７】
導電経路は、ポリシリコンなどの多数の異なる材料によって形成され得る。ＭＥＭＳ構造は、ジャイロスコープまたは加速度計において用いられるものなどのような、可動の塊を明示的に有する。さらに、ＭＥＭＳデバイスはまた、基板によって支持された回路網を有し得る。その回路網は、少なくとも一つの導電経路と明確に電気接続する。そのような場合、その基板はシリコンゲルマニウムを含み得る。
【０００８】
本発明の別の局面に従い、ＭＥＭＳシステムは、（１）回路網およびその回路網へのインターフェースポートを有する第１の基板と、（２）上面および下面を有する第２の基板を有するＭＥＭＳデバイス、を有する。その上面はＭＥＭＳ構造を含む。ＭＥＭＳデバイスはまた、ＭＥＭＳ構造から下面へと第２の基板を介して延びる導電経路を有する。導電経路は、ＭＥＭＳ構造と回路網とを電気通信するために、第１の基板上においてインターフェースポートに結合される。
【０００９】
例示的な実施形態において、ＭＥＭＳデバイスは回路網を必要としない。さらに、ＭＥＭＳデバイスは、導電経路と第２の基板の少なくとも一部との間に配置される絶縁体を含み得る。一部の実施形態において、ＭＥＭＳ構造は、第２の基板上の平面の境界（すなわち、第２の基板上の領域）を規定する。導電経路はその平面の境界内にあり得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
前述および本発明の利点は、添付の図面を参照し、その以下のさらなる記載からより十分に理解される。
【００１１】
例示的実施形態において、ＭＥＭＳデバイスの基板を介して延びる導電経路（例えば、ビア）は、基板上のＭＥＭＳ構造を対応する回路網と電気的に結合し得る。ＭＥＭＳ構造の動きを制御および／または検出し得るそのような回路網は、他の基板上またはＭＥＭＳ構造と同じ基板上にあり得る。ビアがＭＥＭＳ構造の直下に配置された場合（例えば、平面図において）、追加の基板実装可能面積を必要としない。更に、そのような配置が、ボンドパッドを使用する従来技術配置と比較してより少ない寄生容量を生成するであろうことが想定される。様々な実施形態の詳細は、以下に説明される。
【００１２】
図１は、本発明の例示的実施形態に従って構成され得る汎用的なＭＥＭＳデバイス１０を概略的に示す。示されるＭＥＭＳデバイス１０は、回路ダイ１４と結合されたキャップされたＭＥＭＳダイ１２を含む。したがって、示されたＭＥＭＳダイ１２は、回路ダイ１４上の回路網によって制御および／またはモニタされた構造を有する。回路ダイ１４は、コンピュータのような外部装置と電気的に通信するためにボンドパッド１６または他の相互接続器を有する。ＭＥＭＳデバイス１０を環境から更に保護するために、従来の処理は、ＭＥＭＳデバイス１０の全体をパッケージ内に実装され得る。
【００１３】
ＭＥＭＳデバイス１０は、慣性センサのような任意の既知のＭＥＭＳデバイス１０になり得る。例えば、ＭＥＭＳデバイス１０は、ジャイロスコープまたは加速度計になり得る。例示的なＭＥＭＳジャイロスコープは、Ｎｏｒｗｏｏｄ，ＭａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓのＡｎａｌｏｇ Ｄｅｖｉｅｓ，Ｉｎｃ．に譲渡されている米国特許第６，５０５，５１１号明細書においてより詳細に説明される。例示的なＭＥＭＳ加速度計は、これもまた、Ｎｏｒｗｏｏｄ，ＭａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓのＡｎａｌｏｇ Ｄｅｖｉｅｓ，Ｉｎｃ．に譲渡されている米国特許第５，９３９，６３３号明細書においてより詳細に説明される。米国特許第６，５０５，５１１号明細書および米国特許第５，９３９，６３３号明細書の開示内容の全ては、本明細書中において参考に援用される
図２は、Ｘ−Ｘラインに沿って図１に示される装置の断面図を概略的に示す。より詳細に、ＭＥＭＳデバイス１０は、上面に取り付けられたシリコンベースのキャップ１８を有する上記のＭＥＭＳダイ１２（例えば、シリコンのようなシリコンベースの材料から成る）およびその底面に取り付けられた上記回路ダイ１４を含む。キャップ１８は、例示的に、ポリシリコン（または単結晶シリコン）から形成され、内部から延びるキャップリム２２によって規定されるキャビティ２０を有するようにエッチングされる。キャビティ２０は、ＭＥＭＳ機能性を引き起こすためのプライマリ構造２４を含むＭＥＭＳダイ１２の中心部の上に重なる。例えば、ＭＥＭＳダイ１２が加速度計であった場合、構造２４は、基板２６上にサスペンドされた可動の塊を含み得る。
【００１４】
ＭＥＭＳデバイス１０は、ＭＥＭＳダイ１２上のＭＥＭＳ構造２４を外接する導電リム２８を形成することが考察される。特に、導電リム２８は、ＭＥＭＳ構造２４を環境から保護する密閉封止（ｈｅｒｍｅｔｉｃ ｓｅａｌ）を形成し得る。例えば、密閉封止は、構造２４を埃、湿気、および汚れから保護し得る。代替の実施形態においては、導電リム２８は、非ハーメチックシールをＭＥＭＳ構造２４に提供する。当業者に知られるように、非ハーメチックシールは、ＭＥＭＳ構造２４を埃および汚れから保護し得るが、湿気は透過させる。ＭＥＭＳ構造２４を密封することに加えて、導電リム２８は、キャップ１８をＭＥＭＳダイ１２を介して回路ダイ１４と電気的に接続させる。回路ダイ１４上の回路網３０は、キャップ１８の電位を接地または任意の所望の電圧レベルに設定する。
【００１５】
本発明の例示的実施形態に従って、ＭＥＭＳダイ１２は、ビア３２および、導電リム２８からＭＥＭＳダイ１２／基板２６（簡潔性のため、以下は「ダイ１２」）を介して回路ダイ１４に延びるコンタクト３４（例えば、ボールグリッドアレイのボール）を含む。ビア３２は、導電リム２８と接触しない位置においても、ダイ１２を介して形成され得る。ビア３２は、例示的に、導電リム２８によって規定されるダイ１２上のエリア内に形成される。例えば、一部の実施形態においては、ＭＥＭＳ構造２４は、ダイ１２の表面上に平面投影を形成することが考察される。したがって、ビア３２は、ダイ１２を介してそのエリア内に形成される。結果的に、ダイ１２は、ボンドパッドまたは他の電気的インターフェースを収容するために大きくする必要は無い。代替の実施形態においては、しかしながら、ビア３２は、ダイ１２を介して導電リム２８の外に形成され得る。
【００１６】
導電リム２８を形成するために、ＭＥＭＳダイ１２は、キャップ１８から延びるキャップリム２２と完全に結合するポリシリコン材料のリム（基板２６から延び、本明細書中に「ＭＥＭＳリム３６」として言及される）を有する。代替として、リムはシリコン、金属、または他の材料から成る。例示的実施形態においては、キャップリム２２およびＭＥＭＳリム３６は、比較的高いケイ素化合物濃度を有する漠然と規定された交差領域３８にて合う（図３に関連して下述される）。ケイ素化合物の濃度は、その交差領域３８の中心において最も高くなり得、その漠然と規定された端において本質的にゼロに減少され得る。更に、導電リム２８（交差領域３８、ＭＥＭＳリム３６およびキャップリム２２から形成された）は、好ましくは、キャップ１８に印加された電位が注意深く制御されていることを保証するために、ＭＥＭＳ構造２４から電気的に絶縁される。
【００１７】
例示的実施形態においては、ＭＥＭＳリム３６は、センサ要素としても作用する。代替的に、特に、ＭＥＭＳリム３６は、接地平面要素、回路要素、またはダミー機械的構造として作用し得る。
【００１８】
図３は、図２に示されるＭＥＭＳデバイス１０を形成する例示的処理を概略的に示す。この処理の様々なステップが、説明されるものと異なる順序において実行され得ることに留意されたい。加えて、更なるステップが実行され得る一方、他が省略され得ることが当業者に理解されるであろう。
【００１９】
ステップ３００において、この処理は開始される。ここにおいて、ＭＥＭＳダイ１２は、従来処理（例えば、新しい処理ステップをインプリメントするために表面マイクロマシーニング処理を使用する）によって形成される。絶縁体上シリコン（「ＳＯＩ」）ダイ１２において使用された場合、従来のＳＯＩ処理が使用され得る。上記されたように、ダイは、ポリシリコンのようなシリコンベースの材料から形成され得る。代替の実施形態においては、しかしながら、他の種類の材料が使用され得る。例えば、単結晶シリコン、金属、またはシリコンゲルマニウムが、ＭＥＭＳダイ１２の全部分または選択された部分に対して使用され得る。どの場合においても、ビア３２、リム３６、および他の導電成分の導電率は、満足なレベルに制御されるべきである。必要な場合、適切な導電性質を保証するために一部のドーピングが要求され得る。
【００２０】
ＭＥＭＳダイ１２は、従来方法によって少なくとも部分的に形成され得る。例えば、上記および援用された特許出願において説明された方法を参照されたい。ビア３２を形成する例示的処理は、図４を参照してより詳細に説明される。
【００２１】
キャップ１８は次いで、ステップ３０２において形成される。ＭＥＭＳダイ１２と同様な方法において、キャップ１８は、従来処理（例えば、表面マイクロマシーニング処理）に従ってポリシリコンまたは他の材料から形成され得る。キャビティ２０およびキャップリム２２のサイズは、例示的に、ＭＥＭＳダイ１２に対する十分な明瞭性を保証するために選択される。特に、キャビティ２０は、ＭＥＭＳダイ１２上の構造２４の動きを妨害しないように十分に大きいべきである。
【００２２】
処理は次いで、ステップ３０４へと続く。ここにおいて、従来処理は回路ダイ１４を形成する。所望の機能を実行するように設計された任意の従来回路網が使用され得る。例えば、上記の援用された特許に示される回路網が使用され得る。特に、ＭＥＭＳデバイス１０が加速度計であった場合、米国特許第５，９３９，６３３号明細書に示される回路網は、ＭＥＭＳダイ１２における静電変化を感知するために使用され得る。例示的実施形態において、ＭＥＭＳダイ１２、キャップ１８、および回路ダイ１４の各々が、同等要素のアレイの１つとして単一のウエハ上に形成されることに留意されたい。
【００２３】
従来処理は次いで、キャップ１８の底面を金属化し得る（ステップ３０６）。例えば、プラチナ４０の層は、キャップ１８の底面にスパッタリングで堆積され得る。金属化されたキャップ１８は次いで、ＭＥＭＳダイ１２上に配置され得る。それによって、ＭＥＭＳリム３６は、キャップリム２２に直接接触する。
【００２４】
処理のこの時点において、ＭＥＭＳダイ１２およびキャップ１８は、一緒に固定されていない。従って、それらを融合するためにこの中間装置は、交差領域３８におけるケイ素化合物ボンドを形成するのに十分である比較的高温および高圧の下に置かれる（ステップ３０８において）。当業者は、適切な温度および圧力を選択できるであろう。例のみとして、中間装置を約４０分から５０分の間、約２８０℃〜約４５０℃および約２気圧の下に置くことは、満足な結果を提供するであろう。
【００２５】
処理のこのステップは、従って、交差領域３８内にプラチナ−ケイ素化合物を生成する。当業者に知られるように、プラチナのポリシリコンへの相互拡散のため、２つのリムの外部および２つのリムの間のプラチナは、実質的に一体および導電であるコネクタを形成するために協力する。プラチナの濃度は、従って、交差領域３８の中心において最も高く（例えば、プラチナ５０％およびポリシリコン５０％）ある一方、中心からの距離の関数としてゼロへと減少する。
【００２６】
プラチナ以外の材料は、ケイ素化合物ボンドを生成するために使用され得る。例えば、タングステンまたはチタンが使用され得る。そのような上記された材料の使用は、しかしながら、典型的に、それぞれのケイ素化合物ボンドを形成するためにプラチナが必要とする温度より高い温度を必要とする。従って、中間装置上の回路網３０を有する実施形態（例えば、下述される図５〜図７を参照）に対するタングステンまたはチタンの使用は、そのような高温が回路網３０を逆に影響し得るため、推奨され得ない。言い換えると、ケイ素化合物ボンドを形成するために選択された材料は、回路網３０またはＭＥＭＳデバイス１０の他の温度高感度部を不都合に影響し得る温度より低い温度において相互拡散する（および／または溶融する）べきである。
【００２７】
他の種類のボンドも使用され得る。例えば、ケイ素化合物ボンドを形成する代わりに、はんだベースのボンドが使用され得る。この種類のボンドの使用は、しかしながら、更なる処理ステップを必要とする。特に、少なくともキャップリム２２を金属化すること（上述されたように）に加えて、ＭＥＭＳリム３６も金属化される。上記の実施例に続いて、キャップリム２２と同様な方法において、ＭＥＭＳリム３６も、プラチナまたは他のはんだ可能材料を用いてスパッタリングで堆積され得る。はんだは次いで、比較的低温にて加えられ得、硬化され得る。
【００２８】
上記されたように、導電リム２８は、例示的に、キャップ１８と回路網３０との間にハーメチックシールおよび導電経路の両方を提供するためにＭＥＭＳ構造２４を完全に取り囲む。一部の実施形態においては、導電リム２８は、構造２４の周りに円形リングを形成する。他の実施形態においては、導電リム２８は、ＭＥＭＳ構造２４の周りに何らかの他の形（例えば、楕円形、長方形、または異形）を形成する。
【００２９】
ケイ素化合物ボンドが形成された後、処理はステップ３１０へと続く。ここにおいて、ＭＥＭＳダイ１２（または場合においては、ウエハになり得る）の底部は、ビア３２を露出するシニング処理（例えば、裏面研削（ｂａｃｋｇｒｉｎｄｉｎｇ）またはエッチバック処理）の下に置かれる。露出された場合、ビア３２は、例示的に、実質的に同一平面であるか、またはダイ１２の下面から外向きにわずかに延びている。
【００３０】
導電コンタクト３４（例えば、はんだボール）は、次いで、ビア３２の底に取り付けられ得（ステップ３１２）、次いで、回路ダイ１４の上面上の、対応するコンタクトに取り付けられ得る（ステップ３１４）。はんだボールよりも、一部の実施形態は、メッキされたバンプ、はんだボール、積層されたボンドパッド、または他の導電インターフェースを用いてもよい。ウエハは次いで、ダイシングされ得、そのプロセスを完了する。上述したように、それが十分に形成された後、その結果として得られたＭＥＭＳデバイス１０はパッケージに実装され得、フリップチップは回路基板上に実装され得（コンタクトが片側の上に形成された後）、または任意の従来の方法において用いられ得る。
【００３１】
したがって、図２に示され、上述されたように、キャップ１８は、導電リム２８、対応するビア３２、およびＭＥＭＳ２６基板の底上のボールコンタクト３４を介して、回路ダイ１４に電気接続される。各ボールコンタクト３４とビア３２との間におけるコンタクトの表面面積は比較的小さいので、寄生容量は最小化されるはずである。回路ダイ１４上の回路網３０は、キャップ１８の電位を接地または所望の電圧レベルに設定することができる。あるいは、ＭＥＭＳダイ１２を介する導電リム２８への導電経路は、外部に接地され得るか、または０．２ボルトなどの任意の所望の電位に設定することができる外部ピンにて終端処理し得る。
【００３２】
キャップされたダイ１２を用いるよりも、代替的な実施形態は、パッケージダイ１２を用いてもよい。特に、ステップ３００において、ビア３２は完全にダイ１２を介して延び、そのＭＥＭＳダイ１２全体は、従来の集積回路パッケージ（図示されず）内に固定される。したがって、この実施形態において、キャップ１８は必要でなくてもよい。当業者は、パッケージ相互接続器が従来の方法において回路基板１４に結合され得ることを理解すべきである。同様の方法において、ビア３２は、またパッケージ内における相互接続器と結合する。
【００３３】
図４は、本発明の例示的な実施形態に従い、任意のビア３２を形成するプロセスを示す。そのプロセスはステップ４００から始まり、従来のマイクロマシンプロセスは、ダイ１２におけるボアを形成する。ボアはダイ１２の上表面においては開いているが、ダイ１２内では閉じられている。したがって、そのボアはダイ１２全体を貫通していない。ボアの幅、形状、および深さは、任意の数の要因に基づいて選択される。特に、それらの要因は、形成される最終のビア３２の所望のインピーダンスおよびその最終のビア３２の構造的一体化を含み得る。
【００３４】
ビアが形成された後、そのボアは熱酸化物または窒化物などの電気的に絶縁材料で内側を覆われる（ステップ４０２）。そのプロセスのこの時点で、導電ビア３２はダイ１２を介して形成され得る。これを受けて、内側が覆われたボアは、導電材料（例えば、ドープされたシリコン、導電エポキシ、ＣＶＤ金属（タングステンまたは白金あるいは他の導電材料）にて満たされ得る。ボアが満たされると（すなわちビア３２を形成する）、残りのＭＥＭＳ構成要素および／または回路網は、ダイ１２上に形成され得る。
【００３５】
あるいは、図２に示されるように、次の堆積された層は、ビア３２および他のＭＥＭＳ構成要素（すなわち可動部材）の両方を形成し得る。そのような実施形態において、ビア３２およびＭＥＭＳ構成要素は、一体であると考えられる。これらを受けて、ポリシリコン層は堆積され得、ボアの中に延びる（ステップ４０４）。ポリシリコン層はエッチされ得、さもなければ、ＭＥＭＳ構造２４の一部を形成するために処理され得る。上述のように、追加されたポリシリコンはドープされ得、適切な導電を保証する。この場合におけるポリシリコンの使用は多数の利点を有する。とりわけ、それは寄生容量を減少する一方で、製造プロセスにおける工程を減らす。
【００３６】
堆積された材料がボアに追加された後、そのプロセスは、ステップ４０６へと続き、残りのＭＥＭＳ構造２４およびダイ１２の他の部分は形成される。図３の処理におけるステップ３１０において留意されたように、ダイ１２は続いて、裏面研削処理に晒され、ビア３２を露出する。
【００３７】
上述したように、同様のプロセスが実行され得、絶縁体ダイ１２上において、シリコンを介してビア３２を形成する。他にも方法はあるが、ビア３２は、上述したものと同様の方法において、３つのＳＯＩ層を介して形成され得る。あるいは、ビア３２は、その３つの層が共に固定される前に形成され得る。
【００３８】
図５は、ＭＥＭＳデバイス１０の代替的な実施形態を示す。別個の回路ダイ１４を有するよりもむしろ、ＭＥＭＳダイ１２は、構造２４および回路網３０の両方を含み得る。図２に示されるＭＥＭＳダイ１２と同様の方法において、この実施形態のＭＥＭＳダイ１２は、表面マイクロマシン加工のような従来のプロセスによって、あるいは、ＳＯＩプロセスを用いて独自の処理ステップを実行することなどによって生成され得る。
【００３９】
図６は、「スマートキャップ」が用いられる別の実施形態を示す。特に、キャップ１８はＭＥＭＳダイ１２における回路網３０を用いる処理を共有または補完する回路網３０を有し得る。バイアス電位の代わりに、またはそれに付け加えて、キャップ１８とＭＥＭＳダイ１２との間の導電経路はまた、データメッセージを送信することができる。図７は、２つのＭＥＭＳダイが共に実装された、さらなる別の実施形態を示す。図１〜図７において示された様々な実施形態の構成要素は、他の実施形態を形成するために組み合わされ得ることに留意されたい。例えば、集積回路網３０を有するＭＥＭＳダイ１２の代わりに、図６における回路網３０は、図２におけるのと同じように、一つ以上の別個の回路ダイ１４上に配置され得る。
【００４０】
一般的には、本発明の様々な実施形態は、ダイ１２を介して、ＭＥＭＳ構造２４（ダイ１２の上面上において）から延び、ダイ１２の底側の上の電気的インターフェースにおいて終端処理される、少なくとも一つのビア３２を有する。上述したように、従来技術のダイボンドパッドの解決策と比べ、このアレンジメントは、寄生容量を最小化するはずであり、ＭＥＭＳデバイスを製造するために必要とするダイ／基板の実装可能面積（ｒｅａｌ ｅｓｔａｔｅ）の量を減らすはずである。
【００４１】
上記で検討されたものとは異なる材料もまた用いられ得る。さらに、一部の実施形態は、ＭＥＭＳデバイスとは異なるデバイスに適用可能である。例えば、集積回路および他のタイプのデバイスは、本発明の局面をインプリメントし得る。したがって、ＭＥＭＳデバイスの検討は例示的なものであり、したがって、本発明のあらゆる実施形態を限定するように意図されてはいない。
【００４２】
上述の検討は本発明の様々な例示的な実施形態を開示しているが、当業者は、本発明の真なる範囲から逸脱することなく、本発明の一部の利点を達成する様々な修正をなし得ることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の例示的な実施形態に従い、キャップされ得る電子機器の斜視図を概略的に示す。
【図２】図１において、線Ｘ−Ｘに沿って示される装置の断面図を概略的に示す。ここで、その装置は、本発明の一実施形態に従って構成される。
【図３】本発明の様々な実施形態に従い、図２に示される電子機器を形成するプロセスを示す。
【図４】図３に示されるデバイスの基板を介するビアを形成するプロセスを示す。
【図５】同一のダイ上の回路網および構造を有するＭＥＭＳデバイス上にてインプリメントされる本発明の代替的な実施形態の断面図を概略的に示す。
【図６】同一のダイ上の回路網および構造、ならびに、キャップ上の回路網を有するＭＥＭＳデバイス上にてインプリメントされる本発明の別の代替的な実施形態の断面図を概略的に示す。
【図７】ＭＥＭＳデバイス上にてインプリメントされる本発明のさらなる別の代替的な実施形態の断面図を概略的に示す。このキャップが別のＭＥＭＳデバイスを効果的に形成する。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面および下面を有する基板であって、該上面がＭＥＭＳ構造を含む、基板と、
該ＭＥＭＳ構造から該下面まで該基板を介して延びる少なくとも一つの導電経路であって、該少なくとも一つの導電経路は、該ＭＥＭＳ構造と統合され、該ＭＥＭＳ構造と実質的に同じ材料から形成される、少なくとも一つの導電経路と
を備える、ＭＥＭＳデバイス。
【請求項２】
前記ＭＥＭＳ構造の少なくとも一部のまわりのキャップをさらに含む、請求項１に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項３】
前記キャップおよび基板が、前記ＭＥＭＳ構造を少なくとも部分的に含むキャビティを形成する、請求項２に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項４】
前記少なくとも一つの導電経路が、前記基板の下面と実質的に同一平面であるか、または該下面から外向きに延びている、請求項１に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項５】
前記少なくとも一つの導電経路に固定されたはんだ屑、メッキされた隆起部および堆積されたボンドパッド、のうちの少なくとも一つをさらに含む、請求項１に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項６】
前記導電経路がポリシリコンを含む、請求項１に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項７】
前記ＭＥＭＳ構造が可動の塊を含む、請求項１に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項８】
前記基板によって支持される回路をさらに含み、該回路が前記少なくとも一つの導電経路と電気通信し、該基板はシリコンゲルマニウムを含む、請求項１に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項９】
前記少なくとも一つの導電経路はシリコンベースの材料から形成される、請求項１に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項１０】
上面および下面を有する基板であって、該上面がＭＥＭＳ構造を含む、基板と、
該ＭＥＭＳ構造と該下面との間において電気信号を導電する手段であって、該導電する手段は、該ＭＥＭＳ構造から該下面まで該基板を介して延びる、該ＭＥＭＳ構造に統合される、手段と
を備える、ＭＥＭＳデバイス。
【請求項１１】
前記導電する手段がドープされたポリシリコンを含む、請求項１０に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項１２】
前記ＭＥＭＳ構造の少なくとも一部を収容する手段をさらに備える、請求項１０に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項１３】
メッキされた隆起部、堆積された接着パッド、および、前記下面表面において、前記導電する手段に固定されたはんだ屑のうちの少なくとも一つをさらに含む、請求項１０に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項１４】
前記導電する手段が、前記基板の下面と実質的に同一平面であるか、または該仮面から外向きに延びている、請求項１０に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項１５】
前記ＭＥＭＳ構造が、前記基板の動きを検出する手段を含む、請求項１０に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項１６】
回路および該回路へのインターフェースポートを有する第１の基板と、
上面および下面を有する第２の基板を有するＭＥＭＳデバイスであって、該上面がＭＥＭＳ構造を含み、該ＭＥＭＳデバイスは、該ＭＥＭＳ構造から該下面まで該第２の基板を介して延びる導電経路をも有し、該導電経路が該ＭＥＭＳ構造と統合される、ＭＥＭＳデバイスと
を備えたＭＥＭＳデバイスであって、
該導電経路が該第１の基板上の該インターフェースポートと結合され、該ＭＥＭＳ構造を有する該回路と電気接続する、ＭＥＭＳシステム。
【請求項１７】
前記ＭＥＭＳデバイスは回路を必要としない、請求項１６に記載のＭＥＭＳシステム。
【請求項１８】
前記第２の基板に固定されキャップをさらに含み、該キャップは、前記ＭＥＭＳ構造の少なくとも一部を含む、請求項１６に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項１９】
前記導電経路とＭＥＭＳ構造が、同一の材料から形成される、請求項１６に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項２０】
前記ＭＥＭＳ構造が可動の塊を含む、請求項１６に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項２１】
前記導電経路と前記第２の基板の少なくとも一部との間に配置された絶縁体をさらに含む、請求項１６に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項２２】
前記ＭＥＭＳ構造が前記第２の基板上の平面の境界を規定し、該導電経路が該平面の境界内にある、請求項１６に記載のＭＥＭＳシステム。
【請求項２３】
前記ＭＥＭＳデバイスが回路を含む、請求項１６に記載のＭＥＭＳシステム。
【請求項１】
上面および下面を有する基板であって、該上面がＭＥＭＳ構造を含む、基板と、
該ＭＥＭＳ構造から該下面まで該基板を介して延びる少なくとも一つの導電経路であって、該少なくとも一つの導電経路は、該ＭＥＭＳ構造と統合され、該ＭＥＭＳ構造と実質的に同じ材料から形成される、少なくとも一つの導電経路と
を備える、ＭＥＭＳデバイス。
【請求項２】
前記ＭＥＭＳ構造の少なくとも一部のまわりのキャップをさらに含む、請求項１に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項３】
前記キャップおよび基板が、前記ＭＥＭＳ構造を少なくとも部分的に含むキャビティを形成する、請求項２に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項４】
前記少なくとも一つの導電経路が、前記基板の下面と実質的に同一平面であるか、または該下面から外向きに延びている、請求項１に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項５】
前記少なくとも一つの導電経路に固定されたはんだ屑、メッキされた隆起部および堆積されたボンドパッド、のうちの少なくとも一つをさらに含む、請求項１に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項６】
前記導電経路がポリシリコンを含む、請求項１に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項７】
前記ＭＥＭＳ構造が可動の塊を含む、請求項１に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項８】
前記基板によって支持される回路をさらに含み、該回路が前記少なくとも一つの導電経路と電気通信し、該基板はシリコンゲルマニウムを含む、請求項１に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項９】
前記少なくとも一つの導電経路はシリコンベースの材料から形成される、請求項１に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項１０】
上面および下面を有する基板であって、該上面がＭＥＭＳ構造を含む、基板と、
該ＭＥＭＳ構造と該下面との間において電気信号を導電する手段であって、該導電する手段は、該ＭＥＭＳ構造から該下面まで該基板を介して延びる、該ＭＥＭＳ構造に統合される、手段と
を備える、ＭＥＭＳデバイス。
【請求項１１】
前記導電する手段がドープされたポリシリコンを含む、請求項１０に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項１２】
前記ＭＥＭＳ構造の少なくとも一部を収容する手段をさらに備える、請求項１０に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項１３】
メッキされた隆起部、堆積された接着パッド、および、前記下面表面において、前記導電する手段に固定されたはんだ屑のうちの少なくとも一つをさらに含む、請求項１０に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項１４】
前記導電する手段が、前記基板の下面と実質的に同一平面であるか、または該仮面から外向きに延びている、請求項１０に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項１５】
前記ＭＥＭＳ構造が、前記基板の動きを検出する手段を含む、請求項１０に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項１６】
回路および該回路へのインターフェースポートを有する第１の基板と、
上面および下面を有する第２の基板を有するＭＥＭＳデバイスであって、該上面がＭＥＭＳ構造を含み、該ＭＥＭＳデバイスは、該ＭＥＭＳ構造から該下面まで該第２の基板を介して延びる導電経路をも有し、該導電経路が該ＭＥＭＳ構造と統合される、ＭＥＭＳデバイスと
を備えたＭＥＭＳデバイスであって、
該導電経路が該第１の基板上の該インターフェースポートと結合され、該ＭＥＭＳ構造を有する該回路と電気接続する、ＭＥＭＳシステム。
【請求項１７】
前記ＭＥＭＳデバイスは回路を必要としない、請求項１６に記載のＭＥＭＳシステム。
【請求項１８】
前記第２の基板に固定されキャップをさらに含み、該キャップは、前記ＭＥＭＳ構造の少なくとも一部を含む、請求項１６に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項１９】
前記導電経路とＭＥＭＳ構造が、同一の材料から形成される、請求項１６に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項２０】
前記ＭＥＭＳ構造が可動の塊を含む、請求項１６に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項２１】
前記導電経路と前記第２の基板の少なくとも一部との間に配置された絶縁体をさらに含む、請求項１６に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項２２】
前記ＭＥＭＳ構造が前記第２の基板上の平面の境界を規定し、該導電経路が該平面の境界内にある、請求項１６に記載のＭＥＭＳシステム。
【請求項２３】
前記ＭＥＭＳデバイスが回路を含む、請求項１６に記載のＭＥＭＳシステム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公表番号】特表２００７−５３２３３８（Ｐ２００７−５３２３３８Ａ）
【公表日】平成１９年１１月１５日（２００７．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−５０９５３０（Ｐ２００７−５０９５３０）
【出願日】平成１７年４月１４日（２００５．４．１４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００５／０１２９３９
【国際公開番号】ＷＯ２００５／１０２９１１
【国際公開日】平成１７年１１月３日（２００５．１１．３）
【出願人】（５０５２７４８１８）アナログ デバイシス， インコーポレイテッド (40)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１９年１１月１５日（２００７．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年４月１４日（２００５．４．１４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００５／０１２９３９
【国際公開番号】ＷＯ２００５／１０２９１１
【国際公開日】平成１７年１１月３日（２００５．１１．３）
【出願人】（５０５２７４８１８）アナログ デバイシス， インコーポレイテッド (40)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]