貫通電極及びこれを用いた微小構造体、並びにそれらの製造方法
【課題】気密性の高い貫通電極及びこれを用いた微小構造体、並びにそれらの製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】導電性を有する基板１０の所定領域１１を貫通トレンチ２０で囲み、周囲から絶縁分離した貫通電極１００において、
前記貫通トレンチ内の深さ方向における所定部分を塞ぐように充填された第１の成長膜４０と、
前記貫通トレンチの両側面の間を横断する横断部５５を含み、該横断部の底面部が前記第１の成長膜の内側に接触するように充填された第２の成長膜５０と、を有することを特徴とする。
【解決手段】導電性を有する基板１０の所定領域１１を貫通トレンチ２０で囲み、周囲から絶縁分離した貫通電極１００において、
前記貫通トレンチ内の深さ方向における所定部分を塞ぐように充填された第１の成長膜４０と、
前記貫通トレンチの両側面の間を横断する横断部５５を含み、該横断部の底面部が前記第１の成長膜の内側に接触するように充填された第２の成長膜５０と、を有することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、貫通電極及びこれを用いた微小構造体、並びにそれらの製造方法に関し、特に、導電性を有する基板の所定領域を貫通トレンチで囲み、周囲から絶縁分離した貫通電極及びこれを用いた微小構造体、並びにそれらの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ウエハの第１表面と第２表面との間に絶縁された電気的接続を作る方法であって、導電性又は半導体材料からなるウエハを用意し、ウエハの第１表面から少なくとも一つのトレンチをエッチングしてトレンチが完全にウエハの一部分を囲むようにした後、トレンチを絶縁材料で満たし、トレンチ内の絶縁性材料を露出させるためにウエハを第２表面から薄くし、それによりウエハを貫通して伸びる絶縁された電気的接続を作成する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００６−５２１０２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述の特許文献１に記載の構成では、トレンチの最深部がウエハの第２表面近くの深い位置に形成されるため、絶縁材料が連続的に最深部を横断するように形成された横断部も、当然ながらウエハの第２表面近くの深い位置に形成される。かかる横断部は、トレンチの深さ方向と交わる方向に横断するので、トレンチの深さ方向のリークパスを遮蔽する役割を果たさせることも可能であるが、特許文献１に記載の構成では、横断部は、ウエハを第２表面から薄くする際に削られてしまう可能性が高い。この場合には、絶縁材料の成長面同士が接触した部分が露出してしまい、成長面同士が接触した部分がリークパスになってしまい、絶縁材料の部分の第１表面と第２表面との間の気密性が低下してしまう。かかる気密性の低下は、例えば、ウエハをＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）等の微小構造体の電極として用い、かつ微小構造体とウエハの間の空間を真空状態に保つ必要がある場合に、当該空間を真空状態に保つことができないという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、気密性の高い貫通電極及びこれを用いた微小構造体、並びにそれら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】
【０００６】
上記目的を達成するため、第１の発明に係る貫通電極は、導電性を有する基板の所定領域を貫通トレンチで囲み、周囲から絶縁分離した貫通電極において、
前記貫通トレンチ内の深さ方向における所定部分を塞ぐように充填された第１の成長膜と、
前記貫通トレンチの両側面の間を横断する横断部を含み、該横断部の底面部が前記第１の成長膜の内側に接触するように充填された第２の成長膜と、を有することを特徴とする。
【０００７】
これにより、トレンチ内部に、トレンチの縦方向の流通を遮る横断部を有する成長膜を確実に設けることができ、貫通電極の気密性を高めることができる。
【０００８】
第２の発明は、第１の発明に係る貫通電極において、
前記貫通トレンチの内面には、絶縁層が形成されていることを特徴とする。
【０００９】
これにより、成長膜の電気的特性の如何に関わらず、貫通電極領域を周囲の基板から絶縁することができ、成長膜に、金属等の導電膜や、ポリシリコン等の半導体膜等を用いることができるので、成膜特性に優れた成長膜を用いることにより、気密性を一層高めることができる。
【００１０】
第３の発明は、第１又は第２の発明に係る貫通電極において、
前記所定部分は、前記貫通トレンチの開口部の一方であることを特徴とする。
【００１１】
これにより、第１の成長膜で貫通トレンチの開口部の一方を密封することができ、貫通トレンチの片側を封止することができる。
【００１２】
第４の発明は、第３の発明に係る貫通電極において、
前記第２の成長膜は、前記貫通トレンチの開口部の他方を塞ぐように充填されていることを特徴とする。
【００１３】
これにより、２つの成長膜により貫通トレンチ内部の総てを充填することができ、簡素な構成を採用しながらも、気密性の高い貫通電極とすることができる。
【００１４】
第５の発明は、第１〜４のいずれかの発明に係る貫通電極において、
前記第１の成長膜及び前記第２の成長膜は、絶縁膜であることを特徴とする。
【００１５】
これにより、成長膜の充填のみにより、周囲の基板と貫通電極部分との絶縁分離を行うことも可能となり、簡素な構成で気密性の高い貫通電極に構成することができる。
【００１６】
第６の発明は、第１〜３のいずれかの発明に係る貫通電極において、
前記第２の成長膜の、前記第１の成長膜と反対側には、前記貫通トレンチの両側面の間を横断する横断部を含み、該横断部の底面部が前記第２の成長膜に接触するように第３の成長膜が充填されていることを特徴とする。
【００１７】
これにより、貫通トレンチの内部に横断部を二重に設けることができ、更に気密性を高めることができる。
【００１８】
第７の発明は、第６の発明に係る貫通電極において、
前記第３の成長膜は、前記貫通トレンチの開口部の他方を塞ぐように充填されていることを特徴とする。
【００１９】
これにより、３つの成長膜を用いて２つの横断部を貫通トレンチ内に形成でき、気密性の高い貫通電極を構成することができる。
【００２０】
第８の発明は、第６又は第７の発明に係る貫通電極において、
前記第１の成長膜、前記第２の成長膜及び前記第３の成長膜は、絶縁膜であることを特徴とする。
【００２１】
これにより、貫通トレンチを充填する成長膜のみで貫通電極の周囲部分との絶縁性と、基板の厚さ方向における気密性を確保することができる。
【００２２】
第９の発明は、第１〜８のいずれかの発明に係る貫通電極において、
前記貫通トレンチは、側面が前記基板の表面に対して垂直に形成されたことを特徴とする。
【００２３】
これにより、簡素で一般的な垂直トレンチ形状を採用しつつ、貫通電極の気密性を高めることが可能となる。
【００２４】
第１０の発明は、第１〜８のいずれかの発明に係る貫通電極において、
前記貫通トレンチは、側面がテーパ形状を有することを特徴とする。
【００２５】
これにより、トレンチ内部にボイドを発生し難くして成長膜を形成できるため、テーパ形状のトレンチ形状とした場合にも、貫通電極の気密性を高めることができる。
【００２６】
第１１の発明は、第１又は第２の発明に係る貫通電極において、
前記貫通トレンチは、前記基板の表面から所定深さまで形成された第１の溝幅を有する第１のトレンチと、該第１のトレンチの底面から前記基板の裏面までを貫通し、前記第１の溝幅よりも狭い第２の溝幅を有する第２のトレンチを有し、
前記所定部分は、前記第１のトレンチの底面であり、
前記第２のトレンチは、絶縁層で充填されていることを特徴とする。
【００２７】
これにより、第１の成長膜も横断部を有する構成となり、横断部が多重にトレンチ内に存在する構成となり、確実に高い気密性を実現することができる。
【００２８】
第１２の発明に係る微小構造体は、第１〜１１のいずれかの発明に係る貫通電極と、
表面に電極が形成された微小構造体素子基板とを有し、
前記貫通電極と、前記微小構造体素子基板の前記電極が接合されたことを特徴とする。
【００２９】
これにより、微小構造体の封止部分の気密性を高めることができ、センサやアクチュエータとして機能する構造体部分の検出精度又は駆動精度を高めることができる。
【００３０】
第１３の発明に係る貫通電極の製造方法は、導電性を有する基板の所定領域を、貫通トレンチにより周囲から絶縁分離した貫通電極の製造方法であって、
導電性を有する基板に、トレンチを形成するトレンチ形成工程と、
前記トレンチを充填するように、第１の成長膜を形成する第１の成長膜形成工程と、
該第１の成長膜を、前記トレンチの内部までエッチバックする第１のエッチバック工程と、
前記第１の成長膜の上に、前記トレンチを充填するように、第２の成長膜を形成する第２の成長膜形成工程と、
前記第２の成長膜の不要部分を、前記トレンチの両側面を横断する横断部を除去しない範囲でエッチバックにより除去する第２のエッチバック工程と、を含むことを特徴とする。
【００３１】
これにより、成長膜のトレンチへの充填とエッチバックの繰り返しという簡素な工程を用いて、気密性の高い貫通電極を製造することができる。
【００３２】
第１４の発明は、第１３の発明に係る貫通電極の製造方法において、
前記第２のエッチバック工程は、前記第２の成長膜を前記基板の表面と同一面までエッチバックすることを特徴とする。
【００３３】
第１５の発明は、第１３又は第１４の発明に係る貫通電極の製造方法において、
前記第１の成長膜及び前記第２の成長膜は、絶縁膜であることを特徴とする。
【００３４】
第１６の発明は、第１３の発明に係る貫通電極の製造方法において、
前記第２のエッチバック工程は、前記第２の成長膜を前記トレンチの内部までエッチバックし、
前記第２のエッチバック工程の後に、前記第２の成長膜の上に前記トレンチを充填するように第３の成長膜を形成する工程と、該第３の成長膜の不要部分を、前記トレンチの両側面を横断する横断部を除去しない範囲でエッチバックにより除去する第３のエッチバック工程と、を更に有することを特徴とする。
【００３５】
第１７の発明は、第１６の発明に係る貫通電極の製造方法において、
前記第３のエッチバック工程は、前記基板の表面と同一面までエッチバックすることを特徴とする。
【００３６】
第１８の発明は、第１６又は第１７の発明に係る貫通電極の製造方法において、
前記第１の成長膜、前記第２の成長膜及び前記第３の成長膜は、絶縁膜であることを特徴とする。
【００３７】
第１９の発明は、第１１〜１６にいずれかの発明に係る貫通電極の製造方法において、
前記トレンチ形成工程と前記第１の成長膜形成工程との間に、前記基板を加熱して前記トレンチの表面に絶縁層を形成する絶縁層形成工程を更に有することを特徴とする。
【００３８】
第２０の発明は、第１３〜１９のいずれかの発明に係る貫通電極の製造方法において、
前記トレンチを、前記基板の表面に対して側面が垂直になるように形成することを特徴とする。
【００３９】
第２１の発明は、第１３〜１９のいずれかの発明に係る貫通電極の製造方法において、
前記トレンチを、側面がテーパ形状になるように形成することを特徴とする。
【００４０】
第２２の発明は、第１３の発明に係る貫通電極の製造方法において、
前記トレンチ形成工程は、第１の溝幅を有する第１のトレンチを形成する工程と、
該第１のトレンチを包含する前記第１の溝幅よりも広い第２の溝幅を有する第２のトレンチを形成する工程とを含み、
前記トレンチ工程と前記第１の成長膜工程との間に、前記第１のトレンチを充填するとともに、前記第２のトレンチの内面に絶縁層を形成する絶縁層形成工程を有し、
前記第２のトレンチに対して前記第１の成長膜形成工程以後の工程を行うことを特徴とする。
【００４１】
第２３の発明に係る微小構造体の製造方法は、表面に電極が形成された微小構造体素子基板を用意する工程と、
請求項１３乃至２２のいずれか一項に記載された貫通電極の製造方法により製造された貫通電極を、前記微小構造体素子基板の前記電極に接合する工程と、を含むことを特徴とする。
【００４２】
これにより、基板で封止した構造体を含む空間の気密性が高い微小構造体を製造することができ、センサやアクチュエータとして検出精度又は駆動精度の高い微小構造体を製造することができる。
【発明の効果】
【００４３】
本発明によれば、貫通電極の気密性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】実施例１に係る貫通電極１００の一例を示した断面構成図である。
【図２】実施例１に係る貫通電極１００の全体構成の一例を示した斜視断面図である。
【図３】実施例１に係る貫通電極１００の製造途中段階の一例を示した図である。
【図４Ａ】実施例１に係る貫通電極１００の製造方法のトレンチ形成工程の一例を示した図である。
【図４Ｂ】実施例１に係る貫通電極１００の製造方法の絶縁層形成工程の一例を示した図である。
【図４Ｃ】実施例１に係る貫通電極１００の製造方法の第１の成長膜形成工程の一例を示した図である。
【図４Ｄ】実施例１に係る貫通電極１００の製造方法の第１のエッチバック工程の一例を示した図である。
【図４Ｅ】実施例１に係る貫通電極１００の製造方法の第２の成長膜形成工程の一例を示した図である。
【図４Ｆ】実施例１に係る貫通電極１００の製造方法の第２のエッチバック工程の一例を示した図である。
【図４Ｇ】実施例１に係る貫通電極１００の製造方法の上面絶縁層形成工程の一例を示した図である。
【図４Ｈ】実施例１に係る貫通電極１００の製造方法の研磨工程の一例を示した図である。
【図４Ｉ】実施例１に係る貫通電極１００の製造方法の下面絶縁層形成工程の一例を示した図である。
【図５】実施例１に係る微小構造体１５０の断面構成の一例を示した図である。
【図６】実施例２に係る貫通電極１０１の断面構成の一例を示した図である。
【図７】実施例２に係る貫通電極１０１の製造途中段階の一例を示した図である。
【図８】実施例３に係る貫通電極１０２の一例を示した断面構成図である。
【図９】実施例３に係る貫通電極１０２の製造途中段階の一例を示した断面構成図である。
【図１０Ａ】実施例３に係る貫通電極１０２の製造方法のトレンチ形成工程の一例を示した図である。
【図１０Ｂ】実施例３に係る貫通電極１０２の製造方法の絶縁層形成工程の一例を示した図である。
【図１０Ｃ】実施例３に係る貫通電極１０２の製造方法の第１の成長膜形成工程の一例を示した図である。
【図１０Ｄ】実施例３に係る貫通電極１０２の製造方法の第１のエッチバック工程の一例を示した図である。
【図１０Ｅ】実施例３に係る貫通電極１０２の製造方法の第２の成長膜形成工程の一例を示した図である。
【図１０Ｆ】実施例３に係る貫通電極１０２の製造方法の第２のエッチバック工程の一例を示した図である。
【図１０Ｇ】実施例３に係る貫通電極１０２の製造方法の第３の成長膜形成工程の一例を示した図である。
【図１０Ｈ】実施例３に係る貫通電極１０２の製造方法の第３のエッチバック工程の一例を示した図である。
【図１０Ｉ】実施例３に係る貫通電極１０２の製造方法の研磨工程の一例を示した図である。
【図１１】実施例４に係る貫通電極１０３の一例を示した断面構成図である。
【図１２】実施例４に係る貫通電極１０３の製造途中段階の一例を示した断面図である。
【図１３Ａ】実施例４に係る貫通電極１０３の製造方法の第１のトレンチ形成工程の一例を示した図である。
【図１３Ｂ】実施例４に係る貫通電極１０３の製造方法の第２のトレンチ形成工程の一例を示した図である。
【図１３Ｃ】実施例４に係る貫通電極１０３の製造方法の絶縁層形成工程の一例を示した図である。
【図１４】実施例５に係る貫通電極１０４の一例の断面構成図である。
【図１５】実施例６に係る貫通電極１０５の一例を示した断面構成図である。
【図１６】実施例７に係る貫通電極１０６の一例の断面構成を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態の説明を行う。
【実施例１】
【００４６】
図１は、本発明の実施例１に係る貫通電極１００の一例を示した断面構成図である。図１において、実施例１の係る貫通電極１００は、キャップ基板１０と、貫通トレンチ２０と、絶縁層３０と、第１の成長膜４０と、第２の成長膜５０とを備える。
【００４７】
キャップ基板１０は、導電性を有する基板である。キャップ基板１０は、導電性を有すれば、種々の基板を用いることができるが、例えば、半導体基板を用いてもよい。半導体基板は、不純物を高濃度に注入することにより、導電性を高めることができ、貫通電極１００用の基板として利用することができる。なお、キャップ基板１０に半導体を利用する場合、用途に応じて、種々の半導体材料からなる基板を用いてよいが、例えば、シリコン基板を用いるようにしてもよい。
【００４８】
貫通電極１００は、キャップ基板１０の厚さ方向に電流が流れる構成の電極であり、キャップ基板１０の所定領域を絶縁部７０で囲み、周囲から絶縁することで構成される。図１において、キャップ基板１０は、絶縁部７０により電極領域１１と周辺領域１２とに区画されている。絶縁部７０で両側を挟まれた電極領域１１が、貫通電極１００の電極部として機能する。なお、絶縁部７０は、貫通トレンチ２０と、絶縁層３０と、第１の成長膜４０と、第２の成長膜５０とを有する。
【００４９】
図２は、本発明の実施例１に係る貫通電極１００の全体構成の一例を示した斜視断面図である。図２において、キャップ基板１０に貫通電極１００が形成されている。図２に示すように、キャップ基板１０の電極領域１１を絶縁部７０で囲み、周辺領域１２から絶縁分離することにより、所定の平面形状を有する電極領域１１を備えた貫通電極１００が構成される。図２においては、長方形の平面形状の電極領域１１が形成された貫通電極１００が示されている。なお、図２においては、長方形の電極領域１１を有する貫通電極１００を示したが、用途に応じて、円、楕円、正方形等の所望の形状に電極領域１１を構成してよい。
【００５０】
図１に戻る。貫通トレンチ２０は、キャップ基板１０を貫通する溝であり、貫通電極１００の電極領域１１を、周辺領域１２から区画する役割を有する。なお、貫通トレンチ２０は、貫通電極１００として完成した段階では、キャップ基板１０の表面と裏面を貫通する溝として形成されるが、加工途中段階では、キャップ基板１０の一方の面からのみエッチングされた、底面を有する溝として形成される。なお、貫通電極１００の製造方法については、後述する。
【００５１】
貫通トレンチ２０は、種々の側面形状に形成することができるが、実施例１に係る貫通電極１００においては、キャップ基板１０の表面に垂直な側面を有する溝として形成されている。トレンチの形成は、一般的に、基板面に垂直に溝を掘ってゆく加工が最も容易であり、簡素な構成である。よって、実施例１に係る貫通電極１００においては、簡素な加工で貫通電極１００を簡素に構成することが可能である。
【００５２】
貫通トレンチ２０の溝幅は、第１の成長膜４０及び第２の成長膜５０が充填できる範囲内であれば、用途に応じて適宜定められてよいが、例えば、５〜２０μｍ程度の溝幅であってもよい。
【００５３】
絶縁層３０は、貫通トレンチ２０の側面の表面に形成された絶縁膜である。絶縁層３０は、種々の方法により形成されてよいが、例えば、キャップ基板１０にトレンチを形成した後、キャップ基板１０を加熱することにより熱酸化膜として形成されてもよい。例えば、キャップ基板１０がシリコン基板で構成されていれば、絶縁層３０は、ＳｉＯ２膜となる。
【００５４】
絶縁層３０を貫通トレンチ２０の側面に形成することにより、貫通電極１００の電極領域１１を周辺領域１２から貫通トレンチ２０で確実に絶縁分離することができる。
【００５５】
第１の成長膜４０は、貫通トレンチ２０の一方の開口部を塞ぐための成長膜である。貫通電極１００が使用される用途は、種々考えられるが、用途の１つとして、ＭＥＭＳ等の微小構造体の電極として利用される場合が考えられる。かかる微小構造体は、微小なセンサやアクチュエータとして構成され、機械的に動作する構造体を含む。このような構造体は、真空封止されて構成される場合も多く、そのような場合には、キャップ基板１０を封止用の蓋として用い、貫通電極１００で微小構造体との外部との電気的接続を行うような構成をとる。そのような場合には、貫通電極１００の絶縁部７０を気密構造とする必要があり、そのため、貫通トレンチ２０内を密封する必要がある。第１の成長膜３０は、貫通トレンチ２０の一方の開口部を塞ぐことにより、絶縁部７０を密封構造とする。
【００５６】
第２の成長膜５０は、貫通トレンチ２０の内部を充填するとともに、第１の成長膜４０の貫通トレンチ２０内における内側（上面）に接触し、密着するように設けられた成長膜である。上述のように、第１の成長膜４０は、貫通トレンチ２０内を充填するが、貫通トレンチ２０の両側から成長した２つの膜が中央で対向して密着するような構成となっている。よって、２つの第１の成長膜４０の間は、貫通トレンチ２０の深さ方向に延在する膜界面４１が存在し、この膜界面４１から気密性が低下するおそれがある構成となっている。
【００５７】
一方、第２の成長膜５０は、貫通トレンチ２０の両側面の間を横断する横断部５５を含むように形成されており、貫通トレンチ２０の深さ方向の気密性を担保する。つまり、気体が第１の成長膜４０の膜界面４１を通過したとしても、第２の成長膜５０の横断部５５が気体の流通を確実にブロックする。このように、貫通トレンチ２０の内部に、貫通トレンチ２０の両側の側面を横断する横断部５５を含む成長膜を設けることにより、貫通電極１００のキャップ基板１０の厚さ方向の気密性を非常に高くすることができる。
【００５８】
なお、図１に示すように、第２の成長膜５０は、横断部５５の底面が、第１の成長膜４０の内側の面（上面）に密着して接触し、貫通トレンチ２０の内部に横断部５５が存在する構成となっている。つまり、第２の成長膜５０自体も、貫通トレンチ２０の他方の開口部側に、中央部で対向する膜界面５１を有しているが、この膜界面５１も、横断部５５がブロックする構成となっている。このように、貫通トレンチ２０の内部に横断部５５を有する第２の成長膜５０を設けることにより、貫通電極１００の気密性を確実に高めることができる。
【００５９】
また、第２の成長膜５０は、貫通トレンチ１００の上方の開口部を塞ぐように充填されている。これにより、第１の成長膜４０が塞ぐ下方の開口部の反対側の開口部を塞ぐことができ、貫通トレンチ２０を下から上まで成長膜４０、５０で充填した密封構造とすることができる。
【００６０】
第１の成長膜４０及び第２の成長膜５０は、種々の材料から構成されてよい。上述のように、貫通トレンチ２０は、絶縁層３０で絶縁されているので、第１の成長膜４０及び第２の成長膜５０は、必ずしも絶縁膜である必要は無く、半導体膜や、金属膜等の導電性を有する成長膜であってもよい。よって、第１の成長膜４０及び第２の成長膜５０は、絶縁性は考慮する必要がなく、貫通トレンチ２０への充填の容易さ、膜成長の効率、膜の密度等の要因を考慮して、用途に応じた適切な材料の成長膜を選択することができる。例えば、半導体のポリシリコン膜や、金属のタングステン膜が用いられてもよい。また、ＳｉＯ２等の絶縁膜が用いられてもよいことは言うまでもない。
【００６１】
図３は、実施例１に係る貫通電極１００の製造途中段階の一例を示した図である。図３において、キャップ基板１０に、貫通していない溝状のトレンチ２１が形成され、トレンチ２１の底面を含む内面と、キャップ基板１０の表面が絶縁層３０で覆われている。トレンチ２１は、キャップ基板１０の表面に垂直な垂直トレンチ形状として形成されている。トレンチ２１の内部には、第１の成長膜４０が、底面と両側面から成長してトレンチ２１の下部を充填している。第１の成長膜４０の上方には、第２の成長膜５０が、トレンチ２１の上方を充填するとともに、キャップ基板１０の表面を覆っている。
【００６２】
図３に示す状態から、キャップ基板１０の表面にある第２の成長膜５０の不要部分をエッチバックにより除去し、研磨ラインＰ１までキャップ基板１０を裏面側から研磨して薄板化することにより、図１に示した貫通電極１００が完成する。研磨ラインＰ１は、第１の成長膜４０の横断部４５よりも上方にあるので、第１の成長膜４０の横断部４５は、貫通電極１００として最終的に構成される段階で除去されてしまう。しかしながら、第２の成長膜５０の横断部５５は、除去されることなく残るので、トレンチ２１が貫通トレンチ２０となっても、貫通トレンチ２０の深さ方向の気密性を確保することができる。
【００６３】
次に、図４Ａ〜図４Ｉを用いて、実施例１に係る貫通電極１００の製造方法について説明する。図４Ａ〜図４Ｉは、本発明の実施例１に係る貫通電極の製造方法の一例の各工程を示した図である。
【００６４】
図４Ａは、実施例１に係る貫通電極１００の製造方法のトレンチ形成工程の一例を示した図である。トレンチ形成工程においては、キャップ基板１０の表面に、トレンチ２１が形成される。トレンチ２１は、例えば、キャップ基板１０の表面に側面が垂直な、垂直トレンチ形状に形成されてよい。また、トレンチ２１の形成は、例えば、ドライエッチング等のエッチング加工により行われてもよい。
【００６５】
図４Ｂは、実施例１に係る貫通電極１００の製造方法の絶縁層形成工程の一例を示した図である。絶縁層形成工程においては、トレンチ２１の内面に、絶縁層３０が形成される。絶縁層３０は、トレンチ２１を充填しない程度に、トレンチ２１の内表面を被覆する薄膜として形成される。絶縁層３０は、化学気相成長（ＣＶＤ、Chemical Vapor Deposition）法等の種々の方法で形成することができるが、例えば、キャップ基板１０を加熱し、トレンチ２１の内面を含む基板表面に熱酸化膜を形成するようにしてもよい。熱酸化膜は、キャップ基板１０を加熱すれば形成することができるので、簡素な設備とプロセスで形成することができる。なお、絶縁層３０は、キャップ基板１０がシリコン基板である場合には、ＳｉＯ２膜が形成されることになる。
【００６６】
図４Ｃは、実施例１に係る貫通電極１００の製造方法の第１の成長膜形成工程の一例を示した図である。第１の成長膜形成工程においては、トレンチ２１を充填するように、第１の成長膜４０が成膜される。第１の成長膜４０の成膜は、エピタキシャル成長法等、種々の成長による成膜方法により行ってよいが、例えば、化学気相成長法により行ってもよい。化学的気相成長法は、トレンチ２１を充填するレベルの厚さを有する膜の形成に適している。第１の成長膜形成工程により、トレンチ２１は充填され、底面を含むトレンチ２１の内部は、第１の成長膜４０により塞がれることになる。
【００６７】
第１の成長膜４０に用いられる材料の導電性は問わず、任意の導電性の膜が形成されてよい。絶縁層３０により、トレンチ２１を境界とするキャップ基板１０の左右の領域の絶縁性は保つことができるからである。第１の成長膜４０は、例えば、半導体のポリシリコン膜、導体のタングステン膜、絶縁体のＳｉＯ２膜等、種々の成膜材料を利用することができる。
【００６８】
図４Ｄは、実施例１に係る貫通電極１００の製造方法の第１のエッチバック工程の一例を示した図である。第１のエッチバック工程においては、第１の成長膜４０が、トレンチ２１の内部までエッチングにより除去される。これにより、トレンチ２１の内部に、更に成膜充填が可能なスペースを作ることができる。
【００６９】
第１のエッチバック工程は、種々のエッチング方法により行われてよく、ドライエッチングでもウェットエッチングであってもよい。エッチングを行うことにより、第１の成長膜４０がキャップ基板１０の表面側からエッチングされる。そして、絶縁層３０がマスクの役割を果たし、キャップ基板１０の表面はエッチングされず、第１の成長膜４０のみがトレンチ２１の内部までエッチバックされることになる。
【００７０】
図４Ｅは、実施例１に係る貫通電極１００の製造方法の第２の成長膜形成工程の一例を示した図である。第２の成長膜形成工程においては、エッチバックされた第１の成長膜４０の上に、トレンチ２１を充填するように第２の成長膜５０が成膜される。第２の成長膜５０も、種々の成膜方法を用いて形成することができるが、例えば、化学気相成長法により成膜を行ってもよい。
【００７１】
第２の成長膜５０は、横断部５５が、トレンチ２１の内部に含まれるように形成する。よって、図４Ｄにおいて説明した第１のエッチバック工程において、第２の成長膜５０の横断部５５がトレンチ２１の内部に含まれる程度のスペースを空けるように、第１の１エッチバック工程を行うようにする。第２の成長膜５０の横断部５５がトレンチ２１内に形成されるようにすることにより、第１の成長膜４０の膜界面４１と交わるように第２の成長膜５０の横断部５５が形成され、トレンチ２１の深さ方向の気密性を担保することができる。
【００７２】
第２の成長膜５０は、第１の成長膜４０と同様に、種々の導電性レベルの材料を用いることができ、例えば、半導体のポリシリコン膜、導体のタングステン膜、絶縁体のＳｉＯ２膜等を用いることができる。また、第２の成長膜５０は、第１の成長膜４０と異なる材料を用いることも可能であるが、材料が異なると、熱応力がトレンチ２１の上下で異なるので、第１の成長膜４０と同じ材料を用いることが好ましい。
【００７３】
図４Ｆは、実施例１に係る貫通電極１００の製造方法の第２のエッチバック工程の一例を示した図である。第２のエッチバック工程においては、第２の成長膜５０の不要部分がエッチバックにより除去される。実施例１に係る貫通電極１００の製造方法においては、第２の成長膜５０は、キャップ基板１０の表面とほぼ同一の水平面までエッチングされる。
【００７４】
第２のエッチバック工程におけるエッチングも、キャップ基板１０の表面側から行われ、第２の成長膜５０がキャップ基板１０の表面と同一面までエッチングされた段階で、エッチングを終了するようにしてよい。エッチングは、第１のエッチバック工程と同様に、ドライエッチングにより行われても、ウェットエッチングにより行われてもよい。
【００７５】
図４Ｇは、実施例１に係る貫通電極１００の製造方法の上面絶縁層形成工程の一例を示した図である。上面絶縁層形成工程においては、第２の成長膜５０の上に、絶縁層３１が形成され、トレンチ２１の内部が完全に外部から絶縁される。上面絶縁層形成工程は、必須ではなく、用途に応じて適宜設けられる工程である。
【００７６】
例えば、第２の成長膜５０が、半導体膜や導体膜である場合には、外部配線とのショート等の不具合発生を予防する観点から、第２の成長膜５０の上に、絶縁層３１を形成するようにしてもよい。絶縁層３１は、化学気相成長法等により絶縁成長膜を形成してもよいし、加熱して熱酸化膜を形成するようにしてもよい。
【００７７】
図４Ｈは、実施例１に係る貫通電極１００の製造方法の研磨工程の一例を示した図である。研磨工程においては、キャップ基板１０を裏面側から研磨して薄板化し、第１の成長膜４０を露出させる。これにより、トレンチ２１が貫通トレンチ２０となり、貫通トレンチ２１の内側と外側（左右）の領域の電気的接続が切断される。
【００７８】
研磨工程において、第１の成長膜４０の膜界面４１は、貫通トレンチ２０の下方の開口部から露出し、膜界面４１から気体等が流通し易くなるが、第２の成長膜５０の横断部５５が存在するため、キャップ基板１０の表面側と裏面側の気密性は保たれる。
【００７９】
図４Ｉは、実施例１に係る貫通電極１００の製造方法の下面絶縁層形成工程の一例を示した図である。下面絶縁層形成工程においては、露出した第１の成長膜４０の表面に、絶縁層３２が形成される。下面絶縁層形成工程は、上面絶縁層形成工程と同様に、必須ではなく、必要に応じて設けられてよい工程である。
【００８０】
絶縁層３２は、上面の絶縁層３１と同様に、化学気相成長等による成長膜であってもよいし、加熱により形成される熱酸化膜であってもよい。
【００８１】
下面絶縁層形成工程の終了により、実施例１に係る貫通電極１００が完成する。なお、上面絶縁層形成工程及び下面絶縁層形成工程を設けない場合には、図４Ｆに示した第２のエッチバック工程から、図４Ｈに示した研磨工程に進むことにより、研磨工程が終了した段階で実施例１に係る貫通電極１００が完成することになる。
【００８２】
このように、実施例１に係る貫通電極１００の製造方法によれば、成膜とエッチバックを２回繰り返すという簡素な工程により、気密性の高い貫通電極１００を容易に製造することができる。
【００８３】
図５は、本発明の実施例１に係る微小構造体１５０の断面構成の一例を示した図である。
図５において、実施例１に係る微小構造体１５０は、微小構造体素子基板１４０と、構造体１４１と、電極１４２、１４３と、酸化膜１４４、１４５と、封止領域１４６と、貫通電極１００とを有する。
【００８４】
微小構造体素子基板１４０は、微小な構造体１４１が形成された基板であり、微小構造体１５０の支持体として機能する。微小構造体素子基板１４０は、種々の材料からなる基板が用いられてよいが、例えば、シリコン基板等の半導体基板が用いられてよい。微小構造体素子基板１４０にシリコン基板等の半導体基板が用いられる場合には、半導体の微細加工技術を用いて、構造体１４１や電極１４２、１４３を微小構造体基板１４０上に形成することができる。特に、微小構造体素子基板１４０、構造体１４１、電極１４２、１４３及び酸化膜１４４、１４５が、ＳＯＩ（Silicon On Insulator）基板から形成される場合には、ＭＥＭＳ技術を用いて微小構造体１５０を形成することができる。
【００８５】
構造体１４１は、本実施例に係る微小構造体１５０が、センサとして種々の物理量の検出又はアクチュエータとして機械的な駆動を行う部分である。
【００８６】
電極１４２、１４３は、微小構造体素子基板１４０側の電極であり、微小構造体１５０の外部と電気的接続を行うために用いられる。例えば、微小構造体１５０がセンサとして構成されている場合には、電極１４２、１４３が、構造体１４１で検出した物理量を電気信号として出力する際に用いられる。
【００８７】
酸化膜１４４、１４５は、電極１４２、１４３と微小構造体素子基板１４０とを絶縁するために用いられる。微小構造素子基板１４０は、電気的な動作は行わず、構造体１４１や電極１４２、１４３等の微小構造体素子基板１４０の表面に形成された構成要素の支持体として機能するので、不要な電気的導通は行わないように構成されている。
【００８８】
貫通電極１００は、図１において説明した構成と同様であるが、図１とは上下が逆に用いられており、更に、表面に絶縁層１２０と、配線層１３０とが形成されている点で、図１とは異なっている。また、キャップ基板１０の中央の電極領域１１だけでなく、キャップ領域１０の左側の領域も電極領域１３として用いられている点で、図１の貫通電極１００とは異なっている。更に、キャップ基板１０の表面に、ザグリ１１０が形成されている点で、図１に示した貫通電極１００と異なっている。
【００８９】
ザグリ１１０は、構造体１４１との接触を避けるために設けられた段加工である。構造体１４１は、機械的な動作を行うので、キャップ基板１０の内面と接触しないように配置する必要がある。一方、構造体１４１は、図５には示されていない箇所で、電極１４２、１４３と接続されており、外部との電気的接続が行われているが、そのため、電極領域１１、１３は、電極１４２、１４３と接触可能に配置される必要がある。よって、電極１４２、１４３と対向する電極領域１１、１３については、キャップ基板１０の元々の厚さを残し、構造体１４１と対向する領域については、キャップ基板１０を薄板化し、構造体１４１と接触しない構造に加工している。
【００９０】
微小構造体１５０の電極１４２、１４３は、所定の位置に形成されているので、貫通電極１００の電極領域１１、１３は、キャップ基板１０内の該当する所定位置に形成される。一方、貫通電極１００の電極領域１１、１３は、外部から微小構造体１５０に電力を供給するとともに、微小構造体１５０からの出力信号を外部に取り出すために微小構造体１５０の外部との電気的接続を行う必要がある。貫通電極１００の電極領域１１、１３と外部との電気的接続を行うためには、例えば、電極領域１１、１３に接続される新たな配線層１３０及び絶縁層１２０を設けるようにしてもよい。配線層１３０は、上述のように、貫通電極１００と外部との電気的接続を行えるように、貫通電極１００の電極部１１に接触して設けられ、絶縁膜１３０は、それ以外の導通な不要な部分が接触しないように、電極部１１以外のキャップ基板１０の表面を覆っている。
【００９１】
なお、図５においては、電極部１３と配線層１３０との導通が図られていないが、紙面と垂直ないずれかの場所に、絶縁層１２０が存在しない箇所を設け、その上を配線層１３０で覆うようにすれば、電極部１３と外部との電気的接続を行うことができる。よって、図５に図示しないいずれかの箇所に、電極部１３と外部との電気的接続を図る部分が設けられている。
【００９２】
但し、絶縁層１２０、配線層１３０の形成は、貫通電極１００の取り出し位置の変更が必要でなければ、省略することもできる。例えば、貫通電極１００の電極領域１１、１３を、外部のＩＣ（Integrated Circuit、集積回路）基板のパッドに直接接合するようにしてもよい。よって、貫通電極１００の表面の絶縁層１２０、配線層１３０は、必要に応じて設けるようにしてよい。
【００９３】
また、キャップ基板１０と、微小構造体１５０の電極１４２、１４３との接合は、基板同士の直接接合法を用いるようにしてもよい。例えば、接合面にプラズマを照射して活性化して接合面にＯＨ基を形成して接合を行うようにしてもよい。また、基板表面の異物、自然酸化膜を除去し、ダングリングボンドを形成し、接合する方式を用いるようにしてもよい。
【００９４】
なお、キャップ基板１０、微小構造体素子基板１４０とも、シリコン基板、熱酸化膜、ポリシリコン膜だけで形成可能なので、接合工程及びその後の工程でも、比較的高温のプロセスを利用することが可能であり、プロセス選択の幅を広くすることができる。また、接合部に共晶材料、その他金属、導電性接着剤等を介するようにしてもよい。
【００９５】
このように、貫通電極１００の電極領域１１、１３と微小構造体素子基板１４０の電極１４２、１４３が、物理的に接合され、電気的に接続される方式であれば、種々の接合方式を用いることができる。
【００９６】
貫通電極１００の電極領域１１、１３と微小構造体素子基板１４０上の電極１４２、１４３との接合により、キャップ基板１０と微小構造体基板１４０との間に空間が形成され、封止領域１４６として封止される。封止領域１４６は、キャップ基板１０と微小構造体１５０との接合の際に真空とされ、真空封止される場合がある。例えば、微小構造体１５０が、加速度センサとして構成された場合には、封止領域１４６は真空とされる。この場合、本実施例に係る微小構造体１５０は、貫通電極１００の絶縁部７０を形成する貫通トレンチ２０内に、両側面の間を横断し、第１の成長膜４０の膜界面４１と第２の成長膜５０の膜界面５１を遮蔽する横断部５５を有するので、封止領域１４６の気密性を確実に保つことができる。このように、本実施例に係る微小構造体１５０は、封止領域１４６の気密性を担保し、微小構造体１５０の本来の検出能力又は駆動能力を安定して維持することができる。
【００９７】
また、図４Ｈにおいて説明した研磨工程は、図４Ｆに示した状態で微小基板構造体基板１４０への接合を行い、接合後に行うようにしてもよい。つまり、微小構造体が最終的な製造目的物である場合には、トレンチ２１を貫通させて貫通トレンチ２０としてから貫通電極１００を搭載するのではなく、絶縁部７０の加工が終了した段階で微小構造体基板１４０に搭載し、その後に研磨工程を行い、貫通電極１００及び微小構造体１５０を同時に両方完成させるようにしてもよい。
【００９８】
このように、実施例１に係る貫通電極１００の製造方法における研磨工程は、微小構造体１５０の製造方法の一部に組み込んで行うこともできる。これにより、微小構造体１５０が最終製造物である場合には、用途に応じて最も効率的な製造方法を選択することができる。
【００９９】
実施例１に係る微小構造体１５０及びその製造方法によれば、構造体１４１が収容される封止領域１４６の気密性を高めることができ、センサとしての検出精度又はアクチュエータとしての駆動精度を高めることができる。
【０１００】
なお、以後の実施例において、貫通電極の平面構成と、微小構造体への適用の内容については具体的に説明しないが、総て実施例１と同様に適用することができる。
【０１０１】
また、以後の実施例において、貫通電極の電極部の上に絶縁層が形成された状態で貫通電極が示される場合があるが、絶縁層は、貫通電極の使用前にエッチングにより除去すればよいので、その点については、説明を省略するものとする。
【実施例２】
【０１０２】
図６は、本発明の実施例２に係る貫通電極１０１の断面構成の一例を示した図である。実施例２において、実施例１に係る貫通電極１００と同様の構成要素については、同一の参照符号を付し、その説明を省略又は簡略化する。
【０１０３】
図６において、実施例２に係る貫通電極１０１は、キャップ基板１０に貫通トレンチ２２が形成され、貫通トレンチ２２の内面に絶縁層３０が形成されている。また、貫通トレンチ２２の底面側の開口部を塞ぐように第１の成長膜４０が充填され、第１の成長膜４０の上に第２の成長膜５０が形成されており、全体で絶縁部７１を構成している。そして、第２の成長膜５０は、貫通トレンチ２２の両側面を横断する横断部５５を有する点で、実施例１に係る貫通電極１００と共通する。一方、実施例２に係る貫通電極１０１は、貫通トレンチ２２の形状が、実施例１に係る貫通電極１００と異なっている。
【０１０４】
実施例２に係る貫通電極１０１は、貫通トレンチ２２の両側面が傾斜を有し、先端に向かうにつれて開口幅が小さくなるテーパ形状に構成されている。このように、貫通トレンチ２２の側面形状を、テーパ形状に構成してもよい。
【０１０５】
貫通トレンチ２２の形状がテーパ形状の場合においても、第２の成長膜５５には横断部５５が存在するので、絶縁部７１の気密性を高く維持することができる。なお、図６においては、貫通トレンチ２２が深くなるにつれて溝幅が細くなるテーパ形状をしているが、深くなるにつれて溝幅が広くなる逆の傾斜のテーパ形状であってもよい。
【０１０６】
このように、貫通トレンチ２２の形状が種々の形状であっても、第２の成長膜５０の横断部５５が貫通トレンチ２２の内部に存在すれば、気密性の高い貫通電極１０１を実現することができる。
【０１０７】
図７は、本発明の実施例２に係る貫通電極１０１の製造途中段階の一例を示した図である。図７において、テーパ形状を有するトレンチ２３がキャップ基板１０に形成され、トレンチ２３の内面に絶縁層３０が形成されている。そして、横断部４５を有する第１の成長膜４０がトレンチ２３の底部から充填され、第１の成長膜４０の上に、横断部５５を有する第２の成長膜５０が充填されている。第２の成長膜５０は、キャップ基板１０の表面にも形成されている。
【０１０８】
図７に示す状態から、キャップ基板１０の表面にある第２の成長膜５０をエッチバックし、キャップ基板１０の表面と同一平面の位置まで除去する。第２の成長膜５０の横断部５５は、貫通トレンチ２３内に存在するので、第２の成長膜５０の横断部５５は、第２の成長膜５０がエッチバックされても残ることになる。
【０１０９】
また、キャップ基板１０の底面は、研磨ラインＰ２まで研磨され、第１の成長膜４０の横断部４５は除去される。これにより、第１の成長膜４０の膜界面４１は底面に露出されるが、第２の成長膜５０の横断部５５が存在するため、高い気密性を実現することができる。
【０１１０】
なお、図７においては、トレンチ２３の形状は、最深部の先端が尖った形状となっているが、底面部を有し、断面形状が台形となるような形状に構成されてもよい。トレンチ２３の形状は、用途に応じて種々変化させることができる。
【０１１１】
なお、実施例２に係る貫通電極１０１の製造方法は、トレンチ２２の形状が異なる点以外は、図４Ａ〜図４Ｉにおいて説明した実施例１に係る貫通電極１０１の製造方法と同様であるので、その詳細な説明は省略する。
【０１１２】
実施例２に係る貫通電極１０１及びその製造方法によれば、垂直形状のトレンチ２０以外の種々のトレンチ２２の形状を有する貫通電極１０１とすることができ、用途に応じた形状を採用しつつ貫通電極１０１の気密性を高めることができる。
【実施例３】
【０１１３】
図８は、本発明の実施例３に係る貫通電極１０２の一例を示した断面構成図である。実施例３において、実施例１及び実施例２と同様の構成要素については、同一の参照番号を付してその説明を省略又は簡略化する。
【０１１４】
図８において、実施例３に係る貫通電極１０２は、キャップ基板１０と、貫通トレンチ２０と、絶縁層３０と、第１の成長膜４０と、第２の成長膜５０と、第３の成長膜６０とを備える。第３の成長膜６０を備える点が、実施例１及び実施例２に係る貫通電極１００、１０１と異なっている。
【０１１５】
一方、実施例３に係る貫通電極１０２の絶縁部７２は、貫通トレンチ２０の内面に絶縁層３０が形成され、第１の成長膜４０、第２の成長膜５０が順次下方から充填されている点は、実施例１に係る貫通電極１００と同様である。よって、第１の成長膜４０は、膜界面４１が底面から露出しているが、第２の成長膜５０には、トレンチ３０の両側面を横断する横断部５５を有している。第２の成長膜５０の第１の成長膜４０と反対側、つまり第２の成長膜５０の上には、第３の成長膜６０が充填されているが、トレンチ２０の両側面を横断する横断部６５がトレンチ２０内に存在する。よって、第３の成長膜６０の横断部６５においても、絶縁部７２の深さ方向の気体等の流通を妨げる働きをする。このように、横断部５５、６５が存在する成長膜５０、６０を多段構成にすることにより、より気密性を高くすることができる。
【０１１６】
このように、成長膜４０、５０、６０を３段に積層させて充填し、より気密性を高める構成としてもよい。
【０１１７】
なお、実施例１に係る貫通電極１００においては、第２の成長膜５０がトレンチ２０の上面を塞いでいたが、実施例３に係る貫通電極においては、第３の成長膜６０がトレンチ２０の上面を塞ぐ構成となる。
【０１１８】
また、実施例３に係る貫通電極１０２においては、貫通トレンチ２０は、実施例１と同様に、キャップ基板１０の表面に垂直な側面を有する垂直形状の貫通トレンチ２０として構成した例が示されている。しかしながら、実施例２に説明したような、テーパ形状のトレンチ２２に構成してもよいし、その他、用途に応じて種々の形状に構成してよい。
【０１１９】
図９は、実施例３に係る貫通電極１０２の製造途中段階の一例を示した断面構成図である。実施例３に係る貫通電極１０２において、トレンチ２１の内面及びキャップ基板１０の表面を覆うように絶縁層３０が形成され、トレンチ２１の底面を含む領域を充填するように第１の成長膜４０が形成されている。そして、第１の成長膜４０の上に第２の成長膜５０が形成されており、第２の成長膜５０の底面が第１の成長膜４０の内側に密着して接触する状態となっている。また、第２の成長膜５０の上には、第３の成長膜６０が形成されており、第３の成長膜６０の底面が第２の成長膜５０の内側に密着して接触する状態となっている。
【０１２０】
図９に示した状態から、第３の成長膜６０をエッチバックして、キャップ基板１０の表面と同一面までエッチング除去し、底面からは研磨ラインＰ３まで研磨除去することにより、図８に示した貫通電極１０２に構成することができる。
【０１２１】
次に、図１０Ａ〜図１０Ｉを用いて、実施例３に係る貫通電極１０２の製造方法の一例について説明する。図１０Ａ〜図１０Ｉは、実施例３に係る貫通電極１０２の製造方法の各工程の一例を示した図である。
【０１２２】
図１０Ａは、実施例３に係る貫通電極１０２の製造方法のトレンチ形成工程の一例を示した図である。トレンチ形成工程においては、トレンチ２０が形成される。なお、トレンチ形成工程は、実施例１の図４Ａと同様であるので、その詳細な説明を省略する。
【０１２３】
図１０Ｂは、実施例３に係る貫通電極１０２の製造方法の絶縁層形成工程の一例を示した図である。絶縁層形成工程においては、トレンチ２１の内面に絶縁層３０が形成される。なお、絶縁層形成工程は、実施例１の図４Ｂと同様であるので、その詳細な説明を省略する。
【０１２４】
図１０Ｃは、実施例３に係る貫通電極１０２の製造方法の第１の成長膜形成工程の一例を示した図である。第１の成長膜形成工程においては、トレンチ２１を充填するように第１の成長膜４０が形成される。第１の成長膜形成工程は、実施例１の図４Ｃと同様であるので、その詳細な説明は省略する。
【０１２５】
図１０Ｄは、実施例３に係る貫通電極１０２の製造方法の第１のエッチバック工程の一例を示した図である。第１のエッチバック工程においては、第１の成長膜４０の不要部分がエッチバックされて除去される。実施例３に係る貫通電極１０２の製造方法においては、トレンチ２１内に３つの成長膜を充填するので、第１のエッチバック工程においては、残り２つの成長膜を充填できるスペースを空けるように、実施例１の場合よりも下方までエッチバックを行うようにしてよい。
【０１２６】
なお、エッチバックの方法や、用いられる材料自体は、実施例１の図４Ｄで説明した内容と同様であるので、その詳細な説明は省略する。
【０１２７】
図１０Ｅは、実施例３に係る貫通電極１０２の製造方法の第２の成長膜形成工程の一例を示した図である。第２の成長膜形成工程においては、エッチバックされた第１の成長膜４０の上に、トレンチ２１の残りのスペースを充填するように第２の成長膜が形成される。第２の成長膜形成工程は、実施例１の図４Ｅと同様であるので、その詳細な説明は省略する。
【０１２８】
図１０Ｆは、実施例３に係る貫通電極１０２の製造方法の第２のエッチバック工程の一例を示した図である。第２のエッチバック工程においては、第２の成長膜５０が、トレンチ２１の内部までエッチバックされる。第２のエッチバック工程においては、第３の成長膜６０をトレンチ２１内に充填できるスペースを空けるようにエッチングが行われるが、第２の成長膜５０の横断部５５が除去されない範囲でエッチングを行う。これにより、第２の成長膜５０の横断部５５をトレンチ２１内に確実に残すことができ、絶縁部７２の気密性を確実に高めることができる。
【０１２９】
図１０Ｇは、実施例３に係る貫通電極１０２の製造方法の第３の成長膜形成工程の一例を示した図である。第３の成長膜形成工程においては、トレンチ２１の第２の成長膜４０上の空間を充填するように第３の充填膜６０が形成される。これにより、第３の充填膜６０の横断部６５が、トレンチ２１内に形成される。
【０１３０】
また、第３の充填膜６０は、第１の充填膜４０及び第２の充填膜５０と同様に、導電性を問わず、ポリシリコン膜等の半導体膜、タングステン等の導体膜、ＳｉＯ２膜等の絶縁体膜等を用途に応じて用いることができる。トレンチ２１の内面に形成された絶縁層３０で絶縁部７２の絶縁性は担保されているからである。
【０１３１】
第３の充填膜６０は、第１の充填膜４０及び第２の充填膜５０に関わらず、任意の膜を用いることができるが、熱膨張率を一定にするために、第１の充填膜４０及び第２の充填膜５０と同一の材料で成膜することが好ましい。
【０１３２】
第３の充填膜６０の形成方法は、化学気相成長法、エピタキシャル成長法等、種々の成長方法を用いることができるが、例えば、化学気相成長法を用いるようにしてもよい。なお、成膜の方法自体は、実施例１の図４Ｃ、図４Ｅと同様であるので、その詳細な説明は省略する。
【０１３３】
図１０Ｈは、実施例３に係る貫通電極１０２の製造方法の第３のエッチバック工程の一例を示した図である。第３のエッチバック工程においては、第３の成長膜６０が表面からエッチバックされ、キャップ基板１０の表面と同一面まで除去される。これにより、トレンチ２１の内部に成長膜４０、５０、６０が充填されるとともに、第３の成長膜６０がトレンチ２１の上面の開口部を塞いだ状態となる。第３の成長膜６０の横断部６５は、トレンチ２１内に存在し、気密性の向上に寄与することができる。
【０１３４】
図１０Ｉは、実施例３に係る貫通電極１０２の製造方法の研磨工程の一例を示した図である。研磨工程においては、キャップ基板１０の裏面側、つまりトレンチ２１が形成されていない側から研磨が行われ、キャップ基板１０が薄板化され、トレンチ２１が貫通して貫通トレンチ２０となる。これにより、絶縁部７２の内側と外側とで、キャップ基板１０が絶縁分離された状態となる。
【０１３５】
研磨工程において、第１の成長膜４０の横断部４５（図１０Ｈ参照）は除去され、膜界面４１がキャップ基板１０の底面側から露出するが、第２の成長膜５０の横断部５５と第３の成長膜６０の横断部６５が多段で貫通トレンチ２０内に存在するので、２重で気体等の流通を遮蔽し、一層高い気密度を実現することができる。
【０１３６】
このように、実施例３に係る貫通基板１０２及びその製造方法によれば、多段で貫通トレンチ２０内に成長膜５０、６０の横断部５５、６５を設けることにより、極めて高い気密性を実現することができる。
【０１３７】
なお、実施例３においては、成長膜４０，５０、６０を３段階とする多段の例を挙げて説明したが、より高い気密性が必要な場合には、図１０Ｅに示した成長膜形成工程と図１０Ｆに示したエッチバック工程を複数回繰り返し、４段以上の所望の段数の成長膜４０、５０、６０を有する貫通基板１０２を構成することができる。
【実施例４】
【０１３８】
図１１は、本発明の実施例４に係る貫通電極１０３の一例を示した断面構成図である。図１１において、実施例４に係る貫通電極１０３は、キャップ基板１０と、貫通トレンチ２６と、絶縁層３０と、第１の成長膜４０と、第２の成長膜５０とを備える。また、貫通トレンチ２６と、絶縁層３０と、第１の成長膜４０と、第２の成長膜５０で、絶縁部７３を構成する。
【０１３９】
実施例４に係る貫通電極１０３は、貫通トレンチ２６が、溝幅の広いトレンチ２４と、溝幅の狭いトレンチ２５とが連なって段差を有する形状に構成されている点で、実施例１乃至実施例３に係る貫通電極１００、１０１、１０２と異なっている。また、溝幅の広いトレンチ２４の内面は、側面及び底面の双方とも、絶縁層３３で覆われているが、かかる絶縁層３３が、溝幅の狭いトレンチ２５を充填している点で、実施例１乃至実施例３と異なっている。
【０１４０】
溝幅の広いトレンチ２４は、熱酸化膜では充填が困難であり、成長膜で充填することが必要な通常の溝幅を有するトレンチであり、実施例１乃至実施例３において説明した貫通トレンチ２０、２２と同程度の溝幅を有する。溝幅は、例えば、５〜２０μｍ程度の溝幅であってもよい。
【０１４１】
溝幅の狭いトレンチ２５は、キャップ基板１０を加熱することにより形成される熱酸化膜で充填できる程度の溝幅を有するトレンチである。溝幅は、例えば、サブミクロン〜２μｍ程度の大きさに構成されてもよい。
【０１４２】
溝幅の広いトレンチ２４は、キャップ基板１０を貫通しないように、表面から所定深さまで形成され、溝幅の狭いトレンチ２５は、溝幅の広いトレンチ２４の底面から、キャップ基板１０の裏面を貫通するように形成されている。平面的には、溝幅の広いトレンチ２４が、溝幅の狭いトレンチ２５を包含するような形状となる。
【０１４３】
第１の成長膜４０は、材料や成膜方法は、実施例１乃至実施例３において説明した内容と同様であるが、溝幅の広いトレンチ２４の両側面を底面に沿って横断する横断部４５が残っている点で、実施例１乃至実施例３に係る貫通電極１００、１０１、１０２と異なっている。また、第２の成長膜５０についても、実施例１乃至実施例３の場合と同様に、横断部５５は存在している。よって、成長膜は第１の成長膜４０と第２の成長膜５０の２段の多段構造であるが、横断部４５、５５については、双方の成長膜４０、５０に関して残存し、２段の横断部４５、５５が貫通トレンチ２６内に存在する構成となっている。
【０１４４】
このように、溝幅の狭いトレンチ２５を溝幅の広いトレンチ２４の下方に形成し、溝幅の狭いトレンチ２５には、熱酸化膜による絶縁層３３を充填して密封構造とし、これにより貫通トレンチ２６の一方の開口部を塞ぎ、溝幅の広いトレンチ２４内の第１の成長膜４０及び第２の成長膜５０については、総て横断部４５、５５を残す構成としてもよい。絶縁層３３にも、熱酸化膜の膜界面３４が存在し、ここで気体が流通し易くなるが、横断部４５、５５が多段に形成されるので、高い気密性を実現することができる。
【０１４５】
図１２は、実施例４に係る貫通電極１０３の製造途中段階の一例を示した断面構成図である。図１２において、キャップ基板１０に、溝幅の広いトレンチ２４と、溝幅の狭いトレンチ２７が連続的に形成されている。溝幅の広いトレンチ２４の底面から、溝幅の狭いトレンチ２５が更に深く延びるような段差形状となっている。熱酸化膜である絶縁層３３は、溝幅の広いトレンチ２５の側面及び底面を覆うとともに、溝幅の狭いトレンチ２７を充填している。第１の成長膜４０は、溝幅の広いトレンチ２５の底面から、溝幅の広いトレンチ２５の内部の所定高さまで充填されている。その上には、第２の成長膜５０が、溝幅の広いトレンチ２４の上方の開口部と、キャップ基板１０の表面を覆うように形成されている。
【０１４６】
この状態から、キャップ基板１０の表面と同一面まで第２の成長膜５０をエッチバックし、キャップ基板１０を裏面から研磨し、研磨ラインＰ４まで薄板化することにより、図１１に示した貫通電極１０３が完成することになる。
【０１４７】
このように、実施例４に係る貫通電極によれば、貫通トレンチ２６内の成長膜４０、５０の横断部４５、５５を総て残存させ、少ない成長膜で気密性の高い貫通電極１０３とすることができる。
【０１４８】
次に、図１３Ａ〜図１３Ｃを用いて、実施例４に係る貫通電極１０３の製造方法について説明する。なお、図１１及び図１２と同様の構成要素については、同一の参照番号を付し、その説明を省略する。
【０１４９】
図１３Ａは、実施例４に係る貫通電極１０３の製造方法の第１のトレンチ形成工程の一例を示した図である。第１のトレンチ形成工程においては、キャップ基板１０の表面に、溝幅の狭いトレンチ２７が形成される。溝幅の狭いトレンチ２７の形成は、トレンチ２７の溝幅の開口を有するマスク８０を用いて、ドライエッチングにより行うようにしてよい。
【０１５０】
図１３Ｂは、実施例４に係る貫通電極１０３の製造方法の第２のトレンチ形成工程の一例を示した図である。第２のトレンチ形成工程においては、溝幅の狭いトレンチ２７を包含するように、溝幅の広いトレンチ２４が形成される。溝幅の広いトレンチ２４は、溝幅の狭いトレンチ２７の形成に用いたマスク８０よりも開口幅の広いマスク９０を用いて、溝幅の狭いトレンチ２７を開口で包含するよう配置して、ドライエッチングにより形成してよい。
【０１５１】
図１３Ｃは、実施例４に係る貫通電極１０３の製造方法の絶縁層形成工程の一例を示した図である。絶縁層形成工程においては、キャップ基板１０が加熱され、トレンチ２８を含むキャップ基板１０の表面に、熱酸化膜の絶縁層３３が形成される。このとき、溝幅の広いトレンチ２４の表面は、絶縁層３３の薄膜で被覆された状態となるが、溝幅の狭いトレンチ２７は、絶縁層３３で充填される。ここで、溝幅の狭いトレンチ２７には、絶縁層３３の膜界面３４が形成され、この部分については、成長膜の場合と同様に、気体が流通し易い状態となる。
【０１５２】
図１３Ｃの状態は、形状的に考えると、キャップ基板１０に、溝幅の広いトレンチ２４のみが形成された状態である。よって、以後の工程は、実施例１に係る貫通基板１００の製造方法で説明した図４Ａ〜図４Ｆの工程を、そのまま適用することができる。つまり、第１の成長膜形成工程、第１のエッチバック工程及び第２の成長膜形成工程を経ることにより、図１２と同じ状態とすることができる。
【０１５３】
図１２の状態となったら、第２のエッチバック工程により第２の成長膜５０をエッチバックし、研磨工程を行うことにより、図１１の貫通電極１０３を製造することができる。
【０１５４】
このように、実施例４に係る貫通電極１０３の製造方法においては、トレンチ２８の形成工程と、研磨工程が異なるが、それ以外は、実施例１に係る貫通電極１００の製造方法を利用し、比較的簡素な工程で、気密性の高い貫通電極１０３を製造することができる。
【０１５５】
なお、実施例４においては、成長膜を２段とする例を挙げて説明したが、実施例３と組み合わせて、成長膜を３段以上として構成してもよい。実施例４に係る貫通電極１０３の構成であれば、貫通トレンチ２６内の総ての成長膜の横断部を残すことができるので、更に気密性を高めることができる。
【実施例５】
【０１５６】
図１４は、本発明の実施例５に係る貫通電極１０４の一例の断面構成図である。なお、実施例５において、実施例１と同様の構成要素については、同一の参照符号を付して、その説明を省略する。
【０１５７】
実施例５に係る貫通電極１０４は、キャップ基板１０と、貫通トレンチ２０と、第１の成長膜４２と、第２の成長膜５０とを備える。また、貫通トレンチ２０と、第１の成長膜４２と、第２の成長膜５２は、絶縁部７４を構成する。
【０１５８】
実施例５に係る貫通電極１０４は、貫通トレンチ２０の形状は、実施例１に係る貫通電極１００と共通している。
【０１５９】
一方、実施例５に係る貫通電極１０４は、貫通トレンチ２０の内表面に絶縁層３０が形成されておらず、第１の成長膜４２及び第２の成長膜５２が絶縁膜である点で、実施例１に係る貫通電極と異なっている。つまり、実施例５に係る貫通電極１０４においては、貫通トレンチ２０の表面の絶縁層３０ではなく、貫通トレンチ２０に充填された第１の成長膜４２及び第２の成長膜５２で、貫通電極１０４の絶縁部７４の絶縁性を担保する。なお、第１の成長膜４２及び第２の成長膜５２に用いられる絶縁膜としては、例えば、ＳｉＯ２膜であってもよい。
【０１６０】
このように、第１の成長膜４２及び第２の成長膜５２を絶縁膜とし、貫通トレンチ２０の側面には何も膜を形成しない構成としてもよい。より簡素な構成で、貫通電極１０４を構成することができる。
【０１６１】
第２の成長膜５２に横断部５６が存在し、高い気密性を実現できるのは、実施例１に係る貫通電極１００と同様である。
【０１６２】
なお、実施例５に係る貫通電極１０４の製造方法は、実施例１の図４Ａ〜図４Ｉにおいて説明した貫通電極１００の製造方法において、図４Ａのトレンチ形成工程を行った後、図４Ｂの絶縁層形成工程を行わずに、図４Ｃの第１の成長膜形成工程以降を行うようにしればよい。
【０１６３】
実施例５に係る貫通電極１０４及びその製造方法によれば、簡素な構成及び工程で、気密性の高い貫通電極１０４を構成することができる。
【実施例６】
【０１６４】
図１５は、本発明の実施例６に係る貫通電極１０５の一例を示した断面構成図である。実施例６に係る貫通電極１０５は、キャップ基板１０と、貫通トレンチ２２と、第１の成長膜４２と、第２の成長膜５２とを備える。また、貫通トレンチ２２と、第１の成長膜４２と、第２の成長膜５２とで、絶縁部７５を構成する。
【０１６５】
実施例６に係る貫通電極１０５は、貫通トレンチ２２の形状は、実施例２に係る貫通電極１０１と同様に、テーパ形状を有する点で共通するが、絶縁層３０が貫通トレンチ２２の内表面に形成されておらず、第１の成長膜４２及び第２の成長膜５２がＳｉＯ２膜等の絶縁膜で構成されている点で、実施例２に係る貫通電極１０１と異なっている。
【０１６６】
このように、テーパ形状の貫通トレンチ２２を有する貫通電極１０５においても、絶縁部７５の絶縁性を、第１の成長膜４２及び第２の成長膜５２で担保するようにしてよい。第２の成長膜５２に横断部５６が形成去れている点は、実施例５と同様であり、優れた気密性を担保できる。
【０１６７】
なお、実施例６に係る貫通電極１０５の製造方法は、実施例５において説明した貫通電極１０４の製造方法において、トレンチ２１の形状をテーパ形状のトレンチ２３に変更すればよい。
【０１６８】
また、テーパ形状を、下方にゆくにつれて広くなる逆テーパ形状としてもよいことも、実施例２に係る貫通電極１０１と同様である。
【０１６９】
実施例６に係る貫通電極１０５によれば、貫通トレンチ２２がテーパ形状を有する場合においても、貫通トレンチ２２の内部に直接絶縁材料からなる第１の成長膜４２及び第２の成長膜５２を形成することにより、簡素な構成及び工程で絶縁部７５の絶縁性を担保することができる。また、第２の成長膜５２は、貫通とレンチ２２の両側面間を、第１の成長膜４２上で横断する横断部５６を有するので、他の実施例と同様に、貫通電極１０５の気密性を高めることができる。
【実施例７】
【０１７０】
図１６は、本発明の実施例７に係る貫通電極１０６の一例の断面構成を示した図である。図１６において、実施例７に係る貫通電極１０６は、キャップ基板１０と、貫通トレンチ２０と、第１の成長膜４２と、第２の成長膜５２と、第３の成長膜６３とを備える。また、貫通トレンチ２０と、第１の成長膜４２と、第２の成長膜５２と、第３の成長膜６３は、絶縁部７６を構成する。
【０１７１】
実施例７に係る貫通電極１０６は、第１の成長膜４２及び第２の成長膜５２のみならず、第３の成長膜６３も備える点で、実施例３に係る貫通電極１０２と共通するが、貫通トレンチ２０の内面に絶縁層３０が形成されていない点で異なっている。実施例７に係る貫通電極１０６においては、第１の成長膜４２、第２の成長膜５２及び第３の成長膜６２には、絶縁膜を用いるようにする。これにより、絶縁層３０が存在しなくても、絶縁部７６の絶縁性を担保することができる。
【０１７２】
また、第２の成長膜５２は、第１の成長膜４２の上面上に、貫通トレンチ２０の両側面間を横断する横断部５６を備え、第３の成長膜６２も、第２の成長膜５２の上面上に、両側面間を横断する横断部６６を多段で備えている。これにより、貫通電極１０６の絶縁部７６の気密性を一層高めることができる。
【０１７３】
なお、実施例７に係る貫通電極１０５の製造方法は、実施例３の図１０Ａ〜図１０Ｉに示した貫通電極１０２の製造方法において、図１０Ａのトレンチ形成工程を行った後、図１０Ｂの絶縁層形成工程を行わずに、直接図１０Ｃの第１の成長膜形成工程を行うようにすればよい。これにより、工程数を１つ減らしつつ、気密性の高い貫通電極１０６を製造することができる。
【０１７４】
また、図１６において、成長膜４２、５２、６２が３つの例を挙げて説明したが、更に多くの成長膜を積層し、横断部５６、６６の数を増やして、気密性を高める構成としてもよい。
【０１７５】
実施例７に係る貫通電極１０６によれば、工程数を減少させつつ、横断部５５、６６を多段で設けることができ、高い気密性を実現することができる。
【０１７６】
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。特に、必要に応じて、各実施例同士は組み合わせることができ、例えば、実施例２と実施例３を組み合わせて、テーパ形状の貫通トレンチ２２に、３段以上の多段で成長膜４０、５０、６０を形成し、横断部５５、６５を複数段設けるような態様とすることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１７７】
本発明は、気密性を要する貫通電極全般に利用することができ、例えば、センサやアクチュエータとして構成されるＭＥＭＳ等の微小構造体に利用することができる。
【符号の説明】
【０１７８】
１０ キャップ基板
１１、１３ 電極領域
１２ 周辺領域
２０、２２、２５、２６ 貫通トレンチ
２１、２３、２４、２７、２８ トレンチ
３０、３１、３２、３３、１２０ 絶縁層
４０、４２ 第１の成長膜
４１、５１ 膜界面
４５、５５、６５ 横断部
５０、５２ 第２の成長膜
６０、６２ 第３の成長膜
７０〜７６ 絶縁部
８０、９０ マスク
１００〜１０６ 貫通電極
１１０ ザグリ
１３０ 配線
１４０ 微小構造体素子基板
１４１ 構造体
１４２、１４３ 電極
１４４、１４５ 酸化膜
１４６ 封止領域
１５０ 微小構造体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、貫通電極及びこれを用いた微小構造体、並びにそれらの製造方法に関し、特に、導電性を有する基板の所定領域を貫通トレンチで囲み、周囲から絶縁分離した貫通電極及びこれを用いた微小構造体、並びにそれらの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ウエハの第１表面と第２表面との間に絶縁された電気的接続を作る方法であって、導電性又は半導体材料からなるウエハを用意し、ウエハの第１表面から少なくとも一つのトレンチをエッチングしてトレンチが完全にウエハの一部分を囲むようにした後、トレンチを絶縁材料で満たし、トレンチ内の絶縁性材料を露出させるためにウエハを第２表面から薄くし、それによりウエハを貫通して伸びる絶縁された電気的接続を作成する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００６−５２１０２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述の特許文献１に記載の構成では、トレンチの最深部がウエハの第２表面近くの深い位置に形成されるため、絶縁材料が連続的に最深部を横断するように形成された横断部も、当然ながらウエハの第２表面近くの深い位置に形成される。かかる横断部は、トレンチの深さ方向と交わる方向に横断するので、トレンチの深さ方向のリークパスを遮蔽する役割を果たさせることも可能であるが、特許文献１に記載の構成では、横断部は、ウエハを第２表面から薄くする際に削られてしまう可能性が高い。この場合には、絶縁材料の成長面同士が接触した部分が露出してしまい、成長面同士が接触した部分がリークパスになってしまい、絶縁材料の部分の第１表面と第２表面との間の気密性が低下してしまう。かかる気密性の低下は、例えば、ウエハをＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）等の微小構造体の電極として用い、かつ微小構造体とウエハの間の空間を真空状態に保つ必要がある場合に、当該空間を真空状態に保つことができないという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、気密性の高い貫通電極及びこれを用いた微小構造体、並びにそれら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】
【０００６】
上記目的を達成するため、第１の発明に係る貫通電極は、導電性を有する基板の所定領域を貫通トレンチで囲み、周囲から絶縁分離した貫通電極において、
前記貫通トレンチ内の深さ方向における所定部分を塞ぐように充填された第１の成長膜と、
前記貫通トレンチの両側面の間を横断する横断部を含み、該横断部の底面部が前記第１の成長膜の内側に接触するように充填された第２の成長膜と、を有することを特徴とする。
【０００７】
これにより、トレンチ内部に、トレンチの縦方向の流通を遮る横断部を有する成長膜を確実に設けることができ、貫通電極の気密性を高めることができる。
【０００８】
第２の発明は、第１の発明に係る貫通電極において、
前記貫通トレンチの内面には、絶縁層が形成されていることを特徴とする。
【０００９】
これにより、成長膜の電気的特性の如何に関わらず、貫通電極領域を周囲の基板から絶縁することができ、成長膜に、金属等の導電膜や、ポリシリコン等の半導体膜等を用いることができるので、成膜特性に優れた成長膜を用いることにより、気密性を一層高めることができる。
【００１０】
第３の発明は、第１又は第２の発明に係る貫通電極において、
前記所定部分は、前記貫通トレンチの開口部の一方であることを特徴とする。
【００１１】
これにより、第１の成長膜で貫通トレンチの開口部の一方を密封することができ、貫通トレンチの片側を封止することができる。
【００１２】
第４の発明は、第３の発明に係る貫通電極において、
前記第２の成長膜は、前記貫通トレンチの開口部の他方を塞ぐように充填されていることを特徴とする。
【００１３】
これにより、２つの成長膜により貫通トレンチ内部の総てを充填することができ、簡素な構成を採用しながらも、気密性の高い貫通電極とすることができる。
【００１４】
第５の発明は、第１〜４のいずれかの発明に係る貫通電極において、
前記第１の成長膜及び前記第２の成長膜は、絶縁膜であることを特徴とする。
【００１５】
これにより、成長膜の充填のみにより、周囲の基板と貫通電極部分との絶縁分離を行うことも可能となり、簡素な構成で気密性の高い貫通電極に構成することができる。
【００１６】
第６の発明は、第１〜３のいずれかの発明に係る貫通電極において、
前記第２の成長膜の、前記第１の成長膜と反対側には、前記貫通トレンチの両側面の間を横断する横断部を含み、該横断部の底面部が前記第２の成長膜に接触するように第３の成長膜が充填されていることを特徴とする。
【００１７】
これにより、貫通トレンチの内部に横断部を二重に設けることができ、更に気密性を高めることができる。
【００１８】
第７の発明は、第６の発明に係る貫通電極において、
前記第３の成長膜は、前記貫通トレンチの開口部の他方を塞ぐように充填されていることを特徴とする。
【００１９】
これにより、３つの成長膜を用いて２つの横断部を貫通トレンチ内に形成でき、気密性の高い貫通電極を構成することができる。
【００２０】
第８の発明は、第６又は第７の発明に係る貫通電極において、
前記第１の成長膜、前記第２の成長膜及び前記第３の成長膜は、絶縁膜であることを特徴とする。
【００２１】
これにより、貫通トレンチを充填する成長膜のみで貫通電極の周囲部分との絶縁性と、基板の厚さ方向における気密性を確保することができる。
【００２２】
第９の発明は、第１〜８のいずれかの発明に係る貫通電極において、
前記貫通トレンチは、側面が前記基板の表面に対して垂直に形成されたことを特徴とする。
【００２３】
これにより、簡素で一般的な垂直トレンチ形状を採用しつつ、貫通電極の気密性を高めることが可能となる。
【００２４】
第１０の発明は、第１〜８のいずれかの発明に係る貫通電極において、
前記貫通トレンチは、側面がテーパ形状を有することを特徴とする。
【００２５】
これにより、トレンチ内部にボイドを発生し難くして成長膜を形成できるため、テーパ形状のトレンチ形状とした場合にも、貫通電極の気密性を高めることができる。
【００２６】
第１１の発明は、第１又は第２の発明に係る貫通電極において、
前記貫通トレンチは、前記基板の表面から所定深さまで形成された第１の溝幅を有する第１のトレンチと、該第１のトレンチの底面から前記基板の裏面までを貫通し、前記第１の溝幅よりも狭い第２の溝幅を有する第２のトレンチを有し、
前記所定部分は、前記第１のトレンチの底面であり、
前記第２のトレンチは、絶縁層で充填されていることを特徴とする。
【００２７】
これにより、第１の成長膜も横断部を有する構成となり、横断部が多重にトレンチ内に存在する構成となり、確実に高い気密性を実現することができる。
【００２８】
第１２の発明に係る微小構造体は、第１〜１１のいずれかの発明に係る貫通電極と、
表面に電極が形成された微小構造体素子基板とを有し、
前記貫通電極と、前記微小構造体素子基板の前記電極が接合されたことを特徴とする。
【００２９】
これにより、微小構造体の封止部分の気密性を高めることができ、センサやアクチュエータとして機能する構造体部分の検出精度又は駆動精度を高めることができる。
【００３０】
第１３の発明に係る貫通電極の製造方法は、導電性を有する基板の所定領域を、貫通トレンチにより周囲から絶縁分離した貫通電極の製造方法であって、
導電性を有する基板に、トレンチを形成するトレンチ形成工程と、
前記トレンチを充填するように、第１の成長膜を形成する第１の成長膜形成工程と、
該第１の成長膜を、前記トレンチの内部までエッチバックする第１のエッチバック工程と、
前記第１の成長膜の上に、前記トレンチを充填するように、第２の成長膜を形成する第２の成長膜形成工程と、
前記第２の成長膜の不要部分を、前記トレンチの両側面を横断する横断部を除去しない範囲でエッチバックにより除去する第２のエッチバック工程と、を含むことを特徴とする。
【００３１】
これにより、成長膜のトレンチへの充填とエッチバックの繰り返しという簡素な工程を用いて、気密性の高い貫通電極を製造することができる。
【００３２】
第１４の発明は、第１３の発明に係る貫通電極の製造方法において、
前記第２のエッチバック工程は、前記第２の成長膜を前記基板の表面と同一面までエッチバックすることを特徴とする。
【００３３】
第１５の発明は、第１３又は第１４の発明に係る貫通電極の製造方法において、
前記第１の成長膜及び前記第２の成長膜は、絶縁膜であることを特徴とする。
【００３４】
第１６の発明は、第１３の発明に係る貫通電極の製造方法において、
前記第２のエッチバック工程は、前記第２の成長膜を前記トレンチの内部までエッチバックし、
前記第２のエッチバック工程の後に、前記第２の成長膜の上に前記トレンチを充填するように第３の成長膜を形成する工程と、該第３の成長膜の不要部分を、前記トレンチの両側面を横断する横断部を除去しない範囲でエッチバックにより除去する第３のエッチバック工程と、を更に有することを特徴とする。
【００３５】
第１７の発明は、第１６の発明に係る貫通電極の製造方法において、
前記第３のエッチバック工程は、前記基板の表面と同一面までエッチバックすることを特徴とする。
【００３６】
第１８の発明は、第１６又は第１７の発明に係る貫通電極の製造方法において、
前記第１の成長膜、前記第２の成長膜及び前記第３の成長膜は、絶縁膜であることを特徴とする。
【００３７】
第１９の発明は、第１１〜１６にいずれかの発明に係る貫通電極の製造方法において、
前記トレンチ形成工程と前記第１の成長膜形成工程との間に、前記基板を加熱して前記トレンチの表面に絶縁層を形成する絶縁層形成工程を更に有することを特徴とする。
【００３８】
第２０の発明は、第１３〜１９のいずれかの発明に係る貫通電極の製造方法において、
前記トレンチを、前記基板の表面に対して側面が垂直になるように形成することを特徴とする。
【００３９】
第２１の発明は、第１３〜１９のいずれかの発明に係る貫通電極の製造方法において、
前記トレンチを、側面がテーパ形状になるように形成することを特徴とする。
【００４０】
第２２の発明は、第１３の発明に係る貫通電極の製造方法において、
前記トレンチ形成工程は、第１の溝幅を有する第１のトレンチを形成する工程と、
該第１のトレンチを包含する前記第１の溝幅よりも広い第２の溝幅を有する第２のトレンチを形成する工程とを含み、
前記トレンチ工程と前記第１の成長膜工程との間に、前記第１のトレンチを充填するとともに、前記第２のトレンチの内面に絶縁層を形成する絶縁層形成工程を有し、
前記第２のトレンチに対して前記第１の成長膜形成工程以後の工程を行うことを特徴とする。
【００４１】
第２３の発明に係る微小構造体の製造方法は、表面に電極が形成された微小構造体素子基板を用意する工程と、
請求項１３乃至２２のいずれか一項に記載された貫通電極の製造方法により製造された貫通電極を、前記微小構造体素子基板の前記電極に接合する工程と、を含むことを特徴とする。
【００４２】
これにより、基板で封止した構造体を含む空間の気密性が高い微小構造体を製造することができ、センサやアクチュエータとして検出精度又は駆動精度の高い微小構造体を製造することができる。
【発明の効果】
【００４３】
本発明によれば、貫通電極の気密性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】実施例１に係る貫通電極１００の一例を示した断面構成図である。
【図２】実施例１に係る貫通電極１００の全体構成の一例を示した斜視断面図である。
【図３】実施例１に係る貫通電極１００の製造途中段階の一例を示した図である。
【図４Ａ】実施例１に係る貫通電極１００の製造方法のトレンチ形成工程の一例を示した図である。
【図４Ｂ】実施例１に係る貫通電極１００の製造方法の絶縁層形成工程の一例を示した図である。
【図４Ｃ】実施例１に係る貫通電極１００の製造方法の第１の成長膜形成工程の一例を示した図である。
【図４Ｄ】実施例１に係る貫通電極１００の製造方法の第１のエッチバック工程の一例を示した図である。
【図４Ｅ】実施例１に係る貫通電極１００の製造方法の第２の成長膜形成工程の一例を示した図である。
【図４Ｆ】実施例１に係る貫通電極１００の製造方法の第２のエッチバック工程の一例を示した図である。
【図４Ｇ】実施例１に係る貫通電極１００の製造方法の上面絶縁層形成工程の一例を示した図である。
【図４Ｈ】実施例１に係る貫通電極１００の製造方法の研磨工程の一例を示した図である。
【図４Ｉ】実施例１に係る貫通電極１００の製造方法の下面絶縁層形成工程の一例を示した図である。
【図５】実施例１に係る微小構造体１５０の断面構成の一例を示した図である。
【図６】実施例２に係る貫通電極１０１の断面構成の一例を示した図である。
【図７】実施例２に係る貫通電極１０１の製造途中段階の一例を示した図である。
【図８】実施例３に係る貫通電極１０２の一例を示した断面構成図である。
【図９】実施例３に係る貫通電極１０２の製造途中段階の一例を示した断面構成図である。
【図１０Ａ】実施例３に係る貫通電極１０２の製造方法のトレンチ形成工程の一例を示した図である。
【図１０Ｂ】実施例３に係る貫通電極１０２の製造方法の絶縁層形成工程の一例を示した図である。
【図１０Ｃ】実施例３に係る貫通電極１０２の製造方法の第１の成長膜形成工程の一例を示した図である。
【図１０Ｄ】実施例３に係る貫通電極１０２の製造方法の第１のエッチバック工程の一例を示した図である。
【図１０Ｅ】実施例３に係る貫通電極１０２の製造方法の第２の成長膜形成工程の一例を示した図である。
【図１０Ｆ】実施例３に係る貫通電極１０２の製造方法の第２のエッチバック工程の一例を示した図である。
【図１０Ｇ】実施例３に係る貫通電極１０２の製造方法の第３の成長膜形成工程の一例を示した図である。
【図１０Ｈ】実施例３に係る貫通電極１０２の製造方法の第３のエッチバック工程の一例を示した図である。
【図１０Ｉ】実施例３に係る貫通電極１０２の製造方法の研磨工程の一例を示した図である。
【図１１】実施例４に係る貫通電極１０３の一例を示した断面構成図である。
【図１２】実施例４に係る貫通電極１０３の製造途中段階の一例を示した断面図である。
【図１３Ａ】実施例４に係る貫通電極１０３の製造方法の第１のトレンチ形成工程の一例を示した図である。
【図１３Ｂ】実施例４に係る貫通電極１０３の製造方法の第２のトレンチ形成工程の一例を示した図である。
【図１３Ｃ】実施例４に係る貫通電極１０３の製造方法の絶縁層形成工程の一例を示した図である。
【図１４】実施例５に係る貫通電極１０４の一例の断面構成図である。
【図１５】実施例６に係る貫通電極１０５の一例を示した断面構成図である。
【図１６】実施例７に係る貫通電極１０６の一例の断面構成を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態の説明を行う。
【実施例１】
【００４６】
図１は、本発明の実施例１に係る貫通電極１００の一例を示した断面構成図である。図１において、実施例１の係る貫通電極１００は、キャップ基板１０と、貫通トレンチ２０と、絶縁層３０と、第１の成長膜４０と、第２の成長膜５０とを備える。
【００４７】
キャップ基板１０は、導電性を有する基板である。キャップ基板１０は、導電性を有すれば、種々の基板を用いることができるが、例えば、半導体基板を用いてもよい。半導体基板は、不純物を高濃度に注入することにより、導電性を高めることができ、貫通電極１００用の基板として利用することができる。なお、キャップ基板１０に半導体を利用する場合、用途に応じて、種々の半導体材料からなる基板を用いてよいが、例えば、シリコン基板を用いるようにしてもよい。
【００４８】
貫通電極１００は、キャップ基板１０の厚さ方向に電流が流れる構成の電極であり、キャップ基板１０の所定領域を絶縁部７０で囲み、周囲から絶縁することで構成される。図１において、キャップ基板１０は、絶縁部７０により電極領域１１と周辺領域１２とに区画されている。絶縁部７０で両側を挟まれた電極領域１１が、貫通電極１００の電極部として機能する。なお、絶縁部７０は、貫通トレンチ２０と、絶縁層３０と、第１の成長膜４０と、第２の成長膜５０とを有する。
【００４９】
図２は、本発明の実施例１に係る貫通電極１００の全体構成の一例を示した斜視断面図である。図２において、キャップ基板１０に貫通電極１００が形成されている。図２に示すように、キャップ基板１０の電極領域１１を絶縁部７０で囲み、周辺領域１２から絶縁分離することにより、所定の平面形状を有する電極領域１１を備えた貫通電極１００が構成される。図２においては、長方形の平面形状の電極領域１１が形成された貫通電極１００が示されている。なお、図２においては、長方形の電極領域１１を有する貫通電極１００を示したが、用途に応じて、円、楕円、正方形等の所望の形状に電極領域１１を構成してよい。
【００５０】
図１に戻る。貫通トレンチ２０は、キャップ基板１０を貫通する溝であり、貫通電極１００の電極領域１１を、周辺領域１２から区画する役割を有する。なお、貫通トレンチ２０は、貫通電極１００として完成した段階では、キャップ基板１０の表面と裏面を貫通する溝として形成されるが、加工途中段階では、キャップ基板１０の一方の面からのみエッチングされた、底面を有する溝として形成される。なお、貫通電極１００の製造方法については、後述する。
【００５１】
貫通トレンチ２０は、種々の側面形状に形成することができるが、実施例１に係る貫通電極１００においては、キャップ基板１０の表面に垂直な側面を有する溝として形成されている。トレンチの形成は、一般的に、基板面に垂直に溝を掘ってゆく加工が最も容易であり、簡素な構成である。よって、実施例１に係る貫通電極１００においては、簡素な加工で貫通電極１００を簡素に構成することが可能である。
【００５２】
貫通トレンチ２０の溝幅は、第１の成長膜４０及び第２の成長膜５０が充填できる範囲内であれば、用途に応じて適宜定められてよいが、例えば、５〜２０μｍ程度の溝幅であってもよい。
【００５３】
絶縁層３０は、貫通トレンチ２０の側面の表面に形成された絶縁膜である。絶縁層３０は、種々の方法により形成されてよいが、例えば、キャップ基板１０にトレンチを形成した後、キャップ基板１０を加熱することにより熱酸化膜として形成されてもよい。例えば、キャップ基板１０がシリコン基板で構成されていれば、絶縁層３０は、ＳｉＯ２膜となる。
【００５４】
絶縁層３０を貫通トレンチ２０の側面に形成することにより、貫通電極１００の電極領域１１を周辺領域１２から貫通トレンチ２０で確実に絶縁分離することができる。
【００５５】
第１の成長膜４０は、貫通トレンチ２０の一方の開口部を塞ぐための成長膜である。貫通電極１００が使用される用途は、種々考えられるが、用途の１つとして、ＭＥＭＳ等の微小構造体の電極として利用される場合が考えられる。かかる微小構造体は、微小なセンサやアクチュエータとして構成され、機械的に動作する構造体を含む。このような構造体は、真空封止されて構成される場合も多く、そのような場合には、キャップ基板１０を封止用の蓋として用い、貫通電極１００で微小構造体との外部との電気的接続を行うような構成をとる。そのような場合には、貫通電極１００の絶縁部７０を気密構造とする必要があり、そのため、貫通トレンチ２０内を密封する必要がある。第１の成長膜３０は、貫通トレンチ２０の一方の開口部を塞ぐことにより、絶縁部７０を密封構造とする。
【００５６】
第２の成長膜５０は、貫通トレンチ２０の内部を充填するとともに、第１の成長膜４０の貫通トレンチ２０内における内側（上面）に接触し、密着するように設けられた成長膜である。上述のように、第１の成長膜４０は、貫通トレンチ２０内を充填するが、貫通トレンチ２０の両側から成長した２つの膜が中央で対向して密着するような構成となっている。よって、２つの第１の成長膜４０の間は、貫通トレンチ２０の深さ方向に延在する膜界面４１が存在し、この膜界面４１から気密性が低下するおそれがある構成となっている。
【００５７】
一方、第２の成長膜５０は、貫通トレンチ２０の両側面の間を横断する横断部５５を含むように形成されており、貫通トレンチ２０の深さ方向の気密性を担保する。つまり、気体が第１の成長膜４０の膜界面４１を通過したとしても、第２の成長膜５０の横断部５５が気体の流通を確実にブロックする。このように、貫通トレンチ２０の内部に、貫通トレンチ２０の両側の側面を横断する横断部５５を含む成長膜を設けることにより、貫通電極１００のキャップ基板１０の厚さ方向の気密性を非常に高くすることができる。
【００５８】
なお、図１に示すように、第２の成長膜５０は、横断部５５の底面が、第１の成長膜４０の内側の面（上面）に密着して接触し、貫通トレンチ２０の内部に横断部５５が存在する構成となっている。つまり、第２の成長膜５０自体も、貫通トレンチ２０の他方の開口部側に、中央部で対向する膜界面５１を有しているが、この膜界面５１も、横断部５５がブロックする構成となっている。このように、貫通トレンチ２０の内部に横断部５５を有する第２の成長膜５０を設けることにより、貫通電極１００の気密性を確実に高めることができる。
【００５９】
また、第２の成長膜５０は、貫通トレンチ１００の上方の開口部を塞ぐように充填されている。これにより、第１の成長膜４０が塞ぐ下方の開口部の反対側の開口部を塞ぐことができ、貫通トレンチ２０を下から上まで成長膜４０、５０で充填した密封構造とすることができる。
【００６０】
第１の成長膜４０及び第２の成長膜５０は、種々の材料から構成されてよい。上述のように、貫通トレンチ２０は、絶縁層３０で絶縁されているので、第１の成長膜４０及び第２の成長膜５０は、必ずしも絶縁膜である必要は無く、半導体膜や、金属膜等の導電性を有する成長膜であってもよい。よって、第１の成長膜４０及び第２の成長膜５０は、絶縁性は考慮する必要がなく、貫通トレンチ２０への充填の容易さ、膜成長の効率、膜の密度等の要因を考慮して、用途に応じた適切な材料の成長膜を選択することができる。例えば、半導体のポリシリコン膜や、金属のタングステン膜が用いられてもよい。また、ＳｉＯ２等の絶縁膜が用いられてもよいことは言うまでもない。
【００６１】
図３は、実施例１に係る貫通電極１００の製造途中段階の一例を示した図である。図３において、キャップ基板１０に、貫通していない溝状のトレンチ２１が形成され、トレンチ２１の底面を含む内面と、キャップ基板１０の表面が絶縁層３０で覆われている。トレンチ２１は、キャップ基板１０の表面に垂直な垂直トレンチ形状として形成されている。トレンチ２１の内部には、第１の成長膜４０が、底面と両側面から成長してトレンチ２１の下部を充填している。第１の成長膜４０の上方には、第２の成長膜５０が、トレンチ２１の上方を充填するとともに、キャップ基板１０の表面を覆っている。
【００６２】
図３に示す状態から、キャップ基板１０の表面にある第２の成長膜５０の不要部分をエッチバックにより除去し、研磨ラインＰ１までキャップ基板１０を裏面側から研磨して薄板化することにより、図１に示した貫通電極１００が完成する。研磨ラインＰ１は、第１の成長膜４０の横断部４５よりも上方にあるので、第１の成長膜４０の横断部４５は、貫通電極１００として最終的に構成される段階で除去されてしまう。しかしながら、第２の成長膜５０の横断部５５は、除去されることなく残るので、トレンチ２１が貫通トレンチ２０となっても、貫通トレンチ２０の深さ方向の気密性を確保することができる。
【００６３】
次に、図４Ａ〜図４Ｉを用いて、実施例１に係る貫通電極１００の製造方法について説明する。図４Ａ〜図４Ｉは、本発明の実施例１に係る貫通電極の製造方法の一例の各工程を示した図である。
【００６４】
図４Ａは、実施例１に係る貫通電極１００の製造方法のトレンチ形成工程の一例を示した図である。トレンチ形成工程においては、キャップ基板１０の表面に、トレンチ２１が形成される。トレンチ２１は、例えば、キャップ基板１０の表面に側面が垂直な、垂直トレンチ形状に形成されてよい。また、トレンチ２１の形成は、例えば、ドライエッチング等のエッチング加工により行われてもよい。
【００６５】
図４Ｂは、実施例１に係る貫通電極１００の製造方法の絶縁層形成工程の一例を示した図である。絶縁層形成工程においては、トレンチ２１の内面に、絶縁層３０が形成される。絶縁層３０は、トレンチ２１を充填しない程度に、トレンチ２１の内表面を被覆する薄膜として形成される。絶縁層３０は、化学気相成長（ＣＶＤ、Chemical Vapor Deposition）法等の種々の方法で形成することができるが、例えば、キャップ基板１０を加熱し、トレンチ２１の内面を含む基板表面に熱酸化膜を形成するようにしてもよい。熱酸化膜は、キャップ基板１０を加熱すれば形成することができるので、簡素な設備とプロセスで形成することができる。なお、絶縁層３０は、キャップ基板１０がシリコン基板である場合には、ＳｉＯ２膜が形成されることになる。
【００６６】
図４Ｃは、実施例１に係る貫通電極１００の製造方法の第１の成長膜形成工程の一例を示した図である。第１の成長膜形成工程においては、トレンチ２１を充填するように、第１の成長膜４０が成膜される。第１の成長膜４０の成膜は、エピタキシャル成長法等、種々の成長による成膜方法により行ってよいが、例えば、化学気相成長法により行ってもよい。化学的気相成長法は、トレンチ２１を充填するレベルの厚さを有する膜の形成に適している。第１の成長膜形成工程により、トレンチ２１は充填され、底面を含むトレンチ２１の内部は、第１の成長膜４０により塞がれることになる。
【００６７】
第１の成長膜４０に用いられる材料の導電性は問わず、任意の導電性の膜が形成されてよい。絶縁層３０により、トレンチ２１を境界とするキャップ基板１０の左右の領域の絶縁性は保つことができるからである。第１の成長膜４０は、例えば、半導体のポリシリコン膜、導体のタングステン膜、絶縁体のＳｉＯ２膜等、種々の成膜材料を利用することができる。
【００６８】
図４Ｄは、実施例１に係る貫通電極１００の製造方法の第１のエッチバック工程の一例を示した図である。第１のエッチバック工程においては、第１の成長膜４０が、トレンチ２１の内部までエッチングにより除去される。これにより、トレンチ２１の内部に、更に成膜充填が可能なスペースを作ることができる。
【００６９】
第１のエッチバック工程は、種々のエッチング方法により行われてよく、ドライエッチングでもウェットエッチングであってもよい。エッチングを行うことにより、第１の成長膜４０がキャップ基板１０の表面側からエッチングされる。そして、絶縁層３０がマスクの役割を果たし、キャップ基板１０の表面はエッチングされず、第１の成長膜４０のみがトレンチ２１の内部までエッチバックされることになる。
【００７０】
図４Ｅは、実施例１に係る貫通電極１００の製造方法の第２の成長膜形成工程の一例を示した図である。第２の成長膜形成工程においては、エッチバックされた第１の成長膜４０の上に、トレンチ２１を充填するように第２の成長膜５０が成膜される。第２の成長膜５０も、種々の成膜方法を用いて形成することができるが、例えば、化学気相成長法により成膜を行ってもよい。
【００７１】
第２の成長膜５０は、横断部５５が、トレンチ２１の内部に含まれるように形成する。よって、図４Ｄにおいて説明した第１のエッチバック工程において、第２の成長膜５０の横断部５５がトレンチ２１の内部に含まれる程度のスペースを空けるように、第１の１エッチバック工程を行うようにする。第２の成長膜５０の横断部５５がトレンチ２１内に形成されるようにすることにより、第１の成長膜４０の膜界面４１と交わるように第２の成長膜５０の横断部５５が形成され、トレンチ２１の深さ方向の気密性を担保することができる。
【００７２】
第２の成長膜５０は、第１の成長膜４０と同様に、種々の導電性レベルの材料を用いることができ、例えば、半導体のポリシリコン膜、導体のタングステン膜、絶縁体のＳｉＯ２膜等を用いることができる。また、第２の成長膜５０は、第１の成長膜４０と異なる材料を用いることも可能であるが、材料が異なると、熱応力がトレンチ２１の上下で異なるので、第１の成長膜４０と同じ材料を用いることが好ましい。
【００７３】
図４Ｆは、実施例１に係る貫通電極１００の製造方法の第２のエッチバック工程の一例を示した図である。第２のエッチバック工程においては、第２の成長膜５０の不要部分がエッチバックにより除去される。実施例１に係る貫通電極１００の製造方法においては、第２の成長膜５０は、キャップ基板１０の表面とほぼ同一の水平面までエッチングされる。
【００７４】
第２のエッチバック工程におけるエッチングも、キャップ基板１０の表面側から行われ、第２の成長膜５０がキャップ基板１０の表面と同一面までエッチングされた段階で、エッチングを終了するようにしてよい。エッチングは、第１のエッチバック工程と同様に、ドライエッチングにより行われても、ウェットエッチングにより行われてもよい。
【００７５】
図４Ｇは、実施例１に係る貫通電極１００の製造方法の上面絶縁層形成工程の一例を示した図である。上面絶縁層形成工程においては、第２の成長膜５０の上に、絶縁層３１が形成され、トレンチ２１の内部が完全に外部から絶縁される。上面絶縁層形成工程は、必須ではなく、用途に応じて適宜設けられる工程である。
【００７６】
例えば、第２の成長膜５０が、半導体膜や導体膜である場合には、外部配線とのショート等の不具合発生を予防する観点から、第２の成長膜５０の上に、絶縁層３１を形成するようにしてもよい。絶縁層３１は、化学気相成長法等により絶縁成長膜を形成してもよいし、加熱して熱酸化膜を形成するようにしてもよい。
【００７７】
図４Ｈは、実施例１に係る貫通電極１００の製造方法の研磨工程の一例を示した図である。研磨工程においては、キャップ基板１０を裏面側から研磨して薄板化し、第１の成長膜４０を露出させる。これにより、トレンチ２１が貫通トレンチ２０となり、貫通トレンチ２１の内側と外側（左右）の領域の電気的接続が切断される。
【００７８】
研磨工程において、第１の成長膜４０の膜界面４１は、貫通トレンチ２０の下方の開口部から露出し、膜界面４１から気体等が流通し易くなるが、第２の成長膜５０の横断部５５が存在するため、キャップ基板１０の表面側と裏面側の気密性は保たれる。
【００７９】
図４Ｉは、実施例１に係る貫通電極１００の製造方法の下面絶縁層形成工程の一例を示した図である。下面絶縁層形成工程においては、露出した第１の成長膜４０の表面に、絶縁層３２が形成される。下面絶縁層形成工程は、上面絶縁層形成工程と同様に、必須ではなく、必要に応じて設けられてよい工程である。
【００８０】
絶縁層３２は、上面の絶縁層３１と同様に、化学気相成長等による成長膜であってもよいし、加熱により形成される熱酸化膜であってもよい。
【００８１】
下面絶縁層形成工程の終了により、実施例１に係る貫通電極１００が完成する。なお、上面絶縁層形成工程及び下面絶縁層形成工程を設けない場合には、図４Ｆに示した第２のエッチバック工程から、図４Ｈに示した研磨工程に進むことにより、研磨工程が終了した段階で実施例１に係る貫通電極１００が完成することになる。
【００８２】
このように、実施例１に係る貫通電極１００の製造方法によれば、成膜とエッチバックを２回繰り返すという簡素な工程により、気密性の高い貫通電極１００を容易に製造することができる。
【００８３】
図５は、本発明の実施例１に係る微小構造体１５０の断面構成の一例を示した図である。
図５において、実施例１に係る微小構造体１５０は、微小構造体素子基板１４０と、構造体１４１と、電極１４２、１４３と、酸化膜１４４、１４５と、封止領域１４６と、貫通電極１００とを有する。
【００８４】
微小構造体素子基板１４０は、微小な構造体１４１が形成された基板であり、微小構造体１５０の支持体として機能する。微小構造体素子基板１４０は、種々の材料からなる基板が用いられてよいが、例えば、シリコン基板等の半導体基板が用いられてよい。微小構造体素子基板１４０にシリコン基板等の半導体基板が用いられる場合には、半導体の微細加工技術を用いて、構造体１４１や電極１４２、１４３を微小構造体基板１４０上に形成することができる。特に、微小構造体素子基板１４０、構造体１４１、電極１４２、１４３及び酸化膜１４４、１４５が、ＳＯＩ（Silicon On Insulator）基板から形成される場合には、ＭＥＭＳ技術を用いて微小構造体１５０を形成することができる。
【００８５】
構造体１４１は、本実施例に係る微小構造体１５０が、センサとして種々の物理量の検出又はアクチュエータとして機械的な駆動を行う部分である。
【００８６】
電極１４２、１４３は、微小構造体素子基板１４０側の電極であり、微小構造体１５０の外部と電気的接続を行うために用いられる。例えば、微小構造体１５０がセンサとして構成されている場合には、電極１４２、１４３が、構造体１４１で検出した物理量を電気信号として出力する際に用いられる。
【００８７】
酸化膜１４４、１４５は、電極１４２、１４３と微小構造体素子基板１４０とを絶縁するために用いられる。微小構造素子基板１４０は、電気的な動作は行わず、構造体１４１や電極１４２、１４３等の微小構造体素子基板１４０の表面に形成された構成要素の支持体として機能するので、不要な電気的導通は行わないように構成されている。
【００８８】
貫通電極１００は、図１において説明した構成と同様であるが、図１とは上下が逆に用いられており、更に、表面に絶縁層１２０と、配線層１３０とが形成されている点で、図１とは異なっている。また、キャップ基板１０の中央の電極領域１１だけでなく、キャップ領域１０の左側の領域も電極領域１３として用いられている点で、図１の貫通電極１００とは異なっている。更に、キャップ基板１０の表面に、ザグリ１１０が形成されている点で、図１に示した貫通電極１００と異なっている。
【００８９】
ザグリ１１０は、構造体１４１との接触を避けるために設けられた段加工である。構造体１４１は、機械的な動作を行うので、キャップ基板１０の内面と接触しないように配置する必要がある。一方、構造体１４１は、図５には示されていない箇所で、電極１４２、１４３と接続されており、外部との電気的接続が行われているが、そのため、電極領域１１、１３は、電極１４２、１４３と接触可能に配置される必要がある。よって、電極１４２、１４３と対向する電極領域１１、１３については、キャップ基板１０の元々の厚さを残し、構造体１４１と対向する領域については、キャップ基板１０を薄板化し、構造体１４１と接触しない構造に加工している。
【００９０】
微小構造体１５０の電極１４２、１４３は、所定の位置に形成されているので、貫通電極１００の電極領域１１、１３は、キャップ基板１０内の該当する所定位置に形成される。一方、貫通電極１００の電極領域１１、１３は、外部から微小構造体１５０に電力を供給するとともに、微小構造体１５０からの出力信号を外部に取り出すために微小構造体１５０の外部との電気的接続を行う必要がある。貫通電極１００の電極領域１１、１３と外部との電気的接続を行うためには、例えば、電極領域１１、１３に接続される新たな配線層１３０及び絶縁層１２０を設けるようにしてもよい。配線層１３０は、上述のように、貫通電極１００と外部との電気的接続を行えるように、貫通電極１００の電極部１１に接触して設けられ、絶縁膜１３０は、それ以外の導通な不要な部分が接触しないように、電極部１１以外のキャップ基板１０の表面を覆っている。
【００９１】
なお、図５においては、電極部１３と配線層１３０との導通が図られていないが、紙面と垂直ないずれかの場所に、絶縁層１２０が存在しない箇所を設け、その上を配線層１３０で覆うようにすれば、電極部１３と外部との電気的接続を行うことができる。よって、図５に図示しないいずれかの箇所に、電極部１３と外部との電気的接続を図る部分が設けられている。
【００９２】
但し、絶縁層１２０、配線層１３０の形成は、貫通電極１００の取り出し位置の変更が必要でなければ、省略することもできる。例えば、貫通電極１００の電極領域１１、１３を、外部のＩＣ（Integrated Circuit、集積回路）基板のパッドに直接接合するようにしてもよい。よって、貫通電極１００の表面の絶縁層１２０、配線層１３０は、必要に応じて設けるようにしてよい。
【００９３】
また、キャップ基板１０と、微小構造体１５０の電極１４２、１４３との接合は、基板同士の直接接合法を用いるようにしてもよい。例えば、接合面にプラズマを照射して活性化して接合面にＯＨ基を形成して接合を行うようにしてもよい。また、基板表面の異物、自然酸化膜を除去し、ダングリングボンドを形成し、接合する方式を用いるようにしてもよい。
【００９４】
なお、キャップ基板１０、微小構造体素子基板１４０とも、シリコン基板、熱酸化膜、ポリシリコン膜だけで形成可能なので、接合工程及びその後の工程でも、比較的高温のプロセスを利用することが可能であり、プロセス選択の幅を広くすることができる。また、接合部に共晶材料、その他金属、導電性接着剤等を介するようにしてもよい。
【００９５】
このように、貫通電極１００の電極領域１１、１３と微小構造体素子基板１４０の電極１４２、１４３が、物理的に接合され、電気的に接続される方式であれば、種々の接合方式を用いることができる。
【００９６】
貫通電極１００の電極領域１１、１３と微小構造体素子基板１４０上の電極１４２、１４３との接合により、キャップ基板１０と微小構造体基板１４０との間に空間が形成され、封止領域１４６として封止される。封止領域１４６は、キャップ基板１０と微小構造体１５０との接合の際に真空とされ、真空封止される場合がある。例えば、微小構造体１５０が、加速度センサとして構成された場合には、封止領域１４６は真空とされる。この場合、本実施例に係る微小構造体１５０は、貫通電極１００の絶縁部７０を形成する貫通トレンチ２０内に、両側面の間を横断し、第１の成長膜４０の膜界面４１と第２の成長膜５０の膜界面５１を遮蔽する横断部５５を有するので、封止領域１４６の気密性を確実に保つことができる。このように、本実施例に係る微小構造体１５０は、封止領域１４６の気密性を担保し、微小構造体１５０の本来の検出能力又は駆動能力を安定して維持することができる。
【００９７】
また、図４Ｈにおいて説明した研磨工程は、図４Ｆに示した状態で微小基板構造体基板１４０への接合を行い、接合後に行うようにしてもよい。つまり、微小構造体が最終的な製造目的物である場合には、トレンチ２１を貫通させて貫通トレンチ２０としてから貫通電極１００を搭載するのではなく、絶縁部７０の加工が終了した段階で微小構造体基板１４０に搭載し、その後に研磨工程を行い、貫通電極１００及び微小構造体１５０を同時に両方完成させるようにしてもよい。
【００９８】
このように、実施例１に係る貫通電極１００の製造方法における研磨工程は、微小構造体１５０の製造方法の一部に組み込んで行うこともできる。これにより、微小構造体１５０が最終製造物である場合には、用途に応じて最も効率的な製造方法を選択することができる。
【００９９】
実施例１に係る微小構造体１５０及びその製造方法によれば、構造体１４１が収容される封止領域１４６の気密性を高めることができ、センサとしての検出精度又はアクチュエータとしての駆動精度を高めることができる。
【０１００】
なお、以後の実施例において、貫通電極の平面構成と、微小構造体への適用の内容については具体的に説明しないが、総て実施例１と同様に適用することができる。
【０１０１】
また、以後の実施例において、貫通電極の電極部の上に絶縁層が形成された状態で貫通電極が示される場合があるが、絶縁層は、貫通電極の使用前にエッチングにより除去すればよいので、その点については、説明を省略するものとする。
【実施例２】
【０１０２】
図６は、本発明の実施例２に係る貫通電極１０１の断面構成の一例を示した図である。実施例２において、実施例１に係る貫通電極１００と同様の構成要素については、同一の参照符号を付し、その説明を省略又は簡略化する。
【０１０３】
図６において、実施例２に係る貫通電極１０１は、キャップ基板１０に貫通トレンチ２２が形成され、貫通トレンチ２２の内面に絶縁層３０が形成されている。また、貫通トレンチ２２の底面側の開口部を塞ぐように第１の成長膜４０が充填され、第１の成長膜４０の上に第２の成長膜５０が形成されており、全体で絶縁部７１を構成している。そして、第２の成長膜５０は、貫通トレンチ２２の両側面を横断する横断部５５を有する点で、実施例１に係る貫通電極１００と共通する。一方、実施例２に係る貫通電極１０１は、貫通トレンチ２２の形状が、実施例１に係る貫通電極１００と異なっている。
【０１０４】
実施例２に係る貫通電極１０１は、貫通トレンチ２２の両側面が傾斜を有し、先端に向かうにつれて開口幅が小さくなるテーパ形状に構成されている。このように、貫通トレンチ２２の側面形状を、テーパ形状に構成してもよい。
【０１０５】
貫通トレンチ２２の形状がテーパ形状の場合においても、第２の成長膜５５には横断部５５が存在するので、絶縁部７１の気密性を高く維持することができる。なお、図６においては、貫通トレンチ２２が深くなるにつれて溝幅が細くなるテーパ形状をしているが、深くなるにつれて溝幅が広くなる逆の傾斜のテーパ形状であってもよい。
【０１０６】
このように、貫通トレンチ２２の形状が種々の形状であっても、第２の成長膜５０の横断部５５が貫通トレンチ２２の内部に存在すれば、気密性の高い貫通電極１０１を実現することができる。
【０１０７】
図７は、本発明の実施例２に係る貫通電極１０１の製造途中段階の一例を示した図である。図７において、テーパ形状を有するトレンチ２３がキャップ基板１０に形成され、トレンチ２３の内面に絶縁層３０が形成されている。そして、横断部４５を有する第１の成長膜４０がトレンチ２３の底部から充填され、第１の成長膜４０の上に、横断部５５を有する第２の成長膜５０が充填されている。第２の成長膜５０は、キャップ基板１０の表面にも形成されている。
【０１０８】
図７に示す状態から、キャップ基板１０の表面にある第２の成長膜５０をエッチバックし、キャップ基板１０の表面と同一平面の位置まで除去する。第２の成長膜５０の横断部５５は、貫通トレンチ２３内に存在するので、第２の成長膜５０の横断部５５は、第２の成長膜５０がエッチバックされても残ることになる。
【０１０９】
また、キャップ基板１０の底面は、研磨ラインＰ２まで研磨され、第１の成長膜４０の横断部４５は除去される。これにより、第１の成長膜４０の膜界面４１は底面に露出されるが、第２の成長膜５０の横断部５５が存在するため、高い気密性を実現することができる。
【０１１０】
なお、図７においては、トレンチ２３の形状は、最深部の先端が尖った形状となっているが、底面部を有し、断面形状が台形となるような形状に構成されてもよい。トレンチ２３の形状は、用途に応じて種々変化させることができる。
【０１１１】
なお、実施例２に係る貫通電極１０１の製造方法は、トレンチ２２の形状が異なる点以外は、図４Ａ〜図４Ｉにおいて説明した実施例１に係る貫通電極１０１の製造方法と同様であるので、その詳細な説明は省略する。
【０１１２】
実施例２に係る貫通電極１０１及びその製造方法によれば、垂直形状のトレンチ２０以外の種々のトレンチ２２の形状を有する貫通電極１０１とすることができ、用途に応じた形状を採用しつつ貫通電極１０１の気密性を高めることができる。
【実施例３】
【０１１３】
図８は、本発明の実施例３に係る貫通電極１０２の一例を示した断面構成図である。実施例３において、実施例１及び実施例２と同様の構成要素については、同一の参照番号を付してその説明を省略又は簡略化する。
【０１１４】
図８において、実施例３に係る貫通電極１０２は、キャップ基板１０と、貫通トレンチ２０と、絶縁層３０と、第１の成長膜４０と、第２の成長膜５０と、第３の成長膜６０とを備える。第３の成長膜６０を備える点が、実施例１及び実施例２に係る貫通電極１００、１０１と異なっている。
【０１１５】
一方、実施例３に係る貫通電極１０２の絶縁部７２は、貫通トレンチ２０の内面に絶縁層３０が形成され、第１の成長膜４０、第２の成長膜５０が順次下方から充填されている点は、実施例１に係る貫通電極１００と同様である。よって、第１の成長膜４０は、膜界面４１が底面から露出しているが、第２の成長膜５０には、トレンチ３０の両側面を横断する横断部５５を有している。第２の成長膜５０の第１の成長膜４０と反対側、つまり第２の成長膜５０の上には、第３の成長膜６０が充填されているが、トレンチ２０の両側面を横断する横断部６５がトレンチ２０内に存在する。よって、第３の成長膜６０の横断部６５においても、絶縁部７２の深さ方向の気体等の流通を妨げる働きをする。このように、横断部５５、６５が存在する成長膜５０、６０を多段構成にすることにより、より気密性を高くすることができる。
【０１１６】
このように、成長膜４０、５０、６０を３段に積層させて充填し、より気密性を高める構成としてもよい。
【０１１７】
なお、実施例１に係る貫通電極１００においては、第２の成長膜５０がトレンチ２０の上面を塞いでいたが、実施例３に係る貫通電極においては、第３の成長膜６０がトレンチ２０の上面を塞ぐ構成となる。
【０１１８】
また、実施例３に係る貫通電極１０２においては、貫通トレンチ２０は、実施例１と同様に、キャップ基板１０の表面に垂直な側面を有する垂直形状の貫通トレンチ２０として構成した例が示されている。しかしながら、実施例２に説明したような、テーパ形状のトレンチ２２に構成してもよいし、その他、用途に応じて種々の形状に構成してよい。
【０１１９】
図９は、実施例３に係る貫通電極１０２の製造途中段階の一例を示した断面構成図である。実施例３に係る貫通電極１０２において、トレンチ２１の内面及びキャップ基板１０の表面を覆うように絶縁層３０が形成され、トレンチ２１の底面を含む領域を充填するように第１の成長膜４０が形成されている。そして、第１の成長膜４０の上に第２の成長膜５０が形成されており、第２の成長膜５０の底面が第１の成長膜４０の内側に密着して接触する状態となっている。また、第２の成長膜５０の上には、第３の成長膜６０が形成されており、第３の成長膜６０の底面が第２の成長膜５０の内側に密着して接触する状態となっている。
【０１２０】
図９に示した状態から、第３の成長膜６０をエッチバックして、キャップ基板１０の表面と同一面までエッチング除去し、底面からは研磨ラインＰ３まで研磨除去することにより、図８に示した貫通電極１０２に構成することができる。
【０１２１】
次に、図１０Ａ〜図１０Ｉを用いて、実施例３に係る貫通電極１０２の製造方法の一例について説明する。図１０Ａ〜図１０Ｉは、実施例３に係る貫通電極１０２の製造方法の各工程の一例を示した図である。
【０１２２】
図１０Ａは、実施例３に係る貫通電極１０２の製造方法のトレンチ形成工程の一例を示した図である。トレンチ形成工程においては、トレンチ２０が形成される。なお、トレンチ形成工程は、実施例１の図４Ａと同様であるので、その詳細な説明を省略する。
【０１２３】
図１０Ｂは、実施例３に係る貫通電極１０２の製造方法の絶縁層形成工程の一例を示した図である。絶縁層形成工程においては、トレンチ２１の内面に絶縁層３０が形成される。なお、絶縁層形成工程は、実施例１の図４Ｂと同様であるので、その詳細な説明を省略する。
【０１２４】
図１０Ｃは、実施例３に係る貫通電極１０２の製造方法の第１の成長膜形成工程の一例を示した図である。第１の成長膜形成工程においては、トレンチ２１を充填するように第１の成長膜４０が形成される。第１の成長膜形成工程は、実施例１の図４Ｃと同様であるので、その詳細な説明は省略する。
【０１２５】
図１０Ｄは、実施例３に係る貫通電極１０２の製造方法の第１のエッチバック工程の一例を示した図である。第１のエッチバック工程においては、第１の成長膜４０の不要部分がエッチバックされて除去される。実施例３に係る貫通電極１０２の製造方法においては、トレンチ２１内に３つの成長膜を充填するので、第１のエッチバック工程においては、残り２つの成長膜を充填できるスペースを空けるように、実施例１の場合よりも下方までエッチバックを行うようにしてよい。
【０１２６】
なお、エッチバックの方法や、用いられる材料自体は、実施例１の図４Ｄで説明した内容と同様であるので、その詳細な説明は省略する。
【０１２７】
図１０Ｅは、実施例３に係る貫通電極１０２の製造方法の第２の成長膜形成工程の一例を示した図である。第２の成長膜形成工程においては、エッチバックされた第１の成長膜４０の上に、トレンチ２１の残りのスペースを充填するように第２の成長膜が形成される。第２の成長膜形成工程は、実施例１の図４Ｅと同様であるので、その詳細な説明は省略する。
【０１２８】
図１０Ｆは、実施例３に係る貫通電極１０２の製造方法の第２のエッチバック工程の一例を示した図である。第２のエッチバック工程においては、第２の成長膜５０が、トレンチ２１の内部までエッチバックされる。第２のエッチバック工程においては、第３の成長膜６０をトレンチ２１内に充填できるスペースを空けるようにエッチングが行われるが、第２の成長膜５０の横断部５５が除去されない範囲でエッチングを行う。これにより、第２の成長膜５０の横断部５５をトレンチ２１内に確実に残すことができ、絶縁部７２の気密性を確実に高めることができる。
【０１２９】
図１０Ｇは、実施例３に係る貫通電極１０２の製造方法の第３の成長膜形成工程の一例を示した図である。第３の成長膜形成工程においては、トレンチ２１の第２の成長膜４０上の空間を充填するように第３の充填膜６０が形成される。これにより、第３の充填膜６０の横断部６５が、トレンチ２１内に形成される。
【０１３０】
また、第３の充填膜６０は、第１の充填膜４０及び第２の充填膜５０と同様に、導電性を問わず、ポリシリコン膜等の半導体膜、タングステン等の導体膜、ＳｉＯ２膜等の絶縁体膜等を用途に応じて用いることができる。トレンチ２１の内面に形成された絶縁層３０で絶縁部７２の絶縁性は担保されているからである。
【０１３１】
第３の充填膜６０は、第１の充填膜４０及び第２の充填膜５０に関わらず、任意の膜を用いることができるが、熱膨張率を一定にするために、第１の充填膜４０及び第２の充填膜５０と同一の材料で成膜することが好ましい。
【０１３２】
第３の充填膜６０の形成方法は、化学気相成長法、エピタキシャル成長法等、種々の成長方法を用いることができるが、例えば、化学気相成長法を用いるようにしてもよい。なお、成膜の方法自体は、実施例１の図４Ｃ、図４Ｅと同様であるので、その詳細な説明は省略する。
【０１３３】
図１０Ｈは、実施例３に係る貫通電極１０２の製造方法の第３のエッチバック工程の一例を示した図である。第３のエッチバック工程においては、第３の成長膜６０が表面からエッチバックされ、キャップ基板１０の表面と同一面まで除去される。これにより、トレンチ２１の内部に成長膜４０、５０、６０が充填されるとともに、第３の成長膜６０がトレンチ２１の上面の開口部を塞いだ状態となる。第３の成長膜６０の横断部６５は、トレンチ２１内に存在し、気密性の向上に寄与することができる。
【０１３４】
図１０Ｉは、実施例３に係る貫通電極１０２の製造方法の研磨工程の一例を示した図である。研磨工程においては、キャップ基板１０の裏面側、つまりトレンチ２１が形成されていない側から研磨が行われ、キャップ基板１０が薄板化され、トレンチ２１が貫通して貫通トレンチ２０となる。これにより、絶縁部７２の内側と外側とで、キャップ基板１０が絶縁分離された状態となる。
【０１３５】
研磨工程において、第１の成長膜４０の横断部４５（図１０Ｈ参照）は除去され、膜界面４１がキャップ基板１０の底面側から露出するが、第２の成長膜５０の横断部５５と第３の成長膜６０の横断部６５が多段で貫通トレンチ２０内に存在するので、２重で気体等の流通を遮蔽し、一層高い気密度を実現することができる。
【０１３６】
このように、実施例３に係る貫通基板１０２及びその製造方法によれば、多段で貫通トレンチ２０内に成長膜５０、６０の横断部５５、６５を設けることにより、極めて高い気密性を実現することができる。
【０１３７】
なお、実施例３においては、成長膜４０，５０、６０を３段階とする多段の例を挙げて説明したが、より高い気密性が必要な場合には、図１０Ｅに示した成長膜形成工程と図１０Ｆに示したエッチバック工程を複数回繰り返し、４段以上の所望の段数の成長膜４０、５０、６０を有する貫通基板１０２を構成することができる。
【実施例４】
【０１３８】
図１１は、本発明の実施例４に係る貫通電極１０３の一例を示した断面構成図である。図１１において、実施例４に係る貫通電極１０３は、キャップ基板１０と、貫通トレンチ２６と、絶縁層３０と、第１の成長膜４０と、第２の成長膜５０とを備える。また、貫通トレンチ２６と、絶縁層３０と、第１の成長膜４０と、第２の成長膜５０で、絶縁部７３を構成する。
【０１３９】
実施例４に係る貫通電極１０３は、貫通トレンチ２６が、溝幅の広いトレンチ２４と、溝幅の狭いトレンチ２５とが連なって段差を有する形状に構成されている点で、実施例１乃至実施例３に係る貫通電極１００、１０１、１０２と異なっている。また、溝幅の広いトレンチ２４の内面は、側面及び底面の双方とも、絶縁層３３で覆われているが、かかる絶縁層３３が、溝幅の狭いトレンチ２５を充填している点で、実施例１乃至実施例３と異なっている。
【０１４０】
溝幅の広いトレンチ２４は、熱酸化膜では充填が困難であり、成長膜で充填することが必要な通常の溝幅を有するトレンチであり、実施例１乃至実施例３において説明した貫通トレンチ２０、２２と同程度の溝幅を有する。溝幅は、例えば、５〜２０μｍ程度の溝幅であってもよい。
【０１４１】
溝幅の狭いトレンチ２５は、キャップ基板１０を加熱することにより形成される熱酸化膜で充填できる程度の溝幅を有するトレンチである。溝幅は、例えば、サブミクロン〜２μｍ程度の大きさに構成されてもよい。
【０１４２】
溝幅の広いトレンチ２４は、キャップ基板１０を貫通しないように、表面から所定深さまで形成され、溝幅の狭いトレンチ２５は、溝幅の広いトレンチ２４の底面から、キャップ基板１０の裏面を貫通するように形成されている。平面的には、溝幅の広いトレンチ２４が、溝幅の狭いトレンチ２５を包含するような形状となる。
【０１４３】
第１の成長膜４０は、材料や成膜方法は、実施例１乃至実施例３において説明した内容と同様であるが、溝幅の広いトレンチ２４の両側面を底面に沿って横断する横断部４５が残っている点で、実施例１乃至実施例３に係る貫通電極１００、１０１、１０２と異なっている。また、第２の成長膜５０についても、実施例１乃至実施例３の場合と同様に、横断部５５は存在している。よって、成長膜は第１の成長膜４０と第２の成長膜５０の２段の多段構造であるが、横断部４５、５５については、双方の成長膜４０、５０に関して残存し、２段の横断部４５、５５が貫通トレンチ２６内に存在する構成となっている。
【０１４４】
このように、溝幅の狭いトレンチ２５を溝幅の広いトレンチ２４の下方に形成し、溝幅の狭いトレンチ２５には、熱酸化膜による絶縁層３３を充填して密封構造とし、これにより貫通トレンチ２６の一方の開口部を塞ぎ、溝幅の広いトレンチ２４内の第１の成長膜４０及び第２の成長膜５０については、総て横断部４５、５５を残す構成としてもよい。絶縁層３３にも、熱酸化膜の膜界面３４が存在し、ここで気体が流通し易くなるが、横断部４５、５５が多段に形成されるので、高い気密性を実現することができる。
【０１４５】
図１２は、実施例４に係る貫通電極１０３の製造途中段階の一例を示した断面構成図である。図１２において、キャップ基板１０に、溝幅の広いトレンチ２４と、溝幅の狭いトレンチ２７が連続的に形成されている。溝幅の広いトレンチ２４の底面から、溝幅の狭いトレンチ２５が更に深く延びるような段差形状となっている。熱酸化膜である絶縁層３３は、溝幅の広いトレンチ２５の側面及び底面を覆うとともに、溝幅の狭いトレンチ２７を充填している。第１の成長膜４０は、溝幅の広いトレンチ２５の底面から、溝幅の広いトレンチ２５の内部の所定高さまで充填されている。その上には、第２の成長膜５０が、溝幅の広いトレンチ２４の上方の開口部と、キャップ基板１０の表面を覆うように形成されている。
【０１４６】
この状態から、キャップ基板１０の表面と同一面まで第２の成長膜５０をエッチバックし、キャップ基板１０を裏面から研磨し、研磨ラインＰ４まで薄板化することにより、図１１に示した貫通電極１０３が完成することになる。
【０１４７】
このように、実施例４に係る貫通電極によれば、貫通トレンチ２６内の成長膜４０、５０の横断部４５、５５を総て残存させ、少ない成長膜で気密性の高い貫通電極１０３とすることができる。
【０１４８】
次に、図１３Ａ〜図１３Ｃを用いて、実施例４に係る貫通電極１０３の製造方法について説明する。なお、図１１及び図１２と同様の構成要素については、同一の参照番号を付し、その説明を省略する。
【０１４９】
図１３Ａは、実施例４に係る貫通電極１０３の製造方法の第１のトレンチ形成工程の一例を示した図である。第１のトレンチ形成工程においては、キャップ基板１０の表面に、溝幅の狭いトレンチ２７が形成される。溝幅の狭いトレンチ２７の形成は、トレンチ２７の溝幅の開口を有するマスク８０を用いて、ドライエッチングにより行うようにしてよい。
【０１５０】
図１３Ｂは、実施例４に係る貫通電極１０３の製造方法の第２のトレンチ形成工程の一例を示した図である。第２のトレンチ形成工程においては、溝幅の狭いトレンチ２７を包含するように、溝幅の広いトレンチ２４が形成される。溝幅の広いトレンチ２４は、溝幅の狭いトレンチ２７の形成に用いたマスク８０よりも開口幅の広いマスク９０を用いて、溝幅の狭いトレンチ２７を開口で包含するよう配置して、ドライエッチングにより形成してよい。
【０１５１】
図１３Ｃは、実施例４に係る貫通電極１０３の製造方法の絶縁層形成工程の一例を示した図である。絶縁層形成工程においては、キャップ基板１０が加熱され、トレンチ２８を含むキャップ基板１０の表面に、熱酸化膜の絶縁層３３が形成される。このとき、溝幅の広いトレンチ２４の表面は、絶縁層３３の薄膜で被覆された状態となるが、溝幅の狭いトレンチ２７は、絶縁層３３で充填される。ここで、溝幅の狭いトレンチ２７には、絶縁層３３の膜界面３４が形成され、この部分については、成長膜の場合と同様に、気体が流通し易い状態となる。
【０１５２】
図１３Ｃの状態は、形状的に考えると、キャップ基板１０に、溝幅の広いトレンチ２４のみが形成された状態である。よって、以後の工程は、実施例１に係る貫通基板１００の製造方法で説明した図４Ａ〜図４Ｆの工程を、そのまま適用することができる。つまり、第１の成長膜形成工程、第１のエッチバック工程及び第２の成長膜形成工程を経ることにより、図１２と同じ状態とすることができる。
【０１５３】
図１２の状態となったら、第２のエッチバック工程により第２の成長膜５０をエッチバックし、研磨工程を行うことにより、図１１の貫通電極１０３を製造することができる。
【０１５４】
このように、実施例４に係る貫通電極１０３の製造方法においては、トレンチ２８の形成工程と、研磨工程が異なるが、それ以外は、実施例１に係る貫通電極１００の製造方法を利用し、比較的簡素な工程で、気密性の高い貫通電極１０３を製造することができる。
【０１５５】
なお、実施例４においては、成長膜を２段とする例を挙げて説明したが、実施例３と組み合わせて、成長膜を３段以上として構成してもよい。実施例４に係る貫通電極１０３の構成であれば、貫通トレンチ２６内の総ての成長膜の横断部を残すことができるので、更に気密性を高めることができる。
【実施例５】
【０１５６】
図１４は、本発明の実施例５に係る貫通電極１０４の一例の断面構成図である。なお、実施例５において、実施例１と同様の構成要素については、同一の参照符号を付して、その説明を省略する。
【０１５７】
実施例５に係る貫通電極１０４は、キャップ基板１０と、貫通トレンチ２０と、第１の成長膜４２と、第２の成長膜５０とを備える。また、貫通トレンチ２０と、第１の成長膜４２と、第２の成長膜５２は、絶縁部７４を構成する。
【０１５８】
実施例５に係る貫通電極１０４は、貫通トレンチ２０の形状は、実施例１に係る貫通電極１００と共通している。
【０１５９】
一方、実施例５に係る貫通電極１０４は、貫通トレンチ２０の内表面に絶縁層３０が形成されておらず、第１の成長膜４２及び第２の成長膜５２が絶縁膜である点で、実施例１に係る貫通電極と異なっている。つまり、実施例５に係る貫通電極１０４においては、貫通トレンチ２０の表面の絶縁層３０ではなく、貫通トレンチ２０に充填された第１の成長膜４２及び第２の成長膜５２で、貫通電極１０４の絶縁部７４の絶縁性を担保する。なお、第１の成長膜４２及び第２の成長膜５２に用いられる絶縁膜としては、例えば、ＳｉＯ２膜であってもよい。
【０１６０】
このように、第１の成長膜４２及び第２の成長膜５２を絶縁膜とし、貫通トレンチ２０の側面には何も膜を形成しない構成としてもよい。より簡素な構成で、貫通電極１０４を構成することができる。
【０１６１】
第２の成長膜５２に横断部５６が存在し、高い気密性を実現できるのは、実施例１に係る貫通電極１００と同様である。
【０１６２】
なお、実施例５に係る貫通電極１０４の製造方法は、実施例１の図４Ａ〜図４Ｉにおいて説明した貫通電極１００の製造方法において、図４Ａのトレンチ形成工程を行った後、図４Ｂの絶縁層形成工程を行わずに、図４Ｃの第１の成長膜形成工程以降を行うようにしればよい。
【０１６３】
実施例５に係る貫通電極１０４及びその製造方法によれば、簡素な構成及び工程で、気密性の高い貫通電極１０４を構成することができる。
【実施例６】
【０１６４】
図１５は、本発明の実施例６に係る貫通電極１０５の一例を示した断面構成図である。実施例６に係る貫通電極１０５は、キャップ基板１０と、貫通トレンチ２２と、第１の成長膜４２と、第２の成長膜５２とを備える。また、貫通トレンチ２２と、第１の成長膜４２と、第２の成長膜５２とで、絶縁部７５を構成する。
【０１６５】
実施例６に係る貫通電極１０５は、貫通トレンチ２２の形状は、実施例２に係る貫通電極１０１と同様に、テーパ形状を有する点で共通するが、絶縁層３０が貫通トレンチ２２の内表面に形成されておらず、第１の成長膜４２及び第２の成長膜５２がＳｉＯ２膜等の絶縁膜で構成されている点で、実施例２に係る貫通電極１０１と異なっている。
【０１６６】
このように、テーパ形状の貫通トレンチ２２を有する貫通電極１０５においても、絶縁部７５の絶縁性を、第１の成長膜４２及び第２の成長膜５２で担保するようにしてよい。第２の成長膜５２に横断部５６が形成去れている点は、実施例５と同様であり、優れた気密性を担保できる。
【０１６７】
なお、実施例６に係る貫通電極１０５の製造方法は、実施例５において説明した貫通電極１０４の製造方法において、トレンチ２１の形状をテーパ形状のトレンチ２３に変更すればよい。
【０１６８】
また、テーパ形状を、下方にゆくにつれて広くなる逆テーパ形状としてもよいことも、実施例２に係る貫通電極１０１と同様である。
【０１６９】
実施例６に係る貫通電極１０５によれば、貫通トレンチ２２がテーパ形状を有する場合においても、貫通トレンチ２２の内部に直接絶縁材料からなる第１の成長膜４２及び第２の成長膜５２を形成することにより、簡素な構成及び工程で絶縁部７５の絶縁性を担保することができる。また、第２の成長膜５２は、貫通とレンチ２２の両側面間を、第１の成長膜４２上で横断する横断部５６を有するので、他の実施例と同様に、貫通電極１０５の気密性を高めることができる。
【実施例７】
【０１７０】
図１６は、本発明の実施例７に係る貫通電極１０６の一例の断面構成を示した図である。図１６において、実施例７に係る貫通電極１０６は、キャップ基板１０と、貫通トレンチ２０と、第１の成長膜４２と、第２の成長膜５２と、第３の成長膜６３とを備える。また、貫通トレンチ２０と、第１の成長膜４２と、第２の成長膜５２と、第３の成長膜６３は、絶縁部７６を構成する。
【０１７１】
実施例７に係る貫通電極１０６は、第１の成長膜４２及び第２の成長膜５２のみならず、第３の成長膜６３も備える点で、実施例３に係る貫通電極１０２と共通するが、貫通トレンチ２０の内面に絶縁層３０が形成されていない点で異なっている。実施例７に係る貫通電極１０６においては、第１の成長膜４２、第２の成長膜５２及び第３の成長膜６２には、絶縁膜を用いるようにする。これにより、絶縁層３０が存在しなくても、絶縁部７６の絶縁性を担保することができる。
【０１７２】
また、第２の成長膜５２は、第１の成長膜４２の上面上に、貫通トレンチ２０の両側面間を横断する横断部５６を備え、第３の成長膜６２も、第２の成長膜５２の上面上に、両側面間を横断する横断部６６を多段で備えている。これにより、貫通電極１０６の絶縁部７６の気密性を一層高めることができる。
【０１７３】
なお、実施例７に係る貫通電極１０５の製造方法は、実施例３の図１０Ａ〜図１０Ｉに示した貫通電極１０２の製造方法において、図１０Ａのトレンチ形成工程を行った後、図１０Ｂの絶縁層形成工程を行わずに、直接図１０Ｃの第１の成長膜形成工程を行うようにすればよい。これにより、工程数を１つ減らしつつ、気密性の高い貫通電極１０６を製造することができる。
【０１７４】
また、図１６において、成長膜４２、５２、６２が３つの例を挙げて説明したが、更に多くの成長膜を積層し、横断部５６、６６の数を増やして、気密性を高める構成としてもよい。
【０１７５】
実施例７に係る貫通電極１０６によれば、工程数を減少させつつ、横断部５５、６６を多段で設けることができ、高い気密性を実現することができる。
【０１７６】
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。特に、必要に応じて、各実施例同士は組み合わせることができ、例えば、実施例２と実施例３を組み合わせて、テーパ形状の貫通トレンチ２２に、３段以上の多段で成長膜４０、５０、６０を形成し、横断部５５、６５を複数段設けるような態様とすることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１７７】
本発明は、気密性を要する貫通電極全般に利用することができ、例えば、センサやアクチュエータとして構成されるＭＥＭＳ等の微小構造体に利用することができる。
【符号の説明】
【０１７８】
１０ キャップ基板
１１、１３ 電極領域
１２ 周辺領域
２０、２２、２５、２６ 貫通トレンチ
２１、２３、２４、２７、２８ トレンチ
３０、３１、３２、３３、１２０ 絶縁層
４０、４２ 第１の成長膜
４１、５１ 膜界面
４５、５５、６５ 横断部
５０、５２ 第２の成長膜
６０、６２ 第３の成長膜
７０〜７６ 絶縁部
８０、９０ マスク
１００〜１０６ 貫通電極
１１０ ザグリ
１３０ 配線
１４０ 微小構造体素子基板
１４１ 構造体
１４２、１４３ 電極
１４４、１４５ 酸化膜
１４６ 封止領域
１５０ 微小構造体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性を有する基板の所定領域を貫通トレンチで囲み、周囲から絶縁分離した貫通電極において、
前記貫通トレンチ内の深さ方向における所定部分を塞ぐように充填された第１の成長膜と、
前記貫通トレンチの両側面の間を横断する横断部を含み、該横断部の底面部が前記第１の成長膜の内側に接触するように充填された第２の成長膜と、を有することを特徴とする貫通電極。
【請求項２】
前記貫通トレンチの内面には、絶縁層が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の貫通電極。
【請求項３】
前記所定部分は、前記貫通トレンチの開口部の一方であることを特徴とする請求項１又は２に記載の貫通電極。
【請求項４】
前記第２の成長膜は、前記貫通トレンチの開口部の他方を塞ぐように充填されていることを特徴とする請求項３に記載の貫通電極。
【請求項５】
前記第１の成長膜及び前記第２の成長膜は、絶縁膜であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の貫通電極。
【請求項６】
前記第２の成長膜の、前記第１の成長膜と反対側には、前記貫通トレンチの両側面の間を横断する横断部を含み、該横断部の底面部が前記第２の成長膜に接触するように第３の成長膜が充填されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の貫通電極。
【請求項７】
前記第３の成長膜は、前記貫通トレンチの開口部の他方を塞ぐように充填されていることを特徴とする請求項６に記載の貫通電極。
【請求項８】
前記第１の成長膜、前記第２の成長膜及び前記第３の成長膜は、絶縁膜であることを特徴とする請求項６又は７に記載の貫通電極。
【請求項９】
前記貫通トレンチは、側面が前記基板の表面に対して垂直に形成されたことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の貫通電極。
【請求項１０】
前記貫通トレンチは、側面がテーパ形状を有することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の貫通電極。
【請求項１１】
前記貫通トレンチは、前記基板の表面から所定深さまで形成された第１の溝幅を有する第１のトレンチと、該第１のトレンチの底面から前記基板の裏面までを貫通し、前記第１の溝幅よりも狭い第２の溝幅を有する第２のトレンチを有し、
前記所定部分は、前記第１のトレンチの底面であり、
前記第２のトレンチは、絶縁層で充填されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の貫通電極。
【請求項１２】
請求項１乃至９のいずれか一項に記載の貫通電極と、
表面に電極が形成された微小構造体素子基板とを有し、
前記貫通電極と、前記微小構造体素子基板の前記電極が接合されたことを特徴とする微小構造体。
【請求項１３】
導電性を有する基板の所定領域を、貫通トレンチにより周囲から絶縁分離した貫通電極の製造方法であって、
導電性を有する基板に、トレンチを形成するトレンチ形成工程と、
前記トレンチを充填するように、第１の成長膜を形成する第１の成長膜形成工程と、
該第１の成長膜を、前記トレンチの内部までエッチバックする第１のエッチバック工程と、
前記第１の成長膜の上に、前記トレンチを充填するように、第２の成長膜を形成する第２の成長膜形成工程と、
前記第２の成長膜の不要部分を、前記トレンチの両側面を横断する横断部を除去しない範囲でエッチバックにより除去する第２のエッチバック工程と、を含むことを特徴とする貫通電極の製造方法。
【請求項１４】
前記第２のエッチバック工程は、前記第２の成長膜を前記基板の表面と同一面までエッチバックすることを特徴とする請求項１３に記載の貫通電極の製造方法。
【請求項１５】
前記第１の成長膜及び前記第２の成長膜は、絶縁膜であることを特徴とする請求項１３又は１４に記載の貫通電極の製造方法。
【請求項１６】
前記第２のエッチバック工程は、前記第２の成長膜を前記トレンチの内部までエッチバックし、
前記第２のエッチバック工程の後に、前記第２の成長膜の上に前記トレンチを充填するように第３の成長膜を形成する工程と、該第３の成長膜の不要部分を、前記トレンチの両側面を横断する横断部を除去しない範囲でエッチバックにより除去する第３のエッチバック工程と、を更に有することを特徴とする請求項１３に記載の貫通電極の製造方法。
【請求項１７】
前記第３のエッチバック工程は、前記基板の表面と同一面までエッチバックすることを特徴とする請求項１６に記載の貫通電極の製造方法。
【請求項１８】
前記第１の成長膜、前記第２の成長膜及び前記第３の成長膜は、絶縁膜であることを特徴とする請求項１６又は１７に記載の貫通電極の製造方法。
【請求項１９】
前記トレンチ形成工程と前記第１の成長膜形成工程との間に、前記基板を加熱して前記トレンチの表面に絶縁層を形成する絶縁層形成工程を更に有することを特徴とする請求項１１乃至１６にいずれか一項に記載の貫通電極の製造方法。
【請求項２０】
前記トレンチを、前記基板の表面に対して側面が垂直になるように形成することを特徴とする請求項１３乃至１９のいずれか一項に記載の貫通電極の製造方法。
【請求項２１】
前記トレンチを、側面がテーパ形状になるように形成することを特徴とする請求項１３乃至１９のいずれか一項に記載の貫通電極の製造方法。
【請求項２２】
前記トレンチ形成工程は、第１の溝幅を有する第１のトレンチを形成する工程と、
該第１のトレンチを包含する前記第１の溝幅よりも広い第２の溝幅を有する第２のトレンチを形成する工程とを含み、
前記トレンチ工程と前記第１の成長膜工程との間に、前記第１のトレンチを充填するとともに、前記第２のトレンチの内面に絶縁層を形成する絶縁層形成工程を有し、
前記第２のトレンチに対して前記第１の成長膜形成工程以後の工程を行うことを特徴とする請求項１３に記載の貫通電極の製造方法。
【請求項２３】
表面に電極が形成された微小構造体素子基板を用意する工程と、
請求項１３乃至２２のいずれか一項に記載された貫通電極の製造方法により製造された貫通電極を、前記微小構造体素子基板の前記電極に接合する工程と、を含むことを特徴とする微小構造体の製造方法。
【請求項１】
導電性を有する基板の所定領域を貫通トレンチで囲み、周囲から絶縁分離した貫通電極において、
前記貫通トレンチ内の深さ方向における所定部分を塞ぐように充填された第１の成長膜と、
前記貫通トレンチの両側面の間を横断する横断部を含み、該横断部の底面部が前記第１の成長膜の内側に接触するように充填された第２の成長膜と、を有することを特徴とする貫通電極。
【請求項２】
前記貫通トレンチの内面には、絶縁層が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の貫通電極。
【請求項３】
前記所定部分は、前記貫通トレンチの開口部の一方であることを特徴とする請求項１又は２に記載の貫通電極。
【請求項４】
前記第２の成長膜は、前記貫通トレンチの開口部の他方を塞ぐように充填されていることを特徴とする請求項３に記載の貫通電極。
【請求項５】
前記第１の成長膜及び前記第２の成長膜は、絶縁膜であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の貫通電極。
【請求項６】
前記第２の成長膜の、前記第１の成長膜と反対側には、前記貫通トレンチの両側面の間を横断する横断部を含み、該横断部の底面部が前記第２の成長膜に接触するように第３の成長膜が充填されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の貫通電極。
【請求項７】
前記第３の成長膜は、前記貫通トレンチの開口部の他方を塞ぐように充填されていることを特徴とする請求項６に記載の貫通電極。
【請求項８】
前記第１の成長膜、前記第２の成長膜及び前記第３の成長膜は、絶縁膜であることを特徴とする請求項６又は７に記載の貫通電極。
【請求項９】
前記貫通トレンチは、側面が前記基板の表面に対して垂直に形成されたことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の貫通電極。
【請求項１０】
前記貫通トレンチは、側面がテーパ形状を有することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の貫通電極。
【請求項１１】
前記貫通トレンチは、前記基板の表面から所定深さまで形成された第１の溝幅を有する第１のトレンチと、該第１のトレンチの底面から前記基板の裏面までを貫通し、前記第１の溝幅よりも狭い第２の溝幅を有する第２のトレンチを有し、
前記所定部分は、前記第１のトレンチの底面であり、
前記第２のトレンチは、絶縁層で充填されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の貫通電極。
【請求項１２】
請求項１乃至９のいずれか一項に記載の貫通電極と、
表面に電極が形成された微小構造体素子基板とを有し、
前記貫通電極と、前記微小構造体素子基板の前記電極が接合されたことを特徴とする微小構造体。
【請求項１３】
導電性を有する基板の所定領域を、貫通トレンチにより周囲から絶縁分離した貫通電極の製造方法であって、
導電性を有する基板に、トレンチを形成するトレンチ形成工程と、
前記トレンチを充填するように、第１の成長膜を形成する第１の成長膜形成工程と、
該第１の成長膜を、前記トレンチの内部までエッチバックする第１のエッチバック工程と、
前記第１の成長膜の上に、前記トレンチを充填するように、第２の成長膜を形成する第２の成長膜形成工程と、
前記第２の成長膜の不要部分を、前記トレンチの両側面を横断する横断部を除去しない範囲でエッチバックにより除去する第２のエッチバック工程と、を含むことを特徴とする貫通電極の製造方法。
【請求項１４】
前記第２のエッチバック工程は、前記第２の成長膜を前記基板の表面と同一面までエッチバックすることを特徴とする請求項１３に記載の貫通電極の製造方法。
【請求項１５】
前記第１の成長膜及び前記第２の成長膜は、絶縁膜であることを特徴とする請求項１３又は１４に記載の貫通電極の製造方法。
【請求項１６】
前記第２のエッチバック工程は、前記第２の成長膜を前記トレンチの内部までエッチバックし、
前記第２のエッチバック工程の後に、前記第２の成長膜の上に前記トレンチを充填するように第３の成長膜を形成する工程と、該第３の成長膜の不要部分を、前記トレンチの両側面を横断する横断部を除去しない範囲でエッチバックにより除去する第３のエッチバック工程と、を更に有することを特徴とする請求項１３に記載の貫通電極の製造方法。
【請求項１７】
前記第３のエッチバック工程は、前記基板の表面と同一面までエッチバックすることを特徴とする請求項１６に記載の貫通電極の製造方法。
【請求項１８】
前記第１の成長膜、前記第２の成長膜及び前記第３の成長膜は、絶縁膜であることを特徴とする請求項１６又は１７に記載の貫通電極の製造方法。
【請求項１９】
前記トレンチ形成工程と前記第１の成長膜形成工程との間に、前記基板を加熱して前記トレンチの表面に絶縁層を形成する絶縁層形成工程を更に有することを特徴とする請求項１１乃至１６にいずれか一項に記載の貫通電極の製造方法。
【請求項２０】
前記トレンチを、前記基板の表面に対して側面が垂直になるように形成することを特徴とする請求項１３乃至１９のいずれか一項に記載の貫通電極の製造方法。
【請求項２１】
前記トレンチを、側面がテーパ形状になるように形成することを特徴とする請求項１３乃至１９のいずれか一項に記載の貫通電極の製造方法。
【請求項２２】
前記トレンチ形成工程は、第１の溝幅を有する第１のトレンチを形成する工程と、
該第１のトレンチを包含する前記第１の溝幅よりも広い第２の溝幅を有する第２のトレンチを形成する工程とを含み、
前記トレンチ工程と前記第１の成長膜工程との間に、前記第１のトレンチを充填するとともに、前記第２のトレンチの内面に絶縁層を形成する絶縁層形成工程を有し、
前記第２のトレンチに対して前記第１の成長膜形成工程以後の工程を行うことを特徴とする請求項１３に記載の貫通電極の製造方法。
【請求項２３】
表面に電極が形成された微小構造体素子基板を用意する工程と、
請求項１３乃至２２のいずれか一項に記載された貫通電極の製造方法により製造された貫通電極を、前記微小構造体素子基板の前記電極に接合する工程と、を含むことを特徴とする微小構造体の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図４Ｄ】
【図４Ｅ】
【図４Ｆ】
【図４Ｇ】
【図４Ｈ】
【図４Ｉ】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【図１０Ｃ】
【図１０Ｄ】
【図１０Ｅ】
【図１０Ｆ】
【図１０Ｇ】
【図１０Ｈ】
【図１０Ｉ】
【図１１】
【図１２】
【図１３Ａ】
【図１３Ｂ】
【図１３Ｃ】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図４Ｄ】
【図４Ｅ】
【図４Ｆ】
【図４Ｇ】
【図４Ｈ】
【図４Ｉ】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【図１０Ｃ】
【図１０Ｄ】
【図１０Ｅ】
【図１０Ｆ】
【図１０Ｇ】
【図１０Ｈ】
【図１０Ｉ】
【図１１】
【図１２】
【図１３Ａ】
【図１３Ｂ】
【図１３Ｃ】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１１−２５５４３６（Ｐ２０１１−２５５４３６Ａ）
【公開日】平成２３年１２月２２日（２０１１．１２．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１３０２５８（Ｐ２０１０−１３０２５８）
【出願日】平成２２年６月７日（２０１０．６．７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月２２日（２０１１．１２．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月７日（２０１０．６．７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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