ＭＥＭＳセンサ及びその製造方法
【課題】 特に、従来に比べて、簡単な構造にて、センサの薄型化と電気的安定性等とともに質量部の質量を効果的に大きくすることが可能なＭＥＭＳセンサ及びその製造方法を提供することを目的としている。
【解決手段】 シリコンで形成され高さ方向にて対向配置された第１の基板１及び第２の基板２を有し、前記第１の基板１には、質量部４及び、前記質量部４と接続されるアンカ部５が形成されており、前記アンカ部５は、前記第２の基板２に固定支持されており、前記質量部４と前記第２の基板２の間には空間６が設けられており、前記質量部４の内部には、前記シリコンよりも比重が大きい金属７が埋め込まれている。
【解決手段】 シリコンで形成され高さ方向にて対向配置された第１の基板１及び第２の基板２を有し、前記第１の基板１には、質量部４及び、前記質量部４と接続されるアンカ部５が形成されており、前記アンカ部５は、前記第２の基板２に固定支持されており、前記質量部４と前記第２の基板２の間には空間６が設けられており、前記質量部４の内部には、前記シリコンよりも比重が大きい金属７が埋め込まれている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＭＥＭＳ（Micro-Electro-Mechanical Systems）技術を用いて形成された加速度センサや角速度センサ等のＭＥＭＳセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＭＥＭＳ（Micro-Electro-Mechanical Systems）センサは、例えば、ＳＯＩ（Silicon on Insulator）基板を構成する一方のシリコン基板に質量部（錘部）、可動電極及び固定電極等を形成して構成される。
【０００３】
下記特許文献１には、質量部（錘部）を半導体基板材料よりも比重が大きい材料で形成した半導体装置の発明が開示されている（特許文献１の請求項１、［００３５］欄、図１等）。
【０００４】
また特許文献２には、質量部（重り部）の厚さを支持梁の厚さよりも薄くした角速度センサの発明が開示されている（特許文献２の請求項２、［００１０］欄）。
【０００５】
また特許文献３には、質量部（マス部）に金属を貫通させ、前記質量部の質量を増加させた角速度センサの発明が開示されている（特許文献３の請求項１、［００１８］欄、図１等）。
【０００６】
質量部の質量を大きくすることで、センサ感度の向上を図ることが可能である。また駆動等に必要な共振周波数を小さくでき、ＩＣ設計の負荷を低減できる等の効果も期待できる。
【特許文献１】特開２００６−３４９５２５号公報
【特許文献２】特開２０００−３２９５６１号公報
【特許文献３】特開２００３−５０２４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記した各特許文献に記載された発明では以下の問題があった。
まずセンサの薄型化に寄与できない問題があった。特許文献１では、「錘部３」を下方に凸型となるように設け、特許文献２では、質量部の厚みを厚く形成しているから、質量部（錘部）の部分での高さ寸法を効果的に薄く形成することが出来ない。また特許文献３では、質量部に金属を貫通させているが、金属は特許文献３の図１（ｂ）にも記載されているように質量部の上面及び下面から凸型で突出しており、効果的に、質量部の厚みを薄くすることが出来ない構造となっている。
【０００８】
また特許文献１の［００２３］欄には「錘部の体積を縮小化して厚みを薄くしたり、全体のサイズ（体積）が従来よりも同等かまたは、全体のサイズ（体積）を小型化することが可能になると共に・・」との記載がある。
【０００９】
しかしながら仮に錘部を薄型化できたとしても、後記のように、特許文献１の構造ではＳＯＩ基板を用いて、簡単に錘部の形成ができない。またこの錘部を特許文献１の図１に示す「梁部１」の上面側に形成することも可能と思われるが、この場合、図１に示す「ピエゾ抵抗素子４」の形成が困難となる。さらにこの場合、「梁部１」の上面が凹凸面で形成されてしまう（特許文献３でも同様の問題が生じる）。すると次でも説明するように、前記上面を配線層等の形成領域として使用することが難しくなる。
【００１０】
また、特許文献１や特許文献３に記載された発明では、質量部に設けられた金属が露出した状態になっているので、電気的安定性の低下が懸念される。そして金属が露出しているため、例えば質量部にかかるように配線層を設ける場合には、金属の部分を迂回させて配線層を形成することになる等、形成が煩雑化し、また、金属と前記配線層間が近づく設計では電気的絶縁性を確保すべく更なる構造の工夫が必要になる。
【００１１】
さらに各特許文献に記載された発明では、製造が煩雑化し、あるいは製造が困難であると考えられる。例えば特許文献１では通常のＳＯＩ基板を用いてセンサ完成に至るまで形成することが出来ない。特許文献１の図２では、「梁部１」の形成までしか開示されていないが、この「梁部１」を支持する支持機構が最終的には必要であるため、この支持機構の製造まで合わせると製造が非常に煩雑化すると考えられる。
【００１２】
また特許文献２では、支持梁の厚みを質量部（重り部）の厚みよりも薄くするためには例えばフォトリソグラフィ技術を用いて、支持梁の部分だけ膜厚が薄くなるように形成することが必要になる。さらに、このように薄く形成された支持梁の部分を基板から切り出すために高度なアライメント精度が必要になる。
【００１３】
また特許文献３に記載された発明では、特許文献３の図２に示す「マス部１４」に「孔１４ｂ」を形成し、この「孔１４ｂ」内に低融点金属を埋め、ちょうど、低融点金属が「孔１４ｂ」の上下両方向からはみ出した状態で「マス部１４」に接合させると記載されているが（特許文献３の［００１８］欄）、このような製造方法では、低融点金属の一部が「孔１４ｂ」内に留まらずに、下方向に落下し、特許文献３の図２に示す「シリコン基板１６」の上面に付着する可能性もある。
【００１４】
そこで本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、特に、従来に比べて、簡単な構造にて、センサの薄型化と電気的安定性等とともに質量部の質量を効果的に大きくすることが可能なＭＥＭＳセンサ及びその製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明のＭＥＭＳセンサは、
高さ方向にて対向配置された第１の基板及び第２の基板を有し、前記第１の基板には、質量部及び、前記質量部と接続されるアンカ部が形成されており、前記アンカ部は、前記第２の基板側に固定支持されており、
前記質量部と前記第２の基板の間には空間が設けられており、前記質量部の内部には、前記第１の基板よりも比重が大きい金属が埋め込まれていることを特徴とするものである。
【００１６】
これにより、従来に比べて、簡単な構造にて、薄型化且つ電気的安定性等とともに質量部の質量を効果的に大きくすることが可能である。
【００１７】
本発明では、前記第１の基板には、前記質量部の変位量を検知するための可動電極及び固定電極を備えて成る検知部が形成されており、前記可動電極は前記空間上にて前記質量部と一体に形成され、前記固定電極は、前記可動電極と分離して形成されており、前記固定電極と接続されるアンカ部が前記第２の基板に固定支持されている構造であることが好適である。例えば、このような電極構造を持つ加速度センサや角速度センサに効果的に適用できる。
【００１８】
また本発明におけるＭＥＭＳセンサの製造方法は、以下の工程を有することを特徴とするものである。
【００１９】
（Ａ） 第１の基板に貫通孔を形成する工程、
（Ｂ） 前記貫通孔の底に底部を形成する工程、
（Ｃ） 前記貫通孔内に前記第１の基板に比べて比重が大きい金属を埋め込む工程、
（Ｄ） 前記第１の基板上から前記金属上にかけて蓋部を形成する工程、
（Ｅ） 下面に絶縁層を介して第２の基板が接合された状態の前記第１の基板をエッチングして前記第１の基板から質量部、及び前記質量部と接続されるアンカ部を形成し、このとき、内部に前記金属が埋め込まれた前記質量部を形成する工程、
（Ｆ） 前記アンカ部と前記第２の基板間の前記絶縁層を残し、前記質量部と前記第２の基板間に位置する前記絶縁層を除去して空間を形成する工程。
【００２０】
上記した製造方法により、金属を質量部の内部に簡単且つ適切に埋め込むことが出来る。またこの際、質量部の厚さを従来に比べて薄くすることもでき、センサの薄型化が可能である。また金属は質量部の上下面から露出しないため、（Ｆ）工程における絶縁層の除去工程でのエッチングの影響を受けず、また電気的安定性に優れたセンサを形成でき、加えて質量部の上下面を平坦面で形成できるため、配線層等を質量部の表面に自由且つ簡単に形成することも可能である。
【００２１】
また本発明では、前記（Ａ）工程及び前記（Ｂ）工程に代えて、
（Ｇ） 第１の基板に有底の凹部を形成する工程、
を行ってもよい。上記の製造方法では、特に、前記（Ｂ）工程が必要なく、工程数を減らすことが出来る。
【００２２】
また本発明では、前記（Ｄ）工程を行う前に、前記第１の基板上から前記金属上に対して平坦化処理を行い、続いて、前記（Ｄ）工程の前記蓋部を形成することが好ましい。これにより適切に蓋部を形成でき、また質量部の上面を適切に平坦面で形成できる。
【００２３】
また本発明では、前記（Ｅ）工程及び前記（Ｆ）工程に代えて、
（Ｈ） 質量部となる前記第１の基板と対向する領域に窪み領域を備える第２の基板が接合された状態の前記第１の基板をエッチングして前記第１の基板から質量部、及び前記質量部と接続されるアンカ部を形成し、このとき、内部に前記金属が埋め込まれた前記質量部を、前記第２の基板との間で、前記窪み領域による空間上に形成する工程、
を有するものであってもよい。
【発明の効果】
【００２４】
本発明のＭＥＭＳセンサによれば、従来に比べて、簡単な構造にて、薄型化且つ電気的安定性とともに質量部の質量を効果的に大きくすることが可能である。
【００２５】
また本発明のＭＥＭＳセンサの製造方法によれば、金属を質量部の内部に簡単且つ適切に埋め込むことが出来る。またこの際、質量部の厚さを従来に比べて薄くこともでき、センサの薄型化が可能である。また金属は質量部の上下面から露出しないため、絶縁層の除去工程でのエッチングの影響を受けず、また電気的安定性に優れたセンサを形成でき、加えて質量部の上下面を平坦面で形成できるため、配線層等を質量部の表面に自由且つ簡単に形成することも可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
図１は、本実施形態におけるＭＥＭＳセンサを概念的に示した断面図、図２は、図１に示す質量部を拡大して示した部分拡大断面図、図３は、変形例を示すＭＥＭＳセンサの断面図、である。
【００２７】
図１に示すＭＥＭＳセンサＳは、例えば、シリコンで形成された第１の基板１と第２の基板（支持基板）２と、第１の基板１と第２の基板２の間に介在するＳｉＯ2で形成された絶縁層３を備えて構成される。
【００２８】
図１に示すように、第１の基板１には質量部（錘部）４及び、前記質量部４と接続されるアンカ部５が形成されている。なお図１では図面上、質量部４とアンカ部５が接続されていないが、図１の断面位置とは別の位置で図示しない支持梁を介して、質量部４とアンカ部５は接続されている。
【００２９】
図１に示すように、アンカ部５は第２の基板２に絶縁層３を介して固定支持される。一方、質量部４と第２の基板２の間には前記絶縁層３が形成されておらず、空間６が形成されている。
【００３０】
質量部４の厚さは第１の基板１の厚さに一致し、質量部４の上面４ａ及び下面４ｂは平坦面である。
【００３１】
図１に示すように、質量部４の内部には金属７が埋め込まれている。この金属７は、質量部４の側面や上面４ａ及び下面４ｂから露出していない。金属７は、シリコンよりも比重が大きい材質で形成されている。これにより質量部４全体の質量を大きくすることができ、センサ感度の向上等を実現できる。例えば図１のＭＥＭＳセンサＳが角速度センサであれば質量部４の質量を大きくすることでコリオリ力を大きくすることができる。
【００３２】
また、図１に示すように質量部４の内部に金属７が埋め込まれていることで、質量部４の厚さｈ１（図２参照）を従来に比べて薄く形成し、さらには質量部４の平面方向への大きさを小さくしても、質量部４全体の質量を効果的に大きくできる。よって本実施形態によればセンサの薄型化、ひいてはセンサ全体の小型化に寄与できる。
【００３３】
また図１に示すように、金属７は質量部４の内部に埋め込まれているから電気的安定性にも優れる。例えば、質量部４の変位を平行平板型電極構造で検知したり、質量部４の上面４ａにかかるように検知素子や配線層等を形成したりする場合でも、金属７との間の電気的絶縁性を適切に確保することが可能である。また、図１に示すように、質量部４の上面４ａは平坦面であるから、この上面４ａに配線層等を自由且つ簡単に形成することが可能である。
【００３４】
金属７は、シリコンで形成された第１の基板１より比重が大きいことが条件である。金属７にはタングステン（シリコンより約８．２倍の比重）、モリブデン（シリコンより、約４．４倍の比重）、マンガン（シリコンより約３．２倍の比重）等を用いることが可能である。
【００３５】
図２に示すように、後述する製造方法にて質量部４を形成すると、質量部４は、シリコンで形成された第１の基板１と、第１の基板１に形成された貫通孔１ｂの底を埋めるシリコンで形成された第１のシリコン層８と、前記金属７と、金属７の上面から前記第１のシリコン層８の上面を覆う第２のシリコン層（蓋部）９とで構成される。
【００３６】
図３に示す他の実施形態では、第２の基板２の表面２ａに窪み領域１０が形成されている。窪み領域１０はちょうど、質量部４と高さ方向にて対向した位置に形成されている。これにより、前記質量部４と第２の基板２の間に空間１１が形成されている。
【００３７】
図３の形態では、第２の基板２の表面２ａ全体に絶縁層３が形成されている。ただし絶縁層３は、図１と同様に、質量部４と対向する領域、すなわち窪み領域１０にて除去されている構成であってもよい。
【００３８】
また、図３に示す絶縁層３が形成されず、第１の基板１と第２の基板２とが直接接合された形態であってもよい。
【００３９】
次に図４にて図１に示すＭＥＭＳセンサＳの製造方法を説明する。
図４（ａ）〜図４（ｇ）は、製造工程中におけるＭＥＭＳセンサＳの断面図である。
【００４０】
図４（ａ）の工程では、例えば、シリコンで形成された第１の基板１と第２の基板２と、前記第１の基板１と前記第２の基板２の間に介在するＳｉＯ2で形成された絶縁層３とから成るＳＯＩ基板２０を用意する。
【００４１】
次に第１の基板１の上面１ａにレジストパターン２１を形成する。このレジストパターン２１には、貫通孔２１ａが形成されている。この貫通孔２１ａは、第１の基板１に金属７を埋設する領域と対向する領域に形成される。
【００４２】
次に図４（ｂ）の工程では、レジストパターン２１に覆われていない第１の基板１をディープＲＩＥ（Deep RIE）を用いて除去する。
【００４３】
この実施形態では、前記第１の基板１に貫通孔１ｂを形成して、この貫通孔１ｂから絶縁層３の上面３ａが露出した状態となっている。ただし、ＲＩＥの時間制御等により、図４（ｂ）の点線Ｂの位置でＲＩＥを終了して、有底の凹部を第１の基板１に形成することも可能である。かかる場合、次の図４（ｃ）の工程が必要でなく図４（ｄ）の工程に移行する。
【００４４】
上記の貫通孔１ｂを形成した後、図４（ｃ）の工程では、貫通孔１ｂの底にシリコンからなる底部８ａを形成する。例えばポリシリコンをＣＶＤ法で成膜する。図４（ｃ）の工程では、前記底部８ａを含めて、貫通孔１ｂの側壁から第１の基板１の上面１ｃに至る第１のシリコン層８を形成している。
【００４５】
次に図４（ｄ）の工程では、第１の基板１に形成された貫通孔１ｂ内に金属７を埋め込む。図４（ｄ）の工程では、例えば、金属ペーストを貫通孔１ｂ内に印刷し、続いて焼成している。なお貫通孔１ｂと絶縁層３との間にはシリコンで形成された底部８ｂが形成されているので、埋め込まれた金属７は絶縁層３と接触しない。
【００４６】
次に図４（ｅ）の工程では、第１の基板１の上面１ａ（この実施形態では、第１の基板１の上面１ａに第１のシリコン層８が形成されているので第１のシリコン層８の上面が該当する）から金属７上面にかけて例えばＣＭＰ技術を用いて、平坦化処理を施す。続いて、平坦化された第１の基板１の上面１ａ（前記上面１ａに第１のシリコン層８が残されている場合は、第１のシリコン層８の上面が該当する）から金属７上面にかけて、第２のシリコン層（蓋部）９を形成する。第２のシリコン層９は、第１のシリコン層８と同様に例えばポリシリコンをＣＶＤ法にて成膜したものである。
【００４７】
次に図４（ｆ）の工程では、第２のシリコン層９上に、図示しないレジストパターンを形成する。このレジストパターンは、第１の基板１に形成される質量部４やアンカ部５等と同形状である。そして、このレジストパターンに覆われていない第２のシリコン層９、第１のシリコン層８、及び第１の基板１をディープＲＩＥ（Deep RIE）を用いて除去する。これにより、質量部４やアンカ部５を形成することが出来る。上記のレジストパターンの形成位置は図示しないアライメントキーで調整でき、内部に金属７が埋設されている質量部４を高精度に形成することができる。
【００４８】
そして図４（ｇ）の工程では、質量部４と第２の基板２間にある絶縁層３を、ウエットエッチングやドライエッチングによる等方性エッチング工程にて除去する。これにより、前記質量部４と第２の基板２の間に空間６を形成できる。
【００４９】
ディープＲＩＥでは、主に、六フッ化硫黄（ＳＦ6）を用いて異方性エッチングを行う。本実施形態では質量部４の内部に金属７が埋め込まれているので、金属７が直接、ディープＲＩＥの影響を受けることを防止できる。なお、質量部４には、絶縁層３の除去工程前に、絶縁層３にまで通じる多数の微細孔を形成しておき、微細孔を介して絶縁層３を等方性エッチングで除去できるようにしておくことも可能である。ただし、微細孔は金属７の形成位置を避けて形成する。また、この工程では、アンカ部５下にある絶縁層３は残され、アンカ部５は、第２の基板２上に固定支持された状態を保っている。
【００５０】
図４に示すように本実施形態では、ＳＯＩ基板２０を用いて簡単且つ適切に、質量部４に金属７が埋設されたＭＥＭＳセンサＳを形成できる。また本実施形態では、金属７を埋め込む構成であるので、質量部４の厚さを従来に比べて薄くすることができ、センサの薄型化が可能である。また質量部４の平面方向への大きさも小さくすることが可能であり、センサ全体の小型化に寄与できる。
【００５１】
本実施形態では、ＳＯＩ基板２０を構成する絶縁層３の除去工程を、金属７の埋設後に施しても、金属７がエッチングガスやエッチング液に曝されることを防止できる。さらに本実施形態では、質量部４の上下面を平坦面で形成することが可能であり、配線層等を質量部４の表面に自由且つ簡単に形成することも可能である。
【００５２】
図４ではＳＯＩ基板２０を用いたが、例えば第１の基板１と、第２の基板２とを別々に用意にし、第１の基板１に対して、図４（ｅ）の工程まで施した後、第１の基板１と第２の基板２とを絶縁層３を介して接合し、続いて、図４（ｆ）（ｇ）の工程を施すことも可能である。例えば第２の基板２の表面を熱酸化して絶縁層３を形成し、絶縁層３を介して第１の基板１と第２の基板２を常温接合等する。
【００５３】
また上記のような貼り合わせ技術を用いれば、図５に示すように、第２の基板２に窪み領域１０を形成しておき、第１の基板１と第２の基板２とを接合することもできる。なお窪み領域１０を第１の基板１の質量部４となる領域と対向する部分に形成する。これにより図３のＭＥＭＳセンサＳを形成できる。また、図５では、第１の基板１に既に金属７が埋め込まれているが、例えば図４（ｂ）工程で第１の基板１に対して点線Ｂの位置でＲＩＥを停止し、有底の凹部を形成するのであれば、金属７を埋め込む前の第１の基板１と、図５に示す窪み領域１０を備えた第２の基板２とを接合した後、図４（ａ）（ｂ）（ｄ）（ｅ）（ｆ）工程を施すことも可能である。なお、図５のように第２の基板２の表面２ａに絶縁層３を形成している場合、図４（ｇ）工程にて、窪み領域１０の絶縁層３を除去するか否かは任意である。
【００５４】
本実施形態の構成は例えば図６に示す加速度センサや図７に示す角速度センサに適用できる。
【００５５】
図６に示す加速度センサ３０には、質量部３１、アンカ部３２、支持梁３３、検知部３４が形成される。
【００５６】
検知部３４は、櫛歯状の可動電極３５と櫛歯状の固定電極３６とが交互に配置された婉曲構造で形成されている。可動電極３５は、質量部３１と一体に形成されている。一方、固定電極３６は可動電極３５とは分離して形成されている。固定電極３６の外側端部にはアンカ部３７が一体に形成されている。
【００５７】
この加速度センサ３０も、図１のように、第１の基板１、第２の基板２及び絶縁層３の積層構造からなる。上記したアンカ部３２、３７は、前記絶縁層３を介して第２の基板２に固定支持されるが、それ以外の部分では絶縁層３が除去されており、図１に示す空間６が形成されている。
【００５８】
図６の実施形態では、質量部３１は加速度に伴う力（慣性力）を受けて変位し、検知部３４での静電容量変化に基づいて、加速度の変化や加速度の大きさを検知することができる。
図６に示すように、質量部３１の内部には金属７が埋め込まれている。
【００５９】
図７に示す角速度センサ３９には、質量部４０，４１、励振部４２，４３、各支持梁、及び各アンカ部４４〜４７を備える。励振部４２，４３は、櫛歯状の固定側駆動電極と櫛歯状の可動側駆動電極とが交互に配置された構造である。
【００６０】
また励振部４２，４３からの振動を質量部４０，４１にまで伝達するための振動伝達梁４８〜５１を備える。
【００６１】
この角速度センサ３９も、図１のように、第１の基板１、第２の基板２及び絶縁層３の積層構造からなる。上記したアンカ部４４〜４７及び、固定側駆動電極を支持するアンカ部５２は、前記絶縁層３を介して第２の基板２に固定支持されるが、それ以外の部分では絶縁層３が除去されており、図１に示す空間６が形成されている。
【００６２】
例えばこの実施形態では、励振部４２、４３に対して互いに逆位相となる交流の駆動信号を印加すると、各励振部４２，４３の可動側駆動電極と固定側駆動電極との間にはクーロン力が作用し駆動力が発揮される。そして一対の励振部４２、４３は、各支持梁のＸ方向への変位に伴い、Ｘ軸方向に逆位相で振動する。
【００６３】
そして、振動が振動伝達梁４８〜５１を介して質量部４０，４１にまで伝達される。これにより、質量部４０，４１は、質量部４０，４１を支持する支持梁のＹ方向への変位に伴い、Ｙ軸方向に逆位相で励振する。
【００６４】
このとき、Ｘ軸方向を回転軸として角速度Ωが角速度センサ３９に加わると、コリオリ力を受けて質量部４０，４１がＺ軸方向に変位する。なお、質量部４０と質量部４１とが逆位相で変位する。これにより図示しない電極間の静電容量変化に基づき角速度Ωを検出できる。ここで電極構造には櫛歯状の可動電極と櫛歯状の固定電極とが交互に配置された構造や、平行平板構造を適用できる。
図７に示すように、質量部４０，４１の内部には金属７が埋め込まれている。
【００６５】
図６や図７は一形態であって、これらに限定されるものではない。また、図１、図６、図７では、質量部に１個の金属７が埋設された形態であったが、複数個の金属７が埋設された形態でもよい。例えば、上記のように質量部下の絶縁層３を除去するために、質量部に微細孔を形成する場合、この微細孔を質量部全体に万遍なく、且つ金属７を避けるようにして形成するには、金属７を複数個に分けて埋設したほうがよい。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本実施形態におけるＭＥＭＳセンサを概念的に示した断面図、
【図２】図１に示す質量部を拡大して示した部分拡大断面図、
【図３】変形例を示すＭＥＭＳセンサの断面図、
【図４】本実施形態のＭＥＭＳセンサの製造工程を示す断面図、
【図５】図３のＭＥＭＳセンサの製造方法を説明するための断面図、
【図６】本実施形態における加速度センサの平面図、
【図７】本実施形態における角速度センサの平面図、
【符号の説明】
【００６７】
１ 第１の基板
１ｂ 貫通孔
２ 第２の基板
３ 絶縁層
４、３１、４０、４１ 質量部
５、３２、４４〜４７、５２ アンカ部
６、１１ 空間
７ 金属
８ 第１のシリコン層
８ａ 底部
９ 第２のシリコン層（蓋部）
１０ 窪み領域
２０ ＳＯＩ基板
２１ レジストパターン
３０ 加速度センサ
３４ 検知部
３５ 可動電極
３６ 固定電極
３９ 角速度センサ
４２、４３ 励振部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＭＥＭＳ（Micro-Electro-Mechanical Systems）技術を用いて形成された加速度センサや角速度センサ等のＭＥＭＳセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＭＥＭＳ（Micro-Electro-Mechanical Systems）センサは、例えば、ＳＯＩ（Silicon on Insulator）基板を構成する一方のシリコン基板に質量部（錘部）、可動電極及び固定電極等を形成して構成される。
【０００３】
下記特許文献１には、質量部（錘部）を半導体基板材料よりも比重が大きい材料で形成した半導体装置の発明が開示されている（特許文献１の請求項１、［００３５］欄、図１等）。
【０００４】
また特許文献２には、質量部（重り部）の厚さを支持梁の厚さよりも薄くした角速度センサの発明が開示されている（特許文献２の請求項２、［００１０］欄）。
【０００５】
また特許文献３には、質量部（マス部）に金属を貫通させ、前記質量部の質量を増加させた角速度センサの発明が開示されている（特許文献３の請求項１、［００１８］欄、図１等）。
【０００６】
質量部の質量を大きくすることで、センサ感度の向上を図ることが可能である。また駆動等に必要な共振周波数を小さくでき、ＩＣ設計の負荷を低減できる等の効果も期待できる。
【特許文献１】特開２００６−３４９５２５号公報
【特許文献２】特開２０００−３２９５６１号公報
【特許文献３】特開２００３−５０２４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記した各特許文献に記載された発明では以下の問題があった。
まずセンサの薄型化に寄与できない問題があった。特許文献１では、「錘部３」を下方に凸型となるように設け、特許文献２では、質量部の厚みを厚く形成しているから、質量部（錘部）の部分での高さ寸法を効果的に薄く形成することが出来ない。また特許文献３では、質量部に金属を貫通させているが、金属は特許文献３の図１（ｂ）にも記載されているように質量部の上面及び下面から凸型で突出しており、効果的に、質量部の厚みを薄くすることが出来ない構造となっている。
【０００８】
また特許文献１の［００２３］欄には「錘部の体積を縮小化して厚みを薄くしたり、全体のサイズ（体積）が従来よりも同等かまたは、全体のサイズ（体積）を小型化することが可能になると共に・・」との記載がある。
【０００９】
しかしながら仮に錘部を薄型化できたとしても、後記のように、特許文献１の構造ではＳＯＩ基板を用いて、簡単に錘部の形成ができない。またこの錘部を特許文献１の図１に示す「梁部１」の上面側に形成することも可能と思われるが、この場合、図１に示す「ピエゾ抵抗素子４」の形成が困難となる。さらにこの場合、「梁部１」の上面が凹凸面で形成されてしまう（特許文献３でも同様の問題が生じる）。すると次でも説明するように、前記上面を配線層等の形成領域として使用することが難しくなる。
【００１０】
また、特許文献１や特許文献３に記載された発明では、質量部に設けられた金属が露出した状態になっているので、電気的安定性の低下が懸念される。そして金属が露出しているため、例えば質量部にかかるように配線層を設ける場合には、金属の部分を迂回させて配線層を形成することになる等、形成が煩雑化し、また、金属と前記配線層間が近づく設計では電気的絶縁性を確保すべく更なる構造の工夫が必要になる。
【００１１】
さらに各特許文献に記載された発明では、製造が煩雑化し、あるいは製造が困難であると考えられる。例えば特許文献１では通常のＳＯＩ基板を用いてセンサ完成に至るまで形成することが出来ない。特許文献１の図２では、「梁部１」の形成までしか開示されていないが、この「梁部１」を支持する支持機構が最終的には必要であるため、この支持機構の製造まで合わせると製造が非常に煩雑化すると考えられる。
【００１２】
また特許文献２では、支持梁の厚みを質量部（重り部）の厚みよりも薄くするためには例えばフォトリソグラフィ技術を用いて、支持梁の部分だけ膜厚が薄くなるように形成することが必要になる。さらに、このように薄く形成された支持梁の部分を基板から切り出すために高度なアライメント精度が必要になる。
【００１３】
また特許文献３に記載された発明では、特許文献３の図２に示す「マス部１４」に「孔１４ｂ」を形成し、この「孔１４ｂ」内に低融点金属を埋め、ちょうど、低融点金属が「孔１４ｂ」の上下両方向からはみ出した状態で「マス部１４」に接合させると記載されているが（特許文献３の［００１８］欄）、このような製造方法では、低融点金属の一部が「孔１４ｂ」内に留まらずに、下方向に落下し、特許文献３の図２に示す「シリコン基板１６」の上面に付着する可能性もある。
【００１４】
そこで本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、特に、従来に比べて、簡単な構造にて、センサの薄型化と電気的安定性等とともに質量部の質量を効果的に大きくすることが可能なＭＥＭＳセンサ及びその製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明のＭＥＭＳセンサは、
高さ方向にて対向配置された第１の基板及び第２の基板を有し、前記第１の基板には、質量部及び、前記質量部と接続されるアンカ部が形成されており、前記アンカ部は、前記第２の基板側に固定支持されており、
前記質量部と前記第２の基板の間には空間が設けられており、前記質量部の内部には、前記第１の基板よりも比重が大きい金属が埋め込まれていることを特徴とするものである。
【００１６】
これにより、従来に比べて、簡単な構造にて、薄型化且つ電気的安定性等とともに質量部の質量を効果的に大きくすることが可能である。
【００１７】
本発明では、前記第１の基板には、前記質量部の変位量を検知するための可動電極及び固定電極を備えて成る検知部が形成されており、前記可動電極は前記空間上にて前記質量部と一体に形成され、前記固定電極は、前記可動電極と分離して形成されており、前記固定電極と接続されるアンカ部が前記第２の基板に固定支持されている構造であることが好適である。例えば、このような電極構造を持つ加速度センサや角速度センサに効果的に適用できる。
【００１８】
また本発明におけるＭＥＭＳセンサの製造方法は、以下の工程を有することを特徴とするものである。
【００１９】
（Ａ） 第１の基板に貫通孔を形成する工程、
（Ｂ） 前記貫通孔の底に底部を形成する工程、
（Ｃ） 前記貫通孔内に前記第１の基板に比べて比重が大きい金属を埋め込む工程、
（Ｄ） 前記第１の基板上から前記金属上にかけて蓋部を形成する工程、
（Ｅ） 下面に絶縁層を介して第２の基板が接合された状態の前記第１の基板をエッチングして前記第１の基板から質量部、及び前記質量部と接続されるアンカ部を形成し、このとき、内部に前記金属が埋め込まれた前記質量部を形成する工程、
（Ｆ） 前記アンカ部と前記第２の基板間の前記絶縁層を残し、前記質量部と前記第２の基板間に位置する前記絶縁層を除去して空間を形成する工程。
【００２０】
上記した製造方法により、金属を質量部の内部に簡単且つ適切に埋め込むことが出来る。またこの際、質量部の厚さを従来に比べて薄くすることもでき、センサの薄型化が可能である。また金属は質量部の上下面から露出しないため、（Ｆ）工程における絶縁層の除去工程でのエッチングの影響を受けず、また電気的安定性に優れたセンサを形成でき、加えて質量部の上下面を平坦面で形成できるため、配線層等を質量部の表面に自由且つ簡単に形成することも可能である。
【００２１】
また本発明では、前記（Ａ）工程及び前記（Ｂ）工程に代えて、
（Ｇ） 第１の基板に有底の凹部を形成する工程、
を行ってもよい。上記の製造方法では、特に、前記（Ｂ）工程が必要なく、工程数を減らすことが出来る。
【００２２】
また本発明では、前記（Ｄ）工程を行う前に、前記第１の基板上から前記金属上に対して平坦化処理を行い、続いて、前記（Ｄ）工程の前記蓋部を形成することが好ましい。これにより適切に蓋部を形成でき、また質量部の上面を適切に平坦面で形成できる。
【００２３】
また本発明では、前記（Ｅ）工程及び前記（Ｆ）工程に代えて、
（Ｈ） 質量部となる前記第１の基板と対向する領域に窪み領域を備える第２の基板が接合された状態の前記第１の基板をエッチングして前記第１の基板から質量部、及び前記質量部と接続されるアンカ部を形成し、このとき、内部に前記金属が埋め込まれた前記質量部を、前記第２の基板との間で、前記窪み領域による空間上に形成する工程、
を有するものであってもよい。
【発明の効果】
【００２４】
本発明のＭＥＭＳセンサによれば、従来に比べて、簡単な構造にて、薄型化且つ電気的安定性とともに質量部の質量を効果的に大きくすることが可能である。
【００２５】
また本発明のＭＥＭＳセンサの製造方法によれば、金属を質量部の内部に簡単且つ適切に埋め込むことが出来る。またこの際、質量部の厚さを従来に比べて薄くこともでき、センサの薄型化が可能である。また金属は質量部の上下面から露出しないため、絶縁層の除去工程でのエッチングの影響を受けず、また電気的安定性に優れたセンサを形成でき、加えて質量部の上下面を平坦面で形成できるため、配線層等を質量部の表面に自由且つ簡単に形成することも可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
図１は、本実施形態におけるＭＥＭＳセンサを概念的に示した断面図、図２は、図１に示す質量部を拡大して示した部分拡大断面図、図３は、変形例を示すＭＥＭＳセンサの断面図、である。
【００２７】
図１に示すＭＥＭＳセンサＳは、例えば、シリコンで形成された第１の基板１と第２の基板（支持基板）２と、第１の基板１と第２の基板２の間に介在するＳｉＯ2で形成された絶縁層３を備えて構成される。
【００２８】
図１に示すように、第１の基板１には質量部（錘部）４及び、前記質量部４と接続されるアンカ部５が形成されている。なお図１では図面上、質量部４とアンカ部５が接続されていないが、図１の断面位置とは別の位置で図示しない支持梁を介して、質量部４とアンカ部５は接続されている。
【００２９】
図１に示すように、アンカ部５は第２の基板２に絶縁層３を介して固定支持される。一方、質量部４と第２の基板２の間には前記絶縁層３が形成されておらず、空間６が形成されている。
【００３０】
質量部４の厚さは第１の基板１の厚さに一致し、質量部４の上面４ａ及び下面４ｂは平坦面である。
【００３１】
図１に示すように、質量部４の内部には金属７が埋め込まれている。この金属７は、質量部４の側面や上面４ａ及び下面４ｂから露出していない。金属７は、シリコンよりも比重が大きい材質で形成されている。これにより質量部４全体の質量を大きくすることができ、センサ感度の向上等を実現できる。例えば図１のＭＥＭＳセンサＳが角速度センサであれば質量部４の質量を大きくすることでコリオリ力を大きくすることができる。
【００３２】
また、図１に示すように質量部４の内部に金属７が埋め込まれていることで、質量部４の厚さｈ１（図２参照）を従来に比べて薄く形成し、さらには質量部４の平面方向への大きさを小さくしても、質量部４全体の質量を効果的に大きくできる。よって本実施形態によればセンサの薄型化、ひいてはセンサ全体の小型化に寄与できる。
【００３３】
また図１に示すように、金属７は質量部４の内部に埋め込まれているから電気的安定性にも優れる。例えば、質量部４の変位を平行平板型電極構造で検知したり、質量部４の上面４ａにかかるように検知素子や配線層等を形成したりする場合でも、金属７との間の電気的絶縁性を適切に確保することが可能である。また、図１に示すように、質量部４の上面４ａは平坦面であるから、この上面４ａに配線層等を自由且つ簡単に形成することが可能である。
【００３４】
金属７は、シリコンで形成された第１の基板１より比重が大きいことが条件である。金属７にはタングステン（シリコンより約８．２倍の比重）、モリブデン（シリコンより、約４．４倍の比重）、マンガン（シリコンより約３．２倍の比重）等を用いることが可能である。
【００３５】
図２に示すように、後述する製造方法にて質量部４を形成すると、質量部４は、シリコンで形成された第１の基板１と、第１の基板１に形成された貫通孔１ｂの底を埋めるシリコンで形成された第１のシリコン層８と、前記金属７と、金属７の上面から前記第１のシリコン層８の上面を覆う第２のシリコン層（蓋部）９とで構成される。
【００３６】
図３に示す他の実施形態では、第２の基板２の表面２ａに窪み領域１０が形成されている。窪み領域１０はちょうど、質量部４と高さ方向にて対向した位置に形成されている。これにより、前記質量部４と第２の基板２の間に空間１１が形成されている。
【００３７】
図３の形態では、第２の基板２の表面２ａ全体に絶縁層３が形成されている。ただし絶縁層３は、図１と同様に、質量部４と対向する領域、すなわち窪み領域１０にて除去されている構成であってもよい。
【００３８】
また、図３に示す絶縁層３が形成されず、第１の基板１と第２の基板２とが直接接合された形態であってもよい。
【００３９】
次に図４にて図１に示すＭＥＭＳセンサＳの製造方法を説明する。
図４（ａ）〜図４（ｇ）は、製造工程中におけるＭＥＭＳセンサＳの断面図である。
【００４０】
図４（ａ）の工程では、例えば、シリコンで形成された第１の基板１と第２の基板２と、前記第１の基板１と前記第２の基板２の間に介在するＳｉＯ2で形成された絶縁層３とから成るＳＯＩ基板２０を用意する。
【００４１】
次に第１の基板１の上面１ａにレジストパターン２１を形成する。このレジストパターン２１には、貫通孔２１ａが形成されている。この貫通孔２１ａは、第１の基板１に金属７を埋設する領域と対向する領域に形成される。
【００４２】
次に図４（ｂ）の工程では、レジストパターン２１に覆われていない第１の基板１をディープＲＩＥ（Deep RIE）を用いて除去する。
【００４３】
この実施形態では、前記第１の基板１に貫通孔１ｂを形成して、この貫通孔１ｂから絶縁層３の上面３ａが露出した状態となっている。ただし、ＲＩＥの時間制御等により、図４（ｂ）の点線Ｂの位置でＲＩＥを終了して、有底の凹部を第１の基板１に形成することも可能である。かかる場合、次の図４（ｃ）の工程が必要でなく図４（ｄ）の工程に移行する。
【００４４】
上記の貫通孔１ｂを形成した後、図４（ｃ）の工程では、貫通孔１ｂの底にシリコンからなる底部８ａを形成する。例えばポリシリコンをＣＶＤ法で成膜する。図４（ｃ）の工程では、前記底部８ａを含めて、貫通孔１ｂの側壁から第１の基板１の上面１ｃに至る第１のシリコン層８を形成している。
【００４５】
次に図４（ｄ）の工程では、第１の基板１に形成された貫通孔１ｂ内に金属７を埋め込む。図４（ｄ）の工程では、例えば、金属ペーストを貫通孔１ｂ内に印刷し、続いて焼成している。なお貫通孔１ｂと絶縁層３との間にはシリコンで形成された底部８ｂが形成されているので、埋め込まれた金属７は絶縁層３と接触しない。
【００４６】
次に図４（ｅ）の工程では、第１の基板１の上面１ａ（この実施形態では、第１の基板１の上面１ａに第１のシリコン層８が形成されているので第１のシリコン層８の上面が該当する）から金属７上面にかけて例えばＣＭＰ技術を用いて、平坦化処理を施す。続いて、平坦化された第１の基板１の上面１ａ（前記上面１ａに第１のシリコン層８が残されている場合は、第１のシリコン層８の上面が該当する）から金属７上面にかけて、第２のシリコン層（蓋部）９を形成する。第２のシリコン層９は、第１のシリコン層８と同様に例えばポリシリコンをＣＶＤ法にて成膜したものである。
【００４７】
次に図４（ｆ）の工程では、第２のシリコン層９上に、図示しないレジストパターンを形成する。このレジストパターンは、第１の基板１に形成される質量部４やアンカ部５等と同形状である。そして、このレジストパターンに覆われていない第２のシリコン層９、第１のシリコン層８、及び第１の基板１をディープＲＩＥ（Deep RIE）を用いて除去する。これにより、質量部４やアンカ部５を形成することが出来る。上記のレジストパターンの形成位置は図示しないアライメントキーで調整でき、内部に金属７が埋設されている質量部４を高精度に形成することができる。
【００４８】
そして図４（ｇ）の工程では、質量部４と第２の基板２間にある絶縁層３を、ウエットエッチングやドライエッチングによる等方性エッチング工程にて除去する。これにより、前記質量部４と第２の基板２の間に空間６を形成できる。
【００４９】
ディープＲＩＥでは、主に、六フッ化硫黄（ＳＦ6）を用いて異方性エッチングを行う。本実施形態では質量部４の内部に金属７が埋め込まれているので、金属７が直接、ディープＲＩＥの影響を受けることを防止できる。なお、質量部４には、絶縁層３の除去工程前に、絶縁層３にまで通じる多数の微細孔を形成しておき、微細孔を介して絶縁層３を等方性エッチングで除去できるようにしておくことも可能である。ただし、微細孔は金属７の形成位置を避けて形成する。また、この工程では、アンカ部５下にある絶縁層３は残され、アンカ部５は、第２の基板２上に固定支持された状態を保っている。
【００５０】
図４に示すように本実施形態では、ＳＯＩ基板２０を用いて簡単且つ適切に、質量部４に金属７が埋設されたＭＥＭＳセンサＳを形成できる。また本実施形態では、金属７を埋め込む構成であるので、質量部４の厚さを従来に比べて薄くすることができ、センサの薄型化が可能である。また質量部４の平面方向への大きさも小さくすることが可能であり、センサ全体の小型化に寄与できる。
【００５１】
本実施形態では、ＳＯＩ基板２０を構成する絶縁層３の除去工程を、金属７の埋設後に施しても、金属７がエッチングガスやエッチング液に曝されることを防止できる。さらに本実施形態では、質量部４の上下面を平坦面で形成することが可能であり、配線層等を質量部４の表面に自由且つ簡単に形成することも可能である。
【００５２】
図４ではＳＯＩ基板２０を用いたが、例えば第１の基板１と、第２の基板２とを別々に用意にし、第１の基板１に対して、図４（ｅ）の工程まで施した後、第１の基板１と第２の基板２とを絶縁層３を介して接合し、続いて、図４（ｆ）（ｇ）の工程を施すことも可能である。例えば第２の基板２の表面を熱酸化して絶縁層３を形成し、絶縁層３を介して第１の基板１と第２の基板２を常温接合等する。
【００５３】
また上記のような貼り合わせ技術を用いれば、図５に示すように、第２の基板２に窪み領域１０を形成しておき、第１の基板１と第２の基板２とを接合することもできる。なお窪み領域１０を第１の基板１の質量部４となる領域と対向する部分に形成する。これにより図３のＭＥＭＳセンサＳを形成できる。また、図５では、第１の基板１に既に金属７が埋め込まれているが、例えば図４（ｂ）工程で第１の基板１に対して点線Ｂの位置でＲＩＥを停止し、有底の凹部を形成するのであれば、金属７を埋め込む前の第１の基板１と、図５に示す窪み領域１０を備えた第２の基板２とを接合した後、図４（ａ）（ｂ）（ｄ）（ｅ）（ｆ）工程を施すことも可能である。なお、図５のように第２の基板２の表面２ａに絶縁層３を形成している場合、図４（ｇ）工程にて、窪み領域１０の絶縁層３を除去するか否かは任意である。
【００５４】
本実施形態の構成は例えば図６に示す加速度センサや図７に示す角速度センサに適用できる。
【００５５】
図６に示す加速度センサ３０には、質量部３１、アンカ部３２、支持梁３３、検知部３４が形成される。
【００５６】
検知部３４は、櫛歯状の可動電極３５と櫛歯状の固定電極３６とが交互に配置された婉曲構造で形成されている。可動電極３５は、質量部３１と一体に形成されている。一方、固定電極３６は可動電極３５とは分離して形成されている。固定電極３６の外側端部にはアンカ部３７が一体に形成されている。
【００５７】
この加速度センサ３０も、図１のように、第１の基板１、第２の基板２及び絶縁層３の積層構造からなる。上記したアンカ部３２、３７は、前記絶縁層３を介して第２の基板２に固定支持されるが、それ以外の部分では絶縁層３が除去されており、図１に示す空間６が形成されている。
【００５８】
図６の実施形態では、質量部３１は加速度に伴う力（慣性力）を受けて変位し、検知部３４での静電容量変化に基づいて、加速度の変化や加速度の大きさを検知することができる。
図６に示すように、質量部３１の内部には金属７が埋め込まれている。
【００５９】
図７に示す角速度センサ３９には、質量部４０，４１、励振部４２，４３、各支持梁、及び各アンカ部４４〜４７を備える。励振部４２，４３は、櫛歯状の固定側駆動電極と櫛歯状の可動側駆動電極とが交互に配置された構造である。
【００６０】
また励振部４２，４３からの振動を質量部４０，４１にまで伝達するための振動伝達梁４８〜５１を備える。
【００６１】
この角速度センサ３９も、図１のように、第１の基板１、第２の基板２及び絶縁層３の積層構造からなる。上記したアンカ部４４〜４７及び、固定側駆動電極を支持するアンカ部５２は、前記絶縁層３を介して第２の基板２に固定支持されるが、それ以外の部分では絶縁層３が除去されており、図１に示す空間６が形成されている。
【００６２】
例えばこの実施形態では、励振部４２、４３に対して互いに逆位相となる交流の駆動信号を印加すると、各励振部４２，４３の可動側駆動電極と固定側駆動電極との間にはクーロン力が作用し駆動力が発揮される。そして一対の励振部４２、４３は、各支持梁のＸ方向への変位に伴い、Ｘ軸方向に逆位相で振動する。
【００６３】
そして、振動が振動伝達梁４８〜５１を介して質量部４０，４１にまで伝達される。これにより、質量部４０，４１は、質量部４０，４１を支持する支持梁のＹ方向への変位に伴い、Ｙ軸方向に逆位相で励振する。
【００６４】
このとき、Ｘ軸方向を回転軸として角速度Ωが角速度センサ３９に加わると、コリオリ力を受けて質量部４０，４１がＺ軸方向に変位する。なお、質量部４０と質量部４１とが逆位相で変位する。これにより図示しない電極間の静電容量変化に基づき角速度Ωを検出できる。ここで電極構造には櫛歯状の可動電極と櫛歯状の固定電極とが交互に配置された構造や、平行平板構造を適用できる。
図７に示すように、質量部４０，４１の内部には金属７が埋め込まれている。
【００６５】
図６や図７は一形態であって、これらに限定されるものではない。また、図１、図６、図７では、質量部に１個の金属７が埋設された形態であったが、複数個の金属７が埋設された形態でもよい。例えば、上記のように質量部下の絶縁層３を除去するために、質量部に微細孔を形成する場合、この微細孔を質量部全体に万遍なく、且つ金属７を避けるようにして形成するには、金属７を複数個に分けて埋設したほうがよい。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本実施形態におけるＭＥＭＳセンサを概念的に示した断面図、
【図２】図１に示す質量部を拡大して示した部分拡大断面図、
【図３】変形例を示すＭＥＭＳセンサの断面図、
【図４】本実施形態のＭＥＭＳセンサの製造工程を示す断面図、
【図５】図３のＭＥＭＳセンサの製造方法を説明するための断面図、
【図６】本実施形態における加速度センサの平面図、
【図７】本実施形態における角速度センサの平面図、
【符号の説明】
【００６７】
１ 第１の基板
１ｂ 貫通孔
２ 第２の基板
３ 絶縁層
４、３１、４０、４１ 質量部
５、３２、４４〜４７、５２ アンカ部
６、１１ 空間
７ 金属
８ 第１のシリコン層
８ａ 底部
９ 第２のシリコン層（蓋部）
１０ 窪み領域
２０ ＳＯＩ基板
２１ レジストパターン
３０ 加速度センサ
３４ 検知部
３５ 可動電極
３６ 固定電極
３９ 角速度センサ
４２、４３ 励振部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高さ方向にて対向配置された第１の基板及び第２の基板を有し、前記第１の基板には、質量部及び、前記質量部と接続されるアンカ部が形成されており、前記アンカ部は、前記第２の基板側に固定支持されており、
前記質量部と前記第２の基板の間には空間が設けられており、前記質量部の内部には、前記第１の基板よりも比重が大きい金属が埋め込まれていることを特徴とするＭＥＭＳセンサ。
【請求項２】
前記第１の基板には、前記質量部の変位量を検知するための可動電極及び固定電極を備えて成る検知部が形成されており、前記可動電極は前記空間上にて前記質量部と一体に形成され、前記固定電極は、前記可動電極と分離して形成されており、前記固定電極と接続されるアンカ部が前記第２の基板に固定支持されている請求項１記載のＭＥＭＳセンサ。
【請求項３】
以下の工程を有することを特徴とするＭＥＭＳセンサの製造方法。
（Ａ） 第１の基板に貫通孔を形成する工程、
（Ｂ） 前記貫通孔の底に底部を形成する工程、
（Ｃ） 前記貫通孔内に前記第１の基板に比べて比重が大きい金属を埋め込む工程、
（Ｄ） 前記第１の基板上から前記金属上にかけて蓋部を形成する工程、
（Ｅ） 下面に絶縁層を介して第２の基板が接合された状態の前記第１の基板をエッチングして前記第１の基板から質量部、及び前記質量部と接続されるアンカ部を形成し、このとき、内部に前記金属が埋め込まれた前記質量部を形成する工程、
（Ｆ） 前記アンカ部と前記第２の基板間の前記絶縁層を残し、前記質量部と前記第２の基板間に位置する前記絶縁層を除去して空間を形成する工程。
【請求項４】
前記（Ａ）工程及び前記（Ｂ）工程に代えて、
（Ｇ） 第１の基板に有底の凹部を形成する工程、
を行う請求項３記載のＭＥＭＳセンサの製造方法。
【請求項５】
前記（Ｄ）工程を行う前に、前記第１の基板上から前記金属上に対して平坦化処理を行い、続いて、前記（Ｄ）工程の前記蓋部を形成する請求項３又は４に記載のＭＥＭＳセンサの製造方法。
【請求項６】
前記（Ｅ）工程及び前記（Ｆ）工程に代えて、
（Ｈ） 質量部となる前記第１の基板と対向する領域に窪み領域を備える第２の基板が接合された状態の前記第１の基板をエッチングして前記第１の基板から質量部、及び前記質量部と接続されるアンカ部を形成し、このとき、内部に前記金属が埋め込まれた前記質量部を、前記第２の基板との間で、前記窪み領域による空間上に形成する工程、
を有する請求項３ないし５のいずれかに記載のＭＥＭＳセンサの製造方法。
【請求項１】
高さ方向にて対向配置された第１の基板及び第２の基板を有し、前記第１の基板には、質量部及び、前記質量部と接続されるアンカ部が形成されており、前記アンカ部は、前記第２の基板側に固定支持されており、
前記質量部と前記第２の基板の間には空間が設けられており、前記質量部の内部には、前記第１の基板よりも比重が大きい金属が埋め込まれていることを特徴とするＭＥＭＳセンサ。
【請求項２】
前記第１の基板には、前記質量部の変位量を検知するための可動電極及び固定電極を備えて成る検知部が形成されており、前記可動電極は前記空間上にて前記質量部と一体に形成され、前記固定電極は、前記可動電極と分離して形成されており、前記固定電極と接続されるアンカ部が前記第２の基板に固定支持されている請求項１記載のＭＥＭＳセンサ。
【請求項３】
以下の工程を有することを特徴とするＭＥＭＳセンサの製造方法。
（Ａ） 第１の基板に貫通孔を形成する工程、
（Ｂ） 前記貫通孔の底に底部を形成する工程、
（Ｃ） 前記貫通孔内に前記第１の基板に比べて比重が大きい金属を埋め込む工程、
（Ｄ） 前記第１の基板上から前記金属上にかけて蓋部を形成する工程、
（Ｅ） 下面に絶縁層を介して第２の基板が接合された状態の前記第１の基板をエッチングして前記第１の基板から質量部、及び前記質量部と接続されるアンカ部を形成し、このとき、内部に前記金属が埋め込まれた前記質量部を形成する工程、
（Ｆ） 前記アンカ部と前記第２の基板間の前記絶縁層を残し、前記質量部と前記第２の基板間に位置する前記絶縁層を除去して空間を形成する工程。
【請求項４】
前記（Ａ）工程及び前記（Ｂ）工程に代えて、
（Ｇ） 第１の基板に有底の凹部を形成する工程、
を行う請求項３記載のＭＥＭＳセンサの製造方法。
【請求項５】
前記（Ｄ）工程を行う前に、前記第１の基板上から前記金属上に対して平坦化処理を行い、続いて、前記（Ｄ）工程の前記蓋部を形成する請求項３又は４に記載のＭＥＭＳセンサの製造方法。
【請求項６】
前記（Ｅ）工程及び前記（Ｆ）工程に代えて、
（Ｈ） 質量部となる前記第１の基板と対向する領域に窪み領域を備える第２の基板が接合された状態の前記第１の基板をエッチングして前記第１の基板から質量部、及び前記質量部と接続されるアンカ部を形成し、このとき、内部に前記金属が埋め込まれた前記質量部を、前記第２の基板との間で、前記窪み領域による空間上に形成する工程、
を有する請求項３ないし５のいずれかに記載のＭＥＭＳセンサの製造方法。
【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】
【公開番号】特開２０１０−１１７２４７（Ｐ２０１０−１１７２４７Ａ）
【公開日】平成２２年５月２７日（２０１０．５．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２９０８２３（Ｐ２００８−２９０８２３）
【出願日】平成２０年１１月１３日（２００８．１１．１３）
【出願人】（００００１００９８）アルプス電気株式会社 (4,263)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月２７日（２０１０．５．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月１３日（２００８．１１．１３）
【出願人】（００００１００９８）アルプス電気株式会社 (4,263)
【Ｆターム（参考）】
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