(57)【要約】基板を貫通する導電部材とその基板に接合される導電性基板との間の導電性が高い積層基板構造体を提供すること。ガラス基板（１１）には、導電部材（１２）が埋設されている。ガラス基板（１１）の主面（１１ｂ）には、導電部材（１２）の一方の露出部分とそれぞれ電気的に接続するように導電層である金属層（１３）が形成されている。金属層（１３）上には、金属シリサイド層（１４）が形成されている。そして、ガラス基板（１１）の主面（１１ｂ）上には、シリコン基板（１５）が接合されている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一方の主面で露出した状態で埋め込まれた導電部材を有するベース基板と、前記ベース基板上に接合され、前記導電部材と電気的に接続されたシリコン基板とを具備し、前記シリコン基板と前記導電部材との間に金属シリサイド層が設けられていることを特徴とする積層基板構造体。
【請求項２】
前記金属シリサイド層と前記導電部材との間に金属層が設けられていることを特徴とする請求項１記載の積層基板構造体。
【請求項３】
前記金属シリサイド層は、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｃｏ及びＡｕからなる群より選ばれた金属のシリサイドで構成されていることを特徴とする請求項１記載の積層基板構造体。
【請求項４】
前記ベース基板がガラス基板であることを特徴とする請求項１記載の積層基板構造体。
【請求項５】
前記導電部材がシリコンで構成されていることを特徴とする請求項１記載の積層基板構造体。
【請求項６】
請求項１記載の積層基板構造体を用いた静電容量型物理量センサであって、前記シリコン基板に可動電極が設けられ、前記ベース基板に前記可動電極と所定の間隔をおいて対向する固定電極が設けられてなることを特徴とする静電容量型物理量センサ。
【請求項７】
少なくとも一方の主面で露出した状態で埋め込まれた導電部材を有するベース基板を準備する工程と、前記導電部材上にシリサイド化可能な金属で構成された金属層を形成する工程と、前記金属層に接触するようにしてシリコン基板を配置した状態で、前記ベース基板と前記シリコン基板とを接合する際に、前記シリサイド化可能な金属をシリサイド化して前記導電部材と前記シリコン基板との間に金属シリサイド層を設ける工程と、を具備することを特徴とする積層基板構造体の製造方法。
【請求項８】
前記接合が陽極接合であることを特徴とする請求項７記載の積層基板構造体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、種々のデバイスに用いられる積層基板構造体及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
加速度や角速度、圧力などの物理量を検出するセンサとして、例えば静電容量型物理量センサがある。この静電容量型物理量センサは、ＭＥＭＳ（Micro Electro-Mechanical Systems）技術により製造される微細デバイスであり、微細な基板構造体を用いている。このような微細デバイスにおいては、基板の両面を導通させる場合、配線を引き回すことが難しいために、基板を貫通する導電部材を設けている。【０００３】
基板を貫通する導電部材を有する基板構造体として、例えば、特許文献１に開示されたものがある。この基板構造体は、基板内部に基板表面から基板裏面を貫通する配線を有し、この配線により基板表面と基板裏面の間の電気的導通を図っている。
【特許文献１】特開２００１−１２９８００号公報
【発明の開示】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に開示された構成においては、基板を貫通する配線と機能性マイクロデバイスとを直接接合している。このように配線とデバイスとを直接接合しただけでは、両者の間の接触抵抗が大きく、導電性が低下してしまうという問題がある。
【０００５】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、基板を貫通する導電部材とその基板に接合される導電性基板との間の導電性が高い積層基板構造体を提供することを目的とする。
【０００６】
本発明の積層基板構造体は、少なくとも一方の主面で露出した状態で埋め込まれた導電部材を有するベース基板と、前記ベース基板上に接合され、前記導電部材と電気的に接続されたシリコン基板とを具備し、前記シリコン基板と前記導電部材との間に金属シリサイド層が設けられていることを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、シリコン基板と導電部材との間に金属シリサイド層が介在されているので、低抵抗コンタクトを実現することができ、ベース基板を貫通する導電部材とそのベース基板に接合されるシリコン基板との間の導電性を高くすることができる。
【０００８】
本発明の積層基板構造体においては、前記金属シリサイド層と前記導電部材との間に金属層が設けられていることが好ましい。
【０００９】
本発明の積層基板構造体においては、前記金属シリサイド層は、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｃｏ及びＡｕからなる群より選ばれた金属のシリサイドで構成されていることが好ましい。
【００１０】
本発明の積層基板構造体においては、前記ベース基板がガラス基板であることが好ましい。
【００１１】
本発明の積層基板構造体においては、前記導電部材がシリコンで構成されていることが好ましい。
【００１２】
本発明の静電容量型物理量センサは、上記積層基板構造体を用いた静電容量型物理量センサであって、前記シリコン基板に可動電極が設けられ、前記ベース基板に前記可動電極と所定の間隔をおいて対向する固定電極が設けられてなることを特徴とする。
【００１３】
本発明の積層基板構造体の製造方法は、少なくとも一方の主面で露出した状態で埋め込まれた導電部材を有するベース基板を準備する工程と、前記導電部材上にシリサイド化可能な金属で構成された金属層を形成する工程と、前記金属層に接触するようにしてシリコン基板を配置した状態で、前記ベース基板と前記シリコン基板とを接合する際に、前記シリサイド化可能な金属をシリサイド化して前記導電部材と前記シリコン基板との間に金属シリサイド層を設ける工程と、を具備することを特徴とする。
【００１４】
本発明の積層基板構造体の製造方法においては、前記接合が陽極接合であることが好ましい。
【００１５】
本発明の積層基板構造体によれば、少なくとも一方の主面で露出した状態で埋め込まれた導電部材を有するベース基板と、前記ベース基板上に接合され、前記導電部材と電気的に接続されたシリコン基板とを具備し、前記シリコン基板と前記導電部材との間に金属シリサイド層が設けられているので、基板を貫通する導電部材とその基板に接合される導電性基板との間の導電性を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態に係る積層基板構造体を示す断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｄ）は、図１に示す積層基板構造体の製造工程を示す断面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る積層基板構造体を用いた静電容量型加速度センサを示す断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る積層基板構造体を示す断面図である。図中１１はベース基板であるガラス基板を示す。ガラス基板１１は、相互に対向する一対の主面１１ａ，１１ｂを有する。ガラス基板１１には、導電部材１２が埋設されている。導電部材１２は、主面１１ｂ上に形成され、後述するシリコン基板１５と電気的に接続する。この導電部材１２は、ガラス基板１１の主面１１ａ，１１ｂの少なくとも一方の主面（ここでは両主面）で露出している。なお、ベース基板としてガラス基板を用いることにより、シリコン基板との接合性を高めることができる。【００１８】
導電部材１２を構成する材料としては、シリコン、Ｃｕ，Ｎｉ，Ｃｏなどの金属、導電性ペーストなどの導電性材料を挙げることができる。導電部材１２をシリコンで構成する場合、シリコン基板に突出部を設け、その突出部をガラス基板の一方の主面に当接させた状態で両基板を加熱下で押圧してガラス基板に突出部を埋設させた後、両面を研磨処理することにより、シリコン製の導電部材１２を埋設したガラス基板１１を作製することができる。このように、導電部材１２にシリコンを用いることにより、高温でも気密性を確保して導通をとることができる。【００１９】
ガラス基板１１の主面１１ｂには、導電部材１２の一方の露出部分とそれぞれ電気的に接続するように導電層である金属層１３が形成されている。金属層１３を構成する材料としては、ＴｉＮ、Ａｕ、Ａｌ、Ｃｒなどを挙げることができる。【００２０】
金属層１３上には、金属シリサイド層１４が形成されている。すなわち、金属シリサイド層１４と導電部材１２との間に金属層１３が設けられた構成となっている。この金属シリサイド層１４は、金属がシリサイド化されて得られた層であり、例えば、ガラス基板１１と後述するシリコン基板１５とを接合する際に、シリサイド化可能な金属をシリサイド化することにより形成される。ここで、シリサイド化可能な金属としては、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｃｏ、Ａｕなどを挙げることができる。特に、シリサイド化可能な金属としてＴｉを用いることにより、低温処理で接触抵抗を下げることが可能となる。【００２１】
導電部材１２上に形成された金属層１３及び金属シリサイド層１４は、導電部材１２とガラス基板１１上に接合されるシリコン基板１５とを電気的に接続する接続電極を構成する。なお、本実施の形態においては、接続電極が２層である場合について説明しているが、本発明においては、シリコン基板１５側に金属シリサイド層１４が設けられていれば、接続電極が１層（すなわち金属シリサイド層のみ）又は３層以上の構成となっても良い。【００２２】
ガラス基板１１の主面１１ｂ上には、シリコン基板１５が接合されている。これにより、本実施の形態に係る積層基板構造体が作製される。本実施の形態に係る積層基板構造体においては、シリコン基板１５と導電部材１２との間に金属シリサイド層１４が設けられている。なお、上述したように、金属シリサイド層１４は、シリコン基板１５がガラス基板１１上に接合される際に形成される。【００２３】
ガラス基板１１とシリコン基板１５との間の接合は、陽極接合により行われることが好ましい。これにより、ガラス基板１１とシリコン基板１５との間の接合を確実に行うことができる。ここで、陽極接合とは、所定の温度（例えば４００℃以下）で所定の電圧（例えば３００Ｖ〜１ｋＶ）を印加することにより、シリコンとガラスとの間に大きな静電引力が発生して、界面で共有結合を起こさせる処理をいう。この界面での共有結合は、シリコンのＳｉ原子とガラスに含まれるＯ原子との間のＳｉ−Ｏ結合である。したがって、このＳｉ−Ｏ結合により、シリコンとガラスとが強固に接合して、両者間の界面で非常に高い密着性を発揮する。このような陽極接合を効率良く行うために、ガラス基板１１のガラス材料としては、例えば、パイレックス（登録商標）ガラス、テンパックス（登録商標）ガラスであることが好ましい。【００２４】
上記構成を有する積層基板構造体の製造方法においては、少なくとも一方の主面で露出した状態で埋め込まれた導電部材を有するガラス基板を準備し、前記導電部材上にシリサイド化可能な金属で構成された金属層を形成し、前記金属層に接触するようにしてシリコン基板を配置した状態で、前記ベース基板と前記シリコン基板とを接合する際に、前記シリサイド化可能な金属をシリサイド化して前記導電部材と前記シリコン基板との間に金属シリサイド層を設ける。【００２５】
すなわち、図２（ａ）に示すように、シリコン基板１５を準備する。このシリコン基板１５は、フォトリソグラフィ及びエッチングなどにより厚さが調整されている。次いで、図２（ｂ）に示すように、導電部材１２が埋め込まれたガラス基板１１を準備する。このガラス基板１１は、シリコン基板に突出部を設け、その突出部をガラス基板１１の一方の主面に当接させた状態で両基板を加熱下で押圧してガラス基板１１に突出部を埋設させた後、両面を研磨処理することにより作製する。【００２６】
次いで、図２（ｃ）に示すように、ガラス基板１１の主面１１ｂ上に、スパッタリングや蒸着などにより金属層１３を形成し、その金属層１３上に、スパッタリングや蒸着などにより、金属シリサイド層を形成するための金属層１４’を形成する。このとき、金属層１４’を構成する材料にはシリサイド化可能な金属を用いる。その後、図２（ｄ）に示すように、フォトリソグラフィ及びエッチングにより金属層１３，１４’をパターニングして、導電部材１２上に金属層１３，１４’の積層体を形成する。最後に、金属層１３，１４’を形成したガラス基板１１の主面１１ｂ上にシリコン基板１５を接合する。このとき、接合温度は常温よりも高くなる、例えば陽極接合においては４００℃程度になるので、この熱により金属層１４’を構成するシリサイド化可能な金属がシリコンと反応してシリサイド化する。これにより、金属層１３とシリコン基板１５との間に金属シリサイド層１４が形成される。【００２７】
このようにして得られた積層基板構造体は、シリコン基板１５と導電部材１２との間に金属シリサイド層１４が介在されているので、低抵抗コンタクトを実現することができ、ガラス基板１１を貫通する導電部材１２とそのガラス基板に接合されるシリコン基板１５との間の導電性を高くすることができる。【００２８】
次に、本発明の効果を明確にするために行った実施例について説明する。
上記方法により積層基板構造体（導電部材１２／金属層１３／金属シリサイド層１４／シリコン基板１５）（実施例）を作製した。この積層基板構造体において、シリコン基板１５と金属シリサイド層１４との間の接触面積を０．００３ｍｍ2とし、導電部材１２の断面積を０．１ｍｍ2とした。また、比較のために、金属シリサイド層１４を設けない積層基板構造体（導電部材／金属層／シリコン基板）（比較例）を作製した。これらの実施例及び比較例の積層基板構造体における抵抗値を測定したところ、実施例の積層基板構造体は４０Ω程度であり、比較例の積層基板構造体は１００ｋΩ〜２００ｋΩであった。このように、金属シリサイド層を有する積層基板構造体は、低抵抗コンタクトを実現できることが分った。【００２９】
図３は、本発明の実施の形態に係る積層基板構造体を用いた静電容量型加速度センサを示す断面図である。図３に示す静電容量型加速度センサは、本実施の形態に係る積層基板構造体のシリコン基板１５に加工が施されて、可動電極である錘部１５ａとこの錘部１５ａを揺動可能に支持する梁部１５ｂとが設けられている。また、錘部１５ａと所定の間隔をおいて固定電極１６がガラス基板１１上に形成されている。この固定電極１６はガラス基板１１に埋め込まれた導電部材１２と電気的に接続されている。また、シリコン基板１５の積層基板構造体側と反対側の主面上にはガラス基板１７が接合されている。このように、シリコン基板１５をガラス基板１１，１７で挟み込むことにより、キャビティ１８が構成される。このキャビティ１８内に錘部１５ａ及び固定電極１６が配置される。これにより、錘部１５ａと固定電極１６との間に静電容量が発生し、錘部１５ａの変位に対応する容量変化で加速度を測定する。【００３０】
このような静電容量型加速度センサにおいては、シリコン基板１５と導電部材１２との間に金属シリサイド層１４が介在されているので、低抵抗コンタクトを実現することができ、直列抵抗の小さい静電容量型加速度センサを得ることができる。【００３１】
本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。例えば、本実施の形態においては、ガラス基板とシリコン基板を用いた場合について説明しているが、本発明においては、ガラス基板やシリコン基板以外の基板を用いても良い。また、本実施の形態においては、静電容量型物理量センサが静電容量型加速度センサである場合について説明しているが、本発明は、静電容量型角速度センサや静電容量型圧力センサにも同様に適用することができる。また、積層基板構造体における電極や各層の厚さや材質については本発明の効果を逸脱しない範囲で適宜設定することができる。また、上記実施の形態で説明したプロセスについてはこれに限定されず、工程間の適宜順序を変えて実施しても良い。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更することが可能である。
【図１】
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【図２】
2008136316.tif 000004
【図３】
2008136316.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成21年10月13日(2009.10.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一方の主面で露出した状態で埋め込まれた導電部材を有するベース基板と、前記ベース基板上に接合され、前記導電部材と電気的に接続されたシリコン基板とを具備し、前記シリコン基板と前記導電部材との間に金属シリサイド層が設けられ、
前記金属シリサイド層と前記導電部材との間に金属層が設けられていることを特徴とする積層基板構造体。
【請求項２】
前記金属シリサイド層は、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｃｏ及びＡｕからなる群より選ばれた金属のシリサイドで構成されていることを特徴とする請求項１記載の積層基板構造体。
【請求項３】
前記ベース基板がガラス基板であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の積層基板構造体。
【請求項４】
前記導電部材がシリコンで構成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の積層基板構造体。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の積層基板構造体を用いた静電容量型物理量センサであって、前記シリコン基板に可動電極が設けられ、前記ベース基板に前記可動電極と所定の間隔をおいて対向する固定電極が設けられてなることを特徴とする静電容量型物理量センサ。
【請求項６】
少なくとも一方の主面で露出した状態で埋め込まれた導電部材を有するベース基板を準備する工程と、前記導電部材上にシリサイド化可能な金属で構成された金属層を形成する工程と、前記金属層に接触するようにしてシリコン基板を配置した状態で、前記ベース基板と前記シリコン基板とを接合する際に、前記シリサイド化可能な金属をシリサイド化して前記導電部材と前記シリコン基板との間に金属シリサイド層を設ける工程と、を具備することを特徴とする積層基板構造体の製造方法。
【請求項７】
前記接合が陽極接合であることを特徴とする請求項６記載の積層基板構造体の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明の積層基板構造体は、少なくとも一方の主面で露出した状態で埋め込まれた導電部材を有するベース基板と、前記ベース基板上に接合され、前記導電部材と電気的に接続されたシリコン基板とを具備し、前記シリコン基板と前記導電部材との間に金属シリサイド層が設けられ、前記金属シリサイド層と前記導電部材との間に金属層が設けられていることを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【国際調査報告】
2008136316.tif 000006
2008136316.tif 000007