(57)【要約】【課題】本発明は、小型化を図りつつ、高感度かつ良好な温度特性が得られるＭＥＭＳ装置及びその製造方法を提供するこを目的とする。【解決手段】固定支持されるアンカ部５と、高さ方向に変位する可動部２と、可動部２に対向配置される固定電極２２と、アンカ部５と可動部２とに回動自在に連結される支持部３と、支持部３とアンカ部５との間および支持部３と可動部２との間の各々を連結する第１および第２のばね部４とを有しており、可動部２は、第１の部材１４と、第１の部材１４と同質の第２の部材１５とを積層した積層体からなり、ばね部４は、積層体の第２の部材１５から形成されていることを特徴とするＭＥＭＳ装置１。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定支持されるアンカ部と、高さ方向に変位する可動部と、前記可動部に対向配置される固定電極と、前記アンカ部と前記可動部とに回動自在に連結される支持部と、前記支持部と前記アンカ部との間および前記支持部と前記可動部との間の各々を連結する第１および第２のばね部と、を有しており、
前記可動部は、第１の部材と、前記第１の部材と同質の第２の部材とを積層した積層体からなり、前記ばね部は、前記積層体の前記第２の部材から形成されていることを特徴とするＭＥＭＳ装置。
【請求項２】
前記第１の部材および前記第２の部材が、単結晶シリコンからなることを特徴とする請求項１に記載のＭＥＭＳ装置。
【請求項３】
前記第１の部材と前記第２の部材とが、常温接合されてなることを特徴とする請求項２に記載のＭＥＭＳ装置。
【請求項４】
固定支持されるアンカ部と、高さ方向に変位する可動部と、前記可動部に対向配置される固定電極と、前記アンカ部と前記可動部とに回動自在に連結される支持部と、前記支持部と前記アンカ部との間および前記支持部と前記可動部との間の各々を連結する第１および第２のばね部と、を有するＭＥＭＳ装置の製造方法であって、
第１の部材に穴を形成する工程と、
前記第１の部材に、前記第１の部材と同質の第２の部材を積層する工程と、
前記第１の部材および前記第２の部材をエッチングして、前記穴と重なる前記第２の部材の領域に前記ばね部を形成し、前記穴と重ならない領域に前記可動部を形成する工程と、を含むことを特徴とするＭＥＭＳ装置の製造方法。
【請求項５】
前記第１の部材および前記第２の部材が、単結晶シリコンからなることを特徴とする請求項４に記載のＭＥＭＳ装置の製造方法。
【請求項６】
前記積層する工程において、前記第１の部材と前記第２の部材とを常温接合することにより、前記第１の部材と前記第２の部材とを積層することを特徴とする請求５に記載のＭＥＭＳ装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）装置と、その製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＭＥＭＳ装置は、携帯電話などの電子機器や、自動車などに搭載され、圧力や、加速度などの物理量を検出するために用いられている。そして、電子機器の多機能化や、自動車の電子化などにより部品搭載数が増えており、ＭＥＭＳ装置の小型化や、低コスト化が急激に進んでいる。
【０００３】
静電容量型のＭＥＭＳ装置は、可動部、可動電極、および固定電極などを有して構成されている。例えば加速度がＭＥＭＳ装置に作用すると、可動部および可動電極と、固定電極とが相対的に変位し、固定電極と可動電極との間の静電容量が変化する。この静電容量の変化に基づいて加速度が検出される。
【０００４】
ところが、ＭＥＭＳ装置の小型化に伴い、可動部の質量が小さくなると、加速度に対するＭＥＭＳ装置の応答性が低下し、良好な検出感度が得られなくなる。
【０００５】
図１１は、特許文献１に開示される静電容量型のＭＥＭＳ装置の断面図である。従来例の静電容量型のＭＥＭＳ装置２０１においては、図１１に示すように、可動部２０２を、第１の部材（シリコン基板）２１４と、第１の部材２１４上に形成される第２の部材（積層構造体）２１５とで構成することにより、小型化に伴う可動部２０２の質量低下を抑制している。そして、第２の部材２１５は、ＣＭＯＳ集積回路などの多層配線部を用いて形成され、複数の導電層と、複数の層間絶縁層に埋め込まれるプラグとを有して構成されている。複数の導電層は、アルミニウム合金や、銅などからなり、プラグはタングステンなどからなる。
【０００６】
また、従来例のＭＥＭＳセンサ２０１は、可動部２０２に固定支持される可動電極と、可動部２０２を囲むように配置される額縁状の枠体部に固定支持される固定電極との間の静電容量の変化に基づいて加速度を検出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−２４９８０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
静電容量型のＭＥＭＳ装置は、自動車のＴＰＭＳ（Ｔｉｒｅ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）において、加速度センサとして実用化されている。その際、ＴＰＭＳでは、加速度センサの他に、タイヤの空気圧を検出する圧力センサや、各センサの検出値を送信する送信装置が併用されている。そのため、タイヤの中に、これらのセンサや、送信装置を設置する必要があるため、各センサの小型化が要求されている。
【０００９】
ところで、自動車の走行条件や、気温などによって、タイヤ内の温度は、１００℃程度まで上昇することがある。そのため、タイヤ内の温度は、気温から１００℃程度の間で変化する。従来例の静電容量型のＭＥＭＳ装置２０１においては、可動部２０２が、シリコン基板からなる第１の部材２１４と、アルミニウム合金や、銅などからなる複数の導電層からなる第２の部材２１５とを有して構成されている。そして、シリコン基板と、アルミニウム合金および銅などとの熱膨張係数の差は大きい。そのため、タイヤ内の温度が、気温から１００℃程度の間で変化すると、タイヤ内の温度に応じて可動部２０２が反る。
【００１０】
そのため、従来例のＭＥＭＳ装置２０１においては、タイヤ内の温度の変化に応じて、可動電極と固定電極との対向面積が変化し、この対向面積の変化に応じて静電容量が変化する。その結果、従来例のＭＥＭＳ装置２０１は、加速度を安定的に検出すことができず、さらに、１００℃近い高温では、アルミニウム合金や、銅などからなる複数の導電層が、第１の部材２１４から剥離することがある。
【００１１】
本発明の目的は、このような課題を顧みてなされたものであり、小型化を図りつつ、高感度かつ良好な温度特性が得られるＭＥＭＳ装置及びその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明のＭＥＭＳ装置は、固定支持されるアンカ部と、高さ方向に変位する可動部と、前記可動部に対向配置される固定電極と、前記アンカ部と前記可動部とに回動自在に連結される支持部と、前記支持部と前記アンカ部との間および前記支持部と前記可動部との間の各々を連結する第１および第２のばね部とを有しており、前記可動部は、第１の部材と、前記第１の部材と同質の第２の部材とを積層した積層体からなり、前記ばね部は、前記積層体の前記第２の部材から形成されていることを特徴とする。
【００１３】
このような態様であれば、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）装置に作用する物理量によって、可動部と固定電極とは相対的に変位することが可能である。そのため、可動電極と固定電極間の静電容量の変化に基づいて、ＭＥＭＳ装置に作用する物理量を検出することができる。
【００１４】
可動部が、第１の部材と第２の部材とを積層して構成されると共に、ばね部が、第２の部材のみで形成される。そのため、可動部の質量に対して、ばね部のばね定数を小さくすることができる。そのため、作用する物理量に対して、静電容量が大きく変化し、高感度が得られる。そのため、本発明に係るＭＥＭＳ装置は、小型化しても物理量を高感度に検出できる。
【００１５】
第１および第２の部材が同質であるので、可動部内の熱膨張係数は均一である。よって、周囲の気体温度に応じて、可動部が反ること、及び可動部の反り量の変化が抑制されるので、周囲の気体温度に応じる可動電極と固定電極との間の静電容量の変化が抑制される。そのため、本発明に係るＭＥＭＳ装置は、良好な温度特性が得られる。
【００１６】
よって、本発明によれば、小型化を図りつつ、高感度かつ良好な温度特性が得られるＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）装置を提供することができる。
【００１７】
前記第１の部材および前記第２の部材が、単結晶シリコンからなることが好ましい。このような態様であれば、第１の部材と第２の部材を、同質とすることが可能である。また、周知の半導体プロセス技術を用いて、本発明に係るＭＥＭＳ装置を製造することが可能である。
【００１８】
前記第１の部材と前記第２の部材とが、常温接合されてなることが好ましい。このような態様であれば、単結晶シリコンからなる第１の部材および前記第２の部材を積層することが可能である。
【００１９】
本発明のＭＥＭＳ装置の製造方法は、固定支持されるアンカ部と、高さ方向に変位する可動部と、前記可動部に対向配置される固定電極と、前記アンカ部と前記可動部とに回動自在に連結される支持部と、前記支持部と前記アンカ部との間および前記支持部と前記可動部との間の各々を連結する第１および第２のばね部と、を有するＭＥＭＳ装置の製造方法であって、第１の部材に穴を形成する工程と、前記第１の部材に、前記第１の部材と同質の第２の部材を積層する工程と、前記第１の部材および前記第２の部材をエッチングして、前記穴と重なる前記第２の部材の領域に前記ばね部を形成し、前記穴と重ならない領域に前記可動部を形成する工程と、を含むことを特徴とする。
【００２０】
可動部が、第１の部材と第２の部材とを積層して構成されると共に、ばね部が、第２の部材のみで形成される。そのため、可動部の質量に対して、ばね部のばね定数を小さくすることができる。そのため、作用する物理量に対して、静電容量が大きく変化し、高感度が得られる。そのため、本発明の製造方法によれば、小型化しても物理量を高感度に検出するＭＥＭＳ装置が可能である。
【００２１】
このような態様であれば、可動部は、同質の第１および第２の部材から構成されるので、可動部内の熱膨張係数は均一である。よって、周囲の気体温度に応じて、可動部が反ること、及び可動部の反り量の変化が抑制されるので、周囲の気体温度に応じる可動電極と固定電極間の静電容量の変化が抑制される。そのため、本発明の製造方法によれば、物理量を良好な温度特性で検出するＭＥＭＳ装置が可能である。
【００２２】
よって、本発明によれば、小型化を図りつつ、高感度かつ良好な温度特性が得られるＭＥＭＳ装置の製造方法を提供することが可能である。
【００２３】
前記第１の部材および前記第２の部材が、単結晶シリコンからなることが好ましい。このような態様であれば、第１の部材と前記第２の部材を、同質とすることが可能である。また、本発明に係るＭＥＭＳ装置の製造方法に、周知の半導体プロセス技術を用いることが可能である。
【００２４】
前記積層する工程において、前記第１の部材と前記第２の部材とを常温接合することにより、前記第１の部材と前記第２の部材とを積層することが好ましい。このような態様であれば、シリコンからなる第１の部材および第２の部材を積層することが可能である。
【発明の効果】
【００２５】
よって、本発明によれば、小型化を図りつつ、高感度かつ良好な温度特性が得られるＭＥＭＳ装置及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態に係わるＭＥＭＳ装置の透視平面図である。
【図２】図１に示すＡ−Ａ線に沿って切断して矢印方向から視る断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係わるＭＥＭＳ装置が静止している状態の斜視図である。
【図４】本発明の実施形態に係わるＭＥＭＳ装置が動作している状態の斜視図である。
【図５】（ａ）は本発明の実施形態に係わるＭＥＭＳ装置の部分拡大平面図であり、（ｂ）は（ａ）に示すＢ−Ｂ線に沿って切断して矢印方向から視る断面図である。
【図６】（ａ）は本発明の実施形態に係わるＭＥＭＳ装置の部分拡大平面図であり、（ｂ）は（ａ）に示すＣ−Ｃ線に沿って切断して矢印方向から視る断面図である。
【図７】本発明の実施形態と従来例における加速度と静電容量の関係の比較図である。
【図８】（ａ）から（ｄ）は、本発明の実施形態に係わるセンサ基板の製造方法の説明図である。
【図９】（ａ）から（ｃ）は、本発明の実施形態に係わる配線基板の製造方法の説明図である。
【図１０】（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施形態に係わるセンサ基板と配線基板の接合方法の説明図である。
【図１１】特許文献１に開示される静電容量型のＭＥＭＳ装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施形態に係わるＭＥＭＳ装置とその製造方法について図面を用いて詳細に説明する。なお、各図面の寸法は適宜変更して示している。各図に示すＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）装置に関しては、Ｙ方向が左右方向であり、Ｙ１方向が左方向でＹ２方向が右方向、Ｘ方向が前後方向であり、Ｘ１方向が前方でＸ２方向が後方である。また、Ｙ方向とＸ方向の双方に直交する方向が上下方向（Ｚ方向：高さ方向）である。
【００２８】
図１は、本発明の実施形態に係わるＭＥＭＳ装置の透視平面図である。図２は、図１に示すＡ−Ａ線に沿って切断して矢印方向から視る断面図である。
【００２９】
本実施形態のＭＥＭＳ装置は、図２に示すように、センサ基板１０と配線基板２０とが接合されて、第１の支持基板１１と第２の支持基板２１の間に、可動部２、支持部３、固定電極２２、ばね部４、アンカ部５、および第１の枠体部６などを有して構成されている。そして、可動部２は、第１の部材１４と第２の部材１５とが積層されてなり、ばね部４は、第２の部材１５からなる。
【００３０】
本実施形態においては、センサ基板１０は、シリコン基板とシリコンからなるＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ  ｏｎ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）層とが、シリコン酸化膜を介して接合されるＳＯＩ基板を用いて構成される。そして、図２に示すように、第１の部材１４は、ＳＯＩ層により構成され、第２の部材１５は、第１の部材１４に接合されるシリコン層により構成されている。なお、第１の部材１４は、導電性のＳＯＩ層からなり、第２の部材１５は、導電性のシリコン層からなる。
【００３１】
アンカ部５および第１の枠体部６は、図２に示すように、第１の絶縁層１３を介して第１の支持基板１１に固定支持されている。第１の絶縁層１３は、ＳＯＩ基板を構成するシリコン酸化膜からなる。
【００３２】
本実施形態のＭＥＭＳ装置に加速度が作用すると、可動部２と、固定電極２２とが相対的に変位し、静電容量が変化する。本実施形態のＭＥＭＳ装置は、可動部２と固定電極２２間の静電容量の変化に基づいて物理量である加速度を検出する、すなわち加速度センサである。なお、可動部２は、導電性の単結晶シリコンからなり、可動電極として機能する。
【００３３】
本実施形態のＭＥＭＳ装置は、加速度センサとしたが、これに限定されるものではない。圧力センサ、可変容量コンデンサ、角加速度センサ、および衝撃センサなども可能である。前記圧力センサは、たとえば第１の支持基板、第２の支持基板、および第１の枠体部などからなる外周部の少なくとも一部に圧力が作用し、可動部と固定電極とが相対的に変位して生じる静電容量の変化に基づいて圧力を検出するものである。
【００３４】
可変容量コンデンサについて、以下に説明する。携帯電話などの無線通信機器では、高周波回路の小型化の要求が高まっている、そのため、ＭＥＭＳ技術を利用した可変容量コンデンサを、可変周波数発信器、同調増幅器、インピーダンス整合回路などの高周波回路に用いることが検討されている。この可変容量コンデンサは、対向配置される第１の駆動電極部および第２の駆動電極部と、対向配置される第１の容量電極部および第２の容量電極部とを有して構成され、第１の容量電極部または第２の容量電極部に入力する入力交流信号が、第１の容量電極部と第２の容量電極部との間に形成される静電容量に応じた所望の出力交流信号として出力される。
【００３５】
第１の容量電極部が支持部を介して第１の駆動電極部に連動可能に連結されており、第１の駆動電極部と第２の駆動電極部との間に駆動電圧を印加して、第１の容量電極部と第２の容量電極部との間の間隔を変えることで、第１の容量電極部と第２の容量電極部の間の静電容量を制御している。このようにして、可変容量コンデンサは、入力交流信号を変換して、所望の出力交流信号を出力させる。
【００３６】
入力交流信号の周波数と、第１の駆動電極部、支持部、および第１の容量電極部で構成される系の機械的な固有周波数とが近い値であると、入力交流信号の影響により第１の容量電極部と第２の容量電極部との間の間隔が変化することがあり、その際は、可変容量コンデンサは、所望の出力交流信号を出力させることができない。
【００３７】
よって、本実施形態と同様に、第１の駆動電極部、支持部、および第１の容量電極部を、ＳＯＩ基板におけるＳＯＩ層から形成し、第１の駆動電極部、支持部、および第１の容量電極部を構成するＳＯＩ層にシリコン層を接合することにより、入力交流信号の周波数と機械的な固有周波数を異ならせることができ、可変容量コンデンサは、所望の出力交流信号を出力させることが可能になる。
【００３８】
図１は、本実施形態の加速度センサ１を、第１の支持基板１１を透視して、可動部２、支持部３、ばね部４などを図示する透視平面図である。加速度センサ１は、図１に示すように、たとえば、平面視で矩形形状である。
【００３９】
図３は、本実施形態に係わるＭＥＭＳ装置が静止している状態の斜視図である。加速度センサ１は、静止状態のときは、図３に示すように、表面全体と裏面全体が夫々、同一面上に位置しており、表面および裏面から突出する部分がない。なお、加速度センサ１を実際に使用する際は、地球の重力の影響で若干変位している。
【００４０】
加速度センサ１は、たとえば自動車のＴＰＭＳに用いられる場合は、図１、図２に示すように、加速度センサ１の外周部が自動車に固定される。すなわち、互いに連結される第１の支持基板１１、第２の支持基板２１、第１の枠体部６、および第２の枠体部２６から構成される外周部が、自動車に固定される。そのため、自動車の加速度は、前記外周部と前記外周部に固定支持されるアンカ部５および固定電極２２に直接的に加えられる。自動車の加速度は、支持部３には、支持部３とアンカ部５とを連結するばね部４を介して加えられる。可動部２は、支持部３とばね部４を介してアンカ部５に連結されている。そのため、自動車の加速度は、可動部２には、支持部３とばね部４を介して加えられる。よって、自動車の加速度が加速度センサ１に加わると、可動部２および支持部３は、前記外周部、アンカ部５、および固定電極２２に対して高さ方向（Ｚ方向）に相対的に変位する。
【００４１】
そのため、図４に示すように、可動部２が、アンカ部５に対して、加速度により図３の静止状態の位置から高さ方向へ向けて相対的に変位すべく、可動部２とアンカ部５との間にばね部４を介して連結される支持部３が高さ方向に回動する。その結果、図４に示すように、アンカ部５は、可動部２および支持部３に対して高さ方向に移動する。
【００４２】
加速度センサ１は微小であり、たとえば長方形の長辺１ａ（図１に図示）の長さ寸法は１ｍｍ以下であり、短辺１ｂ（図１に図示）の長さ寸法は０．８ｍｍ以下である。さらに、厚み寸法は０．１ｍｍ以下である。長辺１ａの延びる方向が前後方向であり、短辺１ｂの延びる方向が左右方向である。
【００４３】
加速度センサ１は、図１、図２に示すように、額縁状に第１の枠体部６および第２の枠体部２６が互いに対向するように設けられ、第１の枠体部６に囲まれるように可動部２が設けられている。可動部２の内側には、支持部３が設けられている。
【００４４】
第１の支持部３ａは、図１に示すように、前方（Ｘ１方向）に延びる第１の連結腕７ａと、後方（Ｘ２方向）に延びる第１の脚部８ａとが一体に形成されている。なお、ここで、第１の連結腕７ａは、第１の支持部３ａと中央アンカ部５ａおよび左側アンカ部５ｂを連結するばね部４ａ、４ｄから前方（Ｘ１方向）に位置する側であり、第１の脚部８ａは、ばね部４ａ、４ｄから後方（Ｘ２方向）に位置する側と規定する。
【００４５】
また、第２の支持部３ｂは、図１に示すように、後方（Ｘ２方向）に延びる第２の連結腕７ｂと、前方（Ｘ１方向）に延びる第２の脚部８ｂとが一体に形成されている。なお、ここで、第２の連結腕７ｂは、第２の支持部３ｂと中央アンカ部５ａおよび右側アンカ部５ｃを連結するばね部４ｂ、４ｃから後方（Ｘ２方向）に位置する側であり、第２の脚部８ｂは、ばね部４ｂ、４ｃから前方（Ｘ１方向）に位置する側と規定する。
【００４６】
連結腕７ａ、７ｂおよび脚部８ａ、８ｂは、各アンカ部５ａ、５ｂ、５ｃから離れる方向であって、前後方向（Ｘ１−Ｘ２方向）に平行に所定の幅寸法にて延出する形状で形成されている。また、各支持部３の連結腕７ａ、７ｂおよび脚部８ａ、８ｂの幅寸法（Ｙ１−Ｙ２方向への寸法）は、たとえば、ほぼ同じとされている。
【００４７】
第１の支持部３ａと第２の支持部３ｂは、図１に示すように、点対称で形成されている。よって、各アンカ部５ａ、５ｂ、５ｃから見て、第１の支持部３ａの第１の連結腕７ａと第２の支持部３ｂの第２の連結腕７ｂの延出方向、および第１の支持部３ａの第１の脚部８ａと第２の支持部３ｂの第２の脚部８ｂの延出方向がそれぞれ逆になっている。
【００４８】
各アンカ部５ａ、５ｂ、５ｃは、図１、図２に示すように、第１の支持基板１１に固定支持される。第１の支持基板１１は、シリコン基板であり、各アンカ部５ａ、５ｂ、５ｃと第１の支持基板１１との間にはシリコン酸化膜である第１の絶縁層１３が介在している。図３に示す静止状態において可動部２と第１の支持基板１１との間の間隔は、１〜５μｍ程度である。
【００４９】
図１、図２に示すように、可動部２と、各支持部３ａ、３ｂ、および各アンカ部５ａ、５ｂ、５ｃは、夫々分離して形成されている。このうち、各アンカ部５ａ、５ｂ、５ｃと第１の支持基板１１との間には第１の絶縁層１３が介在し、各アンカ部５ａ、５ｂ、５ｃが第１の支持基板１１に固定支持された状態になっているが、可動部２および各支持部３ａ、３ｂと、第１の支持基板１１との間には第１の絶縁層１３は存在せず、可動部２および各支持部３ａ、３ｂと第１の支持基板１１との間は空間となっている。
【００５０】
図１に示すように、第１の支持部３ａの第１の連結腕７ａの先端部と可動部２とがばね部４ｇにおいて回動自在に連結されており、第２の支持部３ｂの第２の連結腕７ｂの先端部と可動部２とがばね部４ｈにおいて回動自在に連結されている。
【００５１】
また、図１に示すように、第１の支持部３ａは、左側アンカ部５ｂとの近接位置で、第１の連結腕７ａの基端部より後方（Ｘ２方向）で二股に分かれ、一方の第１の脚部８ａと他方の第１の延出部３８ａとが連なって形成されている。第１の支持部３ａの第１の連結腕７ａは、左側アンカ部５ｂと中央アンカ部５ａとの間に位置する基端部と中央アンカ部５ａとがばね部４ｄによって回動自在に連結されている。また、第１の支持部３ａの第１の連結腕７ａは、左側アンカ部５ｂと中央アンカ部５ａとの間に位置する基端部と左側アンカ部５ｂとがばね部４ａによって回動自在に連結されている。さらに、第２の支持部３ｂは、右側アンカ部５ｃとの近接位置で、第２の連結腕７ｂの基端部より前方（Ｘ１方向）で二股に分かれ、一方の第２の脚部８ｂと他方の第２の延出部３８ｂとが連なって形成されている。第２の支持部３ｂの第２の連結腕７ｂは、右側アンカ部５ｃと中央アンカ部５ａとの間に位置する基端部と中央アンカ部５ａとがばね部４ｂによって回動自在に連結されている。また、第２の支持部３ｂの第２の連結腕７ｂは、右側アンカ部５ｃと中央アンカ部５ａとの間に位置する基端部と右側アンカ部５ｃとがばね部４ｃによって回動自在に連結されている。
【００５２】
図１に示すように、左側アンカ部５ｂの後方（Ｘ２方向）に、可動部２および左側アンカ部５ｂと分離して形成された第３の支持部３ｃが設けられ、右側アンカ部５ｃの前方（Ｘ１方向）に、可動部２および右側アンカ部５ｃと分離して形成された第４の支持部３ｄが設けられている。第３の支持部３ｃには、その基端部より前方（Ｘ１方向）に第３の延出部３８ｃが連なって形成され、第４の支持部３ｄには、その基端部より後方（Ｘ２方向）に第４の延出部３８ｄが連なって形成されている。第３の支持部３ｃおよび第４の支持部３ｄは共に可動部２の内側に形成される。第３の支持部３ｃと第４の支持部３ｄは点対称で形成される。また、第３の支持部３ｃおよび第４の支持部３ｄは、左側アンカ部５ｂや右側アンカ部５ｃから離れる方向であって、前後方向（Ｘ１−Ｘ２方向）に平行に所定の幅寸法にて延出する形状で形成されている。第３の支持部３ｃおよび第４の支持部３ｄの幅寸法（Ｙ１−Ｙ２方向への寸法）は、第１の連結腕７ａおよび第２の連結腕７ｂの幅寸法と同じであることが好ましい。
【００５３】
図１に示すように、第３の支持部３ｃの先端部と可動部２とは、ばね部４ｉによって回動自在に連結されている。第４の支持部３ｄの先端部と可動部２とは、ばね部４ｊによって回動自在に連結されている。第３の支持部３ｃの基端部と左側アンカ部５ｂとは、ばね部４ｅによって回動自在に連結されている。第４の支持部３ｄの基端部と右側アンカ部５ｃとは、ばね部４ｆによって回動自在に連結されている。
【００５４】
本実施形態においては、図１に示すように、支持部３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄとアンカ部５ａ、５ｂ、５ｃを連結するばね部４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅ、４ｆが第１のばね部である。支持部３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄと可動部２を連結するばね部４ｇ、４ｈ、４ｉ、４ｊが第２のばね部である。
【００５５】
図１に示すように、第１の支持部３ａの第１の延出部３８ａおよび第３の支持部３ｃの第３の延出部３８ｃはともに、左側アンカ部５ｂよりも左側（Ｙ１方向）の位置にて延出する延出端部７ｃ、３ｅを備えており、第１の延出部３８ａの延出端部７ｃと、第３の延出部３８ｃの延出端部３ｅとが所定の間隔を空けて対向配置されている。そして、第１の延出部３８ａの延出端部７ｃと第３の延出部３８ｃの延出端部３ｅとの間がばね部４ｋを介して連結されている。第２の支持部３ｂの第２の延出部３８ｂおよび第４の支持部３ｄの第４の延出部３８ｄはともに、右側アンカ部５ｃよりも右側（Ｙ２方向）の位置にて延出する延出端部７ｄ、３ｆを備えており、第２の延出部３８ｂの延出端部７ｄと、第４の延出部３８ｄの延出端部３ｆとが所定の間隔を空けて対向配置されている。そして、第２の延出部３８ｂの延出端部７ｄと第４の延出部３８ｄの延出端部３ｆとの間がばね部４ｍを介して連結されている。
【００５６】
ここで、第１の支持部３ａの第１の連結腕７ａの先端部から第１の延出部３８ａの延出端部７ｃまでのＸ１−Ｘ２方向への長さ寸法、第２の支持部３ｂの第２の連結腕７ｂの先端部から第２の延出部３８ｂの延出端部７ｄまでのＸ１−Ｘ２方向への長さ寸法、第３の支持部３ｃの先端部から第３の延出部３８ｃの延出端部３ｅまでのＸ１−Ｘ２方向への長さ寸法、および第４の支持部３ｄの先端部から第４の延出部３８ｄの延出端部３ｆまでのＸ１−Ｘ２方向への長さ寸法は、それぞれ同一寸法に調整されている。
【００５７】
図５（ａ）は、本発明の実施形態に係わるＭＥＭＳ装置の部分拡大平面図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）に示すＢ−Ｂ線に沿って切断して矢印方向から視る断面図である。なお、図５（ａ）は、ばね部４ｊと、その周囲部を拡大して図示している。図５（ａ）および図５（ｂ）に示すように、ばね部４ｊには、可動部２と第４の支持部３ｄとの間に隙間３９が形成されており、この隙間３９の内部に可動部２と第４の支持部３ｄを回動自在に連結するばね９ｊが設けられている。このばね９ｊは、可動部２や第４の支持部３ｄを分離する際に、第２の部材１５の一部を残して円柱状や角柱状に加工して形成される。その際、ばね９ｊとなる部分の第２の部材１５をエッチングにて細幅に切り出すことで、ばね性を持たせることができる。本実施形態においては、ばね９ｊの厚さは、第２の部材１５の厚さであり、第１の部材１４と第２の部材１５とから構成される可動部２および第４の支持部３ｄの厚さより薄く設けられている。
【００５８】
図５に示す構造は、図１に示す各ばね部４ｇ、４ｈ、４ｉにおいても同様である。
【００５９】
図６（ａ）は、本発明の実施形態に係わるＭＥＭＳ装置の部分拡大平面図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）に示すＣ−Ｃ線に沿って切断して矢印方向から視る断面図である。なお、図６（ａ）は、中央アンカ部５ａと右側アンカ部５ｃ、およびその周囲部を拡大して図示している。
【００６０】
図６（ａ）に示すように、各ばね部４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｆにおいて、隙間３９の間にばね９ｂ、９ｃ、９ｄ、９ｆが設けられて、アンカ部５ａ、５ｃと第２の支持部３ｂとが、ばね９ｂ、９ｃを介して連結されている。アンカ部５ｃと第４の支持部３ｄとが、ばね９ｆを介して連結されている。また、アンカ部５ａ、５ｂと支持部３ａ、３ｃとの間においても図６（ａ）と同様の構造で形成されている。
【００６１】
図６（ａ）に示すように、第４の支持部３ｄの第４の延出部３８ｄの延出端部３ｆと第２の支持部３ｂの第２の延出部３８ｂの延出端部７ｄとの間に位置するばね部４ｍには、延出端部３ｆと延出端部７ｄとの間に隙間３９が形成されており、この隙間３９の間に折り返しパターン状のばね９ｍが設けられ、ばね９ｍの一方の端部が第４の支持部３ｄの第４の延出部３８ｄの延出端部３ｆに、ばね９ｍの他方の端部が第２の支持部３ｂの第２の延出部３８ｂの延出端部７ｄに連結されている。ばね９ｍが前後方向に平行に伸びず迂回しているのは、幅細のばね９ｍの長さ寸法を稼いでばね定数を小さくし、第２の連結腕７ｂに連なる第２の延出部３８ｂと第４の支持部３ｄに連なる第４の延出部３８ｄを強固に連結しないためである。また、図１に示すように、ばね部４ｋ、４ｍは、左右方向（Ｙ方向）において同軸上に設けられる。ばね部４ｋとばね部４ｍは点対称に設けられる。
【００６２】
図１に示すように、ばね部４ｉ、４ｈは、左右方向（Ｙ方向）において同軸上に設けられる。また、ばね部４ｇ、４ｊは、左右方向（Ｙ方向）において同軸上に設けられる。また、ばね部４ａ、４ｄ、４ｆは、左右方向（Ｙ方向）において同軸上に設けられる。また、ばね部４ｅ、４ｂ、４ｃは、左右方向（Ｙ方向）において同軸上に設けられる。
【００６３】
ばね部４に設けられるばねは、捻じれ変形することで、各支持部３を可動部２および各アンカ部５に対して回動させることができる。また、ばね部４に設けられるばね９は、シリコンが弾性材料であるため、可動部２などに外力が作用していないときは、図３に示すように、ばねの弾性復元力により、可動部２の表面と各支持部３の表面とが同一面となるように復元する。
【００６４】
加速度センサ１は、図２に示すように、可動部（可動電極）２と固定電極２２間の静電容量の変化に基づいて加速度を検出する。加速度センサ１が、たとえば自動車のＴＰＭＳに用いられる場合は、第１の支持基板１１などの外表面が自動車に固定される。そのため、第２の支持基板２２などの内表面に固定支持される固定電極２２は、自動車と一体的に動き、可動部２に対して自動車の加速方向に移動する。その際、高感度な加速度センサであるためには、固定電極２２と可動部（可動電極）２とは、相対的に大きく変位することが好ましい。そのためには、自動車と一体的に動く固定電極２２に対して、可動部２が慣性力によって止まろうとすること、すなわち可動部２の質量は大きいことが好ましい。
【００６５】
また、電子機器の多機能化や自動車の電子化などにより、部品搭載数が増えているため、加速度センサなどのＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）装置は小型化が進められている。そのため、加速度センサ１の可動部２は、平面視での面積が小さくなり、可動部２の質量も小さくなる。すなわち、加速度センサの小型化を行おうとすると、加速度センサの感度が低下するという課題が生じる。
【００６６】
本実施形態においては、図２に示すように、可動部２を、第１の部材１４と第２の部材１５とを積層する構成で形成することにより、可動部２の平面視での面積を小さくしても、可動部２の質量が小さくなることを抑制している。
【００６７】
よって、本実施形態によれば、小型化を図りつつ、高感度な加速度センサなどのＭＥＭＳ装置を提供することができる。
【００６８】
本実施形態の第２の部材１５は、シリコン層からなり、シリコンからなる第１の部材１４と同質の材料からなる。そのため、自動車の走行条件などによって、タイヤ内の温度は、１００℃程度まで上昇しても、熱応力によって可動部２が反ることはない。
【００６９】
よって、本実施形態によれば、小型化を図りつつ、良好な温度特性が得られる加速度センサなどのＭＥＭＳ装置を提供することができる。
【００７０】
本実施形態によれば、図２に示すように、可動部２は、第１の部材１４と第２の部材１５とを積層した積層体からなり、ばね部４、即ちばね９は、前記積層体の第２の部材から形成されている。そのため、可動部２の質量に対して、ばね９のばね定数を小さく、即ちばね９は捻じれ変形し易くできる。そのため、可動部２と固定電極２２とが、相対的に変位し易いように設けられる。よって、ＭＥＭＳ装置を小型化しても、可動部（可動電極）２と固定電極２２間の静電容量は変化し易いので、本発明に係るＭＥＭＳ装置によれば、物理量である加速度を高感度に検出することができる。
【００７１】
本実施形態においては、第１の部材１４と第２の部材１５は、単結晶シリコンからなり同質であるが、これに限定されるものではない。同質とは、原子配列がほぼ同じものや、熱膨張係数がほぼ同じものを意味する。このように、第１の部材１４と第２の部材１５は、原子配列がほぼ同じなもの同士、あるいは熱膨張率がほぼ同じであるもの同士として選ぶことも可能である。
【００７２】
特許文献１に開示される従来例の静電容量型のＭＥＭＳ装置２０１においては、小型化に伴う可動部２０２の質量低下を抑制するために、可動部２０２が、シリコン基板からなる第１の部材２１４に、アルミニウム合金や、銅などからなる複数の導電層および複数の層間絶縁層に埋め込まれるプラグなどからなる第２の部材２１５を積層して構成している。アルミニウム合金や、銅などからなる複数の導電層は、スパッタ法や、メッキ法などで成膜され、膜応力を持つと共に、この膜応力がばらつくことが知られている。
【００７３】
複数の導電層の膜応力により可動部２０２は反り易く、膜応力がばらつくことによって、可動部２０２の反り量はばらつき易い。そのため、従来例のＭＥＭＳ装置２０１においては、可動部２０２の反りや反り量ばらつきによって、可動部２０２に固定支持される可動電極と、枠体部に固定支持される固定電極との対向面積が変化し、検出値にオフセットやオフセットばらつきが生じ易い。
【００７４】
本実施形態の第１の部材１４と第２の部材１５は、同質のシリコンであると共に、結晶性の良好なシリコン層からなる。そして、このような第１の部材１４と第２の部材１５を積層して構成される可動部２においては、その反り量と反り量ばらつきは抑制される。
【００７５】
図７は、本発明の実施形態と従来例における加速度と静電容量の関係の比較図である。横軸が加速度[Ｇ]であり、縦軸が静電容量[ｆＦ]である。可動電極が、本発明の実施形態においてはシリコンとシリコンの積層体、従来例においてはシリコンとパーマロイ積層体とし、同じ形状としてシミュレーションしたものである。パーマロイはメッキ法で形成したものであり、メッキ法では膜応力が１００ＭＰａから１０００ＭＰａ程度にばらつくので、従来例１の膜応力は１００ＭＰａであり、従来例２の膜応力は１０００ＭＰａである。加速度が０[Ｇ]であるときの静電容量、すなわちオフセットは、図７に示すように、本実施形態においては０[ｆＦ]であるのに対して、従来例１が１１[ｆＦ]、従来例２が１０４[ｆＦ]である。このように、従来例２は大きなオフセットを示し、従来例１と従来例２ではオフセットが大きくばらついている。
【００７６】
よって、本実施形態によれば、小型化を図りつつ、検出値のオフセットおよび検出値のオフセットばらつきの小さい加速度センサなどのＭＥＭＳ装置を提供することができる。
【００７７】
本実施形態によれば、ばね９の平面パターンは、周知の半導体プロセス技術における微細加工技術により精度良く形成することができる。ばね９の厚さ寸法は、ばね９を構成するシリコン層の厚さによって規定される。ばねを構成するシリコン層を、シリコン基板をＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ）などにより加工して形成する場合、シリコン基板内におけるＲＩＥなどのエッチングばらつきが大きいため、ばねの厚さ寸法はばらつきを持ち精度が悪い。本実施形態においては、ばね９の厚さ寸法を、研削加工などによって精度よく加工だしされたシリコン基板の厚さで規定している。このように、本実施形態によれば、ばね９の形状を精度よく加工だしすることが可能である。
【００７８】
よって、本実施形態によれば、小型化に伴い適切なばね定数を選択する際に、精度良くばね定数を加工だしすることが可能であり、小型化を図りつつ、高精度なＭＥＭＳ装置を提供することができる。
【００７９】
以下に、本実施形態に係わるＭＥＭＳ装置の製造方法を説明する。図８は、本発明の実施形態に係わるセンサ基板の製造方法の説明図である。図９は、本発明の実施形態に係わる配線基板の製造方法の説明図である。図１０は、本発明の実施形態に係わるセンサ基板と配線基板の接合方法の説明図である。
【００８０】
まず、図８を用いて、本実施形態に係わるセンサ基板の製造方法を説明する。図８（ａ）に示す工程において、第１の支持基板（シリコン基板）１１と第１の部材（ＳＯＩ層）１４とが、第１の絶縁層（シリコン酸化膜）１３を介して接合されるＳＯＩ基板１８を用意する。そして、第１の部材１４の表面に、ばね部４（図６（ｂ）に図示）に相当する領域を覆わないで、ばね部４に相当する領域以外を覆うレジスト層を、フォトリソグラフィ技術によって形成する。そして、ＲＩＥなどにより、レジスト層で覆われていない第１の部材１４の領域、即ちばね部４に相当する領域を、第１の絶縁層１３が露出するまでエッチングする。このようにして、第１の部材１４に、第１の絶縁層１３を露出させる穴４ｎが形成される。
【００８１】
図８（ｂ）に示す工程において、図８（ａ）で加工した第１の部材１４の上にシリコンからなる第２の部材１５を常温接合する。常温接合においては、第１の部材１４および第２の部材１５の互いの接合面１４ａ、１５ａは、高真空（たとえば１０−５〜１０−６Ｐａ程度）中でアルゴンガスなどのイオンビームなどが照射され、接合面１４ａ、１５ａから酸化膜や吸着層などからなる不活性層が除去される。不活性層の除去された接合面１４ａ、１５ａはシリコン原子の未結合手の露出した状態となり、第１の部材１４と第２の部材１５は、常温において接合面１４ａ、１５ａ同士を接触させることにより接合される。次に、第２の部材１５の上に、第１の接合層１７を形成するための金属層３７をスパッタなどにより成膜する。
【００８２】
このように、本実施形態によれば、第１の部材１４と第２の部材１５とは、同質であるため原子配列が非常に良く似ている。そのため、互いのシリコン原子の結合手同士が常温において直接的に結合する。よって、第１の部材１４と第２の部材１５と間の接合面に応力の生じることが抑制される。そのため、応力によって、可動部２が反ることや反り量がばらつくことが抑制される。
【００８３】
よって、本実施形態によれば、小型化を図りつつ、検出値のオフセットおよび検出値のオフセットばらつきの小さい加速度センサなどのＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）装置の製造方法を提供することができる。
【００８４】
図８（ｃ）に示す工程において、第１の接合層１７を形成するための金属層３７の上に、アンカ部５および第１の枠体部６に対応する平面形状のレジスト層をフォトリソグラフィ技術によって形成する。そして、ＲＩＥなどにより、レジスト層に覆われていない前記金属層が除去され、アンカ部５および第１の枠体部６が形成される領域に第１の接合層１７が形成される。
【００８５】
次に、第２の部材１５および第１の接合層１７の上に、可動部２、支持部３、アンカ部５、ばね部４、および第１の枠体部６のそれぞれの形状に対応する平面形状のレジスト層を、フォトリソグラフィ技術によって形成する。そして、ＲＩＥなどにより、レジスト層に覆われていない第２の部材１５および第１の部材１４が除去されて、可動部２、支持部３、アンカ部５、ばね部４、および第１の枠体部６がパターン形成される。このとき、可動部２、支持部３、アンカ部５、および第１の枠体部６は分離されて、それぞれの間に隙間３９が形成されている。ばね部４が形成される領域においては、図８（ａ）に示す工程において第１の部材１４は除去されており、ばね部４は、本工程において、第２の部材１５をパターン形成することにより得られる。
【００８６】
このようにして、ばね部４は、図８（ａ）に示す工程で形成された第１の絶縁層１３を露出させる穴４ｎと重なる領域に位置する第２の部材１５から形成され、可動部２、支持部３、およびアンカ部５は、穴４ｎと重ならない領域に位置する第１の部材１４と第２の部材１５が接合されて形成される。
【００８７】
本実施形態においては、第１の接合層１７は、ゲルマニウムまたはゲルマニウム合金を主成分とする金属膜である。
【００８８】
このように、本実施形態によれば、可動部２は、第１の部材１４と第２の部材１５とが積層して構成されるので、ＭＥＭＳ装置を小型化しても、可動部２の質量を大きく設けることが可能である。そのため、本発明に係るＭＥＭＳ装置の製造方法によれば、加速度センサ１などのＭＥＭＳ装置を小型化しても、高い検出感度のＭＥＭＳ装置を製造することが可能である。
【００８９】
このように、本実施形態によれば、可動部２は、同質の第１の部材１４および第２の部材１５から構成されるので、可動部２内の熱膨張係数は均一である。よって、周囲の気体温度に応じて反ること、及び反り量が変化することが抑制される。そのため、本発明に係るＭＥＭＳ装置の製造方法によれば、温度特性の良好な加速度センサ１などのＭＥＭＳ装置を製造することが可能である。
【００９０】
よって、本実施形態によれば、小型化を図りつつ、高感度かつ良好な温度特性が得られる加速度センサ１などのＭＥＭＳ装置の製造方法を提供することが可能である。
【００９１】
本実施形態によれば、図８（ａ）に示す工程において、第１の部材１４に、第１の絶縁層１３を露出させる穴４ｎが形成される。図８（ｂ）に示す工程において、穴４ｎを覆うように、第１の部材１４の上に第２の部材１５が接合される。そして、図８（ｃ）に示す工程において、第１の接合層１７、可動部２、支持部３、アンカ部５、ばね部４、および第１の枠体部６は、第２の部材１５の平坦な表面上でパターン形成されるので、寸法精度よく微細加工される。同時に、可動部２が、第１の部材１４と第２の部材１５とが積層されて形成され、ばね部４が、第２の部材１５のみから形成される。
【００９２】
ところが、本実施形態と異なる場合、例えば第１の絶縁層１３を露出させないで第１の部材の一部を残して第１の部材に穴を形成し、残した第１の部材の一部をばねとする場合には、第１の部材の表面は平坦ではない。そのため、ばねが位置する穴の周囲に、第１の接合層、可動部、支持部、アンカ部、および第１の枠体部をパターン形成する際には、レジスト層の膜厚が、穴の影響により不均一となり、第１の接合層、可動部、支持部、アンカ部、および第１の枠体部の寸法精度が悪くなるという課題が生じる。
【００９３】
図８（ｄ）に示す工程において、シリコンを溶解せずシリコン酸化膜を溶解できる選択性の等方性エッチング処理を行う。この際、エッチングガスまたはエッチング液は、前記隙間３９から浸透して、第１の絶縁層１３を除去する。
【００９４】
その結果、アンカ部５および第１の枠体部６と第１の支持基板１１との間のみに第１の絶縁層１３が残され、第１の支持基板１１と可動部２、支持部３、およびばね部４との間の第１の絶縁層１３は除去される。
【００９５】
センサ基板１０は、図８（ｄ）に示すように、第１の支持基板１１に第１の絶縁層１３を介してアンカ部５および第１の枠体部６が接合され、アンカ部５および可動部２にばね部４を介して支持部３が連結され構成されている。
【００９６】
図９は、本発明の実施形態に係わる配線基板の製造方法の説明図である。図９を用いて、本実施形態に係わる配線基板の製造方法を説明する。図９（ａ）に示す工程において、導電性の第２の支持基板２１の表面に、スパッタ法やＣＶＤ法などにより第２の絶縁層２３を成膜する。
【００９７】
図９（ｂ）に示す工程において、第２の絶縁層２３の上に第２の枠体部２６および突起部２５に対応する平面形状のレジスト層を、フォトリソグラフィ技術によって形成する。そして、ＲＩＥなどにより、レジスト層に覆われていない第２の絶縁層２３の所定の厚さが除去されて、第２の枠体部２６および突起部２５が突出するように形成される。
【００９８】
図９（ｃ）に示す工程において、図９（ｂ）に図示する第２の絶縁層２３の上に第２の接合層２７および固定電極２２を形成するための金属層をスパッタなどにより成膜する。次に、前記金属層の上に、第２の枠体部２６、突起部２５、および固定電極２２に対応する平面形状のレジスト層を、フォトリソグラフィ技術によって形成する。そして、ＲＩＥなどにより、レジスト層に覆われていない前記金属層を除去して、第２の枠体部２６および突起部２５の表面に第２の接合層２７が形成され、第２の枠体部２６と突起部２５の間に位置する凹部２９に固定電極２２が形成される。
【００９９】
配線基板２０は、図９（ｃ）に示すように、第２の支持基板２１の上に第２の絶縁層２３が積層され、第２の絶縁層２３からなる突出する第２の枠体部２６および突起部２５が形成されており、第２の枠体部２６と突起部２５の間に凹部２９が形成されている。そして、配線基板２０は、第２の枠体部２６および突起部２５の表面に第２の接合層２７が形成され、凹部２９に固定電極２２が形成されている。
【０１００】
第２の接合層２７は、アルミニウムまたはアルミニウム合金を主成分とする金属膜である。第２の絶縁層２３は、シリコン酸化膜（ＳｉＯ２）、シリコンナイトライド膜（Ｓｉ３Ｎ４）、またはアルミナ膜（Ａｌ２Ｏ３）等であり、スパッタ法やＣＶＤ法などで形成される。
【０１０１】
図１０は、本発明の実施形態に係わるセンサ基板と配線基板の接合方法の説明図である。図１０を用いて、センサ基板１０と配線基板２０の接合方法を説明する。上述のように製造されたセンサ基板１０と配線基板２０を接合することにより、本実施形態に係る加速度センサ１は製造される。
【０１０２】
図１０（ａ）に示す工程において、センサ基板１０と配線基板２０は、第１の接合層１７と第２の接合層２７が向かい合うと共に互いに間隔を設けて、真空容器内に設置され、真空引きが開始される。そして、第１の接合層１７と第２の接合層２７が平面視で一致するように位置調整され、所定の真空度まで真空引きされる。
【０１０３】
次に、図１０（ｂ）に示す工程において、センサ基板１０と配線基板２０は、第１の接合層１７と第２の接合層２７が接触するまで、近づけられる。そして、センサ基板１０と配線基板２０は、真空引きされながら所定の温度（およそ４３０℃）まで加熱され圧着される。これにより、第１の枠体部６およびアンカ部５に形成される第１の接合層１７と、第２の枠体部２６および突起部２５に形成される第２の接合層２７は、共晶接合する。
【０１０４】
本実施形態では、ゲルマニウムとアルミニウムとの共晶点（４２４℃）より高い温度である４３０℃付近まで加熱している。
【０１０５】
第１の接合層１７と第２の接合層２７との金属材料の主成分の組み合わせとして、互いに共晶接合することにより、アルミニウムと亜鉛、アルミニウムとマグネシウム、金とシリコン、金とインジウム、金とゲルマニウム、金と錫も可能である。
【０１０６】
可動部２が、図２に示すように、同質の部材からなることは、可動部２を高さ（Ｚ）方向に、オージェ電子分光分析（Ａｕｇｅｒ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）や、二次イオン質量分析（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ  Ｉｏｎ  Ｍａｓｓ  Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）などにより元素濃度の深さ方向分析することで確認することが可能である。また、可動部２が、同質の部材を接合してなることは、可動部２の断面を、ＴＥＭ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）観察して、第１の部材１４と第２の部材１５との接合面における元素配列から確認することが可能である。
【符号の説明】
【０１０７】
１  ＭＥＭＳ装置、加速度センサ
２  可動部
３  支持部
４  ばね部
５  アンカ部
６  第１の枠体部
７  連結腕
８  脚部
９  ばね
１０  センサ基板
１１  第１の支持基板
１３  第１の絶縁層
１４  第１の部材
１５  第２の部材
１７  第１の接合層
１８  ＳＯＩ基板
２０  配線基板
２１  第２の支持基板
２２  固定電極
２３  第２の絶縁層
２５  突起部
２６  第２の枠体部
２７  第２の接合層
２９  凹部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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