(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に設けた薄膜ヒータと、前記薄膜ヒータ上に設けたゲッタ層とを有し、
前記薄膜ヒータおよび前記ゲッタ層が前記基板に対して平面的に形成されていることを特徴とするゲッタ装置。
【請求項２】
前記薄膜ヒータと前記ゲッタ層との間にバッファ層を介在させたことを特徴とする請求項１記載のゲッタ装置。
【請求項３】
前記薄膜ヒータの前記ゲッタ層と反対側に、前記薄膜ヒータと前記基板間の熱伝導を妨げる空間部を有することを特徴とする請求項１記載のゲッタ装置。
【請求項４】
前記基板と前記薄膜ヒータとの間に、前記基板より熱伝導率の低い層を設けたことを特徴とする請求項１記載のゲッタ装置。
【請求項５】
前記基板がシリコン基板であることを特徴とする請求項１、２、３、または４記載のゲッタ装置。
【請求項６】
前記薄膜ヒータが、不純物が導入されたシリコン層で構成されていることを特徴とする請求項１、２、３、４、または５記載のゲッタ装置。
【請求項７】
前記薄膜ヒータが、不純物が導入された多結晶シリコン膜で構成されていることを特徴とする請求項１、２、３、４、５、または６記載のゲッタ装置。
【請求項８】
基板上に設けた薄膜ヒータおよび前記薄膜ヒータ上に設けたゲッタ層を有するゲッタ装置と、センサ素子とを備えたことを特徴とするセンサ。
【請求項９】
前記ゲッタ装置と、前記センサ素子とを同一基板上に形成したことを特徴とする請求項８記載のセンサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、赤外線センサ、角速度センサ、加速度センサ等の封止された装置において、該装置の機能部を減圧下または特定ガス雰囲気下に保持するゲッタ装置、および該ゲッタ装置を備えたセンサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
以下、従来のゲッタ装置およびセンサについて説明する。ここでは、一例として、ゲッタ装置および赤外線センサについて説明する。
【０００３】
図１５（ａ）はパッケージ内に真空封止された赤外線センサの上面図、（ｂ）はパッケージのキャップを除いた状態の上面図、（ｃ）は（ａ）の矢視Ａ−Ａ’部の断面図、（ｄ）は（ａ）の矢視Ｂ−Ｂ’部の断面図を示す。
【０００４】
この赤外線センサでは、（ｃ）、（ｄ）に示すように、ステム３上に、センサ素子（センサチップ）４とヒータ内蔵型ゲッタ装置５とが固定されている。
【０００５】
（ｃ）に示すように、キャップ２の中央部には、ゲルマニュウムやシリコンからなる窓１が低融点ガラス６により接合されている。
【０００６】
このキャップ２とステム３とはプロジェクション溶接によって接合され、その後にパッケージ内の排気処理を行って真空にすると同時に、パッケージ内に設けたヒータ内蔵型ゲッタ装置５のゲッタ材を活性化し、その後、排気チューブ８の封止切りを行う（詳細は後述）。封止後に発生するガスは該ゲッタ材が吸着することでパッケージ内は真空に保たれることになる。
【０００７】
次に、図１６、１７を用い、この赤外線センサの組み立て方法について説明する。
【０００８】
図１６（ａ）の（ａ−１）はパッケージ内に真空封止された赤外線センサの上面図、（ａ−２）は（ａ−１）の矢視Ａ−Ａ’部の断面図、（ａ−３）は（ａ−１）の矢視Ｂ−Ｂ’部の断面図で、図１６（ｂ）、図１７（ｃ）、（ｄ）も同様である。
【０００９】
まず、ヒータ内蔵型ゲッタ装置５をパッケージ外部と電気的に接続するとともにパッケージ内で固定するため、ステム３のフィードスルー線７にヒータ内蔵型ゲッタ装置５のリード線９をスポット溶接によって固定し、ヒータ内蔵型ゲッタ装置５をパッケージ内に取り付ける（ａ）。なお、（ａ−３）において、８はパッケージの排気チューブである。
【００１０】
次に、センサ素子４をステム３上にダイボンディングして固定した後に、ボンディングワイヤ１４を用いたワイヤボンディングによって、センサ素子４のパッド１３とフィードスルー線７とを電気的に接続する（ｂ）。
【００１１】
次に、ゲルマニュウムやシリコン等の赤外線を透過する窓１が低融点ガラス６により接合されたキャップ２と、ステム３とをプロジェクション溶接によって接合する（図１７（ｃ））。
【００１２】
次に、パッケージの排気チューブ８を真空ポンプ（１５は真空ポンプへの排気導管）に接続し、パッケージ内を排気しつつヒータ内蔵型ゲッタ装置５に通電してゲッタ材を加熱し、該ゲッタ材の活性化処理を行なう（ｄ）。１６はヒータ内蔵型ゲッタ装置５に通電するための交流電源である。
【００１３】
最後に、排気チューブ８を封止切り、パッケージ内を真空に封止する（図１５（ｄ）参照）。
【００１４】
次に、ヒータ内蔵型ゲッタ装置５の製造方法について図１８（ａ）〜（ｄ）を用いて説明する。
【００１５】
まず、ヒータ線９を用意する（ａ）。
【００１６】
次に、該ヒータ線９をアルミナ等の絶縁材１０を用いて電気泳勲等によって被覆する。なお、このとき、絶縁材１０は、後で設けるゲッタ材を形成する部分より広い範囲で被覆する（ｂ）。
【００１７】
次に、ゲッタ材（グラファイト等が混合されている）１１を、上下２個のプレス型を用いて加圧形成する。図では、下のプレス型１２のみ示した（ｃ）。
【００１８】
最後に、該ゲッタ材１１を焼成して、ヒータ内蔵型ゲッタ装置５が完成する（ｄ）。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このようなヒータ内蔵型ゲッタ装置５においては、ゲッタ材１１をヒータ線９を中心に円筒形に形成するため（図１８（ｄ）参照）、ゲッタ材１１を活性化処理するとき（図１７（ｄ）（ｄ−３）参照）、ゲッタ材１１は内側に比べて外側の温度が低く、活性化が均一にできない上、高温でより活性化された内側にあるゲッタ材は、その周囲を活性度の低い外側のゲッタ材で囲まれているため、十分に機能できず、結果として必要以上のゲッタ材を使用しなくてはならなかった。
【００２０】
本発明の目的は、上記の問題点を解消し、ゲッタ材の活性化が均一にでき、ゲッタ材の量を必要最小限にすることができるゲッタ装置およびそれを備えたセンサを提供することにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明の請求項１のゲッタ装置は、基板上に設けた薄膜ヒータと、前記薄膜ヒータ上に設けたゲッタ層とを有し、前記薄膜ヒータおよび前記ゲッタ層が前記基板に対して平面的に形成されていることを特徴とする。
【００２２】
また、本発明の請求項２では、前記薄膜ヒータと前記ゲッタ層との間にバッファ層を介在させたことを特徴とする。
【００２３】
また、本発明の請求項３では、前記薄膜ヒータの前記ゲッタ層と反対側に、前記薄膜ヒータと前記基板間の熱伝導を妨げる空間部を有することを特徴とする。
【００２４】
また、本発明の請求項４では、前記基板と前記薄膜ヒータとの間に、前記基板より熱伝導率の低い層を設けたことを特徴とする。
【００２５】
また、本発明の請求項５では、前記基板がシリコン基板であることを特徴とする。
【００２６】
また、本発明の請求項６では、前記薄膜ヒータが、不純物が導入されたシリコン層で構成されていることを特徴とする。
【００２７】
また、本発明の請求項７では、前記薄膜ヒータが、不純物が導入された多結晶シリコン膜で構成されていることを特徴とする。
【００２８】
また、本発明の請求項８のセンサは、基板上に設けた薄膜ヒータおよび前記薄膜ヒータ上に設けたゲッタ層を有するゲッタ装置と、センサ素子とを備えたことを特徴とする。
【００２９】
また、本発明の請求項９では、前記ゲッタ装置と、前記センサ素子とを同一基板上に形成したことを特徴とする。
【００３０】
【発明の効果】
本発明の請求項１のゲッタ装置によれば、基板上に設けた薄膜ヒータと、前記薄膜ヒータ上に設けたゲッタ層とを有することにより、ゲッタ層が薄膜ヒータ上に平面的に形成されるので、ゲッタ層がより均一に熱的に活性化されるとともに、ゲッタ層を比較的薄くできるので、活性化される割合を向上できる。したがって、必要最小限のゲッタ材を効率よく活用することができるという効果を有する。
【００３１】
また、本発明の請求項２では、前記薄膜ヒータと前記ゲッタ層との間にバッファ層を介在させ、このバッファ層として、ゲッタ材を活性化する温度では薄膜ヒータとゲッタ層の両者に不活性である層を使用することにより、ゲッタ材活性化の際に、温度が上がり、ゲッタ層と薄膜ヒータとが反応して、ゲッタ層や薄膜ヒータの機能が果たせなくなるのを防止できる。また、ゲッタ層を活性化するための薄膜ヒータの加熱時に、ゲッタ層部分に活性化のための電流がもれ、薄膜ヒータの所定の発熱ができなくなるのを防止できる。
【００３２】
また、本発明の請求項３では、前記薄膜ヒータの前記ゲッタ層と反対側に、前記薄膜ヒータと前記基板間の熱伝導を妨げる空間部を有することにより、薄膜ヒータの周囲は空間部により基板と熱的に分離され、薄膜ヒータの熱は周囲に逃げず、効率よくゲッタ層の加熱ができる。
【００３３】
また、本発明の請求項４では、前記基板と前記薄膜ヒータとの間に、前記基板より熱伝導率の低い層を設けたので、この熱伝導率の低い層により、薄膜ヒータで発生した熱が基板に逃げるのを防止し、より小さな電力で効率よくゲッタ層の活性化を行うことができる。
【００３４】
また、本発明の請求項５では、前記基板がシリコン基板であることにより、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術等の一般的な半導体技術を使用することができる。
【００３５】
また、本発明の請求項６では、前記薄膜ヒータが、不純物が導入されたシリコン層で構成されていることにより、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術等の一般的な半導体技術を使用することができる。
【００３６】
また、本発明の請求項７では、前記薄膜ヒータが、不純物が導入された多結晶シリコン膜で構成されていることにより、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術等の一般的な半導体技術を使用することができる。
【００３７】
また、本発明の請求項８のセンサによれば、基板上に設けた薄膜ヒータおよび前記薄膜ヒータ上に設けたゲッタ層を有するゲッタ装置と、センサ素子とを備えたことにより、ゲッタ層がより均一に熱的に活性化されるとともに、ゲッタ層を比較的薄くできるので、活性化される割合を向上でき、したがって、必要最小限のゲッタ材を効率よく活用することができるという効果を有する。
【００３８】
また、本発明の請求項９では、前記ゲッタ装置と、前記センサ素子とを同一基板上に形成することにより、半導体製造技術を用いてゲッタ装置とセンサの製造から実装まで含めた総合的な工程の簡素化、低コスト化が可能となる。
【００３９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００４０】
実施の形態１
図１は本発明の実施の形態１のゲッタ装置を示す図で、（ａ）は上面図、（ｂ）は矢視Ａ−Ａ’部の断面図である。
【００４１】
まず、本実施の形態のゲッタ装置の構成について説明する。本ゲッタ装置では、シリコン基板１０１上に白金もしくはクロム等からなる薄膜ヒータ１０２を形成し、その上にゲッタ層１０３を形成している。
【００４２】
以下、本実施の形態のゲッタ装置の製造プロセスについて、図２（ａ）〜（ｃ）を用いて説明する。
【００４３】
まず、シリコン基板１０１上にスパッタやＥＢ蒸着等の方法により白金もしくはクロム等の薄膜からなる薄膜ヒータ１０２を形成する。これらは蒸着マスクを用いて成膜と同時に所定のパターンに形成してもよいし、成膜後にフォトリソグラフィ技術およびエッチング技術によりパターニングをして形成してもよい。また、薄膜ヒータを構成する材料は、通電により発熱する材料であれば白金やクロムに限定しない（ａ）。
【００４４】
次いで、スクリーン印刷等の技術によりぺースト状のゲッタ材を薄膜ヒータ１０２上に成膜した後、熱処理してゲッタ層１０３を形成する（ｂ）。
【００４５】
最後に、シリコン基板１０１をダイシング等によりチップ状に分割し、ゲッタ装置１０４が完成する（ｃ）。
【００４６】
次に、本実施の形態のゲッタ装置の作用、効果について説明する。
【００４７】
本ゲッタ装置においては、薄膜ヒータ１０２上にゲッタ層１０３を形成している。従来のヒータ内蔵型ゲッタ装置では、前述のように、ゲッタ材がヒータ線を中心に円筒形に形成されるため、活性化処理において内側に比べ外側の温度が低く活性化が均一にできない上、高温でより活性化された内側にあるゲッタ材は周囲を外側のゲッタ材に囲まれているため、十分に機能できない。これに対し、本ゲッタ装置では、ゲッタ層１０３が薄膜ヒータ１０２上に平面的に形成されるので、ゲッタ層１０３がより均一に熱的に活性化されるとともに、ゲッタ層１０３が比較的薄いことから、活性化され有効に機能する割合を高くすることができる。
【００４８】
また、ゲッタ層１０３はスクリーン印刷で形成可能であるため、安価である印刷マスクを変更することにより、ゲッタ層１０３の面積や厚さを変えることが可能である。すなわち、この２つのパラメータを変えることで、ゲッタ材の量を精密に制御することができる。したがって、従来のプレス型を用いてゲッタ材を製造する場合のように、製造上の制限から過剰なゲッタ材を使用することなく、必要最小限のゲッタ材を使用することができる。また、その使用量も安価な印刷マスクの変更等で容易に変えることができる。
【００４９】
また、ゲッタ装置をパッケージ内に組み込む場合、従来のヒータ内蔵型ゲッタ装置では、通常の実装工程には無いスポット溶接工程が追加となる。しかし、本ゲッタ装置では、通常の半導体チップと同様の扱いが可能である。すなわち、図３に示すように、ゲッタ装置をセンサ素子１０５と同様にダイボンディングを行うことができ（図３（ａ））、次いで、センサ素子１０５のワイヤボンディング時に、同時にワイヤボンディングを施すことができる（図３（ｂ））。なお、１０６はステム、１０７はフィードスルー線、１０８は排気用チューブ、１０９はダイボンド材、１１１はパッド、１１０はボンディングワイヤである。
【００５０】
このように本ゲッタ装置によれば、薄膜ヒータ１０２上にゲッタ層１０３を設ける構成にしたことから、必要最小限のゲッタ材を効率よく活用することができ、かつ、実使用時において組立工程を簡略化できることから、センサパッケージの全体のコストを下げることが可能となる。
【００５１】
なお、本実施の形態では、基板として、シリコン基板１０１を用いたが、アルミナやＭｇＯ等の基板を用いることも可能である。また、ゲッタ層１０３をスクリーン印刷で形成したが、ゲッタ性のある金属等、例えばＴｉ、Ｚｒ、Ｂａ等をスパッタ等の蒸着技術により蒸着マスクを用いて蒸着してもゲッタ層１０３の形成は可能である。また、その場合、その量をマスク蒸着の面積や、成膜する厚さを変えることにより、スクリーン印刷での製法と同様に制御することも可能である。もちろん、スパッタ等で蒸着して成膜した後、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術によりパターニングしてもよい。
【００５２】
また、本実施の形態では、１枚の基板１０１上に多数のゲッタ装置を一括して製造し、最後にそれらを分割し、独立のゲッタ装置を得ているが、最初から所望の大きさの基板を使用し、１つの基板から１個のゲッタ装置を製造することももちろん可能である。
【００５３】
実施の形態２
図４に実施の形態２を示す。本実施の形態では、実施の形態１とは薄膜ヒータとゲッタ層を直接接触させない点が異なっている。以下、その製造方法について説明する。
【００５４】
（ａ−１）は上面図、（ａ−２）は矢視Ａ−Ａ’部の断面図で、（ｂ）以降も同様である。
【００５５】
なお、この図では１つのゲッタ装置のみを示すが、実施の形態１と同様に製造時には１枚の基板上に多数のゲッタ装置を一括して製造し、分割するものである。所望の大きさの基板を使用し、１つの基板から１個のゲッタ装置を製造してもよい。
【００５６】
まず、実施の形態１と同様に、シリコン基板２０１上にスパッタやＥＢ蒸着等の方法により白金やクロム等からなる薄膜ヒータ２０２を形成する（ａ）。
【００５７】
次いで、シリコン酸化膜やアルミナ等の、薄膜ヒータ２０２となる材料とゲッタ材の両方に対して、ゲッタ材の活性化温度付近では反応することのない膜、例えば常圧ＣＶＤによるシリコン酸化膜等からなるバッファ層２０３を薄膜ヒータ２０２上にゲッタ層を形成する領域より広く形成する（ｂ）。この薄膜は全面に形成した後、所定の部分以外をフォトリソグラフィ技術およびエッチング技術により除去して形成してもよいし、マスク蒸着等によって最初から所定の形状に形成してもよい。
【００５８】
次いで、スクリーン印刷等の技術によりぺースト状のゲッタ材を薄膜ヒータ２０２上にバッファ層２０３を介して、成膜し、熱処理してゲッタ層２０４を形成する（ｃ）。
【００５９】
本実施の形態では、薄膜ヒータ２０２とゲッタ層２０４との間に、ゲッタ材を活性化する温度では両者に不活性であるバッファ層２０３を形成している。そのため、ゲッタ材活性化の際に、温度が上がることにより、ゲッタ層２０４の材料と薄膜ヒータ２０２とが反応して、ゲッタ層２０４や薄膜ヒータ２０２がその機能が果たせなくなることを防止することが可能となる。また、ゲッタ層２０４を活性化するための薄膜ヒータ２０２の加熱時に、ゲッタ層２０４部分に活性化のための電流がもれ、薄膜ヒータ２０２の所定の発熱ができなくなることを防止することもできる。
【００６０】
実施の形態３
図５に実施の形態３を示す。本実施の形態では、実施の形態１とは薄膜ヒータと基板との間に、基板よりも熱伝導率の低い層を設ける点が異なっている。以下、その製造方法について説明する。
【００６１】
（ａ−１）は上面図、（ａ−２）は矢視Ａ−Ａ’部の断面図で、（ｂ）以降も同様である。また、この図では１つのゲッタ装置のみを示すが、実施の形態１と同様に製造時には１枚の基板上に多数のゲッタ装置を一括して製造し、分割するものである。
【００６２】
まず、シリコン基板３０１を酸化雰囲気中で熱処理を行い、基板３０１の表面（両面）にシリコン酸化膜３０２を形成する（ａ）。
【００６３】
次いで、シリコン酸化膜３０２上に実施の形態１と同様に、スパッタやＥＢ蒸着等の方法により白金やクロム等からなる薄膜ヒータ３０３を形成する。これらは蒸着マスクを使って製造してもよいし、成膜後にフォトリソグラフィ技術およびエッチング技術によりパターニングをして製造してもよい。
【００６４】
次いで、スクリーン印刷等の技術によりぺースト状のゲッタ材を薄膜ヒータ３０３上に成膜し、熱処理してゲッタ層３０４を形成する（ｃ）。なお、（ｃ−１）に示すように、本実施の形態では、ゲッタ層３０４は薄膜ヒータ３０３の内側に薄膜ヒータ３０３の面積より小さく設けている。
【００６５】
本実施の形態においては、基板３０１と薄膜ヒータ３０３との間に、基板３０１より熱伝導率の低い層（シリコン酸化膜３０２）を設けている。この熱伝導率の低い層は、薄膜ヒータ３０３で発生した熱が基板３０１に逃げるのを防止し、より小さな電力で効率よくゲッタ層３０４の活性化を行うことができる。また、本実施の形態では、熱伝導率の低い層としてシリコン酸化膜３０２を用いたが、基板３０１より熱伝導率が低く、かつ、ゲッタ層３０４の活性化の温度において薄膜ヒータ３０３と反応しない材料であればよい。
【００６６】
実施の形態４
図６、７に実施の形態４を示す。本実施の形態では、薄膜ヒータの周囲を空間とし、その空間によって薄膜ヒータを熱的に分離する点が実施の形態３とは異なっている。以下、その製造方法について説明する。
【００６７】
（ａ−１）は上面図、（ａ−２）は矢視Ａ−Ａ’部の断面図、（ａ−３）は矢視Ｂ−Ｂ’部の断面図で、（ｂ）以降も同様である。また、この図では１つのゲッタ装置のみを示すが、実施の形態１と同様に製造時には１枚の基板上に多数のゲッタ装置を一括して製造し、分割するものである。
【００６８】
まず、表裏面の結晶面が（１００）であるシリコン基板４０１にレジスト膜を形成し、このレジスト膜にフォトリソグラフィ技術により、後に薄膜ヒータとなる部分にボロンを導入するための窓４１２を形成したレジストパターン４０２を形成する。そして、その窓４１２を有するレジストパターン４０２をマスクとして窓４１２部分にボロンをイオン注入する（ａ）。
【００６９】
次いで、酸化処理を行ない、基板４０１の両面にシリコン酸化膜４０３を形成すると同時に、導入したボロンを活性化して拡散層からなる薄膜ヒータ４０４を形成する（ｂ）。
【００７０】
次いで、再度フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術によりシリコン酸化膜４０３の所望の部分をエッチングし、薄膜ヒータ４０４をシリコン基板４０１から熱的に分離するためのシリコンエッチング口４０５と、薄膜ヒータ４０４と、後で形成するＡｌ配線とを接続するためのコンタクトホール４０６を開口する（ｃ）。
【００７１】
以降特に説明のない限り、パターニングはフォトリソグラフィ技術およびエッチングにより行うこととする。
【００７２】
次いで、スパッタ等により表面にＡｌ等の電極膜を形成した後、電極膜のパターニングを行い、薄膜ヒータ４０４に電気を供給するためのＡｌ配線４０７を形成する（図７（ｄ））。さらに、裏面のシリコン酸化膜４０８にも、シリコンエッチングを行って、シリコンエッチング口４０９を形成し、薄膜ヒータ４０４下部のシリコン基板を後でエッチング除去を行う部分を開口する（ｄ）。
【００７３】
次いで、スクリーン印刷等の技術によりぺースト状のゲッタ材を薄膜ヒータ４０４上に形成し、熱処理してゲッタ層４１０を形成する（ｅ）。
【００７４】
次いで、ヒドラジン等のシリコンエッチング液によりシリコン酸化膜４０８をマスクとしてシリコンエッチング口４０９および４０５からシリコン基板４０１のエッチングを行う。このとき、薄膜ヒータ４０４下部および周辺部のシリコン基板４０１部分は、裏面のシリコン酸化膜４０８をマスクとし、シリコン基板４０１の（１１１）面にてエッチングが停止するまで除去される。薄膜ヒータ４０４部分は高濃度にボロンが導入されていることから、エッチングはほぼ停止することになる。薄膜ヒータ４０４周辺部のシリコン基板４０１部分もエッチングにより除去され、薄膜ヒータ４０４がダイアフラム状に残ることになる。これにより、拡散層からなる薄膜ヒータ４０４を、空間部４１１によりシリコン基板４０１から熱的に分離する。
【００７５】
本実施の形態においては、薄膜ヒータ４０４の周囲は空間部４１１により熱的に分離され、この薄膜ヒータ４０４上にゲッタ層４１０を形成している。この薄膜ヒータ４０４は非常に薄く、熱容量も小さい上、真空中であれば薄膜ヒータ４０４部が基板４０１につながっている部分以外は周囲に熱が逃げない構造になっており、実施の形態３より効率よくゲッタ層４１０の加熱が可能である。
【００７６】
実施の形態５
図８、９に実施の形態５を示す。本実施の形態では、薄膜ヒータを熱分離するための空間部を表側から形成する点が実施の形態４とは異なっている。以下、その製造方法について説明する。
【００７７】
図８において、（ａ−１）は上面図、（ａ−２）は矢視Ａ−Ａ’部の断面図で、（ｂ）以降も同様である。また、この図では１つのゲッタ装置のみを示すが、実施の形態１と同様に製造時には１枚の基板上に多数のゲッタ装置を一括して製造し、分割するものである。
【００７８】
まず、フォトリソグラフィ技術により後にシリコンエッチングで空洞（図９（ｇ−２）の空間部５１１）を形成するための窓５１２を有するレジストパターン５０２を形成し、次いで、シリコンをイオン注入してシリコン基板５０１にダメージ層５０３を形成する（ａ）。
【００７９】
次いで、酸化処理を施し、シリコン基板５０１の両面にシリコン酸化膜５０４を形成する（ｂ）。
【００８０】
次いで、ＬＰ−ＣＶＤ等の方法により多結晶シリコン膜を成膜した後、イオン注入等の方法でリンやボロン等の不純物を導入する。次いで、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術により多結晶シリコン膜をパターニングして多結晶シリコン抵抗すなわち薄膜ヒータ５０５を形成する（ｃ）。以降、特に説明のない限りパターニングはフォトリソグラフィ技術およびエッチング技術により行う。
【００８１】
次いで、常圧ＣＶＤ等の方法でＰＳＧ（リン珪酸ガラス）膜５０６を成膜したのち、薄膜ヒータ５０５とこの後形成する電極（５０８）と接続するためのコンタクトホール５０７をＰＳＧ膜５０６に開口する。さらに、スパッタ等により電極となるＡｌ膜を成膜したのち、パターニングを行い、Ａ１電極５０８を形成する（ｄ）。
【００８２】
次いで、後にシリコンエッチングを行うためのエッチング口５０９をＰＳＧ膜５０６とシリコン酸化膜５０４に開口する（図９（ｅ））。なお、図９（ｅ）以降の（ｅ−３）は矢視Ｂ−Ｂ’部の断面図で、（ｆ）以降も同様である。
【００８３】
次いで、薄膜ヒータ５０５上にＰＳＧ膜５０６を介して、スクリーン印刷等の方法によりゲッタ層５１０を形成する（ｆ）。
【００８４】
次いで、ヒドラジン等のシリコンエッチング液により薄膜ヒータ５０５下部のシリコン基板５０１を、エッチング口５０９からエッチングし、薄膜ヒータ５０５部を周囲から熱分離する（ｇ）。
【００８５】
本実施の形態では、シリコンエッチング口５０９がシリコン基板５０１の表面にあるため、実施の形態４のようにシリコン基板５０１の裏面をパターニングする必要がなく、裏面アライメント用の専用の装置は不要となる。また、実施の形態４のように、基板５０１を貫通する穴（図７（ｆ−３）の貫通穴４１３）がないことからその取り扱いも容易である。
【００８６】
実施の形態６
図１０、１１に実施の形態６を示す。製造方法は実施の形態５と同じであるが、多結晶シリコンからなる薄膜ヒータ６０５の形状を、図１０（ｃ）に示すような折り返しパターンとしたこと、および図１１（ｅ）に示すように、シリコンエッチング口６０９の形状を長方形状から「コ」の字状に変えることにより、図１１（ｇ）に示すように、ゲッタ層６１０を加熱する部分を細い２本の梁６１２とすることができ、実施の形態５よりいっそう効果的な熱分離が可能となる。
【００８７】
実施の形態７
図１２、１３、１４に実施の形態７を示す。本実施の形態は、同一チップ上にサーモパイル式の赤外線センサとゲッタ装置とを作り込んだ例である。
【００８８】
（ａ−１）は上面図、（ａ−２）は矢視Ａ−Ａ’部の断面図であり、（ｂ）以降も同様である。また、特にことわりのない限り、パターニングは全てフォトリソグラフィ技術およびエッチング技術により行っている。
【００８９】
まず、実施の形態５と同様に、赤外線センサ部およびゲッタ装置部において、後でシリコン基板７０１のエッチングにより空洞（図１４（ｈ−２）の空間部７１４）を形成するための窓７１６を有するレジストパターン７０２を形成する。次いで、このレジストパターン７０２をマスクとし、シリコンをイオン注入してシリコン基板７０１にダメージ層７０３を形成する（ａ）。
【００９０】
次いで、酸化処理を施して、シリコン基板７０１の両面にシリコン酸化膜７０４を形成したのち、ＬＰ−ＣＶＤ等の方法により多結晶シリコン膜７０５を形成する（ｂ）。
【００９１】
次いで、赤外線センサにおいてサーモパイルの一方となる部分、および薄膜ヒータを形成するための窓７１７を有するレジストパターン７０６をマスクとしてＰ型不純物となるボロンをイオン注入によって導入する（ｃ）。次いで、サーモパイルの他方となる部分を形成するための開口を有するレジストパターン（図示省略）をマスクとしてＮ型不純物となるリンやヒ素をイオン注入によって導入する。ただし、この不純物のタイプの導入する順番および場所は逆でもよい。
【００９２】
次いで、多結晶シリコン膜７０５をパターニングしてサーモパイル７０７および薄膜ヒータ（多結晶シリコン抵抗）７０８を形成する（図１３（ｄ））。
【００９３】
次いで、常圧ＣＶＤによりＰＳＧ（リン珪酸ガラス）膜７０９を形成したのち、コンタクトホールを開口する。次いで、スパッタ等によりＡｌ膜を形成したのち、パターニングを施してＡｌ配線７１０を形成する（ｅ）。
【００９４】
次いで、プラズマＣＶＤ法等によりシリコン窒化膜等の最終保護膜７１１を形成したのち、Ａｌ電極７１０上に開口７１８（図１３（ｆ−１））を設け、さらに、シリコンエッチング用のエッチング口７１２をパターニングする（ｆ）。
【００９５】
次いで、スクリーン印刷等の方法によりゲッタ層７１３を形成する（図１４（ｇ））。
【００９６】
次いで、ヒドラジン等のシリコンエッチング液により赤外線センサ検出部、および薄膜ヒータ部分をシリコン基板から熱分離するべく、エッチング口７１２からシリコン基板７０１をエッチングする（ｈ）。
【００９７】
最後に、赤外線検出部に金黒等の赤外線吸収膜７１５を形成して、同一チップ上に作り込んだサーモパイル式の赤外線センサとゲッタ装置が完成する（ｉ）。
【００９８】
本実施の形態においては、１チップ上に赤外線センサとゲッタ装置とを作り込んでいる。本ゲッタ装置は半導体製造技術によって作り込まれているので、センサ製造プロセスにゲッタ層形成プロセスを付加するだけで容易に実現可能であり、この方法によればセンサ、ゲッタ装置の製造から実装まで含めた総合的な工程の簡素化、低コスト化が可能となる。
【００９９】
なお、本実施の形態では、赤外線センサについて説明してきたが、機能部を減圧下に保持する必要のあるセンサで、シリコンエッチング等を用いて同一基板上に複数の素子を一括して作り込むような半導体センサ、例えば角速度センサや加速度センサの製造にも適応できることは明らかである。
【０１００】
以上本発明を実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明の実施の形態１のゲッタ装置の上面図、（ｂ）は（ａ）の矢視Ａ−Ａ’部分断面図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）は本発明の実施の形態１の製造工程途中の上面図、（ｃ）は完成したゲッタ装置の上面図である。
【図３】本発明の実施の形態１のゲッタ装置の実装適用例（工程）を示す上面図、および矢視Ａ−Ａ’部分断面図である。
【図４】本発明の実施の形態２のゲッタ装置の製造工程上面図および矢視Ａ−Ａ’部分断面図である。
【図５】本発明の実施の形態３のゲッタ装置の製造工程上面図および矢視Ａ−Ａ’部分断面図である。
【図６】本発明の実施の形態４のゲッタ装置の製造工程上面図、矢視Ａ−Ａ’部分断面図および矢視Ｂ−Ｂ’部分断面図である。
【図７】本発明の実施の形態４のゲッタ装置の製造工程上面図、矢視Ａ−Ａ’部分断面図および矢視Ｂ−Ｂ’部分断面図である。
【図８】本発明の実施の形態５のゲッタ装置の製造工程上面図および矢視Ａ−Ａ’部分断面図である。
【図９】本発明の実施の形態５のゲッタ装置の製造工程上面図、矢視Ａ−Ａ’部分断面図および矢視Ｂ−Ｂ’部分断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態６のゲッタ装置の製造工程上面図、矢視Ａ−Ａ’部分断面図および矢視Ｂ−Ｂ’部分断面図である。
【図１１】本発明の実施の形態６のゲッタ装置の製造工程上面図、矢視Ａ−Ａ’部分断面図および矢視Ｂ−Ｂ’部分断面図である。
【図１２】同一基板上に形成した本発明の実施の形態７のゲッタ装置およびセンサ素子の製造工程上面図および矢視Ａ−Ａ’部分断面図である。
【図１３】同一基板上に形成した本発明の実施の形態７のゲッタ装置およびセンサ素子の製造工程上面図および矢視Ａ−Ａ’部分断面図である。
【図１４】同一基板上に形成した本発明の実施の形態７のゲッタ装置およびセンサ素子の製造工程上面図および矢視Ａ−Ａ’部分断面図である。
【図１５】従来のゲッタ装置およびセンサ素子の実装適用例を示す上面図、矢視Ａ−Ａ’部分断面図および矢視Ｂ−Ｂ’部分断面図である。
【図１６】従来のゲッタ装置およびセンサ素子の実装方法を示す上面図、矢視Ａ−Ａ’部分断面図および矢視Ｂ−Ｂ’部分断面図である。
【図１７】従来のゲッタ装置およびセンサ素子の実装方法を示す上面図、矢視Ａ−Ａ’部分断面図および矢視Ｂ−Ｂ’部分断面図である。
【図１８】従来のゲッタ装置の製造方法を示す図である。
【符号の説明】
１…窓、２…キャップ、３…ステム、４…センサ素子、５…ヒータ内蔵ゲッタ装置、６…低融点ガラス、７…フィードスルー線、８…排気用チューブ、９…ヒータ線、１０…絶縁材、１１…ゲッタ材、１２…プレス型、１３…パッド、１４…ワイヤ、１５…真空ポンプへの排気導管、１６…交流電源、
１０１…シリコン基板、１０２…薄膜ヒータ、１０３…ゲッタ層、１０４…ゲッタ装置、１０５…センサ素子、１０６…ステム、１０７…フィードスルー線、１０８…排気用チューブ、１０９…ダイボンド材、１１０…ワイヤ、
２０１…シリコン基板、２０２…薄膜ヒータ、２０３…シリコン酸化膜、２０４…ゲッタ層、
３０１…シリコン基板、３０２…シリコン酸化膜、３０３…薄膜ヒータ、３０４…ゲッタ層、
４０１…シリコン基板、４０２…レジストパターン、４０３…シリコン酸化膜、４０４…薄膜ヒータ、４０５…シリコンエッチング口、４０６…コンタクトホール、４０７…Ａｌ配線、４０８…シリコン酸化膜、４０９…シリコンエッチング口、４１０…ゲッタ層、４１１…空間部、４１２…窓、４１３…貫通穴、
５０１…シリコン基板、５０２…レジストパターン、５０３…ダメージ層、５０４…シリコン酸化膜、５０５…薄膜ヒータ、５０６…ＰＳＧ膜、５０７…コンタクトホール、５０８…Ａｌ配線、５０９…シリコンエッチング口、５１０…ゲッタ層、５１１…空間部、５１２…窓、
６０１…シリコン基板、６０２…レジストパターン、６０３…ダメージ層、６０４…シリコン酸化膜、６０５…薄膜ヒータ、６０６…ＰＳＧ膜、６０７…コンタクトホール、６０８…Ａｌ配線、６０９…シリコンエッチング口、６１０…ゲッタ層、６１１…空間部、６１２…梁、
７０１…シリコン基板、７０２…レジストパターン、７０３…ダメージ層、７０４…シリコン酸化膜、７０５…多結晶シリコン膜、７０６…レジストパターン、７０７…サーモパイル、７０８…薄膜ヒータ、７０９…ＰＳＧ膜、７１０…Ａｌ配線、７１１…最終保護膜、７１２…シリコンエッチング口、７１３…ゲッタ層、７１４…空間部、７１５…赤外線吸収膜、７１６…窓、７１７…窓、７１８…開口。
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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