(57)【要約】【課題】  特に、従来に比べて、安定した支持導通部と配線基板間の接合構造を得ることが出来るＭＥＭＳセンサを提供することを目的としている。【解決手段】  支持導通部（接合層）１２は、酸化絶縁層３ａに固定支持される。酸化絶縁層３ａの幅寸法Ｔ１０は、支持導通部１２の幅寸法Ｔ１１よりも狭い。支持導通部１２の表面１２ｂには第１の接続金属層４１が形成される。配線基板側には第２の接続金属層３１が形成され、各接続金属層３１，４１間が接合される。第１の接続金属層４１の幅寸法Ｔ１２は、第２の接続金属層３１の幅寸法Ｔ１３及び酸化絶縁層３ａの幅寸法Ｔ１０より小さくなっている。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持基板、中間層、及び機能層の順に積層される第１の基板と、前記機能層と対向して、前記機能層に形成される可動電極部及び前記固定電極部との導通経路を備える配線基板と、を有し、
前記機能層には、前記中間層に固定支持されるとともに、前記配線基板と接合される接合層が形成されており、
前記接合層と前記支持基板間に位置する中間層の幅寸法は、前記接合層の幅寸法よりも小さく、
前記接合層の表面に形成された第１の接続金属層と、前記配線基板の表面に形成され前記第１の接続金属層と接合される第２の接続金属層のうち、一方の幅寸法が他方の幅寸法に比べて狭いことを特徴とするＭＥＭＳセンサ。
【請求項２】
前記幅寸法が狭い側の接続金属層の前記幅寸法は、前記中間層の幅寸法以下である請求項１記載のＭＥＭＳセンサ。
【請求項３】
前記幅寸法が狭い側の接続金属層の接合面が凹凸形状で形成されている請求項１又は２に記載のＭＥＭＳセンサ。
【請求項４】
前記幅寸法が狭い側の接続金属層は、Ｇｅを有して形成され、前記幅寸法が広い接続金属層はＡｌを有して形成される請求項３記載のＭＥＭＳセンサ。
【請求項５】
各接続金属層同士とが接合されて、金属シール層が形成されている請求項３又は４に記載のＭＥＭＳセンサ。
【請求項６】
支持基板、中間層、及び機能層の順に積層される第１の基板と、前記機能層と対向して、前記機能層に形成される可動電極部及び前記固定電極部との導通経路を備える配線基板と、を有し、
前記機能層には、前記中間層に固定支持されるとともに、前記配線基板と接合される接合層が形成されており、
前記接合層と前記支持基板間に位置する中間層の幅寸法は、前記接合層の幅寸法よりも小さく、
前記接合層の表面に形成された第１の接続金属層と、前記配線基板の表面に形成され前記第１の接続金属層と接合される第２の接続金属層のうち、少なくとも一方の幅寸法が前記中間層の幅寸法以下であることを特徴とするＭＥＭＳセンサ。
【請求項７】
前記接合層は、前記可動電極部及び前記固定電極部の夫々に接続される支持導通部である請求項１ないし６のいずれか１項に記載のＭＥＭＳセンサ。
【請求項８】
前記接合層は、前記可動電極部及び前記固定電極部と分離して形成され、前記可動電極部の可動領域を囲む枠体層であり、前記第１の接続金属層と前記第２の接続金属層とで、前記可動領域の外周を囲む金属シール層が形成されている請求項１ないし７のいずれか１項に記載のＭＥＭＳセンサ。
【請求項９】
前記第１の接続金属層と前記第２の接続金属層とが、共晶接合又は拡散接合されている請求項１ないし８のいずれか１項に記載のＭＥＭＳセンサ。
【請求項１０】
前記配線基板は、シリコン基板と、前記シリコン基板の表面に、絶縁層とこの絶縁層の内部に埋設された前記可動電極部及び前記固定電極部の夫々に電気的に接続されるリード層と、前記第２の接続金属層と、を有して形成される請求項１ないし９のいずれか１項に記載のＭＥＭＳセンサ。
【請求項１１】
上側基板と、前記上側基板の下面に形成された上側接続金属層と、下側基板と、前記下側基板の上面に形成された下側接続金属層と、を有し、
前記上側接続金属層と前記下側接続金属層とが接合されて金属シール層が形成されており、
前記上側接続金属層と、前記下側接続金属層とのうち、一方の幅寸法が他方の幅寸法に比べて狭いことを特徴とするＭＥＭＳセンサ。
【請求項１２】
前記幅寸法が狭い側の接続金属層の接合面が凹凸形状で形成されている請求項１１記載のＭＥＭＳセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコン基板を微細加工して形成されたＭＥＭＳセンサに係り、特に、支持導通部（アンカ部）等の接合構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＭＥＭＳ（Micro-Electro-Mechanical Systems）センサは、ＳＯＩ（Silicon on Insulator）基板を構成するＳＯＩ層を微細加工することで、可動電極部と固定電極部が形成される。この微細なセンサは、可動電極部の動作により、加速度センサ、圧力センサ、振動型ジャイロ、またはマイクロリレーなどとして使用される。【０００３】
図１８は、従来のＭＥＭＳセンサの部分断面図、図１９は、図１８に示す支持導通部（アンカ部）の接合前の状態を示す拡大断面図である。【０００４】
図１８に示すＭＥＭＳセンサは、支持基板２００、酸化絶縁層２０３及びＳＯＩ層２１０にて構成されるＳＯＩ基板と、ＳＯＩ基板に対向して設けられた配線基板２１１とを有して構成される。【０００５】
可動電極部及び固定電極部で構成される可動領域２０１と、可動電極部及び固定電極部の各支持導通部２０２は前記ＳＯＩ層２１０を微細加工して形成されたものである。【０００６】
図１８，図１９に示すように支持導通部２０２の表面２０２ａには第１の接続金属層２１２が設けられている。【０００７】
配線基板２１１は、シリコン基板２０４、絶縁層２０５、及び、リード層２０６等を備えて構成され、前記支持導通部２０２と対向する側に第２の接続金属層２１３が形成されている。第２の接続金属層２１３はリード層２０６と電気的に接続されている。そして、図１８に示すように、第１の接続金属層２１２と第２の接続金属層２１３とが接合されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−２３６１５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
図１９に示すように、支持導通部２０２と支持基板２００との間に介在する酸化絶縁層２０３の幅寸法Ｔ１は、支持導通部２０２の幅寸法Ｔ２に比べて狭い。これら幅寸法Ｔ１，Ｔ２の関係は、支持導通部２０２下に位置する酸化絶縁層２０３以外の酸化絶縁層２０３をエッチングにて除去したときに、オーバーエッチングにより、支持導通部２０２の外周下の酸化絶縁層２０３も一部侵食されて、空洞部２１４が形成されたことによるものである。【００１０】
一方、支持導通部２０２の表面２０２ａに形成された第１の接続金属層２１２の幅寸法Ｔ３と、配線基板２１１側に設けられた第２の接続金属層２１３の幅寸法Ｔ４は略同一であり、幅寸法Ｔ３，Ｔ４は、酸化絶縁層２０３の幅寸法Ｔ１よりも広い。【００１１】
なお、図１８，図１９では、Ｘ１−Ｘ２方向の幅寸法が図示されているが、これに直交するＹ１−Ｙ２方向の幅寸法も上記と同様の関係にある。【００１２】
このため、第１の接続金属層２１２と第２の接続金属層２１３間を接合する際、図１９のように下方向へ加重をかけたときに、支持導通部２０２の外周下に空洞部２１４が形成されていることで、支持導通部２０２の外周部２０２ｂが下方向へ撓み易い。これにより、第１の接続金属層２１２と第２の接続金属層２１３間の接合面に均一な加重をかけることができない。したがって、第１の接続金属層２１２と第２の接続金属層２１３間の接合強度がばらついたり、接合強度が低下する等の問題があった。また、支持導通部２０２の外周部２０２ｂが下方向に撓むことで、支持導通部２０２の外周部２０２ｂが破損する可能性もあった。【００１３】
また、支持導通部２０２は、検出精度を向上させるために可動領域２０１を広く取るべく、できる限り小さく形成されることが好適である。したがって、支持導通部２０２を大きく形成して相対的に空洞部２１４の影響を小さくすることはできなかった。【００１４】
このように従来では形成領域が限られた支持導通部２０２に対して、安定した接合構造を形成することが出来なかった。【００１５】
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、安定した支持導通部等の接合層と配線基板間の接合構造を得ることが出来るＭＥＭＳセンサ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】
【００１６】
本発明におけるＭＥＭＳセンサは、支持基板、中間層、及び機能層の順に積層される第１の基板と、前記機能層と対向して、前記機能層に形成される可動電極部及び前記固定電極部との導通経路を備える配線基板と、を有し、
前記機能層には、前記中間層に固定支持されるとともに、前記配線基板と接合される接合層が形成されており、
前記接合層と前記支持基板間に位置する中間層の幅寸法は、前記接合層の幅寸法よりも小さく、
前記接合層の表面に形成された第１の接続金属層と、前記配線基板の表面に形成され前記第１の接続金属層と接合される第２の接続金属層のうち、一方の幅寸法が他方の幅寸法に比べて狭いことを特徴とするものである。【００１７】
これにより、第１の接続金属層と第２の接続金属層間に作用する加重領域を、幅寸法が狭い接続金属層の接合面で規制できる。よって、接合層の外周部（支持基板と接合層との間に形成された空洞部と対向する部分）に作用する加重を、従来に比べて低減できる。また、第１の接続金属層と第２の接続金属層の幅寸法に差をつけることで、幅寸法が狭くされた側の接続金属層が、幅寸法が広い側の接続金属層の内に収まるように、位置合わせを高精度に行うことが出来、接合強度のばらつきを小さくすることができる。以上により、第１の接続金属層と第２の接続金属層間の接合面に、従来に比べて均一な加重を作用させやすく、また接合層の外周部の破損を抑制できる等、安定した接合構造を得ることが出来る。【００１８】
本発明では、前記幅寸法が狭い側の接続金属層の前記幅寸法は、前記中間層の幅寸法以下であることが好ましい。これにより、より効果的に、第１の接続金属層と第２の接続金属層間の接合面に、均一な加重を作用させることが出来、より安定した接合構造を得ることが出来る。【００１９】
また本発明では、前記幅寸法が狭い側の接続金属層の接合面が凹凸形状で形成されていることが好ましい。このとき、前記幅寸法が狭い側の接続金属層は、Ｇｅを有して形成され、前記幅寸法が広い側の接続金属層はＡｌを有して形成されることが好ましい。【００２０】
また上記発明は、各接続金属層同士が接合されて、金属シール層が形成されている構成に好ましく適用される。【００２１】
上記のように、幅寸法が狭い側の接続金属層の接合面を凹凸形状としたことで、各接続金属層の界面をより密着させることができる。特に、幅寸法が狭い側の接続金属層をＧｅとし、幅寸法が広い側の続金属層をＡｌとすることで、接合時に前記接続金属層の凹凸面（接合面）がほとんど変形せずに他方の接続金属層内に押し込まれ、各接合面間をより効果的に密着させることが出来る。したがって、接合強度を高めることができる。特に上記したように金属シール層として用いる形態では、接合強度とともに封止気密性を効果的に向上させることが可能になる。【００２２】
また、接合面を凹凸面としたことで、平らな面同士の接合に比べて、接合面積を大きくでき、このため、接合時に、各接合面間がほぼ密着した状態になると、単位面積当たりの接合圧力を効果的に低下させることができる。したがって接合の際、各接続金属層同士が必要以上に押し込まれるのを抑制でき、ストッパ的な機能を発揮させることが出来る。【００２３】
あるいは本発明におけるＭＥＭＳセンサは、支持基板、中間層、及び機能層の順に積層される第１の基板と、前記機能層と対向して、前記機能層に形成される可動電極部及び前記固定電極部との導通経路を備える配線基板と、を有し、
前記機能層には、前記中間層に固定支持されるとともに、前記配線基板と接合される接合層が形成されており、
前記接合層と前記支持基板間に位置する中間層の幅寸法は、前記接合層の幅寸法よりも小さく、
前記接合層の表面に形成された第１の接続金属層と、前記配線基板の表面に形成され前記第１の接続金属層と接合される第２の接続金属層のうち、少なくとも一方の幅寸法が前記中間層の幅寸法以下であることを特徴とするものである。【００２４】
これにより、接合層の外周部（支持基板と接合層との間に形成された空洞部と対向する部分）に作用する加重を、従来に比べて低減できる。以上により、第１の接続金属層と第２の接続金属層間の接合面に、従来に比べて均一な加重を作用させやすく、また接合層の外周部の破損を抑制できる等、安定した接合構造を得ることが出来る。【００２５】
また本発明では、具体的には、前記接合層は、前記可動電極部及び前記固定電極部の夫々に接続される支持導通部である。あるいは、前記接合層は、前記可動電極部及び前記固定電極部と分離して形成され、前記可動電極部の可動領域を囲む枠体層であり、前記第１の接続金属層と前記第２の接続金属層とで、前記可動領域の外周を囲む金属シール層が形成されている。【００２６】
また本発明では、前記第１の接続金属層と前記第２の接続金属層とが、共晶接合又は拡散接合されていることが好ましい。これにより、第１の接続金属層と第２の接続金属層間を強固に接合できる。また接合層の厚さ寸法は薄く、支持基板と配線基板の間隔を高精度に決めることができる。よって寸法精度に優れ接合強度が強いＭＥＭＳセンサに出来る。【００２７】
また本発明では、前記配線基板は、シリコン基板と、前記シリコン基板の表面に、絶縁層とこの絶縁層の内部に埋設された前記可動電極部及び前記固定電極部の夫々に電気的に接続されるリード層と、前記第２の接続金属層と、を有して形成されることが好ましい。これにより配線基板を簡単な構造で形成できると共に、ＭＥＭＳセンサの薄型化を実現できる。【００２８】
また本発明におけるＭＥＭＳセンサは、
上側基板と、前記上側基板の下面に形成された上側接続金属層と、下側基板と、前記下側基板の上面に形成された下側接続金属層と、を有し、
前記上側接続金属層と前記下側接続金属層とが接合されて金属シール層が形成されており、
前記上側接続金属層と、前記下側接続金属層とのうち、一方の幅寸法が他方の幅寸法に比べて狭いことを特徴とするものである。【００２９】
前記幅寸法が狭い側の接続金属層の接合面が凹凸形状で形成されていることが好ましい。【００３０】
上記により、上側接続金属層と下側接続金属層間に作用する加重領域を、幅寸法が狭い側の接続金属層の接合面で規制できる。また幅寸法が狭い側の接続金属層が、幅寸法が広い側の接続金属層の内に収まるように、位置合わせを高精度に行うことが出来、接合強度のばらつきを小さくすることができる。【００３１】
また本発明では、幅寸法が狭い側の接続金属層の接合面を凹凸形状としたことで、各接続金属層の界面をより密着させることができる。特に、幅寸法が狭い側の接続金属層をＧｅとし、幅寸法が広い側の続金属層をＡｌとすることで、接合時に前記接続金属層の凹凸面（接合面）がほとんど変形せずに他方の接続金属層内に押し込まれ、各接合面間をより効果的に密着させることが出来る。したがって、接合強度を高めることができるとともに封止気密性を効果的に向上させることが可能になる。【００３２】
また、接合面を凹凸面としたことで、平らな面同士の接合に比べて、接合面積を大きくでき、このため、接合時に、各接合面間がほぼ密着した状態になると、単位面積当たりの接合圧力を効果的に低下させることができる。したがって接合の際、各接続金属層同士が必要以上に押し込まれるのを抑制でき、ストッパ的な機能を発揮させることが出来る。
【発明の効果】
【００３３】
本発明のＭＥＭＳセンサによれば、支持基板に中間層を介して固定支持される接合層の表面に設けられた第１の接続金属層と、配線基板の表面に形成された第２の接続金属層間の接合面に、従来に比べて均一な加重を作用させやすく、また接合層の外周部の破損を抑制できる等、安定した接合構造を得ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施の形態のＭＥＭＳセンサの可動電極部と固定電極部および枠体層の分離パターンを示す平面図、
【図２】図１のＩＩ矢視部の拡大平面図、
【図３】図１のＩＩＩ矢視部の拡大平面図、
【図４】ＭＥＭＳセンサの積層構造を示す断面図であり、図１のＩＶ−ＩＶ線での断面図に相当している、
【図５】図４の一部分を拡大して示した部分拡大断面図、
【図６】図５の平面図（ただし、配線基板は省略した）、
【図７】図５の実施形態と一部変更した他の実施形態のＭＥＭＳセンサの部分拡大断面図、
【図８】図５の実施形態と一部変更した他の実施形態のＭＥＭＳセンサの部分拡大断面図、
【図９】図５の実施形態と一部変更した他の実施形態のＭＥＭＳセンサの部分拡大断面図、
【図１０】図５の実施形態と一部変更した他の実施形態のＭＥＭＳセンサの部分拡大断面図、
【図１１】ＩＣパッケージを使用した実施の形態を示す断面図、
【図１２】図４，図１１と異なる実施形態を示す断面図、
【図１３】金属シール層の好ましい構成を示す部分縦断面図（（ａ）は接合前、（ｂ）は接合後を示す）、
【図１４】図１３の金属シール層の構成に対する比較例を示す金属シール層の縦断面図、
【図１５】接合面が凹凸面で形成される側の接続金属層の製造方法を示す工程図（縦断面図）、
【図１６】金属シール層を備えるＭＥＭＳセンサの斜視図（接合前の状態を示す）、
【図１７】別のＭＥＭＳセンサの構成を示す平面図と縦断面図、
【図１８】従来におけるＭＥＭＳセンサの部分断面図、
【図１９】図１８の支持導通部の接合構造を説明するために拡大したものであり、接合前の状態を示す部分拡大断面図、
【発明を実施するための形態】
【００３５】
図１は本発明の実施の形態のＭＥＭＳセンサを示すものであり、可動電極部と固定電極部および枠体層を示す平面図である。図１では支持基板および配線基板の図示は省略している。図２は図１のＩＩ部の拡大図、図３はＩＩＩ部の拡大図である。図４は、ＭＥＭＳセンサの全体構造を示す断面図であり、図１をＩＶ−ＩＶ線で切断した断面図に相当している。図５は、図４の一部分を拡大して示した部分拡大断面図、図６は図５の平面図（ただし、配線基板は省略した）である。図７ないし図１０は、図５の実施形態と一部変更した他の実施形態のＭＥＭＳセンサの部分拡大断面図である。
【００３６】
図４に示すように、ＭＥＭＳセンサは、支持基板１と配線基板２の間に、ＳＯＩ層（機能層）１０が挟まれている。支持基板１とＳＯＩ層１０の各部は、酸化絶縁層（中間層）３ａ，３ｂ，３ｃを介して接合されている。
【００３７】
支持基板１、ＳＯＩ層１０および酸化絶縁層３ａ，３ｂ，３ｃは、例えば、ＳＯＩ（Silicon on Insulator）基板（第１の基板）を微細加工して形成されたものである。
【００３８】
ＳＯＩ層１０には、第１の固定電極部１１、第２の固定電極部１３、可動電極部１５および枠体層２５が分離して形成されている。さらに酸化絶縁層の一部が除去されて、互いに分離された酸化絶縁層３ａ，３ｂ，３ｃが形成されている。
【００３９】
図１に示すように、ＳＯＩ層１０の平面形状は、中心（図心）Ｏに対して１８０度の回転対称であり、且つ中心Ｏを通りＸ方向に延びる線に対して上下方向（Ｙ方向）に対称である。
【００４０】
図１に示すように、中心ＯよりもＹ１側に第１の固定電極部１１が設けられている。第１の固定電極部１１では、中心Ｏに接近する位置に四角形の支持導通部（アンカ部）１２が一体に形成されている。図４に示すように、支持導通部１２は酸化絶縁層３ａによって支持基板１の表面１ａに固定されている。第１の固定電極部１１は、前記支持導通部１２のみが前記酸化絶縁層３ａによって支持基板１の表面１ａに固定されており、その他の部分は、支持基板１との間の酸化絶縁層が除去されて、支持基板１の表面１ａとの間に、酸化絶縁層３ａの厚さに相当する間隔の隙間が形成されている。
【００４１】
図１に示すように、第１の固定電極部１１は、支持導通部１２からＹ１方向に直線的に延びる一定の幅寸法の電極支持部１１ａを有している。電極支持部１１ａのＸ１側には、複数の対向電極１１ｂが一体に形成されており、電極支持部１１ａのＸ２側には、複数の対向電極１１ｃが一体に形成されている。図２には、一方の対向電極１１ｃが示されている。複数の対向電極１１ｃはいずれもＸ２方向へ直線的に延びており、Ｙ方向の幅寸法は一定である。そして、複数の対向電極１１ｃは、Ｙ方向へ一定の間隔を空けて櫛歯状に配列している。Ｘ１側に延びる他方の対向電極１１ｂと、Ｘ２方向に延びる前記対向電極１１ｃは、中心Ｏを通ってＹ方向に延びる線に対して左右対称の形状である。
【００４２】
中心ＯよりもＹ２側には第２の固定電極部１３が設けられている。第２の固定電極部１３と前記第１の固定電極部１１は、中心Ｏを通ってＸ方向に延びる線に対して上下方向（Ｙ方向）へ対称形状である。すなわち、第２の固定電極部１３は、中心Ｏに接近する位置に設けられた四角形の支持導通部（アンカ部）１４と、この支持導通部１４からＹ２方向へ直線的に延びる一定の幅寸法の電極支持部１３ａを有している。電極支持部１３ａのＸ１側には、電極支持部１３ａから一体に延びる複数の対向電極１３ｂが設けられ、電極支持部１３ａのＸ２側には、電極支持部１３ａから一体に延びる複数の対向電極１３ｃが設けられている。
【００４３】
図３に示すように、対向電極１３ｃはＸ２方向へ直線状に延び幅寸法が一定であり、且つＹ方向へ一定の間隔で互いに平行に形成されている。Ｘ１側の対向電極１３ｂも同様に一定の幅寸法でＸ１方向へ直線的に延び、Ｙ方向へ一定の間隔で平行に延びている。
【００４４】
第２の固定電極部１３も、支持導通部１４のみが酸化絶縁層３ａを介して支持基板１の表面１ａに固定されている。それ以外の部分である電極支持部１３ａおよび対向電極１３ｂ，１３ｃは、支持基板１の表面１ａとの間の酸化絶縁層が除去されており、電極支持部１３ａおよび対向電極１３ｂ，１３ｃと、支持基板１の表面１ａとの間に、酸化絶縁層の厚さに相当する間隔の隙間が形成されている。
【００４５】
図１に示すＳＯＩ層１０は、四角形の枠体層２５の内側が可動領域であり、可動領域では、前記第１の固定電極部１１と第２の固定電極部１３を除く部分が可動電極部１５となっている。可動電極部１５は、前記第１の固定電極部１１と第２の固定電極部１３および枠体層２５から分離されて形成されている。
【００４６】
図１に示すように、可動電極部１５は、中心ＯよりもＸ１側に、Ｙ１−Ｙ２方向に延びる第１の支持腕部１６を有しており、中心ＯのＸ１側に接近した位置に、第１の支持腕部１６と一体に形成された四角形の支持導通部（アンカ部）１７が設けられている。可動電極部１５は、中心ＯよりもＸ２側に、Ｙ１−Ｙ２方向に延びる第２の支持腕部１８を有しており、中心ＯのＸ２側に接近した位置に、第２の支持腕部１８と一体に形成された四角形の支持導通部（アンカ部）１９が設けられている。
【００４７】
第１の支持腕部１６と第２の支持腕部１８とで挟まれた領域で、且つ第１の固定電極部１１と第２の固定電極部１３を除く部分が、錘部２０となっている。錘部２０のＹ１側の縁部は、弾性支持部２１を介して第１の支持腕部１６に支持されているとともに弾性支持部２３を介して第２の支持腕部１８に支持されている。錘部２０のＹ１側の縁部は、弾性支持部２２を介して第１の支持腕部１６に支持されているとともに、弾性支持部２４を介して第２の支持腕部１８に支持されている。
【００４８】
中心ＯよりもＹ１側では、錘部２０のＸ１側の縁部からＸ２側に延びる複数の可動対向電極２０ａが一体に形成されているとともに、錘部２０のＸ２側の縁部からＸ１側に延びる複数の可動対向電極２０ｂが一体に形成されている。図２に示すように、錘部２０と一体に形成された可動対向電極２０ｂは、第１の固定電極部１１の対向電極１１ｃのＹ２側の辺に対して静止時に距離δ１を介して対向している。同様に、Ｘ１側の可動対向電極２０ａも、第１の固定電極部１１の対向電極１１ｂのＹ２側の辺に対して静止時に距離δ１を介して対向している。
【００４９】
錘部２０には、中心ＯよりもＹ２側において、Ｘ１側の縁部からＸ２方向に平行に延びる複数の可動対向電極２０ｃが一体に形成されているとともに、Ｘ２側の縁部からＸ１方向に平行に延びる複数の可動対向電極２０ｄが一体に形成されている。
【００５０】
図３に示すように、可動対向電極２０ｄは、第２の固定電極部１３の対向電極１３ｃのＹ１側の辺に対して静止時に距離δ２を介して対向している。これは、Ｘ１側の可動対向電極２０ｃと対向電極１３ｂとの間においても同じである。静止時の対向距離δ１とδ２は、同じ寸法となるようように設計されている。
【００５１】
図４に示すように、第１の支持腕部１６に連続する支持導通部１７と支持基板１の表面１ａとが酸化絶縁層３ｂを介して固定されており、第２の支持腕部１８に連続する支持導通部１９と支持基板１の表面１ａも酸化絶縁層３ｂを介して固定されている。可動電極部１５は、支持導通部１７と支持導通部１９のみが前記酸化絶縁層３ｂによって支持基板１に固定されており、それ以外の部分、すなわち第１の支持腕部１６、第２の支持腕部１８、錘部２０、可動対向電極２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄおよび弾性支持部２１，２２，２３，２４は、支持基板１の表面１ａとの間の酸化絶縁層が除去されており、これら各部と支持基板１の表面１ａとの間に酸化絶縁層３ｂの厚さ寸法に相当する間隔の隙間が形成されている。
【００５２】
弾性支持部２１，２２，２３，２４は、薄い板バネ部でミアンダパターンとなるように形成されている。弾性支持部２１，２２，２３，２４が変形することで、錘部２０がＹ１方向またはＹ２方向へ移動可能となっている。
【００５３】
図１に示すように、枠体層２５は、ＳＯＩ層１０を四角い枠状に切り出すことで形成されている。この枠体層２５と支持基板１の表面１ａとの間には、酸化絶縁層３ｃが残されている。この酸化絶縁層３ｃは、可動電極部１５の可動領域の外側の全周を囲むように設けられている。
【００５４】
図１，図４に示す形状のＳＯＩ層１０の製造方法は、加工前のＳＯＩ層１０の表面に、第１の固定電極部１１、第２の固定電極部１３、可動電極部１５および枠体層２５を覆うレジスト層を形成し、レジスト層から露出している部分のＳＯＩ層を、高密度プラズマを使用した深堀ＲＩＥなどのイオンエッチング手段で除去し、第１の固定電極部１１、第２の固定電極部１３、可動電極部１５および枠体層２５を互いに分離させる。
【００５５】
このとき、支持導通部１２，１４，１７，１９および枠体層２５を除く全ての領域に、前記深堀ＲＩＥによって、多数の微細孔を形成しておく。図２と図３には、対向電極１１ｃに形成された微細孔１１ｄ、対向電極１３ｃに形成された微細孔１３ｄ、および錘部２０に形成された微細孔２０ｅが図示されている。
【００５６】
深堀ＲＩＥなどによってパターン加工した後に、シリコンを溶解せずに酸化絶縁層（ＳｉＯ2層）を溶解できる選択性の等方性エッチング処理を行う。このときエッチング液又はエッチングガスは、ＳＯＩ層１０の前記各部を分離した溝内に浸透し、さらに前記微細孔内に浸透して、酸化絶縁層が除去される。
【００５７】
その結果、支持導通部１２，１４，１７，１９および枠体層２５と、支持基板１の表面１ａとの間のみ、酸化絶縁層３ａ，３ｂ，３ｃが残され、それ以外の部分で絶縁層が除去される。
【００５８】
なお、支持基板１は、厚さ寸法が０．２〜０．７ｍｍ程度、ＳＯＩ層１０の厚さ寸法は１０〜３０μｍ程度、酸化絶縁層３ａ，３ｂ，３ｃの厚さは１〜３μｍ程度である。
【００５９】
配線基板２を構成するシリコン基板５は、厚さ寸法が０．２〜０．７ｍｍ程度で形成される。シリコン基板５の表面５ａに絶縁層３０が形成される。絶縁層３０は、ＳｉＯ2、ＳｉＮまたはＡｌ2Ｏ3などの無機絶縁層であり、スパッタ工程やＣＶＤ工程で形成される。無機絶縁層としては、シリコン基板との熱膨張係数の差が、接続金属層を構成する導電性金属とシリコン基板の熱膨張係数の差よりも小さい材料が選択される。好ましくは、シリコン基板との熱膨張係数の差が比較的小さいＳｉＯ2またはＳｉＮが使用される。
【００６０】
図４に示すように、絶縁層３０の表面に、第１の固定電極部１１の支持導通部１２に対面する第２の接続金属層３１が形成され、同様に第２の固定電極部１３の支持導通部１４に対面する第２の接続金属層３１（図示せず）が形成される。また、絶縁層３０の表面に、可動電極部１５の一方の支持導通部１７に対面する第２の接続金属層３２が形成され、同様に、他方の支持導通部１９と対面する第２の接続金属層３２（図示せず）も形成されている。
【００６１】
絶縁層３０の表面には、前記枠体層２５の表面に対向する第２のシール接続金属層３３が形成されている。この第２のシール接続金属層３３は、前記第２の接続金属層３１，３２と同じ導電性金属材料によって形成されている。第２のシール接続金属層３３は、枠体層２５に対面して四角形に形成されており、可動電極部１５の可動領域の外周でこの可動領域の周囲全周を囲むように形成されている。第２の接続金属層３１，３２および第２のシール接続金属層３３はアルミニウム（Ａｌ）で形成されている。
【００６２】
絶縁層３０の内部には、一方の第２の接続金属層３１に導通するリード層３４と、他方の第２の接続金属層３２に導通するリード層３５が設けられている。リード層３４，３５はアルミニウムで形成されている。複数のリード層３４，３５は、それぞれの第２の接続金属層３１，３２に個別に導通している。そして、それぞれのリード層３４，３５は、絶縁層３０の内部を通過し、第２のシール接続金属層３３と接触することなく、第２のシール接続金属層３３が形成されている部分を横断して、第２のシール接続金属層３３で囲まれている領域の外側へ延びている。配線基板２には、前記領域の外側において、それぞれのリード層３４，３５に導通する接続パッド３６が設けられている。接続パッド３６は、低抵抗で酸化しにくい導電性材料であるアルミニウムや金などで形成されている。
【００６３】
絶縁層３０は、第２の接続金属層３１，３２が形成されている表面および第２のシール接続金属層３３が形成されている表面が同一平面上に位置している。そして、絶縁層３０には、第２の接続金属層３１，３２と第２のシール接続金属層３３が形成されていない領域に、シリコン基板５の表面５ａに向けて凹部３８が形成されている。この凹部３８は、絶縁層３０において、支持導通部１２，１４，１７，１９および枠体層２５に対向する前記表面以外の全ての部分に形成されている。また、凹部３８は、絶縁層３０の内部の途中までの深さであって、リード層３４，３５が露出しない深さに形成されている。
【００６４】
図４に示すように、ＳＯＩ層１０の支持導通部１２，１４の表面には、それぞれ前記第２の接続金属層３１に対面する第１の接続金属層４１が形成され、支持導通部１７，１９の表面には、それぞれの第２の接続金属層３２に対面する第１の接続金属層４２がスパッタ工程で形成される。さらに、枠体層２５の表面には、第２のシール接続金属層３３に対面する第１のシール接続金属層４３が形成される。第１のシール接続金属層４３は、第１の接続金属層４１，４２と同じ金属材料で同時に形成される。
【００６５】
第１の接続金属層４１，４２と第１のシール接続金属層４３は、第２の接続金属層３１，３２および第２のシール接続金属層３３を形成するアルミニウムと共晶接合あるいは拡散接合しやすい金属材料であるＧｅ（ゲルマニウム）で形成されている。
【００６６】
図４に示すように、第２の接続金属層３１と第１の接続金属層４１とを対面させ、第２の接続金属層３２と第１の接続金属層４２とを対面させ、さらに第２のシール接続金属層３３と第１のシール接続金属層４３とを対面させる。そして、加熱しながら支持基板１とシリコン基板５間を加圧する。これにより、第２の接続金属層３１と第１の接続金属層４１とが共晶接合あるいは拡散接合し、第２の接続金属層３２と第１の接続金属層４２とが共晶接合あるいは拡散接合する。第２の接続金属層３１，３２と第１の接続金属層４１，４２との共晶接合あるいは拡散接合により、支持導通部１２，１４，１７，１９が酸化絶縁層３ａ，３ｂと絶縁層３０との間で動かないように挟持されるとともに、第２の接続金属層３１，３１と支持導通部１２，１４とが個別に導通し、第２の接続金属層３２，３２と支持導通部１７，１９とが個別に導通する。
【００６７】
同時に、第２のシール接続金属層３３と第１のシール接続金属層４３とが共晶接合あるいは拡散接合する。この接合により、枠体層２５と絶縁層３０とが強固に固定されるとともに、可動電極部１５の可動領域の周囲全周を囲む金属シール層４５が形成される。
【００６８】
図５は、支持導通部１２の付近を拡大して示した部分拡大断面図である。図５は図４の上下を逆にして示した。
【００６９】
図５，図６（図５の部分平面図）に示すように、支持導通部（接合層）１２と支持基板１との間に介在する酸化絶縁層３ａの幅寸法Ｔ１０は、支持導通部１２の幅寸法Ｔ１１よりも狭い。なおこの実施形態では、支持導通部１２及び酸化絶縁層３ａの平面形状が略正方形であるとして、Ｘ１−Ｘ２方向及びそれに直交するＹ１−Ｙ２方向への幅寸法が略同一であるとする。
【００７０】
図５，図６に示すように、酸化絶縁層３ａは、支持導通部１２の真下の略中央に形成される。このため、支持導通部１２の外周部１２ａの下面には支持基板１との間に酸化絶縁層が無い空洞部９が形成されている。
【００７１】
このように、空洞部９が形成される理由は、製造過程において、不要なＳＯＩ層１０が除去されて露出した不要な酸化絶縁層３ａをエッチングで除去するとき、オーバーエッチングによって、支持導通部１２の外周部１２ａ下にある酸化絶縁層までも除去されてしまうからである。
【００７２】
本実施形態では、図５，図６に示すように、支持導通部１２の表面１２ｂに形成される第１の接続金属層４１の幅寸法Ｔ１２が、酸化絶縁層３ａの幅寸法Ｔ１０以下で形成される。図５，図６では、第１の接続金属層４１の幅寸法Ｔ１２は、酸化絶縁層３ａの幅寸法Ｔ１０よりも小さく形成されている。このため図６のように平面視で、第１の接続金属層４１の全体を酸化絶縁層３ａ内に重ねることができる。すなわち平面視にて、第１の接続金属層４１が、酸化絶縁層３ａからＸ１−Ｘ２方向あるいはＹ１−Ｙ２方向にはみ出さない。
【００７３】
一方、図５の実施形態では、配線基板２側に配置される第２の接続金属層３１の幅寸法Ｔ１３は、酸化絶縁層３ａの幅寸法Ｔ１０より大きくなっている。
【００７４】
図５のように、各層の幅寸法を規定することで、第１の接続金属層４１と第２の接続金属層３１間を接合する際、加重をかけると、第１の接続金属層４１と第２の接続金属層３１間に作用する加重領域を、幅寸法が狭い第１の接続金属層４１の接合面で規制できる。そして、図５，図６の実施形態では、さらに、第１の接続金属層４１の幅寸法Ｔ１２が酸化絶縁層３ａの幅寸法Ｔ１０より小さく、平面視にて第１の接続金属層４１全体を酸化絶縁層３ａの平面内に重ねることができ、支持導通部１２の下に空洞部９がある外周部１２ａに作用する加重を効果的に低減できる。
【００７５】
上記により、従来に比べて、第１の接続金属層４１と第２の接続金属層３１との間の接合面に均一な加重を作用させやすい。よって接合強度のばらつきを小さくでき、強く安定した接合強度を得ることが出来る。また支持導通部１２の外周部１２ａに作用する加重を低減できるので、外周部１２ａの破損等を抑制できる。
【００７６】
さらに、図５に示す実施形態では、第２の接続金属層３１の幅寸法Ｔ１３を第１の接続金属層４１の幅寸法より大きくしている。これにより、第１の接続金属層４１と第２の接続金属層３１間を接合するとき、多少、両者間に位置ずれが生じても、幅寸法Ｔ１２が狭い第１の接続金属層４１の全体を、幅寸法Ｔ１３が広い第２の接続金属層３１の平面内に収めやすく接合面積のばらつきを抑制できる。
【００７７】
以上により、支持導通部１２と配線基板２との間に、安定した接合構造を形成することが出来る。
【００７８】
図７の他の実施形態に示すように、第２の接続金属層３１の幅寸法Ｔ１４を、第１の接続金属層４１の幅寸法Ｔ１５及び酸化絶縁層３ａの幅寸法Ｔ１０より小さくしてもよい。
【００７９】
また図８の他の実施形態に示すように、第１の接続金属層４１及び第２の接続金属層３１の双方の幅寸法Ｔ１９を略同一にし、双方の幅寸法Ｔ１９を酸化絶縁層３ａの幅寸法Ｔ１０より小さくなるように形成してもよい。
【００８０】
図９に示す他の実施形態では、第２の接続金属層３１の略中央に凹領域３１ａが形成されている。凹領域３１ａは、絶縁層３０にリード層の表面が露出する深さの凹部を形成し、この凹部に倣うようにスパッタ等で第２の接続金属層３１を成膜することで形成される。かかる形態における第２の接続金属層３１の幅寸法Ｔ１６は、両端部３１ｂ，３１ｂ間の直線幅である。第２の接続金属層３１に形成された凹領域３１ａは未接合領域であるので接合面積の減少を抑制するには、凹領域３１ａが小さくなるように第２の接続金属層３１を形成することが好適である。
【００８１】
あるいは図９の点線で示すように第２の接続金属層３１の凹領域３１ａを第１の接続金属層４１と対向しないようにずらし、凹領域３１ａの一方端から長く延びる接続領域３１ｃを形成して、平坦な接続領域３１ｃと同じく平坦な第１の接続金属層４１とが接合される構造であると、なお良い。このときの第２の接続金属層３１の幅寸法は、平坦な接続領域３１ｃの幅寸法で定義される。
【００８２】
図１０に示す他の実施形態では、第１の接続金属層４１の幅寸法Ｔ１７は、第２の接続金属層３１の幅寸法Ｔ１８より小さく形成されるが、酸化絶縁層３ａの幅寸法Ｔ１０に比べてやや広い。
【００８３】
ただし図１０の形態であっても、第１の接続金属層４１と第２の接続金属層３１間に作用する加重領域を、幅寸法Ｔ１７が狭い第１の接続金属層４１の接合面で規制できる。よって、第１の接続金属層４１及び第２の接続金属層３１の双方の幅寸法を同じように大きく形成した従来構造に比べて、支持導通部１２の外周部１２ａに作用する加重を従来に比べて低減できる。
【００８４】
また、第１の接続金属層４１と第２の接続金属層３１の幅寸法に差をつけることで、幅寸法Ｔ１７が狭くされた第１の接続金属層４１が、幅寸法Ｔ１８が広い第２の接続金属層３１の内に収まるように、位置合わせを高精度に行うことが出来、接合強度のばらつきを小さくすることができる。
【００８５】
上記では支持導通部１２の接合構造について説明したが、他の支持導通部１４，１７，１９についても同様の接合構造となっている。
【００８６】
また図４の実施形態では、枠体層２５と支持基板１との間に介在する酸化絶縁層３ｃも、枠体層２５の幅寸法より小さくなる。よって、第１のシール接続金属層４３と第２のシール接続金属層３３との幅寸法も、第１の接続金属層４１，４２と第２の接続金属層３１，３２との幅寸法と同様の関係を満たしていることが強固な金属シール層４５を形成でき、シール性を向上させることができて好適である。
【００８７】
なお、第１のシール接続金属層４３と第２のシール接続金属層３３との接合による金属シール層４５が形成されない形態では、支持導通部１２，１４，１７，１９の接合構造の幅寸法のみを規制すればよい。また、一部の支持導通部の接合構造の幅寸法のみ規制する形態でもよい。あるいは、シール性を高める観点から、上記した幅寸法関係を、金属シール層４５だけに規制することもあり得る。ただし図４のように、全ての支持導通部の接合構造と金属シール層４５の双方に上記した幅寸法関係を規制することが最も好適である。
【００８８】
上記したＭＥＭＳセンサは、ＳＯＩ基板と配線基板２を重ねた構造であり、全体に薄型である。
【００８９】
また、支持導通部１２，１４，１７，１９が配線基板２に、第２の接続金属層３１，３２と第１の接続金属層４１，４２との共晶接合あるいは拡散接合で接合されているが、この接合層は薄く且つ面積が小さく、しかも支持導通部１２，１４，１７，１９と支持基板１とが無機絶縁材料の酸化絶縁層３ａ，３ｂを介して接合されている。そのため、周囲温度が高くなったとしても、接合層の熱応力が支持導通部１２，１４，１７，１９の支持構造に影響を与えにくく、熱応力による固定電極部１１，１３や可動電極部１５の歪みなどが発生しにくい。
【００９０】
同様に、可動電極部１５の可動領域の周囲を囲む金属シール層４５は、枠体層２５と絶縁層３０との間で薄く形成された接合層であり、枠体層２５が十分な厚み寸法を有しているため、金属シール層４５の熱応力によって、シリコンで形成された支持基板１やシリコン基板５に歪みなどが発生しにくい。
【００９１】
このＭＥＭＳセンサは、支持基板１とシリコン基板５の厚さ寸法、およびＳＯＩ層１０の厚さ寸法、さらに絶縁層３０の厚さ寸法によって、全体の厚さ寸法がほぼ決められる。それぞれの層の厚さ寸法は、高精度に管理できるため、厚さのばらつきが生じにくくなる。しかも、絶縁層３０には、可動電極部１５の可動領域に対向する凹部３８が形成されているため、全体が薄型であっても、可動電極部１５に厚さ方向の移動余裕（マージン）を与えることができ、外部から厚さ方向への大きな加速度が作用しても、錘部２０および可動対向電極２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄが絶縁層３０に当たりにくく、誤動作を生じにくい。
【００９２】
また図４に示す実施形態では、配線基板２は、シリコン基板５と、シリコン基板５の表面５ａに、絶縁層３０とリード層３４，３５と第２の接続金属層３１とを有して構成される。したがって後述する図１２のようにシリコン基板に貫通する貫通配線を用いて支持導通部との導通経路を確保する形態に比べて、簡単な構造で薄型化を実現できる。
【００９３】
このＭＥＭＳセンサは、Ｙ１方向またはＹ２方向の加速度を検知する加速度センサとして使用することができる。例えば、ＭＥＭＳセンサにＹ１方向への加速度が作用すると、その反作用により可動電極部１５の錘部２０がＹ２方向へ移動する。このとき、図２に示す、可動対向電極２０ｂと固定側の対向電極１１ｃとの対向距離δ１が広がって、可動対向電極２０ｂと対向電極１１ｃとの間の静電容量が低下する。同時に、図３に示す、可動対向電極２０ｄと対向電極１３ｃとの対向距離δ２が狭くなって、可動対向電極２０ｂと対向電極１３ｃとの間の静電容量が増大する。
【００９４】
静電容量の減少と増大を電気回路で検出し、対向距離δ１の増大による出力の変化と対向距離δ２の減小による出力の変化との差を求めることにより、Ｙ１方向へ作用した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。
【００９５】
なお、本発明は、可動電極部１５の錘部２０が、Ｘ−Ｙ平面と直交する向きの加速度に反応して厚さ方向へ移動して、固定電極部１１，１３の対向電極１１ｂ，１１ｃ，１３ｂ，１３ｃと、可動電極部１５の可動対向電極２０ａ，２０ｂ，２０ｃとの対向状態が、可動電極部１５の厚さ方向へずれて、対向面積が変化し、このときの可動対向電極と対向電極との間の静電容量の変化を検知するものであってもよい。
【００９６】
なお、前記実施の形態では、第２の接続金属層３１，３２および第２のシール接続金属層３３がアルミニウムで、第１の接続金属層４１，４２および第１のシール接続金属層４３がＧｅであるが、共晶接合あるいは拡散接合が可能な金属の組み合わせとしては、Ａｌ（アルミニウム）−Ｚｎ（亜鉛）、Ａｕ（金）−Ｓｉ（シリコン）、Ａｕ（金）Ｉｎ（−インジウム）、Ａｕ（金）−Ｇｅ（ゲルマニウム）、Ａｕ（金）−Ｓｎ（錫）などがある。これら金属の組み合わせにより、それぞれの金属の融点以下の温度である４５０℃以下の比較的低い温度で接合を行うことが可能になる。
【００９７】
図１１は、さらに他の実施の形態のＭＥＭＳセンサを示す断面図である。
このＭＥＭＳセンサは、シリコン基板５の代わりにＩＣパッケージ１００が使用されている。ＩＣパッケージ１００内には、対向電極と可動対向電極との静電容量の変化を検出する検出回路などが内蔵されている。
【００９８】
ＩＣパッケージ１００の上面１０１に絶縁層３０が形成され、この絶縁層３０の表面に、第２の接続金属層３１，３２および第２のシール接続金属層３３が形成されている。第２の接続金属層３１，３２は、絶縁層３０を貫通するスルーホールなどの接続層１３４，１３５を介して、ＩＣパッケージ１００の上面１０１に現れている電極パッドなどに導通し、ＩＣパッケージ１００内の電気回路に接続されている。
【００９９】
図１１に示すＭＥＭＳセンサも、接合層（支持導通部１２，１４，１７，１９や枠体層２５）の接合構造の幅寸法関係を図５〜図１０に示したいずれかに規制されているので、第１の接続金属層と、第２の接続金属層間の接合面に、従来に比べて均一な加重を作用させやすく、また接合層の外周部の破損を抑制できる等、安定した接合構造を得ることが出来る。
【０１００】
図１２は、さらに他の実施の形態のＭＥＭＳセンサを示す断面図である。
図１２に示す実施形態では、配線基板２６を構成するシリコン基板２７に貫通する同じくシリコンで形成された貫通配線層２８が設けられている。貫通配線層２８とシリコン基板２７の間は絶縁層２９にて絶縁されている。図１２に示すように貫通配線層２８に接してＳＯＩ層１０と対向するシリコン基板２７の表面２７ａに第２の接続金属層３１，３２が形成されている。また絶縁層２９は、シリコン基板２７のＳＯＩ層１０との対向面と反対面２７ｂを覆い、図１２に示すように、絶縁層２９の内部には、貫通配線層２８に接するリード層３７が形成されている。
【０１０１】
図１２に示すＭＥＭＳセンサも、接合層（支持導通部１２，１４，１７，１９や枠体層２５）の接合構造の幅寸法関係を図５〜図１０に示したいずれかに規制されているので、第１の接続金属層と、第２の接続金属層間の接合面に、従来に比べて均一な加重を作用させやすく、また接合層の外周部の破損を抑制できる等、安定した接合構造を得ることが出来る。
【０１０２】
次に、金属シール層の好ましい形態について説明する。
図１３は、金属シール層の好ましい形態を模式的に示したものであり（ａ）は、接合前の状態を示す縦断面図、（ｂ）は、接合後の状態を示す縦断面図である。
【０１０３】
図１３（ａ）に示すように、ＭＥＭＳセンサは、例えばシリコンで形成された下側基板５０と、上側基板５２と、前記下側基板５０の上面に形成された下側接続金属層５１と、前記上側基板５２に形成された上側接続金属層５３とを有して構成される。
【０１０４】
図１３（ａ）に示すように上側接続金属層５３の幅寸法Ｔ２０は、下側接続金属層５１の幅寸法Ｔ２１よりも小さく形成されている。
【０１０５】
また図１３（ａ）に示すように下側接続金属層（幅広接続金属層）５１の接合面５１ａは平坦面であるが、上側接続金属層（幅狭接続金属層）５３の接合面５３ａは凹凸形状で形成されている。
【０１０６】
図１３（ａ）の実施形態では、上側接続金属層５３の接合面５３ａに形成された凸部５４は、先細り形状で形成されている。凸部５４は、接合面５３ａに、ドット状に複数、点在して形成されてもよいし、あるいは凸条形状で形成されてもよい。
【０１０７】
また、上側接続金属層（幅狭接続金属層）５３は、下側接続金属層（幅広接続金属層）５１よりも接合時の硬度が高い金属材料で形成されている。上側接続金属層５３は例えばＧｅを有する層、特に、Ｇｅ層で形成されることが好ましい。また下側接続金属層５１は、例えばＡｌを有する層、特に、Ａｌ層あるいはＡｌＣｕ層で形成されることが好ましい。
【０１０８】
そして、共晶反応を始める温度まで昇温するとともに、下側基板５０と上側基板５２間に圧力を加える。
【０１０９】
図１４は、図１３（ａ）と異なって、上側接続金属層（幅狭接続金属層）５３の接合面５３ａを凹凸面とせず平坦面で形成した場合の比較例を示す。
【０１１０】
図１４に示すように、下側接続金属層５１と上側接続金属層５３間に圧力を加え、各接合面５１ａ，５３ａ間で反応させるとき、自然酸化膜や汚れ等で反応しにくい部分がボイド５５や未接合領域５６として残りやすくなる。このため接合強度及び封止気密性の低下を招きやすい問題があった。
【０１１１】
そこで、図１３（ａ）に示す構造とすることで、下側基板５０と上側基板５２間に圧力を加えたとき、図１３（ｂ）に示すように、接合面５３ａが凹凸面で形成された上側接続金属層５３の凸部５４が、接合初期時に高い圧力により、下側接続金属層５１内にほとんど変形することなく食い込むとともに、下側接続金属層５１は接合面５３ａの凹凸形状に倣って変形し、その結果、図１３（ｂ）に示す接合界面において、図１４に示すボイド５５や未接合領域５６が形成されるのを効果的に抑制できる。図１３（ｂ）に示すように、下側接続金属層５３と上側接続金属層５３との界面は密着した状態になる。したがって、図１４に示す構成に比べて、接合強度及び封止気密性の向上を図ることが出来る。
【０１１２】
また図１３（ｂ）に示す構成では、接合面５３ａを凹凸面で形成したことで、図１３（ｂ）のように下側接続金属層５１の接合面５１ａがほぼ、上側接続金属層５３の接合面５３ａに倣って変形するところまで進むと、図１４のように平面同士を接合する形態に比べて接合面積を大きくでき、接続金属層５１，５３の接合面に加わる単位面積あたりの接合圧力は低下する。このため上側接続金属層（幅狭接続金属層）５３が必要以上に下側接続金属層（幅広接続金属層）５１内に押し込まれるのを抑制でき、ストッパ的な機能を発揮させることが出来る。
【０１１３】
なお図１３に示すように幅寸法が狭い側の接続金属層５３の接合面５３ａを凹凸面で形成することが好ましい。逆にしても、図１４の場合に比べて接合強度及び封止気密性の向上には効果があるが、幅広の接続金属層５１の接合面５１ａに、幅狭の接続金属層５３の凹凸面（接合面５３ａ）を押し付けるほうが、前記凹凸面の全体に他方の接続金属層５１を密着させることができ、接合強度の向上をより効果的に図ることが可能である。
【０１１４】
続いて図１５は、凹凸形状の接合面を有する接続金属層の製造方法を示す工程図（縦断面図）である。
【０１１５】
図１５（ａ）の工程では、基板５７上に接続金属層５８を形成する。接続金属層５８を例えばＧｅ層で形成する。
【０１１６】
次に図１５（ｂ）の工程では、接続金属層５８の表面５８ａにマスク層５９を部分的に形成する。前記マスク層５９を前記表面５８ａに形成される凸部６０（図１５（ｃ）（ｄ）参照）の位置に設けるが凸部６０の最小幅よりも広い幅で形成する。
【０１１７】
次に図１５（ｃ）の工程では、例えばＣＦ４ガスを用いてドライエッチング（等方性エッチング）を行い、前記マスク層５９に覆われていない接続金属層５８を削り込む。このとき、マスク層５９の下側に位置する接続金属層５８の部分も削りこまれ、マスク層５９の下側に先細り形状の凸部６０が形成される。このため凸部６０の最小幅は、前記マスク層５９の幅寸法よりも小さくなる。そして図１５（ｄ）の工程では、前記マスク層５９を除去する。
【０１１８】
上記により接続金属層５８の表面５８ａを簡単且つ適切に凹凸形状に形成できる。
本実施形態では、例えば図１６に示すように、下側基板５０の上面５０ａに枠状の封止ライン６２を図１３（ａ）に示すＡｌ等から成る下側接続金属層５１で形成する。
【０１１９】
また図１６に示すように、上側基板５２の下面５２ａに、枠状の封止ライン６１を図１３（ａ）に示すＧｅ等からなる上側接続金属層５３で形成する。
【０１２０】
封止ライン６２，６１の縦断面の形状は図１３（ａ）に示す接続金属層５１，５３の縦断面の形状と同様である。
【０１２１】
そして図１６に示す上下方向から、下側基板５０と上側基板５２との間に圧力を加えると、図１３（ｂ）で説明したように、封止ライン６２，６１の接合面同士が密着して接合されて枠状の金属シール層が形成され、この結果、接合強度及び封止気密性に優れたＭＥＭＳセンサを実現できる。
【０１２２】
図１６における封止ライン６２，６１間を接合して成る金属シール層の内側の構成は特に限定されるものでないが、例えば図１７に示す構造に適用できる。
【０１２３】
図１７（ａ）は、ＭＥＭＳセンサの平面図、（ｂ）は、（ａ）に示すＡ−Ａ線に沿って切断し矢印方向から見た縦断面図である。
【０１２４】
図１７に示す金属シール層７０は、図１６に示す封止ライン６２，６１を接合して形成されたものであり、図１３（ｂ）と同様の拡大縦断面を備えている。よって、接合強度及び封止気密性に優れるＭＥＭＳセンサを実現できる。
【０１２５】
図１７に示すように、枠形状で形成された金属シール層７０よりも内側には、３つのセンサ領域７１，７２，７３がＸ１−Ｘ２に間隔を空けて並設されている。センサ領域７１では、可動体７４の動作により、Ｚ方向の加速度を検知できる。また、センサ領域７２では、可動体７５の動作により、Ｙ方向の加速度を検知でき、センサ領域７３では、可動体７６の動作により、Ｘ方向の加速度を検知できる。
【０１２６】
あるいは図１６のＭＥＭＳセンサにおいて、封止ライン６２，６１間を接合して成る金属シール層の内側に可動体でなく他のセンサ構成がある形態にも適用できる。
【０１２７】
図１３に示した接続金属層の構成は、図５〜図１０のいずれの構成にも適用できる。すなわち例えば、図５を例にとると、幅寸法Ｔ１２が幅狭で形成された第１の接続金属層（幅狭接続金属層）４１の接合面４１ａが凹凸面で形成される。また第１の接続金属層４１は、幅寸法Ｔ１３が幅広で形成された第２の接続金属層（幅広接続金属層）３１に比べて接合時における硬度が高い材質で形成される。
【０１２８】
また図１８の構成においては、第１の接続金属層４１と第２の接続金属層３１のうち、接合時の硬度が高い材質で形成された側の接続金属層の接合面が凹凸面で形成される。
【符号の説明】
【０１２９】
１  支持基板
２  配線基板
３ａ，３ｂ，３ｃ  酸化絶縁層
５、２７  シリコン基板
１０  ＳＯＩ層
１１  第１の固定電極部
１１ｂ，１１ｃ  対向電極
１２  支持導通部（アンカ部）
１３  第２の固定電極部
１３ｂ，１３ｃ  対向電極
１４  支持導通部（アンカ部）
１５  可動電極部
１６  第１の支持腕部
１７  支持導通部（アンカ部）
１８  第２の支持腕部
１９  支持導通部（アンカ部）
２０  錘部
２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ  可動対向電極
２１，２２，２３，２４  弾性支持部
２５  枠体層
２８  貫通配線層
２９、３０  絶縁層
３１，３２  第２の接続金属層
３３  第２のシール接続金属層
３４，３５  リード層
３８  凹部
４１，４２  第１の接続金属層
４３  第１のシール接続金属層
４５、７０  金属シール層
５０  下側基板
５１  下側接続金属層
５１ａ  接合面
５２  上側基板
５３  上側接続金属層
５３ａ  接合面（凹凸面）
５４、６０  凸部
５８  接続金属層
５９  マスク層
６１、６２  封止ライン
７１〜７３  センサ領域
７４〜７６  可動体
１００  ＩＣパッケージ
【図１】
2010032821.tif 000003
【図２】
2010032821.tif 000004
【図３】
2010032821.tif 000005
【図４】
2010032821.tif 000006
【図５】
2010032821.tif 000007
【図６】
2010032821.tif 000008
【図７】
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【図８】
2010032821.tif 000010
【図９】
2010032821.tif 000011
【図１０】
2010032821.tif 000012
【図１１】
2010032821.tif 000013
【図１２】
2010032821.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2010032821.tif 000017
【図１６】
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【図１７】
2010032821.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
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【手続補正書】
【提出日】平成22年1月20日(2010.1.20)
【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】
支持基板、中間層、及び機能層の順に積層される第１の基板と、前記機能層と対向して、前記機能層に形成される可動電極部及び前記固定電極部との導通経路を備える配線基板と、を有し、
前記機能層には、前記中間層に固定支持されるとともに、前記配線基板と接合される接合層が形成されており、
前記接合層と前記支持基板間に位置する中間層の幅寸法は、前記接合層の幅寸法よりも小さく、
前記接合層の表面に形成された第１の接続金属層と、前記配線基板の表面に形成され前記第１の接続金属層と接合される第２の接続金属層のうち、前記第１の接続金属層の幅寸法が前記第２の接続金属層の幅寸法に比べて狭く、
前記第１の接続金属層の幅寸法は、前記中間層の幅寸法以下であることを特徴とするＭＥＭＳセンサ。
【請求項２】
前記第１の接続金属層の接合面が凹凸形状で形成されている請求項１記載のＭＥＭＳセンサ。
【請求項３】
前記第１の接続金属層は、Ｇｅを有して形成され、前記第２の接続金属層はＡｌを有して形成される請求項２記載のＭＥＭＳセンサ。
【請求項４】
各接続金属層同士とが接合されて、金属シール層が形成されている請求項２又は３に記載のＭＥＭＳセンサ。
【請求項５】
支持基板、中間層、及び機能層の順に積層される第１の基板と、前記機能層と対向して、前記機能層に形成される可動電極部及び前記固定電極部との導通経路を備える配線基板と、を有し、
前記機能層には、前記中間層に固定支持されるとともに、前記配線基板と接合される接合層が形成されており、
前記接合層と前記支持基板間に位置する中間層の幅寸法は、前記接合層の幅寸法よりも小さく、
前記接合層の表面に形成された第１の接続金属層と、前記配線基板の表面に形成され前記第１の接続金属層と接合される第２の接続金属層のうち、少なくとも一方の幅寸法が前記中間層の幅寸法以下であることを特徴とするＭＥＭＳセンサ。
【請求項６】
前記接合層は、前記可動電極部及び前記固定電極部の夫々に接続される支持導通部である請求項１ないし５のいずれか１項に記載のＭＥＭＳセンサ。
【請求項７】
前記接合層は、前記可動電極部及び前記固定電極部と分離して形成され、前記可動電極部の可動領域を囲む枠体層であり、前記第１の接続金属層と前記第２の接続金属層とで、前記可動領域の外周を囲む金属シール層が形成されている請求項１ないし６のいずれか１項に記載のＭＥＭＳセンサ。
【請求項８】
前記金属シール層は、前記第１の接続金属層の幅寸法が、前記第２の接続金属層の幅寸法に比べて狭く、前記第１の接続金属層の幅寸法は、前記中間層の幅寸法以下である請求項７記載のＭＥＭＳセンサ。
【請求項９】
前記第１の接続金属層の接合面が凹凸形状で形成されている請求項８記載のＭＥＭＳセンサ。
【請求項１０】
前記第１の接続金属層と前記第２の接続金属層とが、共晶接合又は拡散接合されている請求項１ないし９のいずれか１項に記載のＭＥＭＳセンサ。
【請求項１１】
前記配線基板は、シリコン基板と、前記シリコン基板の表面に、絶縁層とこの絶縁層の内部に埋設された前記可動電極部及び前記固定電極部の夫々に電気的に接続されるリード層と、前記第２の接続金属層と、を有して形成される請求項１ないし１０のいずれか１項に記載のＭＥＭＳセンサ。
【請求項１２】
（削除）
【国際調査報告】
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