(57)【要約】  このＭＥＭＳデバイス（１００）は、母材（５０）と電気的に接続されるとともに母材を介してグラウンド電位に接続される配線層（８０）と、配線層と略全体が接触するように配線層に積層され、活性ガスを吸着する導電性のゲッター層（７０）と、を備える。
2019054171.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非導電性基板と、
前記非導電性基板と接合されるＭＥＭＳデバイスの母材と、
前記非導電性基板と前記母材とにより形成される密閉空間と、
前記密閉空間内に形成され、前記母材と電気的に接続されるとともに前記母材を介してグラウンド電位に接続される配線層と、
前記配線層と略全体が接触するように前記配線層に積層され、活性ガスを吸着する導電性のゲッター層と、を備える、ＭＥＭＳデバイス。
【請求項２】
非導電性基板と、
前記非導電性基板と接合されるＭＥＭＳデバイスの母材と、
前記非導電性基板と前記母材とにより形成される密閉空間と、
前記密閉空間内に形成され、前記母材と電気的に接続されるとともに前記母材を介して定電位に接続される配線層と、
前記配線層と略全体が接触するように前記配線層に積層され、活性ガスを吸着する導電性のゲッター層と、を備える、ＭＥＭＳデバイス。
【請求項３】
前記配線層は、前記非導電性基板と前記母材との接合部分の一部において、前記非導電性基板と前記母材とに挟まれた状態で、前記母材に接触することによって、前記母材と電気的に接続されている、請求項１または２に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項４】
前記配線層は、前記非導電性基板と前記母材との接合部分において厚み方向に漸次薄くなるように形成されている、請求項３に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項５】
前記母材は、互いに構造的に分離して設けられた内側部分と外側部分とを含み、
前記配線層は、前記非導電性基板と前記母材の前記外側部分との接合部分において、前記非導電性基板と前記母材の前記外側部分とに挟まれた状態で、前記母材と電気的に接続されている、請求項３または４に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項６】
前記配線層は、前記非導電性基板と前記母材との接合部分の略全周において、前記非導電性基板と前記母材とに挟まれている、請求項３〜５のいずれか１項に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項７】
前記配線層は、断面視において、前記ゲッター層に対して両側で前記母材と電気的に接続されている、請求項１〜６のいずれか１項に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項８】
前記配線層は、アルミニウムからなる、請求項１〜７のいずれか１項に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項９】
前記配線層は、複数に分割されている、請求項１〜８のいずれか１項に記載のＭＥＭＳデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）デバイスに関し、特に、活性ガスを吸着するゲッター層を備えるＭＥＭＳデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、活性ガスを吸着するゲッター層を備えるＭＥＭＳデバイスが知られている。このようなＭＥＭＳデバイスは、たとえば、特開２００９−２８８９１号公報に開示されている。【０００３】
上記特開２００９−２８８９１号公報には、リング型振動ジャイロとしてのＭＥＭＳデバイスが開示されている。このＭＥＭＳデバイスでは、ＭＥＭＳデバイスの母材（振動子）は、凹部が設けられたガラス基板と接合されている。また、このＭＥＭＳデバイスでは、ガラス基板の凹部と母材とにより、密閉空間が形成されている。密閉空間には、密閉空間内の活性ガス（酸素ガスなど）を吸着する導電性のゲッター膜が形成されている。ゲッター膜は、蒸着などにより、ガラス基板の凹部に形成されている。また、ゲッター膜の一部は、母材に接続されている。ゲッター膜は、母材を介してグラウンド電位に接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２８８９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、ゲッター膜が活性ガスを吸着して、活性ガスと反応すると、ゲッター膜の活性ガスとの反応部分が非導電性部分に変化する。非導電性部分の生じ方によっては、ゲッター膜のある導電性部分が、他の導電性部分から電気的に孤立する場合がある。たとえば、非導電性部分が周状に生じ、導電性部分が非導電性部分に囲まれた場合、非導電性部分に囲まれた導電性部分は、他の導電性部分から電気的に孤立する。【０００６】
一方、上記特開２００９−２８８９１号公報に記載のＭＥＭＳデバイスでは、ゲッター膜の一部が母材に接続されることにより、ゲッター膜が母材を介してグラウンド電位に接続されている。この構成では、ゲッター膜に電気的に孤立した導電性部分が生じた場合、電気的に孤立した導電性部分と母材との間の電気的接続が非導電性部分により切断される。このため、電気的に孤立した導電性部分に溜まった電荷を効率良く逃がすことができない。電荷を効率良く逃がすことができないと、ゲッター膜に溜まった電荷に起因したノイズを十分に低減することができないため、ＭＥＭＳデバイスを高精度化しにくい。この点において、上記特開２００９−２８８９１号公報に記載のＭＥＭＳデバイスには、改善の余地がある。【０００７】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、ゲッター膜に溜まった電荷に起因したノイズを低減することにより、高精度化することが可能なＭＥＭＳデバイスを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、この発明の第１の局面によるＭＥＭＳデバイスは、非導電性基板と、非導電性基板と接合されるＭＥＭＳデバイスの母材と、非導電性基板と母材とにより形成される密閉空間と、密閉空間内に形成され、母材と電気的に接続されるとともに母材を介してグラウンド電位に接続される配線層と、配線層と略全体が接触するように配線層に積層され、活性ガスを吸着する導電性のゲッター層と、を備える。【０００９】
この発明の第１の局面によるＭＥＭＳデバイスでは、上記のような配線層とゲッター層とを設ける。これにより、活性ガスとの反応に起因してゲッター層に電気的に孤立した導電性部分が生じたとしても、ゲッター層と略全体が接触する配線層により、電気的に孤立した導電性部分と母材との間の電気的接続を確保することができる。その結果、電気的に孤立した導電性部分に溜まった電荷を効率良く逃がすことができるので、ゲッター層に溜まった電荷に起因したノイズを十分に低減することができる。これにより、ＭＥＭＳデバイスを高精度化することができる。【００１０】
上記目的を達成するために、この発明の第２の局面によるＭＥＭＳデバイスは、非導電性基板と、非導電性基板と接合されるＭＥＭＳデバイスの母材と、非導電性基板と母材とにより形成される密閉空間と、密閉空間内に形成され、母材と電気的に接続されるとともに母材を介して定電位に接続される配線層と、配線層と略全体が接触するように配線層に積層され、活性ガスを吸着する導電性のゲッター層と、を備える。【００１１】
この発明の第２の局面によるＭＥＭＳデバイスでは、上記のような配線層とゲッター層とを設ける。これにより、活性ガスとの反応に起因してゲッター層に電気的に孤立した導電性部分が生じたとしても、ゲッター層と略全体が接触する配線層により、電気的に孤立した導電性部分と母材との間の電気的接続を確保することができる。その結果、電気的に孤立した導電性部分に溜まった電荷を効率良く逃がすことができるので、ゲッター層に溜まった電荷に起因したノイズを十分に低減することができる。これにより、ＭＥＭＳデバイスを高精度化することができる。【００１２】
上記第１および第２の局面によるＭＥＭＳデバイスにおいて、好ましくは、配線層は、非導電性基板と母材との接合部分の一部において、非導電性基板と母材とに挟まれた状態で、母材に接触することによって、母材と電気的に接続されている。このように構成すれば、配線層と母材とをより確実に接触させることができるので、配線層と母材とをより確実に電気的に接続することができる。その結果、ゲッター層に溜まった電荷をより確実に逃がすことができる。【００１３】
この場合、好ましくは、配線層は、非導電性基板と母材との接合部分において厚み方向に漸次薄くなるように形成されている。ここで、配線層が非導電性基板と母材との接合部分において、非導電性基板と母材とに挟まれている場合、非導電性基板と母材とに挟まれた配線層の近傍において、非導電性基板と母材との接合部分にわずかな空隙が生じる。そこで、上記のように、配線層を厚み方向に漸次（徐々に）薄くなるように形成すれば、配線層に起因して非導電性基板と母材との接合部分に生じる空隙を小さくすることができる。その結果、空隙に起因して接合不良などの不良が生じることを抑制することができる。【００１４】
上記配線層が非導電性部分と母材とに挟まれた構成において、好ましくは、母材は、互いに構造的に分離して設けられた内側部分と外側部分とを含み、配線層は、非導電性基板と母材の外側部分との接合部分において、非導電性基板と母材の外側部分とに挟まれた状態で、母材と電気的に接続されている。ここで、配線層が非導電性基板と母材との接合部分において、非導電性基板と母材とに挟まれている場合、配線層の厚みに起因して母材にわずかな歪みが生じる。そこで、上記のように、配線層を非導電性基板と母材の外側部分との接合部分において、非導電性基板と母材の外側部分とに挟むように構成すれば、母材の内側部分を歪ませることなく、母材の外側部分だけを歪ませることができるので、母材の内側部分に歪みが影響することを抑制することができる。この効果は、母材の内側部分にＭＥＭＳデバイスの可動部が設けられている場合、可動部の動きに歪みが影響することを抑制できる点で、特に有効である。【００１５】
上記配線層が非導電性部分と母材とに挟まれた構成において、好ましくは、配線層は、非導電性基板と母材との接合部分の略全周において、非導電性基板と母材とに挟まれている。このように構成すれば、配線層と母材とをより一層確実に接触させることができるので、配線層と母材とをより一層確実に電気的に接続することができる。また、配線層に起因して母材に歪みが生じたとしても、母材の略全周にわたって略均一に母材を歪ませることができるので、歪みに起因して母材の一部に応力が集中することを抑制することができる。その結果、歪みに起因して動作不良などの不良が生じることを抑制することができる。【００１６】
上記第１および第２の局面によるＭＥＭＳデバイスにおいて、好ましくは、配線層は、断面視において、ゲッター層に対して両側で母材と電気的に接続されている。このように構成すれば、配線層がゲッター層に対して片側のみで母材と電気的に接続されている場合に比べて、配線層と母材とをより確実に電気的に接続することができる。【００１７】
上記第１および第２の局面によるＭＥＭＳデバイスにおいて、好ましくは、配線層は、アルミニウムからなる。このように構成すれば、アルミニウムからなる配線層を電磁波のシールド材として機能させることができる。その結果、配線層により、ゲッター層の電荷を効率良く逃がすことができるだけでなく、電磁波に起因してＭＥＭＳデバイスの性能が劣化することを抑制することもできる。【００１８】
上記第１および第２の局面によるＭＥＭＳデバイスにおいて、好ましくは、配線層は、複数に分割されている。このように構成すれば、個々の配線層の大きさを小さくすることができるので、個々の配線層を製造しやすくすることができる。その結果、ＭＥＭＳデバイスの製造性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、ゲッター膜に溜まった電荷に起因したノイズを低減することにより、高精度化することが可能なＭＥＭＳデバイスを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】一実施形態によるＭＥＭＳデバイスを示す分解斜視図である。
【図２】一実施形態によるＭＥＭＳデバイスの母材を示す平面図である。
【図３】一実施形態によるＭＥＭＳデバイスを示す模式的な断面図である。
【図４】図３の部分拡大断面図である。
【図５】一実施形態の変形例によるＭＥＭＳデバイスの配線層を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２２】
図１〜図４を参照して、一実施形態によるＭＥＭＳデバイス１００の構成について説明する。以下の説明では、ＭＥＭＳデバイス１００の厚み方向をＺ方向とし、厚み方向のうちの一方方向をＺ１方向とし、厚み方向のうちの他方方向をＺ２方向とする。また、厚み方向と直交する方向をＸ方向とする。
【００２３】
（ＭＥＭＳデバイス）
ＭＥＭＳデバイス１００は、コリオリ力に基づいて、角速度を検出する静電駆動型の角速度センサ（ジャイロセンサ）である。
【００２４】
ＭＥＭＳデバイス１００は、図１に示すように、一方側（Ｚ１方向側）の筐体１０と、他方側（Ｚ２方向側）の筐体２０と、一方側の非導電性基板３０と、他方側の非導電性基板４０と、振動子としてのＭＥＭＳデバイス１００の母材５０とを備えている。ＭＥＭＳデバイス１００では、非導電性基板３０、４０および母材５０により、密閉空間６０（図３参照）が形成されている。密閉空間６０内は、略真空状態に減圧されている。これにより、密閉空間６０内のガスの粘性に起因して母材（振動子）５０に振動減衰が生じることを抑制可能である。
【００２５】
〈筐体〉
一方側（Ｚ１方向側）の筐体１０は、蓋部を構成する。他方側（Ｚ２方向側）の筐体２０は、非導電性基板３０、４０および母材５０を設置するための設置台を構成する。筐体１０および２０は、たとえば溶接により、互いに接合されている。これにより、筐体１０および２０内に、非導電性基板３０、４０および母材５０が密封される。この結果、非導電性基板３０、４０および母材５０が外部から隔離されるため、水分などの侵入に起因して母材（振動子）５０の動作不良が生じることを抑制可能である。
【００２６】
〈非導電性基板〉
一方側（Ｚ１方向側）の非導電性基板３０および他方側（Ｚ２方向側）の非導電性基板４０は、たとえば、非導電性のガラス基板である。あるいは、非導電性基板３０および４０は、Ｓｉ基板（シリコンウエハ）の表面を熱酸化した基板であってもよい。非導電性基板３０および４０は、母材５０を厚み方向（Ｚ方向）に挟み込むように構成されている。なお、非導電性とは、電気的絶縁性が高いことを意味している。つまり、非導電性とは、全く電気を通さないわけではなく、印加される電圧によっては、多少は電気を通す性質を含む概念である。
【００２７】
図１および図３に示すように、非導電性基板３０は、母材５０に対して一方側（Ｚ１方向側）に配置されている。非導電性基板３０は、母材５０の一方側の面と接合されている。非導電性基板３０と母材５０の一方側の面とは、たとえば陽極接合により、厚み方向（Ｚ方向）に互いに接合されている。なお、非導電性基板３０と母材５０とは、はんだなどの接合材により互いに接合されていてもよい。
【００２８】
非導電性基板３０は、中央接合部３１と、外周接合部３２とを含んでいる。中央接合部３１は、母材５０の一方側の面において母材５０の後述する中央部５３と接合されている。つまり、中央接合部３１は、母材５０の中央部５３を一方側から支持している。中央接合部３１は、一方側から他方側に向かって突出するように形成されている。中央接合部３１は、非導電性基板３０のＸ方向の中央位置に形成されている。
【００２９】
外周接合部３２は、母材５０の一方側（Ｚ１方向側）の面において母材５０の後述する外側部分（外周部分）５８および電極部５７ａ〜５７ｈと接合されている。つまり、外周接合部３２は、母材５０の外側部分５８および電極部５７ａ〜５７ｈを一方側から支持している。外周接合部３２は、周状に形成されている。外周接合部３２は、非導電性基板３０のＸ方向の外周位置に形成されている。
【００３０】
また、非導電性基板３０は、凹部３３を含んでいる。凹部３３は、他方側（Ｚ２方向側、母材５０が配置される側）から一方側（Ｚ１方向側、母材５０が配置されるのとは反対側）に窪むように形成されている。凹部３３は、中央接合部３１を囲むように、略環状に形成されている。凹部３３は、非導電性基板３０のうちの他方側の部分に形成されている。凹部３３は、たとえば、ウェットエッチングにより形成される。凹部３３は、密閉空間６０の一部を構成している。
【００３１】
また、非導電性基板３０は、複数の貫通孔３４を含んでいる。貫通孔３４は、非導電性基板３０を厚み方向（Ｚ方向）に貫通するように形成されている。貫通孔３４は、一方側（Ｚ１方向側、母材５０が配置されるのとは反対側）から他方側（Ｚ２方向側、母材５０が配置される側）に向かって徐々に先細るテーパ状に形成されている。貫通孔３４は、たとえば、サンドブラストにより形成される。貫通孔３４には、金属材料からなる電極（貫通電極）３５が配置されている。貫通孔３４および電極３５は、平面視（図２参照）において、母材５０の後述する電極部５６、５７ａ〜５７ｈおよび外側部分（外周部分）５８に対応する位置に設けられている。なお、図１では、貫通孔３４および電極３５の図示を省略している。また、図２では、理解の容易のために、母材５０において電極３５に対応する位置を四角（実線）により図示している。
【００３２】
非導電性基板４０は、母材５０に対して他方側（Ｚ２方向側）に配置されている。非導電性基板４０は、母材５０の他方側の面と接合されている。非導電性基板４０と母材５０の他方側の面とは、たとえば陽極接合により、厚み方向（Ｚ方向）に互いに接合されている。なお、非導電性基板４０と母材５０とは、はんだなどの接合材により互いに接合されていてもよい。
【００３３】
非導電性基板４０は、外周接合部４１を含んでいる。外周接合部４１は、母材５０の他方側（Ｚ２方向側）の面において母材５０の外側部分（外周部分）５８と接合されている。つまり、外周接合部４１は、母材５０の外側部分５８を他方側から支持している。外周接合部４１は、周状に形成されている。外周接合部４１は、非導電性基板４０のＸ方向の外周位置に形成されている。
【００３４】
また、非導電性基板４０は、凹部４２を含んでいる。凹部４２は、一方側（Ｚ１方向側、母材５０が配置される側）から他方側（Ｚ２方向側、母材５０が配置されるのとは反対側）に向かって窪むように形成されている。凹部４２は、略円状に形成されている。凹部４２は、非導電性基板４０のうちの一方側の部分に形成されている。凹部４２は、たとえば、ウェットエッチングにより形成される。凹部４２は、密閉空間６０の一部を構成している。また、凹部４２の側部４２ａは、周状に形成されている。側部４２ａは、外周接合部４１と連続するように形成されている。凹部４２の底部４２ｂは、略円状に形成されている。底部４２ｂは、側部４２ａと連続するように形成されている。なお、本実施形態の凹部４２には、非導電性基板３０の中央接合部３１のような突出部は形成されていないが、Ｘ方向の中央位置に突出部が形成されていてもよい。
【００３５】
〈母材〉
母材５０は、リング型の振動子である。母材５０は、たとえば、トレンチエッチングにより加工されたシリコン（珪素）からなる。
【００３６】
図２に示すように、母材５０は、リング部５１と、複数（８つ）の支持部（レッグ部）５２と、中央部５３と、複数（８つ）のエッチング残し部５４とを含んでいる。リング部５１と、複数の支持部５２と、中央部５３と、複数のエッチング残し部５４とは、トレンチ（溝状の貫通孔）５５により区画されている。また、リング部５１と、複数の支持部５２と、中央部５３と、複数のエッチング残し部５４とは、一体的に形成されている。
【００３７】
リング部５１および支持部５２は、母材５０の可動部を構成している。リング部５１および支持部５２は、撓み変形可能なように構成されている。リング部５１は、略環状（略円環状）に形成されている。リング部５１は、複数の支持部５２により支持されている。
【００３８】
複数の支持部５２は、母材５０の中央部５３から概略放射状に延びるように形成されている。複数の支持部５２は、それぞれ、同様の形状を有している。複数の支持部５２は、それぞれ、細長い梁状に形成されている。複数の支持部５２は、一端が中央部５３に接続され、他端がリング部５１に接続されるように構成されている。
【００３９】
中央部５３は、略円状に形成されている。中央部５３は、母材５０の中央位置に形成されている。中央部５３は、母材５０の固定部を構成している。中央部５３には、対応する電極３５を介して、直流電源部（図示せず）からの直流電力が供給されている。これにより、リング部５１、複数の支持部５２および複数のエッチング残し部５４にも、中央部５３を介して、直流電源部からの直流電力が供給されている。
【００４０】
また、母材５０は、複数（１６個）の固有振動数調整用電極部５６を含んでいる。固有振動数調整用電極部５６は、一次振動の固有振動数と、二次振動の固有振動数とを一致させるように調整するための電極部である。固有振動数調整用電極部５６は、リング部５１とエッチング残し部５４との間に形成されている。固有振動数調整用電極部５６には、対応する電極３５を介して、直流電源部（図示せず）からの直流電力が供給されている。
【００４１】
また、母材５０は、一対の一次振動駆動用電極部５７ａおよび５７ｂと、一対の一次振動検出用電極部５７ｃおよび５７ｄと、一対の二次振動検出用電極部５７ｅおよび５７ｆと、一対の二次振動打ち消し用電極部５７ｇおよび５７ｈとを含んでいる。一対の一次振動駆動用電極部５７ａおよび５７ｂは、リング部５１および支持部５２などの可動部を駆動するための電極部である。一対の一次振動検出用電極部５７ｃおよび５７ｄは、可動部の駆動による一次振動を検出するための電極部である。一対の二次振動検出用電極部５７ｅおよび５７ｆは、コリオリ力による二次振動を検出するための電極部である。一対の二次振動打ち消し用電極部５７ｇおよび５７ｈは、二次振動を打ち消すための電極部である。
【００４２】
一次振動駆動用電極部５７ａおよび５７ｂ（一次振動検出用電極部５７ｃおよび５７ｄ、二次振動検出用電極部５７ｅおよび５７ｆ、二次振動打ち消し用電極部５７ｇおよび５７ｈ）は、Ｘ方向に互いに対向するように、リング部５１よりも外側に形成されている。一次振動駆動用電極部５７ａおよび５７ｂ、並びに、二次振動打ち消し用電極部５７ｇおよび５７ｈは、対応する電極３５を介して、交流電源部（図示せず）からの交流電力が供給されている。
【００４３】
ＭＥＭＳデバイス１００では、まず、一次振動駆動用電極部５７ａおよび５７ｂに交流電力が供給される。また、交流電力が供給されると、リング部５１と一次振動駆動用電極部５７ａおよび５７ｂとの間の静電引力により、一次振動が母材（振動子）５０に生じる。そして、この一次振動が、一次振動検出用電極部５７ｃおよび５７ｄにより検出される。また、ある角速度が母材５０に加わると、コリオリ力が生じることにより、角速度に応じた二次振動が母材５０に生じる。そして、この二次振動が、二次振動検出用電極部５７ｅおよび５７ｆにより検出される。具体的には、二次振動に起因した静電容量の変化に伴って生じる電流が、二次振動検出用電極部５７ｅおよび５７ｆにより検出される。また、固有振動数調整用電極部５６によって、リング部５１との間に電位差を与えることにより、一次振動の固有振動数と二次振動の固有振動数とが一致するように調整されている。そして、二次振動検出用電極部５７ｅおよび５７ｆの検出結果に応じて、二次振動を打ち消すような交流電力が、二次振動打ち消し用電極部５７ｇおよび５７ｈに供給される。そして、この交流電力に基づいて、角速度が取得（検出）される。
【００４４】
また、母材５０は、外側部分（外周部分）５８を含んでいる。外側部分５８は、周状に形成されている。外側部分５８は、母材５０の最外周位置に形成されている。外側部分５８は、母材５０の固定部を構成している。外側部分５８は、対応する電極３５を介して、グラウンド電位（基準電位）に接続されている。外側部分５８は、トレンチ５５に区画されることにより、外側部分５８よりも内側に位置する内側部分５９とは互いに構造的（物理的および電気的）に分離して設けられている。内側部分５９は、リング部５１と、支持部５２と、中央部５３と、エッチング残し部５４と、上記電極部５６、５７ａ〜５７ｈとを含んでいる。
【００４５】
〈ゲッター層〉
図１および図３に示すように、密閉空間６０内には、ゲッター層７０が形成されている。ゲッター層７０は、活性ガス（酸素、水素、窒素、メタン、一酸化炭素、二酸化炭素など）を吸着するように構成されている。ゲッター層７０が活性ガスを吸着することにより、密閉空間６０内の真空度を高い状態で維持可能である。
【００４６】
ゲッター層７０は、たとえば、蒸着、スパッタリングなどにより形成されたチタニウムからなる。ゲッター層７０は、ジルコニウム、バナジウムなどの金属材料からなっていてもよい。ゲッター層７０は、数百ｎｍ程度の薄膜状に形成されている。ゲッター層７０は、導電性を有している。ゲッター層７０は、一方側（Ｚ１方向側）の表面が密閉空間６０内に露出するように形成されている。ゲッター層７０では、活性ガスを吸着して反応した反応部分は、非導電性部分（酸化物など）に変化する。したがって、ゲッター層７０は、活性ガスとの反応状態によっては、導電性部分と非導電性部分との両方を有している。
【００４７】
〈配線層〉
ここで、本実施形態では、密閉空間６０内には、ゲッター層７０に溜まった電荷を逃がすための配線層８０が形成されている。
【００４８】
配線層８０は、たとえば、蒸着、スパッタリングなどにより形成されたアルミニウムからなる。配線層８０は、金、銀、銅、アルミニウム合金（アルミニウム−シリコン合金、アルミニウム−銅合金など）などの金属材料からなっていてもよい。配線層８０は、数百ｎｍ程度の薄膜状に形成されている。また、配線層８０は、導電性を有している。
【００４９】
配線層８０には、ゲッター層７０の略全体が接触するように、ゲッター層７０が積層されている。配線層８０は、ゲッター層７０の密閉空間６０内に露出する表面（Ｚ１方向側の面）とは反対側の表面（Ｚ２方向側の面）の略全体と接触している。
【００５０】
また、配線層８０は、母材５０と電気的に接続されている。配線層８０は、母材５０および対応する電極３５を介してグラウンド電位に接続されている。これにより、ゲッター層７０は、配線層８０、母材５０および対応する電極３５を介してグラウンド電位に接続されている。ＭＥＭＳデバイス１００では、ゲッター層７０に溜まった電荷は、配線層８０、母材５０、電極３５、グラウンド電位の順に移動する。これにより、ゲッター層７０に溜まった電荷を逃がすことが可能である。
【００５１】
配線層８０は、非導電性基板４０の凹部４２の全体、および、非導電性基板４０の外周接合部４１の内周縁部に形成（積層）されている。つまり、配線層８０は、非導電性基板４０の凹部４２、および、非導電性基板４０の外周接合部４１の内周縁部に沿った形状に形成されている。具体的には、配線層８０は、第１部分８１と、第２部分８２と、第３部分８３とを含んでいる。第１部分８１、第２部分８２および第３部分８３は、一体的に形成されている。
【００５２】
第１部分８１は、配線層８０のうち、非導電性基板４０の凹部４２の底部４２ｂ上に形成された部分である。つまり、第１部分８１は、凹部４２の底部４２ｂに沿った形状に形成されている。第１部分８１には、ゲッター層７０が積層されている。第１部分８１は、ゲッター層７０と接触することによって、ゲッター層７０と電気的に接続されている。
【００５３】
第２部分８２は、配線層８０のうち、非導電性基板４０の凹部４２の側部４２ａ上に形成された部分である。つまり、第２部分８２は、凹部４２の側部４２ａに沿った形状に形成されている。第２部分８２は、第１部分８１と第３部分８３とを接続している。
【００５４】
第３部分８３は、配線層８０のうち、非導電性基板４０の外周接合部４１の内周縁部上に形成された部分である。つまり、第３部分８３は、非導電性基板４０の外周接合部４１の内周縁部に沿った形状に形成されている。第３部分８３は、配線層８０の端部である。第３部分８３は、母材５０の外側部分５８の内周縁部と接触することによって、母材５０と電気的に接続されている。
【００５５】
本実施形態では、図４に示すように、配線層８０の第３部分８３は、非導電性基板４０と母材５０との接合部分９０の一部（接合部分９０の内周縁部）において、非導電性基板４０と母材５０とに厚み方向（Ｚ方向）に挟まれている。この結果、接合部分９０において、配線層８０の第３部分８３の近傍には、わずかな空隙Ｓが形成されている。なお、接合部分９０は、非導電性基板４０の外周接合部４１と、母材５０の外側部分５８との接合部分である。したがって、配線層８０の第３部分８３は、非導電性基板４０と母材５０の外側部分５８との接合部分９０において、非導電性基板４０と母材５０とに厚み方向（Ｚ方向）に挟まれている。
【００５６】
配線層８０の第３部分８３は、接合部分９０の内周縁部に挟まれている一方、接合部分９０のうちの外側部分には挟まれていない。また、配線層８０の挟まれている部分の長さ（配線層８０の第３部分８３のＸ方向の長さ）Ｌ１は、たとえば、約５０μｍである。接合部分９０の全体の長さ（接合部分９０の全体のＸ方向の長さ）Ｌ２は、たとえば、約２００μｍである。また、接合部分９０の接合領域の長さ（接合部分９０のうちの実際に接合されている領域のＸ方向の長さ）Ｌ３は、１００μｍ以上が好ましい。これにより、接合部分９０に配線層８０を挟む場合には、長さＬ３が所定長さ以上であれば、配線層８０の影響を小さくすることができるので、配線層８０に起因して接合不良が生じることを抑制可能である。なお、図３および図４では、理解の容易のために各構成要素を誇張して図示している。このため、図４では、長さＬ１と長さＬ２と長さＬ３とは、実際の長さを反映していない。
【００５７】
また、配線層８０の第３部分８３は、非導電性基板４０と母材５０の外側部分５８とに厚み方向に挟まれた状態で、母材５０の外側部分５８に厚み方向に接触することによって、母材５０と電気的と接続されている。
【００５８】
本実施形態では、配線層８０の第３部分８３は、断面視において、ゲッター層７０に対してＸ方向の両側で非導電性基板４０と母材５０とに挟まれている（図３参照）。つまり、配線層８０の第３部分８３は、断面視において、ゲッター層７０に対してＸ方向の両側で母材５０に電気的に接続されている。具体的には、配線層８０の周状の第３部分８３は、接合部分９０の略全周において、非導電性基板４０と母材５０とに挟まれている。つまり、配線層８０の第３部分８３は、略全周において、母材５０と接触し、母材５０と電気的に接続されている。
【００５９】
また、本実施形態では、配線層８０の第３部分８３は、接合部分９０において、先端に向かって、厚み方向（Ｚ方向）に漸次薄くなるように形成されている。つまり、配線層８０の第３部分８３は、接合部分９０において、先端に向かうに従って、厚みが小さくなるように形成されている。具体的には、配線層８０の第３部分８３は、第３部分８３の母材５０側（Ｚ１方向側）の面８３ａが、非導電性基板４０の外周接合部４１の母材５０側の接合面４１ａに近付くように、厚み方向に漸次薄くなるように形成されている。配線層８０の第３部分８３の最先端部では、第３部分８３の母材５０側の面８３ａが、非導電性基板４０の外周接合部４１の母材５０側の接合面４１ａと、滑らかに接続されている。
【００６０】
また、配線層８０の第３部分８３は、たとえば、ウェットエッチングにより、厚み方向（Ｚ方向）に漸次薄くなるように形成されている。配線層８０が加工が容易なアルミニウムからなる場合、配線層８０の第３部分８３を容易に漸次薄くなるように加工可能である。
【００６１】
（本実施形態の効果）
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
【００６２】
本実施形態では、上記のように、ＭＥＭＳデバイス１００に、配線層８０と、ゲッター層７０とを設ける。これにより、活性ガスとの反応に起因してゲッター層７０に電気的に孤立した導電性部分が生じたとしても、ゲッター層７０と略全体が接触する配線層８０により、電気的に孤立した導電性部分と母材５０との間の電気的接続を確保することができる。その結果、電気的に孤立した導電性部分に溜まった電荷を効率良く逃がすことができるので、ゲッター層７０に溜まった電荷に起因したノイズを十分に低減することができる。これにより、ＭＥＭＳデバイス１００を高精度化することができる。つまり、本実施形態のように、ＭＥＭＳデバイス１００がセンサ（角速度センサ）である場合、より精度良く物理量（角速度）を検出することができる。
【００６３】
ところで、母材５０とゲッター層７０との間の距離が近い場合にも、ゲッター層７０に溜まった電荷に起因したノイズが生じやすくなる。このため、従来では、ゲッター層７０が設けられた非導電性基板４０の凹部４２の深さを深くすることにより、母材５０とゲッター層７０とを極力離して配置するように構成していた。
【００６４】
しかしながら、非導電性基板４０の凹部４２の深さを深くする場合、ＭＥＭＳデバイス１００の製造工程において、非導電性基板４０の凹部４２を形成する工程に要する時間が伸びるという不都合がある。
【００６５】
これに対して、本実施形態では、上記のように、配線層８０を設けることにより、ゲッター層７０に溜まった電荷に起因したノイズを十分に低減することができるので、ゲッター層７０を従来よりも母材５０の近くに配置することができる。その結果、ゲッター層７０が設けられた非導電性基板４０の凹部４２の深さを極力小さくすることができる。これにより、ＭＥＭＳデバイス１００の製造工程において、非導電性基板４０の凹部４２を形成する工程に要する時間を低減することができるという利点も生じる。
【００６６】
また、本実施形態では、上記のように、配線層８０を、非導電性基板４０と母材５０との接合部分９０の一部において、非導電性基板４０と母材５０とに挟まれた状態で、母材５０に接触することによって、母材５０と電気的に接続する。これにより、配線層８０と母材５０とをより確実に接触させることができるので、配線層８０と母材５０とをより確実に電気的に接続することができる。その結果、ゲッター層７０に溜まった電荷をより確実に逃がすことができる。
【００６７】
また、本実施形態では、上記のように、配線層８０を、非導電性基板４０と母材５０との接合部分９０において厚み方向に漸次薄くなるように形成する。ここで、配線層８０が非導電性基板４０と母材５０との接合部分９０において、非導電性基板４０と母材５０とに挟まれている場合、非導電性基板４０と母材５０とに挟まれた配線層８０の近傍において、非導電性基板４０と母材５０との接合部分９０にわずかな空隙Ｓが生じる。そこで、上記のように、配線層８０を厚み方向に漸次（徐々に）薄くなるように形成することにより、配線層８０に起因して非導電性基板４０と母材５０との接合部分９０に生じる空隙Ｓを小さくすることができる。その結果、空隙Ｓに起因して接合不良などの不良が生じることを抑制することができる。
【００６８】
また、本実施形態では、上記のように、配線層８０を、非導電性基板４０と母材５０の外側部分５８との接合部分９０において、非導電性基板４０と母材５０の外側部分５８とに挟まれた状態で、母材５０と電気的に接続する。ここで、配線層８０が非導電性基板４０と母材５０との接合部分９０において、非導電性基板４０と母材５０とに挟まれている場合、配線層８０の厚みに起因して母材５０にわずかな歪みが生じる。そこで、上記のように、配線層８０を非導電性基板４０と母材５０の外側部分５８との接合部分９０において、非導電性基板４０と母材５０の外側部分５８とに挟むように構成することにより、母材５０の内側部分５９を歪ませることなく、母材５０の外側部分５８だけを歪ませることができるので、母材５０の内側部分５９に歪みが影響することを抑制することができる。この効果は、本実施形態のように、母材５０の内側部分５９にＭＥＭＳデバイス１００の可動部（リング部５１、支持部５２）が設けられている場合、可動部の動きに歪みが影響することを抑制できる点で、特に有効である。
【００６９】
また、本実施形態では、上記のように、配線層８０を、非導電性基板４０と母材５０との接合部分９０の略全周において、非導電性基板４０と母材５０とに挟む。これにより、配線層８０と母材５０とをより一層確実に接触させることができるので、配線層８０と母材５０とをより一層確実に電気的に接続することができる。また、配線層８０に起因して母材５０に歪みが生じたとしても、母材５０の略全周にわたって略均一に母材５０を歪ませることができるので、歪みに起因して母材５０の一部に応力が集中することを抑制することができる。その結果、歪みに起因して動作不良などの不良が生じることを抑制することができる。
【００７０】
また、本実施形態では、上記のように、配線層８０を、断面視において、ゲッター層７０に対して両側で母材５０と電気的に接続する。これにより、配線層８０がゲッター層７０に対して片側のみで母材５０と電気的に接続されている場合に比べて、配線層８０と母材５０とをより確実に電気的に接続することができる。
【００７１】
また、本実施形態では、上記のように、配線層８０は、アルミニウムからなる。これにより、アルミニウムからなる配線層８０を電磁波のシールド材として機能させることができる。その結果、配線層８０により、ゲッター層７０の電荷を効率良く逃がすことができるだけでなく、電磁波に起因してＭＥＭＳデバイス１００の性能が劣化することを抑制することもできる。
【００７２】
［変形例］
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００７３】
たとえば、上記実施形態では、角速度センサとしての慣性センサ（物理量センサ）であるＭＥＭＳデバイスに本発明を適用した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明は、加速度センサとしての慣性センサであるＭＥＭＳデバイスや、その他の慣性センサであるＭＥＭＳデバイスに適用されてもよい。また、本発明は、慣性センサ以外のＭＥＭＳデバイスに適用されてもよい。
【００７４】
また、上記実施形態では、ゲッター層７０および配線層８０が、他方側の非導電性基板４０の凹部４２に設けられる例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、ゲッター層７０および配線層８０が、一方側の非導電性基板３０の凹部３３に設けられてもよい。
【００７５】
また、上記施形態では、配線層が、非導電性基板と母材との接合部分において、非導電性基板と母材とに挟まれている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、配線層が、非導電性基板と母材との接合部分において、非導電性基板と母材とに挟まれていなくてもよい。この場合、配線層が、接合部分以外の位置で、母材と電気的に接続されていればよい。
【００７６】
また、上記施形態では、配線層が、非導電性基板と母材の外側部分との接合部分において、非導電性基板と母材の外側部分とに挟まれている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、非導電性基板と母材の内側部分とが接合されている場合、配線層が、非導電性基板と母材の内側部分との接合部分において、非導電性基板と母材の内側部分とに挟まれていてもよい。この場合、配線層が、非導電性基板と母材の内側部分とに挟まれた状態で、母材の内側部分に接触することによって、母材と電気的に接続されればよい。
【００７７】
また、上記実施形態では、配線層が、非導電性基板と母材との接合部分において厚み方向に漸次薄くなるように形成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、配線層が、非導電性基板と母材との接合部分において均一な厚みに形成されていてもよい。
【００７８】
また、上記実施形態では、配線層が、非導電性基板と母材との接合部分の略全周において、非導電性基板と母材とに挟まれている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、非導電性基板と母材との接合部分の一部において、非導電性基板と母材とに挟まれていてもよい。
【００７９】
また、上記実施形態では、１つの配線層が設けられている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、配線層が複数に分割されていてもよい。変形例では、図５に示すように、配線層１８０は、複数（２つ）に分割されている。具体的には、配線層１８０は、配線層の半分を構成する略半円状の配線層１８１と、配線層のもう半分を構成する略半円状の配線層１８２とを含んでいる。配線層１８１および１８２は、距離Ｄ（Ｄ＞０）を隔てて配置されている。つまり、配線層１８１および１８２は、互いに非接触（非接続）である。また、配線層１８１および１８２は、略円状に形成されている。配線層１８１および１８２は、それぞれ、母材と電気的に接続されるとともに、母材を介してグラウンド電位に接続されている。また、変形例では、ゲッター層７０は、配線層１８１および１８２と略全体が接触するように、配線層１８１および１８２に積層されている。ゲッター層７０は、配線層１８１および１８２を電気的に接続している。
【００８０】
変形例では、上記のように、配線層１８０を、複数（２つ）に分割する。これにより、個々の配線層１８１および１８２の大きさを小さくすることができるので、個々の配線層１８１および１８２を製造しやすくすることができる。その結果、ＭＥＭＳデバイスの製造性を向上させることができる。また、変形例では、上記のように、互いに非接触である配線層１８１および１８２を、ゲッター層７０により電気的に接続する。これにより、配線層１８１および１８２のうちの一方から他方に電流を流すことにより、ゲッター層７０を介した導通試験を行うことができる。これにより、配線層１８１または１８２の導通不良を容易に確認することができる。
【００８１】
なお、変形例では、配線層が２つに分割されている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、配線層は、３つ以上に分割されていてもよい。
【００８２】
また、上記実施形態では、配線層が、母材を介してグラウンド電位に接続されている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、配線層が、母材を介してグラウンド電位以外の定電位に接続されていてもよい。
【符号の説明】
【００８３】
３０、４０  非導電性基板
５０  ＭＥＭＳデバイスの母材
６０  密閉空間
７０  ゲッター層
８０、１８０、１８１、１８２  配線層
９０  接合部分
１００  ＭＥＭＳデバイス
【図１】
2019054171.tif 000003
【図２】
2019054171.tif 000004
【図３】
2019054171.tif 000005
【図４】
2019054171.tif 000006
【図５】
2019054171.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成31年1月10日(2019.1.10)
【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】
非導電性基板と、
前記非導電性基板と接合されるＭＥＭＳデバイスの母材と、
前記非導電性基板と前記母材とにより形成される密閉空間と、
前記密閉空間内に形成され、前記母材と電気的に接続されるとともに前記母材を介してグラウンド電位に接続される配線層と、
前記配線層と略全体が接触するように前記配線層に積層され、活性ガスを吸着する導電性のゲッター層と、を備える、ＭＥＭＳデバイス。
【請求項２】
非導電性基板と、
前記非導電性基板と接合されるＭＥＭＳデバイスの母材と、
前記非導電性基板と前記母材とにより形成される密閉空間と、
前記密閉空間内に形成され、前記母材と電気的に接続されるとともに前記母材を介して定電位に接続される配線層と、
前記配線層と略全体が接触するように前記配線層に積層され、活性ガスを吸着する導電性のゲッター層と、を備える、ＭＥＭＳデバイス。
【請求項３】
前記配線層は、前記非導電性基板と前記母材との接合部分の一部において、前記非導電性基板と前記母材とに挟まれた状態で、前記母材に接触することによって、前記母材と電気的に接続されている、請求項１または２に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項４】
前記配線層は、前記非導電性基板と前記母材との接合部分において厚み方向に漸次薄くなるように形成されている、請求項３に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項５】
前記母材は、互いに構造的に分離して設けられた内側部分と外側部分とを含み、
前記配線層は、前記非導電性基板と前記母材の前記外側部分との接合部分において、前記非導電性基板と前記母材の前記外側部分とに挟まれた状態で、前記母材と電気的に接続されている、請求項３または４に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項６】
前記配線層は、前記非導電性基板と前記母材との接合部分の略全周において、前記非導電性基板と前記母材とに挟まれている、請求項３〜５のいずれか１項に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項７】
前記配線層は、断面視において、前記ゲッター層に対して両側で前記母材と電気的に接続されている、請求項１〜６のいずれか１項に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項８】
前記配線層は、アルミニウムからなる、請求項１〜７のいずれか１項に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項９】
前記配線層は、複数に分割されている、請求項１〜８のいずれか１項に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項１０】
前記ゲッター層は、前記配線層とは異なる活性ガスを吸着するように構成されている、請求項１〜９のいずれか１項に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項１１】
前記接合部分の近傍に、空隙を有する、請求項４に記載のＭＥＭＳデバイス。
【国際調査報告】
2019054171.tif 000008
2019054171.tif 000009