(57)【要約】  デバイスの内部表面となる支持体（２２、３３）上に不揮発性ゲッター材料の堆積体（１７、３２）を内蔵するデバイス（２０、３０）の製造を簡単化できるプロセスを開示。このプロセスは、ゲッター材料を備えた支持体を少なくとも酸性または塩基性の溶液により支持する工程を含む。
2007523467.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作動のために不揮発性ゲッター材料を必要とするデバイスの製造方法であって、下記の工程：
支持体（１０）上に不揮発性ゲッター材料の堆積体（１７、３２）を形成する工程、
次いで、上記不揮発性ゲッター材料の堆積体を有する上記支持体を、少なくとも酸性または塩基性の溶液で処理する工程、および
次いで、上記処理済の支持体を、作動に不揮発性ゲッター材料の存在が必要なデバイスの内部空間に装入するか、または、上記デバイス（２０、３０）の内部空間を規定する表面の少なくとも一部分を形成するために用いるかのいずれかを行なって、上記堆積体を上記空間に接触させる工程
を含む方法。
【請求項２】
請求項１において、上記溶液がアンモニアを含有することを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項１において、上記溶液が、塩酸、弗酸、硝酸、および硫酸のうちから選択した酸を含有することを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項１において、上記酸性または塩基性の溶液による処理が、アンモニアの塩基性溶液中で行なう第１処理と、塩酸の塩基性溶液中で行なう第２処理とを含むことを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項１において、上記デバイスが、マイクロ・メカニカル・デバイス、マイクロ・エレクトロメカニカル・デバイスまたはマイクロ・オプティカル・デバイスであることを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項５において、上記支持体が、マイクロ・メカニカル・デバイスまたはマイクロ・エレクトロメカニカル・デバイスの閉鎖用支持体（２２）であることを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項５において、上記支持体が、マイクロ・メカニカル・デバイス、マイクロ・エレクトロメカニカル・デバイスまたはマイクロ・オプティカル・デバイスの能動部品が形成されている支持体であることを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項１において、上記不揮発性ゲッター材料が、ジルコニウム、チタン、タンタル、ニオブ、ハフニウムおよびイットリウム、またはこれらの少なくとも１種の金属と遷移金属、希土類金属およびアルミニウムから選択した１種以上の元素との合金から選択することを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項１において、上記不揮発性ゲッター材料の堆積体をスパッタリングにより形成することを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作動のために不揮発性ゲッター材料を必要とするデバイスの製造方法に関する。本発明の方法は、微小デバイスの製造方法に用いるのに適している。
【背景技術】
【０００２】
不揮発性ゲッター材料はＮＥＧ（non evaporable getter materials）として知られており水素を可逆的に吸収し、酸素、水分、酸化炭素、更に場合によっては窒素のようなガスを不可逆的に吸収する。
【０００３】
主なＮＥＧとしては、チタン、ジルコニウム、バナジウム、ニオブ、ハフニウム、タンタルのような遷移金属、および、これら遷移金属と（特にチタンおよびジルコニウムと）遷移金属、希土類金属およびアルミニウムのうちから選択した１種以上の元素との合金がある。
【０００４】
この材料の第一の用途は真空の維持である。真空の維持が必要な分野は非常に多岐に亘っており、例えば、粒子加速器、Ｘ線発生管、電界放出型の平面ディスプレー、熱容器（サーモス）や魔法瓶のような断熱用の減圧ジャケット、石油の抽出用や搬送用のパイプなどが挙げられる。
【０００５】
ＮＥＧ材料は更に、前述のガスが他のガス中、一般には希ガス中に微量存在する場合に、その除去に用いられる。一例はランプ、特に蛍光管であり、内部に希ガスを数十mbarの圧力で充填してあり、ＮＥＧ材料は微量の酸素、水分、水素その他のガスを除去する機能を持っている。微量の前記ガスを除去するもう１つの例は、不活性ガスの純化であり、特にマイクロ・エレクトロニック技術（微小電子技術）への応用である。
【０００６】
更に別の用途は、ＮＥＧ材料をマイクロ・メカニカル・デバイス（微小機械デバイス）、マイクロ・エレクトロメカニカル・デバイス（微小電子機械デバイス）またはマイクロ・オプティカル・デバイス（微小光学デバイス）に用いることである。これらのデバイスは産業上重要であるし、本発明の方法はこれらのデバイスの製造方法に特に適しているので、以下においてはこれらのデバイスおよび方法について特に言及するが、本発明の方法はＮＥＧ材料が用いられる用途全般に適用できる。
【０００７】
マイクロ・メカニカル・デバイスおよびマイクロ・エレクトロメカニカル・デバイスは一般的に英語表記で「Microelectromechanical System」あるいは略語「ＭＥＭＳ」で知られており、一方でマイクロ・オプティカル・デバイスは略語「ＭＥＯＭＳ」で知られているが、本明細書中では簡潔に「ＭＥＭＳ」で両者を表わす。一般にＭＥＭＳは能動デバイス（マイクロ・メカニカル部品、マイクロ・エレクトロメカニカル部品またはマイクロ・オプティカル部品）と従動部品とを含んでおり、これらが封止キャビティ内に封入されていて、貫通導電路（electrical feedthroughs）により内部のデバイスへの給電とデバイスから外部への信号伝達を行なう。
【０００８】
最新世代のＭＥＭＳは、半導体技術に基づく技術により製造されており、概略的には、支持体上に所望材料の層を堆積させ、局部的化学エッチングにより堆積層または支持体の所望部分のみを除去することにより、従来の機械加工では得られなかった微細な構造と形状を実現する。既に実用化されているか現在開発中の主なＭＥＭＳのタイプを列挙すると、微小加速度計がアメリカ合衆国特許第5,952,572号などに開示されており、これは自動車分野で衝突を感知して車両のエアバッグを作動させるものであり、微小ミラーがアメリカ合衆国特許第5,155,778号などに開示されており、これは光ファイバーによる通信システムに用いられものであり、微小ミラーの配列がアメリカ合衆国特許第6,469,812号などに開示されており、これは画像形成に用いられるものであり、微小ボロメータすなわち微小紫外線検出器がアメリカ合衆国特許第6,252,229号に開示されている。
【０００９】
ＭＥＭＳの製造方法は幾つか提案されているが、最も一般的な方法では、ガラス、石英、セラミクス材料（例えば炭化珪素）または半導体（望ましくはシリコン）で作られた平坦な支持体を少なくとも２枚用い、この支持体上にＭＥＭＳの種々の能動部品および受動部品を構築する。一般的に、２枚の支持体のうちの一方（一般にシリコン）の上に能動部品（例えばマイクロ・メカニカル・デバイスの可動部品）を作製し、他方の支持体（ガラス、石英、セラミクス、半導体材料など）は基本的には完成デバイスを閉鎖封入する機能を持ち、ＭＥＭＳの内部と外部との間で信号を伝達する貫通導電路を２枚の平坦支持体のどちらにも形成することができる。
【００１０】
２枚の支持体上にＭＥＭＳの作動に必要な全部品を形成したら、デバイスの部品を封入するラインに沿って溶接を行なうことにより両支持体同士を接合する。これによりマイクロデバイスは閉鎖空間内に封入され、外部に対して機械的および化学的に保護される。この溶接には、一括して「接合」として定義される多数の方法がある。先ず第一の溶接方法は、単純または加圧（「加圧接合」）による単純な方法であり、２つの支持体の間にインジウム、鉛、金のような容易に融解する金属を介在させ、この金属を融解させ、次に凝固させて単純に溶接を行なうか、あるいは両支持体を加圧して加圧溶接を行なう。しかし、この方法は、機械的な耐久性の観点からは信頼性が不十分である。別の接合方法は陽極接合法であり、特に２枚の支持体のうち一方がガラスまたは石英で作られていて他方がシリコンで作られている場合に用いられ、２枚を３００〜５００℃の範囲の温度に保持し、両者間に約１０００Ｖの電位差を印加する。これにより、相対的に正電位にある支持体からは正イオン（例えば、ガラスからナトリウムイオン）が相対的に負電位にある支持体へ移動し、相対的に負電位にある支持体からは負イオン（例えば、シリコンから酸素イオン）が逆向きに移動する。このように２つの支持体間の物質移動により両者間の溶接が行なわれる。もう１つの適用可能な方法は共晶接合であり、少なくとも一方の支持体の材料と共晶組成を形成可能な金属または合金の層を２つの支持体の間に介在させ、適当な熱処理を行って局所的に融解させて溶接部を形成する。最後に、支持体の材料自体を局所的に融解させる直接接合も可能であるが、一般に非常に高温、例えばシリコンの場合には約１０００℃を必要とするため、マイクロデバイスに損傷を及ぼす可能性がある。一般に、どのようなタイプの接合方法でも、表面の汚れは溶接の密着性を劣化させる虞があるので、接合対象とする表面の前処理が必要である。この前処理には、溶接領域に存在する粒子を除去する機械的なタイプ（ガス吹き付けまたは固体ＣＯ２を用いた機械的洗浄）と、表面の組成を変動させる物質種（例えば酸化物）を消去する化学的なタイプとがある。一般に化学的なタイプの前処理は、酸性または塩基性の溶液を用い、あるいはこれらの溶液を順次用いる、支持体の洗浄を含む。
【００１１】
全てのＭＥＭＳデバイスは、それぞれ作動のために特定の雰囲気を必要とする。例えば微小ボロメータの内部空間は厳密に真空でなくてはならず、もしも微量のガスが存在すると系内の熱伝達が対流の影響を受けて測定結果が変動する。可動部品を有するＭＥＭＳは真空中または不活性雰囲気中でよいが、マイクロデバイスを構成する種々の部品の表面に水粒子が存在すると、静止部品と可動部品との付着現象や摩擦の変動を引き起こし、システムの機械特性を変動させるので、雰囲気の湿度は制御しなくてはならない。このように、ＭＥＭＳの内部雰囲気の制御は、ＭＥＭＳが適正に作動するために極めて重要である。
【００１２】
ＭＥＭＳの内部雰囲気の品質を劣化させる原因となる種々の機構がある。第一に、支持体同士の溶接は、適正に行なわれても必ず微視的なリークは残留するので、これを通路として外部のガスがデバイス収容キャビティの内部へ入り込む。第二に、キャビティの内壁やＭＥＭＳの内部部品は、ガスが表面に吸着したり材料内へ溶け込んでいたりして、このガスが時間経過に伴って放出される（「ガス抜け(outgassing)」として知られている）。この問題は真空中や制御雰囲気下で用いられるデバイス全てに共通しているが、特にＭＥＭＳの場合は内部表面とキャビティ容積との比率が非常に高いために切実な問題である。上記２つの現象によるＭＥＭＳ内部空間へのガス流は小さいけれども、デバイスの全寿命に亘って常に流入し続けるので、長期間で見ると、初期雰囲気に対する総変動量は重大である。理想的な雰囲気を実質的に変動させる第三の現象は、ＭＥＭＳの製造プロセスで起きる。特に２つの支持体の溶接は数百℃から１０００℃程度に達する高温を必ず必要とする。この製造工程中に、ＭＥＭＳの部品も溶接用の添加材料も多量のガスを放出し、その大部分がデバイスの内部空間に補足される。
【００１３】
これらの問題は回避するために、ＭＥＭＳ製造の際、デバイス内でゲッター材料を用いる。しかし、デバイスの各部品を別々に作製して最終的に組み立てる従来のデバイス製造とは異なり、微小デバイスの製造においてはデバイスの全ての部品を単一（多くても２つ）の支持体上に順次作り込む。そのため全般的に、支持体上に堆積された個々の材料の次の製造工程との適合性が問題となる。材料と製造工程とに不適合があると、既に堆積されている材料を一時的に保護しなくてはならない。例えば高分子材料で保護すると、問題となる工程が完了した後にこれを除去することになり、製造プロセスが低速かつ煩雑になり、結果的にコストが上昇する。この問題の存在は例えばアメリカ合衆国特許第6,252,229号で認識されている。ゲッターについては、希ガスや場合によっては窒素を除いて小さい分子との化学的な反応性が高いことが知られているため、従来の考え方では、ゲッターを支持体上に堆積させたら、製造プロセスの最後まで、すなわち封入済のＭＥＭＳキャビティの内部雰囲気に露出するまで、ゲッターを保護しなくてはならない。特に、従来技術においては、２つの支持体の表面を溶接前に前処理するために用いる酸性または塩基性の溶液で、ゲッターを既に備えている支持体を処理することは特に問題があると考えていた。
【００１４】
この問題を主題とするアメリカ合衆国特許出願US-A1-2003/0138656には、ゲッター堆積体を備えた支持体、特にＭＥＭＳに用いるための支持体の製造方法が開示されている。この公報には、ゲッターはシステムの敏感な成分であるから、製造時点からＭＥＭＳの製造サイクルの最後まで一時的に保護しなくてはならない、との認識が明示されている。そのために、上記の出願では、貴金属、例えば金の数ナノメータの層でゲッターを被覆することが示されている。この層は不活性であり、ガス対してもＭＥＭＳ製造の種々の工程で用いる化学薬剤に対しても耐性があるので、上記の工程においてゲッター堆積体を保護する。最終工程である接合工程において、処理温度によって貴金属層が下地材料中に拡散し、下地材料がＭＥＭＳのキャビティ内雰囲気に暴露される。
【００１５】
他の特許公報にも上記問題を回避する方法やＭＥＭＳ内のゲッターの存在の必要性が述べられているが、最終的なデバイスの製造プロセス全体の中にこの部品の形成をどのように組み込むかについては何ら開示が無い。
【００１６】
前述のアメリカ合衆国特許第6,252,229号は、製造プロセス中に組み込んだ二段階接合法を提案している。まず第一段階として、キャビティを取り囲んで閉じた連続線に沿った「圧力接合」により気密性を確保し、次いで第二段階として、例えば陽極接合により第一段階より外側を接合して２つの支持体間の接合の機械的強度を確保する。この提案によると、ＭＥＭＳのキャビティ内にゲッターは無くすることできるが、キャビティ内表面からのガス抜けによるキャビティ内のガス蓄積に起因する問題は解決されない。更に、この方法は、通常は１工程で完了する接合に２工程が必要になり、とにかく複雑で高価である。
【００１７】
アメリカ合衆国特許第6,621,134号及び第6,635,509号には、単一の支持体でＭＥＭＳを製造することにより、第二の支持体の接合の問題を回避したプロセスが開示されている。これらの特許にはゲッターの存在が示されているが、ゲッター堆積体の形成工程がプロセスのほぼ最後に行なわれるので、この堆積体はキャビティの外側で形成されてキャビティの壁部の小さい開口を被覆するものであり、このような状態ではゲッター材料の表面のうちキャビティ内のガスに曝されるのは極めて僅かであり、ＭＥＭＳの寿命を通してゲッターが発揮するガス吸収効率も低い。
【００１８】
アメリカ合衆国特許第5,701,008号には、２つの支持体から作製され、ゲッター材料を含む微小ボロメータが開示されている。製造プロセスとして上記特許が言及している先行のアメリカ合衆国特許第5,433,639号は、従来タイプの（ＭＥＭＳではない）赤外線センサの製造に関するものであり、種々の部品を並行して作製し、最終的に組み立てる。このプロセスは、少なくともキャビティ内へのゲッター内臓に関する理由で、上記特許第5,701,008号に直接適用されておらず、この特許には前記問題を解決する有用な情報は何ら示されていない。
【００１９】
最後に、アメリカ合衆国特許第6,590,850号には、一般にＭＥＭＳにゲッターを用いることが述べられ、ゲッターの配置部位が開示されているが、デバイス全体の製造プロセスは開示しておらず、どのようにしてゲッターを導入するかについても示していない。アメリカ合衆国特許第5,952,572号は更に曖昧であり、ゲッターとしてチタンとＺｒ−Ｖ−Ｆｅ合金との組み合わせを用いることのみが述べられており、キャビティ内にゲッターを配設することの開示は無く、キャビティ内にゲッターを導入する工程についてはなおさら開示が無い。
【００２０】
以上説明したように、従来の技術では、ＭＥＭＳの製造プロセスにゲッター材料の堆積体の形成を組み込むことは未解決の問題であり、これまでに提案された解決策は複雑で高価であった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
本発明の目的は、作動に不揮発性ゲッター材料を必要とするデバイスを製造するための、従来の問題を解消した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】
【００２２】
上記の目的は、本発明によれば、作動のために不揮発性ゲッター材料を必要とするデバイスの製造方法であって、下記の工程：
支持体（１０）上に不揮発性ゲッター材料の堆積体（１７、３２）を形成する工程、
次いで、上記不揮発性ゲッター材料の堆積体を有する上記支持体を、少なくとも酸性または塩基性の溶液で処理する工程、および
次いで、上記処理済の支持体を、作動に不揮発性ゲッター材料の存在が必要なデバイスの内部空間に装入するか、または、上記デバイス（２０、３０）の内部空間を規定する表面の少なくとも一部分を形成するために用いるかのいずれかを行なって、上記堆積体を上記空間に接触させる工程
を含む方法によって達成される。
【００２３】
本発明者は、酸性または塩基性の溶液による（または両者を順次用いる）化学処理をしても、従来のゲッター材料の当業者共通の認識に反して、ゲッター材料のガス吸収特性は低下しないし、堆積体からの粒子の損失や支持体からの堆積体の剥離は起きないので、従来の方法による必要なく、ＮＥＧ材料を必要とするデバイスの製造に用いられる化学処理にＮＥＧ材料を曝すことができる、という知見に基づいて本発明を完成させた。特に、本発明者は、上記の溶液による化学処理は、ＮＥＧ材料からの粒子の損失を起こすことがないばかりでなく、支持体からのＮＥＧ材料の剥離も起こさず、場合によってはＮＥＧ材料のガス吸収特性を向上させる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明は、ＮＥＧ材料を堆積させた部分を酸性または塩基性の溶液で処理する工程を行なって該ＮＥＧ材料を含むデバイスを製造するプロセスの全てに適用できる。更に、本発明の方法はＮＥＧ材料の、少なくとも部分的な、活性化のために用いることができる。本発明の方法により行なわれた化学的な活性化の後に、更に熱的な活性化を任意に行なってもよい。
【００２５】
前述したように、本発明は、片方の支持体にゲッターを配設した少なくとも２つの支持体を接合してＭＥＭＳタイプのデバイスを製造するプロセスに用いることが特に適している。このプロセスに用いる支持体は、シリコン、ガラス、石英またはセラミクスのスライス片であり、当業界で「ウェハ」と呼ばれており、一般に厚さ０．２〜２ｍｍ程度、直径１０〜３０ｍｍ程度である。このウェハ表面に、種々の技法によって、ＭＥＭＳデバイスの能動部品とＮＥＧ堆積体を作り込む。一般に１枚のウェハから数百個〜数千個のデバイスが得られる。可動部品や電磁波センサといった能動部品を作り込むのと同じ方の支持体表面にＮＥＧ材料を堆積させてよい。しかし、ＮＥＧ材料は他方の支持体すなわちデバイスを閉鎖するのに用いる方の支持体（当業界では「キャップ・ウェハ」と呼ぶ）に堆積させることが望ましい。それは、他方の支持体の方が使用可能なスペースが多いためゲッターの堆積量を多くできるし、ゲッターの堆積処理と能動部品の存在との不適合問題が発生することが無いからである。図１に、表面に複数のＮＥＧ堆積体を配設した「キャップ・ウェハ」の一部を示す。図示の便宜上、このキャップ・ウェハの種々の領域は異なる処理工程の状態を示しているが、もちろん現実の製造プロセスにおいては、キャップ・ウェハの表面全体が常に同一の処理工程の状態にある。ウェハ１０は上面１１が理想的には領域１２、１２’、……（図中に破線で囲んだ領域）に分割されていて、各領域が単一のＭＥＭＳの閉鎖側要素を形成するのに用いられる。個々の領域１２、１２’、……の領域１３、１３’、……には、側壁１５、１５’、……と底面１６とで規定された窪み１４が、例えば半導体分野で知られている異方性化学エッチングにより形成されている。側壁１５、１５’および底面１６のうちに少なくとも１つに、ゲッター堆積体１７が形成されている。底面１６の面積が最も大きいので、少なくとも底面１６に上述のデバイスを形成することが望ましい。また、ＭＥＭＳ製造において最も一般的なゲッター堆積法はスパッタリングなので、その際にゲッター材料の到達方向に対して垂直な底面１６が最も有利である。
全部の窪み１４の内部にゲッター材料の堆積体１７を設けた状態の完成キャップ・ウェハ１０を、ＭＥＭＳの能動部品を作り込んだ支持体（図示せず）に被せて、窪み１４が完成ＭＥＭＳデバイスのキャビティとなり、側壁１５、１５’、……および底面１６と被せた支持体の表面とがキャビティの各内表面となるようにする。キャップ・エウェハ１０と、ＭＥＭＳの能動部品を備えた支持体との接合（溶接）を、個々の領域１２、１２’、……の周縁領域１８で行なう。この溶接は公知の方法、例えば陽極接合法や共晶接合法によって行なうことができる。
【００２６】
ゲッター材料は公知のＮＥＧ材料のいずれでも良く、例えばジルコニウム、チタン、タンタル、ニオブ、ハフニウム、イットリウムのような金属、あるいはこれらの金属（望ましくはジルコニウムまたはチタン）のうちの少なくとも１種と遷移金属、希土類金属およびアルミニウムから選択した１種以上との合金である。
【００２７】
前述したように、接合前に、領域１８を化学処理により清浄化しなくてはならない。半導体分野においては、種々のウェハ洗浄浴があって、浴組成は特定の効果を得るために標準化および最適化されており、浴の構成としては酸性溶液と塩基性溶液とがある。典型的な洗浄溶液としては、例えばＳＣ１およびＳＣ２と呼ばれるものがあり、これらに順次ウェハを浸漬させる。ＳＣ１と呼ばれる溶液は、１体積部の水酸化アンモニウム、１体積部の過酸化水素水、５体積部の蒸留水で形成され、通常は６０〜８０℃程度の温度で用いられる。ＳＣ２と呼ばれる溶液は、１体積部の塩酸、１体積部の過酸化水素水、６体積部の蒸留水で形成され、やはり６０〜８０℃程度の温度で用いられる。溶液ＳＣ２による洗浄の後に、および任意にＳＣ１洗浄とＳＣ２洗浄との間にも、一般に支持体を蒸留水で洗浄処理する。溶液ＳＣ１はウェハ表面を軽く化学エッチングして有機質の汚染物質や粒子を除去し、溶液ＳＣ２は金属質の汚染物質を除去する。この分野で用いられるもう１つの標準溶液は、６５wt％の硝酸水溶液であり、室温〜約１２０℃の温度範で用いられ、やはり後に蒸留水で洗浄する。別の標準的な洗浄法として、弗酸または硫酸の種々の濃度の水溶液を用いる方法がある。この分野で用いられる酢種の洗浄溶液およびそれによる基板への効果について全般的な説明は、書籍"Handbook of Semiconductor Manufacturing Technology", Y. Nishi and R. Doering編, 2000発行, Marcel Dekker, Inc.出版社（特に87-104ページ参照）に記載されている。
【００２８】
本発明の方法によれば、上記の化学エッチング工程において、キャップ・ウェハの全表面１１は、窪み１４のゲッター不在の内表面およびゲッター自体と共に、同一の処理を受け、その際にゲッターを一時的に保護するマスクは不要である。そのため、単純で効率的かつ経済的な製造プロセスとなる。キャップ・ウェハ１０と、ＭＥＭＳデバイスの能動部品を作り込んだ支持体とを接合したら、図１の破線１９、１９’、……に沿って切断することにより個々の単体デバイスを分離する。
【００２９】
図２に、本発明の方法により製造できるＭＥＭＳデバイスの断面を極めて模式的に示す。図示したデバイス２０は、部材２１と部材２２とを溶接２３により結合して組み立てて形成されている。これら２つの部材は大寸法の支持体から作製されており、特に部材２２は支持体１０を図１の破線に沿って切断して作製されている。この切断工程は、２つの支持体の溶接工程の後で行なうことが望ましい。部材２１と部材２２との間にあるキャビティ２４は、真空状態であるか、または、制御された雰囲気を含んでいてよい。このキャビティは、図１を参照して説明した部材２１の表面２５と壁面１５、１５’、……および底面１６とで規定される。部材２２の底面１６上にゲッター材料の堆積体１７がある。ＭＥＭＳデバイスの能動部品２６がキャビティ２４内に収容されている。図示を単純化するために、部品２６を外部のデバイスと接続する貫通導電路などの他の部品は図示してない。
【００３０】
図３に、本発明の方法により製造できる別のＭＥＭＳデバイス３０を示す。この場合、能動部品３１とゲッター堆積体３２とが同じ部材すなわち支持体３３に形成されており、
他方の部材３４はこの場合には単純にキャビティ３５の閉鎖要素としてしてのみ機能する。しかしこの構造は図２の構造より望ましくない。既に説明したように、この場合にはゲッター堆積体３２のために使用可能なスペースが小さく（その結果、ガス吸収能が小さく）なるし、堆積体３２と部品３１とを同一の部材３３に作製すると製造プロセスが複雑になるからである。
【００３１】
２つの支持体の一方にゲッター堆積体（１７、３２）を形成することは、種々の方法、例えば蒸着法により行なえる。望ましい方法はスパッタリング法であり、平坦な支持体上に微小デバイスを工業的に製造する際に最も広く用いられており、ＭＥＭＳにも適している。スパッタリング法を用いると、数μｍ〜数十μｍの厚さで基板への密着性が高く粒子の損失が無い堆積体を得ることができる。また、この方法によると、堆積体の形態を制御（少なくともある程度の範囲内で）することも可能であり、予定する用途に合わせて最適化できる。ゲッター堆積体の場合には、例えば比表面積（堆積体単位重量当りの表面積）の大きい柱状形態が望ましい。更に、この方法を用いると、堆積体の横位置を高精度で制御することが可能であり、各タイプのデバイス２０または３０において全ての堆積体１７または３２を常に同位置にすることができる。
【００３２】
ゲッター堆積体１７または３２は、２つの支持体の表面の清浄化用化学溶液による処理の際に既に活性化されていても、上記支持体同士の接合処理の際に更に活性化される。既に述べたように、いずれの接合処理でも支持体は数百℃に加熱される。この温度ではＭＥＭＳデバイスの作製中の部品全てからガスが放出される。接合処理はこの放出ガスを単に排除するために通常はポンプ排気下で行われるが、接合時には２つの支持体は必ず非常に近接しており、接合の最終段階ではデバイスのキャビティは閉鎖状態になり、外部からのポンプ排気が効かなくなる。この段階で、活性なゲッター手段によって、用途上潜在的に有害な望ましくないガスを除去する。本発明の方法によれば、活性なゲッターが接合処理の開始時点から存在するので、ゲッターが作用できる期間が長くなるため、デバイスの内部雰囲気の清浄化が向上する。
【００３３】
以下に、実施例により本発明を更に詳細に説明する。
【実施例】
【００３４】
〔実施例１〕
本実施例においては、ＳＣ１溶液とＳＣ２溶液を組み合わせた処理を行った際のゲッター材料の堆積体と支持体との適合性を検討した。
【００３５】
３枚のシリコン・ディスク（直径２．５ｃｍ）の表面に、ジルコニウム、コバルトおよび希土類金属から成る合金の厚さ２μｍの堆積体をスパッタリングにより形成した。堆積処理は、本出願人のアメリカ合衆国特許第5,961,750号に開示したＳｔ７８７合金のターゲットを用いて開始した。得られた第１のサンプルは何も処理を加えず、本試験の基準サンプルとした。第２のサンプルはＳＣ１溶液浴（８０℃に保持）中に１５分間浸漬し、取り出して蒸留水で洗浄処理し、乾燥窒素流で乾燥した。第３のサンプルは、先ずＳＣ１溶液に、次いでＳＣ２溶液に、それぞれ１５分間づつ浸漬し、蒸留水で洗浄処理した後に乾燥窒素で乾燥した。
【００３６】
得られた３つのサンプルを、先ず光学顕微鏡により外観検査して堆積体の形態と支持体からの剥離の有無を調べた。その結果、ＳＣ１浴およびＳＣ２浴で処理した後に支持体からの堆積体の剥離は全く発生せず、堆積体からの粒子の損失も無かった。
【００３７】
次いで３つのサンプルを真空ベンチに組み込み、真空中で４５０℃×４５分の処理をして活性化させた。その後、サンプルを２５℃まで放冷し、標準ＡＳＴＭ  Ｆ７９８−８２に規定された方法により、試験圧力１０−４で、水素および一酸化炭素（ＣＯ）の吸収特性を測定した。６通りの試験の結果を図４（両対数軸）に、ガス吸収速度Ｓ（堆積体１平方ｃｍ当り１秒当りのガス吸収量ｃｃを測定）をガス吸収量Ｑ（堆積体１平方ｃｍ当りのガス吸収量ｃｃに測定圧力ヘクトパスカルｈＰａを乗じた値）に対してプロットした。特に図４の曲線１、２、３は、それぞれ基準サンプル、ＳＣ１のみの処理後、ＳＣ２処理後の水素吸収を示し、曲線４〜６はそれぞれ基準サンプル、ＳＣ１のみの処理後、ＳＣ２処理後のＣＯ吸収を示す。
【００３８】
〔実施例２〕
本実施例においては、硝酸水溶液で種々の温度、種々の時間で組み合わせ処理を行った際のゲッター材料の堆積体の支持体との適合性を検討した。
【００３９】
実施例１と同様のサンプルを４枚用意した。第１のサンプルは、処理を施さず、基準サンプルとした。第２のサンプルは室温で６５wt％ＨＮＯ３水溶液中に３０分間浸漬した。第３のサンプルは６０℃の同じ溶液中に１０分間浸漬した。第４のサンプルは１２０℃の同じ溶液中に１０分間浸漬した。
【００４０】
この場合も、４つサンプルは洗浄処理後に窒素乾燥し、支持体からの剥離と粒子の損失について検討した結果、硝酸中での処理を施しても基準サンプルに対して上記２点について何ら変動はなかった。
【００４１】
次に、上記４つのサンプルについて、実施例１で説明した水素および一酸化炭素の吸収試験を行なった。試験結果を図５に示す。曲線７〜１０はそれぞれ第１〜第４サンプルの水素吸収を示し、曲線１１〜１４はそれぞれ４つのサンプルのＣＯ吸収を示す（曲線７と曲線１１は基準サンプルについてそれぞれ水素吸収とＣＯ吸収を示す）。
【００４２】
図４に示した曲線から分かるように、ＳＣ１処理は水素およびＣＯの両方について吸収特性を悪化させるが、その後にＳＣ２処理を行うと向上が認められ、基準サンプルに対して水素吸収は約３倍の値に増加し、ＣＯ吸収の速度および容量は約１桁増加している。これに対して、硝酸による３通りの処理試験を行なったサンプルは全て、水素およびＣＯの両方について吸収特性がそれぞれ同等に向上し、この例では基準サンプルに対して大幅に良好な結果が得られた。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】図1は、ＮＥＧ材料を含む複数のデバイスの作製に用いるＮＥＧ材料の複数の堆積体を配設した支持体の一部を示す。
【図２】図２は、ＮＥＧ材料を含むデバイスの一つの実施形態を模式的に示す断面図である。
【図３】図３は、ＮＥＧ材料を含むデバイスの他の実施形態を模式的に示す断面図である。
【図４】図４は、本発明の方法を行なったＮＥＧ堆積体のガス吸収特性を表わすグラフである。
【図５】図５は、本発明の方法を行なったＮＥＧ堆積体のガス吸収特性を表わすグラフである。
【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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【国際調査報告】
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