(57)【要約】【課題】簡単な構成で、機能素子の温度を検知することのできる電子デバイスおよび電子機器を提供すること。【解決手段】電子デバイス１は、ＭＥＭＳ素子７と、ＭＥＭＳ素子７の少なくとも一部を囲む金属壁８９とを有するＭＥＭＳ基板２と、温度検知素子３４と、複数の配線層が積層された多層配線層３２とを有するＩＣ基板３とを有し、多層配線層３２は、金属壁８９と電気的に接続された温度検知用配線３５を備え、温度検知用配線３５は、温度検知素子３４の周囲に設けられた温度伝達部３５１を備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
機能素子と、前記機能素子の少なくとも一部を囲む金属壁とを有する第１基板と、
温度検知素子と、複数の配線層が積層された多層配線層とを有する第２基板と、を有し、
前記多層配線層は、前記金属壁と電気的に接続された温度検知用配線を備え、
前記温度検知用配線は、前記温度検知素子の周囲に設けられた温度伝達部を備えていることを特徴とする電子デバイス。
【請求項２】
前記温度伝達部は、前記複数の配線層のうちの前記温度検知素子から最も遠位に位置する配線層以外の配線層に設けられている請求項１に記載の電子デバイス。
【請求項３】
前記温度検知素子は、拡散抵抗で構成されている請求項１または２に記載の電子デバイス。
【請求項４】
前記温度伝達部は、前記複数の配線層のうちの前記温度検知素子と最も近接する配線層に設けられている請求項３に記載の電子デバイス。
【請求項５】
前記温度伝達部は、前記第２基板の平面視にて、前記温度検知素子と重なっている請求項３または４に記載の電子デバイス。
【請求項６】
前記温度検知素子は、薄膜抵抗で構成されている請求項１または２に記載の電子デバイス。
【請求項７】
前記温度伝達部は、前記第２基板の厚さ方向に直交する方向で、前記温度検知素子と重なっている請求項６に記載の電子デバイス。
【請求項８】
前記第１基板と前記第２基板とが、これらの厚さ方向に重なって設けられている請求項１ないし７のいずれか１項に記載の電子デバイス。
【請求項９】
前記金属壁と前記温度検知用配線とが導電性の接合部材を介して接合されている請求項１ないし８のいずれか１項に記載の電子デバイス。
【請求項１０】
前記接合部材は、導電性を有する導電性ペーストである請求項９に記載の電子デバイス。
【請求項１１】
前記導電性ペーストは、銀ペーストである請求項１０に記載の電子デバイス。
【請求項１２】
前記金属壁と前記温度検知用配線とが直接接合されている請求項１ないし８のいずれか１項に記載の電子デバイス。
【請求項１３】
請求項１ないし１２のいずれか１項に記載の電子デバイスを備えることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子デバイスおよび電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）技術を利用し、半導体基板にＭＥＭＳ素子を備えたセンサー、共振器、通信用デバイスなどの電子装置が注目されている。このような電子装置として、基板と、この基板上に形成されたＭＥＭＳ素子と、基板上に設けられ、ＭＥＳＭ素子が配置された空洞部を画成する素子周囲構造体とを有する電子デバイスが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このような電子デバイスでは、熱膨張等によってＭＥＭＳ素子の振動特性（振動周波数）が変化することが知られており、この振動特性の変化を補正するための温度補償が必要とされている。温度補償の方法として、ＭＥＭＳ素子の近傍に温度センサーを形成し、この温度センサーで検知される温度に応じてＭＥＭＳ素子から得られる信号を補正する方法（例えば、特許文献２参照）が知られているが、ＭＥＭＳ素子の近傍に温度センサーを形成する作業が加わる分、電子デバイスの構成が複雑なものになるとともに、電子デバイスの製造が煩雑化するという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】２００８−２２１４３５号公報
【特許文献２】２００９−２６７３６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、簡単な構成で、機能素子の温度を検知することのできる電子デバイスおよび電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の電子デバイスは、機能素子と、前記機能素子の少なくとも一部を囲む金属壁とを有する第１基板と、
温度検知素子と、複数の配線層が積層された多層配線層とを有する第２基板と、を有し、
前記多層配線層は、前記金属壁と電気的に接続された温度検知用配線を備え、
前記温度検知用配線は、前記温度検知素子の周囲に設けられた温度伝達部を備えていることを特徴とする。
これにより、簡単な構成で、機能素子の温度を検知することのできる電子デバイスが得られる。
【０００７】
本発明の電子デバイスでは、前記温度伝達部は、前記複数の配線層のうちの前記温度検知素子から最も遠位に位置する配線層以外の配線層に設けられていることが好ましい。
これにより、より正確に、機能素子の温度を検知することができる。
本発明の電子デバイスでは、前記温度検知素子は、拡散抵抗で構成されていることが好ましい。
これにより、温度検知素子の構成が簡単なものとなる。
【０００８】
本発明の電子デバイスでは、前記温度伝達部は、前記複数の配線層のうちの前記温度検知素子と最も近接する配線層に設けられていることが好ましい。
これにより、より正確に、機能素子の温度を検知することができる。
本発明の電子デバイスでは、前記温度伝達部は、前記第２基板の平面視にて、前記温度検知素子と重なっていることが好ましい。
これにより、温度検知素子の構成が簡単なものとなる。
【０００９】
本発明の電子デバイスでは、前記温度検知素子は、薄膜抵抗で構成されていることが好ましい。
これにより、温度検知素子の構成が簡単なものとなる。
本発明の電子デバイスでは、前記温度伝達部は、前記第２基板の厚さ方向に直交する方向で、前記温度検知素子と重なっていることが好ましい。
これにより、より正確に、機能素子の温度を検知することができる。
【００１０】
本発明の電子デバイスでは、前記第１基板と前記第２基板とが、これらの厚さ方向に重なって設けられていることが好ましい。
これにより、電子デバイスの小型化を図ることができる。
本発明の電子デバイスでは、前記金属壁と前記温度検知用配線とが導電性の接合部材を介して接合されていることが好ましい。
これにより、金属壁から温度検知用配線へ熱を効率的に伝達することができる。
【００１１】
本発明の電子デバイスでは、前記接合部材は、導電性を有する導電性ペーストであることが好ましい。
これにより、接合部材の構成が簡単となる。また、接合部材を柔らかく構成することができるため、機能素子への応力付加を抑制することができる。
本発明の電子デバイスでは、前記導電性ペーストは、銀ペーストであることが好ましい。
これにより、優れた熱伝導性を有する接合部材となる。
【００１２】
本発明の電子デバイスでは、前記金属壁と前記温度検知用配線とが直接接合されていることが好ましい。
これにより、金属壁から温度検知用配線へ熱を効率的に伝達することができる。
本発明の電子機器は、本発明の電子デバイスを備えることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い電子機器が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る電子デバイスの断面図である。
【図２】図１に示す電子デバイスが有するＭＥＭＳ基板の断面図である。
【図３】図２に示すＭＥＭＳ基板の製造方法を説明するための断面図である。
【図４】図２に示すＭＥＭＳ基板の製造方法を説明するための断面図である。
【図５】図２に示すＭＥＭＳ基板の製造方法を説明するための断面図である。
【図６】図１に示す電子デバイスが有するＩＣ基板の断面図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る電子デバイスを示す断面図である。
【図８】本発明の第３実施形態に係る電子デバイスを示す断面図である。
【図９】本発明の第４実施形態に係る電子デバイスを示す断面図である。
【図１０】本発明の電子機器を適用したモバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピューターの構成を示す斜視図である。
【図１１】本発明の電子機器を適用した携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成を示す斜視図である。
【図１２】本発明の電子機器を適用したディジタルスチルカメラの構成を示す斜視図である。
【図１３】移動体としての自動車を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の電子デバイスおよび電子機器を添付図面に示す各実施形態に基づいて詳細に説明する。
１．電子デバイス
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る電子デバイスの断面図である。図２は、図１に示す電子デバイスが有するＭＥＭＳ基板の断面図である。図３ないし図５は、それぞれ、図２に示すＭＥＭＳ基板の製造方法を説明するための断面図である。図６は、図１に示す電子デバイスが有するＩＣ基板の断面図である。なお、以下では、説明の便宜上、図１〜図６の上側を「上」、下側を「下」とも言う。
図１に示すように、電子デバイス１は、ＭＥＭＳ基板（第１基板）２と、ＩＣ基板（第２基板）３を有している。
【００１５】
≪ＭＥＭＳ基板≫
図２に示すように、ＭＥＭＳ基板２は、基板６と、ＭＥＭＳ素子（機能素子）７と、ＭＥＭＳ素子７を囲む素子周囲構造体８とを有している。このようなＭＥＭＳ基板２は、半導体プロセス（ＣＭＯＳプロセス）によって製造することができる点で有効である。以下、各部について順次説明する。
【００１６】
−基板−
基板６は、平面視形状が略正方形または略長方形の板部材である。このような基板６は、例えば、シリコン基板等の半導体基板６１上に、絶縁膜６２と、シリコン窒化膜６３とをこの順に積層することにより構成されている。なお、半導体基板６１の代わりに、セラミックス基板、ガラス基板、サファイア基板、ダイヤモンド基板、合成樹脂基板等を用いてもよい。また、基板６の平面視形状は、上記のような矩形に限定されず、例えば、円形であってもよいし、五角形以上の多角形であってもよい。
【００１７】
−ＭＥＭＳ素子−
ＭＥＭＳ素子７は、基板６上に形成された固定電極７１および可動電極７２を有している。このうち、可動電極７２は、基板６のシリコン窒化膜６３上に形成された支持部７２１と、固定電極７１と空隙を隔てて対向配置された可動部７２２と、支持部７２１と可動部７２２とを連結する連結部７２３とを有している。このような可動電極７２では、可動部７２２が連結部７２３を介して支持部７２１に片持ち支持されており、可動部７２２と連結部７２３とで振動系７２４を構成している。
【００１８】
そして、可動電極７２と固定電極７１との間に、振動系７２４の固有振動数と同等の周波数を持つ高周波を印加すると、連結部７２３が弾性変形しつつ可動部７２２が振動（共振）し、固定電極７１および可動部７２２間に電流が流れ、固定電極７１から前記電流が出力（検出）される。
なお、このような固定電極７１および可動電極７２は、それぞれ、シリコン窒化膜６３上に形成された図示しない電気配線を介して、後述する配線層８２と電気的に接続されている。
【００１９】
−素子周囲構造体−
素子周囲構造体８は、ＭＥＭＳ素子７が配置された空洞部５を画成するように形成されている。空洞部５内の環境としては、特に限定されず、例えば、減圧状態（好ましくは真空状態）としてもよいし、窒素、アルゴン等の不活性ガスを充填したガス充填状態としてもよい。
また、素子周囲構造体８は、空洞部５に臨み（面し）、ＭＥＭＳ素子７の周囲（側方および上方）を覆う箱状（ドーム状）の金属壁８９を有している。この金属壁８９は、後述するように、ＭＥＭＳ素子７の温度を検知するために用いられる熱伝導配線として機能する。
【００２０】
このような素子周囲構造体８は、基板６上にＭＥＭＳ素子７を取り囲むように形成された層間絶縁膜８１と、層間絶縁膜８１上に形成された配線層８２（層間絶縁膜８１を貫通する貫通ビアを含む）と、配線層８２および層間絶縁膜８１上にＭＥＭＳ素子７を取り囲むように形成された層間絶縁膜８３と、層間絶縁膜８３上に形成された配線層８４（層間絶縁膜８３を貫通する貫通ビアを含む）と、配線層８４および層間絶縁膜８３上にＭＥＭＳ素子７を取り囲むように形成された層間絶縁膜８５と、層間絶縁膜８５上に形成され、空洞部５に蓋をするように設けられた配線層８６（層間絶縁膜８５を貫通する貫通ビアを含む）と、配線層８６および層間絶縁膜８５上に形成された表面保護膜８７と、配線層８６上に設けられた封止層８８とを有している。
【００２１】
このような素子周囲構造体８では、配線層８２、８４、８６および封止層８８によって前述した金属壁８９が形成されている。このような構成とすることで、配線層８２、８４、８６および封止層８８を形成する工程で、これらと同時に金属壁８９を形成することができるため、金属壁８９を形成するための別工程が不要となり、ＭＥＭＳ基板２の製造が容易となる。なお、金属壁８９は、ＭＥＭＳ素子７と電気的に接続されておらず、電気的に浮いた状態となっている。これにより、ＭＥＭＳ素子７に通電した際の金属壁８９の発熱が防止されるため、ＭＥＭＳ素子７の温度をより精度よく検知することができる。
【００２２】
なお、以下では、金属壁８９と区別するために、配線層８２、８４、８６によって形成され、ＭＥＭＳ素子７と電気的に接続されている配線を「電気配線８０」とも言う。
また、配線層８６は、空洞部５を覆う被覆層８６１を有し、この被覆層８６１には、複数の細孔（開孔）８６１ａが形成されている。そして、この被覆層８６１を覆うように封止層８８が設けられており、この封止層８８によって細孔８６１ａが塞がれ、空洞部５が密封された状態となっている。なお、これら被覆層８６１および封止層８８によって、金属壁８９の天井部が構成されている。
【００２３】
配線層８２、８４、８６および封止層８８は、それぞれ、導電性を有し、かつ、熱伝導率の高い材料で構成されていることが好ましい。このような材料としては、例えば、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）等の各種金属材料が挙げられる。前述したように、配線層８２、８４、８６および封止層８８によって金属壁８９が形成されているため、上記のような材料を用いることで、金属壁８９は、優れた熱伝導性を発揮することができる。そのため、電子デバイス１は、ＭＥＭＳ素子７の温度をより正確に検知することができるようになる。
以上、ＭＥＭＳ基板２の構成について説明した。
【００２４】
以下、このような構成のＭＥＭＳ基板２の製造方法を簡単に説明する。
［機能素子形成工程］
まず、図３（ａ）に示すように、シリコン基板等の半導体よりなる半導体基板１００を用意する。次に、用意した半導体基板１００の表面を熱酸化してシリコン酸化膜（絶縁膜）１１０を形成し、さらに、シリコン酸化膜１１０上にシリコン窒化膜１２０をスパッタリング法、ＣＶＤ法等により形成する。これにより基板６が得られる。
【００２５】
次に、図３（ｂ）に示すように、シリコン窒化膜１２０上に、固定電極７１を形成するための多結晶（またはアモルファス）シリコン膜２００をスパッタリング法、ＣＶＤ法等により形成し、この多結晶（またはアモルファス）シリコン膜２００にリン等の不純物をドープして導電性を付与する。そして、多結晶（またはアモルファス）シリコン膜２００上からフォトレジストを塗布し、固定電極７１の形状にパターニングしフォトレジスト膜２１０を形成する。
【００２６】
次に、パターニングしたフォトレジスト膜２１０をマスクとして多結晶（またはアモルファス）シリコン膜２００をエッチングした後、フォトレジスト膜２１０を除去する。これにより、図３（ｃ）に示すように、固定電極７１が形成される。
次に、図３（ｄ）に示すように、固定電極７１を覆うようにシリコン酸化膜やＰＳＧ（リンドープガラス）等からなる犠牲層２２０を、熱酸化法、スパッタリング法またはＣＶＤ法等により形成する。
【００２７】
次に、図３（ｅ）に示すように、シリコン窒化膜１２０および犠牲層２２０上に、可動電極７２を形成するための多結晶（またはアモルファス）シリコン膜２３０をスパッタリング法、ＣＶＤ法等により形成し、形成した多結晶（またはアモルファス）シリコン膜２３０にリン等の不純物をドープして導電性を付与する。そして、多結晶（またはアモルファス）シリコン膜２３０上からフォトレジストを塗布し、可動電極７２の形状（平面視形状）にパターニングしフォトレジスト膜２４０を形成する。
次に、フォトレジスト膜２４０をマスクとして多結晶（またはアモルファス）シリコン膜２３０をエッチングした後、フォトレジスト膜２４０を除去する。これにより、図４（ａ）に示すように、可動電極７２が形成される。
以上のようにして、基板６上にＭＥＭＳ素子７が犠牲層２２０とともに形成される。
【００２８】
［絶縁膜形成工程］
まず、図４（ｂ）に示すように、シリコン窒化膜１２０およびＭＥＭＳ素子７上に、シリコン酸化膜からなる層間絶縁膜９００をスパッタリング法、ＣＶＤ法等により形成する。また、層間絶縁膜９００に、半導体基板１００の平面視にてＭＥＭＳ素子７を取り巻く環状の開口部９０１と、柱状の開口部９０２とをパターニング処理等により形成する。なお、開口部９０１は、金属壁８９を形成するための孔であり、開口部９０２は、電気配線８０を形成するための孔である。
【００２９】
次に、図４（ｃ）に示すように、層間絶縁膜９００上に、例えばアルミニウムよりなる層をスパッタリング法、ＣＶＤ法等により形成した後、パターニング処理することにより配線層９１０を形成する。配線層９１０の一部は、開口部９０２を通して半導体基板１００上に形成された配線（ＭＥＭＳ素子７から引き出されている配線）に電気的に接続される。
【００３０】
次に、図４（ｄ）に示すように、層間絶縁膜９２０、配線層９３０、層間絶縁膜９４０を順に形成する。層間絶縁膜９２０、９４０は、前述した層間絶縁膜９００と同様の方法により形成することができ、配線層９３０は、配線層９１０と同様の方法により形成することができる。
このような層間絶縁膜と配線層との積層構造は、通常のＣＭＯＳプロセスにより形成され、その積層数は、必要に応じて適宜に設定される。すなわち、必要に応じてさらに多くの配線層が層間絶縁膜を介して積層される場合もある。
【００３１】
［被覆層形成工程］
図５（ａ）に示すように、層間絶縁膜９４０上に、例えばアルミニウムよりなる層をスパッタリング法、ＣＶＤ法等により形成した後、パターニング処理することにより配線層９５０を形成する。配線層９５０の一部は、ＭＥＭＳ素子７の上方に位置し、複数の細孔９５２が形成された被覆層９５１を構成している。
【００３２】
次に、図５（ｂ）に示すように、配線層９５０および層間絶縁膜９４０上に、例えばシリコン窒化膜、レジストその他の樹脂材料よりなる表面保護膜９６０をスパッタリング法、ＣＶＤ法等により形成する。また、この表面保護膜９６０は、一種類以上の材料を含む複数の膜層で構成され、被覆層９５１の細孔９５２を封止してしまわないように形成する。なお、表面保護膜９６０の構成材料としては、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、ポリイミド膜、エポキシ樹脂膜など、素子を水分、ゴミ、傷などから保護するための耐性を有するもので形成される。
【００３３】
［リリース工程］
まず、図５（ｃ）に示すように、リリースエッチング用のフォトレジストなどの保護膜形成工程を行なった後に、被覆層９５１に形成された複数の細孔９５２を通して、ＭＥＭＳ素子７上にある層間絶縁膜９００、９２０、９４０を除去するとともに、固定電極７１と可動電極７２との間にある犠牲層２２０を除去する。これにより、ＭＥＭＳ素子７が配置された空洞部５が形成されるとともに、固定電極７１と可動電極７２とが離間し、ＭＥＭＳ素子７が駆動し得る状態となる。
【００３４】
層間絶縁膜９００、９２０、９４０および犠牲層２２０の除去は、例えば、複数の細孔９５２からエッチング液としてのフッ酸、緩衝フッ酸等を供給するウェットエッチングや、複数の細孔９５２からエッチングガスとしてフッ化水素酸ガス等を供給するドライエッチングにより行うことができる。なお、層間絶縁膜９００、９２０、９４０および犠牲層２２０と前記レジスト膜を除去した後に、必要に応じて、空洞部５内の洗浄を行ってもよい。
【００３５】
［封止工程］
最後に、被覆層９５１上に、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、Ａｌ、Ｃｕ、Ｗ、Ｔｉ、ＴｉＮ等の金属膜等からなる封止層９７０をスパッタリング法、ＣＶＤ法等により形成し、各細孔９５２を封止する。
以上のような工程により、図２に示すＭＥＭＳ基板２を製造することができる。
【００３６】
≪ＩＣ基板≫
ＩＣ基板３は、多層配線基板であり、図６に示すように、基板３１と、基板３１上に形成された多層配線層３２とを有している。
−基板−
基板３１は、平面視形状が略正方形または略長方形の板部材である。このような基板３１は、例えば、シリコン基板等の半導体基板３１１上に、絶縁膜３１２と、シリコン窒化膜３１３とをこの順に積層することにより構成されている。ただし、基板３１の平面視形状は、特に限定されず、例えば、円形であってもよいし、五角形以上の多角形であってもよしい、異形であってもよい。
【００３７】
また、基板３１上には、ＭＥＭＳ基板２に設けられたＭＥＭＳ素子７（電気配線８０）に電気的に接続されている図示しない半導体回路が作り込まれている。この半導体回路には、少なくとも、ＭＥＭＳ素子７の温度を検知するための温度検知素子３４が含まれており、その他、必要に応じて形成されたＭＯＳトランジスタ等の能動素子、コンデンサ、インダクタ、抵抗、ダイオード、配線（後述する配線層３２２、３２４、３２６を含む）等の回路要素を含んでいる。
【００３８】
本実施形態では、温度検知素子３４は、拡散抵抗で構成されている。このような温度検知素子３４は、例えば、半導体基板３１１に、ホウ素、リン、ヒ素等の不純物をドーピングすることによって形成することができる。このように、温度検知素子３４を拡散抵抗で構成することで、温度検知素子３４の形成が簡単となる。
なお、温度検知素子３４の配置としては、特に限定されないが、電子デバイス１の平面視にて、空洞部５と重なるように配置されていることが好ましい。これにより、温度検知素子３４をＭＥＭＳ素子７に近づけることができ、温度検知素子３４によるＭＥＭＳ素子７の温度検知をより正確に行うことができる。
【００３９】
−多層配線層−
多層配線層３２は、基板３１上に形成された層間絶縁膜３２１と、層間絶縁膜３２１上に形成された配線層３２２（層間絶縁膜３２１を貫通する貫通ビアを含む）と、配線層３２２および層間絶縁膜３２１上に形成された層間絶縁膜３２３と、層間絶縁膜３２３上に形成された配線層３２４（層間絶縁膜３２３を貫通する貫通ビアを含む）と、配線層３２４および層間絶縁膜３２３上に形成された層間絶縁膜３２５と、層間絶縁膜３２５上に形成された配線層３２６（層間絶縁膜３２５を貫通する貫通ビアを含む）とで構成されている。ただし、層間絶縁膜と配線層の積層数は、これに限定されない。
【００４０】
また、多層配線層３２には、温度検知素子３４がＭＥＭＳ素子７の温度を検知できるようにするための温度検知用配線３５が作り込まれている。温度検知用配線３５は、ＭＥＭＳ基板２に設けられた金属壁８９と電気的（熱的）に接続されており、金属壁８９の熱が伝達されるようになっている。ここで、前述したように、金属壁８９は、空洞部５に臨みＭＥＭＳ素子７の近傍に位置するため、空洞部５に収容されたＭＥＭＳ素子７と実質的に同じ温度環境にあると言える。そのため、金属壁８９は、ＭＥＭＳ素子７とほぼ同じ温度であると推定することができ、この金属壁８９の熱が伝達される温度検知用配線３５の熱を温度検知素子３４で検知することで、ＭＥＭＳ素子７の温度を検知することができるようになっている。
【００４１】
温度検知用配線３５は、温度検知素子３４の周囲に位置する温度伝達部３５１と、多層配線層３２の最上層である配線層３２６に位置し外部に臨む接続部３５２とを有している。温度伝達部３５１は、配線層３２２、３２４、３２６のうちの最も温度検知素子３４に近い（すなわち、最下層である）配線層３２２に設けられている。また、温度伝達部３５１は、ＩＣ基板３の平面視にて、その少なくとも一部が温度検知素子３４と重なるように設けられている。これにより、温度検知素子３４のより近傍に温度伝達部３５１を配置することができるため、温度検知素子３４によって、ＭＥＭＳ素子７の温度をより正確に検知することができる。
【００４２】
なお、温度伝達部３５１は、複数の配線層３２２、３２４、３２６のうちの温度検知素子３４から最も遠位に位置する（すなわち、最上層である）配線層３２６に設けられていなければ、配線層３２２に設けられていなくてもよく、例えば、配線層３２４に設けられていてもよい。このような構成であっても、本実施形態と比較して精度は落ちるが、十分に、ＭＥＭＳ素子７の温度を検知することができる。なお、温度検知素子３４と温度伝達部３５１の離間距離としては、特に限定されず、層間絶縁膜の材料等によっても異なるが、例えば、０．１〜２．０μｍ程度であることが好ましい。
【００４３】
温度検知用配線３５を配線層３２２、３２４、３２６に作り込むことで、配線層３２２、３２４、３２６を形成する工程で同時に温度検知用配線３５を形成することができるため、温度検知用配線３５を形成するための別工程が不要となり、ＩＣ基板３の製造が容易となる。なお、温度検知用配線３５は、ＩＣ基板３に作り込まれた半導体回路と電気的に接続されておらず、電気的に浮いた状態となっている。これにより、前記半導体回路への通電による温度検知用配線３５の昇温が防止されるため、ＭＥＭＳ素子７の温度をより精度よく検知することができる。
【００４４】
なお、以下では、温度検知用配線３５と区別するために、配線層３２２、３２４、３２６によって形成され、半導体回路と電気的に接続されている配線を「電気配線３２０」とも言う。
ここで、配線層３２２、３２４、３２６は、それぞれ、導電性を有しかつ熱伝導率の高い材料で構成されていることが好ましい。このような材料としては、例えば、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）等の各種金属材料が挙げられる。前述したように、配線層３２２、３２４、３２６によって温度検知用配線３５が形成されているため、上記のような材料を用いることで、温度検知用配線３５は、優れた熱伝導性を発揮することができる。そのため、電子デバイス１は、ＭＥＭＳ素子７の温度をより正確に検知することができるようになる。
以上、ＩＣ基板３の構成について説明した。
このようなＩＣ基板３は、通常（公知）の半導体プロセスで製造することができる。そのため、ＩＣ基板３の製造方法については、その説明を省略する。
【００４５】
≪ＭＥＭＳ基板とＩＣ基板の接合状態≫
電子デバイス１では、ＭＥＭＳ基板２とＩＣ基板３とが、それらの厚さ方向に重なった状態で接合されている。これにより、電子デバイス１の小型化を図ることができる。本実施形態では、ＭＥＭＳ基板２とＩＣ基板３との接合は、導電性を有する接合部材４によって行われている。これにより、ＭＥＭＳ基板２とＩＣ基板３との接合を簡単にかつ強固に行うことができる。
【００４６】
接合部材４は、金属壁８９（封止層８８）と温度検知用配線３５（接続部３５２）とを接合する第１接合部材４１と、配線層８６（電気配線８０）と配線層３２６（電気配線３２０）とを接合する第２接合部材４２とを有している。そのため、第１接合部材４１を介して、金属壁８９と温度検知用配線３５とが電気的（熱的）に接続されるとともに、第２接合部材４２を介して、電気配線８０と電気配線３２０とが電気的に接続された状態となっている。
【００４７】
第１、第２接合部材４１、４２としては、上記機能を発揮することができれば、特に限定されず、例えば、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）のような金属、銀ろう、銅ろう、燐銅ろう、半田等の金属ろう材、銀ペースト、銅ペースト等の金属ペースト（有機溶剤中に金属粒子等を分散させたもの）等を用いることができる。これらの中でも、特に、第１接合部材４１としては、なるべく柔らかいことが好ましく、この点から、金属ペーストを用いることがより好ましい。これにより、ＭＥＭＳ素子７への応力付加を抑制することができ、ＭＥＭＳ素子７に所望の振動特性を発揮させることができる。さらには、第１接合部材４１としては、金属ペーストの中でも、熱伝導率に優れている点から銀ペーストを用いることが好ましい。これにより、金属壁８９の熱を効率的に温度検知用配線３５に伝達することができるため、温度検知素子３４によって、より正確に、ＭＥＭＳ素子７の温度を検知することができる。
【００４８】
以上のような電子デバイス１によれば、ＭＥＭＳ基板２側に温度検知素子を設けないため、ＭＥＭＳ基板２の製造が簡単なものとなるとともに、ＭＥＭＳ基板２の構成が簡単なものとなる。また、金属壁８９および温度検知用配線３５によって、ＩＣ基板３に設けられた温度検知素子３４に効果的にＭＥＭＳ素子７が受けている熱と同等の熱を伝達することができるため、ＭＥＭＳ素子７の温度を正確に検知することができる。
【００４９】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の電子デバイスの第２実施形態について説明する。
図７は、本発明の第２実施形態に係る電子デバイスを示す断面図である。
以下、第２実施形態について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第２実施形態は、金属壁と温度検知用配線との接合方法が異なること以外は、前述した第１実施形態と同様である。
【００５０】
図７に示すように、本実施形態の電子デバイス１では、金属壁８９（封止層８８）と温度検知用配線３５（接続部３５２）とが表面活性化接合によって直接接合されている。これにより、例えば、前述した第１実施形態のような第１接合部材４１が介在しない分、金属壁８９の熱を効率的に温度検知用配線３５に伝達することができる。そのため、温度検知素子３４により、より正確に、ＭＥＭＳ素子７の温度を検知することができる。なお、表面活性接合は、例えば、まず、金属壁８９および温度検知用配線３５の接合面（すなわち、封止層８８の表面および接続部３５２の表面）を研磨加工等によって平滑化し、次に、金属壁８９および温度検知用配線３５の接合面にイオンビーム等を照射し活性化させ、次に、金属壁８９および温度検知用配線３５の接合面同士を接触させて加圧する接合方法である。このような方法は、常温下で行うことができるため、ＭＥＭＳ素子７等に温度ダメージを与えることがない点でも優れている。
【００５１】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の電子デバイスの第３実施形態について説明する。
図８は、本発明の第３実施形態に係る電子デバイスを示す断面図である。
以下、第３実施形態について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【００５２】
第３実施形態は、温度検知素子の構成と、温度検知用配線の構成とが異なること以外は、前述した第１実施形態と同様である。
図８に示すように、温度検知素子３４は、基板３１上に形成されており、ポリシリコン薄膜等の薄膜抵抗で構成されている。これにより、温度検知素子３４の形成が簡単となる。
【００５３】
また、温度検知用配線３５が有する温度伝達部３５１は、ＩＣ基板３の厚さ方向に直交する方向（すなわち図の横方向や奥行き方向）で、温度検知素子３４と重なるように設けられている。言い換えると、温度検知素子３４と温度伝達部３５１は、厚さ方向を法線とする同一面内に設けられている。これにより、温度検知素子３４の近傍に温度伝達部３５１を配置することができるため、温度検知素子３４によって、ＭＥＭＳ素子７の温度をより正確に検知することができる。
なお、温度伝達部３５１の配置は、本実施形態の配置に限定されず、例えば、温度検知素子３４の周囲に複数設けられていてもよく、また、温度検知素子３４の周囲を囲む環状となっていてもよい。
【００５４】
＜第４実施形態＞
次に、本発明の電子デバイスの第４実施形態について説明する。
図９は、本発明の第４実施形態に係る電子デバイスを示す断面図である。
以下、第４実施形態について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第４実施形態は、ＭＥＭＳ基板の構成が異なること以外は、前述した第１実施形態と同様である。
【００５５】
図９に示すように、本実施形態の電子デバイス１のＭＥＭＳ基板２では、基板６の空洞部５と重なる位置（ＭＥＭＳ素子７と重なる位置）に、周囲の部分よりも薄肉であり、受圧によって撓み変形するダイヤフラム部６５が設けられている。このダイヤフラム部６５は、半導体基板６１の上面に有底の凹部６５１を設けることで形成されている。このようなダイヤフラム部６５は、円形、矩形等の平面視形状を有することができ、その上面が受圧面６５２となっている。なお、ダイヤフラム部６５の厚さとしては、特に限定されないが、例えば、１０μｍ以上、５０μｍ以下であるのが好ましく、１５μｍ以上、２５μｍ以下であるのがより好ましい。これにより、ダイヤフラム部６５は、十分に撓んで変形することができる。
なお、本実施形態では、凹部６５１が半導体基板６１を貫通しておらず、ダイヤフラム部６５が半導体基板６１、絶縁膜６２およびシリコン窒化膜６３の３層で構成されているが、例えば、凹部６５１が半導体基板６１を貫通し、ダイヤフラム部６５が絶縁膜６２およびシリコン窒化膜６３の２層で構成されていてよい。
【００５６】
このような電子デバイス１は、圧力センサーとして用いることができる。すなわち、このような電子デバイス１では、ダイヤフラム部６５の受圧面６５２が受ける圧力に応じて、ダイヤフラム部６５が変形し、これにより、可動電極７２の可動部７２２と固定電極７１とのギャップＧが変化する。ギャップＧが変化するＭＥＭＳ素子７の共振周波数が変化するため、この共振周波数の変化から、受圧面６５２で受けた圧力の大きさを求めることができる。特に、空洞部５を真空状態とすることで、絶対圧を検知することのできる圧力センサーとなる。
【００５７】
２．電子機器
次に、本発明の電子デバイス１を適用した電子機器について説明する。
図１０は、本発明の電子機器を適用したモバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピューターの構成を示す斜視図である。この図において、パーソナルコンピューター１１００は、キーボード１１０２を備えた本体部１１０４と、表示部１１０８を備えた表示ユニット１１０６とにより構成され、表示ユニット１１０６は、本体部１１０４に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持されている。このようなパーソナルコンピューター１１００には、フィルター、共振器、基準クロック、圧力センサー等として機能する電子デバイス１が内蔵されている。
【００５８】
図１１は、本発明の電子機器を適用した携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成を示す斜視図である。この図において、携帯電話機１２００は、複数の操作ボタン１２０２、受話口１２０４および送話口１２０６を備え、操作ボタン１２０２と受話口１２０４との間には、表示部１２０８が配置されている。このような携帯電話機１２００には、フィルター、共振器、基準クロック、圧力センサー等として機能する電子デバイス１が内蔵されている。
【００５９】
図１２は、本発明の電子機器を適用したディジタルスチルカメラの構成を示す斜視図である。なお、この図には、外部機器との接続についても簡易的に示されている。ここで、通常のカメラは、被写体の光像により銀塩写真フィルムを感光するのに対し、ディジタルスチルカメラ１３００は、被写体の光像をＣＣＤ（Charge Coupled Device）などの撮像素子により光電変換して撮像信号（画像信号）を生成する。
【００６０】
ディジタルスチルカメラ１３００におけるケース（ボディー）１３０２の背面には、表示部１３１０が設けられ、ＣＣＤによる撮像信号に基づいて表示を行う構成になっており、表示部１３１０は、被写体を電子画像として表示するファインダーとして機能する。また、ケース１３０２の正面側（図中裏面側）には、光学レンズ（撮像光学系）やＣＣＤなどを含む受光ユニット１３０４が設けられている。
【００６１】
撮影者が表示部に表示された被写体像を確認し、シャッターボタン１３０６を押下すると、その時点におけるＣＣＤの撮像信号が、メモリー１３０８に転送・格納される。また、このディジタルスチルカメラ１３００においては、ケース１３０２の側面に、ビデオ信号出力端子１３１２と、データ通信用の入出力端子１３１４とが設けられている。そして、図示されるように、ビデオ信号出力端子１３１２にはテレビモニター１４３０が、デ−タ通信用の入出力端子１３１４にはパーソナルコンピューター１４４０が、それぞれ必要に応じて接続される。さらに、所定の操作により、メモリー１３０８に格納された撮像信号が、テレビモニター１４３０や、パーソナルコンピューター１４４０に出力される構成になっている。このようなディジタルスチルカメラ１３００には、フィルター、共振器、基準クロック、圧力センサー等として機能する電子デバイス１が内蔵されている。
【００６２】
なお、本発明の電子デバイスを備える電子機器は、図１０のパーソナルコンピューター（モバイル型パーソナルコンピューター）、図１１の携帯電話機、図１２のディジタルスチルカメラの他にも、例えば、インクジェット式吐出装置（例えばインクジェットプリンター）、ラップトップ型パーソナルコンピューター、テレビ、ビデオカメラ、ビデオテープレコーダー、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳（通信機能付も含む）、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニター、電子双眼鏡、ＰＯＳ端末、医療機器（例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電図計測装置、超音波診断装置、電子内視鏡）、魚群探知機、各種測定機器、計器類（例えば、車両、航空機、船舶の計器類）、フライトシミュレーター等に適用することができる。
【００６３】
４．移動体
次に、本発明の電子デバイスを適用した移動体について説明する。
図１３は、移動体としての自動車を示す斜視図である。自動車１５００には、電子デバイス１が搭載されている。電子デバイス１は、キーレスエントリー、イモビライザー、カーナビゲーションシステム、カーエアコン、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）、エアバック、タイヤ・プレッシャー・モニタリング・システム（ＴＰＭＳ：Tire Pressure Monitoring System）、エンジンコントロール、ハイブリッド自動車や電気自動車の電池モニター、車体姿勢制御システム、等の電子制御ユニット（ＥＣＵ：electronic control unit）に広く適用できる。
以上、本発明の電子デバイスおよび電子機器について、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。また、各実施形態を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００６４】
１……電子デバイス  ２……ＭＥＭＳ基板  ３……ＩＣ基板  ３１……基板  ３１１……半導体基板  ３１２……絶縁膜  ３１３……シリコン窒化膜  ３２……多層配線層  ３２０……電気配線  ３２１……層間絶縁膜  ３２２……配線層  ３２３……層間絶縁膜  ３２４……配線層  ３２５……層間絶縁膜  ３２６……配線層  ３４……温度検知素子  ３５……温度検知用配線  ３５１……温度伝達部  ３５２……接続部  ４……接合部材  ４１……第１接合部材  ４２……第２接合部材  ５……空洞部  ６……基板  ６１……半導体基板  ６２……絶縁膜  ６３……シリコン窒化膜  ６５……ダイヤフラム部  ６５１……凹部  ６５２……受圧面  ７……ＭＥＭＳ素子  ７１……固定電極  ７２……可動電極  ７２１……支持部  ７２２……可動部  ７２３……連結部  ７２４……振動系  ８……素子周囲構造体  ８０……電気配線  ８１……層間絶縁膜  ８２……配線層  ８３……層間絶縁膜  ８４……配線層  ８５……層間絶縁膜  ８６……配線層  ８６１……被覆層  ８６１ａ……細孔  ８７……表面保護膜  ８８……封止層  ８９……金属壁  １００……半導体基板  １１０……シリコン酸化膜  １２０……シリコン窒化膜  ２００……シリコン膜  ２１０……フォトレジスト膜  ２２０……犠牲層  ２３０……シリコン膜  ２４０……フォトレジスト膜  ９００……層間絶縁膜  ９０１……開口部  ９０２……開口部  ９１０……配線層  ９２０……層間絶縁膜  ９３０……配線層  ９４０……層間絶縁膜  ９５０……配線層  ９５１……被覆層  ９５２……細孔  ９６０……表面保護膜  ９７０……封止層  １１００……パーソナルコンピューター  １１０２……キーボード  １１０４……本体部  １１０６……表示ユニット  １１０８……表示部  １２００……携帯電話機  １２０２……操作ボタン  １２０４……受話口  １２０６……送話口  １２０８……表示部  １３００……ディジタルスチルカメラ  １３０２……ケース  １３０４……受光ユニット  １３０６……シャッターボタン  １３０８……メモリー  １３１０……表示部  １３１２……ビデオ信号出力端子  １３１４……入出力端子  １４３０……テレビモニター  １４４０……パーソナルコンピューター  １５００……自動車  Ｇ……ギャップ
【図１】
2015100886.tif 000003
【図２】
2015100886.tif 000004
【図３】
2015100886.tif 000005
【図４】
2015100886.tif 000006
【図５】
2015100886.tif 000007
【図６】
2015100886.tif 000008
【図７】
2015100886.tif 000009
【図８】
2015100886.tif 000010
【図９】
2015100886.tif 000011
【図１０】
2015100886.tif 000012
【図１１】
2015100886.tif 000013
【図１２】
2015100886.tif 000014
【図１３】
2015100886.tif 000015