(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上で空洞部を構成している被覆構造体と、
を備え、
前記被覆構造体は、
前記空洞部に連通する第１貫通孔、平面視で前記第１貫通孔よりも面積の大きい第２貫通孔を有し、かつ前記空洞部の上方に配置される第１被覆層と、
を備え、
前記空洞部の側面と前記第２貫通孔との距離は、前記空洞部の側面と前記第１貫通孔との距離よりも小さい、電子装置。
【請求項２】
前記第１被覆層の上方に配置され、前記第１貫通孔と前記第２貫通孔を塞ぐ第２被覆層を備えている、請求項１に記載の電子装置。
【請求項３】
前記第１被覆層は、前記第１貫通孔を複数有する、請求項１または２に記載の電子装置。
【請求項４】
平面視で、
前記第１貫通孔の面積は、１μｍ２以上４μｍ２未満の範囲内にあり、
前記第２貫通孔の面積は、４μｍ２以上７μｍ２以下の範囲内にある、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の電子装置。
【請求項５】
基板を準備する工程と、
前記基板の上方に、絶縁層を形成する工程と、
前記絶縁層の上方に、第１貫通孔、平面視で前記第１貫通孔よりも面積の大きい第２貫通孔を有する第１被覆層を形成する工程と、
前記第１貫通孔および前記第２貫通孔を通じて前記絶縁層をエッチングして空洞部を形成する工程と、
前記第１被覆層の上方に、前記第１貫通孔と前記第２貫通孔を塞ぐ第２被覆層を形成す
る工程と、
を含み、
前記空洞部を形成する工程では、前記空洞部の側面と前記第２貫通孔との距離は、前記空洞部の側面と前記第１貫通孔との距離よりも小さい、電子装置の製造方法。
【請求項６】
前記第１被覆層は、前記第１貫通孔を複数有する、請求項５に記載の電子装置の製造方法。
【請求項７】
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の電子装置と、
前記電子装置と電気的に接続されている回路部と、
を有する、発振器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子装置およびその製造方法、並びに発振器に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）等の機能素子を、基板上に設けられた空洞部に配置してなる電子装置が知られている。マイクロ振動子、マイクロセンサー、マイクロアクチュエーター等のＭＥＭＳは、微小な構造体が振動、変形、その他の動作が可能となる状態で配置される必要があるため、空洞部内に動作可能な状態で収容される。そして、空洞部内は、減圧状態に保たれる。このような電子装置では、空洞部内の真空度が高いほど、空洞部内の気体の粘性等の影響が低減し、素子の特性（周波数特性等）が向上する。
【０００３】
例えば、特許文献１には、空洞部を形成する方法が開示されている。具体的には、まず、基板上に機能素子を形成し、その上に犠牲層を形成する。次に、犠牲層上に導体膜（第１被覆層）を形成した後、第１被覆層に複数の貫通孔を形成する。そして、この複数の貫通孔からエッチング液を注入して、機能素子周辺の犠牲層を除去して空洞部を形成する。次に、スパッタ法により第１被覆層上に他の導体膜（第２被覆層）を形成することにより、複数の貫通孔を塞いで空洞部内を減圧状態にする。以上の工程により、空洞部が形成される。第１被覆層に形成される複数の貫通孔は、一般的に、互いに同じ大きさを有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−３５２９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した貫通孔を塞いで空洞部内を減圧状態にする工程は、例えば、スパッタ法により第２被覆層を成膜することにより行われる。ここで、スパッタ法による成膜では、成膜時に発生する熱等で、空洞部に面する絶縁層等からガスが発生する。成膜工程中において、貫通孔が塞がっていないときには、このガスは貫通孔から空洞部の外へ排出される。しかしながら、成膜工程中において、貫通孔が塞がって空洞部が封止された後は、このガスは排出されずに空洞部内を滞留し、空洞部内の真空度が低下してしまう。したがって、空洞部が封止された後から成膜を終了するまでの時間は、短いことが望ましい。しかしながら、本工程において、空洞部が封止された後から成膜を終了するまでの時間を短くするために、成膜時間を短く設定すると、ウエハー内の位置やウエハー間で成膜速度にばらつきがあるため、すべての貫通孔が塞がれずに、歩留まりが低下する場合があった。
【０００６】
このように、本工程において、すべての貫通孔を塞いで確実に空洞部の封止を行いつつ、空洞部が封止された後から成膜を終了するまでの時間を短くすることは困難である。したがって、特許文献１に開示された技術では、空洞部内の真空度を高めることが難しく、良好な特性を有する電子装置を得ることが難しかった。
【０００７】
本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、良好な特性を有する電子装置およびその製造方法を提供することにある。また、本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、上記の電子装置を有する発振器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る電子装置は、
基板と、
前記基板の上方に配置された機能素子と、
前記機能素子が収容された空洞部を画成する被覆構造体と、
を含み、
前記被覆構造体は、
前記空洞部に連通する第１貫通孔および前記第１貫通孔よりも大きい第２貫通孔を有し、かつ前記空洞部の上方に配置された第１被覆層と、
前記第１被覆層の上方に配置され、前記貫通孔を塞ぐ第２被覆層と、
を有する。
【０００９】
このような電子装置によれば、第１被覆層が、第１貫通孔と第１貫通孔よりも大きい第２貫通孔を有するため、第１貫通孔および第２貫通孔を塞ぐ工程において、第１貫通孔が塞がれ、その後第２貫通孔が塞がれる。これにより、第１被覆層の貫通孔がすべて同じ大きさである場合と比べて、空洞部の封止を確実に行いつつ、空洞部が封止された後から成膜が終了するまでの時間を短くすることができる。したがって、空洞部が封止された後に空洞部内で発生するガスの量を低減することができ、空洞部内の真空度を高めることができる。そのため、良好な特性を有することができる。
【００１０】
なお、本発明に係る記載では、「上方」という文言を、例えば、「特定のもの（以下、「Ａ」という）の「上方」に他の特定のもの（以下、「Ｂ」という）を形成する」などと用いる場合に、Ａ上に直接Ｂを形成するような場合と、Ａ上に他のものを介してＢを形成するような場合とが含まれるものとして、「上方」という文言を用いている。
【００１１】
本発明に係る電子装置において、
前記第１被覆層は、前記第１貫通孔を複数有していてもよい。
【００１２】
このような電子装置によれば、空洞部を形成するリリース工程において、エッチング液やエッチングガスを効率よく供給することができる。
【００１３】
本発明に係る電子装置において、
前記第１貫通孔の開口の面積は、１μｍ２以上４μｍ２未満であり、
前記第２貫通孔の開口の面積は、４μｍ２以上７μｍ２以下であってもよい。
【００１４】
このような電子装置によれば、空洞部を形成するリリース工程において、エッチングを良好に行うことができ、かつ第１貫通孔および第２貫通孔を塞ぐ工程において、第２貫通孔を確実に塞ぐことができる。
【００１５】
本発明に係る電子装置において、
前記空洞部を画成する前記被覆構造体の側面と前記第２貫通孔との間の距離は、前記被覆構造体の側面と前記第１貫通孔との間の距離よりも小さくてもよい。
【００１６】
このような電子装置によれば、第１貫通孔および第２貫通孔を塞ぐ工程において、被覆構造体の側面から発生するガスを効率よく排出することができる。
【００１７】
本発明に係る電子装置の製造方法は、
基板の上方に機能素子を形成する工程と、
前記基板および前記機能素子の上方に、絶縁層を形成する工程と、
前記絶縁層の上方に、第１貫通孔および前記第１貫通孔よりも大きい第２貫通孔を有する第１被覆層を形成する工程と、
前記第１貫通孔および第２貫通孔を通じてエッチング液またはエッチングガスを供給し、前記機能素子の上方の前記絶縁層をエッチングする工程と、
前記第１被覆層の上方に、前記第１貫通孔および前記第２貫通孔を塞ぐ第２被覆層を形成する工程と、
を含み、
前記第２被覆層を形成する工程において、
前記第２被覆層は、気相成長法により成膜される。
【００１８】
このような電子装置の製造方法によれば、第１被覆層が、第１貫通孔と第１貫通孔よりも大きい第２貫通孔を有するため、第１貫通孔および第２貫通孔を塞ぐ工程において、第１貫通孔が塞がれ、その後第２貫通孔が塞がれる。これにより、第１被覆層の貫通孔がすべて同じ大きさである場合と比べて、空洞部の封止を確実に行いつつ、空洞部が封止された後から成膜が終了するまでの時間を短くすることができる。したがって、空洞部が封止された後に空洞部内で発生するガスの量を低減することができ、空洞部内の真空度を高めることができる。そのため、良好な特性を有する電子装置を得ることができる。
【００１９】
本発明に係る電子装置の製造方法において、
前記第２被覆層は、前記第１貫通孔を複数有していてもよい。
【００２０】
このような電子装置の製造方法によれば、空洞部を形成するリリース工程において、エッチング液やエッチングガスを効率よく供給することができる。
【００２１】
本発明に係る発振器は、
本発明に係る電子装置と、
前記電子装置の前記機能素子と電気的に接続された回路部と、
を含み、
前記機能素子は、振動子である。
【００２２】
このような発振器によれば、良好な特性を有することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本実施形態に係る電子装置を模式的に示す断面図。
【図２】本実施形態に係る電子装置を模式的に示す平面図。
【図３】本実施形態に係る電子装置の製造工程を模式的に示す断面図。
【図４】本実施形態に係る電子装置の製造工程を模式的に示す断面図。
【図５】本実施形態に係る電子装置の製造工程を模式的に示す断面図。
【図６】本実施形態に係る電子装置の製造工程を模式的に示す断面図。
【図７】本実施形態に係る電子装置の製造工程を模式的に示す断面図。
【図８】本実施形態に係る電子装置の製造工程を模式的に示す断面図。
【図９】本実施形態の変形例に係る電子装置を模式的に示す断面図。
【図１０】本実施形態の変形例に係る電子装置を模式的に示す平面図。
【図１１】本実施形態に係る発振器を示す回路図。
【図１２】本実施形態の変形例に係る発振器を示す回路図。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。
【００２５】
１．  電子装置
まず、本実施形態に係る電子装置について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る電子装置１００を模式的に示す断面図である。図２は、本実施形態に係る電子装置１００を模式的に示す平面図である。なお、図１は、図２のＩ−Ｉ線断面図である。また、図２では、便宜上、第２被覆層５８、包囲壁４０、層間絶縁層６０，６２、およびパッシベーション層７０の図示を省略している。
【００２６】
電子装置１００は、図１および図２に示すように、基板１０と、機能素子２０と、被覆構造体３０と、を含む。電子装置１００は、さらに、第１配線層２６と、第２配線層２８と、第３配線層２９と、包囲壁４０と、パッシベーション層７０と、を含むことができる。
【００２７】
基板１０は、図１に示すように、支持基板１２と、第１下地層１４と、第２下地層１６と、を有することができる。
【００２８】
支持基板１２としては、シリコン基板等の半導体基板を用いることができる。支持基板１２として、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、合成樹脂基板などの各種の基板を用いてもよい。
【００２９】
第１下地層１４は、支持基板１２上に形成されている。第１下地層１４としては、例えば、トレンチ絶縁層、ＬＯＣＯＳ（ｌｏｃａｌ  ｏｘｉｄａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｓｉｌｉｃｏｎ）絶縁層、セミリセスＬＯＣＯＳ絶縁層を用いることができる。第１下地層１４は、機能素子２０と、他の素子（例えばトランジスター、図示せず）と、を電気的に分離することができる。
【００３０】
第２下地層１６は、第１下地層１４上に形成されている。第２下地層１６としては、例えば、窒化シリコン層を用いることができる。第２下地層１６は、空洞部１を形成するリリース工程において、エッチングストッパー層として機能することができる。
【００３１】
機能素子２０は、基板１０上に配置されている。機能素子２０は、空洞部１に収容されている。図示の例では、機能素子２０は、第２下地層１６上に形成された第１電極２２と、第１電極２２と間隔を空けて形成された第２電極２４と、を有する振動子である。第２電極２４は、第２下地層１６上に形成された支持部２４ａと、支持部２４ａから延出し第１電極２２との間に空隙を有した状態で配置された梁部２４ｂと、を有することできる。すなわち、機能素子２０は、片持ち梁型のＭＥＭＳ振動子であるといえる。第１電極２２および第２電極２４の材質としては、例えば、所定の不純物をドーピングすることにより導電性が付与された多結晶シリコンが挙げられる。
【００３２】
図示の例では、第２電極２４は、１つの第１電極２２に対して２つ設けられている。この２つの第２電極２４は、異なる固有振動数を有していてもよいし、同じ固有振動数を有していてもよい。なお、１つの第１電極２２に対する第２電極２４の数は、特に限定されない。
【００３３】
なお、機能素子２０は、図示の例に限定されず、例えば、梁部の両端部が固定された両持ち梁型の振動子でもよい。また、機能素子２０は、第２電極が、支持部と、支持部から互い反対方向に延出する第１梁部および第２梁部と、を有し、第１梁部および第２梁部の各々に対向して、第１電極が形成された振動子であってもよい。また、機能素子２０は、例えば、振動子以外の、水晶振動子、ＳＡＷ（弾性表面波）素子、加速度センサー、ジャイロスコープ、マイクロアクチュエーターなどの各種の機能素子であってもよい。すなわち、電子装置１００は、空洞部１に収容されうる任意の機能素子を備えることができる。
【００３４】
第１配線層２６は、例えば、機能素子２０の第１電極２２に接続されている。第１配線層２６は、第１電極２２と一体的に形成されていてもよい。第２配線層２８は、例えば、機能素子２０の第２電極２４に接続されている。第２配線層２８は、第２電極２４と一体的に形成されていてもよい。第１配線層２６および第２配線層２８は、包囲壁４０の外側まで延出されている。第３配線層２９は、２つの第２電極２４の間を電気的に接続している。第１配線層２６、第２配線層２８、および第３配線層２９の材質としては、例えば、所定の不純物をドーピングすることにより導電性が付与された多結晶シリコンが挙げられる。
【００３５】
第１配線層２６および第２配線層２８は、電源部（図示せず）と電気的に接続されている。配線層２６，２８を介して、第１電極２２と第２電極２４との間に電圧が印加されると、梁部２４ｂは、電極２２，２４間に発生する静電力により、基板１０の厚み方向に振動することができる。
【００３６】
被覆構造体３０は、機能素子２０が収容された空洞部１を画成している。被覆構造体３０は、図示の例では、第１被覆層５０、第２被覆層５８、および層間絶縁層６０，６２を含んで構成されている。被覆構造体３０によって画成される空洞部１の平面形状（基板１０の厚み方向からの平面視における形状）は、機能素子２０を収容できる形状であれば特に限定されず、例えば、円形状、多角形状などの任意の形状である。空洞部１の平面形状は、図示の例では四角形である。
【００３７】
第１被覆層５０は、空洞部１上を覆っている。第１被覆層５０は、第１貫通孔５２と、第２貫通孔５４と、を有している。第１貫通孔５２および第２貫通孔５４は、空洞部１に連通している。後述するように、空洞部１を形成するリリース工程において、第１貫通孔５２および第２貫通孔５４を通して、エッチング液やエッチングガスを供給することができる。第１被覆層５０としては、例えば、アルミニウム層を用いることができる。第１被覆層５０は、例えば、第２金属層４６と一体的に形成される。
【００３８】
第１貫通孔５２および第２貫通孔５４の平面形状は、特に限定されず、例えば、円、楕円、多角形であってもよい。第１貫通孔５２および第２貫通孔５４の平面形状は、図示の例では、正方形である。第２貫通孔５４は、第１貫通孔５２よりも大きい。すなわち、第２貫通孔５４の開口の面積は、第１貫通孔５２の開口の面積よりも大きい。言い換えると、第２貫通孔５４の平面視における面積（基板１０の厚み方向からの平面視における面積）は、第１貫通孔５２の平面視における面積よりも大きい。具体的には、第１貫通孔５２の開口の面積は、１μｍ２以上４μｍ２未満である。第２貫通孔５４の開口の面積は、４μｍ２以上７μｍ２以下である。
【００３９】
第１被覆層５０は、複数（図示の例では、３６個）の第１貫通孔５２を有している。第１貫通孔５２は、例えば、複数行複数列に配置されている。また、第１貫通孔５２は、第２電極２４の梁部２４ｂの上方を避けて配置されている。すなわち、第１貫通孔５２と第２電極２４の梁部２４ｂとは、基板１０の厚み方向から平面視において、重ならない。なお、第１貫通孔５２の配置は、空洞部１を形成するリリース工程において、空洞部１を形成することができれば特に限定されない。
【００４０】
第１被覆層５０は、複数（図示の例では、２つ）の第２貫通孔５４を有している。なお、第２貫通孔５４の数は特に限定されず、例えば、１つであってもよいし３つ以上であってもよい。第２貫通孔５４の数は、例えば、第１貫通孔５２の数よりも少ない。第２貫通孔５４は、例えば、空洞部１を画成する被覆構造体３０の側面３２（図示の例では、層間絶縁層６０，６２の側面６１，６３）の近傍に配置される。例えば、被覆構造体３０の側面３２と第２貫通孔５４との間の距離Ｌ２は、被覆構造体３０の側面３２と第１貫通孔５４との間の距離Ｌ１よりも小さい。ここで、被覆構造体３０の側面３２と第２貫通孔５４との間の距離Ｌ２とは、被覆構造体３０の側面３２と第２貫通孔５４との間の最短距離をいう。同様に、被覆構造体３０の側面３２と第１貫通孔５２との間の距離Ｌ１とは、被覆構造体３０の側面３２と第１貫通孔５２との間の最短距離をいう。なお、第２貫通孔５４の位置は、図示の例に限定されず、任意の位置に配置されていてもよい。
【００４１】
第２被覆層５８は、第１被覆層５０上に配置されている。第２被覆層５８は、第１貫通孔５２および第２貫通孔５４を塞いでいる。これにより、貫通孔５２，５４を通じて、外部から気体等が空洞部１内に浸入することを防ぐことができる。第２被覆層５８は、例えば、第１被覆層５０に設けられたすべての貫通孔５２，５４を塞いでいる。第２被覆層５８としては、例えば、アルミニウム層、チタン層、または、アルミニウム層およびチタン層の積層体を用いることができる。第１被覆層５０および第２被覆層５８は、空洞部１を上方から覆って、空洞部１を封止する封止部材として機能することができる。
【００４２】
第１層間絶縁層６０および第２層間絶縁層６２は、図１に示すように、第２下地層１６上に形成されている。電子装置１００は、２層の層間絶縁層６０，６２を有しているが、その数は特に限定されず、例えば、金属層の数によって適宜変更されることができる。第１層間絶縁層６０の側面６１および第２層間絶縁層６２の側面６３は、被覆構造体３０の側面３２を構成している。すなわち、層間絶縁層６０，６２の側面６１，６３は、空洞部１に面している。層間絶縁層６０，６２としては、例えば、酸化シリコン層を用いることができる。第１層間絶縁層６０と第１配線２６との間には、酸化シリコン層４２が形成されていてもよい。
【００４３】
なお、ここでは、被覆構造体３０が、第１被覆層５０、第２被覆層５８、および層間絶縁層６０，６２を含んで構成されている場合について説明したが、被覆構造体３０は、これに限定されず、例えば、図示はしないが、第１被覆層５０、第２被覆層５８、および包囲壁４０を含んで構成されていてもよい。すなわち、被覆構造体３０の側面が、包囲壁４０の側面で構成されていてもよい。
【００４４】
包囲壁４０は、第２下地層１６上であって、空洞部１の周囲に形成されている。図示の例では、包囲壁４０は、層間絶縁層６０，６２に埋め込まれている。包囲壁４０は、基板１０の厚み方向からの平面視において、機能素子２０を囲む形状を有する。包囲壁４０の平面形状は、特に限定されず、例えば、円形状、多角形状などの任意の形状である。
【００４５】
包囲壁４０は、例えば、図１に示すように、第１金属層４４、および第２金属層４６を含んで構成されている。図示の例では、基板１０側から、第１金属層４４、第２金属層４６の順で積層されている。金属層４４，４６としては、例えば、アルミニウム層、チタン層、または、アルミニウム層およびチタン層の積層体を用いることができる。なお、図示の例では、包囲壁４０は、２層の金属層４４，４６を有しているが、金属層の数は特に限定されず、１層でもよいし、３層以上でもよい。
【００４６】
包囲壁４０の金属層４４，４６および第１被覆層５０には、一定の電位（例えば接地電位）が与えられることが望ましい。これにより、金属層４４，４６および第１被覆層５０を、電磁シールドとして機能させることができる。そのため、機能素子２０を、外部と電気的に遮蔽することができる。これにより、機能素子２０は、より安定した特性を有することができる。
【００４７】
パッシベーション層７０は、第２層間絶縁層６２上に形成されている。パッシベーション層７０としては、例えば、窒化シリコン層を用いることができる。
【００４８】
本実施形態に係る電子装置１００は、例えば、以下の特徴を有する。
【００４９】
電子装置１００では、被覆構造体３０が、第１貫通孔５２および第２貫通孔５４を有し、第２貫通孔５４は、第１貫通孔５２よりも大きい。そのため、第１被覆層の貫通孔がすべて同じ大きさである場合と比べて、第１貫通孔５２および第２貫通孔５４を塞ぐ工程において、すべての第１貫通孔５２が塞がれても第２貫通孔５４は塞がれておらず、工程の最終段階で第２貫通孔５４が塞がれることになる。これにより、空洞部の封止を確実に行いつつ、空洞部が封止された後から成膜が終了するまでの時間を短くすることができる。したがって、空洞部が封止された後に空洞部内で発生するガスの量を低減することができ、空洞部内の真空度を高めることができる。そのため、電子装置１００は、良好な特性を有することができる。以下、その理由について説明する。
【００５０】
スパッタ法による成膜では、成膜時に発生する熱等で、空洞部に面する絶縁層等からガスが発生する。そのため、成膜工程中において、貫通孔が塞がって空洞部が封止された後は、このガスは排出されずに空洞部内を滞留し、空洞部の真空度が低下してしまう。したがって、空洞部が封止された後から成膜を終了するまでの時間は、短いことが望ましい。しかしながら、本工程において、空洞部が封止された後から成膜を終了するまでの時間を短くするために、成膜時間を短く設定すると、ウエハー内の位置やウエハー間で成膜速度にばらつきがあるため、すべての貫通孔が塞がれずに、歩留まりが低下する場合があった。
【００５１】
電子装置１００では、貫通孔５２，５４を塞ぐ工程において、スパッタ法により第２被覆層５８を成膜すると、まず、第１貫通孔５２が塞がれる。このとき、第２貫通孔５４は、第１貫通孔５２よりも大きいため、塞がれていない。そのため、空洞部１内で発生したガスは、第２貫通孔５４から排気される。さらに成膜を進めると、第２貫通孔５４が塞がれて、空洞部１が封止される。そのため、貫通孔がすべて同じ大きさである場合に比べて、空洞部の封止を確実に行いつつ、空洞部が封止された後から成膜が終了するまでの時間を短くすることができる。したがって、空洞部１内の真空度を高めることができる。
【００５２】
なお、ここでは、第２被覆層５８をスパッタ法によって成膜する場合について説明したが、ＣＶＤ法等のその他の気相成長法によっても、同様の問題が生じる。電子装置１００によれば、そのような場合であっても、同様に、空洞部１内の真空度を高めることができる。
【００５３】
電子装置１００では、第１被覆層５０が、第１貫通孔５２を複数有することができる。これにより、空洞部１を形成するリリース工程において、エッチング液やエッチングガスを効率よく供給することができる。
【００５４】
電子装置１００では、第１貫通孔５２の開口の面積が、１μｍ２以上４μｍ２未満であり、第２貫通孔５４の開口の面積が、４μｍ２以上７μｍ２以下である。貫通孔の開口の面積が１μｍ２よりも小さい場合、空洞部を形成するリリース工程において、貫通孔を通しエッチングを行うことができなくなる場合がある。また、貫通孔の開口の面積が７μｍ２よりも大きい場合、貫通孔を塞ぐ工程において、貫通孔を確実に塞ぐことができない場合がある。したがって、第１貫通孔５２の開口の面積および第２貫通孔５４の開口の面積が上記の範囲にあることにより、空洞部１を形成するリリース工程において、良好なエッチングを行うことができ、かつ貫通孔５２，５４を塞ぐ工程において、貫通孔５２，５４を確実に塞ぐことができる。
【００５５】
電子装置１００では、被覆構造体３０の側面３２と第２貫通孔５４との間の距離Ｌ２が、被覆構造体３０の側面３２と第１貫通孔５２との間の距離Ｌ１よりも小さい。これにより、貫通孔５２，５４を塞ぐ工程において、被覆構造体３０の側面３２から発生するガスを効率よく排出することができる。
【００５６】
電子装置１００では、第１貫通孔５２が、第２電極２４の梁部２４ｂの上方を避けて配置されている。これにより、貫通孔５２，５４を塞ぐ工程において、貫通孔５２，５４を通して、空洞部１内に第２被覆層５８を構成する材料が浸入し、当該材料が機能素子２０の梁部２４ｂ上に堆積することを防ぐことができる。
【００５７】
２．  電子装置の製造方法
次に、本実施形態に係る電子装置の製造方法について、図面を参照しながら説明する。図３〜図８は、本実施形態に係る電子装置１００の製造工程を模式的に示す断面図である。なお、図３〜図８は、図１に対応している。
【００５８】
図３に示すように、支持基板１２上に、第１下地層１４および第２下地層１６をこの順で形成して、基板１０を得る。第１下地層１４は、例えば、ＳＴＩ（ｓｈａｌｌｏｗ  ｔｒｅｎｃｈ  ｉｓｏｌａｔｉｏｎ）法、ＬＯＣＯＳ法により形成される。第２下地層１６は、例えば、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、スパッタ法により形成される。
【００５９】
図４に示すように、第２下地層１６上に、第１電極２２、および第１電極２２に接続された第１配線層２６を形成する。第１電極２２および第１配線層２６は、一体的に形成されることができる。より具体的には、第１電極２２および第１配線層２６は、ＣＶＤ法やスパッタ法などによって成膜された後、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術によってパターニングされることにより形成される。第１電極２２および第１配線層２６が多結晶シリコンからなる場合、導電性を付与するために所定の不純物をドーピングする。
【００６０】
次に、熱酸化処理を行うことにより、第１電極２２を覆う犠牲層２３を形成する。犠牲層２３は、図４に示すように、第１配線層２６を覆っていてもよい。これにより、酸化シリコン層４２が形成される。
【００６１】
次に、犠牲層２３上に第２電極２４を形成し、さらに、第２下地層１６上に第２配線層２８を形成する。第２電極２４および第２配線層２８は、一体的に形成されることができる。第２電極２４および第２配線層２８は、例えば、第１電極２２および第１配線層２６と同様の成膜処理およびパターニング処理により形成される。第２電極２４および第２配線層２８が多結晶シリコンからなる場合、導電性を付与するために所定の不純物をドーピングする。
【００６２】
図５に示すように、基板１０の上方に第１層間絶縁層６０を形成する。第１層間絶縁層６０は、例えば、ＣＶＤ法や塗布（スピンコート）法などで形成することができる。第１層間絶縁層６０を形成した後に、第１層間絶縁層６０の表面を平坦化する処理を行ってもよい。
【００６３】
次に、第１層間絶縁層６０上に第１金属層４４を形成する。第１金属層４４は、例えば、スパッタ法、めっき法などによって成膜された後、パターニングされることによって形成される。
【００６４】
図６に示すように、第１層間絶縁層６０上に第２層間絶縁層６２を形成する。第２層間絶縁層６２は、例えば、第１層間絶縁層６０と同じ方法で形成される。次に、第２層間絶縁層６２をパターニングして、第１金属層４４が露出するように、開口部６２ａを形成する。
【００６５】
次に、開口部６２ａ内に、第２金属層４６を形成し、さらに、機能素子２０の上方に、第１被覆層５０を形成する。第２金属層４６および第１被覆層５０は、一体的に形成されることができる。第２金属層４６および第１被覆層５０は、例えば、第１金属層４４と同じ方法で形成される。以上の工程により、包囲壁４０を形成することができる。次に、第１被覆層５０をパターニングして、第１貫通孔５２および第２貫通孔５４（図２参照）を形成する。
【００６６】
図７に示すように、第２層間絶縁層６２上にパッシベーション層７０を形成する。パッシベーション層７０は、例えば、ＣＶＤ法やスパッタ法などによって成膜された後、パターニングされることによって形成される。パッシベーション層７０は、機能素子２０の上方に開口部７０ａが形成されるようにパターニングされる。
【００６７】
図８に示すように、貫通孔５２，５４を通して、機能素子２０の上方の層間絶縁層６０，６２および犠牲層２３をエッチング（除去）して、空洞部１を形成する（リリース工程）。エッチングは、例えば、フッ化水素酸や緩衝フッ酸（フッ化水素酸とフッ化アンモニウムとの混合液）などのエッチング液を用いたウェットエッチングによって行われる。また、エッチングは、フッ化水素ガス等のエッチングガスを用いたドライエッチングによって行われてもよい。
【００６８】
図１に示すように、第１被覆層５０上に第２被覆層５８を形成する。これにより、貫通孔５２，５４を塞ぐことができ、空洞部１を封止することができる。第２被覆層５８は、例えば、スパッタ法、ＣＶＤ法などの気相成長法により形成することができる。これにより、空洞部１を減圧状態のまま封止することができる。
【００６９】
本工程において、第２被覆層５８の成膜を開始すると、まず、第１貫通孔５２が塞がれる。このとき、第２貫通孔５４は、第１貫通孔５２よりも大きいため、塞がれていない。そのため、空洞部１内で発生したガスは、第２貫通孔５４から排気される。さらに成膜を進めると、第２貫通孔５４が塞がれて、空洞部１が封止される。以上の工程により、被覆構造体３０を形成することができる。
【００７０】
以上の工程により、本実施形態に係る電子装置１００を製造することができる。
【００７１】
本実施形態に係る電子装置１００の製造方法は、例えば、以下の特徴を有する。
【００７２】
電子装置１００の製造方法によれば、被覆構造体３０が、第１貫通孔５２および第２貫通孔５４を有し、第２貫通孔５４は、第１貫通孔５２よりも大きいため、上述のように、空洞部の封止を確実に行いつつ、空洞部が封止された後から成膜が終了するまでの時間を短くすることができる。したがって、空洞部が封止された後に空洞部内で発生するガスの量を低減することができ、空洞部内の真空度を高めることができる。そのため、良好な特性を有する電子装置を得ることができる。
【００７３】
電子装置１００の製造方法によれば、第１被覆層５０が、第１貫通孔５２を複数有することができる。これにより、空洞部１を形成するリリース工程において、エッチング液やエッチングガスを効率よく供給することができる。
【００７４】
電子装置１００の製造方法によれば、第１貫通孔５２の開口の面積が、１μｍ２以上４μｍ２未満であり、第２貫通孔５４の開口の面積が、４μｍ２以上７μｍ２以下であるように形成される。これにより、空洞部１を形成するリリース工程において、良好なエッチングを行うことができ、かつ貫通孔５２，５４を塞ぐ工程において、確実に貫通孔５２，５４を塞ぐことができる。
【００７５】
電子装置１００の製造方法によれば、被覆構造体３０の側面３２と第２貫通孔５４との間の距離Ｌ２が、被覆構造体３０の側面３２と第１貫通孔５２との間の距離Ｌ１よりも小さくなるように形成される。これにより、貫通孔５２，５４を塞ぐ工程において、被覆構造体３０の側面３２から発生するガスを効率よく排出することができる。
【００７６】
電子装置１００の製造方法によれば、第１貫通孔５２が、第２電極２４の梁部２４ｂの上方を避けて配置されるように形成される。これにより、貫通孔５２，５４を塞ぐ工程において、貫通孔５２，５４を通して、空洞部１内に第２被覆層５８を構成する材料が浸入し、機能素子２０の梁部２４ｂに堆積することを防ぐことができる。
【００７７】
３．  電子装置の変形例
次に、本実施形態の変形例に係る電子装置について、図面を参照しながら説明する。図９は、本実施形態の変形例に係る電子装置２００を模式的に示す断面図である。図１０は、本実施形態の変形例に係る電子装置２００を模式的に示す平面図である。なお、図９は図１０のＩＸ−ＩＸ線断面図である。また、図１０では、便宜上、第２被覆層５８、包囲壁４０、層間絶縁層６０，６２、およびパッシベーション層７０の図示を省略している。以下、本実施形態の変形例に係る電子装置２００において、本実施形態に係る電子装置１００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００７８】
上述した電子装置１００の例では、図１および図２に示すように、第２電極２４は、１つの第１電極２２に対して２つ設けられていた。
【００７９】
これに対して、電子装置２００では、図９および図１０に示すように、第２電極２４は、１つの第１電極２２に対して１つ設けられている。
【００８０】
電子装置２００によれば、電子装置１００と同様の作用効果を奏することができる。
【００８１】
なお、電子装置２００の製造方法は、上述した電子装置１００の製造方法と、１つの第１電極２２に対して１つの第２電極２４を設ける点を除いて同様であり、その説明を省略する。
【００８２】
４．  発振器
次に、本実施形態に係る発振器について、図面を参照しながら説明する。図１１は、本実施形態に係る発振器４００を示す回路図である。
【００８３】
発振器４００は、図１１に示すように、本発明に係る電子装置（例えば電子装置２００）と、反転増幅回路４１０と、を含んで構成されている。
【００８４】
電子装置２００は、第１配線層２６に電気的に接続された第１端子２００ａと第２配線層２８に電気的に接続された第２端子２００ｂとを有している。電子装置２００の第１端子２００ａは、反転増幅回路４１０の入力端子４１０ａと少なくとも交流的に接続する。電子装置２００の第２端子２００ｂは、反転増幅回路４１０の出力端子４１０ｂと少なくとも交流的に接続する。
【００８５】
図示の例では、反転増幅回路４１０は、１つのインバーターから構成されているが、所望の発振条件が満たされるように、複数のインバーター（反転回路）や増幅回路を組み合わせて構成されていてもよい。
【００８６】
発振器４００は、反転増幅回路４１０に対する帰還抵抗を含んで構成されていてもよい。図１１に示す例では、インバーター４１２の入力端子と出力端子とが抵抗４２０を介して接続されている。
【００８７】
発振器４００は、反転増幅回路４１０の入力端子４１０ａと基準電位（接地電位）との間に接続された第１キャパシター４３０と、反転増幅回路４１０の出力端子４１０ｂと基準電位（接地電位）との間に接続された第２キャパシター４３２と、を含んで構成されている。これにより、電子装置２００とキャパシター４３０，４３２とで共振回路を構成する発振回路とすることができる。発振器４００は、この発振回路で得られた発振信号ｆを出力する。
【００８８】
発振器４００を構成するトランジスターやキャパシター等の素子（図示せず）は、例えば、基板１０上に（図９参照）形成されていてもよい。これにより、電子装置２００と反増幅回路４１０をモノリシックに形成することができる。
【００８９】
発振器４００を構成するトランジスター等の素子を基板１０上に形成する場合、発振器４００を構成するトランジスター等の素子を、上述した電子装置２００（電子装置１００）を形成する工程と同一の工程で形成してもよい。具体的には、犠牲層２３を形成する工程において（図４参照）、トランジスターのゲート絶縁層を形成してもよい。さらに、第２電極２４を形成する工程において（図４参照）、トランジスターのゲート電極を形成してもよい。このように、電子装置２００の製造工程と発振器４００を構成するトランジスター等の素子の製造工程を共通化することで、製造工程の簡素化を図ることができる。
【００９０】
発振器４００によれば、良好な特性を有する電子装置２００を含む。そのため、発振器４００は、良好な特性を有することができる。
【００９１】
発振器４００は、図１２に示すように、さらに、分周回路４４０を有していてもよい。分周回路４４０は、発振回路の出力信号Ｖｏｕｔを分周し、発振信号ｆを出力する。これにより、発振器４００は、例えば、出力信号Ｖｏｕｔの周波数よりも低い周波数の出力信号を得ることができる。
【００９２】
なお、上述した実施形態及び変形例は一例であって、これらに限定されるわけではない。例えば各実施形態及び各変形例は、複数を適宜組み合わせることが可能である。
【００９３】
本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【符号の説明】
【００９４】
１  空洞部、１０  基板、１２  支持基板、１４  第１下地層、１６  第２下地層、
２０  機能素子、２２  第１電極、２３  犠牲層、２４  第２電極、２４ａ  支持部、
２４ｂ  梁部、２６  第１配線層、２８  第２配線層、２９  第３配線層、
３０  被覆構造体、３２  側面、４０  包囲壁、４２  酸化シリコン層、
４４  第１金属層、４６  第２金属層、５０  第１被覆層、５２  第１貫通孔、
５４  第２貫通孔、５８  第２被覆層、６０  第１層間絶縁層、６１  側面、
６２  第２層間絶縁層、６２ａ  開口部、６３  側面、７０  パッシベーション層、
７０ａ  開口部、１００，２００  電子装置、２００ａ  第１端子、
２００ｂ  第２端子、４００  発振器、４１０  反転増幅回路、４１０ａ  入力端子、
４１０ｂ  出力端子、４１２，４１４，４１６  インバーター、
４２０，４２２，４２４  抵抗、４３０  第１キャパシター、
４３２  第２キャパシター、４４０  分周回路
【図１】
0005773153.tif 000002
【図２】
0005773153.tif 000003
【図３】
0005773153.tif 000004
【図４】
0005773153.tif 000005
【図５】
0005773153.tif 000006
【図６】
0005773153.tif 000007
【図７】
0005773153.tif 000008
【図８】
0005773153.tif 000009
【図９】
0005773153.tif 000010
【図１０】
0005773153.tif 000011
【図１１】
0005773153.tif 000012
【図１２】
0005773153.tif 000013