(57)【要約】【課題】角速度センサ、加速度センサ、コンバインドセンサなどのＭＥＭＳ素子の封止および電極取り出し方法を提供する。【解決手段】台座支持部１０によって囲まれた素子形成領域ＤＡ内には、固定部１１が形成され、この固定部１１に梁１２が接続されている。そして、梁１２に可動部１３が接続されている。さらに、素子形成領域ＤＡ内には、可動部１３の変位を検知する検出部１４が設けられている。可動部１３や検出部１４には、配線部１５が接続されており、この配線部１５は、気密封止されている素子形成領域ＤＡから外側の外部領域に延在している。配線部１５は、台座支持部１０を貫通して端子１７に接続されている。配線部１５と台座支持部１０との間には、孔１６が形成され、この孔１６内に絶縁膜１８が形成されている。この孔１６に埋め込まれた絶縁膜１８により、配線部１５と台座支持部１０とが絶縁されている。【選択図】図１
2008046078.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）半導体基板と、
（ｂ）前記半導体基板に固定され、所定領域を囲むように形成された台座支持部と、
（ｃ）前記半導体基板に固定され、前記所定領域内に形成された固定部と、
（ｄ）前記固定部に接続され、前記所定領域内に形成された梁と、
（ｅ）前記梁に接続され、かつ、前記所定領域内の空間に懸架された可動部と、
（ｆ）前記台座支持部に囲まれた前記所定領域の外側に形成された端子部と、
（ｇ）前記可動部と前記端子部とを前記台座支持部を貫通して接続する配線部と、
（ｈ）前記台座支持部および前記配線部上に形成され、前記所定領域を囲むように形成された台座部と、
（ｉ）前記台座部上に形成され、前記所定領域を覆うキャップとを備え、
前記台座支持部と前記配線部の間、および、前記配線部と前記台座部の間には、絶縁膜が形成されていることを特徴とする微小電気機械システム素子。
【請求項２】
請求項１記載の微小電気機械システム素子であって、
前記台座支持部と前記台座部との間にも前記絶縁膜が形成されていることを特徴とする微小電気機械システム素子。
【請求項３】
請求項１記載の微小電気機械システム素子であって、
前記台座支持部、前記固定部、前記梁および前記可動部は、同一導体層を加工して形成されていることを特徴とする微小電気機械システム素子。
【請求項４】
請求項１記載の微小電気機械システム素子であって、
前記半導体基板は、支持基板と支持基板上に形成された中間絶縁層と前記中間絶縁層上に形成された導体層を含むことを特徴とする微小電気機械システム素子。
【請求項５】
請求項４記載の微小電気機械システム素子であって、
前記導体層は、ポリシリコン膜または金属膜から形成されていることを特徴とする微小電気機械システム素子。
【請求項６】
請求項４記載の微小電気機械システム素子であって、
前記導体層を加工することにより、前記台座支持部、前記固定部、前記梁および前記可動部が形成されていることを特徴とする微小電気機械システム素子。
【請求項７】
請求項１記載の微小電気機械システム素子であって、
前記キャップは、前記端子部上にまで延在し、前記端子部上に開口部を有することを特徴とする微小電気機械システム素子。
【請求項８】
請求項７記載の微小電気機械システム素子であって、
前記端子部は複数存在し、前記キャップに形成されている前記開口部は、複数の前記端子部を含む領域上を開口するように形成されていることを特徴とする微小電気機械システム素子。
【請求項９】
請求項１記載の微小電気機械システム素子であって、
前記キャップは、ガラス基板、半導体基板あるいは金属基板のいずれかから形成されていることを特徴とする微小電気機械システム素子。
【請求項１０】
請求項１記載の微小電気機械システム素子であって、
前記台座部は前記所定領域を囲み、かつ、前記所定領域から外側に向かって延在していることを特徴とする微小電気機械システム素子。
【請求項１１】
請求項１０記載の微小電気機械システム素子であって、
前記台座部のうち前記所定領域から外側に延在する部分には、陽極接合用電極部が形成され、かつ、前記キャップは前記陽極接合用電極部上まで延在して形成され、前記陽極接合用電極部上の前記キャップには、開口部が形成されていることを特徴とする微小電気機械システム素子。
【請求項１２】
請求項１記載の微小電気機械システム素子であって、
前記所定領域は、気密封止されていることを特徴とする微小電気機械システム素子。
【請求項１３】
（ａ）支持基板と前記支持基板上に形成された中間絶縁層と前記中間絶縁層上に形成された導体層を含む半導体基板を用意する工程と、
（ｂ）前記導体層に前記中間絶縁層に達する孔を形成する工程と、
（ｃ）前記孔内に第１絶縁膜を埋め込む工程と、
（ｄ）前記導体層上に第１導体膜を形成する工程と、
（ｅ）前記第１導体膜をパターニングすることにより、所定領域の外側に端子部を形成する工程と、
（ｆ）前記導体層上に第２絶縁膜を形成する工程と、
（ｇ）前記第２絶縁膜上に第２導体膜を形成する工程と、
（ｈ）前記第２絶縁膜および前記第２導体膜をパターニングすることにより、前記所定領域および前記端子部を開口する台座部を形成する工程と、
（ｉ）前記所定領域と前記端子部に露出する前記導体層をパターニングすることにより、前記所定領域を囲み、前記第２絶縁膜を介して上部に前記台座部が形成された台座支持部を形成し、かつ、前記所定領域内に固定部を形成し、さらに、前記固定部に接続し、前記所定領域内に形成される梁と、前記梁に接続し、前記所定領域内に形成される可動部および前記可動部と前記端子部とを接続する配線部を形成し、前記台座支持部を貫通する前記配線部と前記台座支持部との間に前記第１絶縁膜が形成され、前記台座支持部を貫通する前記配線部と前記台座部との間に前記第２絶縁膜が形成されるようにする工程と、
（ｊ）前記梁および前記可動部の下層に形成される前記中間絶縁層を除去することにより、前記可動部を前記所定領域内の空間に懸架する工程と、
（ｋ）前記台座部とキャップとを接合して前記所定領域を封止する工程とを備えることを特徴とする微小電気機械システム素子の製造方法。
【請求項１４】
（ａ）支持基板と前記支持基板上に形成された中間絶縁層と前記中間絶縁層上に形成された導体層を含む半導体基板を用意する工程と、
（ｂ）前記導体層をパターニングすることにより、所定領域を囲む台座支持部、前記所定領域内に形成される固定部、前記固定部に接続し、前記所定領域内に形成される梁、前記梁に接続し、前記所定領域内に形成される可動部および前記所定領域から前記台座支持部を貫通して外部に延在する配線部を形成する工程と、
（ｃ）パターニングした前記導体層を埋め込むように第３絶縁膜を形成し、前記台座支持部を貫通する前記配線部の周囲に前記第３絶縁膜が形成されるようにする工程と、
（ｄ）前記所定領域の外部にある前記導体膜上に端子部を形成し、前記端子部と前記配線部とを接続する工程と、
（ｅ）前記第３絶縁膜を介した前記台座支持部上に台座部を形成する工程と、
（ｆ）前記所定領域内の前記第３絶縁膜、および、前記梁と前記可動部の下層に形成されている前記中間絶縁膜を除去することにより、前記所定領域内の空間に前記可動部を懸架する工程と、
（ｇ）前記台座部とキャップとを接合して前記所定領域を封止する工程とを備えることを特徴とする微小電気機械システム素子の製造方法。
【請求項１５】
請求項１３記載の微小電気機械システム素子の製造方法であって、
前記キャップは、前記所定領域の外側に形成されている前記端子部上の領域を開口する開口部を有することを特徴とする微小電気機械システム素子の製造方法。
【請求項１６】
請求項１５記載の微小電気機械システム素子の製造方法であって、
前記キャップの前記開口部は、複数の前記端子部をまとめて開口することを特徴とする微小電気機械システム素子の製造方法。
【請求項１７】
請求項１３記載の微小電気機械システム素子の製造方法であって、
前記第２導体膜はポリシリコン膜であることを特徴とする微小電気機械システム素子の製造方法。
【請求項１８】
請求項１７記載の微小電気機械システム素子の製造方法であって、
前記キャップはガラス基板であり、前記ポリシリコン膜よりなる前記台座と前記キャップとは陽極接合により接合することを特徴とする微小電気機械システム素子の製造方法。
【請求項１９】
請求項１７記載の微小電気機械システム素子の製造方法であって、
前記キャップはシリコン基板であり、前記ポリシリコン膜よりなる前記台座と前記キャップとは常温接合により接合されていることを特徴とする微小電気機械システム素子の製造方法。
【請求項２０】
請求項１３記載の微小電気機械システム素子の製造方法であって、
前記（ｃ）工程は、化学気相成長法を用いて前記第１絶縁膜を成膜することにより実施することを特徴とする微小電気機械システム素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば加速度センサ、角速度センサ、振動子、メカニカルフィルタなどの機能を有する微小電気機械システム素子（ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）素子）およびその製造技術に関し、気密封止され、外部と電気信号のやり取りをするＭＥＭＳ素子およびその製造技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のＭＥＭＳ素子の封止技術と電極取り出し技術の一例を図４１に示す。この技術では、基板にＭＥＭＳ構造部５０１と、梁５０２、電極支持部５０３およびＭＥＭＳ構造部５０１を取り囲むように形成された外周壁５０４が形成されている。その上下にキャップ５０５が陽極接合により接合され、サンドブラストなどによりガラスからなるキャップ５０５に貫通孔５０６を空けた後、導電膜５０７を成膜し加工することで、外部との信号のやり取りが可能となる。
【０００３】
例えば、特開平１０−２１３４４１（特許文献１）の明細書に基づき既に公知の技術では、上側のキャップに貫通ビアホールを形成し、この貫通ビアホールに充填された導電性ペースト（又は金属）を用いてＭＥＭＳ構造部と外部の回路基板の配線パターンなどとを電気的に接続するようにしている。
【０００４】
また、例えば、特開２０００−１８６９３１（特許文献２）の明細書に基づき既に公知の技術では、角速度検出部（ＭＥＭＳ構造部）とキャップとに貫通ビアホールを形成した後、その上に導電膜を堆積させ、パターニングすることによりパッドを形成し、外部との信号のやり取りを行っている。
【０００５】
また、例えば、非特許文献１により既に公知の技術では、ＳＯＩ（Silicon On Insulator）ウェハの活性層にＭＥＭＳ素子とともに周辺回路が混載して形成されており、ＭＥＭＳ素子部と周辺回路の間にはアイソレーショントレンチが形成され電気的に絶縁されている。また、周辺回路部とＭＥＭＳ素子部の信号のやり取りは、アイソレーショントレンチの上方をまたがる空中配線によって行われている。
【特許文献１】特開平１０−２１３４４１号公報
【特許文献２】特開２０００−１８６９３１号公報
【非特許文献１】”Embedded Interconnect and Electrical Isolation for High-Aspect-Ratio, SOI Inertial Instruments”, Transducers’97, pp.637-640
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、前述した従来技術では、ＭＥＭＳ構造部５０１と、ＭＥＭＳ構造部５０１を取り囲むように形成されている外周壁５０４が形成されている層の両面にキャップ５０５が接合されている。また、キャップ５０５を接合した後にサンドブラストなどを用いて電極数分の貫通孔５０６を空けている。その後、導電膜または導電性ペーストなどの導体を堆積または埋め込むことで電極を形成し、ＭＥＭＳ構造部５０１と外部とを接続する構成となっている。
【０００７】
そのため、貫通孔５０６加工時におけるストレスの影響により接合面にマイクロクラックが発生しやすくなり、封止圧力などＭＥＭＳ構造部５０１を囲む環境が経時的に変化する虞が大きい。
【０００８】
また、サンドブラスト加工で形成した貫通孔５０６は、加工が始まるキャップ５０５の表面では大径で、底面では小径になる。そのため、貫通孔５０６間のピッチを表面に形成される孔径にあわせて設定する必要があり、小型化に不利である。
【０００９】
特に、角速度センサや、加速度センサ、角速度と加速度などいろいろな物理量が同時に測定できるコンバインドセンサなどでは、必要とする電極の数が多くなり、電極の大きさによってセンサの小型化が制限されてしまう問題もある。
【００１０】
さらに、複数の電極支持部５０３は平面的には互いに離れているため、気密封止のためにはＭＥＭＳ構造部５０１、梁５０２および電極支持部５０３を取り囲む形状の外周壁５０４が必須となるため、素子の小型化に不利である。
【００１１】
また、キャップ５０５にサンドブラストなどによって貫通孔５０６を加工するとき、このキャップ５０５と基板の接合面には不連続なエッジが形成され、導電膜が断線してしまう虞もあり、歩留まりが悪くなるという問題がある。
【００１２】
また、サンドブラスト加工は、砂など小さな砥粒を用いて行う加工法であり、埃発生などの問題からクリーンルームでの処理は不可能である。そのため、クリーンルームでの一貫加工は不可能にあり、歩留まりの低下や、作業効率の低下なども懸念される。
【００１３】
また、非特許文献１の内容では、ＳＯＩウェハの活性層にＭＥＭＳ素子部と周辺回路とを混載して形成し、その間をアイソレーショントレンチによって電気的に分離しているが、ウェハレベルでの封止に関しては言及がなく、チップのダイシング時にはＭＥＭＳ素子部を保護するための特別な配慮が必要となる。
【００１４】
そこで、本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、角速度センサ、加速度センサ、コンバインドセンサなどのＭＥＭＳ素子の封止および電極取り出し方法を提供することを目的としている。
【００１５】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
【００１７】
本発明による微小電気機械システム素子は、（ａ）半導体基板と、（ｂ）前記半導体基板に固定され、所定領域を囲むように形成された台座支持部と、（ｃ）前記半導体基板に固定され、前記所定領域内に形成された固定部と、（ｄ）前記固定部に接続され、前記所定領域内に形成された梁と、（ｅ）前記梁に接続され、かつ、前記所定領域内の空間に懸架された可動部と、（ｆ）前記台座支持部に囲まれた前記所定領域の外側に形成された端子部と、（ｇ）前記可動部と前記端子部とを前記台座支持部を貫通して接続する配線部と、（ｈ）前記台座支持部および前記配線部上に形成され、前記所定領域を囲むように形成された台座部と、（ｉ）前記台座部上に形成され、前記所定領域を覆うキャップとを備え、前記台座支持部と前記配線部の間、および、前記配線部と前記台座部の間には、絶縁膜が形成されていることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明による微小電気機械システム素子の製造方法は、（ａ）支持基板と前記支持基板上に形成された中間絶縁層と前記中間絶縁層上に形成された導体層を含む半導体基板を用意する工程と、（ｂ）前記導体層に前記中間絶縁層に達する孔を形成する工程と、（ｃ）前記孔内に第１絶縁膜を埋め込む工程と、（ｄ）前記導体層上に第１導体膜を形成する工程と、（ｅ）前記第１導体膜をパターニングすることにより、所定領域の外側に端子部を形成する工程と、（ｆ）前記導体層上に第２絶縁膜を形成する工程と、（ｇ）前記第２絶縁膜上に第２導体膜を形成する工程と、（ｈ）前記第２絶縁膜および前記第２導体膜をパターニングすることにより、前記所定領域および前記端子部を開口する台座部を形成する工程と、（ｉ）前記所定領域と前記端子部に露出する前記導体層をパターニングすることにより、前記所定領域を囲み、前記第２絶縁膜を介して上部に前記台座部が形成された台座支持部を形成し、かつ、前記所定領域内に固定部を形成し、さらに、前記固定部に接続し、前記所定領域内に形成される梁、前記梁に接続し、前記所定領域内に形成される可動部および前記可動部と前記端子部とを接続する配線部を形成し、前記台座支持部を貫通する前記配線部と前記台座支持部との間に前記第１絶縁膜が形成され、前記台座支持部を貫通する前記配線部と前記台座部との間に前記第２絶縁膜が形成されるようにする工程と、（ｊ）前記梁および前記可動部の下層に形成される前記中間絶縁層を除去することにより、前記可動部を前記所定領域内の空間に懸架する工程と、（ｋ）前記台座部とキャップとを接合して前記所定領域を封止する工程とを備えることを特徴とする。
【００１９】
さらに、本発明による微小電気機械システム素子の製造方法は、（ａ）支持基板と前記支持基板上に形成された中間絶縁層と前記中間絶縁層上に形成された導体層を含む半導体基板を用意する工程と、（ｂ）前記導体層をパターニングすることにより、所定領域を囲む台座支持部、前記所定領域内に形成される固定部、前記固定部に接続し、前記所定領域内に形成される梁と、前記梁に接続し、前記所定領域内に形成される可動部および前記所定領域から前記台座支持部を貫通して外部に延在する配線部を形成する工程と、（ｃ）パターニングした前記導体層を埋め込むように第３絶縁膜を形成し、前記台座支持部を貫通する前記配線部の周囲に前記第３絶縁膜が形成されるようにする工程と、（ｄ）前記所定領域の外部にある前記導体膜上に端子部を形成し、前記端子部と前記配線部とを接続する工程と、（ｅ）前記第３絶縁膜を介した前記台座支持部上に台座部を形成する工程と、（ｆ）前記所定領域内の前記第３絶縁膜、および、前記梁と前記可動部の下層に形成されている前記中間絶縁膜を除去することにより、前記所定領域内の空間に前記可動部を懸架する工程と、（ｇ）前記台座部とキャップとを接合して前記所定領域を封止する工程とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。
【００２１】
外部接続用電極を気密封止した所定領域の外部に形成し、外部接続用電極上に開口部を有するキャップを使用して所定領域を封止するように構成しているので、接合後のキャップに電極取り出し用の穴あけ加工をする必要がなくなる。このため、接合面にマイクロクラックが発生することはなく、気密性を向上させることができる。その結果、圧力の変動などの経時変化の少ない高性能・高信頼性のＭＥＭＳ素子の製造が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。
【００２３】
また、以下の実施の形態において、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でもよい。
【００２４】
さらに、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。
【００２５】
同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうではないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。
【００２６】
また、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。なお、図面をわかりやすくするために平面図であってもハッチングを付す場合がある。
【００２７】
（実施の形態１）
本実施の形態１における微小電気機械システム素子（以下では、ＭＥＭＳ素子という）について図面を参照しながら説明する。本実施の形態１では、ＭＥＭＳ素子の一例として加速度センサを例に挙げて説明する。図１は、本実施の形態１における加速度センサの主要な構成要素を平面的に示す模式図である。図２は、図１のＡ−Ａ´線で切断した断面を示しており、図３は、図１のＢ−Ｂ´線で切断した断面を示している。さらに、図４は、図１のＣ−Ｃ´線で切断した断面を示している。
【００２８】
図１において、ＭＥＭＳ素子１Ａは、素子形成領域（所定領域）ＤＡを囲むように台座支持部１０が形成されている。この台座支持部１０上には台座と、この台座と接合することによって素子形成領域ＤＡを覆うキャップが形成されているが、図１では、この台座とキャップの図示を省略している。この台座とキャップの構成は、図２から図４において図示されているので、図２〜図４で説明する。
【００２９】
台座支持部１０で囲まれた素子形成領域ＤＡ内には、固定部１１が形成されている。この固定部１１は下層の半導体基板に固定されている。そして、固定部１１には弾性変形可能な梁１２が接続されている。この弾性変形可能な梁１２には、可動部１３が接続されている。つまり、台座支持部１０で囲まれた素子形成領域ＤＡの中央部には、加速度センサの質量部となる可動部１３が形成されており、この可動部１３の両側を挟むように固定部１１が形成されている。そして、可動部１３を挟むように形成された両側の固定部１１とそれぞれ弾性変形可能な梁１２を介して接続されている。この可動部１３は、素子形成領域ＤＡの空間に懸架されており、変位することが可能なように構成されている。
【００３０】
さらに、素子形成領域ＤＡ内には、可動部１３の変位を検知するための検出部１４が形成されている。検出部１４は櫛歯状に電極が配置された容量素子から形成されている。具体的には、素子形成領域ＤＡ内に形成され、半導体基板に固定された固定電極１４ａと、可動部１３と一体化した可動電極１４ｂから構成されている。
【００３１】
可動電極１４ｂを含む可動部１３は、素子形成領域ＤＡの外部に形成されている端子１７と配線部１５を介して電気的に接続されている。端子１７は外部接続用の電極である。すなわち、端子１７は素子形成領域ＤＡ内で発生する電気信号を外部の集積回路に出力するために設けられているものである。このとき、梁１２および固定部１１が配線の一部として利用される。素子形成領域ＤＡは密閉されており、この密閉された素子形成領域ＤＡ内の可動部１３と、素子形成領域ＤＡの外部に形成された端子１７を接続するため、配線部１５は、素子形成領域ＤＡを囲むように設けられている台座支持部１０を貫通するように構成されている。つまり、台座支持部１０の間には、素子形成領域ＤＡと外部領域を接続する配線部１５が形成されており、この配線部１５が素子領域ＤＡから外部領域へ延在している。
【００３２】
台座支持部１０の間には、配線部１５が形成されているが、この配線部１５と台座支持部１０との間には、孔１６が形成されており、この孔１６を埋め込むように絶縁膜１８が形成されている。この絶縁膜１８により、配線部１５と台座支持部１０との電気的な接触を防止するようになっている。すなわち、配線部１５と台座支持部１０は、例えば、ポリシリコン膜から形成されているため、接触すると、配線部１５と台座支持部１０が導通することになってしまう。台座支持部１０の間には、図１に示すように、接続先の異なる複数の配線部１５が形成されている。このため、配線部１５と台座支持部１０が導通すると、複数の配線部１５が互いにショートしてしまう。そこで、台座支持部１０と配線部１５との間に設けられている孔１６の内部に絶縁膜１８を形成し、配線部１５と台座支持部１０との導通を避けるように構成している。さらに、配線部１５と台座支持部１０との間に孔１６が形成されているが、孔１６による隙間が存在すると、素子形成領域ＤＡを気密封止することができない。したがって、絶縁膜１８は、配線部１５と台座支持部１０との電気的に接続しないようにする機能を有するとともに、孔１６を埋め込み、隙間が形成されないようにする機能も有している。
【００３３】
次に、図２は、図１のＡ−Ａ´線で切断した断面を示す断面図である。図２において、本実施の形態１におけるＭＥＭＳ素子１Ａを構成する半導体基板としては、例えば、ＳＯＩ（Silicon On Insulator）基板が使用されている。すなわち、ＳＯＩ基板は、支持基板２０ａ上に中間絶縁層２１が形成されており、この中間絶縁層２１上に導体層（活性層）が形成されている。支持基板２０ａは、例えば、シリコン（Ｓｉ）より形成され、中間絶縁層２１は、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ２）より形成されている。さらに、中間絶縁層２１上に形成されている導体層は、例えば、導電性シリコンより形成されている。
【００３４】
支持基板２０ａと中間絶縁層２１との総厚は、例えば、数十〜数百μｍ、導体層の厚さは、例えば、数〜数十μｍである。本実施の形態１では、ＳＯＩ基板を使用しているが、半導体基板としてＳＯＩ基板に限定されるものでなく種々変更可能であり、例えば、表面ＭＥＭＳ技術を用いた導電性ポリシリコン、または、例えば、ニッケル（Ｎｉ）などのめっき金属を導体層として使用してもよい。
【００３５】
図２に示すように、支持基板２０ａ上には、中間絶縁層２１が形成されており、この中間絶縁層２１上に導体層が形成されている。この導体層を加工して台座支持部１０、検出部の固定電極１４ａ、可動部１３が形成されている。すなわち、中間絶縁層２１上に形成されている同一の導体層をパターニングして、台座支持部１０、固定電極１４ａおよび可動部１３が形成されている。図２では図示されないが、図１に示す固定部１１、梁１２、可動電極１４ｂおよび配線部１５も同一の導体層をパターニングして形成されている。導体層から形成されている台座支持部１０、固定部１１（図２では図示されず）、固定電極１４ａおよび配線１５（図２では図示されず）は、下層に形成されている中間絶縁層２１を介して支持基板２０ａに固定されている。一方、可動部１３、可動電極１４ｂ（図２では図示されず）および梁１２（図２では図示されず）の下層に形成されている中間絶縁層２１は除去され、空間に懸架された状態となっている。このため、可動部１３などは、ＳＯＩ基板（支持基板２０ａ）の主面（素子形成面）に平行な平面内で移動できるように構成されている。
【００３６】
台座支持部１０上には、絶縁膜２２が形成されており、この絶縁膜２２上に台座２３が形成されている。絶縁膜２２は、例えば、酸化シリコン膜から形成され、台座２３は、例えば、ポリシリコン膜から形成されている。台座２３上には、キャップ２４が形成されており、キャップ２４がＭＥＭＳ素子１Ａの素子形成領域ＤＡを覆うように配置されている。このキャップ２４は、例えば、ガラス基板から形成されており、ポリシリコン膜よりなる台座２３と陽極接合によって接合されている。
【００３７】
続いて、図３は、図１のＢ−Ｂ´線で切断した断面を示す断面図である。図３に示すように、支持基板２０ａ上には、中間絶縁層２１が形成されており、この中間絶縁層２１上には導体層をパターニングして形成された台座支持部１０が配置されている。台座支持部１０の間には、配線部１５が形成されており、この配線部１５が台座支持部１０を貫通している。つまり、配線部１５は、図１に示すように、台座支持部１０によって囲まれた素子形成領域ＤＡから素子形成領域ＤＡの外側にある外部領域へ延在しており、外部領域へ延在する途中で配線部１５は台座支持部１０と交差することになる。この交差領域における断面が図３に示されている。
【００３８】
交差する配線部１５と台座支持部１０との間には、中間絶縁層２１に達する孔１６が設けられており、配線部１５と台座支持部１０が直接接触することを防止している。そして、孔１６の内部には、絶縁膜１８が埋め込まれている。さらに、台座支持部１０、配線部１５および絶縁膜１８上には、絶縁膜２２が形成されており、この絶縁膜２２上に台座２３が形成されている。ここで、台座支持部１０、配線部１５および絶縁膜１８上に直接、台座２３を形成することも考えられるが、以下に示す不都合が生じる。すなわち、台座支持部１０の間に設けられた複数の配線部１５が互いに導通することを防止するため、台座支持部１０と配線部１５の間には、孔１６が形成され、この孔１６の内部に絶縁膜１８が埋め込まれている。したがって、台座支持部１０を介して複数の配線部１５が互いに導通してしまうことを回避することができる。しかし、台座支持部１０、配線部１５および絶縁膜１８上に直接、台座２３を形成すると、この台座２３を介して複数の配線部１５が接続されることになる。台座２３は、キャップ２４との間で陽極接合するため、導電性のポリシリコン膜から形成される。このため、台座２３を介して複数の配線部１５が電気的に接続されることになってしまう。そこで、本実施の形態１では、台座支持部１０、配線部１５および絶縁膜１８上に直接、台座２３を形成することは行なわず、絶縁膜２２を形成した後、この絶縁膜２２上に台座２３を形成している。これにより、複数の配線部１５が台座２３を介して電気的に接続されることを防止できる。このように、配線部１５と台座支持部１０との交差領域においては、配線部１５の周囲を覆うように絶縁膜を形成し、複数の配線部１５間でショートが発生することを抑制する対策が採られている。
【００３９】
次に、図４は、図１のＣ−Ｃ´線で切断した断面を示す断面図である。図４に示すように、支持基板２０ａ上には、中間絶縁層２１が形成され、この中間絶縁層２１上にＳＯＩ基板の導体層が形成されている。この導体層はパターニングされており、台座支持部１０、固定部１１、梁１２、可動部１３および配線部１５が形成されている。つまり、台座支持部１０、固定部１１、梁１２、可動部１３および配線部１５は、同一の導体層を加工して形成されている。そして、台座支持部１０および固定部１１の下層には、中間絶縁層２１が形成されており、この中間絶縁層２１を介して支持基板２０ａに固定されている。一方、梁１２および可動部１３の下層に形成されている中間絶縁層２１は除去されており、梁１２および可動部１３は、素子形成領域ＤＡの空間に懸架されている。
【００４０】
続いて、台座支持部１０および配線部１５上には、絶縁膜２２を介して台座２３が形成されている。この台座２３とキャップ２４が陽極接合によって接合されており、キャップ２４によってＭＥＭＳ素子１Ａの素子形成領域ＤＡが覆われるようになっている。つまり、ＭＥＭＳ素子１Ａの素子形成領域ＤＡは、台座２３に陽極接合されたキャップ２４によって気密封止されている。この気密封止された素子形成領域ＤＡから外部領域へ延在するように配線部１５が形成されており、この配線部１５は、気密封止されていない外部領域に形成されている端子１７に接続されている。本実施の形態１では、気密封止されている素子形成領域ＤＡに端子１７を形成せず、素子形成領域ＤＡの外側の外部領域に端子１７を形成している。そして、この端子１７を素子形成領域ＤＡ内の可動部１３と電気的に接続するため、配線部１５が気密封止された素子形成領域ＤＡから外部領域へ延在するようにしている。外部領域に形成されている端子１７上には、キャップ２４が形成されていない。すなわち、端子１７の上部を開口するようにキャップ２４に開口部が形成されており、端子１７と外部の集積回路とをワイヤなどで接続することができるようになっている。
【００４１】
本実施の形態１におけるＭＥＭＳ素子１Ａは上記のように構成されており、続いて、本発明の特徴について説明する。まず、本発明の特徴の１つは、図４に示すように、気密封止される素子形成領域ＤＡの外側の外部領域に外部接続用の端子１７を設けた点にある。このように構成することにより、キャップ２４を取り付けた後、キャップ２４に端子形成用の穴あけ加工をする必要なくなる。このため、キャップ２４の接合面にマイクロクラックが発生することを抑制することができ、気密性を向上させることができる。この結果、圧力の変動などの経時変化の少ない高性能・高信頼性のＭＥＭＳ素子１Ａを形成することができる。
【００４２】
例えば、本発明者らが検討した技術を示す図４１では、基板５００にＭＥＭＳ構造部５０１と、梁５０２、電極支持部５０３およびＭＥＭＳ構造部５０１を取り囲むように形成された外周壁５０４が形成されている。そして、外周壁５０４にキャップ５０５が陽極接合により接合され、サンドブラストなどによりガラスからなるキャップ５０５に貫通孔５０６を空けた後、導電膜５０７を成膜し加工することで、外部との信号のやり取りが可能となる。
【００４３】
しかし、この技術では、ＭＥＭＳ構造部５０１と、ＭＥＭＳ構造部５０１を取り囲むように形成されている外周壁５０４が形成されている層の両面にキャップ５０５が接合されている。そして、キャップ５０５を接合した後にサンドブラストなどを用いて電極数分の貫通孔５０６を空けている。その後、導電膜または導電性ペーストなどの導体を堆積または埋め込むことで電極を形成し、ＭＥＭＳ構造部５０１と外部とを接続する構成となっている。そのため、貫通孔５０６加工時におけるストレスの影響により接合面にマイクロクラックが発生しやすくなり、封止圧力などＭＥＭＳ構造部５０１を囲む環境が経時的に変化する問題点がある。
【００４４】
これに対し、本実施の形態１では、気密封止される素子形成領域ＤＡの外側の外部領域に外部接続用の端子１７を設けている。したがって、キャップ２４を取り付けた後、キャップ２４に端子形成用の穴あけ加工をする必要なくなる。このため、キャップ２４の接合面にマイクロクラックが発生することを抑制することができ、気密性を向上させることができる。この結果、圧力の変動などの経時変化の少ない高性能・高信頼性のＭＥＭＳ素子１Ａを形成することができるのである。
【００４５】
このように本発明は、気密封止される素子形成領域ＤＡの外側の外部領域に端子１７を形成する点に特徴の１つがある。この構成をとる場合、素子形成領域ＤＡの内部に形成されている構造体と外部領域に形成されている端子１７とを電気的に接続する配線部１５を形成する必要がある。このとき、素子形成領域ＤＡを囲むように台座支持部１０が形成されているので、素子形成領域ＤＡの内部と外部とを配線部１５で接続しようとする場合、台座支持部１０と配線部１５が交差することになる。台座支持部１０および配線部１５は、例えば、同一の導体層から形成されているので、直接交差させるとショートしてしまう。つまり、一般的に外部領域に引き出される配線部１５は複数存在するため、台座支持部１０と直接接触した状態で台座支持部１０を貫通する複数の配線部１５を形成すると、複数の配線部１５が導通してしまう。そこで、本実施の形態１では、図３に示すように、台座支持部１０と配線部１５の間に孔１６を設け、この孔１６の内部に絶縁膜１８を埋め込んでいる点に特徴の１つがある。これにより、台座支持部１０と配線部１５の間の導通を避けながら、配線部１５と台座支持部１０とを交差することができる。つまり、台座支持部１０と配線部１５の間の絶縁性を確保しながら、配線部１５を素子形成領域ＤＡの内部から外部領域へ延在することができる。また、孔１６を形成しても、この孔１６の内部を絶縁膜１８で埋め込んでいるので、台座支持部１０に孔１６が空いたままにならない。このため、素子形成領域ＤＡを完全に気密封止することができる。すなわち、孔１６に絶縁膜１８を形成することにより、台座支持部１０と配線部１５の間の絶縁性を確保しながら、配線部１５を素子形成領域ＤＡの内部から外部領域へ延在させることができるとともに、素子形成領域ＤＡの気密封止を充分に行なうことができる。
【００４６】
さらに、図３に示すように、台座支持部１０、配線部１５および絶縁膜１８上には台座２３が形成される。台座２３は台座２３上に形成するキャップ２４と陽極接合するように構成されている。したがって、台座２３は、例えば、ポリシリコン膜から形成され、キャップ２４は、例えば、ガラス基板から構成される。このように台座２３は導電体膜から形成されるため、配線部１５上に直接台座２３を形成すると、複数の配線部１５が台座２３を介して電気的に接続されてしまう。そこで、台座支持部１０、配線部１５および絶縁膜１８上に、絶縁膜２２を介して台座２３を形成している。この点も本発明の特徴の１つである。これにより、複数の配線部１５間のショートを防止できる。このことから、台座支持部１０と配線部１５が交差する領域において、配線部１５の上下左右（周辺）は絶縁膜で覆われていることに特徴の１つがあることがわかる。
【００４７】
次に、図４に示すように、素子形成領域ＤＡの外側にある外部領域に形成されている端子１７上にはキャップ２４が形成されていない点に本発明の特徴の１つがある。すなわち、キャップ２４は、端子１７上にまで延在するが、端子１７上を開口するように予め開口部が形成されている。これにより、キャップ２４に端子接続用の穴あけ加工をする必要がなくＭＥＭＳ素子１Ａの製造工程を簡略化することができる。
【００４８】
例えば、本発明者らが検討した技術を示す図４１では、電極支持部５０３上に開口部を有するキャップ５０５を形成するのは困難である。なぜなら、電極支持部５０３は、気密封止されている素子形成領域の内部に設けられており、キャップ５０５は素子形成領域を気密封止する必要があるからである。つまり、キャップ５０５に電極支持部５０３より大きな開口部を形成すると、素子形成領域を気密封止することができなくなる。
【００４９】
これに対し、本実施の形態１では、端子１７を気密封止する素子形成領域ＤＡの外部に設けている。すなわち、端子１７を気密封止する必要のない外部領域に形成している。このため、キャップ２４に開口部を設けて端子１７上を開口するように構成することができるのである。このように本実施の形態１では、外部接続用の端子１７をサンドブラストにより形成する必要がないので、製造工程の歩留まり向上も図ることができる。
【００５０】
サンドブラストによる加工は、砂などの小さな砥粒を用いて行なう加工法であり、埃の発生などの問題からクリーンルーム内での処理は不可能である。このため、クリーンルームでの一貫加工は不可能であり、歩留まり低下や作業効率の低下などが懸念される。
【００５１】
ところが、本実施の形態１では、サンドブラストなどの穴あけ工程を必要としないため、ＭＥＭＳ素子１Ａをクリーンルーム内で一貫して製造することが可能となり、製造工程の歩留まり向上および作業効率の向上を図ることができる。
【００５２】
さらに、本実施の形態１におけるＭＥＭＳ素子１Ａにおいては、図４に示すように、支持基板２０ａ上に中間絶縁層２１が形成され、この中間絶縁層２１上に導体層が形成されている。そして、この導体層をパターニングして配線部１５が形成されており、素子形成領域ＤＡの外側にある外部領域において、配線部１５上に端子１７が形成されている。このように本実施の形態１では、導体層よりなる配線部１５上に、例えば、アルミニウム膜などの導体膜を用いて端子１７を形成することができる。このため、ワイヤボンディングなどの手段により、外部の集積回路または回路基板の配線パターンと接続することができる。したがって、サンドブラストによる加工により形成された貫通孔の側面に導体膜を堆積させて電極（端子）を形成する技術に比べて、既存の半導体装置の製造工程との互換性が高く、端子１７の接続信頼性を向上することができる。
【００５３】
次に、本実施の形態１におけるＭＥＭＳ素子１Ａの動作について説明する。図１において、加速度がｘ方向に印加されると、梁１２が弾性変形して可動部１３がｘ方向に移動する。これにより、可動部１３と一体的に形成されている検出部１４の可動電極１４ｂもｘ方向に移動（変位）する。このため、検出部１４の可動電極１４ｂと固定電極１４ａの間の距離（ｘ方向）が変化する。したがって、可動電極１４ｂと固定電極１４ａで構成される容量素子の静電容量が変化する。この静電容量の変化を外部電気回路などにより検知することにより加速度を測定することができる。可動電極１４ｂと固定電極１４ａはそれぞれ配線部１５を介して端子１７に接続されているので、ＭＥＭＳ素子１Ａとは別の容量計測用集積回路に端子１７を電気接続することによって、可動電極１４ｂと固定電極１４ａとの間の静電容量変化を計測することができる。また、ＭＥＭＳ素子１Ａと同一の支持基板２０ａ上に容量計測用集積回路を形成し、これに端子１７を用いて電気接続するようにすることもできる。
【００５４】
続いて、本実施の形態１におけるＭＥＭＳ素子１Ａの製造方法について図面を参照しながら説明する。まず、図５に示すように、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を使用してＳＯＩ基板の導体層２５に孔１６を形成する。この孔１６は、図３に示すように、その後の工程で形成される台座支持部１０と配線部１５との交差領域において、台座支持部１０と配線部１５とを電気的に絶縁するために形成されるものである。図５のＤ−Ｄ´線で切断した断面（図６〜図８）を用いて、孔１６を形成し、この孔１６に絶縁膜１８を埋め込む工程について説明する。
【００５５】
図６に示すように、支持基板２０ａ上に中間絶縁層２１を形成し、この中間絶縁層２１上に導体層２５を形成したＳＯＩ基板を用意する。そして、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を使用することにより、導体層２５に孔１６を形成する。この孔１６は、導体層２５を貫通し底面が中間絶縁層２１に達している。これにより、その後の工程で導体層２５をパターニングして形成される台座支持部１０と配線部１５とを交差領域において分離することができる。
【００５６】
次に、図７に示すように、孔１６を形成した導体層２５上に絶縁膜１８を形成する。絶縁膜１８は、例えば、酸化シリコン膜より形成され、例えばＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法により形成することができる。この絶縁膜１８は、後述する工程で形成される台座支持部１０と配線部１５とを電気的に絶縁する機能を有するとともに、素子形成領域を気密封止する機能を有している。この絶縁膜１８をＣＶＤ法によって形成することにより、気密性の良い埋め込み膜を形成することができる。
【００５７】
続いて、図８に示すように、導体層２５上に形成された不要な絶縁膜１８を例えば、化学的機械的研磨法（ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing））を用いて研磨することにより除去する。これにより、導体層２５に形成された孔１６の内部にだけ絶縁膜１８を埋め込むことができる。
【００５８】
そして、孔１６に絶縁膜１８を埋め込んだ後、図９に示すように、導体層２５上に複数の端子１７を形成する。その後、導体層２５上に絶縁膜２２（図９では図示せず）を形成し、この絶縁膜２２上にポリシリコン膜２７を形成する。その後、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を使用してポリシリコン膜２７をパターニングし、開口部２６ａおよび開口部２６ｂを形成する。開口部２６ａおよび開口部２６ｂでは、ポリシリコン膜２７および絶縁膜２２（図９では図示せず）が除去され、導体層２５が露出する。開口部２６ａは素子形成領域に対応し、開口部２６ｂは端子形成領域（外部領域）に対応する。開口部２６ｂから露出した導体層２５上には複数の端子１７が形成されている。図９で説明したこれまでの工程を図９のＥ−Ｅ´線で切断した断面図（図１０〜図１２）を用いて説明する。
【００５９】
図１０に示すように、導体層２５上に、例えば、スパッタリング法を使用してアルミニウム膜を形成した後、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を使用することにより、アルミニウム膜をパターニングする。パターニングは、素子形成領域の外側に形成される外部領域に複数の端子１７を形成するように行なわれる。すなわち、外部領域にアルミニウム膜よりなる複数の端子１７を形成する。
【００６０】
続いて、図１１に示すように、端子１７を形成した導体層２５の全面に絶縁膜２２を形成する。絶縁膜２２は、例えば、酸化シリコン膜から形成され、例えば、ＣＶＤ法を使用して形成することができる。次に、絶縁膜２２上にポリシリコン膜２７を形成する。ポリシリコン膜２７は、例えばＣＶＤ法を使用して形成することができる。
【００６１】
その後、図１２に示すように、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を使用することにより、導体層２５上に形成した絶縁膜２２およびポリシリコン膜２７をパターニングする。パターニングは素子形成領域を開口して開口部２６ａ（図１２では図示されず。図９参照）と端子形成領域（外部領域）を開口して開口部２６ｂを形成するように行なわれる。開口部２６ａおよび開口部２６ｂでは、絶縁膜２２およびポリシリコン膜２７が除去され、導体層２５が露出している。ここで、開口部２６ａおよび開口部２６ｂ以外の領域では、絶縁膜２２およびポリシリコン膜２７が残り、ポリシリコン膜２７よりなる台座２３が形成される。すなわち、ポリシリコン膜２７が残存する領域に台座２３が形成され、ポリシリコン膜２７が残存しない領域には、開口部２６ａおよび開口部２６ｂが形成される。このようにして図９に示す構造を形成することができる。
【００６２】
なお、本実施の形態１では、導体層２５の外部領域上に端子１７を形成した後、絶縁膜２２を形成するように構成している。しかし、これに限らず、例えば、導体層２５上に絶縁膜２２を形成した後、外部領域に開口部を形成し、この開口部から露出する導体層２５上に端子１７を形成してもよい。この場合、端子１７を形成した後、ポリシリコン膜２７を成膜し、パターニングすることにより台座２３を形成するとともに、端子１７を形成した外部領域を開口する。また、本実施の形態１では、絶縁膜２２上にポリシリコン膜２７を形成しているが、ポリシリコン膜２７ではなく、アモルファスシリコン膜を形成するように構成してもよい。
【００６３】
次に、図１３に示すように、素子形成領域を開口する開口部２６ａおよび端子形成領域（外部領域）を開口する開口部２６ｂから露出する導体層２５をパターニングしてＭＥＭＳ素子の構造体を形成する。この工程を図１３のＦ−Ｆ´線で切断した断面を示す断面図（図１４、図１５）を用いて説明する。
【００６４】
図１４に示すように、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を使用することにより、開口部２６ａから露出する導体層２５をパターニングする。これにより、台座支持部１０、固定電極１４ａおよび可動部１３を形成する。なお、図１４には図示されないが、このとき、図１に示す固定部１１、梁１２、可動電極１４ｂおよび配線部１５も導体層２５をパターニングすることにより形成される。このように同一の導体層２５からＭＥＭＳ素子の構造体を形成することができる。本実施の形態１では、同一の導体層２５からＭＥＭＳ素子の構造体をすべて形成しているので、別々の層で別工程により形成する場合に比べて製造工程の簡略化を図ることができる。
【００６５】
続いて、図１５に示すように、可動部１３の下層に形成されている中間絶縁層２１をエッチングにより除去することにより可動部１３を空間に懸架する。この工程により移動できる可動部１３を形成することができる。なお、図１５では図示されないが、図４に示すように、梁１２の下層に形成されている中間絶縁膜２１も除去され、梁１２も空間に懸架される。その他の構造体の下層に形成されている中間絶縁膜２１は除去しない。これにより、可動部１３および梁１２以外の構造体を、中間絶縁層２１を介して支持基板２０ａに固定することができる。
【００６６】
次に、図１６に示すように、所定の開口部を有するキャップ２４をＭＥＭＳ構造体上に搭載する。このとき、所定の開口部は、複数の端子１７が形成されている開口部２６ｂ上に重なるように位置合わせされる。すなわち、キャップ２４に形成された所定の開口部からは、複数の端子１７が露出する。これにより、キャップ２４を形成した後でも、端子１７上を開口することができ、端子１７を外部の集積回路とワイヤなどを用いて電気的に接続することができる。図１７は、図１６のＧ−Ｇ´線で切断した断面図である。図１７に示すように、台座支持部１０上に絶縁膜２２を介して形成された台座２３に接合するようにキャップ２４が形成されている。このキャップ２４は、素子形成領域ＤＡを覆うように形成され、ＭＥＭＳ素子の構造体が形成されている素子形成領域ＤＡは、キャップ２４によって気密封止される。一方、外部領域にある端子１７上には、キャップ２４の開口部が形成されている。端子１７が形成されている外部領域は、素子形成領域ＤＡとは異なり気密封止されていない領域である。外部領域に形成されている端子１７と素子形成領域ＤＡの内部に形成された構造体とは、素子形成領域ＤＡから外部領域へ延在する配線部１５によって接続されている。
【００６７】
ここで、図１６に示すように、ＭＥＭＳ素子には、複数の端子１７が形成され、これら複数の端子１７を共通に含むように開口するキャップ２４によって封止されている。例えば、端子１７の数の多い角速度センサや、角速度や加速度などを同時に測定できるコンバインドセンサなどの場合には、端子１７を密集して形成し、密集して形成した端子１７上に、複数の端子１７を共通に含むように開口するキャップ２４で封止することができる。これにより、端子ごとに貫通孔を形成して配線を引き出す封止方法に比べて、ＭＥＭＳ素子の小型化を図ることができる。また、キャップの加工コストも低減することができる。
【００６８】
つまり、図４１に示すような構造の場合、端子に相当する電極支持部５０３が気密封止された空間内にあるため、気密封止するためのキャップ５０５に開口部を設けて、複数の電極支持部５０３上を開口することは困難である。したがって、図４１に示すような構造の場合、キャップ５０５に貫通孔５０６を設けて電極支持部５０３ごとに引き出し配線を形成する必要がある。すなわち、複数の電極支持部５０３の１つずつに貫通孔５０６を設ける必要があり、複数の電極支持部５０３の間隔を狭めることが困難である。特に、サンドブラスト加工で形成した貫通孔５０６は、加工が始まるキャップ５０５の表面では大径で、底面では小径になる。そのため、貫通孔５０６間のピッチを表面に形成される孔径にあわせて設定する必要があり、小型化に不利である。さらに、角速度センサや、加速度センサ、角速度と加速度などいろいろな物理量が同時に測定できるコンバインドセンサなどでは、必要とする電極の数が多くなり、電極の大きさによってセンサの小型化が制限されてしまう。
【００６９】
これに対し、本実施の形態１におけるキャップ２４では、複数の端子１７をまとめて開口するように開口部が形成されている。つまり、複数の端子１７を含む領域上を一括して開口するように開口部が形成される。この点が本発明の特徴の１つである。このようにキャップ２４において複数の端子１７をまとめて開口することができるのは、複数の端子１７を気密封止する素子形成領域ＤＡ内に形成せずに、素子形成領域ＤＡの外側にある封止されていない外部領域に形成しているからである。すなわち、端子１７を外部領域に形成しているため、キャップ２４に端子１７上を開口する開口部を形成しても気密封止には何らの影響も及ばさないのである。このような理由から、端子１７上に開口部を有するキャップ２４を使用することができる。特に、本実施の形態１では、キャップ２４に形成する開口部は、複数の端子１７上の領域をまとめて開口している。このように構成することにより、ＭＥＭＳ素子の小型化を実現することができる。つまり、本実施の形態１では、端子ごとに貫通孔を形成しないので、貫通孔の孔径を考慮する必要がなく、複数の端子１７間の距離を狭めることができる。このため、ＭＥＭＳ素子の小型化を実現することができるのである。また、本実施の形態１では、端子１７ごとに開口部を形成しないため、キャップ２４の加工が容易になる利点もある。このことから、ＭＥＭＳ素子の製造コストを低減することができる。
【００７０】
本実施の形態１において、キャップ２４は、例えば、ガラス基板から形成されている。これにより、ポリシリコン膜からなる台座２３とガラス基板からなるキャップ２４とを陽極接合することが可能となる。この結果、ウェハレベルでの封止が可能となる。このキャップ２４を台座２３と陽極接合することができるため、可動部１３、梁１２、固定部１１、検出部１４および配線部１５の一部などを含む構造体を気密状態に封止することができる。したがって、ＭＥＭＳ素子の構造体を収容する空間を真空もしくは特定圧力のガス雰囲気にすることができる。これにより、可動部１３の移動、可動部１３に変位量を測定するための可動電極１４ｂの移動などにおいて、ＭＥＭＳ素子の構造体を収容する空間内に存在する気体の粘性による抵抗を制御することができる。
【００７１】
また、本実施の形態１では、キャップ２４としてガラス基板を用いているが、シリコン基板など他の材質による基板を用いてもよい。さらに、接合方法として、キャップ２４と台座２３とを陽極接合によって接合する例を示しているが、プラズマやイオンによる表面活性化を用いる常温接合や、ガラスフリット、半田などの接着剤を用いてキャップ２４と台座２３とを接合するようにしてもよい。
【００７２】
例えば、キャップ２４としてシリコン基板を用いることで、キャップ２４とポリシリコン膜よりなる台座２３とを常温接合により接合することができる。このとき、キャップ２４と台座２３が同じ材料であるので、封止材料同士の温度膨張係数の違いによる封止ひずみをなくすことができるため、高性能のＭＥＭＳ素子を得ることができる。
【００７３】
次に、図１８に示すように、ダイシングライン２８に沿って、キャップ２４（図１８では図示せず）と接合された半導体基板をダイシングすることにより、ＭＥＭＳ素子１Ａを個片化する。これにより本実施の形態１におけるＭＥＭＳ素子１Ａを形成することができる。本実施の形態１によれば、ＭＥＭＳ素子の構造体を密閉雰囲気中に封止するとともに、封止された素子形成領域の外部に構造体と電気接続された端子を設けることで、構造体からの電気信号を外部に取り出すことができる。この技術によれば、封止用のキャップに貫通孔を設ける必要がなく、かつ、構造体を囲む台座とキャップとの接合部を比較的大きな面積にすることができるので、気密性が経時的に劣化することなく信頼性に優れているという長所がある。
【００７４】
（実施の形態２）
本実施の形態２におけるＭＥＭＳ素子について図面を参照しながら説明する。本実施の形態２では、ＭＥＭＳ素子の一例として角速度センサを例に挙げて説明する。図１９は、本実施の形態２における角速度センサの主要な構成要素を平面的に示す斜視図である。図２０は、図１９のｙ１−ｙ１線で切断した断面を示しており、図２１は、図１９のｙ２−ｙ２線で切断した断面を示している。
【００７５】
図１９において、ＳＯＩ基板からなる半導体基板２０上には、絶縁膜２２を介して台座２３が形成されており、台座２３で囲まれた素子形成領域ＤＡには開口部が形成されている。この素子形成領域ＤＡである開口部には、ＭＥＭＳ素子１Ｂの構造体が形成されている。例えば、素子形成領域ＤＡの内部には、固定部１１とこの固定部１１に接続する梁１２が形成され、この梁１２を介して質量体となる可動部１３が形成されている。固定部１１は、半導体基板２０に固定されている一方、梁１２と可動部１３は、半導体基板２０に固定されておらず、空間に懸架され変位することができるようになっている。
【００７６】
また、素子形成領域ＤＡには、可動部１３に基準振動（励振振動）を発生させる駆動部１９が形成されている。この駆動部１９は、半導体基板２０に固定された固定電極１９ａと、可動部１３に一体形成されている可動電極１９ｂより構成されている。さらに、素子形成領域ＤＡには、可動部１３の変位を検知する検出部１４が形成されている。この検出部１４は、半導体基板２０に固定された固定電極１４ａと、可動部１３に一体形成されている可動電極１４ｂより構成されている。
【００７７】
このように素子形成領域ＤＡに形成されている構造体からは、それぞれ配線部１５が引き出され、この配線部１５は素子形成領域ＤＡから外側の外部領域にまで延在し、外部領域において端子１７と電気的に接続されている。すなわち、配線部１５は、素子形成領域ＤＡを囲む台座２３の下層を貫通し、外部領域に延在している。
【００７８】
続いて、素子形成領域ＤＡを密閉するように、例えば、ガラス基板からなるキャップ２４が形成されている。このキャップ２４は、素子形成領域ＤＡを覆い、台座２３上で、例えばポリシリコン膜よりなる台座２３と陽極接合するように構成されている。これにより、素子形成領域ＤＡを密閉することができる。一方、キャップ２４は素子形成領域ＤＡから外側の領域まで延在しており、端子１７が形成されている外部領域上を開口している。すなわち、キャップ２４には、開口部２４ａが形成されている。さらに、キャップ２４には、開口部２４ｂが形成されている。すなわち、台座２３は、素子形成領域ＤＡを囲むように形成されているとともに、この素子形成領域ＤＡから外側に延在するように形成されている。そして、素子形成領域ＤＡから外側に延在するように形成されている台座２３には、陽極接合用電極２３ａが形成されている。このとき、キャップ２４は陽極接合用電極２３ａ上まで延在して形成され、陽極接合用電極２３ａ上のキャップ２４には、開口部２４ｂが形成されている。すなわち、キャップ２４の開口部２４ｂからは、台座２３が露出しており、この露出した台座２３の領域が陽極接合用電極２３ａとして機能する。この点が本発明の特徴の１つである。このようにキャップ２４に開口部２４ｂを設けて台座２３を露出することにより、キャップ２４を搭載した後、この開口部２４ｂから露出した台座２３（陽極接合用電極２３ａ）に電圧を印加することが可能となり、台座２３とキャップ２４とを容易に陽極接合することができる。
【００７９】
図２０は、図１９のｙ１−ｙ１線で切断した断面を示す断面図である。図２０において、ＳＯＩ基板からなる半導体基板２０は、支持基板２０ａと支持基板２０ａ上に形成された中間絶縁層２１と中間絶縁層２１上に形成された導体層２５より形成されている。導体層２５上には、絶縁膜２２が形成されており、この絶縁膜２２上に台座２３が形成されている。さらに、台座２３上にキャップ２４が形成されている。
【００８０】
導体層２５はパターニングされており、台座支持部１０と配線部１５が形成されている。すなわち、台座支持部１０の間には、配線部１５が形成されており、この配線部１５が台座支持部１０を貫通している。つまり、配線部１５は、台座支持部１０上に形成されている台座２３によって囲まれた素子形成領域ＤＡから素子形成領域ＤＡの外側にある外部領域へ延在しており、外部領域へ延在する途中で配線部１５は台座２３の下層に形成されている台座支持部１０と交差することになる。この交差領域における断面が図２０に示されている。
【００８１】
交差する配線部１５と台座支持部１０との間には、中間絶縁層２１に達する孔１６が設けられており、配線部１５と台座支持部１０が直接接触することを防止している。そして、孔１６の内部には、絶縁膜１８が埋め込まれている。さらに、台座支持部１０、配線部１５および絶縁膜１８上には、絶縁膜２２が形成されており、この絶縁膜２２上に台座２３が形成されている。このように、配線部１５と台座支持部１０との交差領域においては、配線部１５の周囲を覆うように絶縁膜を形成し、複数の配線部１５間でショートが発生することを防止している。
【００８２】
図２１は、図１９のｙ２−ｙ２線で切断した断面を示す断面図である。図２１において、支持基板２０ａ上には、中間絶縁層２１が形成され、この中間絶縁層２１上にＳＯＩ基板の導体層２５が形成されている。この導体層２５はパターニングされており、端子支持部１７ａ、配線部１５、固定電極１９ａおよび可動部１３が形成されている。なお、台座支持部１０も導体層２５をパターニングして形成されるが、図２１では、台座支持部１０は図示されず、台座支持部１０に設けられた孔１６を埋め込む絶縁膜１８が図示されている。絶縁膜１８（台座支持部１０上を含む）上には、絶縁膜２２が形成されており、この絶縁膜２２上に台座２３が形成されている。台座２３は、キャップ２４と接合しており、キャップ２４によって素子形成領域ＤＡが封止されている。端子支持部１７ａは、封止されている素子形成領域ＤＡの外側に形成されており、端子支持部１７ａ上に端子１７が形成されている。
【００８３】
本実施の形態２におけるＭＥＭＳ素子１Ｂは上記のように構成されており、本実施の形態２におけるＭＥＭＳ素子１Ｂも前記実施の形態１におけるＭＥＭＳ素子１Ａと同様の特徴を有している。このため、前記実施の形態１におけるＭＥＭＳ素子１Ａで説明した効果と同様の効果を得ることができる。
【００８４】
例えば、本実施の形態２でも、気密封止される素子形成領域ＤＡの外側の外部領域に外部接続用の端子１７を設けている。したがって、キャップ２４を取り付けた後、キャップ２４に端子形成用の穴あけ加工をする必要なくなる。このため、キャップ２４の接合面にマイクロクラックが発生することを抑制することができ、気密性を向上させることができる。この結果、圧力の変動などの経時変化の少ない高性能・高信頼性のＭＥＭＳ素子１Ｂを形成することができる。
【００８５】
また、図２０に示すように、孔１６を形成し、この孔１６に絶縁膜１８を形成することにより、台座支持部１０と配線部１５の間の絶縁性を確保しながら、配線部１５を素子形成領域ＤＡの内部から外部領域へ延在させることができるとともに、素子形成領域ＤＡの気密封止を充分に行なうことができる。
【００８６】
さらに、図２１に示すように、素子形成領域ＤＡの外側にある外部領域に形成されている端子１７上にはキャップ２４が形成されていない点に本発明の特徴の１つがある。すなわち、キャップ２４は、端子１７上にまで延在するが、端子１７上を開口するように予め開口部が形成されている。これにより、キャップ２４に端子接続用の穴あけ加工をする必要がなくＭＥＭＳ素子１Ｂの製造工程を簡略化することができる。
【００８７】
上記では、主な効果について説明したが、本実施の形態２によれば、その他の効果についても前記実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【００８８】
次に、本実施の形態２におけるＭＥＭＳ素子１Ｂの動作について説明する。図１９に示すように、駆動部１９の可動電極１９ｂと固定電極１９ａの間に適切な電圧を印加することにより、可動部１３を常にｙ軸方向に基準振動（励振振動）させる。この状態で、図１９のｚ軸周りに角速度が印加されると、コリオリ力によって、梁１２が弾性変形し、可動部１３が基準振動を行なっているｙ軸方向と直交するｘ軸方向に可動部１３が変位する。これにより、検出部１４の可動電極１４ｂと固定電極１４ａとの間の距離が変化する。したがって、可動電極１４ｂと固定電極１４ａで構成される容量素子の静電容量が変化する。この静電容量の変化を外部電気回路などにより検知することにより角速度を測定することができる。可動電極１４ｂと固定電極１４ａはそれぞれ配線部１５を介して端子１７に接続されているので、ＭＥＭＳ素子１Ｂとは別の容量計測用集積回路に端子１７を電気接続することによって、可動電極１４ｂと固定電極１４ａとの間の静電容量変化を計測することができる。また、ＭＥＭＳ素子１Ｂと同一の支持基板２０ａ上に容量計測用集積回路を形成し、これに端子１７を用いて電気接続するようにすることもできる。
【００８９】
続いて、本実施の形態２におけるＭＥＭＳ素子１Ｂの製造方法について図面を参照しながら説明する。図２２に示すように、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を使用することにより、ＳＯＩ基板の導体層２５に孔１６を形成する。なお、図２２の破線で示す構成は、後述する工程で形成される構造体を示しており、この構造体のどの位置に孔１６を形成するのかがわかるように図示している。孔１６を形成した後、この孔１６に絶縁膜を埋め込むがこの工程について図２２のｘ１−ｘ１線で切断した断面図（図２３、図２４）を用いて説明する。
【００９０】
図２３に示すように、支持基板２０ａ上に中間絶縁層２１が形成され、この中間絶縁層２１上に導体層２５が形成されたＳＯＩ基板を用意する。そして、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を使用することにより、導体層２５をエッチングして中間絶縁層２１に達する孔１６を形成する。次に、図２４に示すように、例えば、ＣＶＤ法を使用することにより、孔１６を埋め込む絶縁膜１８と導体層２５を覆う絶縁膜２２を形成する。絶縁膜１８および絶縁膜２２は、例えば、酸化シリコン膜より形成することができる。なお、図２５は、図２４に示す孔１６形成領域を拡大した断面図である。
【００９１】
次に、図２４に続く工程を図２２のｙ２−ｙ２線で切断した断面図を用いて説明する。図２６に示すように、絶縁膜２２上にポリシリコン膜を形成した後、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を使用することにより、絶縁膜２２およびポリシリコン膜をパターニングする。パターニングは、台座２３の形成領域にだけ絶縁膜２２およびポリシリコン膜が残るように行なわれる。これにより、ポリシリコン膜よりなる台座２３を形成することができる。
【００９２】
ここで、台座２３は以下に示す工程によって形成してもよい。すなわち、図２５に対応した図２７に示すように、孔１６の表面および導体層２５の表面に熱酸化法あるいはＣＶＤ法を用いて薄い絶縁膜２２を形成する。この絶縁膜２２は、例えば、酸化シリコン膜や窒化シリコン膜から形成することができる。その後、ＣＶＤ法などの成膜技術を使用してシリコンあるいはポリシリコン膜２７で孔１６の内部を埋め込むように絶縁膜２２上にポリシリコン膜２７を形成する。そして、ポリシリコン膜２７の表面を平坦化した後、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を用いて台座２３を形成する。このように、ポリシリコン膜２７によって孔１６の埋め込みを行なうとともに、絶縁膜２２上に台座２３を形成することができる。この方法によれば、図２７に示すように、ポリシリコン膜２７によって孔１６を埋め込むように構成するので、図２５に示すように、絶縁膜１８によって孔１６を埋め込む場合に比べて埋め込み特性を向上することができる。すなわち、ポリシリコン膜２７によれば、酸化シリコン膜などの絶縁膜１８よりも埋め込み特性がよいので、孔１６を充分に埋め込むことができる。この方法を用いることで、数〜数十μｍ幅の孔１６を数百ｎｍ程度の薄い酸化シリコン膜（絶縁膜２２）で絶縁性を確保した後、数μｍ程度の膜厚が容易に得られるポリシリコン膜２７によって孔１６を埋め込むとともに、孔１６以外の絶縁膜２２上に堆積することができる。
【００９３】
次に、図２８に示すように、台座２３を形成した導体層２５上に、例えば、スパッタリング法によりアルミニウム膜を形成する。そして、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を使用することにより、アルミニウム膜をパターニングする。パターニングは、ＭＥＭＳ素子１Ｂの構造体を形成する素子形成領域の外側の外部領域に端子１７を形成するように行なわれる。
【００９４】
続いて、図２９に示すように、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を使用することにより、導体層２５をパターニングする。これにより、ＭＥＭＳ素子１Ｂの素子形成領域に、配線部１５、固定電極１９ａ、可動部１３を形成し、素子形成領域より外側の外部領域に端子支持部１７ａを形成する。なお、図２９には図示されないが、図１９に示す固定部１１、梁１２、駆動部１９（可動電極１９ｂ）および検出部１４（固定電極１４ａ、可動電極１４ｂ）も導体層２５をパターニングすることにより形成される。そして、可動部１３の下層に形成されている中間絶縁層２１を除去することにより、可動部１３を空間に懸架して移動できるようにする。なお、図２９には図示されないが、梁１２、可動電極１９ｂ、可動電極１４ｂの下層に形成されている中間絶縁層２１も除去され、これらの構造体も空間に懸架され移動可能となる。
【００９５】
次に、図３０に示すように、所定の開口部を有するキャップ２４と加工されたＳＯＩ基板とを接合する。このとき、キャップ２４に形成されている所定の開口部が端子形成領域（外部領域）上に配置されるように位置合わせした状態で、台座２３とキャップ２４とを陽極接合する。つまり、キャップ２４は、例えば、ガラス基板から形成されている。これにより、素子形成領域ＤＡを気密封止することができるとともに、素子形成領域ＤＡの外側に位置する外部領域を開口して端子１７を露出することができる。
【００９６】
その後、ダイシングすることにより、個々のＭＥＭＳ素子１Ｂに個片化する。これにより、本実施の形態２におけるＭＥＭＳ素子１Ｂを形成することができる。本実施の形態２では、キャップ２４としてガラス基板を用いているが、シリコン基板など他の材質による基板を用いてもよい。さらに、接合方法としては、陽極接合に限らず、適当な接着剤（ガラスフリット、半田など）を用いた接合や、プラズマやイオンによる表面活性化を使用した常温接合を用いてもよい。
【００９７】
上述した工程により製造されたＭＥＭＳ素子１Ｂの実装形態の一例を図３１に示す。図３１において、リード３０上には、信号処理用ＩＣ３１が形成されており、この信号処理用ＩＣ３１上にＭＥＭＳ素子１Ｂが搭載されている。そして、ＭＥＭＳ素子１Ｂに形成されている端子１７と信号処理ＩＣ３１に形成されている端子３１ａがワイヤ３２によって電気的に接続されている。さらに、信号処理用ＩＣ３１上の端子３１ｂはリード３０とワイヤ３３によって電気的に接続されている。また、リード３０には、端子３０ａが形成されている。そして、リード３０の主面、すなわち、信号処理ＩＣ３１およびＭＥＭＳ素子１Ｂが形成されている面は、樹脂３４によって封止されている。このようにして、例えば、角速度センサを搭載した半導体装置を得ることができる。
【００９８】
本実施の形態２によれば、ＭＥＭＳ素子の構造体を密閉雰囲気中に封止するとともに、封止された素子形成領域の外部に構造体と電気接続された端子を設けることで、構造体からの電気信号を外部に取り出すことができる。この技術によれば、封止用のキャップに貫通孔を設ける必要がなく、かつ、構造体を囲む台座とキャップとの接合部を比較的大きな面積にすることができるので、気密性が経時的に劣化することなく信頼性に優れているという長所がある。
【００９９】
（実施の形態３）
本実施の形態３では、前記実施の形態２と同様にＭＥＭＳ素子１Ｂの一例として角速度センサを例に挙げて説明する。本実施の形態３における角速度センサの構成は、前記実施の形態２における角速度センサと同様である。異なる点は、ＭＥＭＳ素子１Ｂの製造方法であり、本実施の形態３では、前記実施の形態２で説明した孔１６の形成と、ＭＥＭＳ素子１Ｂの構造体（固定部１１、梁１２、可動部１３、検出部１４、配線部１５、駆動部１９）の形成を一括して行なう例について説明する。
【０１００】
本実施の形態３におけるＭＥＭＳ素子１Ｂの製造方法について図面を参照しながら説明するが、説明で使用する図面は、図２２のｙ２−ｙ２線で切断した断面を示す断面図を用いる。
【０１０１】
まず、図３２に示すように、支持基板２０ａ上に中間絶縁層２１が形成され、この中間絶縁層２１上に導体層２５が形成されたＳＯＩ基板を用意する。そして、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を使用することにより、導体層２５をパターニングして、端子支持部１７ａ、配線部１５、固定電極１９ａおよび可動部１３を形成する。配線部１５は、可動部１３と端子支持部１７ａなどとを電気的に接続するように形成されている。なお、図３２では、図示されないが、図１９に示す固定部１１、梁１２、検出部１４および駆動部１９も形成される。また、図３２では図示されないが、台座支持部１０も形成される。台座支持部１０の間に形成される孔１６も形成される。図３２では、端子支持部１７ａと配線部１５の間に空間が形成されているが、この空間は孔１６の内部空間を含んでいる。
【０１０２】
次に、図３３に示すように、孔１６（図３３には図示されず）の内部空間を含む導体層２５に形成されたすべての溝を埋め込み、導体層２５の表面を覆うように絶縁膜３５を形成する。この絶縁膜３５は、例えば、酸化シリコン膜から形成することができ、例えば、ＣＶＤ法を使用して形成することができる。
【０１０３】
続いて、図３４に示すように、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を使用することにより、絶縁膜３５に孔を形成する。この孔は端子支持部１７ａを露出するように形成される。そして、端子支持部１７ａ上を含む絶縁膜３５上に、例えば、アルミニウム膜を形成し、このアルミニウム膜をパターニングすることにより、端子支持部１７ａ上に端子１７を形成する。この端子１７は、外部領域に形成され、外部に形成される信号処理ＩＣや回路パターンとワイヤなどで電気的に接続するために設けられるものである。
【０１０４】
次に、図３５に示すように、シリコンまたはポリシリコン膜を成膜した後、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を使用することにより、ポリシリコン膜をパターニングする。このパターニングにより、台座２３が形成される。台座２３は、ガラス基板との面接合（陽極接合）時に電極および接合面として使用される。
【０１０５】
続いて、図３６に示すように、露出している絶縁膜３５をエッチングにより除去する。このとき、台座２３の下部に形成されている絶縁膜３５は残存する。ここで、台座２３の下部には、孔１６（図３６には図示されず）の内部空間が形成されており、この内部空間に埋め込まれた絶縁膜３５が図３６に図示されている。そして、可動部１３の下層に形成されている中間絶縁層２１を除去することにより、可動部１３を空間に懸架して移動できるようにする。なお、図３６には図示されないが、梁１２、可動電極１９ｂ、可動電極１４ｂの下層に形成されている中間絶縁層２１も除去され、これらの構造体も空間に懸架され移動可能となる。
【０１０６】
次に、図３７に示すように、所定の開口部を有するキャップ２４と加工されたＳＯＩ基板とを接合する。このとき、キャップ２４に形成されている所定の開口部が端子形成領域（外部領域）上に配置されるように位置合わせした状態で、台座２３とキャップ２４とを陽極接合する。つまり、キャップ２４は、例えば、ガラス基板から形成されている。これにより、素子形成領域ＤＡを気密封止することができるとともに、素子形成領域ＤＡの外側に位置する外部領域を開口して端子１７を露出することができる。真空中もしくはガス雰囲気中で陽極接合を行なうことにより、素子形成領域ＤＡを真空状態にすることや特定のガス雰囲気中にすることができる。
【０１０７】
その後、ダイシングすることにより、個々のＭＥＭＳ素子１Ｂに個片化する。これにより、本実施の形態３におけるＭＥＭＳ素子１Ｂを形成することができる。本実施の形態３では、キャップ２４としてガラス基板を用いているが、シリコン基板など他の材質による基板を用いてもよい。さらに、接合方法としては、陽極接合に限らず、適当な接着剤（ガラスフリット、半田など）を用いた接合や、プラズマやイオンによる表面活性化を使用した常温接合を用いてもよい。
【０１０８】
本実施の形態３によれば、孔１６と、台座支持部１０、固定部１１、梁１２、可動部１３、検出部１４、配線部１５、端子支持部１７ａ、駆動部１９などの導体層２５に形成される構造体を一括して加工しているため、製造工程が単純になる。その結果、ＭＥＭＳ素子１Ｂを製造するのに必要なマスクの枚数を減らすことができ、生産効率を向上することができる。なお、その他の構成は前記実施の形態２と同様であるため、前記実施の形態２と同様の効果を得ることができる。
【０１０９】
（実施の形態４）
前記実施の形態２では、陽極接合によりＳＯＩ基板とキャップとを接合する例について説明したが、本実施の形態４では、ガラスフリットもしくは接着剤を用いてＳＯＩ基板とキャップとを接合する例について説明する。
【０１１０】
図３８は、本実施の形態４におけるＭＥＭＳ素子１Ｂにおいて、ＳＯＩ基板とキャップ２４とをガラスフリットなどの接着剤３６を用いて接合する構成を示す断面図である。図３８において、本実施の形態４におけるＭＥＭＳ素子１Ｂは、前記実施の形態２におけるＭＥＭＳ素子１Ｂとほぼ同様の構成をしており、異なる構成について説明する。
【０１１１】
本実施の形態４では、絶縁膜３５（台座支持部１０（図３８では図示されず）を含む）上に台座が形成されておらず、この絶縁膜３５とキャップ２４が接着剤３６で接合されるように構成されている。ここで、台座を設けていないのは以下に示す理由からである。前記実施の形態２では、ＳＯＩ基板とキャップとを陽極接合により接合している。このため、ガラス基板よりなるキャップと接合する材料としてポリシリコン膜が必要である。したがって、ポリシリコン膜よりなる台座を形成して、台座とキャップとを陽極接合している。つまり、台座は陽極接合するために必要となるものである。これに対し、本実施の形態４では、陽極接合ではなく、接着剤３６を用いてＳＯＩ基板とキャップ２４とを接合しようとしている。このことから、ポリシリコン膜よりなる台座を設ける必要がないのである。
【０１１２】
本実施の形態４によれば、接着剤３６を用いて封止を行なっているため、陽極接合もしくは表面活性化による常温接合をすることができない材料同士でも接合することができる。この結果、封止材料の選択肢が広くなり生産効率の向上を図ることができる。
【０１１３】
なお、本実施の形態４におけるその他の構成は前記実施の形態２と同様であるため、前記実施の形態２と同様の効果を得ることができる。
【０１１４】
（実施の形態５）
本実施の形態５では、ＭＥＭＳ素子を構成する可動部の内部などの周囲が囲まれている領域に検出部などが形成されている場合に、可動部の内部に形成されている検出部から外部へ電気接続することが可能なＭＥＭＳ素子の例について説明する。
【０１１５】
図３９は、本実施の形態５におけるＭＥＭＳ素子１Ｃの構成を示す平面図である。図３９に示すように、気密封止された素子形成領域ＤＡの内部には、固定部１１が形成され、この固定部１１に弾性変形可能な梁１２が接続されている。そして、この梁１２に質量部で、かつ、変位可能な可動部１３が形成されている。可動部１３の内部には、周囲を囲まれた検出部４０が形成されている。この検出部４０により可動部１３の変位を容量変化として検出し、角速度を検出することができるように構成されている。つまり、可動部１３に一体形成された可動電極と検出部４０に形成されている固定電極間の距離が可動部１３の変位によって変化することにより、可動電極と固定電極で形成される容量素子の静電容量が変化し、この静電容量の変化（電圧変化など）を外部に接続されている信号処理用集積回路に電気信号として出力することにより、角速度を検出することができるようになっている。
【０１１６】
ここで、検出部４０は周囲を可動部１３によって囲まれているため、検出部４０による電気信号を外部に取り出すことができない。そこで、本実施の形態５では、検出部４０と可動部１３の外部に形成されている固定電極４１とを可動部１３を跨るように配置される空中配線４２によって接続している。これにより、可動部１３に周囲を囲まれた検出部４０の電気信号を空中配線４２で固定電極４１に出力することが可能となり、さらに、この固定電極４１から素子形成領域ＤＡの外部に形成されている端子に出力することができる。空中配線４２は、気密封止された素子形成領域ＤＡの内部と外部とを接続するものではなく、気密封止された素子形成領域ＤＡの内部で形成されるため、封止するにあたって問題はない。
【０１１７】
図４０は、図３９のｘ２−ｘ２線で切断した断面を示す断面図である。図４０に示すように、支持基板２０ａ上に中間絶縁層２１を介して検出部４０が形成されている。この検出部４０は中間絶縁層２１で支持基板２０ａに固定されており、この検出部４０の外側に可動部１３が形成されている。さらに、可動部１３の外側には固定電極４１が形成されている。そして、検出部４０と固定電極４１との間には、可動電極１３を跨るように空中配線４２が接続されており、検出部４０と固定電極４１とを電気接続している。このように本実施の形態５によれば、可動部１３で周囲を囲まれた領域に検出部４０が存在する場合であっても、可動部１３を跨るように空中配線４２を形成することによって、周囲を囲まれた検出部４０から外部へ電気信号を取り出すことができる。
【０１１８】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【０１１９】
本発明は、加速度センサ、角速度センサ、コンバインドセンサなどのＭＥＭＳ素子を製造する製造業に幅広く利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２０】
【図１】本発明の実施の形態１におけるＭＥＭＳ素子の構成を示す平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ´線で切断した断面を示す断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ´線で切断した断面を示す断面図である。
【図４】図１のＣ−Ｃ´線で切断した断面を示す断面図である。
【図５】実施の形態１におけるＭＥＭＳ素子の製造工程を示す平面図である。
【図６】図５のＤ−Ｄ´線で切断した断面での製造工程を説明する断面図である。
【図７】図６に続くＭＥＭＳ素子の製造工程を示す断面図である。
【図８】図７に続くＭＥＭＳ素子の製造工程を示す断面図である。
【図９】実施の形態１におけるＭＥＭＳ素子の製造工程を示す平面図である。
【図１０】図９のＥ−Ｅ´線で切断した断面での製造工程を説明する断面図である。
【図１１】図１０に続くＭＥＭＳ素子の製造工程を示す断面図である。
【図１２】図１１に続くＭＥＭＳ素子の製造工程を示す断面図である。
【図１３】実施の形態１におけるＭＥＭＳ素子の製造工程を示す平面図である。
【図１４】図１３のＦ−Ｆ´線で切断した断面での製造工程を説明する断面図である。
【図１５】図１４に続くＭＥＭＳ素子の製造工程を示す断面図である。
【図１６】実施の形態１におけるＭＥＭＳ素子の製造工程を示す平面図である。
【図１７】図１６のＧ−Ｇ´線で切断した断面での製造工程を説明する断面図である。
【図１８】実施の形態１におけるＭＥＭＳ素子の製造工程を示す平面図である。
【図１９】実施の形態２におけるＭＥＭＳ素子の構成を示す斜視図である。
【図２０】図１９のｙ１−ｙ１線で切断した断面を示す断面図である。
【図２１】図１９のｙ２−ｙ２線で切断した断面を示す断面図である。
【図２２】実施の形態２におけるＭＥＭＳ素子の製造工程を示す平面図である。
【図２３】図２２のｘ１−ｘ１線で切断した断面での製造工程を説明する断面図である。
【図２４】図２３に続くＭＥＭＳ素子の製造工程を示す断面図である。
【図２５】図２４の一部を拡大した断面図である。
【図２６】図２２のｙ２−ｙ２線で切断した断面での製造工程を説明する断面図である。
【図２７】図２５に示す製造工程の別の製造工程例を示す断面図である。
【図２８】図２６に続くＭＥＭＳ素子の製造工程を示す断面図である。
【図２９】図２８に続くＭＥＭＳ素子の製造工程を示す断面図である。
【図３０】図２９に続くＭＥＭＳ素子の製造工程を示す断面図である。
【図３１】実施の形態２におけるＭＥＭＳ素子を実装する例を示す断面図である。
【図３２】実施の形態３におけるＭＥＭＳ素子の製造工程を示す断面図である。
【図３３】図３２に続くＭＥＭＳ素子の製造工程を示す断面図である。
【図３４】図３３に続くＭＥＭＳ素子の製造工程を示す断面図である。
【図３５】図３４に続くＭＥＭＳ素子の製造工程を示す断面図である。
【図３６】図３５に続くＭＥＭＳ素子の製造工程を示す断面図である。
【図３７】図３６に続くＭＥＭＳ素子の製造工程を示す断面図である。
【図３８】実施の形態４におけるＭＥＭＳ素子を示す断面図である。
【図３９】実施の形態５におけるＭＥＭＳ素子の構成を示す平面図である。
【図４０】図３９のｘ２−ｘ２線で切断した断面を示す断面図である。
【図４１】本発明者らが検討した技術を示す断面図である。
【符号の説明】
【０１２１】
１Ａ  ＭＥＭＳ素子
１Ｂ  ＭＥＭＳ素子
１Ｃ  ＭＥＭＳ素子
１０  台座支持部
１１  固定部
１２  梁
１３  可動部
１４  検出部
１４ａ  固定電極
１４ｂ  可動電極
１５  配線部
１６  孔
１７  端子
１７ａ  端子支持部
１８  絶縁膜
１９  駆動部
１９ａ  固定電極
１９ｂ  可動電極
２０  半導体基板
２０ａ  支持基板
２１  中間絶縁層
２２  絶縁膜
２３  台座
２３ａ  陽極接合用電極
２４  キャップ
２４ａ  開口部
２４ｂ  開口部
２５  導体層
２６ａ  開口部
２６ｂ  開口部
２７  ポリシリコン膜
２８  ダイシングライン
３０  リード
３０ａ  端子
３１  信号処理用ＩＣ
３１ａ  端子
３１ｂ  端子
３２  ワイヤ
３３  ワイヤ
３４  樹脂
３５  絶縁膜
３６  接着剤
４０  検出部
４１  固定電極
４２  空中配線
５０１  ＭＥＭＳ構造部
５０２  梁
５０３  電極支持部
５０４  外周壁
５０５  キャップ
５０６  貫通孔
５０７  導電膜
ＤＡ  素子形成領域
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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