(57)【要約】【課題】本発明はアライメント及び真空中での接合作業を簡略化し、安定した接合が可能な静電容量型圧力センサ及び製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】容量電極が形成された絶縁性の第一の基板と、ダイヤフラム電極を挟むように一方の面に真空室溝、他方の面に圧力被測定室溝が形成された第二の基板と、通気口が形成された絶縁性の第三の基板とが、容量電極及びダイヤフラム電極が対向し、かつ圧力被測定室溝と前記通気口が連通するように接合された静電容量型圧力センサであって、第二の基板の他方の面側に、ゲッタを収納するゲッタ室溝が形成され、ゲッタ室が真空室と連通していることを特徴とする。第二の基板は、シリコン層、埋込酸化層及びベースシリコン層とからなるＳＯＩ基板であって、前記真空室溝を該シリコン層に形成し、圧力被測定室溝及び前記ゲッタ室溝を該ベースシリコン層に形成したことを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
容量電極が形成された絶縁性の第一の基板と、ダイヤフラム電極を挟むように一方の面に真空室溝、他方の面に圧力被測定室溝が形成された第二の基板と、通気口が形成された絶縁性の第三の基板とが、前記容量電極及び前記ダイヤフラム電極が対向し、かつ前記圧力被測定室溝と前記通気口が連通するように接合された静電容量型圧力センサであって、前記第二の基板の他方の面側に、ゲッタを収納するゲッタ室溝が形成され、ゲッタ室が真空室と連通していることを特徴とする静電容量型圧力センサ。
【請求項２】
前記第二の基板は、シリコン層、埋込酸化層及びベースシリコン層とからなるＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｏｎ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板であって、前記真空室溝を該シリコン層に形成し、前記圧力被測定室溝及び前記ゲッタ室溝を該ベースシリコン層に形成したことを特徴とする請求項１に記載の静電容量型圧力センサ。
【請求項３】
前記容量電極の表面には、シリコン酸化膜からなる複数の微細な突起構造が形成されていることを特徴とする請求項第１又は２記載の静電容量型圧力センサ。
【請求項４】
容量電極が形成された絶縁性の第一の基板と、シリコン層、埋込酸化層及びベースシリコン層とからなるＳＯＩ基板の該シリコン層に真空室溝を形成し、該ベースシリコン層に圧力被測定室溝及びゲッタ室溝を形成して前記真空室溝と前記圧力被測定室溝の間にシリコンからなるダイヤフラム電極が形成された第二の基板と、通気口が形成された第三の基板とが、前記容量電極及び前記ダイヤフラム電極が対向し、かつ前記圧力被測定室溝と前記通気口とが連通するように接合して作製する静電容量型圧力センサの製造方法であって、
前記容量電極を形成した第一の基板と、前記真空室溝を形成した第二の基板を陽極接合法により接合する工程と、前記ベースシリコン層をエッチングして前記圧力被測定室溝及び前記ゲッタ室溝を形成する工程と、前記圧力被測定室溝及び前記ゲッタ室溝内の前記埋込酸化層をエッチングにより除去する工程と、前記真空室溝と前記ゲッタ室溝との間のシリコン層の少なくとも一部を除去し、両溝間を連通させる工程と、ゲッタを前記ゲッタ室溝に収納した後、該ゲッタ室溝内部を真空にした状態で、前記ベースシリコン層と前記第三の基板とを陽極接合法により接合する工程と、からなることを特徴とする静電容量型圧力センサの製造方法。
【請求項５】
前記容量電極は表面にシリコン酸化膜の微細突起構造が形成されたシリコンからなり、シリコン層、埋込酸化層及びベースシリコン層とからなるＳＯＩ基板の該シリコン層及び埋込酸化層の該容量電極に対応する部分を残してエッチングした後、該シリコン層と絶縁性の基板とを接合し、続いてベースシリコン層をエッチングにより除去した後、前記埋込酸化層をパターニングして前記微細突起構造を形成したことを特徴とする請求項４に記載の静電容量型圧力センサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は静電容量型圧力センサ及びその製造方法に係り、特に、製造工程を簡略化し、歩留まりの向上を可能とする静電容量型圧力センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品や半導体製品を製造する過程においては、真空装置内で薄膜を形成したり或いはエッチングするプロセスは不可欠である。この際に、真空装置内圧力は一定に保たれながらプロセスが進められるのが普通であり、真空装置内の圧力測定手段としては静電容量型真空センサがしばしば用いられる。現在市販されている静電容量型真空センサの大半は機械加工によって製造されているが、マイクロマシン技術を用いて製造すればセンサの小型化、量産化、さらには製造コストの低減が可能であることから、この技術を用いた圧力センサ及びその製造方法が提案されている（特開２００２−５５００８，特開２００１−２０１４１７，特開２０００−１９０４４等）。マイクロマシン技術は、フォトリソグラフイ技術や成膜技術、エッチング技術などの半導体製造技術を応用したものであり、材料もシリコンウェハやガラス基板など一般に流通しているものが用いられる。
【０００３】
マイクロマシン技術によって製造した従来の静電容量型真空センサの一例を図４に示す。図４Ａは圧力センサの構成を説明する概略斜視図であり、図４Ｂは、圧力センサに電気回路を接続してケース内に収納した実用形態を示す概略断面図である。
【０００４】
圧力センサは、ガラス基板１、シリコン層４、埋込酸化層５及びベースシリコン層６からなるＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｏｎ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板２、ガラス基板３から成り、これらの基板は接合技術によって密着固定される。シリコン層４の一部には真空室溝７が形成されており、ガラス基板１によって封止されたその空間内部は真空状態になっている。ガラス基板１の真空室溝７側の面には容量電極８及び参照電極９が形成されており、これらはガラス基板１を貫通して形成された容量電極端子１０及び参照電極端子１１とそれぞれ電気的に結合している。
【０００５】
容量電極８に対向する位置のベースシリコン６及び埋込酸化層５は取り除かれ、圧力被測定室溝１２が形成されており、その結果容量電極８に対向した部分のシリコン層４はダイヤフラム電極１３となる。このダイヤフラム電極１３はガラス基板１上のダイヤフラム電極端子１４と電気的に結合している。
【０００６】
ところで、真空室溝７は常に高真空状態に保つ必要があるため、ガラス基板１の一部に溝２７’を形成してその内部に例えば非蒸発型のゲッタ１５を配置して真空室７内部の残留ガスを吸収させている。また、圧力センサは、ガラス基板３の周縁部がその上部からセンサ押さえ板１６によってＯリング１７上に押さえつけられ、これによってセンサ固定台１８に真空シールで固定される。
【０００７】
ガラス基板３の中心部には通気口１９が形成されており、被圧力測定空間２０の圧力は圧力被測定室１２の圧力と等しくなる。従って、真空室７内部と被圧力測定空間２０の間の圧力差に応じてダイヤフラム電極１３は変位し、その変位量は容量電極端子１０とダイヤフラム電極端子１４との間の静電容量の変化量から求めることができる。なお、センサ構成部品の熱膨張率の違い（環境温度変化）に起因する機械的歪みによる誤差を補正するために参照電極９が容量電極８の近傍に設けられている。
【０００８】
なお、ダイヤフラム電極１３上には複数の微細な突起構造２３が形成されている。被圧力測定空間２０の圧力が高くなってダイヤフラム電極１３が容量電極８に接触したときに、吸着してしまうのを防止するためである。
【０００９】
次に、図５を参照して、図４Ａに示した圧力センサの製造プロセスを説明する。
まず、容量電極及び参照電極形成用ＳＯＩ基板２４を用意して（図５Ａ）その表面に酸化膜２５を形成後パターニングし（図５Ｂ）、露出した電極形成用ＳＯＩ基板２４のシリコン層４及び埋込酸化層５を除去する（図５Ｃ）。ここで、各電極端子用溝穴２６及びゲッタ室溝２７’を形成したガラス基板１に電極形成用ＳＯＩ基板２４を接合し（図５Ｄ）、その後ベースシリコン層６のみをエッチング除去する（図５Ｅ）。
【００１０】
次に、ＳＯＩ基板２に酸化膜２５を形成、パターニング後（図５Ｆ）、シリコン層４の一部をエッチングする（図５Ｇ）。その後、更に上部の酸化膜２５をパターニングしてダイヤフラム電極の厚さを残してシリコン層４のエッチングを行う（図５Ｈ）。続いて、ベースシリコン層６下面の酸化膜をパターニングした後、ダイヤフラム電極となる場所の上にアルミニウムなどの金属材やシリコン酸化膜などで微細な突起構造２３を形成する（図５Ｉ）。
【００１１】
次に、ガラス基板１に形成されたゲッタ室溝２７’の位置にゲッタ１５を収納するようにガラス基板１とＳＯＩ基板２とを位置調整（アライメント）しながら真空中で陽極接合する（図５Ｊ）。その後に、ベースシリコン層６の一部を埋込酸化層５が露出するまで下面からエッチングし（図５Ｋ）、続いてフッ化水素酸などを用いて、ガラス基板１の電極端子用溝穴２６をエッチングして容量電極８や参照電極９を露出させるとともに、ダイヤフラム電極１３の下面の埋込酸化層５やベースシリコン層６の下面にある酸化膜２５を除去する。この後、金属材電極２８を電極端子用溝穴内部に形成して容量電極８や参照電極９、シリコン層４に電気的に直結する端子２８をガラス基板１の上面に出す（図５Ｌ）。続いて、通気口１９が形成されたガラス基板３をＳＯＩ基板２のベースシリコン層６に接合し、容量電極端子１０、参照電極端子１１及びダイヤフラム電極端子１４を導電性接着剤２９と端子ピン３０で形成して圧力センサを完成する（図５Ｍ）。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
マイクロマシン技術は半導体製造技術を応用した技術であるためにμｍオーダの加工を容易に行うことができ、機械加工による方法と比較すれば加工精度や量産性、低コスト化の面で大きな利点がある。その一方で、マイクロマシン技術によって静電容量型圧力センサを製造する場合においては、底面に容量電極や参照電極を有するガラス基板１とＳＯＩ基板２との相対位置関係は機械的操作によって調整する必要があり、しかも圧力センサの大きさや要求される性能等にもよるがその位置合わせ（アライメント）精度は１００μｍ以内に抑える必要がある。
通常、１００μｍ程度の精度のアライメントは問題なく達成できるが、圧力センサは内部を真空状態として封止する必要があるため事情は異なってくる。即ち、ガラス基板とＳＯＩ基板のアライメントする際、真空室溝内部を排気するために厚みのあるスペーサを挟んだ状態でアライメントする必要がある。大気中で両基板間をアライメントした後、真空陽極接合装置内にセットして基板加熱して真空排気を行う。この状態でスペーサを引き抜き両基板を陽極接合する。
【００１３】
この際、厚さ３００μｍ程度の非蒸発型ゲッタ１５をガラス基板１に形成された溝２７’内に入るよう配置するが、ガラス基板１の厚さや強度確保による制限から、溝２７’の深さは通常３５０μｍ程度に制限される。従って、スペーサを引き抜く際に基板のアライメントがずれてしまったり、あるいは非蒸発型ゲッタが本来の位置からはずれてガラス基板１とＳＯＩ基板２間に挟まって圧力センサ内部の真空封止ができなくなる等の事故が起こり易く、製品歩留まり及び生産性が低いという問題があった。
即ち、従来は、ガラス基板とＳＯＩ基板とは高真空中で陽極接合を行う必要があり、その際に、ガラス基板とＳＯＩ基板のアライメント、圧力センサの内部封止真空度、ゲッタの配置などを全て同時に注意を払いながら作業を行う必要があり、これらのうちの一つにでも問題があると製品歩留まりの著しい低下を招くという問題があった。
【００１４】
かかる状況に鑑み、本発明は、アライメント及び真空状態での接合作業を簡略化でき、安定した接合工程を行うことが可能な静電容量型圧力センサ及びその製造方法を提供することを目的とする。さらに、アライメントの精度自体を低くすることが可能な構造の静電容量型圧力センサを提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明の静電容量型圧力センサは、容量電極が形成された絶縁性の第一の基板と、ダイヤフラム電極を挟むように一方の面に真空室溝、他方の面に圧力被測定室溝が形成された第二の基板と、通気口が形成された絶縁性の第三の基板とが、前記容量電極及び前記ダイヤフラム電極が対向し、かつ前記圧力被測定室溝と前記通気口が連通するように接合された静電容量型圧力センサであって、前記第二の基板の他方の面側に、ゲッタを収納するゲッタ室溝が形成され、ゲッタ室が真空室と連通していることを特徴とする。
このような構造とすることにより、ゲッタ室溝を余裕を持って形成することができ、高精度のアライメントが不要となるため、真空状態での接合作業が容易となり歩留まりが大きく改善されて生産性が向上する。
【００１６】
前記第二の基板は、シリコン層、埋込酸化層及びベースシリコン層とからなるＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｏｎ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板であって、前記真空室溝を該シリコン層に形成し、前記圧力被測定室溝及び前記ゲッタ室溝を該ベースシリコン層に形成したことを特徴とする。
ＳＯＩ基板を用いることにより、真空室溝、圧力被測定室溝及びゲッタ室溝の形成が従来に比べ少ない工数で、しかも高精度にかつ再現性良く形成することが可能となる。
【００１７】
なお、前記容量電極の表面には、シリコン酸化膜からなる複数の微細な突起構造を形成するのが好ましい。また、従来の圧力センサでは第一の基板にゲッタ室溝が形成されているため、容量電極に突起構造を形成するは実際上困難であったが、本発明においては、第一の基板からゲッタ室溝を取り除く構成としたことにより、容量電極上の酸化膜のパターニングが可能となり、ダイヤフラム電極と容量電極との吸着固定を防止する突起構造を少ない工数で形成することが可能となる。これにより、圧力センサを大気圧等の高い圧力に曝しても、その後、真空にすることによりダイヤフラム電極と容量電極が容易に分離し、安定した動作を確保することができる。
【００１８】
本発明の静電容量型圧力センサの製造方法は、容量電極が形成された絶縁性の第一の基板と、シリコン層、埋込酸化層及びベースシリコン層とからなるＳＯＩ基板の該シリコン層に真空室溝を形成し、該ベースシリコン層に圧力被測定室溝及びゲッタ室溝を形成して前記真空室溝と前記圧力被測定室溝の間にシリコンからなるダイヤフラム電極が形成された第二の基板と、通気口が形成された第三の基板とが、前記容量電極及び前記ダイヤフラム電極が対向し、かつ前記圧力被測定室溝と前記通気口とが連通するように接合して作製する静電容量型圧力センサの製造方法であって、前記容量電極を形成した第一の基板と、前記真空室溝を形成した第二の基板を陽極接合法により接合する工程と、前記ベースシリコン層をエッチングして前記圧力被測定室溝及び前記ゲッタ室溝を形成する工程と、前記圧力被測定室溝及び前記ゲッタ室溝内の前記埋込酸化層をエッチングにより除去する工程と、前記真空室溝と前記ゲッタ室溝との間のシリコン層の少なくとも一部を除去し、両溝間を連通させる工程と、ゲッタを前記ゲッタ室溝に収納した後、該ゲッタ室溝内部を真空にした状態で、前記ベースシリコン層と前記第三の基板とを陽極接合法により接合する工程と、からなることを特徴とする。
【００１９】
従って、上述したようにアライメント精度を低くできるうえに、第一の基板（ガラス基板）と第二の基板（ＳＯＩ基板）の接合の際には基板間にゲッタを挟む必要がなくなり、また両基板に挟まれた空間内部の真空封止圧力には特に注力する必要がないため（即ち、大気中で接合可能となるため）、基板のアライメント精度を確保することができる。即ち、より高精度のアライメントで接合することができ、より小型の圧力センサを実現することができる。
【００２０】
また、ＳＯＩ基板にダイヤフラムを形成する工程において同時にゲッタ室溝をＳＯＩ基板上に形成するため、製造工数が減少する。さらに、第二の基板（ＳＯＩ基板）と第三の基板との接合は高い精度のアライメントを必要としないため、両基板間に厚いスペーサを挟んで真空陽極接合を行うことが従来に比べて容易となり、その結果、確実にセンサ内部を高真空で封止することができる。また、ゲッタ室溝もＳＯＩ基板の厚さ程度（例えば６００μｍ程度）の深さにすることが可能となるため、非蒸発型ゲッタが本来の位置からずれて両基板の間に挟まって圧力センサ内部の真空封止ができなくなる等の問題も回避することができる。
【００２１】
さらに、前記容量電極は表面にシリコン酸化膜の微細突起構造が形成されたシリコンからなり、シリコン層、埋込酸化層及びベースシリコン層とからなるＳＯＩ基板の該シリコン層及び埋込酸化層の該容量電極に対応する部分を残してエッチングした後、該シリコン層と絶縁性の基板とを接合し、続いてベースシリコン層をエッチングにより除去した後、前記埋込酸化層をパターニングして前記微細突起構造を形成したことを特徴とする。ガラス基板にゲッタ収納用の溝を形成する必要がなくなり、容量電極上にフォトリソグラフィによる微細突起構造のパターニングがより少ない工数で可能となる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１は、本発明の静電容量型圧力センサの基本的な構成を示す概略断面図である。図に示すように、静電容量型圧力センサは、容量電極８が形成された絶縁性の第一の基板１と、ダイヤフラム電極１３を挟むように一方の面に真空室溝７、他方の面に圧力被測定室溝１２が形成し、さらに他方の面側にゲッタ室溝２７が形成された導電性の第二の基板と、通気口１９が形成された絶縁性の第三の基板３と、が接合され、ゲッタ室２７が貫通口３１を介して真空室７と連通させた構成としたものである。なお、ゲッタとしては非蒸発型ゲッタが好適に用いられ、例えばＴｉ，Ｚｒ、Ｈｆ及びそれらの合金等が用いられる。
この圧力センサは、測定する空間の圧力を圧力被測定室１２に導入するようにして取り付けられ、２つの端子１０，１４間の静電容量を測定することにより圧力が求められる。
【００２３】
絶縁性の第一及び第三基板には、パイレックス（登録商標）ガラス（コーニング社製），ＳＤ２ガラス（ＨＯＹＡ製）等のガラス基板が用いられ、第二基板にはシリコン基板が好適に用いられる。特に、第二の基板としてＳＯＩ基板を用いるのが好ましく、これにより製造工程が簡略化し、圧力センサの生産性、歩留まりを大きく向上させることができる。以下に、第二の基板としてＳＯＩ基板を用いた静電容量型圧力センサ及びその製造方法を図２及び３に基づいて説明する。
【００２４】
図２はマイクロマシン技術によって製造した本実施形態の静電容量型真空センサの一例を示した概略斜視図であり、図２Ａは圧力センサの構成を説明するための概略斜視図、図２Ｂはその圧力センサに電気回路を接続してケース内に収納した構造を示す概略断面図である。
図２に示したように、圧力センサはガラス基板（第一の基板）１、ＳＯＩ基板（第二の基板）２、ガラス基板（第三の基板）３からなり、これらの基板は接合技術によって密着固定されている。
【００２５】
ガラス基板１にはダイヤフラム電極１３との間の静電容量を測定するための容量電極８と、温度変化に伴う静電容量変化を補正するための参照電極９が形成されており、これらはガラス基板１を貫通して形成された容量電極端子１０、参照電極端子１１とそれぞれ電気的に結合している。
【００２６】
ＳＯＩ基板２はシリコン層４、埋込酸化層５及びベースシリコン層６からなる三層構造基板であり、シリコン層４の一部には真空室溝７が形成され、真空室溝７に対応する部分のベースシリコン層６には圧力被測定室溝１２が形成されている。従って、真空室溝７と圧力被測定室溝１２の間のシリコン層は、ダイヤフラム電極として機能する。また、ダイヤフラム電極１３はガラス基板１上のダイヤフラム電極端子１４と電気的に結合している。さらに、ベースシリコン層６には、ゲッタ室溝２７が形成され、貫通口３１を介して真空室溝７と連通している。
ゲッタ室２７に例えば非蒸発型ゲッタ１５を配置することにより、ゲッタが真空室７内部の残留ガスを吸収し高真空状態に維持することができる。
【００２７】
第二の基板（ＳＯＩ基板）のシリコン層４及びベースシリコン層６の厚さについては、測定する圧力範囲やゲッタ材の大きさと等によって適宜選択されるが、通常、３０〜１００μｍ及び５００μｍ〜１ｍｍ程度である。また、ベースシリコン層の比抵抗は特に限定はないが、シリコン層の比抵抗としては、例えば０．００１〜０．０２Ω・ｃｍのものが好適に用いられる。第三の基板（ガラス基板３）には、ガス導入のための通気口１９が形成されている。
これらの基板は、特に、例えば特開２００２−４３５８５等に記載の陽極接合法によって接合するのが好ましく、強固でリークのないより確実な接合を行うことができる。
【００２８】
圧力センサのガラス基板３の周縁部は、その上部から押さえ板１６によってＯリング１７に押さえつけられ、これによってセンサ固定台１８に気密性よく固定される。ガラス基板３に形成された通気口１９を通して、被圧力測定空間２０の圧力は圧力被測定室溝１２の圧力と等しくなる。
【００２９】
このようにして、真空室７内部と被圧力測定空間２０の間の圧力差に応じてダイヤフラム電極１３は変位し、その変位量は容量電極端子１０とダイヤフラム電極端子１４との間の静電容量の変化量から求めることができる。また、容量電極端子１０とダイヤフラム電極端子１４との間の静電容量は、センサ構成部品の熱膨張率の違い（環境温度変化）に起因する機械的歪みによっても変化することから、その誤差分を補正するために参照電極９が容量電極８近傍に設けられ、検出回路２１で誤差を検出して補正が行われる。この結果、被圧力測定空間２０の圧力は確実に精度良く測定され、出力端子２２から電気信号として出力される。
【００３０】
被圧力測定空間２０の圧力が高い場合にはダイヤフラム電極１３は容量電極８に密着した状態になり、圧力が低下してもダイヤフラム電極１３と容量電極８とが分離できなくなる場合がある。これを防止するために、容量電極８及び参照電極９上に複数の微細な突起構造２３が形成されている。この突起構造としては、例えば、１μｍ厚、２０〜２５μｍ角程度の突起を２００〜２５０μｍピッチで形成すれば良い。
【００３１】
次に、図３を参照してに圧力センサの製造方法を説明する。
まず、例えば、２０μｍ程度のシリコン層４、埋込酸化層５及びベースシリコン層６からなる電極形成用ＳＯＩ基板２４を用意して（図３Ａ）、その表面に酸化膜２５を形成後パターニングし（図３Ｂ）、露出した電極形成用ＳＯＩ基板２４のシリコン層４、続いて埋込酸化層５をエッチングして除去する（図３Ｃ）。
ここで、電極端子用溝穴２６を形成したガラス基板１に電極形成用ＳＯＩ基板２４を接合し（図３Ｄ）、その後ベースシリコン層６のみをエッチング除去する（図３Ｅ）。
【００３２】
この時点で、ガラス基板１に容量電極及び参照電極となるシリコン層４と埋込酸化層５がパターン状に加工された基板が得られるが、ここで埋込酸化層５を微細パターン状に加工して微細な突起構造２３を形成する（図３Ｆ）。従来の圧力センサの製造方法ではこの時点でガラス基板１上には深いゲッタ室溝２７’が形成されているため（３５０μｍ程度）、レジスト塗布が行えず、したがって埋込酸化膜５のパターニングを行うことができないが、本実施形態ではガラス基板１上にゲッタ室溝を形成する必要がないためレジスト塗布ならびに埋込酸化層５のパターニングが可能となる。その結果、埋込酸化層をパターニングして微細な突起構造２３にすることが可能となり、従来法において、後工程でダイヤフラム上に他の膜を成膜してパターニング加工するという手間が必要であったが、本発明はこれらのを工程を省くことができ、生産性を上げることができる。
【００３３】
一方、第二の基板としてのＳＯＩ基板２に酸化膜２５を形成、パターニング後（図３Ｇ）、シリコン層４の一部をエッチングし（図３Ｈ）、その後更に上部の酸化膜２５をパターニングしてダイヤフラム電極１３の厚さを残してシリコン層４のエッチングを行ってから（図３Ｉ）、今度はベースシリコン層６下面の酸化膜２５をパターニングする（図３Ｊ）。
【００３４】
ここで、ガラス基板１（図３Ｆ）とＳＯＩ基板２（図３Ｊ）を、基板の位置を調整（アライメント）しながら陽極接合するが、この時点では必ずしも真空中で行う必要はなく、また非蒸発型ゲッタを挿入する必要もないので、基板のアライメント精度にのみ気を付けながら作業を行うことができる。逆に言うと、より高精度のアライメントで接合することができる（図３Ｋ）。
【００３５】
次いで、ベースシリコン層６を埋込酸化層５が露出するまで下面からエッチングする（図３Ｌ）。フッ化水素酸などでガラス基板１の電極端子用溝穴２６をエッチングして容量電極８や参照電極８を露出させるとともに、露出している埋込酸化層５やベースシリコン層６の下面にある酸化膜２５を除去する。その後、金属材電極を電極端子用溝穴内部に形成して容量電極や参照電極、シリコン層に電気的に直結した端子２８をガラス基板１の上面に形成する（図３Ｍ）。
【００３６】
ベースシリコン層６に形成されたゲッタ室溝２７と真空室溝７を隔てているシリコン層に貫通口３１を開け、これらの溝を連通させる。ここで、貫通口は例えばフェムト秒レーザ等のレーザを用いたり、あるいは微小の針でつつく等、機械的操作によって形成することができる。ここで、貫通口３１の大きさは、通常２００μｍ〜１ｍｍ程度であり、複数形成しても良い。さらに、貫通口はしっかりした穴である必要はなく、例えば、亀裂状に膜が避けているような形態であって機能としては問題ない。
【００３７】
ゲッタ室溝２７に、例えば、非蒸発型のゲッタ１５を配置して、ベースシリコン層６とガラス基板３を真空中で接合する（図３Ｎ）。この際に圧力センサ内部の圧力が高真空状態になるようにして接合する必要があるが、基板のアライメントに関しては圧力被測定室溝１２と通気口１９とが連通していれば良く、数ｍｍ程度のアライメントずれがあっても許容できる。また、ベースシリコン層６の厚さは通常６００μｍ前後あるため、ゲッタ室溝の深さも６００μｍ前後となる。
この溝に厚さ３００μｍ程度の非蒸発型ゲッタ１５を配置しても、これがベースシリコン層６とのガラス基板３の間に挟まって陽極接合に不具合が生ずることは殆ど無い。
最後に、容量電極端子１０、参照電極端子１１、ダイヤフラム電極端子１４を導電性接着剤２９と端子ピン３０で形成して圧力センサは完成する。
【００３８】
なお、本実施形態では、第一の基板（ガラス基板１）と第二の基板（ＳＯＩ基板）と接合した後に、真空室溝７とゲッタ室溝２７との間の貫通口３１を形成する構成としたが、貫通口の大きさを、ゲッタ室溝の埋込酸化層をエッチングする際のエッチング液が真空室溝側に入り込まない程度に十分小さくすることにより、第一の基板（ガラス基板１）と第二の基板（ＳＯＩ基板）の接合前に貫通口部のシリコン層又はシリコン層及び埋込酸化層を除去しておいても良い。
【００３９】
【発明の効果】
本発明により、即ち、ゲッタ室溝を第一の基板ではなく、ＳＯＩ基板のベースシリコン層側に形成する構成とすることにより、第一の基板とＳＯＩ基板を接合する際に、センサ内部の封止圧や非蒸発型ゲッタの配置に惑わされることなく、基板のアライメントにのみ集中して作業を行うことができるために製品品質や歩留まりの向上を図ることが可能となる。また、圧力センサ内部を真空封止する際アライメントの精度を低くできるため、歩留まりの向上と作業時間の短縮を図ることができる。
【００４０】
一方、ゲッタ室溝は、圧力センサのダイヤフラムを形成する工程で同時に形成することができ、圧力センサの製造工程数を減少させて、製造コストの低減と製造プロセスの簡略化を図ることができる。また、ダイヤフラムの吸着を防ぐ目的で形成する微細な突起構造についても、従来はそれを形成するために成膜及びパターニング工程が必要であったが、本発明ではＳＯＩ基板の埋込酸化層をそのまま利用してパターニングするだけで良く、プロセスの簡略化が可能となり、より一層の生産性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の静電容量型圧力センサの基本構造示す概略断面図である。
【図２】ＳＯＩ基板を用いた静電容量型圧力センサの構造例を示す概略図である。
【図３】図３の圧力センサの製造方法を示す概略断面図である。
【図４】従来のＳＯＩ基板を用いた静電容量型圧力センサ構造例を示す概略図である。
【図５】図５の圧力センサの製造方法を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１  第一の基板（ガラス基板）、
２  第二の基板（ＳＯＩ基板）、
３  第三の基板（ガラス基板）、
４  シリコン層、
５  埋込酸化層、
６  ベースシリコン層、
７  真空室溝（真空室）、
８  容量電極、
９  参照電極、
１０  容量電極端子、
１１  参照電極端子、
１２  圧力被測定室溝（圧力被測定室）、
１３  ダイヤフラム電極、
１４  ダイヤフラム電極端子、
１５  非蒸発型ゲッタ、
１６  押え板、
１７  Ｏリング、
１８  センサチップ固定台、
１９  通気口、
２０  被圧力測定空間、
２１  検出回路、
２２  出力端子、
２３  突起構造、
２４  電極形成用ＳＯＩ基板、
２５  酸化膜、
２６  電極端子用溝穴、
２７、２７’  非蒸発型ゲッタ室溝（非蒸発型ゲッタ室）、
２８  金属材電極、
２９  導電性接着剤、
３０  端子ピン、
３１  貫通口。
【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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