(57)【要約】【課題】基体から蓋体が剥離する可能性を低減させることができる物理量センサーを提供する。【解決手段】物理量センサー１００は、基体１０と、蓋体２０と、基体１０と蓋体２０とで形成されるキャビティー２に配置された機能素子１０２と、基体１０の主面１２と、基体１０の主面１２と蓋体２０との接合境界部４と、蓋体２０と、を連続して覆う保護膜３０と、を含み、保護膜３０は、無機材料膜または有機半導体膜である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体と、
蓋体と、
前記基体と前記蓋体とで形成されるキャビティーに配置された機能素子と、
前記基体の主面と、前記基体の前記主面と前記蓋体との接合境界部と、前記蓋体と、を連続して覆う保護膜と、
を含み、
前記保護膜は、無機材料膜または有機半導体膜である、物理量センサー。
【請求項２】
請求項１において、
前記基体には、前記キャビティーに連通する配線溝が設けられ、
前記配線溝には、配線が設けられ、
前記配線溝と前記配線とは、前記保護膜で覆われている、物理量センサー。
【請求項３】
請求項２において、
前記基体にはパッドが設けられ、
前記配線と前記パッドとが電気的に接続されている、物理量センサー。
【請求項４】
基体と蓋体とで構成されるキャビティーに配置された機能素子を含む物理量センサーの製造方法であって、
前記基体と前記蓋体とを接合して、前記キャビティーに前記機能素子を収容する工程と、
前記基体の主面と、前記基体の前記主面と前記蓋体との接合境界部と、前記蓋体と、を連続して覆う保護膜を形成する工程と、
を含み、
前記保護膜は、無機材料膜または有機半導体膜である、物理量センサーの製造方法。
【請求項５】
請求項４において、
前記基体に設けられ、前記キャビティーに連通する配線溝に配線を設ける工程を含み、
前記保護膜を形成する工程において、前記配線溝と前記配線とを前記保護膜で覆う、物理量センサーの製造方法。
【請求項６】
請求項４または５において、
前記機能素子を収容する工程において、前記基体に設けられたパッドを前記蓋体で覆い、
前記保護膜を形成する工程の後に、前記パッドを覆う前記蓋体の一部を除去する工程を含む、物理量センサーの製造方法。
【請求項７】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の物理量センサーを含む、電子機器。
【請求項８】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の物理量センサーを含む、移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物理量センサーおよびその製造方法、電子機器、ならびに移動体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、シリコンＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）技術を用いて物理量を検出する物理量センサーが開発されている。特に、加速度を検出する加速度センサーや角速度を検出するジャイロセンサーは、例えば、デジタルスチルカメラ（ＤＳＣ）の手振れ補正機能、自動車のナビゲーションシステム、ゲーム機のモーションセンシング機能などの用途が急速に広がりつつある。
【０００３】
このような物理量センサーでは、機能素子が気密に封止されたキャビティー内に収容される。
【０００４】
例えば、特許文献１には、基体と蓋体とで形成されるキャビティーに機能素子が配置された物理量センサーが開示されている。特許文献１では、ガラスからなる基体とシリコンからなる蓋体との接合に、陽極接合を用いている。
【０００５】
また、例えば、特許文献２には、振動子等の素子を封止する技術として、母基板とカバー部材とをスパッタリング法により封止接合する技術が開示されている。特許文献２では、カバー部材が樹脂により被覆されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１３−１６４２８５号公報
【特許文献２】特開２００６−２０００１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の物理量センサーでは、基体と蓋体との接合境界部が露出しているため、チップを個片化するためのダイシング時に、基体と蓋体との接合境界部に水（切削水）が供給されることにより基体から蓋体が剥がれてしまうことがある。また、特許文献１の物理量センサーでは、高温環境下に置かれた場合や、製造時に熱が加わった場合などに、基体と蓋体との熱膨張係数の違いにより基体や蓋体が歪んでしまい、基体から蓋体が剥がれてしまうことがある。
【０００８】
また、特許文献２の封止技術では、カバー部材と基体との界面を樹脂により被覆しているが、高温環境下に置かれた場合や、製造時に熱が加わった場合に樹脂が変形してしまい、カバー部材と基体との界面の保護が十分にできない場合がある。
【０００９】
本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、基体から蓋体が剥離する可能性を低減させることができる物理量センサー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、上記物理量センサーを含む電子機器および移動体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は前述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様または適用例として実現することができる。
【００１１】
［適用例１］
本適用例に係る物理量センサーは、
基体と、
蓋体と、
前記基体と前記蓋体とで形成されるキャビティーに配置された機能素子と、
前記基体の主面と、前記基体の主面と前記蓋体との接合境界部と、前記蓋体と、を連続して覆う保護膜と、
を含み、
前記保護膜は、無機材料膜または有機半導体膜である。
【００１２】
このような物理量センサーでは、保護膜が、基体の主面と、基体の主面と蓋体との接合境界部と、蓋体と、を連続して覆っているため、基体から蓋体が剥離する可能性を低減させることができる。
【００１３】
［適用例２］
本適用例に係る物理量センサーにおいて、
前記基体には、前記キャビティーに連通する配線溝が設けられ、
前記配線溝には、配線が設けられ、
前記配線溝と前記配線とは、前記保護膜で覆われていてもよい。
【００１４】
このような物理量センサーでは、保護膜が配線溝および配線を覆うことにより、配線溝を封止することができ、キャビティーを密閉空間にすることができる。
【００１５】
［適用例３］
本適用例に係る物理量センサーにおいて、
前記基体にはパッドが設けられ、
前記配線と前記パッドとが電気的に接続されていてもよい。
【００１６】
このような物理量センサーでは、基体から蓋体が剥離する可能性を低減させることができる。
【００１７】
［適用例４］
本適用例に係る物理量センサーの製造方法は、
基体と蓋体とで構成されるキャビティーに配置された機能素子を含む物理量センサーの製造方法であって、
前記基体と前記蓋体とを接合して、前記キャビティーに前記機能素子を収容する工程と、
前記基体の主面と、前記基体の前記主面と前記蓋体との接合境界部と、前記蓋体と、を連続して覆う保護膜を形成する工程と、
を含み、
前記保護膜は、無機材料膜または有機半導体膜である。
【００１８】
このような物理量センサーの製造方法では、保護膜によって、基体の主面と、接合境界部と、蓋体と、が連続して覆われるため、基体から蓋体が剥離する可能性を低減させることができる。
【００１９】
［適用例５］
本適用例に係る物理量センサーの製造方法において、
前記基体に設けられ、前記キャビティーに連通する配線溝に配線を設ける工程を含み、
前記保護膜を形成する工程において、前記配線溝と前記配線とを前記保護膜で覆ってもよい。
【００２０】
このような物理量センサーの製造方法では、保護膜を形成する工程において、配線溝を封止することができる。
【００２１】
［適用例６］
本適用例に係る物理量センサーの製造方法において、
前記機能素子を収容する工程において、前記基体に設けられたパッドを前記蓋体で覆い、
前記保護膜を形成する工程の後に、前記パッドを覆う前記蓋体の一部を除去する工程を含んでいてもよい。
【００２２】
このような物理量センサーの製造方法では、保護膜を形成する工程において、パッドを蓋体で覆うことができるため、パッド上に保護膜が形成される可能性を低減させることができる。
【００２３】
［適用例７］
本適用例に係る電子機器は、
上記適用例のいずれかに記載の物理量センサーを含む。
【００２４】
このような電子機器では、基体から蓋体が剥離する可能性を低減させることができる物理量センサーを含むことができる。
【００２５】
［適用例８］
本適用例に係る移動体は、
上記適用例のいずれかに記載の物理量センサーを含む。
【００２６】
このような移動体では、基体から蓋体が剥離する可能性を低減させることができる物理量センサーを含むことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本実施形態に係る物理量センサーを模式的に示す断面図。
【図２】本実施形態に係る物理量センサーを模式的に示す平面図。
【図３】本実施形態に係る物理量センサーを模式的に示す平面図。
【図４】本実施形態に係る物理量センサーの製造方法の一例を示すフローチャート。
【図５】本実施形態に係る物理量センサーの製造工程を模式的に示す断面図。
【図６】本実施形態に係る物理量センサーの製造工程を模式的に示す断面図。
【図７】本実施形態に係る物理量センサーの製造工程を模式的に示す断面図。
【図８】本実施形態に係る物理量センサーの製造工程を模式的に示す断面図。
【図９】本実施形態に係る物理量センサーの製造工程を模式的に示す断面図。
【図１０】本実施形態に係る物理量センサーの製造工程を模式的に示す断面図。
【図１１】本実施形態に係る物理量センサーの製造工程を模式的に示す断面図。
【図１２】本実施形態に係る物理量センサーの製造工程を模式的に示す断面図。
【図１３】本実施形態に係る物理量センサーの製造工程を模式的に示す断面図。
【図１４】本実施形態に係る物理量センサーの製造工程を模式的に示す断面図。
【図１５】本実施形態に係る物理量センサーの製造工程を模式的に示す断面図。
【図１６】本実施形態の変形例に係る物理量センサーを模式的に示す断面図。
【図１７】本実施形態に係る電子機器の機能ブロック図。
【図１８】電子機器の一例であるスマートフォンの外観の一例を示す図
【図１９】電子機器の一例としての腕装着型の携帯機器の外観の一例を示す図。
【図２０】本実施形態に係る移動体の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
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。
【００２９】
１．  物理量センサー
まず、本実施形態に係る物理量センサーについて、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る物理量センサー１００を模式的に示す断面図である。図２および図３は、本実施形態に係る物理量センサー１００を模式的に示す平面図である。なお、図１は、図２および図３のＩ−Ｉ線断面図である。また、図１〜図３には、互いに直交する３つの軸として、Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸を図示している。
【００３０】
物理量センサー１００は、例えば、加速度センサーや、ジャイロセンサーである。以下では、物理量センサー１００がＸ軸方向の加速度を検出する加速度センサーである場合について説明する。
【００３１】
物理量センサー１００は、図１〜図３に示すように、基体１０と、蓋体２０と、保護膜３０と、封止材３２と、配線４０，４２，４４と、パッド５０、５２，５４と、配線基板（インターポーザー基板）６０と、ＩＣチップ（電子回路）７０と、樹脂（モールド樹脂）８０と、機能素子１０２と、を含む。なお、便宜上、図２では、配線基板６０、ＩＣチップ７０、および樹脂８０の図示を省略している。また、図３では、保護膜３０、封止材３２、配線基板６０、ＩＣチップ７０、および樹脂８０の図示を省略し、蓋体２０を透視して図示している。
【００３２】
基体１０の材質は、例えば、ガラス、シリコンである。基体１０の上面（主面）１２には、凹部１６が形成されており、凹部１６の上方に（＋Ｚ軸方向側に）機能素子１０２の可動体１３４が配置されている。凹部１６は、キャビティー２を構成している。
【００３３】
基体１０の上面１２には、配線溝１７，１８，１９が設けられている。配線溝１７，１８，１９は、キャビティー２と連通している。配線溝１７，１８，１９は、例えば、平面視において（Ｚ軸方向からみて）、蓋体２０と重なっている領域と、蓋体２０と重なっていない領域と、を有している。
【００３４】
蓋体２０は、基体１０上に（＋Ｚ軸方向側に）設けられている。蓋体２０の材質は、例えば、シリコン、ガラスである。蓋体２０は、基体１０に接合されている。図示の例では、蓋体２０の下面２６と基板１０の上面１２とが接合されている。蓋体２０の材質がシリコンであり、基体１０の材質がガラスである場合、基体１０と蓋体２０とは、例えば、陽極接合によって接合されている。図示の例では、蓋体２０に凹部２１が形成されており、凹部２１は、キャビティー２を構成している。
【００３５】
なお、基体１０と蓋体２０との接合方法は、特に限定されず、例えば、低融点ガラス（ガラスペースト）による接合でもよいし、半田による接合でもよい。または、基体１０および蓋体２０の各々の接合部分に金属薄膜（図示せず）を形成し、該金属薄膜同士を共晶接合させることにより、基体１０と蓋体２０とを接合させてもよい。
【００３６】
蓋体２０は、図２に示すように、平面視において長方形であり、４つの側面（＋Ｘ軸方
向側の側面２８ａ，＋Ｙ軸方向側の側面２８ｂ，−Ｘ軸方向側の側面２８ｃ，−Ｙ軸方向側の側面２８ｄ）を有している。４つの側面２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄのうちの、パッド５０，５２，５４側（＋Ｘ軸方向側）の側面２８ａには保護膜３０が形成されておらず、その他の面２８ｂ，２８ｃ，２８ｄには保護膜３０が形成されている。側面２８ｂ，２８ｃ，２８ｄは、基板１０の上面１２に対して傾斜している。そのため、側面２８ｂ，２８ｃ，２８ｄに、保護膜３０を容易に成膜することができる。
【００３７】
蓋体２０には、第１貫通孔２２および第２貫通孔２４が設けられている。
【００３８】
第１貫通孔２２は、キャビティー２に連通している。第１貫通孔２２は、蓋体２０を厚さ方向（Ｚ軸方向）に貫通している。第１貫通孔２２は、蓋体２０の上面２５から凹部２１の内底面２７（凹部２１を規定する面、上面２５とは反対方向を向く面）まで設けられている。
【００３９】
第１貫通孔２２は、例えば、キャビティー２側に向かうに従って（蓋体２０の上面２５から凹部２１の内底面２７に向かうに従って）、開口径が小さくなるテーパー形状であることが好ましい。このような形態では、後述する第１貫通孔２２を封止するための封止材３２を形成する工程において、半田ボールの落下を防止することができる。また、封止材３２を形成する工程において、より確実に第１貫通孔２２を封止することができる。
【００４０】
第２貫通孔２４は、平面視において、配線溝１７，１８，１９と重なる位置に設けられている。第２貫通孔２４は、配線溝１７，１８，１９の上方（配線４０，４２，４４の上方）に設けられている。第２貫通孔２４は、蓋体２０を厚さ方向（Ｚ軸方向）に貫通している。第２貫通孔２４は、蓋体２０の上面２５から下面２６まで設けられている。第２貫通孔２４は、例えば、基体１０側に向かうに従って（蓋体２０の上面２５から下面２６に向かうに従って）、開口径が小さくなるテーパー形状であることが好ましい。このような形態では、保護膜３０を成膜する際に孔底まで成膜しやすくなり、保護膜３０によって配線溝１７，１８，１９をより確実に封止することができる。
【００４１】
なお、図示の例では、平面視において、配線溝１７，１８，１９と重なる１つの第２貫通孔２４が設けられているが、図示はしないが、複数の配線溝１７，１８，１９に対応して複数の第２貫通孔２４が設けられていてもよい。このような形態では、基体１０と蓋体２０との接合面積を大きくすることができ、接合強度を大きくすることができる。
【００４２】
保護膜３０は、基体１０の上面１２と、基体１０の上面１２と蓋体２０との接合境界部４と、蓋体２０（蓋体２０の側面２８ｂ，２８ｃ．２８ｄ）と、を連続して覆っている。図示の例では、接合境界部４は、基体１０の上面１２と蓋体２０の下面２６との接合境界である。保護膜３０は、接合境界部４を外側から（キャビティー２側とは反対側）から覆っている。保護膜３０は、基体１０の上面１２と、接合境界部４と、蓋体２０と、を連続して覆うことにより、基板１０と蓋体２０との接合境界部４（接合部）を露出させないことができる。
【００４３】
なお、図示はしないが、基体１０と蓋体２０とが低融点ガラス等の厚みを有する接合材で接合されている場合、接合境界部４は、接合材と基体１０の上面１２との接合境界と、接合材（接合材の側面）と、接合材と蓋体２０の下面２６との接合境界と、を含む。
【００４４】
保護膜３０は、さらに、第２貫通孔２４内および配線溝１７，１８，１９内に設けられており、配線溝１７，１８，１９および配線４０，４２，４４を覆っている。図示の例では、保護膜３０は、配線４０，４２，４４を、直接、覆っている（他の部材を介さずに覆っている）。なお、保護膜３０は、配線４０，４２，４４を、絶縁膜（図示せず）を介し
て覆っていてもよい。保護膜３０は、配線溝１７，１８，１９を封止している。保護膜３０が配線溝１７，１８，１９を封止することにより、キャビティー２は封止される（密閉空間となる）。すなわち、保護膜３０は、配線溝１７，１８，１９を封止するための封止材としても機能する。
【００４５】
なお、保護膜３０は、パッド５０，５２，５４上には形成されていない。図２に示す例では、保護膜３０は、基体１０の上面１２の、蓋体２０よりもパッド５０，５２，５４側（＋Ｘ軸方向側）の領域には形成されていない。また、図示の例では、保護膜３０は、蓋体２０のパッド５０，５２，５４側の側面２８ａには形成されていない。
【００４６】
保護膜３０は、例えば、無機材料膜、または有機半導体膜である。より具体的には、保護膜３０の材質は、例えば、ＳｉＯ２等の酸化物、ＳｉＮ等の窒化物、金属、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）、アントラセン（ａｎｔｈｒａｃｅｎｅ）、テトラシアノキノジメタン（ＴＣＮＱ）、ポリアセチレン（ｐｏｌｙａｃｅｔｙｌｅｎｅ）、ポリ−３−ヘキシルチオフェン（Ｐ３ＨＴ）、ポリパラフェニレンビニレン（ＰＰＶ）等である。保護膜３０として用いられるＳｉＯ２膜は、例えば、ＴＥＯＳ（Ｔｅｔｒａ  Ｅｔｈｙｌ  Ｏｒｔｈｏ  Ｓｉｌｉｃａｔｅ）を原料としたＣＶＤ膜である。保護膜３０としては、基体１０および蓋体２０と熱膨張係数が近い膜、基体１０および蓋体２０と同じ材料で構成されている膜を用いることが望ましい。例えば、基体１０の材質がガラスであり、蓋体２０の材質がシリコンである場合、保護膜３０としては、ＳｉＯ２膜を用いることが好ましい。これにより、保護膜３０に生じる応力を低減させることができる。保護膜３０の厚さは、例えば、１μｍ以上５μｍ以下である。
【００４７】
封止材３２は、第１貫通孔２２に設けられている。封止材３２は、第１貫通孔２２内に充填されている。封止材３２は、第１貫通孔２２を封止している。封止材３２が貫通孔２２を封止することにより、キャビティー２は、封止される（密閉空間となる）。封止材３２の材質は、例えば、ＡｕＧｅ、ＳｎＰｂなどの合金である。
【００４８】
第１配線４０は、第１配線溝１７に設けられている。第１配線４０は、コンタクト部３を介して、機能素子１０２と電気的に接続されている。第１配線４０は、機能素子１０２の可動体１３４と電気的に接続されている。
【００４９】
第２配線４２は、第２配線溝１８に設けられている。第２配線４２は、コンタクト部３を介して、機能素子１０２の第１固定電極部１３８と接続されている。第２配線４２は、平面視において、凹部１６を囲むように設けられている。
【００５０】
第３配線４４は、第３配線溝１９に設けられている。第３配線４４は、コンタクト部３を介して、機能素子１０２の第２固定電極部１３９と接続されている。第３配線４４は、平面視において、凹部１６を囲むように設けられている。
【００５１】
パッド５０，５２，５４は、それぞれ配線４０，４２，４４に接続されている。パッド５０，５２，５４は、例えば、それぞれ配線４０，４２，４４上に設けられている。パッド５０，５２，５４は、平面視において、蓋体２０と重ならない位置に設けられている。
【００５２】
配線４０，４２，４４、パッド５０，５２，５４、およびコンタクト部３（以下、「配線４０等」ともいう）の材質は、例えば、アルミニウム、金、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）である。配線４０等としてＩＴＯ等の透明電極材料を用いることにより、配線４０等上に存在する異物等を、基体１０の下面１４側から、容易に視認することができる。
【００５３】
配線基板（インターポーザー基板）６０上には、基体１０が配置されている。配線基板６０には、外部端子６２が設けられている。
【００５４】
ＩＣチップ（電子回路）７０は、蓋体２０上に実装されている。ＩＣチップ７０は、例えば、機能素子１０２から出力される信号を処理する。図示の例では、ＩＣチップ７０の端子７２ａは、ボンディングワイヤー７４を介して、外部端子６２に電気的に接続されている。ＩＣチップ７０の端子７２ｂは、ボンディングワイヤー７４を介して、パッド５０に電気的に接続されている。
【００５５】
樹脂（モールド樹脂）８０は、基体１０、蓋体２０、保護膜３０、ＩＣチップ７０、およびボンディングワイヤー７４を覆っている。樹脂８０は、これらの部材を、外部からの力や、湿気、汚染物質等から保護している。物理量センサー１００では、保護膜３０が接合境界部４を覆っているため、樹脂８０がキャビティー２内に入り込むことを抑制することができる。
【００５６】
機能素子１０２は、基体１０の上面１２側に設けられている。機能素子１０２は、例えば、陽極接合や直接接合によって、基体１０に接合されている。機能素子１０２は、基体１０と蓋体２０とによって形成されるキャビティー２に収容（配置）されている。キャビティー２は、不活性ガス（例えば窒素ガス）雰囲気で密閉されている。
【００５７】
機能素子１０２は、固定部１３０と、バネ部１３２と、可動体１３４と、可動電極部１３６と、固定電極部１３８，１３９と、を有している。バネ部１３２、可動体１３４、および可動電極部１３６は、凹部１６の上方に設けられ、基体１０と離間している。
【００５８】
固定部１３０は、基体１０に固定されている。固定部１３０は、例えば、陽極接合によって基体１０の上面１２に接合されている。固定部１３０は、平面視において、凹部１６の外縁を跨いで設けられている。固定部１３０は、例えば、２つ設けられている。図示の例では、一方の固定部１３０は、可動体１３４の−Ｘ軸方向側に設けられ、他方の固定部１３０は、可動体１３４の＋Ｘ軸方向側に設けられている。
【００５９】
バネ部１３２は、固定部１３０と可動体１３４とを連結している。バネ部１３２は、複数の梁部１３３によって構成されている。梁部１３３は、Ｙ軸方向に往復しながらＸ軸方向に延出している。梁部１３３は（バネ部１３２は）、可動体１３４の変位方向であるＸ軸方向に円滑に伸縮することができる。
【００６０】
可動体１３４の平面形状（Ｚ軸方向からみた形状）は、例えば、Ｘ軸に沿った長辺を有する長方形である。可動体１３４は、Ｘ軸方向に変位可能である。具体的には、可動体１３４は、Ｘ軸方向の加速度に応じて、バネ部１３２を弾性変形させながら、Ｘ軸方向に変位する。可動体１３４は、バネ部１３２、固定部１３０、およびコンタクト部３を介して、第１配線４０と電気的に接続されている。
【００６１】
可動電極部１３６は、可動体１３４に設けられている。図示の例では、可動電極部１３６は、１０個設けられ、５個の可動電極部１３６は、可動体１３４から＋Ｙ軸方向に延出し、他の５個の可動電極部１３６は、可動体１３４から−Ｙ軸方向に延出している。可動電極部１３６は、可動体１３４等を介して、第１配線４０と電気的に接続されている。
【００６２】
固定電極部１３８，１３９は、基体１０に固定されている。固定電極部１３８，１３９は、例えば、陽極接合によって基体１０の上面１２に接合されている。固定電極部１３８，１３９は、一方の端部が固定端として基体１０の上面１２に接合され、他方の端部が自由端として可動体１３４側へ延出している。固定電極部１３８，１３９は、可動電極部１
３６と対向して設けられている。図３に示す例では、固定電極部１３８，１３９は、Ｘ軸に沿って交互に設けられている。第１固定電極部１３８は、コンタクト部３を介して、第２配線４２と電気的に接続されている。第２固定電極部１３９は、コンタクト部３を介して、第３配線４４と電気的に接続されている。
【００６３】
固定部１３０、バネ部１３２、可動体１３４、および可動電極部１３６は、一体に設けられている。固定部１３０、バネ部１３２、可動体１３４、可動電極部１３６、および固定電極部１３８，１３９の材質は、例えば、リン、ボロン等の不純物がドープされることにより導電性が付与されたシリコンである。
【００６４】
次に、物理量センサー１００の動作について説明する。
【００６５】
物理量センサー１００では、Ｘ軸方向の加速度が生じると、可動体１３４がバネ部１３２を弾性変形させながら、Ｘ軸方向に変位する。この可動体１３４の変位に伴って、可動電極部１３６と固定電極部１３８との間の距離、可動電極部１３６と固定電極部１３９との間の距離が変化する。すなわち、この可動体１３４の変位に伴って、可動電極部１３６と固定電極部１３８との間の静電容量、可動電極部１３６と固定電極部１３９との間の静電容量が変化する。これらの静電容量の変化を検出することにより、Ｘ軸方向の加速度を測定することができる。物理量センサー１００では、これらの静電容量を、パッド５０，５２，５４を介して測定することができる。
【００６６】
なお、上記では、物理量センサー１００がＸ軸方向の加速度を検出する加速度センサーである場合について説明したが、本発明に係る物理量センサーは、Ｙ軸方向の加速度を検出する加速度センサーであってもよいし、Ｚ軸方向の加速度を検出する加速度センサーであってもよい。
【００６７】
物理量センサー１００は、例えば、以下の特徴を有する。
【００６８】
物理量センサー１００では、保護膜３０が、基体１０の上面（主面）１２と、基体１０の上面（主面）１２と蓋体２０との接合境界部４と、蓋体２０と、を連続して覆っているため、基体１０から蓋体２０が剥離する可能性を低減させることができる。また、保護膜３０が、基体１０の上面１２と、接合境界部４と、蓋体２０と、を連続して覆っているため、後述する個片化するためのダイシング時に、チッピング等が発生して基体１０、蓋体２０、およびこれらの接合部にダメージが入る可能性を低減させることができる。
【００６９】
また、物理量センサー１００では、保護膜３０は、無機材料膜または有機半導体膜であるため、例えば保護膜が樹脂である場合と比べて、高温環境下に置かれた場合や、製造時に熱が加わった場合などであっても変形することなく接合境界部４を保護することができる。また、物理量センサー１００において、基体１０の材質がガラスであり蓋体２０の材質がシリコンである場合、保護膜３０としてＳｉＯ２膜を用いることにより、例えば保護膜が樹脂である場合と比べて、基体１０および蓋体２０との熱膨張係数の差を小さくすることができ、膜応力を小さくすることができる。これにより、基体１０が蓋体２０から剥離する可能性を小さくすることができる。さらに、膜応力によって基体１０が反って機能素子１０２の特性が悪化する可能性を低減させることができる。
【００７０】
物理量センサー１００では、キャビティー２に連通する配線溝１７，１８，１９と、配線溝１７，１８，１９に設けられた配線４０，４２，４４とは、保護膜３０で覆われている。保護膜３０で配線溝１７，１８，１９および配線４０，４２，４４を覆うことにより、キャビティー２を封止することができる。すなわち、保護膜３０を、キャビティー２を封止するための封止材として用いることができる。
【００７１】
ここで、例えば保護膜が樹脂である場合、樹脂は透気性を有し、またアウトガスの問題があるため、封止材として用いることができない。これに対して、物理量センサー１００では、保護膜３０は無機材料膜または有機半導体膜であるため、このような問題を生じさせることがなく、保護膜３０を封止材として用いることができる。
【００７２】
２．  物理量センサーの製造方法
次に、本実施形態に係る物理量センサー１００の製造方法について、図面を参照しながら説明する。図４は、本実施形態に係る物理量センサー１００の製造方法の一例を示すフローチャートである。図５〜図１６は、本実施形態に係る物理量センサー１００の製造工程を模式的に示す断面図である。
【００７３】
基体１０の上面１２側に、機能素子１０２を形成する（ステップＳ２）。
【００７４】
具体的には、まず、図５に示すように、基体１０（ガラス基板）をパターニングして、凹部１６および配線溝１７，１８，１９を形成する。パターニングは、例えば、フォトリソグラフィーおよびエッチングにより行われる。次に、配線溝１７，１８，１９に、それぞれ配線４０，４２，４４を形成する。次に、配線４０，４２，４４上に、それぞれパッド５０，５２，５４を形成する。次に、配線４０，４２，４４上に、コンタクト部３を形成する。配線４０，４２，４４、パッド５０，５２，５４、およびコンタクト部３は、例えば、スパッタ法や気相成長法による成膜およびパターニングによって形成される。気相成長法には、化学的な気相成長法であるＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、物理的な気相成長法であるＰＶＤ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ
Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、あるいは原子層堆積法（Ａｔｏｍｉｃ  Ｌａｙｅｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、などがある。あるいはこれらの方法を用いて、複合薄膜からなる、配線４０，４２，４４、パッド５０，５２，５４、およびコンタクト部３を形成してもよい。なお、パッド５０，５２，５４とコンタクト部３との形成順序は、特に限定されない。
【００７５】
図６に示すように、基体１０の上面１２に、シリコン基板１０１を接合する。基体１０とシリコン基板１０１との接合は、例えば、陽極接合によって行われる。これにより、基体１０とシリコン基板１０１とを強固に接合することができる。
【００７６】
図７に示すように、シリコン基板１０１を、例えば研削機によって研削して薄膜化した後、所定の形状にパターニングして、機能素子１０２を形成する。パターニングは、フォトリソグラフィーおよびエッチング（ドライエッチング）によって行われ、具体的なエッチングとして、ボッシュ（Ｂｏｓｃｈ）法を用いることができる。
【００７７】
次に、図８に示すように、基体１０と蓋体２０とを接合して、基体１０と蓋体２０とによって形成されるキャビティー２に、機能素子１０２を収容する（ステップＳ４）。
【００７８】
基体１０と蓋体２０との接合は、例えば、陽極接合によって行われる。これにより、基体１０と蓋体２０とを強固に接合することができる。
【００７９】
ここで、図８に示すように、蓋体２０は、パッド５０，５２，５４を覆うためのカバー部２９を有している。蓋体２０のカバー部２９は、基体１０と蓋体２０とが接合されたときに、平面視において、パッド５０，５２，５４と重なる部分である。本工程において基体１０と蓋体２０とを接合することにより、パッド５０，５２，５４が蓋体２０のカバー部２９で覆われる。基体１０と蓋体２０とが接合された状態では、蓋体２０のカバー部２９とパッド５０，５２，５４とは、離間している。
【００８０】
次に、図９に示すように、基体１０の上面１２と、基体１０と蓋体２０との接合境界部４と、蓋体２０と、を連続して覆う保護膜３０を形成する（ステップＳ６）。
【００８１】
具体的には、まず、マスク６を蓋体２０の上面２５に配置して第１貫通孔２２を塞ぐ。そして、例えば、マスク６を介して、ＴＥＯＳ膜を気相成長法（例えばＣＶＤ法）法等により形成することにより、保護膜３０を形成する。これにより、基体１０の上面１２と、接合境界部４と、蓋体２０と、を連続して覆う保護膜３０を形成することができる。このとき、さらに、第２貫通孔２４内および配線溝１７，１８，１９内に保護膜３０を形成することができ、配線溝１７，１８，１９と配線４０，４２，４４とを保護膜３０で覆うことができる。配線溝１７，１８，１９と配線４０，４２，４４とを保護膜３０で覆うことにより、配線溝１７，１８，１９を封止することができる。すなわち、本工程では、保護膜３０を形成することにより、基体１０と蓋体２０との接合境界部４の保護と、配線溝１７，１８，１９の封止と、を同時に行うことができる。その後、マスク６は除去される。
【００８２】
なお、保護膜３０を形成する工程において、パッド５０，５２，５４は、蓋体２０のカバー部２９で覆われているため、保護膜３０がパッド５０，５２，５４上に形成されることを防ぐことができる。
【００８３】
次に、図１０に示すように、貫通孔２２を封止する封止材３２を形成する（ステップＳ８）。
【００８４】
具体的には、まず、貫通孔２２に半田ボールを配置する。半田ボールは、テーパー形状である貫通孔２２の内面に接して配置される。半田ボールの形状は、例えば、球状である。次に、半田ボールを加熱溶融して、貫通孔２２を封止する封止材３２を形成する。半田ボールの溶融は、例えば、ＹＡＧレーザーやＣＯ２レーザーなどの短波長のレーザーを、半田ボールに照射して行われる。これにより、短時間で半田ボールを溶融させることができる。半田ボールにレーザー照射する際に、基体１０を半田ボールの共晶温度程度に加熱してもよい。
【００８５】
本工程は、例えば、不活性ガス雰囲気で行われる。これにより、キャビティー２を、不活性ガスで密閉することができる。不活性ガスの粘性は、ダンピング効果として、物理量センサー１００の感度特性に寄与する。
【００８６】
次に、図１１に示すように、パッド５０，５２，５４を覆う蓋体２０のカバー部２９を除去する（ステップＳ１０）。
【００８７】
蓋体２０のカバー部２９の除去は、例えば、ダイシングソー（ダイシング装置）を用いて行われる。具体的には、ダイシングブレード８が基体１０に到達しないように、蓋体２０のカバー部２９のみを切削し（ハーフカット）、蓋体２０のカバー部２９を除去する。これにより、パッド５０，５２，５４を露出させることができる。このカバー部２９を除去する工程における蓋体２０の切断面が蓋体２０の側面２８ａとなる。
【００８８】
次に、図１２に示すように、ダイシングにより基体１０の個片化を行う（ステップＳ１２）。
【００８９】
具体的には、個片化は、ダイシングソー（ダイシング装置）を用いて行われる。ダイシングは、蓋体２０と基体１０との接合部を切削しないように基体１０を切削することで行われる。このとき、図１２に示すように、基体１０の上面１２と、接合境界部４と、蓋体２０と、を連続して覆う保護膜３０が形成されているため、接合境界部４に切削水が供給
されることがなく、基体１０から蓋体２０が剥がれてしまう可能性を低減させることができる。そのため、例えば、基体１０と蓋体２０との接合部の近傍を切削することができる。本工程におけるダイシングにより、図１２に示す基体１０（ガラス基板）は、図１に示す個片化された基体１０となる。
【００９０】
次に、図１３に示すように、配線基板６０に基体１０を貼り付けて固定する（ステップＳ１４）。
【００９１】
次に、蓋体２０上にＩＣチップ（電子回路）７０を実装する（ステップＳ１６）。
【００９２】
例えば、図１３に示すように、ＩＣチップ７０を蓋体２０上に固定し、端子７２ａをボンディングワイヤー７４を介して外部端子６２に電気的に接続し、端子７２ｂをボンディングワイヤー７４を介してパッド５０に電気的に接続する。
【００９３】
次に、図１４に示すように、樹脂８０で、基体１０、蓋体２０、保護膜３０、ＩＣチップ７０、およびボンディングワイヤー７４を覆う（ステップＳ１８）。このとき、接合境界部４を覆う保護膜３０が形成されていることにより、樹脂８０がキャビティー２内に入り込むことを抑制することができる。
【００９４】
次に、図１５に示すように、物理量センサー１００を個片化する（ステップＳ２０）。個片化は、ダイシングソーを用いて、配線基板６０および樹脂８０を切削することで行われる。すなわち、本工程では、配線基板６０および樹脂８０を切削し、蓋体２０と基体１０との接合部を切削しないため、蓋体２０が剥離する可能性を低減させることができる。
【００９５】
以上の工程により、物理量センサー１００を製造することができる。
【００９６】
物理量センサー１００の製造方法では、基体１０と蓋体２０とを接合して、キャビティー２に機能素子１０２を収容する工程（ステップＳ４）と、基体１０の上面（主面）１２と、接合境界部４と、蓋体２０と、を連続して覆う保護膜３０を形成する工程（ステップＳ６）と、を含む。このように、物理量センサー１００の製造方法では、保護膜３０によって、基体１０の上面１２と、接合境界部４と、蓋体２０とが連続して覆われるため、基体１０から蓋体２０が剥がれてしまう可能性を低減させることができる。
【００９７】
物理量センサー１００の製造方法では、保護膜３０を形成する工程（ステップＳ６）において、配線溝１７，１８，１９と配線４０，４２，４４とを保護膜３０で覆う。そのため、保護膜３０を形成する工程において、同時に、配線溝１７，１８，１９を封止することができる。
【００９８】
物理量センサー１００の製造方法では、機能素子１０２を収容する工程（ステップＳ４）において、パッド５０，５２，５４を蓋体２０で覆い、保護膜３０を形成する工程（ステップＳ６）の後に、パッド５０，５２，５４を覆う蓋体２０のカバー部２９を除去する工程（ステップＳ１０）を含む。このように、物理量センサー１００の製造方法では、保護膜３０を形成する工程（ステップＳ６）において、パッド５０，５２，５４は、蓋体２０のカバー部２９で覆われているため、パッド５０，５２，５４上に保護膜３０が形成される可能性を低減させることができる。
【００９９】
３．  物理量センサーの変形例
次に、本実施形態に係る物理量センサーの変形例について図面を参照しながら説明する。図１６は、本実施形態の変形例に係る物理量センサー２００を模式的に示す断面図である。以下、本実施形態の変形例に係る物理量センサー２００において、上述した本実施形
態に係る物理量センサー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、その説明を省略する。
【０１００】
上述した物理量センサー１００では、図１に示すように、樹脂８０で、基体１０、蓋体２０、保護膜３０、ＩＣチップ７０、およびボンディングワイヤー７４が覆われている。
【０１０１】
これに対して、物理量センサー２００では、図１６に示すように、基体１０、蓋体２０、保護膜３０、ＩＣチップ７０、およびボンディングワイヤー７４が樹脂で覆われていない。物理量センサー２００では、例えば、基体１０、蓋体２０、保護膜３０、ＩＣチップ７０、およびボンディングワイヤー７４がセラミックパッケージ、ガラスパッケージ、樹脂容器、金属容器（図示せず）等に収容されていてもよい。
【０１０２】
物理量センサー２００では、上述した物理量センサー１００と同様の作用効果を奏することができる。
【０１０３】
４．  電子機器
次に、本実施形態に係る電子機器について図面を参照しながら説明する。図１７は、本実施形態に係る電子機器１０００の機能ブロック図である。
【０１０４】
電子機器１０００は、本発明に係る物理量センサーを含む。以下では、本発明に係る物理量センサーとして、物理量センサー１００を含む場合について説明する。
【０１０５】
電子機器１０００は、さらに、演算処理装置（ＣＰＵ）１０２０、操作部１０３０、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）１０４０、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）１０５０、通信部１０６０、表示部１０７０を含んで構成されている。なお、本実施形態の電子機器は、図１７の構成要素（各部）の一部を省略又は変更し、あるいは、他の構成要素を付加した構成としてもよい。
【０１０６】
演算処理装置１０２０は、ＲＯＭ１０４０等に記憶されているプログラムに従い、各種の計算処理や制御処理を行う。具体的には、演算処理装置１０２０は、物理量センサー１００の出力信号や、操作部１０３０からの操作信号に応じた各種の処理、外部装置とデータ通信を行うために通信部１０６０を制御する処理、表示部１０７０に各種の情報を表示させるための表示信号を送信する処理等を行う。
【０１０７】
操作部１０３０は、操作キーやボタンスイッチ等により構成される入力装置であり、ユーザーによる操作に応じた操作信号を演算処理装置１０２０に出力する。
【０１０８】
ＲＯＭ１０４０は、演算処理装置１０２０が各種の計算処理や制御処理を行うためのプログラムやデータ等を記憶している。
【０１０９】
ＲＡＭ１０５０は、演算処理装置１０２０の作業領域として用いられ、ＲＯＭ１０４０から読み出されたプログラムやデータ、物理量センサー１００から入力されたデータ、操作部１０３０から入力されたデータ、演算処理装置１０２０が各種プログラムに従って実行した演算結果等を一時的に記憶する。
【０１１０】
通信部１０６０は、演算処理装置１０２０と外部装置との間のデータ通信を成立させるための各種制御を行う。
【０１１１】
表示部１０７０は、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）等により構成される表示装置であり、演算処理装置１０２０から入力される表示信号に基づいて
各種の情報を表示する。表示部１０７０には操作部１０３０として機能するタッチパネルが設けられていてもよい。
【０１１２】
このような電子機器１０００としては種々の電子機器が考えられ、例えば、パーソナルコンピューター（例えば、モバイル型パーソナルコンピューター、ラップトップ型パーソナルコンピューター、タブレット型パーソナルコンピューター）、スマートフォンや携帯電話機などの移動体端末、ディジタルスチールカメラ、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）、ルーターやスイッチなどのストレージエリアネットワーク機器、ローカルエリアネットワーク機器、移動体端末基地局用機器、テレビ、ビデオカメラ、ビデオレコーダー、カーナビゲーション装置、リアルタイムクロック装置、ページャー、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、ゲーム用コントローラー、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、ヘッドマウントディスプレイ、モーショントレース、モーショントラッキング、モーションコントローラー、ＰＤＲ（歩行者位置方位計測）等が挙げられる。
【０１１３】
図１８は、電子機器１０００の一例であるスマートフォンの外観の一例を示す図である。電子機器１０００であるスマートフォンは、操作部１０３０としてボタンを、表示部１０７０としてＬＣＤを備えている。
【０１１４】
図１９は、電子機器１０００の一例である腕装着型の携帯機器（ウェアラブル機器）の外観の一例を示す図である。電子機器１０００であるウェアラブル機器は、表示部１０７０としてＬＣＤを備えている。表示部１０７０には操作部１０３０として機能するタッチパネルが設けられていてもよい。
【０１１５】
また、電子機器１０００である携帯機器は、例えば、ＧＰＳ受信機（ＧＰＳ：Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）等の位置センサーを備え、ユーザーの移動距離や移動軌跡を計測することができる。
【０１１６】
５．  移動体
次に、本実施形態に係る移動体について、図面を参照しながら説明する。図２０は、本実施形態に係る移動体１１００として、自動車を模式的に示す斜視図である。
【０１１７】
本実施形態に係る移動体は、本発明に係る物理量センサーを備える。以下では、本発明に係る物理量センサーとして、物理量センサー１００を備える移動体について、説明する。
【０１１８】
本実施形態に係る移動体１１００は、さらに、エンジンシステム、ブレーキシステム、キーレスエントリーシステム等の各種の制御を行うコントローラー１１２０、コントローラー１１３０、コントローラー１１４０、バッテリー１１５０およびバックアップ用バッテリー１１６０を含んで構成されている。なお、本実施形態に係る移動体１１００は、図２０に示される構成要素（各部）の一部を省略または変更してもよいし、他の構成要素を付加した構成としてもよい。
【０１１９】
このような移動体１１００としては種々の移動体が考えられ、例えば、自動車（電気自動車も含む）、ジェット機やヘリコプター等の航空機、船舶、ロケット、人工衛星等が挙げられる。
【０１２０】
以上、本実施形態について説明したが、本発明はこれら本実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施することが可能である。
【０１２１】
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】
【０１２２】
２…キャビティー、３…コンタクト部、４…接合境界部、６…マスク、８…ダイシングブレード、１０…基体、１２…上面、１３…固定電極部、１４…下面、１６…凹部、１７…第１配線溝、１８…第２配線溝、１９…第３配線溝、２０…蓋体、２１…凹部、２２…第１貫通孔、２４…第２貫通孔、２５…上面、２６…下面、２７…面、２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄ…側面、２９…カバー部、３０…保護膜、３２…封止材、４０…第１配線、４２…第２配線、４４…第３配線、５０…パッド、５２…パッド、５４…パッド、６０…配線基板、６２…外部端子、７０…ＩＣチップ、７２ａ，７２ｂ…端子、７４…ボンディングワイヤー、８０…樹脂、１００…物理量センサー、１０１…シリコン基板、１０２…機能素子、１３０…固定部、１３２…バネ部、１３３…梁部、１３４…可動体、１３６…可動電極部、１３８…第１固定電極部、１３９…第２固定電極部、１０００…電子機器、１０２０…演算処理装置、１０３０…操作部、１０４０…ＲＯＭ、１０５０…ＲＡＭ、１０６０…通信部、１０７０…表示部、１１００…移動体、１１２０…コントローラー、１１３０…コントローラー、１１４０…コントローラー、１１５０…バッテリー、１１６０…バックアップ用バッテリー
【図１】
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【図２】
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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３】
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