(57)【要約】キャップ付きの微細加工されたデバイスは、第１の気密チャンバ内に可動性の微細加工された構造および第１の気密チャンバから気密式に隔離された第２の気密チャンバ内に１つ以上の配線、ならびに第１の気密チャンバがキャップからのガス抜けから隔離されるように、キャップが第１の気密チャンバに面しているそのキャップ上に障壁層を有する。キャップは、複数の能動半導体デバイスを含む集積回路を備える。ＭＥＭＳ構造は、加速度計ビーム、ジャイロスコープ構造、およびスイッチアームのうちの１つを含む。
2017501041.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャップ付きの微細加工されたデバイスであって、
基板から吊るされたＭＥＭＳ構造を備える前記基板、および前記ＭＥＭＳ構造に結合された少なくとも第１の導電体と、
前記基板に平行に吊るされると共にキャッピング間隙によって前記基板から分離された半導体キャップであって、少なくとも第２の導電体を備えるキャップと、
前記基板と前記キャップとの間に配置されると共に前記キャッピング間隙に架かる第１の隔離壁であって、前記第１の隔離壁および前記基板が、前記ＭＥＭＳ構造がＭＥＭＳチャンバ内で可動性であるように前記ＭＥＭＳ構造を囲む前記ＭＥＭＳチャンバを画定する、第１の隔離壁と、
前記キャップの面の領域と前記ＭＥＭＳチャンバとの間に配置されており、前記キャップの前記面の前記領域が前記ＭＥＭＳチャンバの真向いにある前記キャップの前記面の一部分である、遮蔽層であって、前記キャップの前記面の前記領域と前記ＭＥＭＳチャンバとの間に完全なガス抜け障壁を提供するように構成された、遮蔽層と、
前記基板と前記キャップとの間に配置されると共に前記キャッピング間隙に架かる第２の隔離壁であって、前記第２の隔離壁、前記基板、および前記キャップが、配線チャンバを画定し、前記配線チャンバが、気密式に封止されると共に前記ＭＥＭＳチャンバから気密式に隔離される、第２の隔離壁と、
前記配線チャンバ内に配置されると共に前記キャッピング間隙に架かる配線構造であって、前記第１の導電体を前記第２の導電体に電気的に結合する、配線構造と、を備え、
その結果、前記ＭＥＭＳチャンバが前記配線チャンバから気密式に隔離され、かつ前記ＭＥＭＳ構造が、前記第２の導電体に電気的に結合される、キャップ付きの微細加工されたデバイス。
【請求項２】
前記キャップが、複数の能動半導体デバイスを含む集積回路を備える、請求項１に記載のキャップ付きの微細加工されたデバイス。
【請求項３】
前記ＭＥＭＳ構造が、加速度計ビーム、ジャイロスコープ構造、およびスイッチアームのうちの１つを含む、請求項１に記載のキャップ付きの微細加工されたデバイス。
【請求項４】
前記第２の隔離壁が、半田リングまたはガラスフリットのうちの１つを含む、請求項１に記載のキャップ付きの微細加工されたデバイス。
【請求項５】
前記第１の隔離壁および前記第２の隔離壁のそれぞれが、金属封止リングを含む、請求項１に記載のキャップ付きの微細加工されたデバイス。
【請求項６】
前記ＭＥＭＳチャンバが、前記配線チャンバに隣接する、請求項１に記載のキャップ付きの微細加工されたデバイス。
【請求項７】
前記ＭＥＭＳチャンバが、前記配線チャンバによって取り囲まれる、請求項１に記載のキャップ付きの微細加工されたデバイス。
【請求項８】
前記ＭＥＭＳチャンバおよび前記配線チャンバが両方とも、同一の初期内部環境を囲む、請求項１に記載のキャップ付きの微細加工されたデバイス。
【請求項９】
前記キャップが、前記ＭＥＭＳ構造からの出力信号を処理するように構成された集積回路である、請求項１に記載のキャップ付きの微細加工されたデバイス。
【請求項１０】
前記遮蔽層が、窒化チタンおよびチタンと窒化チタンとの組み合わせの層スタックのうちの１つを含むと共に前記第１の隔離壁に一体的に結合され、かつ固定電位までバイアスをかけられる、請求項１に記載のキャップ付きの微細加工されたデバイス。
【請求項１１】
キャップ付きの微細加工されたデバイスを作製する方法であって、
前記基板から吊るされたＭＥＭＳ構造を備える基板と、前記ＭＥＭＳ構造に結合された少なくとも第１の導電体と、を提供することと、
半導体キャップであって、少なくとも第２の導電体を備えるキャップ、および前記キャップの面上の遮蔽層と、を提供することと、
前記基板と前記キャップとの間に延出するように構成された第１の隔離壁を提供することと、
前記基板と前記キャップとの間に延出するように構成された第２の隔離壁を提供することと、
前記基板と前記キャップとの間に延出するように構成された配線構造を提供することと、
前記第１の隔離壁、前記第２の隔離壁、および前記配線構造が、前記キャップと前記基板との間のキャッピング間隙に架かるように、前記キャップを前記基板に結合することであって、それにより、
前記キャップおよび前記第１の隔離壁が、前記ＭＥＭＳ構造がＭＥＭＳチャンバ内で可動性であるように前記ＭＥＭＳ構造を囲む前記ＭＥＭＳチャンバを画定し、前記遮蔽層が前記キャップの前記面と前記ＭＥＭＳチャンバとの間に完全な障壁を提供するように配置され、かつ
前記キャップおよび前記第２の隔離壁が、配線チャンバを画定し、前記配線チャンバが、気密式に封止されると共に前記ＭＥＭＳチャンバから気密式に隔離され、前記配線構造が、前記配線チャンバ内に配置されると共に前記第１の導電体を前記第２の導電体に電気的に結合する、結合することと、を含み、
その結果、前記ＭＥＭＳチャンバが前記配線チャンバから気密式に隔離され、かつ前記ＭＥＭＳ構造が、前記第２の導電体に電気的に結合される、方法。
【請求項１２】
前記キャップが、複数の能動半導体デバイスを含む集積回路を備える、請求項１１に記載のキャップ付きの微細加工されたデバイスを製作する方法。
【請求項１３】
前記第２の隔離壁が、半田リングまたはガラスフリットのうちの１つを含む、請求項１１に記載のキャップ付きの微細加工されたデバイスを製作する方法。
【請求項１４】
前記第１の隔離壁および前記第２の隔離壁のそれぞれが、金属封止リングを含む、請求項１１に記載のキャップ付きの微細加工されたデバイスを製作する方法。
【請求項１５】
前記キャップが、前記ＭＥＭＳ構造からの出力信号を処理するように構成された集積回路である、請求項１１に記載のキャップ付きの微細加工されたデバイスを製作する方法。
【請求項１６】
前記遮蔽層が、窒化チタンおよびチタンと窒化チタンとの組み合わせの層スタックのうちの１つを含む、請求項１１に記載のキャップ付きの微細加工されたデバイスを製作する方法。
【請求項１７】
キャップ付きの微細加工されたデバイスであって、
基板から吊るされたＭＥＭＳ構造を備える前記基板、および前記ＭＥＭＳ構造に結合された少なくとも第１の導電体と、
前記基板に平行に吊るされると共にキャッピング間隙によって前記基板から分離された半導体キャップであって、少なくとも第２の導電体を備えるキャップと、
前記基板と前記キャップとの間に配置されると共に前記キャッピング間隙に架かる第１の隔離壁であって、前記第１の隔離壁および前記基板が、前記ＭＥＭＳ構造がＭＥＭＳチャンバ内で可動性であるように前記ＭＥＭＳ構造を囲む前記ＭＥＭＳチャンバを画定する、第１の隔離壁と、
前記キャップの面の領域と前記ＭＥＭＳチャンバとの間に配置されており、前記キャップの前記面の前記領域が前記ＭＥＭＳチャンバの真向いにある前記キャップの前記面の一部分である、遮蔽層であって、前記キャップの前記面の前記領域と前記ＭＥＭＳチャンバとの間に完全なガス抜け障壁を提供するように構成された、遮蔽層と、を備え、
その結果、前記ＭＥＭＳチャンバが、前記半導体キャップから気密式に隔離される、キャップ付きの微細加工されたデバイス。
【請求項１８】
前記遮蔽層が、窒化チタン、チタンと窒化チタンとの組み合わせの層スタック、タングステン、チタンタングステン、ならびに金属ケイ化物のうちの１つを含む、請求項１７に記載のキャップ付きの微細加工されたデバイス。
【請求項１９】
前記キャップが、複数の能動半導体デバイスを含む集積回路を備える、請求項１７に記載のキャップ付きの微細加工されたデバイス。
【請求項２０】
前記キャップが、前記ＭＥＭＳ構造からの出力信号を処理するように構成された集積回路を備える、請求項１９に記載のキャップ付きの微細加工されたデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微細加工された（「ＭＥＭＳ」）デバイス、より具体的には、ＭＥＭＳデバイスのためのパッケージングに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＭＥＭＳデバイスを気密式にキャップすること、および気密キャップの外側のワイヤボンドを介してＭＥＭＳデバイスと関連の集積回路との間の電気接続を行うことが、先行技術において知られている。
【０００３】
また、関連の集積回路が、ＭＥＭＳデバイスを空洞内に気密式に封止するキャップとして機能するように、関連の集積回路を、封止リングを介してＭＥＭＳデバイスの基板に取り付けることも知られている。そのようなデバイスは、気密空洞内に基板と関連の集積回路との間に直接的に延出する導電配線を提供することによって、ＭＥＭＳデバイスとキャッピング集積回路との間の電気接続を行う。
【０００４】
しかしながら、集積回路における金属間隔離およびトップパッシベーションのために使用される典型的なバックエンド膜、例えばＰＥＣＶＤ酸化物およびＰＥＣＶＤ窒化物などが、空洞の中にガスを放出（すなわち、「ガス抜け」）し得ることが知られている。そのようなガスは、デバイスの気密式に封止された空洞の内側の中に一旦放出されると、所望のものよりもかなり高い封止圧力をもたらし得、ＭＥＭＳデバイスの性能に悪影響を及ぼし得る。例えば、そのようなガスが原因で、加速度計またはジャイロスコープはそれらのそれぞれの仕様を満たすことができなくなり得る。空洞内において低圧力空洞環境を要求しないデバイスでさえも、このガス抜けが、圧力を１気圧または約１気圧にさせ得、その結果、気密性スクリーニングのための基本Ｑ測定が不可能となり得る。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第１の実施形態では、キャップ付きの微細加工されたデバイスが、ＭＥＭＳチャンバ内のＭＥＭＳ構造と、キャップからのガス抜けがＭＥＭＳチャンバに入ることを阻止するように構成されたガス抜け遮蔽を含むキャップと、を含む。特に、キャップ付きの微細加工されたデバイスは、基板から吊るされたＭＥＭＳ構造を有する基板と、ＭＥＭＳ構造におよびキャップに結合された少なくとも第１の導電体と、を含む。様々な実施形態において、ＭＥＭＳ構造は、ほんの少数の例を挙げると、加速度計ビーム、ジャイロスコープ構造、およびスイッチアームのうちの１つであり得る。
【０００６】
デバイスはまた、基板に平行に吊るされると共にキャッピング間隙によって基板から分離されたキャップを含む。キャップは、少なくとも第２の導電体、例えば、キャップの表面上にもしくはキャップ内にドープされた導電線または金属配線などを含む。いくつかの実施形態では、キャップは、複数の能動半導体デバイスを含む集積回路である。実際、いくつかの実施形態では、キャップは、ＭＥＭＳ構造からの出力信号を処理するように構成された集積回路である。
【０００７】
デバイスはまた、基板とキャップとの間に配置されると共にキャッピング間隙に架かる第１の隔離壁を含み、第１の隔離壁および基板が、ＭＥＭＳ構造がＭＥＭＳチャンバ内で可動性であるようにＭＥＭＳ構造を囲むＭＥＭＳチャンバを画定する。
【０００８】
更に、遮蔽層は、キャップの面とＭＥＭＳチャンバとの間（例えば、キャップの面上）に配置され、キャップの面とＭＥＭＳチャンバとの間に完全なガス抜け障壁を提供するように構成される。換言すれば、遮蔽層は、キャップの面の領域とＭＥＭＳチャンバとの間に配置され、キャップの面の領域が、ＭＥＭＳチャンバの真向いにあるキャップの面の一部分である。いくつかの実施形態では、遮蔽層は、窒化チタンおよびチタンと窒化チタンとの組み合わせの層スタックのうちの１つを含む。
【０００９】
第２の隔離壁はまた、基板とキャップとの間に配置されると共に、キャッピング間隙に架かる。第２の隔離壁、基板、およびキャップは、配線チャンバを画定し、配線チャンバは、気密式に封止され、ＭＥＭＳチャンバから気密式に隔離される。このようにして、ＭＥＭＳチャンバは、キャップおよび配線チャンバから気密式に隔離され、ＭＥＭＳ構造は、第２の導電体に電気的に結合される。
【００１０】
様々な実施形態において、第１の隔離壁、およびまたは第２の隔離壁が、半田リング、ガラスフリット、または金属封止リングを含んでもよい。
【００１１】
第１の隔離壁および第２の隔離壁の配設は、種々の構成でＭＥＭＳチャンバおよび配線チャンバを画定し得る。例えば、いくつかの実施形態では、ＭＥＭＳチャンバが、配線チャンバに隣接するが、他の実施形態では、ＭＥＭＳチャンバが、配線チャンバによって取り囲まれる。
【００１２】
いくつかの実施形態では、ＭＥＭＳチャンバおよび配線チャンバが両方とも、同一の初期内部環境を囲む。
【００１３】
いくつかの実施形態では、遮蔽層が、固定電位、例えば、直流電圧または接地などを、遮蔽層に供給するように構成された電圧源に結合されてもよい。
【００１４】
最終的に、デバイスは、配線チャンバ内に配置されると共にキャッピング間隙に架かる配線構造を含み、配線構造は、第１の導電体を第２の導電体に電気的に結合する。
【００１５】
キャップ付きの微細加工されたデバイスを作製する方法は、基板から吊るされたＭＥＭＳ構造を有する基板と、ＭＥＭＳ構造に結合された少なくとも第１の導電体と、を提供することを含む。
本方法はまた、少なくとも第２の導電体を有するキャップと、キャップの面上の遮蔽層と、を提供することを含む。いくつかの実施形態では、キャップが、複数の能動半導体デバイスを含む集積回路を含む。実際、いくつかの実施形態では、本方法は、ＭＥＭＳ構造からの出力信号を処理するように構成された集積回路であるキャップを提供する。いくつかの実施形態では、遮蔽層が、窒化チタンおよびチタンと窒化チタンとの組み合わせの層スタックのうちの１つである。
【００１６】
更に、本方法は、基板とキャップとの間に延出するように構成された第１の隔離壁を提供し、かつ基板とキャップとの間に延出するように構成された第２の隔離壁を提供する。いくつかの実施形態では、第１の隔離壁および第２の隔離壁のそれぞれが、金属封止リングを含む。いくつかの実施形態では、第２の隔離壁が、半田リングまたはガラスフリットのうちの１つを含む。
【００１７】
また、本方法は、基板とキャップとの間に延出するように構成された配線構造を提供する。
【００１８】
本方法はまた、第１の隔離壁、第２の隔離壁、および配線構造が、キャップと基板との間のキャッピング間隙に架かるように、キャップを基板に結合することを含む。したがって、キャップおよび第１の隔離壁が、ＭＥＭＳ構造の少なくとも一部分がＭＥＭＳチャンバ内で可動性であるようにＭＥＭＳ構造を囲むＭＥＭＳチャンバを画定し、遮蔽層が、キャップの面とＭＥＭＳチャンバとの間に完全なガス障壁を提供するように配置される。同様に、キャップおよび第２の隔離壁が、配線チャンバが気密式に封止され、ＭＥＭＳチャンバから気密式に隔離されるように、配線チャンバを画定する。配線構造は、それ故、配線チャンバ内に配置され、第１の導電体を第２の導電体に電気的に結合する。
【００１９】
別の実施形態では、キャップ付きの微細加工されたデバイスが、基板手段から吊るされたＭＥＭＳ構造を有する基板手段と、ＭＥＭＳ構造に結合された少なくとも第１の導電体と、少なくとも第２の導電体を含むキャップ手段と、を含む。基板手段およびキャップ手段は、基板手段がキャップ手段に結合されるときに、基板手段およびキャップ手段が、ＭＥＭＳ構造がＭＥＭＳチャンバ内で可動性であるようにＭＥＭＳ構造を囲むＭＥＭＳチャンバ、ならびに配線チャンバを形成するよう構成される。配線チャンバは、気密式に封止され、ＭＥＭＳチャンバから気密式に隔離される。キャップ付きの微細加工されたデバイスはまた、配線チャンバ内に配置された配線手段も含み、この配線構造が第１の導電体を第２の導電体に電気的に結合する。
【００２０】
いくつかの実施形態では、キャップ手段は、複数の能動半導体デバイスを含む集積回路手段を含み、能動半導体デバイスのうちの少なくとも１つが、第１の導電体、配線手段、および第２の導電体を経由してＭＥＭＳ構造に電気的に結合される。実際、いくつかの実施形態では、キャップ手段は、ＭＥＭＳ構造からの出力信号を処理するように構成された集積回路手段である。
【００２１】
いくつかの実施形態では、遮蔽層手段は、キャップ手段上に配置された、窒化チタンの層、またはＴＩ／ＴｉＮの組み合わせの層を含む。
【００２２】
実施形態の前述の特徴は、添付の図面を参照にして行われる、以下の詳細な説明への参照によって、より容易に理解されることになる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１Ａ】図１Ａ、１Ｂ、および１Ｃは、配線から気密式に隔離されたＭＥＭＳチャンバを有するキャップ付きのＭＥＭＳデバイスの第１の実施形態を概略的に例示する。
【図１Ｂ】図１Ａ、１Ｂ、および１Ｃは、配線から気密式に隔離されたＭＥＭＳチャンバを有するキャップ付きのＭＥＭＳデバイスの第１の実施形態を概略的に例示する。
【図１Ｃ】図１Ａ、１Ｂ、および１Ｃは、配線から気密式に隔離されたＭＥＭＳチャンバを有するキャップ付きのＭＥＭＳデバイスの第１の実施形態を概略的に例示する。
【図１Ｄ】図１Ｄおよび１Ｅは、配線から気密式に隔離されたＭＥＭＳチャンバを有するキャップ付きのＭＥＭＳデバイスの第２の実施形態を概略的に例示する。
【図１Ｅ】図１Ｄおよび１Ｅは、配線から気密式に隔離されたＭＥＭＳチャンバを有するキャップ付きのＭＥＭＳデバイスの第２の実施形態を概略的に例示する。
【図１Ｆ】図１Ｆ、１Ｇ、および１Ｈは、配線から気密式に隔離されたＭＥＭＳチャンバを有するキャップ付きのＭＥＭＳデバイスの第３の実施形態を概略的に例示する。
【図１Ｇ】図１Ｆ、１Ｇ、および１Ｈは、配線から気密式に隔離されたＭＥＭＳチャンバを有するキャップ付きのＭＥＭＳデバイスの第３の実施形態を概略的に例示する。
【図１Ｈ】図１Ｆ、１Ｇ、および１Ｈは、配線から気密式に隔離されたＭＥＭＳチャンバを有するキャップ付きのＭＥＭＳデバイスの第３の実施形態を概略的に例示する。
【図２Ａ】図２Ａは、配線から気密式に隔離されたＭＥＭＳチャンバとシリコン貫通電極（ｔｈｒｏｕｇｈ−ｓｉｌｉｃｏｎ  ｖｉａ）および半田ボールとを有するキャップ付きのＭＥＭＳデバイスの実施形態を概略的に例示する。
【図２Ｂ】図２Ｂおよび２Ｃは、配線から気密式に隔離されたＭＥＭＳチャンバを有すると共に半田ボールを有するキャップ付きのＭＥＭＳデバイスの代替の実施形態を概略的に例示する。
【図２Ｃ】図２Ｂおよび２Ｃは、配線から気密式に隔離されたＭＥＭＳチャンバを有すると共に半田ボールを有するキャップ付きのＭＥＭＳデバイスの代替の実施形態を概略的に例示する。
【図３Ａ】図３Ａは、配線から気密式に隔離されたＭＥＭＳチャンバを有するキャップ付きのＭＥＭＳデバイスを作製する方法の実施形態を概略的に例示するフローチャートである。
【図３Ｂ】図３Ｂは、図３Ａのフローチャートに対応するキャップ付きのＭＥＭＳデバイスの様々な部分を概略的に例示する。
【図４】図４は、キャップを作製する方法の実施形態を概略的に例示するフローチャートである。
【図５】図５Ａ〜５Ｆは、図４のフローチャートに従う生産の様々な段階におけるキャップの実施形態を概略的に例示する。
【図６】図６Ａ〜６Ｆは、図４のフローチャートに従う生産の様々な段階におけるキャップの代替の実施形態を概略的に例示する。
【図７】図７Ａは、プリント回路基板上に搭載される際の、配線から気密式に隔離されたＭＥＭＳチャンバを有するキャップ付きのＭＥＭＳデバイスの例示的な実施形態を概略的に例示する。図７Ｂは、プリント回路基板上に搭載される際の、配線から気密式に隔離されたＭＥＭＳチャンバを有するキャップ付きのＭＥＭＳデバイスの代替の実施形態を概略的に例示する。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
様々な実施形態は、キャップ付きのＭＥＭＳデバイスにおける可動性の微細加工された（または「ＭＥＭＳ」）構造を、キャップから生じ得るガス抜けから隔離する。例えば、キャップは、キャップからのガスが、キャップによって覆われたＭＥＭＳチャンバに入ることを阻止するガス抜け遮蔽を含み得る。ＭＥＭＳデバイスが、ＭＥＭＳ構造からキャップまでの電気接続を含む場合、キャップの「むき出しの」部分が、ガス抜け遮蔽を含まず、その結果、電気接続が、キャップに物理的および電気的に結合し得、ただし、キャップのむき出しの部分は、キャップのむき出しの部分からのガス抜けがＭＥＭＳチャンバに入らないように、ＭＥＭＳチャンバから隔離される。換言すれば、様々な実施形態は、気密式に封止された空洞またはチャンバ内にＭＥＭＳ構造を封止することによって、可動性ＭＥＭＳ構造を分断することにより、ＭＥＭＳセンサにおける電気接続を可動性ＭＥＭＳ構造から隔離する。実際、いくつかの実施形態は、配線および可動性ＭＥＭＳ構造を、互いから気密式に隔離された別個の空洞またはチャンバ、すなわち、ＭＥＭＳ構造を収容するキャップから遮蔽されたＭＥＭＳチャンバ、および配線を収容する配線チャンバに分断する。このようにして、配線は、キャップに物理的および電気的に結合し得、一方で、ＭＥＭＳ構造は、キャップからＭＥＭＳチャンバの中へのガス抜けから保護され得る。
【００２５】
定義．この説明および添付の特許請求の範囲において使用される際、以下の用語は、別段文脈が他に要求しない限り、示された意味を有するものとする。
【００２６】
用語「初期内部環境」は、気密式に封止された空洞に関して、製造時における空洞内のガスの化学含有物、温度、および圧力を意味する。例えば、２つの気密式に封止された空洞は、それらが同じ環境において同時に封止された場合、同じ初期内部環境を有することになる。しかしながら、２つの気密式に封止された空洞は、それらが同時に封止されない場合でさえ、例えば、それらのそれぞれの内部環境が、それらのそれぞれの封止の時間において同じである場合に、同じ初期内部環境を有し得る。
【００２７】
用語「能動回路」は、１つ以上のトランジスタ（または「能動デバイス」もしくは「能動半導体デバイス」）を含む回路を意味する。様々な実施形態において、そのような能動回路は、いくつかの実施形態を挙げると、バッファ、増幅器、アナログデジタル変換器、またはデジタル回路として構成され得る。能動回路を含むデバイスはまた、受動回路素子（例えば、キャパシタ）のみならず回路特徴をその能動回路と共に配線するための導電素子（例えば、ワイヤ）を含み得る。
【００２８】
用語「気密式に隔離される」は、空洞またはチャンバに関して使用されるとき、隣接構造、空洞、またはチャンバからのガスが、空洞またはチャンバの中を通過できないことを意味する。用語「気密式に隔離される」は、空洞またはチャンバおよびキャップに関して使用されるとき、キャップからのガスが、空洞またはチャンバの中を通過できないことを意味する。
【００２９】
用語「チタンと窒化チタンとの組み合わせの層スタック」は、チタンおよび／または窒化チタン（「ＴｉＮ」）から成る部分を含むあるいはそれらを含む構造を意味する。例えば、２つの半導体部材（例えば、ＭＥＭＳ基板とキャップとの）間の封止リングは、チタンと窒化チタンとの組み合わせの層スタックを含んでもよい。
【００３０】
用語「半導体キャップ」は、幾つかの例を挙げると、例えば、シリコン、ドープされたシリコン、ゲルマニウム、またはドープされたゲルマニウムなどの材料を有する、または含む、あるいはその材料から作製されるキャップを意味する。
【００３１】
「完全な障壁」（または「完全なガス抜け障壁」）は、キャップとＭＥＭＳ空洞との間の遮蔽を記載するために使用されるとき、キャップから抜け得るガスを通さない障壁であって、表面がＭＥＭＳ空洞につながる全ての点におけるキャップのその表面の領域を覆う、障壁である。キャップから抜けるガスがＭＥＭＳ空洞に直接入り得るように、キャップの表面のいずれかの部分がＭＥＭＳ空洞に露出される場合には、障壁が完全ではない。
【００３２】
用語「架ける」は、例えば、基板とキャップとの間の障壁壁を記載するために使用されるとき、障壁が、基板とキャップとの間の全距離または間隙に延出することを意味する。
【００３３】
図１Ａおよび図１Ｂは、微細加工されたデバイス１００が第１の空洞内に気密式に封止されたＭＥＭＳ構造１０２を含む、第１の実施形態を概略的に例示する。ＭＥＭＳ構造１０２の少なくとも一部分は、基板に対して可動性である。（ＭＥＭＳ構造全体の一部であると考えられ得る）ＭＥＭＳデバイスの他の部分が、基板、例えば電極１２２などに対して、可動性でなくてもよい。図１Ｂは、線Ａ−Ａに沿うデバイス１００の断面図であるが、参照のために、基板１０１の一部もまた示す。
【００３４】
微細加工された構造１０２は、基板１０１から吊るされ、基板１０１に対して可動性である。微細加工された構造は、種々の微細加工された構造、ほんの少数の例を挙げると、例えば、加速度計、ジャイロスコープ、または片持ち式スイッチもしくは中継器などのいずれかの一部であり得る。微細加工された構造１０２が基板１０１内のくぼみ１０３にあるように概略的に例示されるが、これは単に例示のためであり、いかなる実施形態の限定でもない。
【００３５】
微細加工されたデバイス１００はまた、基板１０１に結合されると共にキャッピング間隙１３１によって基板から間隔を置かれたキャップ（または「ルーフ」）１３０を含む。例示的な実施形態では、キャップ１３０は基板に平行である。一般に、キャップ１３０は、ガス抜きすることができる材料を含む。
【００３６】
いくつかの実施形態では、キャップ１３０は、半導体であってもよいし、あるいは半導体材料、ほんの少数の例を挙げると、例えばシリコンまたはゲルマニウムなどから作製されてもよい。そのようなキャップは、「半導体キャップ」と称され得る。例えば、キャップは、ＭＥＭＳ構造１０２からの処理信号出力をバッファリングするように構成された１つ以上の能動回路１３５を有する、集積回路（「Ｉ．Ｃ．」）または特定用途向け集積回路（「ＡＳＩＣ」）であってもよい。
【００３７】
他の実施形態では、キャップ１３０は、図２Ａにおける実施形態２００に概略的に例示されるように、ＭＥＭＳ構造１０２から、基板１０１に面する側とは反対のキャップ１３０の側上の接着パッド２０４もしくは半田ボール２０２に電気信号を伝えるように構成されたシリコン貫通電極（それぞれ「ＴＳＶ」）２０１および／または他の導電体２０３を含んでもよい。実際、いくつかの実施形態は、能動回路とシリコン貫通電極の両方を有し得る（例えば、図２Ａにおけるキャップ１３０を参照）。
【００３８】
別の実施形態２５０では、キャップ１３０は、図２Ｂおよび図２Ｃに概略的に例示されるように、配線１２１をキャップの、ＭＥＭＳ基板１０１と同じ側（すなわち、表面または側１３０Ａ）上の半田ボール２０２に結合するように構成された導体２０３を含む。ここで、図２Ｃは、表面１３０Ａの平面に沿った、図２Ｂにおけるデバイス２５０の断面を概略的に例示し、また、その表面１３０Ａに結合された特徴、例えば、パッド２０４、半田ボール２０２、および遮蔽層１３２などを示す。導体は、キャップ１３０の表面１３０Ａにおいて配線１２１を電気的に結合し、また、キャップ１３０の表面２５０上の別の場所において、半田パッド２０４を介して、半田ボール２２２につながる。そのように、導体２０３は、２つの異なった位置で表面２５０に対面し、キャップ１３０を介してＭＥＭＳ構造１０２を１つ以上の半田ボール２２２に電気的に結合することに役立つ。そのように、デバイス２５０は、例えば、図７Ｂにおいてアセンブリ７２０によって概略的に例示されるように、ＭＥＭＳ基板１０１が、キャップ１３０から、かつ基板７０２とキャップ１３０との間で吊るされるように、半田ボール２２２を介して基板７０２に搭載され得る。
【００３９】
そのように、キャップ１３０における能動回路、および／または他の電気的インターフェース、例えば、接着パッド２０４および半田ボール２０２などが、ＭＥＭＳ構造１０２に結合された基板１０１における導体１２３を介して、基板１０１とキャップ１３０との間のキャッピング間隙１３１に架かる接触パッドまたは配線１２１を介して、かつキャップ１３０における導体２０３を介して、ＭＥＭＳ構造１０２または基板の他の特徴（例えば、電極１２２）に電気的に結合され得る。
【００４０】
基板１０１およびキャップ１３０は、内部封止リング１４０および外部封止リング１４１によって共に結合される。（隔離壁としても知られ得る）封止リング１４０、１４１のうちのいずれかまたは両方が、金属（例えば、金属封止リング、例えばＴｉＮスタックなど）、あるいは、例えば、アルミニウム銅、半田リング、またはガラスフリットであってもよい。
【００４１】
封止リング１４０、１４１の両方が、キャッピング間隙１３１にわたって延出し、その結果、基板１０１、キャップ１３０、および封止リング１４０、１４１が、２つの気密式に封止された空洞１１０および１２０を形成する。より具体的には、内部封止リング１４０は、ＭＥＭＳ構造１０２を取り囲み、基板１０１およびキャップ１３０と共に気密空洞１１０（ＭＥＭＳ空洞またはＭＥＭＳチャンバ）を形成する。外部封止リング１４１は、内部封止リングを取り囲み、したがって、内部ＭＥＭＳ空洞１１０を取り囲み、外部空洞１２０（または外部チャンバ１２０）を形成する。外部封止リング１４１は、コネクタ１２１を取り囲み、その結果、コネクタ１２１が、配線空洞１２０内に気密式に封止される。そのように、この実施形態では、外部空洞１２０は、ＭＥＭＳ空洞１１０の周りに円環形状を有するように記載され得る。代わりに、外部空洞１２０は、ＭＥＭＳ空洞１１０を取り囲むように考えられ得、またはＭＥＭＳ空洞１１０が、配線空洞１２０によって取り囲まれる。
【００４２】
いくつかの実施形態では、図１Ａおよび１Ｂに概略的に例示されたＭＥＭＳデバイス１００を含む。遮蔽層１３２は、キャップ１３０からＭＥＭＳ空洞１１０の中へのガス抜けを阻止するために、例えば、キャップ１３０の表面１３０ＡとＭＥＭＳ空洞１１０との間に（またはそれらと物理接触して）配置される。好適な実施形態では、遮蔽層１３２は、ガス抜けを通さず、かつ、表面１３０ＡがＭＥＭＳ空洞１１０につながる全ての点におけるその表面１３０Ａを覆う。例えば、遮蔽層１３２は、内部封止リング１４０ならびに／または壁１４１および１４２に架かる完全な障壁（あるいは「ガス抜け障壁」）を形成するように表面１３０Ａにわたって延出し得る。実際、いくつかの実施形態では、遮蔽層１３２は、内部封止リング１４０と同じ材料から作製されてもよい。いくつかの実施形態では、遮蔽層１３２は、窒化チタン、またはチタンと窒化チタン（「Ｔｉ／ＴｉＮ」）との組み合わせの層スタックを含んでもよい。他の実施形態では、遮蔽層１３２は、遮蔽層の周縁１３４においてキャッピング間隙に架かる金属（例えば、ＡｌＣｕ、ＡｌＧｅ）封止リング１４０と共に、タングステン（「Ｗ」）、チタンタングステン（「ＴｉＷ」）、または金属ケイ化物、例えばケイ化チタン（ＴｉＳｉ）等を含んでもよい。一般に、本明細書に記載したいかなる実施形態においても、遮蔽層１３２および封止リング１４０、ならびに障壁壁１４１および１４２でさえも、同じ金属を含んでもよく、また、同じ処理ステップによって作製されてもよい。
【００４３】
図１Ｃは、線Ａ’−Ａ’におけるデバイス１００の断面を概略的に例示し、以下のＭＥＭＳ空洞１１０を完全に遮蔽するための内部封止リング１４０に架かる遮蔽層１３２を示す。実際、いくつかの実施形態では、封止リング１４０はまた、キャップ１３０から抜けるガスを通さず、封止リング１４０および遮蔽層１３２は、ＭＥＭＳ空洞１１０をそのようなガスから気密式に隔離させるように協働する。
【００４４】
図１Ａの実施形態例では、デバイス１００は、金属封止リング１４０、１４１でキャップ／センサ配線パッド１２１からセンシング構造１０２を分断するよう同じＡＳＩＣキャップルーフ１３０下で２つのサブ空洞１１０、１２０を有するように、かつＡＳＩＣ１３０からのガス抜けを阻止するＡＳＩＣルーフ１３０の下のサブ空洞１１０のうちの１つを完全に覆うために伝導金属遮蔽層１３２を配置するように、記載され得る。そのように、ＭＥＭＳセンサ構造１０２は、ウェハ接着プロセスによって設定された空洞１１０における低圧力環境（または他の所望の初期環境）に留まることができ、かつ同時に第２の空洞１２１内に位置する配線金属１２１が、ＭＥＭＳセンシング構造１０２に悪影響を及ぼさずにガス抜けすることができる。
【００４５】
ＭＥＭＳデバイス１５０の代替の実施形態が、図１Ｄおよび図１Ｅに概略的に例示される。図１Ｅは、線Ｂ−Ｂに沿ったデバイス１５０の断面を概略的に例示するが、参照のために、基板１０１の一部もまた示す。
【００４６】
ＭＥＭＳデバイス１５０は、上記したならびに図１Ａおよび図１Ｂに概略的に例示したデバイス１００と同じ特徴の多くを含む。しかしながら、この実施形態１５０では、２つの空洞１１０および１２０が、共通分割壁１４２を共有する。換言すれば、共通分割壁１４２、および分割壁１４２によって共に画定されるような２つの空洞１１０および１２０が、空洞１１０を空洞１２０から分離する。実際、分割壁１４２は、封止リング１４１の一部であり得る。そのように、ＭＥＭＳ空洞１１０および配線空洞１２０は、互いのすぐ近くに隣接する。
【００４７】
ＭＥＭＳデバイス１７０の更に別の実施形態が、図１Ｆ、図１Ｇ、および図１Ｈに概略的に例示される。図１Ｇは、線Ｃ−Ｃに沿ったデバイス１７０の断面を概略的に例示するが、参照のために、基板１０１の一部も示す。同様に、図１Ｆは、線Ｄ−Ｄに沿ったデバイス１７０の断面を概略的に例示する。図１Ｈは、線Ｅ−Ｅに沿ったデバイス１７０の断面を概略的に例示し、かつ遮蔽層１３２が空洞の全幅にわたって延出することを示す。
【００４８】
ＭＥＭＳデバイス１７０は、上記したならびに図１Ａおよび図１Ｂに概略的に例示したデバイス１００と同じ特徴の多くを含む。基板１０１およびキャップ１３０は、封止リング１４０および第２の封止リング１４１によって共に結合される。封止リング１４０、１４１のうちの一方または両方が、例えば、金属、またはガラスフリットであってもよい。封止リング１４０、１４１の両方は、キャッピング間隙１３１にわたって延出し、その結果、基板１０１、キャップ１３０、および封止リング１４０、１４１が、２つの気密式に封止された空洞１１０および１２０を形成する。より具体的には、内部封止リング１４１が、配線１２１を取り囲み、基板１０１およびキャップ１３０と共に気密空洞１２０（配線空洞）を形成する。外部封止リング１４０は、内部封止リング１４１を取り囲み、したがって、内部配線空洞１２０を取り囲み、外部ＭＥＭＳ空洞１１０を形成する。内部封止リング１４１は、コネクタ１２１を取り囲み、その結果、コネクタ１２１が、配線空洞１２０内に気密式に封止される。そのように、この実施形態では、外部空洞１１０が、配線空洞１２０の周りに円環形状を有するように記載され得る。
【００４９】
上記した実施形態のものを限定無しで含む、様々な実施形態において、遮蔽層１３２および／または隔離壁１４０、１４２が、所定電位、例えば、固定（「直流」）電圧、または接地電位などまでバイアスをかけられ得る。バイアス電位は、例えば図２Ａに概略的に例示されるようにキャップ１３０における導電体１３９によって、あるいは、例えば、図１Ｆに概略的に例示されるように、配線１２１または障壁壁１４０もしくは１４２のうちの１つを介してＭＥＭＳ基板１０１における導電体１２９によって、遮蔽層１３２に提供され得る。そのように、いくつかの実施形態では、遮蔽層１３２は、二重の機能を果たす。すなわち、それが、キャップ１３０から抜けるガスからＭＥＭＳ空洞を（他の構造と関連して）隔離するガス抜け遮蔽を提供することと、それが、ＭＥＭＳ空洞１１０に隣接する電気バイアスプレートを提供することである。
【００５０】
いくつかの実施形態では、ＭＥＭＳ基板１０１は、平面、例えば接地面１０７などを含んでもよい。例えば、接地面１０７を有するデバイス１００が、図１Ａに概略的に例示されるが、本明細書に記載された実施形態のいずれもそのような接地面を有し得る。接地面は、基板１０１におけるドープされた層であってもよいし、または基板１０１上の構造であってもよい。そのような実施形態では、遮蔽層１３２が、接地面１０７と同じ電圧（例えば、接地）までバイアスをかけられ得る。とりわけ、これは、接地面１０７からＭＥＭＳ構造１０２に作用する静電力を、遮蔽層１３２から相殺する静電力を提供することによって、軽減するまたは均等化するのに役立ち得る。
【００５１】
ＭＥＭＳデバイスを作製する方法３００の実施形態が、図３Ａに概略的に例示される。例示目的のために、図１Ａからの、例となるＭＥＭＳ１００の様々な構成要素が、図３Ｂに概略的に例示される。しかしながら、方法３００は、本明細書に記載された他の実施形態と本質的に同じである。
【００５２】
方法３００は、キャップ１３０、例えば上記したキャップなどを提供することによって、ステップ３０１で開始する。この実施形態では、キャップは、キャップ１３０の表面１３０Ａ上に遮蔽層１３２を含むが、他の実施形態は、遮蔽層を別個に提供してもよい。実際、いくつかの実施形態では、遮蔽層１３２が、他の特徴、例えば、隔離壁１４０、１４１、または１４２などと共に、キャップ１３０上に作製され得る。そのような実施形態の例が、以下に記載される。
【００５３】
本方法はまた、ステップ３０２で隔離壁、およびステップ３０３で配線を提供することを含む。いくつかの実施形態では、隔離壁、例えば隔離壁１４０、１４１などが、配線１２１と同時に提供されるが、他の実施形態では、それらが別個に提供される。いくつかの実施形態では、隔離壁１４０、１４１が、デバイス１００のアセンブリの前に、キャップ１３０上または基板１０１上に作製される。例えば、図５Ｆおよび図６Ｆを参照。そのような実施形態では、隔離壁が、キャップ１３０または基板１０１上に金属を成膜すること、および金属をパターニングして隔離壁１４０、１４１を形成することによって作製され得る。他の実施形態では、隔離壁１４０、１４１のうちの一方または両方が、アセンブリの間にキャップ１３０と基板１０１との間に配置されたガラスフリットであってもよい。
【００５４】
方法３００は、ステップ３０４で基板１０１を提供する。基板は、ＭＥＭＳ構造１０２を含み、いくつかの実施形態では、ＭＥＭＳ構造１０２は、解放される。すなわち、ＭＥＭＳ構造１０２は、基板１０１に対して既に可動性である。ＭＥＭＳ構造１０２は、当分野において既知の様々な方法およびプロセスによって、基板１０１上に、または基板１０１から作製され得る。更に、ＭＥＭＳ構造１０２は、基板に対して種々の方位に動き得る。例えば、加速度計またはジャイロスコープでは、ＭＥＭＳ構造が、基板１０１の表面１０１Ａに平行に動き得る。スイッチもしくは中継器では、またはいくつかの加速度計もしくはジャイロスコープでは、ＭＥＭＳ構造１０２が、基板１０１の表面１０１Ａの方向に動き得る。
【００５５】
方法３００は、ステップ３０５で、次いで、隔離壁１４０、１４１、および配線１２１がキャップ１３０と基板１０１との間に配置されると共にキャッピング間隙１３１に架かるように（例えば、図１を参照）、当分野において既知の方法に従ってキャップ１３０を基板１０１に結合する。典型的な実施形態では、キャップ１３０の表面１３０Ａが、基板１０１の表面１０１Ａに平行であり、ＭＥＭＳ構造１０２が、ＭＥＭＳ空洞１１０内に気密式に封止される。配線１２１は、キャップ１３０上のまたはキャップ１３０における対応する導体（例えば、シリコン貫通電極、または他の導体）に物理的および電気的に結合する。
【００５６】
典型的には、結合するステップ３０５は、制御された環境において行われる。キャッピング環境の制御された特性は、例えば、キャッピング環境（したがって、デバイスの空洞のうちの１つ以上内の）キャッピングの時における空洞のガス（もしあれば）の化学含有物、温度、および圧力を含み得る。例えば、デバイスは、ＭＥＭＳ空洞１１０および配線空洞１２０が真空を保つように、真空中でキャップされ得る（ステップ３０５）。代わりに、いくつかの実施形態では、キャッピング環境は、ガス（例えば、空気、窒素等）を含み、そのようなガスは、低圧力（すなわち、１気圧よりも小さなガス圧力）、または高圧力（すなわち、１気圧よりも大きなガス圧力）にあり得るか、あるいは１気圧にあり得る。いずれにせよ、デバイスがステップ３０５でキャップされるとき、その環境のうちのいくらかが、ＭＥＭＳ空洞１１０および配線空洞１２０のうちの一方または両方において閉じ込められることになる。キャッピングの瞬間におけるそのような空洞内の環境は、その空洞の初期内部環境である。可動性ＭＥＭＳ構造の性能特性が、可動性ＭＥＭＳ構造が封止される環境によって影響を及ぼされ得ることは、当分野において既知である。そのように、いくつかのＭＥＭＳデバイスにおいて、例えば、環境からガスが逃げることを阻止することによって、かつ例えば、他のデバイス構成要素のガス抜けからの気密封止の破壊またはガスの受け取りによって、環境の外部からガスが入ることを阻止することによって、その環境を維持することが重要である。
【００５７】
この点において、いくらかの観察が、方法３００の記載を補足するのに役立つことになる。第１に、ステップは、上記したものとは異なる順序で行われてもよい。例えば、ステップ３０１〜３０４は、任意の順序（例えば、３０１−３０４−３０３−３０２、３０４−３０１−３０３−３０２等）で行われてもよい。第２に、（隔離壁を提供する）ステップ３０２および（配線を提供する）ステップ３０３が、例えば、それらの特徴がキャップ１３０または基板１０１のうちの一方上に形成される場合、組み合わされ得る。実際、そのような場合において、ステップ３０２および３０３が、（キャップを提供する）ステップ３０１または（基板を提供する）３０４と組み合わされてもよいし、あるいはそのいずれかのステップの一部であってもよい。第３に、図３Ａおよび図３Ｂは、単一デバイス１００を生産するように記載されるが、方法３００は、ウェハレベルで行われてもよく、それにおいて、基板のウェハがキャップのウェハに結合され、組み合わされたウェハが、次いで、いくつかの個々のデバイス１００を生じるようにダイスカットされる。
【００５８】
図４は、キャップ（例えば、キャップ１３０）を作製する方法４００の実施形態を概略的に例示する。図５Ａ〜５Ｆと図６Ａ〜６Ｆは、遮蔽層１３２および隔離壁１４０、１４１、１４２がキャップ１３０の表面１３０Ａ上に作製される実施形態に従って、作製の様々な段階におけるキャップ１３０の実施形態を概略的に例示する。
【００５９】
本方法は、キャップ１３０を提供することによって、ステップ４０１で開始する。キャップは、シリコン部材、例えばウェハの一部などであってもよいし、あるいは上記したように集積回路または集積回路（例えば、ＡＳＩＣ）のウェハの一部であってもよい。そのようなキャップは、図５Ａにおいておよび図６Ａにおいて概略的に例示される。
【００６０】
ステップ４０２では、方法４００は、第１の金属層５０１をキャップ１３０の表面１３０Ａに加える。いくつかの実施形態では、第１の金属層は、例えば、窒化チタンであってもよい。図５Ａおよび６Ａに概略的に例示されるように、第１の金属層５０１が、キャップ１３０の表面１３０Ａを、ＭＥＭＳ空洞１１０に面することになるその表面１３０Ａの部分においてのみならず、配線空洞１２０に面することになるその表面１３０Ａの部分においても、完全に覆う。配線空洞１２０に面することになるその表面１３０Ａの部分は、後のステップで除去されることになり、その結果、配線１２１が、キャップ１３０に物理的および電気的に結合し得る。
【００６１】
次に、ステップ４０３では、第２の金属層５１１が、例えば、図５Ｂおよび図６Ｂに概略的に例示されるように、第１の金属層５０１の上に成膜され、同様に、第１の金属層５０１を覆う。いくつかの実施形態では、第２の金属層５１１は、例えば、アルミニウム銅（「ＡｌＣｕ」）であってもよい。
【００６２】
本方法は、次いで、図５Ｄおよび図６Ｄに概略的に例示されるように、ステップ４０４で第２の金属層５１１をパターニングして、１つ以上の場所で第１の金属層５０１を露出する。図示されるように、壁（例えば、壁１４０、１４１、１４２）および配線１２１が、この段階において少なくとも部分的に形成されている。
【００６３】
いくつかの実施形態では、図５Ｄに概略的に例示されるように、第２の金属層５１１が、配線空洞１２１の一部を後で形成することになる空隙５２０を形成するように、かつ配線１２１の一部に後でなる構造５２１を残すように、第１の金属層５０１を露出するようにパターニングされる。
【００６４】
他の実施形態において、図６Ｄに概略的に例示されるように、第２の金属層５１１が、配線空洞１２１の一部を後で形成することになる空隙５２０を形成するように、かつ配線１２１の一部に後でなる構造５２１を残すように、第１の金属層５０１を露出するよう同様にパターニングされる。しかしながら、ステップ４０３はまた、ウェハ１３０の終端部１３３のうちの一方または両方において空間５３０を残すように、第２の金属層５１１をパターニングし得る。空間または複数空間５３０が、例えば、図２Ｂおよび２Ｃに概略的に例示されるように、キャップ１３０を基板１０１に接着するためのガラスフリットもしくは他の接着剤を受け入れるように、および／または半田ボール２０２を受け入れるように構成される。
【００６５】
ステップ４０５では、方法４００が、図５Ｅに概略的に例示されるように、パターニングされた第２の金属層５１１を通してキャップ１３０の表面１３０Ａを露出するように、および／または図６Ｅに概略的に例示されるように、キャップ１３０の終端部１３３を露出するように、第１の金属層５０１をパターニングする。キャップ１３０の露出した部分１３０Ｂは、キャップ表面１３０Ａの「むき出しの」部分と称され得る。図５Ｅおよび図６Ｅは共に、ステップ４０５によって、配線１２１が、キャップ１３０の一体化部分として十分に形成されたことを現す。
【００６６】
ステップ４０６では、方法４００が、図５Ｆおよび図６Ｆに概略的に例示されるように、第２の時間に第２の金属層５１１をパターニングして、第１の金属層を露出する。代わりに、ステップ４０６に記載されたパターニングが、ステップ４０４の一部として行われてもよい。図５Ｆと図６Ｆの両方は、ステップ４０６の後、遮蔽層１３２が、図５Ｆの隔離壁１４１および１４２によって、かつ図６Ｆにおける隔離壁１４０によって、取り囲まれた領域においてキャップ１３０の表面１３０Ａ全体を覆うことを現す。実際、両方の実施形態において、遮蔽層１３２および隔離壁（１４０、１４１および１４２）が、一体的に配線される。実際、遮蔽層１３２が、共通金属層５０１を共有し得、かつ隔離壁（１４０、１４１および１４２）が、共通金属層５０１を共有する。そのように、キャップ１３０からのあらゆるガス抜けが、ＭＥＭＳ空洞１１０に入ることを阻止される。なぜなら、遮蔽層１３２が、そのようなガス抜けの内容物を通さず、障壁として機能するからである。
【００６７】
いくつかの実施形態は、バッチ形式で、例えば、多数のデバイスを単一ウェハ上に製造することなどによって、デバイスを作製してもよい。そのような実施形態では、ウェハが、ステップ４０７において、ウェハから個々のデバイス（例えば、１００、１７０、２００、２５０等）を分離するように引き切られ得、切断され得、またはダイスカットされ得る。例えば、いくつかの実施形態では、個々のデバイスが、そのウェハから他のどのデバイスにも物理的に接続されないダイであり、各デバイスが、単一キャップ１３０および単一ＭＥＭＳ基板１１０、ならびに２つのみの空洞１１０および１２０を有する。
【００６８】
図５Ｆに概略的に例示されるように、第２の金属層５１１のパターニングが、上記したように、隔離壁１４１および１４２の一部分を形成し（例えば、図１Ｄ、図１Ｅを参照）、露出した第１の金属層５１１が、遮蔽層１３２を形成する。
【００６９】
好適な実施形態では、第２の金属層５１１は、隔離壁１４１、１４２がキャップ１３０の表面１３０Ａに平行である表面における幅について少なくとも５ミクロンであるように、パターニングされる。図６Ｆに概略的に例示されるように、第２の金属層５１１のパターニングは、キャップ１３０の表面１３０Ａに平行である表面における幅について少なくとも５ミクロンである表面を有する隔離壁１４０の一部分を形成する。
【００７０】
上記したキャップ付きのセンサの様々な実施形態は、種々の用途において使用され得る。例えば、センサ２００は、基板７０２、例えばプリント回路基板などに結合されてもよく、それによって、例えば図７Ａにおけるアセンブリ７００によって全てが概略的に例示されるように、他の電気素子、例えば受動デバイス（例えば、７０３）および集積回路（例えば、７０１）などに電気的に配線され得る。図７Ａにおける実施形態は、基板７０２に結合されたデバイス２００を概略的に例示したが、本明細書に記載した実施形態のいずれか（例えば、デバイス１００、デバイス１５０、デバイス１７０）が、同様に使用され得る。例えば、図７Ｂは、基板７０２に結合されたセンサ２５０を概略的に例示する。例示されるように、基板７０２の長さ７１０は、キャップ１３０の長さ１３６よりもかなり長い。例えば、いくつかの実施形態では、基板７０２の長さ７１０は、キャップ１３０の長さ１３６の少なくとも２または３倍である。
【００７１】
上記した発明の実施形態は、単なる例示的なものであることを意図され、多数の変形および修正が、当業者に明らかになる。全てのそのような変形および修正は、添付のあらゆる特許請求の範囲において定義されるような本発明の範囲内にあることが意図される。
本願明細書は、例えば、以下の項目も提供する。
（項目１）
キャップ付きの微細加工されたデバイスであって、
基板から吊るされたＭＥＭＳ構造を備える前記基板、および前記ＭＥＭＳ構造に結合された少なくとも第１の導電体と、
前記基板に平行に吊るされると共にキャッピング間隙によって前記基板から分離された半導体キャップであって、少なくとも第２の導電体を備えるキャップと、
前記基板と前記キャップとの間に配置されると共に前記キャッピング間隙に架かる第１の隔離壁であって、前記第１の隔離壁および前記基板が、前記ＭＥＭＳ構造がＭＥＭＳチャンバ内で可動性であるように前記ＭＥＭＳ構造を囲む前記ＭＥＭＳチャンバを画定する、第１の隔離壁と、
前記キャップの面の領域と前記ＭＥＭＳチャンバとの間に配置されており、前記キャップの前記面の前記領域が前記ＭＥＭＳチャンバの真向いにある前記キャップの前記面の一部分である、遮蔽層であって、前記キャップの前記面の前記領域と前記ＭＥＭＳチャンバとの間に完全なガス抜け障壁を提供するように構成された、遮蔽層と、
前記基板と前記キャップとの間に配置されると共に前記キャッピング間隙に架かる第２の隔離壁であって、前記第２の隔離壁、前記基板、および前記キャップが、配線チャンバを画定し、前記配線チャンバが、気密式に封止されると共に前記ＭＥＭＳチャンバから気密式に隔離される、第２の隔離壁と、
前記配線チャンバ内に配置されると共に前記キャッピング間隙に架かる配線構造であって、前記第１の導電体を前記第２の導電体に電気的に結合する、配線構造と、を備え、
その結果、前記ＭＥＭＳチャンバが前記配線チャンバから気密式に隔離され、かつ前記ＭＥＭＳ構造が、前記第２の導電体に電気的に結合される、キャップ付きの微細加工されたデバイス。
（項目２）
前記キャップが、複数の能動半導体デバイスを含む集積回路を備える、項目１に記載のキャップ付きの微細加工されたデバイス。
（項目３）
前記ＭＥＭＳ構造が、加速度計ビーム、ジャイロスコープ構造、およびスイッチアームのうちの１つを含む、項目１に記載のキャップ付きの微細加工されたデバイス。
（項目４）
前記第２の隔離壁が、半田リングまたはガラスフリットのうちの１つを含む、項目１に記載のキャップ付きの微細加工されたデバイス。
（項目５）
前記第１の隔離壁および前記第２の隔離壁のそれぞれが、金属封止リングを含む、項目１に記載のキャップ付きの微細加工されたデバイス。
（項目６）
前記ＭＥＭＳチャンバが、前記配線チャンバに隣接する、項目１に記載のキャップ付きの微細加工されたデバイス。
（項目７）
前記ＭＥＭＳチャンバが、前記配線チャンバによって取り囲まれる、項目１に記載のキャップ付きの微細加工されたデバイス。
（項目８）
前記ＭＥＭＳチャンバおよび前記配線チャンバが両方とも、同一の初期内部環境を囲む、項目１に記載のキャップ付きの微細加工されたデバイス。
（項目９）
前記キャップが、前記ＭＥＭＳ構造からの出力信号を処理するように構成された集積回路である、項目１に記載のキャップ付きの微細加工されたデバイス。
（項目１０）
前記遮蔽層が、窒化チタンおよびチタンと窒化チタンとの組み合わせの層スタックのうちの１つを含むと共に前記第１の隔離壁に一体的に結合され、かつ固定電位までバイアスをかけられる、項目１に記載のキャップ付きの微細加工されたデバイス。
（項目１１）
キャップ付きの微細加工されたデバイスを作製する方法であって、
前記基板から吊るされたＭＥＭＳ構造を備える基板と、前記ＭＥＭＳ構造に結合された少なくとも第１の導電体と、を提供することと、
半導体キャップであって、少なくとも第２の導電体を備えるキャップ、および前記キャップの面上の遮蔽層と、を提供することと、
前記基板と前記キャップとの間に延出するように構成された第１の隔離壁を提供することと、
前記基板と前記キャップとの間に延出するように構成された第２の隔離壁を提供することと、
前記基板と前記キャップとの間に延出するように構成された配線構造を提供することと、
前記第１の隔離壁、前記第２の隔離壁、および前記配線構造が、前記キャップと前記基板との間のキャッピング間隙に架かるように、前記キャップを前記基板に結合することであって、それにより、
前記キャップおよび前記第１の隔離壁が、前記ＭＥＭＳ構造がＭＥＭＳチャンバ内で可動性であるように前記ＭＥＭＳ構造を囲む前記ＭＥＭＳチャンバを画定し、前記遮蔽層が前記キャップの前記面と前記ＭＥＭＳチャンバとの間に完全な障壁を提供するように配置され、かつ
前記キャップおよび前記第２の隔離壁が、配線チャンバを画定し、前記配線チャンバが、気密式に封止されると共に前記ＭＥＭＳチャンバから気密式に隔離され、前記配線構造が、前記配線チャンバ内に配置されると共に前記第１の導電体を前記第２の導電体に電気的に結合する、結合することと、を含み、
その結果、前記ＭＥＭＳチャンバが前記配線チャンバから気密式に隔離され、かつ前記ＭＥＭＳ構造が、前記第２の導電体に電気的に結合される、方法。
（項目１２）
前記キャップが、複数の能動半導体デバイスを含む集積回路を備える、項目１１に記載のキャップ付きの微細加工されたデバイス。
（項目１３）
前記第２の隔離壁が、半田リングまたはガラスフリットのうちの１つを含む、項目１１に記載のキャップ付きの微細加工されたデバイス。
（項目１４）
前記第１の隔離壁および前記第２の隔離壁のそれぞれが、金属封止リングを含む、項目１１に記載のキャップ付きの微細加工されたデバイス。
（項目１５）
前記キャップが、前記ＭＥＭＳ構造からの出力信号を処理するように構成された集積回路である、項目１１に記載のキャップ付きの微細加工されたデバイス。
（項目１６）
前記遮蔽層が、窒化チタンおよびチタンと窒化チタンとの組み合わせの層スタックのうちの１つを含む、項目１１に記載のキャップ付きの微細加工されたデバイス。
（項目１７）
キャップ付きの微細加工されたデバイスであって、
基板から吊るされたＭＥＭＳ構造を備える前記基板、および前記ＭＥＭＳ構造に結合された少なくとも第１の導電体と、
前記基板に平行に吊るされると共にキャッピング間隙によって前記基板から分離された半導体キャップであって、少なくとも第２の導電体を備えるキャップと、
前記基板と前記キャップとの間に配置されると共に前記キャッピング間隙に架かる第１の隔離壁であって、前記第１の隔離壁および前記基板が、前記ＭＥＭＳ構造がＭＥＭＳチャンバ内で可動性であるように前記ＭＥＭＳ構造を囲む前記ＭＥＭＳチャンバを画定する、第１の隔離壁と、
前記キャップの面の領域と前記ＭＥＭＳチャンバとの間に配置されており、前記キャップの前記面の前記領域が前記ＭＥＭＳチャンバの真向いにある前記キャップの前記面の一部分である、遮蔽層であって、前記キャップの前記面の前記領域と前記ＭＥＭＳチャンバとの間に完全なガス抜け障壁を提供するように構成された、遮蔽層と、を備え、
その結果、前記ＭＥＭＳチャンバが、前記半導体キャップから気密式に隔離される、キャップ付きの微細加工されたデバイス。
（項目１８）
前記遮蔽層が、窒化チタン、チタンと窒化チタンとの組み合わせの層スタック、タングステン、チタンタングステン、ならびに金属ケイ化物のうちの１つを含む、項目１７に記載のキャップ付きの微細加工されたデバイス。
（項目１９）
前記キャップが、複数の能動半導体デバイスを含む集積回路を備える、項目１７に記載のキャップ付きの微細加工されたデバイス。
（項目２０）
前記キャップが、前記ＭＥＭＳ構造からの出力信号を処理するように構成された集積回路を備える、項目１９に記載のキャップ付きの微細加工されたデバイス。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図１Ｅ】
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【図１Ｆ】
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【図１Ｇ】
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【図１Ｈ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図５Ｅ】
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【図５Ｆ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図６Ｅ】
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【図６Ｆ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図４】
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【国際調査報告】
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