(57)【要約】【課題】密閉空間内に形成されるゲッター膜が形成されたＭＥＭＳデバイスにおいて、ゲッター膜に起因する電気的なノイズの影響を防ぐ。【解決手段】  密閉空間内３４に形成されたＭＥＭＳデバイス１００であって、密閉空間３４が、凹部３６ａ等が一部に形成された第１ガラス基板３０と、ＭＥＭＳデバイスの母材１０と、密閉空間３４の一部となる貫通孔３７が形成された第２ガラス基板３１と、連続の又は非連続のゲッター膜４０が形成された第３ガラス基板３２によって形成されている。さらに、第２ガラス基板３１と第３ガラス基板３２の間にゲッター膜４０の一部４０ａが挟まれている。これにより、ゲッター膜４０とＭＥＭＳデバイス１００の電極との十分な距離が確保されるため、デバイスの動作時であっても、電気的なノイズがゲッター膜４０を介してＭＥＭＳデバイスの検出用又は駆動用の電極に入り込まなくなる。【選択図】図３
2009006431.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉空間内に形成されたＭＥＭＳデバイスであって、
前記密閉空間が、凹部が一部に形成された第１ガラス基板と、前記ＭＥＭＳデバイスの母材と、前記密閉空間の一部となる貫通孔が形成された第２ガラス基板と、連続の又は非連続のゲッター膜が形成された第３ガラス基板によって形成され、
前記第２ガラス基板と前記第３ガラス基板の間に前記ゲッター膜の一部が挟まれている
ＭＥＭＳデバイス。
【請求項２】
密閉空間内に形成されたＭＥＭＳデバイスであって、
前記密閉空間が、凹部が一部に形成された第１ガラス基板と、前記ＭＥＭＳデバイスの母材と、前記密閉空間の一部となる貫通孔が形成された第２ガラス基板と、連続の又は非連続のゲッター膜が形成された第３ガラス基板によって形成され、
前記貫通孔の側壁面上に前記ゲッターは形成されておらず、かつ前記第２ガラス基板と前記第３ガラス基板の間に前記ゲッター膜の一部が挟まれている
ＭＥＭＳデバイス。
【請求項３】
前記第２ガラス基板の厚みが、厚さ２００μｍ以上１０００μｍ以下である
請求項１又は２に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項４】
前記第２ガラス基板に接する前記ゲッター膜が、前記第３ガラス基板上にジグザグ状又は蛇行状に形成されている
請求項１又は２に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項５】
前記第２ガラス基板に接しない前記ゲッター膜が、複数の領域に分割されて形成されている
請求項１又は２に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項６】
前記第２ガラス基板に接しない前記ゲッター膜が、単数又は複数の溝状又は島状に欠落している
請求項１又は２に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項７】
前記第２ガラス基板に接する前記ゲッターが形成されている前記第３ガラス基板の表面と異なる前記第３ガラス基板の表面の中心線平均表面粗さ（Ｒａ）が１μｍ以上である
請求項１又は２に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項８】
密閉空間内に形成されたＭＥＭＳデバイスの製造方法であって、
前記ＭＥＭＳデバイスの母材が、凹部が一部に形成された第１ガラス基板と陽極接合される工程と、
前記母材の貫通エッチングによりＭＥＭＳデバイスが形成される工程と、
前記ＭＥＭＳデバイスが、前記密閉空間の一部となる貫通孔が形成された第２ガラス基板の一方の面と陽極接合される工程と、
ゲッター膜が第３ガラス基板上に形成される工程と、
前記第２ガラス基板の一方の面が陽極接合された後、前記第３ガラス基板上の前記ゲッター膜が前記第２ガラス基板の他方の面と陽極接合される工程とを含む
密閉空間内に形成されたＭＥＭＳデバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゲッター膜を有する密閉空間内に形成されたＭＥＭＳデバイスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
シリコンを用いたＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）デバイスが適用される技術分野は日進月歩で拡大しており、近年では、その技術がマイクロタービンやセンサーのみならず情報通信分野や医療分野へも適用されている。このＭＥＭＳ技術を支える主要な要素技術の一つがゲッターに関する技術である。ゲッターは、密閉空間内に形成されたＭＥＭＳデバイスの性能を安定化させるための重要な部材の一つであり、特に小型化が進むセンサー等の分野においては、このゲッターに関連する種々の技術の発展が不可欠となっている。
【０００３】
従来から採用されてきたゲッターは、ガラス基板に予め設けられた凹部の底部への蒸着によって形成される。例えば、このガラス基板とシリコンとの陽極接合によって密閉空間が形成され、このゲッターの存在によって陽極接合後に残留するガス（酸素ガスなど）が適宜吸収される（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１０−１２２８６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、密閉空間内においてゲッターが形成される位置は、ＭＥＭＳデバイスの種々の性能を左右する要因の一つとなる。例えば、ゲッターとＭＥＭＳデバイスに形成された電極部との距離が近過ぎると、たとえそれらが接触しなくても、電気的なノイズが容量的に結合したゲッターを介して検出用又は駆動用の電極へ入り込むことによって、ＭＥＭＳデバイスの動作に悪影響を及ぼしうる。
【０００５】
このような問題は、小型化された、例えば、図１に示すような略正方形状の振動ジャイロのチップの正面図における面積が１００ｍｍ２以下のＭＥＭＳデバイスにおいて特に顕著に現れる。具体的には、デバイスの小型化が進むと、密閉空間の容積もそれに伴って小さくなるが、その容積が小さくなれば、製造工程中で密閉空間に放出されるガスや残留ガスが密閉空間の内圧に与える影響が大きくなる。その結果、例えばＭＥＭＳセンサーの場合は、その検出感度が著しく低下してしまう。従って、特に小型のＭＥＭＳデバイスにおいてゲッター領域を設けることの技術的意義は高まるが、既存のガス吸収性能を持つゲッターを採用する限り、上述の問題が解決されたゲッターの形成は非常に難しい。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、そのような技術課題を解決することにより、密閉空間内に形成されたＭＥＭＳデバイスとその性能維持に役立つゲッターとの位置的関係の最適化に大きく貢献するものである。発明者らは、まず、密閉空間を形成するために基板に予め凹部を設けて、その底面にゲッター膜を形成する場合の凹部の掘り込み深さに着目した。種々の調査が行われた結果、ゲッター膜の位置と掘り込み深さとの関係に基づく技術上のジレンマが存在することが明らかになった。
【０００７】
具体的には、この掘り込み深さが浅い場合は、たとえマスクを用いて凹部の底面のみにゲッター膜を形成できたとしても、ゲッター膜の位置がＭＥＭＳデバイスの各電極と近づくため、電気的なノイズが容量的に結合したゲッター膜を介して検出用又は駆動用の電極へ入り込むことになる。他方、掘り込み深さを深くした場合の技術的課題を従来のＭＥＭＳデバイスを例に挙げて示す。図１１は、従来のリング型振動ジャイロ５００の一部分の断面図（図２のＣ−Ｃ断面に相当）である。掘り込み深さを深くすると、一見、マスクを用いれば凹部７４の底部のみにゲッター膜を形成することが容易であるように見えるが、実際はそうではない。この図に示すように、既存のスパッタリング法等の形成方法を用いると、凹部７４の底面のみならず側面にもゲッター膜７３が形成されてしまう。従って、ゲッター膜７３と一次振動検出用電極７５等が相互に影響を及ぼさないような十分な距離を確保することが難しくなるため、結果として掘り込み深さが浅い場合と同様の問題が生じうる。
【０００８】
そこで、発明者らは、上記の技術課題の主原因である、基板の凹部の底面上へのゲッター膜の形成に固執しないことを出発点として、種々の研究及び検討を行った。その結果、ゲッター膜が形成される凹部に該当する部分を２つの部材に分割することにより、密閉空間としての機密性を備えた上でゲッター膜を確実に電極から十分に遠ざけることに成功した。本発明はこのような着眼点により創出された。
【０００９】
本発明の一つの密閉空間内に形成されたＭＥＭＳデバイスは、その密閉空間が、凹部が一部に形成された第１ガラス基板と、そのＭＥＭＳデバイスの母材と、その密閉空間の一部となる貫通孔が形成された第２ガラス基板と、連続の又は非連続のゲッター膜が形成された第３ガラス基板によって形成されている。さらに、第２ガラス基板と第３ガラス基板の間に前述のゲッター膜の一部が挟まれている。
【００１０】
このＭＥＭＳデバイスによれば、第２ガラスの基板の存在が、ゲッター膜とＭＥＭＳデバイスの電極との十分な距離を確保することになる。従って、ＭＥＭＳデバイスの動作時の電気的なノイズが容量的に結合したゲッターを介して検出用又は駆動用の電極へ入り込むことが防止される。尚、第２ガラス基板の厚みは、約２００μｍ〜１０００μｍであるため、第３ガラス基板上のゲッター膜とＭＥＭＳデバイスの電極との距離は少なくとも約２００μｍとなる。
【００１１】
本発明のもう一つの密閉空間内に形成されたＭＥＭＳデバイスは、その密閉空間が、凹部が一部に形成された第１ガラス基板と、そのＭＥＭＳデバイスの母材と、その密閉空間の一部となる貫通孔が形成された第２ガラス基板と、連続の又は非連続のゲッター膜が形成された第３ガラス基板によって形成されている。さらに、その貫通孔の側壁面上に前述のゲッターは形成されておらず、かつ第２ガラス基板と第３ガラス基板の間に前記ゲッター膜の一部が挟まれている。
【００１２】
このＭＥＭＳデバイスによれば、第２ガラスの基板の存在が、ゲッター膜とＭＥＭＳデバイスの電極との十分な距離を確保することになる。すなわち、第２ガラス基板に形成された貫通孔の側壁面上には、ゲッターは形成されない。従って、ＭＥＭＳデバイスの動作時の電気的なノイズが容量的に結合したゲッターを介して検出用又は駆動用の電極へ入り込むことが防止される。尚、第２ガラス基板の厚みは、約２００μｍ〜１０００μｍであるため、第３ガラス基板上のゲッター膜とＭＥＭＳデバイスの電極との距離は少なくとも約２００μｍとなる。
【００１３】
本発明の一つの密閉空間内に形成されたＭＥＭＳデバイスの製造方法は、そのＭＥＭＳデバイスの母材が、凹部が一部に形成された第１ガラス基板と陽極接合される工程と、その母材の貫通エッチングによりＭＥＭＳデバイスが形成される工程と、そのＭＥＭＳデバイスが、前述の密閉空間の一部となる貫通孔が形成された第２ガラス基板の一方の面と陽極接合される工程と、ゲッター膜が第３ガラス基板上に形成される工程を含み、さらに、第２ガラス基板の一方の面が陽極接合された後、第３ガラス基板上の前述のゲッター膜が第２ガラス基板の他方の面と陽極接合される工程とを含んでいる。
【００１４】
この製造方法によれば、第２ガラスの基板の存在が、ゲッター膜とＭＥＭＳデバイスの電極との十分な距離を確保することになる。従って、ＭＥＭＳデバイスの動作時の電気的なノイズが容量的に結合したゲッターを介して検出用又は駆動用の電極へ入り込むことが防止される。また、この製造方法によれば、ゲッター膜が陽極接合時の加熱処理を受ける回数が一回のみとなるため、ゲッター膜のガス吸収能力の劣化が最小限に抑えられる。従って、この製造方法はＭＥＭＳデバイスの信頼性向上に寄与する。
【００１５】
ところで、上記いずれの発明であっても、密閉空間内への放出ガス又は残留ガスの吸引性能の観点から、ゲッターの材質は、非蒸発型である、チタン、ジルコニウム、バナジウム、アルミニウム、タンタル、タングステン、モリブデン、の一群から選ばれる少なくとも一種類の金属であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の一つのＭＥＭＳデバイスによれば、密閉空間内に形成されたゲッター膜とＭＥＭＳデバイスの電極との十分な距離が確保される。従って、ＭＥＭＳデバイスの動作時の電気的なノイズが容量的に結合したゲッターを介して検出用又は駆動用の電極へ入り込むことが防止される。また、本発明のＭＥＭＳデバイスの製造方法によれば、密閉空間内に形成されたゲッター膜とＭＥＭＳデバイスの電極との十分な距離が確保される。従って、ＭＥＭＳデバイスの動作時の電気的なノイズが容量的に結合したゲッターを介して検出用又は駆動用の電極へ入り込むことが防止される。さらに、ゲッター膜が陽極接合時の加熱処理を受ける回数が一回のみであるため、ゲッター膜のガス吸収能力の劣化が最小限に抑えられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
つぎに、本発明の実施形態を、添付する図面に基づいて詳細に述べる。尚、この説明に際し、全図にわたり、特に言及がない限り、共通する部分には共通する参照符号が付されている。また、図中、本実施形態の要素は必ずしもスケール通りに示されていない。また、各図面を見やすくするために、一部の符号が省略されている。
【００１８】
＜第１の実施形態＞
図１は、本実施形態におけるＭＥＭＳデバイスの一つであるリング型振動ジャイロ１００の中心的役割を果たす構造体の正面図である。図２は、図１に示す構造体のＡ-Ａ部分拡大図である。また、図３は、図１におけるＢ−Ｂ断面図であり、図４は、パッケージを含めた本実施形態のリング型振動ジャイロ１００の分解斜視図である。
【００１９】
図１乃至図４示す本実施形態のＭＥＭＳデバイスは、リング型振動ジャイロ１００である。まず、図３に示すように、このリング型振動ジャイロ１００は、予め凹部３４，３６ａ，３６ｂ，３６ｃ,・・・,３６ｆが形成された第１のガラス基板３０と、最終的に空間３４を構成する貫通孔が形成された第２ガラス基板３１と、第１及び第２ガラス基板の間に挟まれたシリコン製の振動子（以下、単に振動子という）１０と、ゲッター膜４０が形成された第３ガラス基板３２を備えている。ここで、第１及び第２ガラス基板３０，３１と振動子１０の対向面が陽極接合され、かつ第２ガラス基板３１と第３ガラス基板３２上に形成されたゲッター膜４０が陽極接合されることにより、凹部３４，３６ａ，３６ｂ，３６ｃ,・・・,３６ｆを一部とする密閉空間が形成される。尚、本実施形態では、振動子１０は、図３に示すように、第１ガラス基板３０と接合することにより、第１ガラス基板３０に吊り下げられて固定されている。
【００２０】
第１ガラス基板３０には、リング型振動ジャイロ１００を駆動するために、各電極パッド３８ａ，３８ｂ，３８ｃ，３８ｄ，３８ｅ，３８ｆ等に接続するワイヤーのための貫通孔３７に代表される貫通孔が形成されている。具体的には、図４に示すように、密閉空間を構成する各ガラス基板３０，３１，３２及び振動子１０が接合された後、各電極から引き出されたワイヤーによって図示しない振動ジャイロ設置台４４の出力ピンに接続される。その後、乾燥窒素雰囲気の下で、蓋部４２と振動ジャイロ設置台４４が、抵抗溶接によって溶接されることによってリング型振動ジャイロ１００が密封される。この接合によってリング型振動ジャイロ１００が外気から遮断されるため、水分等の浸入による動作不良の発生を防止することができる。
【００２１】
ところで、本実施形態のＭＥＭＳデバイスでは、ゲッター膜４０は、第３ガラス基板３２上の２つの領域に形成されている。具体的には、第２ガラス基板３１と陽極接合される領域４０ａと、それ以外の領域、換言すれば第２ガラス基板３１に接しない領域４０ｂが存在する。本実施形態では、ゲッター膜４０が第３ガラス基板３２の表面全体に形成されているため、上記の２つの領域は連結している。他方、ゲッター膜４０は、第２ガラス基板に形成された貫通孔の側壁３９の表面上には形成されていない。また、本実施形態のゲッター膜は、０.１μｍ以上２μｍ以下の厚みを持つチタン薄膜である。
【００２２】
上述の通り、本実施形態のゲッター膜４０は、第２ガラス基板３１の存在により、第２ガラス基板３１の厚みの分だけ振動子１０から離れている。本実施形態では、第２ガラス基板３２の厚みは２００μｍである。尚、第２ガラス基板３２の厚みが２００μｍ未満になると当該基板の各プロセス上のハンドリングに支障をきたす恐れが高まるため好ましくない。また、生産効率や歩留まりを無視して２００μｍ未満の第２ガラス基板３２に貫通孔が形成されたとしても、１００μｍ未満になると、振動子１０の各電極がゲッター膜４０を介して電気的なノイズの影響を受けるため、好ましくない。換言すれば、たとえゲッター膜４０がフローティング状態であったとしても、第２ガラス基板の厚みが１００μｍ以上あれば、上述の電気的なノイズの問題は振動子１０の動作に実質的な影響与えない。他方、この厚みの上限は特に定めるものではない。しかし、１０００μｍ厚を超えるガラス基板は、テーパーが形成されるサンドブラスト処理が適用できず、替わりに高コストな機械加工が要求されるため、好ましくない。
【００２３】
ここで、従来の密閉空間内に形成されるＭＥＭＳデバイスは、図１０に示すように、振動子等が、凹部が形成された上側のガラス基板と凹部が形成された下側のガラス基板の間に挟まれる構造を有していた。すなわち、従来のＭＥＭＳデバイスは、従来における下側のガラス基板の凹部に相当する貫通孔が形成された第２ガラス基板３１が設けられていなかった。従って、凹部が形成された表面上にゲッター膜が形成される際、その凹部の側面上へのゲッター膜の付着が避けられないため、先に述べたとおり、容量結合を原因とする電気的なノイズの問題が発生しうる。しかしながら、本実施形態のように、実質的に貫通孔の側壁３９上にはゲッター膜４０が形成されない第２ガラス基板３１を設けることにより、この電気的なノイズの問題は第２ガラス基板３１の厚みのみを考慮すれば解決することができる。
【００２４】
次に、振動子１０の構造について説明する。トレンチ２６により区画されたエッチング残し部２２，・・・，２２は、トレンチ２６，２８によってサスペンション１６，・・・，１６とその固定端である中央部２４を含めてリング１４と一体に成形されている。つまり、中央部２４は、エッチング残し部２２，・・・，２２、リング１４、及びサスペンション１６，・・・，１６、と電気的に接続している。この振動子１０の作動中、可動部であるリング１４及びサスペンション１６，・・・，１６は、図示されていない直流電源から、中央部２４を通じて直流電圧を与えられることになる。
【００２５】
また、本実施形態では、密閉空間内の過度の高真空化を防止して振動ジャイロのＱ値を調整するため、上述の密閉空間内にはゲッター膜によって吸収されない希ガス（例えば、アルゴンガス）が、圧力１Ｐａ以上２０Ｐａ以下となるように封入されている。従来は、下側のガラス基板としての第３ガラス基板３２に、上述の電気的なノイズの発生を避けるための十分な深さの凹部を形成する必要であったため、約６００μｍ厚のガラス基板が用いられていた。しかし、本実施形態では、第３ガラス基板３２には凹部を形成する必要が無いため、３００μｍ厚のガラス基板を用いても強度上支障は無い。
【００２６】
次に、本実施形態のリング型振動ジャイロ１００の動作について図１乃至図３を用いて説明する。上述のとおり、リング型振動ジャイロ１００の中心部２４には、図示されていない直流電源から直流電圧が印加され、一次振動駆動用電極１８ａ，１８ｅは、図示されていない交流電源から交流電圧が印加される。また、本実施形態では、一次振動駆動用電極１８ａ，１８ｅの他に、一次振動検出用電極１８ｃ，１８ｇ、二次振動検出用電極１８ｂ，１８ｆ、二次振動打消し用電極１８ｄ，１８ｈ、及び固有振動数調整用電極２０ａ，２０ｂ，・・・，２０ｓが設けられている。尚、二次振動打消し用電極１８ｄ，１８ｈは交流電源に接続され、固有振動数調整用電極２０ａ，２０ｂ，・・・，２０ｓは直流電源に接続されている。また、トレンチ２８によってリング１４とリング１４の外周の各電極１８ａ，・・・，１８ｈから物理的及び電気的に隔てられた周辺部１２はグラウンド電位に接続している。
【００２７】
まず、一次振動駆動用電極１８ａ，１８ｅに交流電圧が印加されることにより、リング１４と一次振動駆動用電極１８ａ，１８ｅとの間の静電引力を利用したリング型振動ジャイロ１００の一次振動が発生し、これが一次振動検出用電極１８ｃ，１８ｇによって検出される。その後、ある角速度が加えられると、コリオリ力が発生して２次振動が発生し、
これが、二次振動検出用電極１８ｂ，１８ｆによって検出される。予め固有振動数調整用電極２０ａ，２０ｂ，・・・，２０ｓがリング１４との間に電位差を与えることにより、１次振動の固有振動数と２次振動の固有振動数を一致させるように調整されている。その後、この加えられた角速度に応じた静電容量の変化によって発生する電流が二次振動検出用電極１８ｂ，１８ｆによって検出されるとともに、フィードバック回路によってこれを打ち消すための出力電圧が二次振動打消し用電極１８ｄ，１８ｈに印加される。この出力電圧をモニターすることにより、角速度が検出される。
【００２８】
次に、本実施形態のＭＥＭＳデバイスの製造方法を図５Ａ乃至図５Ｆに基づいて説明する。尚、振動子１０の一部の断面である図２におけるＣ−Ｃ断面を用いてその製造方法を説明する。
【００２９】
まず、第１ガラス基板３０の凹部３４，３６ｈ，３６ｊ，３６ｋ等は、公知のガラスエッチング溶液を用いたウェットエッチングプロセスにより形成される。具体的には、第１ガラス基板３０に対して公知のフォトリソグラフィ技術によるパターニングがされた後、エッチング深さによって依存するが、このガラス基板３０を液温３０℃の１０％フッ酸溶液中に５〜３０分間浸漬することにより、図５Ａに示すような凹部が形成される。第１ガラス基板３０は、密閉空間を形成するために一方の面からエッチングされた後に、他方の面から貫通孔３７を形成するためのエッチング又はサンドブラスト処理がなされる。
【００３０】
次に、本実施形態のＭＥＭＳデバイスの中心的役割を果たす振動子１０の元となるシリコン基板（Ｓ）と第１ガラス基板３０が、公知の条件（例えば、特開２００５−１６９６５号公報に記載の条件）を用いた陽極接合により接合される（図５Ｂ）。
【００３１】
続いて、公知のフォトリソグラフィ技術によってシリコン基板上にレジストマスクが形成される。その後、公知の異方性エッチング技術によって、このシリコン基板（Ｓ）に対してトレンチ２６，２８が形成されることにより、振動子１０が上部のガラス基板３０上に形成される（図５Ｃ）。尚、このエッチング技術及びその関連技術は、本願出願人が先立って出願した複数の特許出願（例えば、特開２００７−３５９２９号、特開２００２−１５８２１４号、特開２００４−２２８５５６号、又は特開２００４−２９６４７４号）に記載されている。
【００３２】
さらに、振動子１０と第２ガラス基板３１が陽極接合される。このときの接合条件も、上述の公知の条件と同じである。（図５Ｄ）
【００３３】
他方、公知のスパッタリング法又は真空蒸着法により、チタン膜からなるゲッター膜４０（４０ａ，４０ｂ）が、第３ガラス基板３２の表面上に形成される。（図５Ｅ）。尚、この工程は、上述の各工程から独立しているため、以下の図５Ｆに示す工程の前であれば順序は問われない。
【００３４】
その後、第２ガラス基板３１は、上述の公知の条件を用いた陽極接合により、第３ガラス基板３２上のゲッター膜４０に接合される。最後に、Ａｌ、Ａｌ合金、又はＡｕ膜からなる各電極パッド３８ａ，３８ｂ，３８ｃ，３８ｄ，３８ｅ，３８ｆ等が公知のスパッタリング法又は真空蒸着法により形成される（図５Ｆ）。尚、第３ガラス基板３２上に形成されたゲッター膜４０が熱処理工程を経験する回数を出来る限り減らすため、第２ガラス基板３１はゲッター４０よりも先に振動子１０と陽極接合することが好ましい。これにより、ゲッター膜４０の劣化を抑えることができる。
【００３５】
このようにして製造されたリング型振動ジャイロ１００は、その後、貫通孔３７に代表される貫通孔を利用して各電極パッド３８ａ，３８ｂ，３８ｃ，３８ｄ，３８ｅ，３８ｆ等からワイヤーが引き出されることにより、図示されていない各電源に接続される。さらに、その後、リング型振動ジャイロ１００は、上述のとおり、蓋部４２と振動ジャイロ設置台４４により窒素雰囲気の下で密封される。
【００３６】
＜第２の実施形態＞
図６は、本実施形態におけるもう一つのリング型振動ジャイロ２００の断面図であり、図７は、リング型振動ジャイロ２００のうち、ゲッター膜が形成されているガラス基板（第３ガラス基板）のみの正面図である。尚、図６の断面図は、第１の実施形態の図３に相当する。本実施形態のリング型振動ジャイロ２００は、第３ガラス基板３２上のゲッター膜４０（４０ａ，４０ｂ）の形成位置を除き、第１の実施形態と同じ構成である。また、その製造方法や動作方法も第１の実施形態と同じである。従って、第１の実施形態と重複する説明は省略される。
【００３７】
図６及び図７に示すとおり、第３ガラス基板３２上に形成されたゲッター膜４０は、第２ガラス基板３１と陽極接合される領域のゲッター膜４０ａとそれ以外の領域のゲッター膜４０ｂが連結していない。より詳細には、領域４０ａのゲッター膜は、図７に示すように、第３ガラス基板３２上に蛇行しながら一周する輪状の膜となるように形成される。他方、領域４０ｂのゲッター膜は、第３ガラス基板３２上に複数の島状に形成される。この島状のチタンのゲッター膜は、メタルマスクを利用した公知のスパッタリング法又は真空蒸着法により形成される。
【００３８】
本実施形態のゲッター膜４０の形成により、第３ガラス基板３２とゲッター膜４０との熱膨張係数の差や残留応力によって生じる振動子１０への影響、具体的には、０点出力の温度特性への影響等が緩和される。つまり、ゲッター膜４０が第３ガラス基板３２上の全面に形成されると、上記の残留応力等のため、第３ガラス基板３２が反って、各電極とリングとの間の容量変化等が発生し、０点出力の温度特性が悪化する可能性がある。従って、ＭＥＭＳデバイスの信頼性をさらに高めるためには、本実施形態のような分散されたゲッター膜を形成することがより好ましい一態様である。
【００３９】
尚、本実施形態では、第３ガラス基板３２上の陽極接合されるゲッター膜の領域４０ａが蛇行状に形成されていたが、これに限定されない。例えば、ジグザグ状にゲッター膜が形成されていても本実施形態と同様の効果が奏される。
【００４０】
また、本実施形態では、第２ガラス基板３１と陽極接合される領域４０ａとそれ以外の領域４０ｂのいずれもが第１の実施形態と異なっているが、残留応力等の緩和という観点から、何れか一方のみを異ならせた実施形態も第１の実施形態より好ましい。
【００４１】
さらに、本実施形態では、領域４０ｂのゲッター膜が第３ガラス基板３２上に複数の島状に形成されているが、本発明が適用できるゲッター膜の形成状態はこれに限定されない。例えば、領域４０ｂのゲッター膜が、単数の島状に形成されていても良い。また、逆に、図８に示すように、領域４０ｂのゲッター膜が溝状に欠落していても本実施形態と同様の効果が奏される。尚、上述の第３ガラス基板３２とゲッター膜４０との熱膨張係数の差や残留応力の緩和という観点から、溝状の欠落の代わりに島状の欠落であっても本実施形態と同様の効果が奏される。さらに、前述の観点から、図８のような複数の欠落の代わりに一箇所の欠落であってもよい。他方、密閉空間の内外を貫通するゲッター膜の欠落が形成されない限り、換言すれば、密閉空間が維持される形状である限り、陽極接合される領域のゲッター膜４０ａが単数又は複数の島状に欠落しても本実施形態の少なくとも一部の効果が奏される。
【００４２】
また、ゲッター膜はその材質や形成条件によってガスの吸収性能が異なり得るため、又は陽極接合条件等によって放出ガスの量が異なり得るため、場合によっては島状に形成されたゲッター膜４０ｂのうち、幾つかが無くても上記目的は達成され得る。
【００４３】
＜第３の実施形態＞
図９は、本実施形態におけるもう一つのリング型振動ジャイロ３００の断面図である。この断面図は、第１の実施形態の図３に相当する。本実施形態のリング型振動ジャイロ３００は、ゲッター膜４０が形成されている第３ガラス基板３２の表面粗さを除き、第１の実施形態と同じ構成である。また、その製造方法や動作方法も第１の実施形態と同じである。従って、第１の実施形態と重複する説明は省略される。
【００４４】
図９に示すとおり、第３ガラス基板３２の表面の一部は意図的に凹凸が形成されている。この凹凸は、公知のガラスエッチング溶液を用いたウェットエッチングプロセスにより形成される。具体的には、第３ガラス基板３２に対して公知のフォトリソグラフィ技術によるパターニングがされた後、このガラス基板３２を液温３０℃の１０％フッ酸溶液中に
２０分間か浸漬することによりこの凹凸が形成される。尚、この工程では、第３ガラス基板表面のうち、最終的に陽極接合によって第２ガラス基板３１と接合するゲッター膜４０ｂが形成される場所はウェットエッチングされないようにマスクで覆われる。これは、陽極接合後の密閉空間の信頼性を高めるためである。本実施形態では、この工程により、中心線平均表面粗さ（Ｒａ）が１μｍ以上の凹凸が形成されている。尚、この中心線平均表面粗さの上限は特に定めるものではないが、プロセス時間等のプロセス上の負担の増加を避けるため、Ｒａが５０μｍ以下であることが好ましい。
【００４５】
その後、ゲッター膜４０が公知のスパッタリング法又は真空蒸着法により第３ガラス基板３２の表面の全域に形成される。本実施形態では、第１の実施形態と同様、第３ガラス基板３２の表面がゲッター膜４０で覆われているが、その表面の凹凸のため、平坦面上に形成されたゲッター膜と比較して、上述のような熱膨張係数の差や残留応力による問題が生じにくい。従って、ＭＥＭＳデバイスの信頼性の向上に寄与する。
【００４６】
ところで、上述の各実施形態では、ＭＥＭＳデバイスの一例としてリング型振動ジャイロが取り上げられたが、本発明が適用できるＭＥＭＳデバイスはこれに限定されない。密閉空間内に形成されることが好ましいその他のＭＥＭＳデバイスにも本発明が適用される。具体的には、マイクロミラー、又はＲＦスイッチは、本発明が適用しうるＭＥＭＳデバイスの代表的な例である。
【００４７】
また、第２の実施形態及び第３の実施形態のゲッター膜４０の態様は単独で用いられなければいけない理由は無い。従って、これらの組み合わせも本発明に含まれる。むしろ、第３ガラス基板３２とゲッター膜４０との熱膨張係数の差や残留応力によって生じる振動子１０への影響、具体的には０点出力の温度特性への影響等が緩和されるという観点からは、それらを組合せることは好ましい一態様である。
【００４８】
また、第３の実施形態では、第３ガラス基板の表面の一部に凹凸を形成する手段としてウェットエッチングが用いられているが、凹凸を形成する手段はこれに限定されない。例えば、陽極接合されるゲッターが形成される領域を公知のメタルマスクで覆った上で、公知のサンドブラスト処理を施し、その後、他の実施形態と同様、ゲッター膜の形成等の工程を経ることにより、図１０に示すような密閉空間内に形成されたリング型振動ジャイロ４００が形成される。この場合も、中心線平均表面粗さ（Ｒａ）が１μｍ以上の凹凸が形成される。
【００４９】
また、本実施形態では、ゲッター膜の材料としてチタンが採用されているが、これに限定されない。例えば、ゲッター膜が、ジルコニウム、バナジウム、アルミニウム、タンタル、タングステン、及びモリブデンの一群から選ばれる少なくとも一種類の金属から構成されていてもよい。さらに、本実施形態では、シリコンを母材とするリング型振動ジャイロが採用されているが、これにも限定されない。例えば、ＭＥＭＳデバイスの母材がゲルマニウム又はシリコンゲルマニウムであってもよい。以上、述べたとおり、本発明の範囲内に存在する変形例もまた、特許請求の範囲に含まれるものである。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明は、密閉空間内に形成される加速度センサ、角速度センサ、マイクロミラー、又はＲＦスイッチ等のＭＥＭＳデバイスに適している。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の１つの実施形態におけるＭＥＭＳデバイスの正面図である。
【図２】図１に示すＭＥＭＳデバイスのＡ-Ａ部分拡大図である。
【図３】図２におけるＢ−Ｂ断面図である。
【図４】本発明の１つの実施形態におけるパッケージを含めたＭＥＭＳデバイスの分解斜視図である。
【図５Ａ】本発明の１つの実施形態におけるＭＥＭＳデバイスの製造工程の一過程を示す断面図である。
【図５Ｂ】本発明の１つの実施形態におけるＭＥＭＳデバイスの製造工程の一過程を示す断面図である。
【図５Ｃ】本発明の１つの実施形態におけるＭＥＭＳデバイスの製造工程の一過程を示す断面図である。
【図５Ｄ】本発明の１つの実施形態におけるＭＥＭＳデバイスの製造工程の一過程を示す断面図である。
【図５Ｅ】本発明の１つの実施形態におけるＭＥＭＳデバイスの製造工程の一過程を示す断面図である。
【図５Ｆ】本発明の１つの実施形態におけるＭＥＭＳデバイスの製造工程の一過程を示す断面図である。
【図６】本発明の他の実施形態におけるＭＥＭＳデバイスの断面図である。
【図７】本発明の他の実施形態におけるＭＥＭＳデバイスを収める密閉空間の一部であるゲッター膜が形成されたガラス基板の正面図である。
【図８】本発明の他の実施形態におけるＭＥＭＳデバイスを収める密閉空間の一部であるゲッター膜が形成されたガラス基板の正面図である。
【図９】本発明の他の実施形態におけるＭＥＭＳデバイスの断面図である。
【図１０】本発明の他の実施形態におけるＭＥＭＳデバイスの断面図である。
【図１１】従来のＭＥＭＳデバイスの一部分の断面図である。
【符号の説明】
【００５２】
１０                    振動子
１４                    リング
１６                    サスペンション
１８ａ，１８ｅ          一次振動駆動用電極
１８ｂ，１８ｆ          二次振動検出用電極
１８ｃ，１８ｇ，７５    一次振動検出用電極
１８ｄ，１８ｈ          二次振動打消し用電極
２２                    エッチング残し部
２４                    中央部
２６，２８              トレンチ
３０，７１              第１ガラス基板
３２，７２              第３ガラス基板
３４，３６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３６ｄ，３６ｅ，３６ｆ，３６ｈ，３６ｊ，３６ｋ，７４    凹部
３７                    貫通孔
３８ａ，３８ｂ，３８ｃ，３８ｄ，３８ｅ，３８ｆ      電極パッド
３９                    貫通孔の側壁面
４０，７３              ゲッター膜
４２                    蓋部
４４                    振動ジャイロ設置台
１００，２００，３００，４００，５００    リング型振動ジャイロ
【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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