MEMS裝置進(jìn)行說明。諧振器被封閉在形成于半導(dǎo)體基板的溝槽(表面凹部)內(nèi)的空腔內(nèi)。
[0029]第一實(shí)施方式
[0030]圖1為，表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式所涉及的MEMS裝置的溝槽內(nèi)的結(jié)構(gòu)的俯視圖。圖1圖示了空腔被蓋部覆蓋前的溝槽內(nèi)的結(jié)構(gòu)。另外，圖2為，表示圖1的A-A'線中的MEMS裝置的主要部分的剖視圖。如圖1以及圖2所示，在該MEMS裝置中，使用在主面(圖中上表面)的第一區(qū)域(圖中右側(cè))中形成有溝槽10a，并且在主面的第二區(qū)域(圖中左側(cè))中形成有半導(dǎo)體電路元件的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)域的半導(dǎo)體基板10。
[0031]在半導(dǎo)體基板的溝槽1a的底面上，經(jīng)由絕緣膜20而設(shè)置有具有下部電極31以及上部電極32的諧振器、外部連接電極41以及42、承接部43、壁部44。另外，在壁部44的周圍設(shè)置有對壁部44進(jìn)行加強(qiáng)的絕緣膜51。此外，承接部43以及壁部44可以直接設(shè)置于半導(dǎo)體基板的溝槽1a的底面上。另外，在使用玻璃、陶瓷、或者樹脂等的絕緣性較高的基板的情況下，也可以將下部電極31、上部電極32以及外部連接電極41及42直接設(shè)置于基板上。
[0032]例如，絕緣膜20包括二氧化硅(S12)絕緣膜21和氮化硅(SiN)絕緣膜22。下部電極31、上部電極32以及外部連接電極41?壁部44通過摻雜了雜質(zhì)而具有導(dǎo)電性的多晶硅等而被形成。另外，絕緣膜51通過二氧化硅(S12)等而被形成。
[0033]諧振器的上部電極32包括懸臂(懸臂梁)狀的結(jié)構(gòu)體，且結(jié)構(gòu)體的一端被固定，結(jié)構(gòu)體的另一端成為可動。外部連接電極41以及42例如具有棱柱或圓柱形狀，并且被用于將諧振器的下部電極31以及上部電極32分別與電子電路電連接。外部連接電極41與下部電極31電連接，并且可以與下部電極31 —體構(gòu)成。另外，外部連接電極42與上部電極32電連接，并且可以與上部電極32 —體構(gòu)成。
[0034]承接部43例如具有棱柱或圓柱形狀，并且為了防止在后文說明的密封材料的濺射工序中發(fā)生連接點(diǎn)不同的多個(gè)電極或配線的短路，而將所述承接部設(shè)置于這些電極或配線之間。例如，在圖1以及圖2所示的示例中，承接部43被設(shè)置于外部連接電極41與外部連接電極42之間。壁部44為在諧振器以及外部連接電極41?承接部43的周圍形成空腔的結(jié)構(gòu)體。
[0035]在半導(dǎo)體基板的溝槽1a內(nèi)，被壁部44包圍的區(qū)域?yàn)榭涨??？涨粌?nèi)的空間被設(shè)為高真空區(qū)域。在被設(shè)置于空腔內(nèi)的諧振器中，通過對下部電極31與上部電極32之間施加交流電壓，從而利用靜電力而激發(fā)上部電極32的機(jī)械式振動，并對因該機(jī)械式振動引起的下部電極31與上部電極32之間的靜電電容的變化實(shí)施檢測。
[0036]如圖2所示，空腔通過與諧振器之間留有間隙并包括第一蓋部60與第二蓋部70的蓋部而被覆蓋。第一蓋部60例如包括氮化硅(SiN)等的絕緣膜61和具有導(dǎo)電性的多晶硅膜62。此外，也可以在多晶硅膜62的表面上設(shè)置氮化鈦(TiN)或自對準(zhǔn)硅化物等的膜。
[0037]多晶硅膜62的一部分被設(shè)置于外部連接電極41的主面(圖中上表面)的預(yù)定的區(qū)域中，并與外部連接電極41電連接。另外，多晶硅膜62的與該一部分絕緣的另一部分被設(shè)置于外部連接電極42的主面(圖中上表面)的預(yù)定的區(qū)域中，并與外部連接電極42電連接。
[0038]第一蓋部60在與基板或絕緣膜20的表面對置的面的預(yù)定的位置上形成有開口(脫?？?60a，并通過脫?？?0a以外的部分來覆蓋空腔。脫模孔60a在通過脫模蝕刻而去除被形成于空腔內(nèi)的犧牲膜時(shí)被使用。之后，將空腔內(nèi)設(shè)為減壓狀態(tài)(真空狀態(tài))，并在第一蓋部60的表面上使用鋁(Al)等的導(dǎo)電性的密封材料通過濺射(高真空成膜法)而形成第二蓋部70。
[0039]第二蓋部70包括:中間導(dǎo)電體71，其經(jīng)由多晶硅膜62而與外部連接電極41電連接，并且與第二蓋部70的其他部分絕緣；中間導(dǎo)電體72，其經(jīng)由多晶硅膜62而與外部連接電極42電連接，并且與第二蓋部70的其他部分絕緣；密封部73，其對第一蓋部的脫?？?0a進(jìn)行密封。
[0040]在形成第二蓋部70的濺射工序中，導(dǎo)電性的密封材料的一部分穿過脫?？?0a而侵入到空腔內(nèi)。因此，在本實(shí)施方式中，為了防止因侵入到空腔內(nèi)的密封材料而使得多個(gè)電極或配線發(fā)生短路，而在脫?？?0a的下方設(shè)置有承接部43。
[0041]圖3為表示濺射工序中的密封部的形成狀態(tài)的剖視圖。圖3(a)圖示了比較例的MEMS裝置中的密封部的形成狀態(tài)。如圖3 (a)所示，在比較例的MEMS裝置中，在通過濺射而在第一蓋部60的表面上形成密封部73時(shí)，導(dǎo)電性的密封材料的一部分穿過脫?？?0a而侵入到空腔內(nèi)并粘附在空腔的底面上。因此，在脫?？?0a正下方的空腔的底面上，無法將連接點(diǎn)不同的多個(gè)電極或配線接近配置。
[0042]另外，在比較例的MEMS裝置中，為了在脫?？?0a上的密封部73之上形成突出物來密封脫?？?0a，而必須與脫?？?0a的直徑成比例地增加密封部73的膜厚。因此，為了減薄密封部73，則需要縮小脫?？?0a的直徑并將脫?？?0a微小化。
[0043]另一方面，圖3(b)圖示了本發(fā)明的第一實(shí)施方式所涉及的MEMS裝置中的密封部的形成狀態(tài)。如圖3(b)所示，在本發(fā)明的第一實(shí)施方式所涉及的MEMS裝置中，具有隔開間隙而與脫?？?0a對置的承接面43a的承接部43被設(shè)置于連接點(diǎn)不同的多個(gè)電極或配線之間。
[0044]由此，在通過濺射而形成對脫?？?0a進(jìn)行密封的密封部73時(shí)，即使導(dǎo)電性的密封材料的一部分穿過脫模孔60a而侵入到空腔內(nèi)，也能夠通過承接部43而防止多個(gè)電極或配線的短路。其結(jié)果為，能夠縮小這些電極或配線的間隔，并使空腔小型化。另外，由于承接部43的承接面43a隔開間隙而與脫?？?0a對置，因此不會阻礙脫模蝕刻。
[0045]如圖3(b)所示，密封部73在承接部43的承接面43a上延伸。由此，由于包含密封部73的第二蓋部和第一蓋部60 —起被固定于承接部43上，因此能夠提高收納功能元件的空腔結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。
[0046]另外，在俯視觀察時(shí)，承接部43的承接面43a與脫模孔60a及其周圍的區(qū)域重疊在一起。由此，在通過濺射而形成對脫?？?0a進(jìn)行密封的密封部73時(shí)，即使導(dǎo)電性的密封材料的一部分穿過脫?？?0a而侵入到空腔內(nèi)，承接部43的承接面43a也能夠接住密封材料。
[0047]在該情況下，如果承接面43a上的密封部73的膜厚大于第一蓋部60的同基板或絕緣膜20的表面對置的面與承接面43a之間的距離，則能夠密封脫?？?0a。因此，即使減薄包含密封部73的第二蓋部，也能夠密封脫?？?0a。因此，能夠通過減薄第二蓋部，從而較淺地形成半導(dǎo)體基板的溝槽。
[0048]而且，由于脫?？?0a的直徑不依賴于密封部73的膜厚，因此能夠增大被形成于第一蓋部60上的脫模孔60a的直徑，從而能夠高效地實(shí)施脫模蝕刻。
[0049]另外，圖3(c)圖示了本發(fā)明的第一實(shí)施方式的改變例所涉及的MEMS裝置中的密封部的形成狀態(tài)。如圖3(c)所示，在本發(fā)明的第一實(shí)施方式的改變例所涉及的MEMS裝置中，承接部43的承接面43a的面積小于脫?？?0a的面積。
[0050]在該情況下，雖然在通過濺射而形成對脫?？?0a進(jìn)行密封的密封部73時(shí)，導(dǎo)電性的密封材料的一部分穿過脫?？?0a而粘附在空腔的底面上，但由于承接部43發(fā)揮了掩膜的作用，因此能夠防止多個(gè)電極或配線的短路。其結(jié)果為，能夠縮小這些電極或配線的間隔，并使空腔小型化。
[0051]如果再次參照圖2，則在半導(dǎo)體基板10的主面的第二區(qū)域中設(shè)置有半導(dǎo)體電路元件。例如，在半導(dǎo)體基板10內(nèi)設(shè)置有成為MOS場效應(yīng)晶體管(MOSFET)的源極以及漏極的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)域81以及82，并在半導(dǎo)體基板10上經(jīng)由柵極絕緣膜而設(shè)置有柵電極83。
[0052]在蓋部以及設(shè)置有半導(dǎo)體電路元件的半導(dǎo)體基板10上，通過二氧化硅(S12)或BPSG(Boron Phosphorus Silicon Glass:硼磷娃玻璃)等而設(shè)置有對半導(dǎo)體基板10的主面進(jìn)行覆蓋的第一絕緣層(層間絕緣膜)91。第一絕緣層91與絕