JP5983912B2 - 電子デバイスおよびその製造方法、並びに電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、電子デバイスおよびその製造方法、並びに電子機器に関する。

近年、例えばシリコンＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ）技術を用いて物理量を検出する機能素子を備えた電子デバイスが開発されている。

機能素子としては、例えば、固定配置された固定電極と、固定電極に対して間隔を隔てて対向するとともに変位可能に設けられた可動電極と、を有し、固定電極と可動電極との間の静電容量に基づいて、加速度等の物理量を検出する物理量センサー素子が知られている（特許文献１参照）。

このような機能素子は、パッケージのキャビティーに収容されて、電子デバイスとして使用される。

特開２０００−２８６４３０号公報

しかしながら、上記のような電子デバイスでは、機能素子に電気的に接続された配線を、キャビティーの内側から外側に引き出す必要があり、気密性の高いキャビティーを得ることが困難となることがある。キャビティーの気密性が低下すると、機能素子の検出感度が低下することがある。

本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、気密性の高いキャビティーを容易に形成することができる電子デバイス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、気密性の高いキャビティーを容易に形成することができる電子デバイス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、上記の電子デバイスを含む電子機器を提供することにある。

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。

［適用例１］
本適用例に係る電子デバイスは、
第１面を有する第１部材と、
前記第１部材の前記第１面側に載置されている第２部材と、
前記第１部材および前記第２部材に囲まれるキャビティーに収容されている機能素子と、
前記キャビティーの外側であって、前記第１部材の前記第１面側に設けられている外部接続端子と、
前記第１部材の前記第１面側に設けられ、前記キャビティーの内側から外側に延在する溝部と、
前記溝部内に設けられ、前記機能素子と前記外部接続端子とを電気的に接続している配線と、
前記第２部材の、平面視において前記溝部と重なる位置に設けられている第１貫通孔と、
前記第１貫通孔内に設けられ、前記溝部を埋める充填部材と、
を含む。

このような電子デバイスによれば、充填部材によってキャビティーを密閉することができ、気密性の高いキャビティーを容易に形成することができる。

なお、本発明に係る記載では、「電気的に接続」という文言を、例えば、「特定の部材（以下「Ａ部材」という）に「電気的に接続」された他の特定の部材（以下「Ｂ部材」という）」などと用いている。本発明に係る記載では、この例のような場合に、Ａ部材とＢ部材とが、直接接して電気的に接続されているような場合と、Ａ部材とＢ部材とが、他の部材を介して電気的に接続されているような場合とが含まれるものとして、「電気的に接続」という文言を用いている。

［適用例２］
本適用例に係る電子デバイスにおいて、
前記第１部材の材質は、ガラスであり、
前記第２部材の材質は、シリコンであり、
前記第１部材と前記第２部材とは、陽極接合されていてもよい。

このような電子デバイスによれば、第２部材を第１部材に強固に接合することができ、電子デバイスの耐衝撃性を向上させることができる。さらに、例えば、ガラスフリット等の接着部材によって第１部材と第２部材とを接合させる場合には、接合時に接着部材が広がるため、接合しろとしてある程度の領域が必要となるが、陽極接合によれば、このような領域を小さくすることができる。そのため、電子デバイスの小型化を図ることができる。

［適用例３］
本適用例に係る電子デバイスにおいて、
前記第１貫通孔の形状は、前記第１部材側に向かうにつれて開口径が小さくなるテーパー形状であってもよい。

このような電子デバイスによれば、充填部材を、第１貫通孔の内面に容易に形成することができる。

［適用例４］
本適用例に係る電子デバイスにおいて、
前記充填部材は、絶縁膜であってもよい。

このような電子デバイスによれば、配線が複数設けられた場合に、複数の配線が互いに短絡することを防止することができる。

［適用例５］
本適用例に係る電子デバイスにおいて、
前記第２部材に設けられ、前記キャビティーと連通する第２貫通孔と、
前記第２貫通孔を塞ぐ封止部材と、
を、さらに含んでもよい。

このような電子デバイスによれば、第２貫通孔を通して、キャビティーを、不活性ガス（例えば窒素ガス）雰囲気とすることができる。また、第２貫通孔を通して、キャビティーの真空度を調整することができる。

［適用例６］
本適用例に係る電子デバイスにおいて、
前記第２部材の、前記配線と対向する面には、凹部が設けられていてもよい。

このような電子デバイスによれば、凹部により、配線と第２部材との間の寄生容量を小さくすることができる。これにより、電子デバイスの高感度化を図ることができる。

［適用例７］
本適用例に係る電子デバイスの製造方法は、
ガラス製の第１部材の第１面側に設けられている溝部内に配線を形成する工程と、
前記第１部材の前記第１面側に、前記配線と電気的に接続される外部接続端子を形成する工程と、
前記第１部材の前記第１面側に、前記配線と電気的に接続される機能素子を形成する工程と、
貫通孔が設けられているシリコン製の第２部材を用意し、前記貫通孔および前記溝部が平面視で重なるように前記第１部材および前記第２部材を陽極接合して前記第１部材および前記第２部材に囲まれるキャビティーに前記機能素子を収容する工程と、
前記貫通孔から前記溝部内に充填部材を埋める工程と、
を含む。

このような電子デバイスの製造方法によれば、充填部材によってキャビティーを密閉することができ、気密性の高いキャビティーを備えた電子デバイスを、容易に形成することができる。さらに、陽極接合によって、第２部材を第１部材に強固に接合することができ、電子デバイスの耐衝撃性の向上を図ることができる。さらに、例えば、ガラスフリット等の接着部材によって第１部材と第２部材とを接合させる場合には、接合時に接着部材が広がるため、接合しろとしてある程度の領域が必要となるが、陽極接合によれば、このような領域を小さくすることができる。そのため、電子デバイスの小型化を図ることができる。

［適用例８］
本適用例に係る電子デバイスの製造方法において、
前記貫通孔は、ウェットエッチングによって形成されてもよい。

このような電子デバイスの製造方法によれば、第１貫通孔の形状を、第１部材側に向かうにつれて開口径が小さくなるテーパー形状にすることができる。これにより、充填部材を、第１貫通孔の内面に容易に形成することができる。

［適用例９］
本適用例に係る電子機器は、
本適用例に係る電子デバイスを含む。

このような電子機器によれば、本適用例に係る電子デバイスを含むため、高い感度を有することができる。

本実施形態に係る電子デバイスを模式的に示す平面図。 本実施形態に係る電子デバイスを模式的に示す断面図。 本実施形態に係る電子デバイスを模式的に示す断面図。 本実施形態に係る電子デバイスの製造工程を模式的に示す断面図。 本実施形態に係る電子デバイスの製造工程を模式的に示す断面図。 本実施形態に係る電子デバイスの製造工程を模式的に示す断面図。 本実施形態に係る電子デバイスの製造工程を模式的に示す断面図。 本実施形態に係る電子デバイスの製造工程を模式的に示す断面図。 本実施形態に係る電子デバイスの製造工程を模式的に示す断面図。 本実施形態の変形例に係る電子デバイスを模式的に示す平面図。 本実施形態の変形例に係る電子デバイスを模式的に示す断面図。 本実施形態に係る電子機器を模式的に示す斜視図。 本実施形態に係る電子機器を模式的に示す斜視図。 本実施形態に係る電子機器を模式的に示す斜視図。

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。

１． 電子デバイス
まず、本実施形態に係る電子デバイスについて、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る電子デバイス１００を模式的に示す平面図である。図２は、本実施形態に係る電子デバイス１００を模式的に示す図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。図３は、本実施形態に係る電子デバイス１００を模式的に示す図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。なお、図１〜図３では、互いに直交する３つの軸として、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を図示している。

電子デバイス１００は、図１〜図３に示すように、基体（第１部材）１０と、溝部１５と、配線２０と、外部接続端子３０と、蓋体（第２部材）５０と、第１貫通孔（貫通孔）５７と、充填部材６０と、機能素子８０と、を含む。さらに、電子デバイス１００は、溝部１６，１７と、配線２２，２４と、外部接続端子３２，３４と、第２貫通孔５８と、封止部材７０と、を含むことができる。なお、便宜上、図１では、蓋体５０、充填部材６０、および封止部材７０を透視して図示している。

基体１０の材質は、例えば、ガラス、シリコンである。基体１０は、図２に示すように、第１面１１と、第１面１１と反対側の第２面１２と、を有している。第１面１１には、凹部１４が設けられている。凹部１４の上方には、機能素子８０の可動部８６および可動電極部８７が配置され、凹部１４によって、可動部８６および可動電極部８７は、基体１０に妨害されることなく、所望の方向に可動することができる。凹部１４の平面形状（Ｚ軸方向から見たときの形状）は、特に限定されないが、図１に示す例では、長方形である。

溝部１５は、基体１０の第１面１１に設けられている。溝部１５は、基体１０および蓋体５０によって囲まれるキャビティー５６の内側から外側に延在している。溝部１５は、例えば、配線２０および外部接続端子３０の平面形状に対応した平面形状を有している。

同様に、溝部１６，１７は、基体１０の第１面１１に設けられている。図１に示す例では、溝部１６，１７は、凹部１４の外周に沿うように設けられている。溝部１６，１７は、キャビティー５６の内側から外側に延在している。溝部１６は、例えば、配線２２および外部接続端子３２の平面形状に対応した平面形状を有している。溝部１７は、例えば、配線２４および外部接続端子３４の平面形状に対応した平面形状を有している。

溝部１５，１６，１７の深さ（Ｚ軸方向の大きさ）は、配線２０，２２，２４および外部接続端子３０，３２，３４の厚み（Ｚ軸方向の大きさ）よりも大きい。これにより、配線２０，２２，２４および外部接続端子３０，３２，３４が、第１面１１よりも上方（＋Ｚ方向）に突出することを防止することができる。

配線２０は、溝部１５内に設けられている。より具体的には、配線２０は、溝部１５の底面を規定する基体１０の面に設けられている。配線２０は、機能素子８０と外部接続端子３０とを電気的に接続している。図示の例では、配線２０は、溝部１５内に設けられたコンタクト部４０を介して、機能素子８０の固定部８１に接続されている。

配線２２は、溝部１６内に設けられている。より具体的には、配線２２は、溝部１６の底面を規定する基体１０の面に設けられている。配線２２は、機能素子８０と外部接続端子３２とを電気的に接続している。図示の例では、配線２２は、コンタクト部４２を介して、機能素子８０の固定電極部８８に接続されている。

配線２４は、溝部１７内に設けられている。より具体的には、配線２４は、溝部１７の底面を規定する基体１０の面に設けられている。配線２４は、機能素子８０と外部接続端子３４とを電気的に接続している。図示の例では、配線２４は、コンタクト部４４を介して、機能素子８０の固定電極部８９に接続されている。

外部接続端子３０は、基体１０の第１面１１側に設けられている。図２に示す例では、外部接続端子３０は、溝部１５内であって配線２０上に設けられている。外部接続端子３０は、キャビティー５６の外側に配置されている。すなわち、外部接続端子３０は、蓋体５０と重ならない位置に設けられている。

同様に、外部接続端子３２，３４は、基体１０の第１面１１側に設けられている。例えば、外部接続端子３２は、溝部１６内であって配線２２上に設けられ、外部接続端子３４は、溝部１７内であって配線２４上に設けられている。外部接続端子３２，３４は、キャビティー５６の外側に配置されている。図１に示す例では、外部接続端子３０，３２，３４は、Ｙ軸に沿って並んで配置されている。

配線２０，２２，２４および外部接続端子３０，３２，３４の材質は、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、アルミニウム、金、白金、チタン、タングステン、クロム、等である。コンタクト部４０，４２，４４の材質は、例えば、金、銅、アルミニウム、白金、チタン、タングステン、クロム、等である。配線２０，２２，２４および外部接続端子３０，３２，３４の材質がＩＴＯ等の透明電極材料であると、基体１０が透明である場合に、例えば、配線２０，２２，２４上や外部接続端子３０，３２，３４上に存在する異物を、基体１０の第２面１２側から容易に視認することができる。

なお、上記では、一例として、３つの配線２０，２２，２４および３つの外部接続端子３０，３２，３４を備える電子デバイス１００について説明したが、配線および外部接続端子の数は、機能素子８０の形状や数によって適宜変更することができる。

蓋体５０は、基体１０の第１面１１に載置されている。図２および図３に示す例では、蓋体５０は、基体１０上に載置されている。蓋体５０は、第３面５１と、第３面５１と反対側の第４面５２と、を有している。第４面５２は、基体１０（第１面１１）と接合される部分を含むことができる。第４面５２には、キャビティー５６を形成する凹部が設けられ、これにより、蓋体５０は、キャビティー５６を規定する第５面５３を有することができる。

蓋体５０は、図２に示すように、配線２０が溝部１５内に設けられていることにより、配線２０と離間して配置されている。より具体的には、蓋体５０の第４面５２は、配線２０と空隙を介して対向配置された部分を含んでいる。同様に、第４面５２は、配線２２，２４と空隙を介して対向配置された部分を含んでいる。

蓋体５０の材質は、例えば、シリコン、ガラスである。蓋体５０と基体１０との接合方法は、特に限定されないが、例えば、基体１０の材質がガラスであり、蓋体５０の材質がシリコンである場合は、基体１０と蓋体５０とは、陽極接合されることができる。

基体１０および蓋体５０は、パッケージを構成することができる。基体１０および蓋体５０は、キャビティー５６を形成することができ、キャビティー５６に機能素子８０を収容することができる。キャビティー５６は、例えば、不活性ガス（例えば窒素ガス）雰囲気や減圧状態で密閉されている。

第１貫通孔５７は、蓋体５０に設けられている。第１貫通孔５７は、図１に示すように平面視において（Ｚ軸方向から見て）、溝部１５，１６，１７と重なる位置に設けられている。図３に示す例では、第１貫通孔５７は、溝部１５，１６，１７の上方（配線２０，２２，２４の上方）に設けられている。

第１貫通孔５７は、図２および図３に示すように、蓋体５０の第３面５１から第４面５２まで設けられ、蓋体５０をＺ軸方向に貫通している。第１貫通孔５７は、例えば、基体１０側に向かうにつれて（第３面５１から第４面５２に向かうにつれて）、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、充填部材６０（後述）を成膜時に、孔底まで成膜しやすくなる。

なお、図示の例では、平面視において、溝部１５，１６，１７と重なる１つの第１貫通孔５７が設けられているが、複数の溝部１５，１６，１７に対応して複数の貫通孔が設けられていてもよい。このような形態では、例えば、基体１０と蓋体５０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。

第２貫通孔５８は、蓋体５０の第３面５１から第５面５３まで設けられ、蓋体５０をＺ軸方向に貫通している。第２貫通孔５８は、キャビティー５６と連通している。第２貫通孔５８は、例えば、基体１０側に向かうにつれて（第３面５１から第５面５３に向かうにつれて）、開口径が小さくなるテーパー形状が好ましい。このような形態では、半田ボール（後述）溶融時に半田ボールの落下を防止することができる。また、キャビティー５６側に向かうにつれて開口面積が狭くなっていく構造のため、より確実に封止することができる。

充填部材６０は、図２および図３に示すように、第１貫通孔５７内および溝部１５，１６，１７内に設けられ、溝部１５，１６，１７を埋めている。図２に示す例では、充填部材６０は、溝１５の一部を埋めている。充填部材６０は、図３に示すように、例えば、第１貫通孔５７の内面（第１貫通孔５７を規定する蓋体５０の面）に沿って設けられ、配線２０，２２，２４および基体１０の第１面１１に接している。図示はしないが、充填部材６０は、第１貫通孔５７を完全に埋め込むように設けられていてもよい。充填部材６０によって、キャビティー５６は、密閉されている。充填部材６０としては、例えば、酸化シリコン膜（より具体的には、ＴＥＯＳ（Ｔｅｔｒａ Ｅｔｈｙｌ Ｏｒｔｈｏ Ｓｉｌｉｃａｔｅ）膜）、窒化シリコン（ＳｉＮ）膜などの絶縁膜を用いる。

封止部材７０は、第２貫通孔５８内に設けられ、第２貫通孔５８を塞いでいる。封止部材７０によって、キャビティー５６は、密閉されている。封止部材７０の材質は、例えば、ＡｕＧｅ、ＡｕＳｉ、ＡｕＳｎ、ＳｎＰｂ、ＰｂＡｇ、ＳｎＡｇＣｕ、ＳｎＺｎＢｉなどの合金である。

機能素子８０は、基体１０の第１面１１に（基体１０上に）支持されている。機能素子８０は、基体１０および蓋体５０によって囲まれるキャビティー５６に収容されている。以下では、機能素子８０が、水平方向（Ｘ軸方向）の加速度を検出する加速度センサー素子（静電容量型ＭＥＭＳ加速度センサー素子）である場合について説明する。

機能素子８０は、図１および図２に示すように、固定部８１，８２と、連結部８４，８５と、可動部８６と、可動電極部８７と、固定電極部８８，８９と、を含むことができる。

可動部８６は、Ｘ軸方向の加速度の変化に応じて、連結部８４，８５を弾性変形させながら、Ｘ軸方向（＋Ｘ方向または−Ｘ方向）に変位する。このような変位に伴って、可動電極部８７と固定電極部８８との間の隙間、および可動電極部８７と固定電極部８９との間の隙間の大きさが変化する。すなわち、このような変位に伴って、可動電極部８７と固定電極部８８との間の静電容量、および可動電極部８７と固定電極部８９との間の静電容量の大きさが変化する。これらの静電容量の変化に基づいて、機能素子８０は（電子デバイス１００は）、Ｘ軸方向の加速度を検出することができる。

固定部８１，８２は、基体１０の第１面１１に接合されている。図示の例では、固定部８１，８２は、平面視において、凹部１４の外周縁を跨ぐように設けられている。

可動部８６は、固定部８１と固定部８２との間に設けられている。図１に示す例では、可動部８６の平面形状は、Ｘ軸に沿った長辺を有する長方形である。

連結部８４，８５は、可動部８６を固定部８１，８２に連結している。連結部８４，８５は、所望のばね定数を持ち、Ｘ軸方向に可動部８６を変位し得るように構成されている。図１に示す例では、連結部８４は、Ｙ軸方向に蛇行しながらＸ軸方向に延びる形状をなす２つの梁８４ａ，８４ｂによって構成されている。同様に、連結部８５は、Ｙ軸方向に蛇行しながらＸ軸方向に延びる形状をなす２つの梁８５ａ，８５ｂによって構成されている。

可動電極部８７は、可動部８６に接続されている。可動電極部８７は、複数設けられている。可動電極部８７は、可動部８６から＋Ｙ方向および−Ｙ方向に突出し、櫛歯状をなすようにＸ軸方向に並んでいる。

固定電極部８８，８９は、一方の端部が固定端として基体１０の第１面１１に接合され、他方の端部が自由端として可動部８６側へ延出している。固定電極部８８，８９の各々は、複数設けられている。固定電極部８８は、配線２２と電気的に接続され、固定電極部８９は、配線２４と電気的に接続されている。固定電極部８８，８９は、櫛歯状をなすようにＸ軸方向に交互に並んでいる。固定電極部８８，８９は、可動電極部８７に対して間隔を隔てて対向して設けられ、可動電極部８７の一方側（−Ｘ方向側）に固定電極部８８が配置され、他方側（＋Ｘ方向側）に固定電極部８９が配置されている。

固定部８１，８２、連結部８４，８５、可動部８６，および可動電極部８７は、一体的に形成されている。機能素子８０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。

機能素子８０（固定部８１，８２および固定電極部８８，８９）と基体１０との接合方法は、特に限定されないが、例えば、基体１０の材質がガラスであり、機能素子８０の材質がシリコンである場合は、基体１０と機能素子８０とは、陽極接合されることができる。

電子デバイス１００では、外部接続端子３０，３２を用いることにより、可動電極部８７と固定電極部８８との間の静電容量を測定することができる。さらに、電子デバイス１００では、外部接続端子３０，３４を用いることにより、可動電極部８７と固定電極部８９との間の静電容量を測定することができる。このように電子デバイス１００では、可動電極部８７と固定電極部８８との間の静電容量、および可動電極部８７と固定電極部８９との間の静電容量を別々に測定し、それらの測定結果に基づいて、高精度に物理量（加速度）を検出することができる。

なお、上記では、機能素子８０が、Ｘ軸方向の加速度を検出する加速度センサー素子である場合について説明したが、機能素子８０は、Ｙ軸方向の加速度を検出する加速度センサー素子であってもよいし、鉛直方向（Ｚ軸方向）の加速度を検出する加速度センサー素子でもあってもよい。また、電子デバイス１００には、このような機能素子８０が複数搭載されていてもよい。また、機能素子８０は、加速度センサー素子に限定されず、例えば、角速度を検出するジャイロセンサー素子や、圧力センサー素子であってもよい。

電子デバイス１００によれば、例えば、以下の特徴を有する。

電子デバイス１００によれば、蓋体５０の、平面視において溝部１５，１６，１７と重なる位置に第１貫通孔５７が設けられ、第１貫通孔５７内および溝部１５，１６，１７内には、溝部１５，１６，１７を埋める充填部材６０が設けられている。そのため、充填部材６０によってキャビティー５６を密閉することができ、気密性の高いキャビティー５６を容易に形成することができる。その結果、機能素子８０は、例えば、高い検出感度を有することができる。

さらに、電子デバイス１００では、充填部材６０によってキャビティー５６を密閉することにより、耐水性を向上させることができる。例えば、樹脂などの接着部材によって溝部を埋める場合には、キャビティーの気密性や耐水性が低下することがある。

電子デバイス１００によれば、基体１０の材質は、ガラスであり、蓋体５０の材質は、シリコンであり、基体１０および蓋体５０は、陽極接合されている。これにより、蓋体５０を基体１０に強固に接合することができ、電子デバイス１００の耐衝撃性を向上させることができる。さらに、例えば、ガラスフリット等の接着部材によって基体と蓋体とを接合させる場合には、接合時に接着部材が広がるため、接合しろとしてある程度の領域が必要となるが、陽極接合によれば、このような領域を小さくすることができる。そのため、電子デバイス１００の小型化を図ることができる。

電子デバイス１００によれば、第１貫通孔５７の形状は、基体１０側に向かうにつれて開口径が小さくなるテーパー形状である。そのため、充填部材６０を、第１貫通孔５７の内面に容易に形成することができる。

電子デバイス１００によれば、充填部材６０は、絶縁膜である。これにより、配線２０，２２，２４が互いに短絡することを防止することができる。

電子デバイス１００によれば、蓋体５０に、キャビティー５６と連通する第２貫通孔５８が設けられ、第２貫通孔５８内には、第２貫通孔５８を塞ぐ封止部材７０が設けられている。そのため、第２貫通孔５８を通して、キャビティー５６を、不活性ガス（例えば窒素ガス）雰囲気とすることができる。また、第２貫通孔５８を通して、キャビティー５６の真空度を調整することができる。

２． 電子デバイスの製造方法
次に、本実施形態に係る電子デバイスの製造方法について、図面を参照しながら説明する。図４〜図９は、本実施形態に係る電子デバイス１００の製造工程を模式的に示す断面図である。

図４に示すように、基体１０の第１面１１に、凹部１４および溝部１５，１６，１７を形成する。凹部１４および溝部１５，１６，１７は、例えば、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術により形成される。これにより、第１面１１に凹部１４および溝部１５，１６，１７が設けられている基体１０を用意することができる。基体１０は、例えば、ガラス製である。

図５に示すように、溝部１５，１６，１７内に、それぞれ配線２０，２２，２４を形成する。次に、配線２０上に（基板１０の第１面１１側に）、配線２０と電気的に接続されるように、外部接続端子３０およびコンタクト部４０を形成する。同様に、配線２２上に、配線２２と電気的に接続されるように、外部接続端子３２およびコンタクト部４２を形成する（図１参照）。また、配線２４上に、配線２４と電気的に接続されるように、外部接続端子３４およびコンタクト部４４を形成する（図１参照）。

配線２０，２２，２４は、例えば、導電層（図示せず）を、スパッタ法やＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法などによって成膜した後、該導電層を、パターニングすることにより形成される。パターニングは、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術によって行われる。外部接続端子３０，３２，３４およびコンタクト部４０，４２，４４は、例えば、配線２０，２２，２４と同じ方法で形成される。また、コンタクト部４０，４２，４４は溝部１５，１６，１７よりも上面（＋Ｚ方向）に所望の値で突出していることが好ましい。この構造によると、後述の機能素子８０を形成するためのシリコン基板と、基体１０と、の接合時に、コンタクト部４０，４２，４４が押しつぶされるため、より確実にシリコン基板との電気的接続を行うことができる。

以上の工程により、配線２０，２２，２４、外部接続端子３０，３２，３４、およびコンタクト部４０，４２，４４が設けられている基体１０を用意することができる。

図６に示すように、配線２０，２２，２４と電気的に接続されるように、基体１０の第１面１１に機能素子８０を形成する。より具体的には、機能素子８０は、シリコン基板（図示せず）を、平面視において凹部１４と重なるように第１面１１に載置（接合）し、該シリコン基板を薄膜化させた後にパターニングすることにより形成される。パターニングは、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術によって行われる。シリコン基板と基体１０の接合は、上述のとおり、陽極接合によって行うことができる。

図７に示すように、蓋体５０の第４面５２に、キャビティー５６となる凹部５６ａを形成する。次に、蓋体５０の第３面５１から第４面５２まで貫通する第１貫通孔５７、および蓋体５０の第３面５１から第５面５３まで貫通する第２貫通孔５８を形成する。蓋体５０は、例えば、シリコン製である。

凹部５６ａおよび貫通孔５７，５８は、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術によって形成される。より具体的には、凹部５６ａは、第４面５２側からのウェットエッチングにより形成される。貫通孔５７，５８は、第３面５１側からのウェットエッチングにより形成される。貫通孔５７，５８をウェットエッチングにより形成することにより、貫通孔５７，５８の形状を、テーパー形状にすることができる。貫通孔５７，５８が設けられる蓋体５０を、（１００）シリコン基板をウェットエッチングにより加工して形成する場合、貫通孔５７，５８の内面は、（１１１）面または（１１１）面と等価な面となる。

なお、第１貫通孔５７および第２貫通孔５８は、同じウェットエッチング工程によって形成されてもよいし、別々のウェットエッチング工程によって形成されてもよい。また、凹部５６ａを形成する工程と貫通孔５７，５８を形成する工程との順序は、限定されない。

以上の工程により、凹部５６ａおよび貫通孔５７，５８が設けられている蓋体５０を用意することができる。

なお、配線２０，２２，２４、外部接続端子３０，３２，３４、およびコンタクト部４０，４２，４４が設けられている基体１０を準備する工程と、凹部５６ａおよび貫通孔５７，５８が設けられている蓋体５０を準備する工程との順序は、限定されない。

また、基体１０の第１面１１に機能素子８０を形成する工程と、凹部５６ａおよび貫通孔５７，５８が設けられている蓋体５０を準備する工程との順序は、限定されない。

図８に示すように、第１貫通孔５７および溝部１５が平面視で重なるように蓋体５０および基体１０を接合して、基体１０および蓋体５０によって囲まれるキャビティー５６に機能素子８０を収容する。基体１０と蓋体５０との接合は、上述のとおり、陽極接合によって行うことができる。

図９に示すように、第１貫通孔５７内および溝部１５内に、溝部１５を埋めるように充填部材６０を形成する。より具体的には、充填部材６０を、第１貫通孔５７から（第１貫通孔５７を通して）溝部１５内に埋める。充填部材６０は、溝部１６，１７内にも形成され、溝部１６，１７を埋めることができる（図３参照）。充填部材６０は、ＣＶＤ法などによって成膜される。このとき、あらかじめ用意した第１貫通孔５７に対応する部分に貫通孔３１０を有するマスク３００を用いることが好ましい。マスク３００は、例えば、メタルマスク、シリコンマスク、等を使用することができる。この方法を用いることで、第１貫通孔５７以外に充填部材６０となる絶縁膜が成膜されにくくなるため、パターニング工程が不要となり、工程の簡略化が可能となる。

次に、第２貫通孔５８によって、キャビティー５６の雰囲気を調整する。例えば、第２貫通孔５８を通して、キャビティー５６を不活性ガス（窒素ガス）雰囲気にしもよいし、減圧状態にしてもよい。

なお、充填部材６０を、ＣＶＤ法などのように減圧した状態で形成することにより、第２貫通孔５８を通してキャビティー５６を減圧状態にする工程を、省略することができる。すなわち、第２貫通孔５８を設けなくてもよい。これにより、工程の簡略化を図ることができる。例えば、機能素子８０がジャイロセンサー素子である場合、キャビティー５６は、減圧状態であることが望ましい。これにより、ジャイロセンサー素子の振動現象が空気粘性によって減衰することを抑制できる。

図２に示すように、第２貫通孔５８内に封止部材７０を形成し、第２貫通孔５８を塞ぐ。より具体的には、封止部材７０は、第２貫通孔５８内に球状の半田ボール（図示せず）を配置し、該半田ボールをレーザー照射によって溶融させることにより形成される。充填部材６０および封止部材７０によって、キャビティー５６を密閉することができる。

以上の工程により、電子デバイス１００を製造することができる。

電子デバイス１００の製造方法によれば、例えば、以下の特徴を有する。

電子デバイス１００の製造方法によれば、蓋体５０の、平面視において溝部１５，１６，１７と重なる位置に第１貫通孔５７を形成し、第１貫通孔５７内および溝部１５，１６，１７内に、溝部１５，１６，１７を埋める充填部材６０を形成することができる。そのため、キャビティー５６を密閉することができ、気密性の高いキャビティー５６を備えた電子デバイス１００を、例えば半導体デバイスの作製に用いられる加工技術によって容易に形成することができる。

さらに、電子デバイス１００の製造方法では、基体１０の材質は、ガラスであり、蓋体５０の材質は、シリコンであり、基体１０と蓋体５０との接合は、陽極接合によって行われる。これにより、蓋体５０を基体１０に強固に接合することができ、電子デバイス１００の耐衝撃性の向上を図ることができる。さらに、例えば、ガラスフリット等の接着部材によって基体と蓋体とを接合させる場合には、接合時に接着部材が広がるため、接合しろとしてある程度の領域が必要となるが、陽極接合によれば、このような領域を小さくすることができる。そのため、電子デバイス１００の小型化を図ることができる。

電子デバイス１００の製造方法によれば、第１貫通孔５７は、ウェットエッチングによって形成される。そのため、第１貫通孔５７の形状を、基体１０側に向かうにつれて開口径が小さくなるテーパー形状にすることができる。これにより、充填部材６０を、第１貫通孔５７の内面に容易に形成することができる。

３． 電子デバイスの変形例
次に、本実施形態の変形例に係る電子デバイスについて、図面を参照しながら説明する。図１０は、本実施形態の変形例に係る電子デバイス２００を模式的に示す平面図である。図１１は、本実施形態の変形例に係る電子デバイス２００を模式的に示す図１０のＸＩ−ＸＩ線断面図である。なお、便宜上、図１０では、蓋体５０、充填部材６０、および封止部材７０を透視して図示している。

以下、本実施形態の変形例に係る電子デバイス２００において、本実施形態に係る電子デバイス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、その詳細な説明を省略する。

電子デバイス２００では、図１０および図１１に示すように、蓋体５０の第４面５２に、凹部２５０，２５２，２５４が設けられている。より具体的には、凹部２５０は、第４面５２の、配線２０と対向配置された部分（対向する部分）に設けられている。図１１に示す例では、凹部２５０は、配線２０の上方に、第１貫通孔５７を挟むように２つ設けられている。

同様に、凹部２５２は、第４面５２の、配線２２と対向配置された部分に設けられている。凹部２５４は、第４面５２の、配線２４と対向配置された部分に設けられている。

凹部２５０，２５２，２５４は、例えば、キャビティー５６となる凹部５６ａ（図７参照）を形成する際に、同時に形成されることができる。

電子デバイス２００によれば、例えば、以下の特徴を有する。

電子デバイス２００によれば、例えば電子デバイス１００に比べて、凹部２５０により、配線２０と蓋体５０との間の寄生容量を小さくすることができる。同様に、凹部２５２により、配線２２と蓋体５０との間の寄生容量を小さくすることができ、凹部２５４により、配線２４と蓋体５０との間の寄生容量を小さくすることができる。これにより、電子デバイス２００の高感度化を図ることができる。特に、機能素子８０が、静電容量型の加速度センサー素子やジャイロセンサー素子である場合は、寄生容量に対して敏感であるため、配線２０，２２，２４と蓋体５０との間の寄生容量は、小さいことが望ましい。

電子デバイス２００によれば、配線２０，２２，２４に対応して、凹部２５０，２５２，２５４が設けられている。そのため、例えば、凹部２５０，２５２，２５４が連続して１つの凹部となっている場合に比べて、凹部の面積を小さくすることができ、蓋体５０の強度が小さくなることを抑制することができる。

なお、図示はしないが、凹部２５０は、キャビティー５６と連続していてもよい。すなわち、蓋体５０の、凹部２５０とキャビティー５６との間の壁部２５６は、設けられておらず、これにより、凹部２５０とキャビティー５６とは、連続していてもよい。同様に、凹部２５２，２５４とキャビティー５６とは、連続していてもよい。

また、図示はしないが、第１貫通孔５７の一方側（−Ｘ方向側）に設けられた凹部２５０，２５２，２５４は、互いに、連続していてもよい。同様に、第１貫通孔５７の他方側（＋Ｘ方向側）に設けられた凹部２５０，２５２，２５４は、互いに、連続していてもよい。

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。本実施形態に係る電子機器は、本発明に係る電子デバイスを含む。以下では、本発明に係る電子デバイスとして、電子デバイス１００を含む電子機器について、説明する。

図１２は、本実施形態に係る電子機器として、モバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピューター１１００を模式的に示す斜視図である。

図１２に示すように、パーソナルコンピューター１１００は、キーボード１１０２を備えた本体部１１０４と、表示部１１０８を有する表示ユニット１１０６と、により構成され、表示ユニット１１０６は、本体部１１０４に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持されている。

このようなパーソナルコンピューター１１００には、電子デバイス１００が内蔵されている。

図１３は、本実施形態に係る電子機器として、携帯電話機（ＰＨＳも含む）１２００を模式的に示す斜視図である。

図１３に示すように、携帯電話機１２００は、複数の操作ボタン１２０２、受話口１２０４および送話口１２０６を備え、操作ボタン１２０２と受話口１２０４との間には、表示部１２０８が配置されている。

このような携帯電話機１２００には、電子デバイス１００が内蔵されている。

図１４は、本実施形態に係る電子機器として、デジタルスチルカメラ１３００を模式的に示す斜視図である。なお、図１４には、外部機器との接続についても簡易的に示している。

ここで、通常のカメラは、被写体の光像により銀塩写真フィルムを感光するのに対し、デジタルスチルカメラ１３００は、被写体の光像をＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）などの撮像素子により光電変換して撮像信号（画像信号）を生成する。

デジタルスチルカメラ１３００におけるケース（ボディー）１３０２の背面には、表示部１３１０が設けられ、ＣＣＤによる撮像信号に基づいて表示を行う構成になっており、表示部１３１０は、被写体を電子画像として表示するファインダーとして機能する。

また、ケース１３０２の正面側（図中裏面側）には、光学レンズ（撮像光学系）やＣＣＤなどを含む受光ユニット１３０４が設けられている。

撮影者が表示部１３１０に表示された被写体像を確認し、シャッターボタン１３０６を押下すると、その時点におけるＣＣＤの撮像信号が、メモリー１３０８に転送・格納される。

また、このデジタルスチルカメラ１３００においては、ケース１３０２の側面に、ビデオ信号出力端子１３１２と、データ通信用の入出力端子１３１４とが設けられている。そして、ビデオ信号出力端子１３１２には、テレビモニター１４３０が、データ通信用の入出力端子１３１４には、パーソナルコンピューター１４４０が、それぞれ必要に応じて接続される。さらに、所定の操作により、メモリー１３０８に格納された撮像信号が、テレビモニター１４３０や、パーソナルコンピューター１４４０に出力される構成になっている。

このようなデジタルスチルカメラ１３００には、電子デバイス１００が内蔵されている。

以上のような電子機器１１００，１２００，１３００は、気密性の高いキャビティー５６を容易に形成することができる電子デバイス１００を含む。そのため、電子機器１１００，１２００，１３００は、高い感度を有することができる。

なお、上記電子デバイス１００を備えた電子機器は、図１２に示すパーソナルコンピューター（モバイル型パーソナルコンピューター）、図１３に示す携帯電話機、図１４に示すデジタルスチルカメラの他にも、例えば、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）、ラップトップ型パーソナルコンピューター、テレビ、ビデオカメラ、ビデオテープレコーダー、各種ナビゲーション装置、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、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、ロケット、船舶の計器類）、ロボットや人体などの姿勢制御、フライトシミュレーターなどに適用することができる。

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、方法および結果が同一の構成、あるいは目的およ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また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。

１０ 基体、１１ 第１面、１２ 第２面、１５，１６，１７ 溝部、
２０，２２，２４ 配線、３０，３２，３４ 外部接続端子、
４０，４２，４４ コンタクト部、５０ 蓋体、５１ 第３面、５２ 第４面、
５３ 第５面、５６ キャビティー、５６ａ 凹部、５７ 第１貫通孔、
５８ 第２貫通孔、６０ 充填部材、７０ 封止部材、８０ 機能素子、
８１，８２ 固定部、８４ 連結部、８４ａ，８４ｂ 梁、８５ 連結部、
８５ａ，８５ｂ 梁、８６ 可動部、８７ 可動電極部、８８，８９ 固定電極部、
１００ 電子デバイス、２００ 電子デバイス、２５０，２５２，２５４ 凹部、
２５６ 壁部、３００ マスク、３１０ 貫通孔、
１１００ パーソナルコンピューター、１１０２ キーボード、１１０４ 本体部、
１１０６ 表示ユニット、１１０８ 表示部、１２００ 携帯電話機、
１２０２ 操作ボタン、１２０４ 受話口、１２０６ 送話口、１２０８ 表示部、
１３００ デジタルスチルカメラ、１３０２ ケース、１３０４ 受光ユニット、
１３０６ シャッターボタン、１３０８ メモリー、１３１０ 表示部、
１３１２ ビデオ信号出力端子、１３１４ 入出力端子、１４３０ テレビモニター、
１４４０ パーソナルコンピューター

Claims (10)

1. 第１面を有する第１部材と、
   前記第１部材の前記第１面側に載置されている第２部材と、
   前記第１部材および前記第２部材に囲まれるキャビティーに収容されている機能素子と、
   前記キャビティーの外側であって、前記第１部材の前記第１面側に設けられている外部接続端子と、
   前記第１部材の前記第１面側に設けられ、前記キャビティーの内側から外側に延在する溝部と、
   前記溝部内に設けられ、前記機能素子と前記外部接続端子とを電気的に接続している配線と、
   前記第２部材の、平面視において前記溝部と重なる位置に設けられている第１貫通孔と、
   前記第１貫通孔内に設けられ、前記溝部を埋める充填部材と、
   前記第２部材に設けられ、前記キャビティーと連通する第２貫通孔と、
   前記第２貫通孔を塞ぐ封止部材と、
   を含む、電子デバイス。
2. 第１面を有する第１部材と、
   前記第１部材の前記第１面側に載置されている第２部材と、
   前記第１部材および前記第２部材に囲まれるキャビティーに収容されている機能素子と、
   前記キャビティーの外側であって、前記第１部材の前記第１面側に設けられている外部接続端子と、
   前記第１部材の前記第１面側に設けられ、前記キャビティーの内側から外側に延在する溝部と、
   前記溝部内に設けられ、前記機能素子と前記外部接続端子とを電気的に接続している配線と、
   前記第２部材の、平面視において前記溝部と重なる位置に設けられている第１貫通孔と、
   前記第１貫通孔内に設けられ、前記溝部を埋める充填部材と、
   を含み、
   前記第２部材の、前記配線と対向する面には、凹部が設けられている、電子デバイス。
3. 請求項１において、
   前記第２部材の、前記配線と対向する面には、凹部が設けられている、電子デバイス。
4. 請求項１ないし３のいずれか１項において、
   前記第１部材の材質は、ガラスであり、
   前記第２部材の材質は、シリコンであり、
   前記第１部材と前記第２部材とは、陽極接合されている、電子デバイス。
5. 請求項１ないし４のいずれか１項において、
   前記第１貫通孔の形状は、前記第１部材側に向かうにつれて開口径が小さくなるテーパー形状である、電子デバイス。
6. 請求項１ないし５のいずれか１項において、
   前記充填部材は、絶縁膜である、電子デバイス。
7. ガラス製の第１部材の第１面側に設けられている溝部内に配線を形成する工程と、
   前記第１部材の前記第１面側に、前記配線と電気的に接続される外部接続端子を形成する工程と、
   前記第１部材の前記第１面側に、前記配線と電気的に接続される機能素子を形成する工程と、
   第１貫通孔および第２貫通孔が設けられているシリコン製の第２部材を用意し、前記第１貫通孔および前記溝部が平面視で重なるように前記第１部材および前記第２部材を陽極接合して前記第１部材および前記第２部材に囲まれるキャビティーに前記機能素子を収容する工程と、
   前記第１貫通孔から前記溝部内に充填部材を埋める工程と、
   前記第２貫通孔を塞ぐ封止部材を形成する工程と、
   を含む、電子デバイスの製造方法。
8. ガラス製の第１部材の第１面側に設けられている溝部内に配線を形成する工程と、
   前記第１部材の前記第１面側に、前記配線と電気的に接続される外部接続端子を形成する工程と、
   前記第１部材の前記第１面側に、前記配線と電気的に接続される機能素子を形成する工程と、
   第１貫通孔および凹部が設けられているシリコン製の第２部材を用意し、前記第１貫通孔および前記溝部が平面視で重なるように前記第１部材および前記第２部材を陽極接合して前記第１部材および前記第２部材に囲まれるキャビティーに前記機能素子を収容する工程と、
   前記第１貫通孔から前記溝部内に充填部材を埋める工程と、
   を含み、
   前記第２部材の、前記配線と対向する面には、前記凹部が設けられている、電子デバイスの製造方法。
9. 請求項７または８において、
   前記第１貫通孔は、ウェットエッチングによって形成される、電子デバイスの製造方法
   。
10. 請求項１ないし６のいずれか１項に記載の電子デバイスを含む、電子機器。