[发明专利]微机电系统设备及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及将共振器、传感器、作动器等功能元件、以及/或者电子电路集成于一个基板上的微机电系统(MEMS：Micro Electro Mechanical Systems)设备、以及这种MEMS设备的制造方法等。

背景技术

例如，在作为功能元件而具有静电电容式的共振器的MEMS设备中，共振器在形成于基板的空腔内以真空状态被密封。为此，在基板上设置包围共振器的周围的构造体从而形成空腔，并将空腔内设为真空状态，且在空腔上接合有盖部(罩盖层)。

以往，作为空腔的盖部，使用了通过等离子体CVD(Chemical Vapor Deposition)法堆积而成的氮化硅(P-SiN)等的绝缘物。然而，在使用氮化硅等绝缘物来作为空腔的盖部的情况下，无法实现在高性能的MEMS设备中所要求的高真空的空腔封闭。

另外，作为与功能元件的外部连接电极电连接的导电体的材料，兼用了作为与MOS场效应晶体管的杂质扩散区域等连接的布线的材料的铝(Al)。然而，在高性能的MOS场效应晶体管中，使用钨(W)的连接插头作为连接部件来代替使用铝(Al)的布线，从而无法将功能元件用的连接部件的材料兼用为高性能的MOS场效应晶体管用的连接部件的材料。

作为相关的技术，在专利文献1中，公开了一种在共通的基板上具有电子电路的MEM设备。在该MEM设备中，在基板上形成有空腔，作为空腔的盖部(罩盖层)的材料，使用了氮化硅(SiN)或者二氧化硅(SiO₂)。

另外，在专利文献2中，公开了一种通过设置于半导体基板上的构造体而形成有空腔的MEMS传感器。在该MEMS传感器中，在硅衬底上经由氧化硅等的绝缘层而设置有空腔的壁部，在空腔的壁部上经由氧化硅等的绝缘层而支承有空腔的盖部(罩盖)的边缘部。在此，罩盖、接地用导电部以及电压施加用导电部由掺杂多晶硅构成，并被形成在同一层上。

在专利文献1中，由于作为空腔的盖部的材料而使用了氮化硅(SiN)或者二氧化硅(SiO₂)，因此不易实现高真空的空腔封闭。另外，在专利文献2中，虽然作为空腔的盖部的材料而使用了具有导电性的多晶硅，但是需要在真空腔室内进行空腔的侧壁与盖部的对位、接合。另外，用于将功能元件的布线部与空腔的盖部绝缘分离的构造也较为重要。

专利文献1：美国专利第5798283号说明书(专栏7-8，图8-9)

专利文献2：日本特开2009-272477号公报(段落0020-0027，图1)

发明内容

因此，鉴于上述问题点，本发明的第1目的在于，在于空腔内设置有功能元件的MEMS设备中，使用比较简单的构造以及制造方法来实现在高性能的MEMS设备中所要求的高真空的空腔封闭。另外，本发明的第2目的在于，切实地使功能元件的布线部与空腔的盖部绝缘分离。而且，本发明的第3目的在于，使功能元件用的连接部件的材料兼用为高性能的半导体电路元件用的连接部件的材料。

为了解决以上课题，本发明的一个观点所涉及的MEMS设备具有：基板；功能元件，其直接或经由第1绝缘膜而被设置于所述基板的表面上，并具有连接电极；构造体，其被设置于基板或者第1绝缘膜的表面上，并在功能元件的周围形成空腔；第2绝缘膜，其被设置于连接电极的第1面上的规定的区域的周围；第1盖部，其包括在连接电极的第1面上覆盖第2绝缘膜的第3绝缘膜，且第1盖部上设置有开口，并覆盖空腔的一部分；第2盖部，其被设置在第1盖部的表面上，并包括与连接电极的该规定的区域电连接的第1导电体、和将第1盖部的开口封闭的封闭部；第4绝缘膜，其被设置于第2盖部的表面上，并与第2绝缘膜或者第3绝缘膜相接而使第1导电体与封闭部绝缘；第2导电体，其贯穿第4绝缘膜而与第1导电体电连接。