專利名稱：電子裝置及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種把傳感器和晶體管等封入負(fù)壓氣氛或惰性氣體氣氛內(nèi)而構(gòu)成的電子裝置。
另一方面，也有以下所述的提案，即不是利用陶瓷等特別容器，而是通過利用了半導(dǎo)體裝置的制造工藝的安裝方法把已將傳感器和發(fā)射元件等配置為陣列狀的裝置封入真空環(huán)境中，從而得到小型化、高集成化的電子裝置。例如，在國際公開WO95/17014號公報中公開了以下所述方法在第一晶片上形成了紅外線等的檢測器或發(fā)射元件的單元陣列之后，在第一晶片上以給定間隔配置第二晶片，使兩個晶片間保持真空狀態(tài)，并通過使用焊錫接合單元陣列的周圍來把配置有單元陣列的區(qū)域封入真空環(huán)境中。
但是，在所述公報的技術(shù)方案中卻存在著以下所述問題。
第一，如果把多個紅外線檢測器等元件配置為陣列狀，則很難使單元陣列周圍的接合部全體完全平坦化，所以自然而然地使熱壓接所需要的按壓力變得過大，有可能引起接合中的晶片破損和由殘余應(yīng)力所導(dǎo)致的真空狀態(tài)的惡化、以及裝置動作的不正常等。
第二，當(dāng)在用于使多個紅外線檢測器等的元件保持真空狀態(tài)的接合部的一部分產(chǎn)生接合不良時，單元陣列整體的真空狀態(tài)被破壞，所以整個裝置變得不合格，從而使不合格率上升。
第三，在使用焊錫的接合中，由于焊錫膏中所含有機材料的脫氣化，使配置有單元陣列的內(nèi)部空間的真空度無法達(dá)到某一程度以上，所以，例如可能無法提高紅外線傳感器等的靈敏度。
本發(fā)明的第二目的在于通過使用提高配置有單元陣列的內(nèi)部空間的真空度的裝置來提高紅外線傳感器等電子裝置的功能。
本發(fā)明的電子裝置包括具有配置了至少一個元件的多個單元區(qū)域的主體襯底；在所述主體襯底上配置的蓋體；設(shè)置在配置了所述多個單元區(qū)域中至少一個單元區(qū)域的所述元件的部位，并且被所述主體襯底和所述蓋體包圍，被負(fù)壓氣氛或惰性氣體氣氛維持的空洞部；設(shè)置在所述主體襯底和所述蓋體之間，用于把所述空洞部從外部空間遮斷的環(huán)狀接合部。
據(jù)此，就能把需要由負(fù)壓氣氛或惰性保護氣等從外部空間遮斷的保護氣的元件例如紅外線傳感器、電子發(fā)射元件等個別地配置在空洞部中，所以能得到適合于分立型電子裝置和配置了多個元件的集成型電子裝置的結(jié)構(gòu)。
還包括在所述主體襯底上形成，并且包圍所述元件的第一環(huán)狀膜；在所述蓋體上形成的第二環(huán)狀膜；所述環(huán)狀接合部在所述第一和第二環(huán)狀膜之間形成。由此，能選擇構(gòu)成第一、第二環(huán)狀膜的材料，設(shè)置牢固的環(huán)狀接合部。
所述第一、第二環(huán)狀膜的材料最好是從In、Cu、Al、Au、Ag、Ti、W、Co、Ta、Al-Cu合金、氧化膜中的至少一種中選擇的材料。
所述第一、第二環(huán)狀膜的材料最好是彼此相同的材料。
所述主體襯底由半導(dǎo)體構(gòu)成，所述主體襯底上的所述元件和外部電路通過在所述主體襯底內(nèi)橫貫所述環(huán)狀接合部而形成的雜質(zhì)擴散層，彼此電氣連接。由此，能提高所述元件和外部電路的電氣連接的可靠性。
在所述蓋體上設(shè)置有形成所述空洞部的凹部和包圍該凹部的筒部，在所述主體襯底上設(shè)置有與所述筒部配合的配合部。由此，得到了主體襯底和蓋體位置關(guān)系穩(wěn)定、接合的可靠性高的電子裝置。
所述電子裝置最好是從紅外線傳感器、壓力傳感器、加速度傳感器以及真空晶體管中的任意一種中選擇的元件。
當(dāng)所述電子裝置是紅外線傳感器時，在所述主體襯底上設(shè)置的元件是熱電變換元件。
此時，所述蓋體通過具有Si襯底和在該Si襯底之上設(shè)置的具有小于1.1eV的帶隙的半導(dǎo)體層，能避免接近可見光的光導(dǎo)致的背景信號的重疊，所以能確保用于紅外線檢測的動態(tài)范圍很大，結(jié)果，能得到適用于動物和人的檢測的電子裝置。
此時，通過使所述蓋體的最上層由形成了成為菲涅耳透鏡的衍射晶格的Si層構(gòu)成，能在紅外線傳感器的熱電變換元件上匯聚紅外線，能提高紅外線的檢測效率。
所述電子裝置最好是具有熱電變換元件、用于支撐所述熱電變換元件的支撐構(gòu)件、在所述支撐構(gòu)件的下方形成的第二空洞部的紅外線檢測用傳感器。
此時，由于所述第二空洞部內(nèi)未設(shè)置從所述支撐構(gòu)件延伸的柱或壁，所以能進一步提高紅外線的檢測靈敏度和檢測精度。
由于所述第二空洞部與所述空洞部連通，所以能提高紅外線的檢測靈敏度和檢測精度。
設(shè)置有多個所述環(huán)狀接合部，使其包圍所述多個單元區(qū)域。由此，得到集成型的電子裝置。
本發(fā)明的第一電子裝置的制造方法，包括準(zhǔn)備具有配置了至少一個元件的多個單元區(qū)域的主體襯底和蓋用襯底，在所述主體襯底以及所述蓋用襯底中的至少一方上形成包圍所述多個單元區(qū)域中的至少一個單元區(qū)域的多個凹部的步驟(a)；通過在所述主體襯底和所述蓋用襯底之間施加按壓力，在所述主體襯底和所述蓋用襯底之間，形成環(huán)狀接合部，使所述凹部的至少一部分作為與外部空間遮斷的空洞部而留下來的步驟(b)。
通過該方法，能制造利用了Si工藝等已經(jīng)存在的電子裝置的制造工藝的分立型、集成型的電子裝置。并且，因為在各單元區(qū)域分別設(shè)置有蓋體，所以即使一部分的單元區(qū)域產(chǎn)生接合不良，還能實際使用其他的單元區(qū)域，所以能提高分立型、集成型的電子裝置的成品率。
在所述步驟(a)中，在所述主體襯底、蓋用襯底上分別形成包圍所述凹部的多個第一、第二環(huán)狀膜；在所述步驟(b)中，在所述第一、第二環(huán)狀膜的彼此之間形成所述環(huán)狀接合部。由此，通過選擇第一、第二環(huán)狀膜的材料，能形成更牢固的環(huán)狀接合部。
所述步驟(b)是通過利用了氫鍵或金屬鍵的接合、或常溫接合進行了。由此，能更準(zhǔn)確地把空洞部從外部空間遮斷。
所述步驟(a)最好是使用從In、Cu、Al、Au、Ag、Ti、W、Co、Ta、Al-Cu合金、氧化膜中的至少一種中選擇的材料作為第一、第二環(huán)狀膜的材料而進行的。
作為所述第一、第二環(huán)狀膜的材料最好是彼此相同的材料。
所述步驟(b)是在不把所述本體襯底和所述蓋襯底加熱到450℃以上的情況下來進行的。由此，能在不對Al布線造成損傷的前提下進行接合。
在所述步驟(a)中，在所述蓋用襯底上預(yù)先形成把所述蓋用襯底劃分為多個區(qū)域的切口。由此，當(dāng)外加按壓力，接合第一、第二環(huán)狀膜的彼此間時，即使在晶片上有翹曲，也能抑制由于在局部外加大的應(yīng)力導(dǎo)致的接合不良的發(fā)生。
在所述步驟(a)中，在所述蓋用襯底上形成被所述各第二環(huán)狀膜包圍的凹部和包圍了該凹部的多個筒部。由此，因為只在蓋用襯底上形成凹部，所以能避免主體襯底的制造過程的困難化。
在所述步驟(a)中，通過準(zhǔn)備具有與所述蓋用襯底的筒部配合的配合部的主體襯底，能提高第一、第二環(huán)狀膜彼此間的定位精度，得到接合的可靠性高的電子裝置。
所述步驟(b)最好是在負(fù)壓氣氛或惰性氣體氣氛中進行的。
所述步驟(b)是在比10-4Pa還高壓的負(fù)壓氣氛中進行的。由此，能避免為了保持高真空狀態(tài)的困難性，所以能進行適合于實用和大批生產(chǎn)的接合。
還包含在所述步驟(b)后，把所述主體襯底分割為各單元的步驟。由此，能得到分立型電子裝置。
本發(fā)明的第二電子裝置的制造方法，包括準(zhǔn)備具有配置了至少一個元件的多個單元區(qū)域的主體襯底和蓋用襯底，在所述主體襯底以及所述蓋用襯底中的至少一方上形成包圍所述多個單元區(qū)域的凹部的步驟(a)；在所述主體襯底和所述蓋用襯底之間施加按壓力，通過利用了氫鍵或金屬鍵的接合、或常溫接合，形成環(huán)狀接合部的步驟(b)。在所述步驟(b)中，在所述多個單元區(qū)域形成所述環(huán)狀接合部，使所述凹部的至少一部分作為與外部空間遮斷的空洞部而留下來。
通過該方法，與利用焊錫的接合相比，能提高把空洞部內(nèi)的保護氣保持為所希望的保護氣的功能。例如，在需要高的真空環(huán)境的紅外線傳感器等電子裝置中，能把空洞部保持為高的真空環(huán)境。
在所述步驟(a)中，在所述主體襯底上形成包圍多個單元區(qū)域的第一環(huán)狀膜，在所述蓋用襯底上形成具有與所述第一環(huán)狀膜幾乎相同的結(jié)構(gòu)的第二環(huán)狀膜。由此，能選擇第一、第二環(huán)狀部的材料，實現(xiàn)牢固的接合。
所述步驟(a)最好是使用從In、Cu、Al、Au、Ag、Ti、W、Co、Ta、Al-Cu合金、氧化膜中的至少一種中選擇的材料作為第一、第二環(huán)狀膜的材料而進行的。
此時，作為所述第一、第二環(huán)狀膜的材料最好是使用彼此相同的材料。
所述步驟(b)最好是在不把所述本體襯底和所述蓋襯底加熱到450℃以上的情況下來進行的。
所述步驟(a)能通過所述第一、第二環(huán)狀膜包圍一個電子裝置上配置的所有單元區(qū)域而進行。


圖1(a)～(d)是簡要表示本發(fā)明的電子裝置的基本結(jié)構(gòu)例的剖視圖。
圖2(a)～(d)是簡要表示本發(fā)明的電子裝置用于保持真空的接合部的結(jié)構(gòu)例的剖視圖。
圖3(a)、(b)是依次分別表示適合于本發(fā)明電子裝置的電氣連接結(jié)構(gòu)的例子的俯視圖和剖視圖。
圖4(a)、(b)是本發(fā)明實施例1中的紅外線傳感器的剖視圖和電路圖。
圖5(a)～(f)是表示本發(fā)明實施例1中的紅外線傳感器的制造過程的剖視圖。
圖6(a)、(b)是表示輻射熱計以及它的周邊區(qū)域的形成過程的俯視圖。
圖7(a)～(f)是表示實施例1的紅外線傳感器中使用的蓋體的形成方法的剖視圖。
圖8是簡要表示壓接中使用的裝置的結(jié)構(gòu)的剖視圖。
圖9是用于說明本發(fā)明實施例2的紅外線區(qū)域傳感器的結(jié)構(gòu)的電路圖。
圖10是表示實施例2的紅外線區(qū)域傳感器的控制方法的定時圖表。
圖11(a)～(f)是表示實施例2的具有單元陣列的紅外線區(qū)域傳感器的制造過程的立體圖。
圖12是表示本發(fā)明實施例3中的具有真空室結(jié)構(gòu)的微小真空晶體管的例子的剖視圖。
圖13是表示本發(fā)明實施例1、2中的紅外線傳感器整體結(jié)構(gòu)的剖視圖。
圖14是表示本發(fā)明實施例4的紅外線傳感器的整體結(jié)構(gòu)的剖視圖。
圖15是表示本發(fā)明實施例4的變形例的紅外線傳感器的整體結(jié)構(gòu)的剖視圖。
下面簡要說明附圖符號。
10-主體襯底；11-單元區(qū)域；12-環(huán)狀膜；20-蓋體；21-襯底部；22-筒部；23-空洞部；24-Ge層；25-Si層；26-環(huán)狀膜；27-光柵結(jié)構(gòu)；30-開關(guān)晶體管；31-柵極；32-源極；33-漏極；35-雜質(zhì)擴散層；40-元件；41-層間絕緣膜；42-鈍化膜；51-布線；100-主體晶片；110-Si襯底；111-電阻；112-氮化硅膜；113-氧化硅膜；116-氧化硅膜；117鈍化膜；119-空洞部；120-電阻元件(輻射熱計)；130-開關(guān)晶體管；131-源區(qū)域、132-漏區(qū)域、133-柵極；140-蓋體；141-襯底部；142-筒部；143-空洞部；144-環(huán)狀膜；150-蓋用晶片；151-Al膜；152-切口部。
單元區(qū)域11的配置了元件的區(qū)域由蓋體保持在負(fù)壓氣氛中。作為在單元區(qū)域中設(shè)置的元件，有紅外線傳感器、壓力傳感器、加速度傳感器、流速傳感器、真空晶體管等。
在紅外線傳感器大致分為輻射熱計、熱電型傳感器、熱電元件等熱式和使用了PbS、InSb、HgCdTe等的量子式。輻射熱計中，有利用了多晶硅、Ti、TiON、VOx等的電阻變化的。熱電元件中有利用了在P-N結(jié)部產(chǎn)生的賽貝克效應(yīng)的，還有利用了PN二極管等的正向地拿流的過渡特性的。在熱電型紅外線傳感器中，有利用了PZT、BST、ZnO、PbTiO3等材料的介電常數(shù)的變化的。量子型紅外線傳感器檢測電子激勵產(chǎn)生的電流。這些紅外線傳感器總的來說具有一旦在蓋體中把它封入真空環(huán)境或惰性氣體保護氣中，特性就提高的特性。
因為在壓力傳感器、加速度傳感器中，一旦使空氣的粘性阻力減小，靈敏度就提高，所以具有一旦在蓋體中把它封入真空環(huán)境或惰性氣體保護氣中，特性就提高的特性。
并且，在此種傳感器的一個單元區(qū)域中配置的元件的數(shù)量可以是單個也可以是多個。在單元區(qū)域中，按照需要，也可以同所述真空度一提高，特性就提高的元件一起設(shè)置開關(guān)元件(晶體管)。
-第一基本結(jié)構(gòu)例-
如圖1(a)所示，第一基本結(jié)構(gòu)例的電子裝置包括由Si晶片形成的主體襯底10、用于把主體襯底10的所希望的區(qū)域封入負(fù)壓氣氛中的由Si晶片形成的蓋體20A。在主體襯底10上設(shè)置有配置了紅外線傳感器等的單體元件和用于向元件提供信號的電路的單元區(qū)域11。而蓋體20A具有由硅構(gòu)成的襯底部21、包圍著成為保持在負(fù)壓氣氛中的空洞部23的筒部22。總之，利用后述的各種接合方法，在負(fù)壓氣氛中，使主體襯底10的單元區(qū)域的一部分和蓋體20A的筒部22彼此結(jié)合，形成用于密封保持在負(fù)壓氣氛中的空洞部23的環(huán)狀接合部15。由此，形成了使單元區(qū)域11內(nèi)的元件能發(fā)揮所希望的功能的結(jié)構(gòu)。
在此，作為凹部的結(jié)構(gòu)，有把平坦的襯底的一部分通過蝕刻去除到某一深度而形成的空間和通過在平坦的襯底上存在閉環(huán)狀的壁即筒部，由筒部圍成的空間。圖1(a)表示了由筒部22圍成的空間，但是在本發(fā)明中，在形成空洞部之前，在主體襯底或蓋用襯底或這兩方上形成的凹部的結(jié)構(gòu)并不局限于圖1(a)表示的形態(tài)。以下的各基本構(gòu)造例和在各實施例中的也同樣。
另外，作為包圍凹部的筒部的形成方法，可以使用以下的任意方法通過留下平坦的襯底的閉環(huán)狀的區(qū)域，把其他的區(qū)域去除到某一深度，形成包圍凹部的筒部的方法；通過在平坦的襯底上，堆起閉環(huán)狀的壁，形成包圍凹部的筒部的方法。
-第二基本結(jié)構(gòu)例-如圖1(b)所示，第二基本結(jié)構(gòu)例的電子裝置的蓋體20B除了襯底部21、包圍著成為保持在負(fù)壓氣氛中的空洞部23的筒部22，還具有由厚度為3μm左右的Ge構(gòu)成的Ge濾光器部24。第二基本結(jié)構(gòu)例的主體襯底10的結(jié)構(gòu)與第一基本結(jié)構(gòu)例的主體襯底10相同。此時，襯底部21使波長約0.8μm以上的光(紅外線)透射，而Ge濾光器部24只使波長約1.4μm以上的光(紅外線)透射，遮擋波長約1.4μm以下的接近可見光的波長區(qū)域的光。
因此，通過把第二基本結(jié)構(gòu)例適用于在單元區(qū)域11中內(nèi)置了紅外線傳感器的裝置中，能防止基于接近可見光的光的入射的電子電路中晶體管的電流量變化等導(dǎo)致的誤檢測。特別是紅外線傳感器用于在夜間檢測人體和動物等，但是，因為車和照明用燈等的接近可見光的光有可能激勵電子電路的晶體管的活性區(qū)域的載流子，導(dǎo)致基于背景信號的重疊的紅外線成分的檢測界限變小。
另外，當(dāng)在硅晶片之上外延生長Ge層時，在硅晶片之上，使Ge成分x從0到1變化，外延生長Si1-xGex層后，可以使Ge層只外延生長給定的厚度。
另外，也可以在Ge層上使Ge成分比x從1到0變化，外延生長Si1-xGex層后，可以使Si層只外延生長給定的厚度。如果在使Ge層暴露的狀態(tài)下進入其后的過程，則制造裝置有可能被Ge污染，如果表面層由Si層構(gòu)成，接著的用于形成菲涅耳透鏡的加工中能不做變動地利用電子裝置的制造工藝，所以最好使Ge層不暴露在最表面上。
另外，也可以用含有Ge以外的元素的材料構(gòu)成起濾光器作用的層。特別是因為具有比Si的帶隙1.1eV還小的帶隙的材料能吸收波長長于0.8μm長波區(qū)域的光(主要是近紅外線)，所以能避免由于激勵配置在單元內(nèi)的晶體管等的雜質(zhì)擴散層的載流子而產(chǎn)生的問題。
-第三基本結(jié)構(gòu)例-如圖1(c)所示，第三基本結(jié)構(gòu)例的電子裝置的蓋體20C除了襯底部21、包圍著成為保持在負(fù)壓氣氛中的空洞部23的筒部22，還具有Ge濾光器部24、在其表面上刻入了成為具有凸透鏡功能的菲涅耳透鏡的光柵結(jié)構(gòu)27的Si層25。第三基本結(jié)構(gòu)例的主體襯底10的結(jié)構(gòu)與第一基本結(jié)構(gòu)例的主體襯底10相同。在第三基本結(jié)構(gòu)例中，由于與第二基本結(jié)構(gòu)例同樣的理由，適于內(nèi)置了紅外線傳感器的裝置，特別是由于表面的光柵結(jié)構(gòu)的凸透鏡功能，能有效地把光聚集到電阻的存在位置，所以能得到適于小型化、高性能化的電子裝置。
在大氣中，有對于電磁波的波長區(qū)域3μm～5μm和8μm～10μm被稱作“大氣的窗口”的紅外線的透射率高的部分，在該頻帶中紅外線能通過，在該大氣的窗口以外的部分，是紅外線由于干擾噪聲而難于檢測的區(qū)域。而且，人體和動物體發(fā)生的紅外線的波長區(qū)域是3μm～10μm，所以通過設(shè)置Ge濾光器部24，能避免接近可見光的區(qū)域0.8μm～1.4μm的范圍的光導(dǎo)致的誤檢測，能以良好的精度進行作為紅外線傳感器的目的的人和動物的檢測。
另外，代替Ge濾光器層，也可以設(shè)置SiGe濾光器層(組成為Si1-xGex)。此時，根據(jù)Ge的成分比x能遮斷的紅外線的頻帶在0.8μm～1.4μm的范圍中變動。因此，通過設(shè)置SiGe濾光器層，能按照目的調(diào)整遮斷頻帶。
-第四基本結(jié)構(gòu)例-如圖1(d)所示，第四基本結(jié)構(gòu)例的電子裝置包括由硅構(gòu)成的主體襯底10、用于把主體襯底10的所希望的區(qū)域封入負(fù)壓氣氛中的由Si形成的蓋體20D。在主體襯底10上設(shè)置有配置了紅外線傳感器等的一個元件和用于向元件提供信號的電路的多個單元區(qū)域11。而蓋體20D具有襯底部21、包圍著成為保持在負(fù)壓氣氛中的空洞部23的筒部22?？傊?，通過利用后述的各種接合方法，在負(fù)壓氣氛中，使主體襯底10的單元區(qū)域的一部分和蓋體20D的各筒部22彼此結(jié)合，形成閉環(huán)狀的環(huán)狀接合部15，形成了使各空洞部23保持在負(fù)壓氣氛中，各單元區(qū)域11的元件能發(fā)揮所希望的功能的結(jié)構(gòu)。
并且，在襯底部21上形成了用于把襯底部21劃分為各單元區(qū)域的切口，在接合時或接合后，在各切口部分割為各單元區(qū)域。可以，也可以不用切口部分割。此時，即使由于各蓋體的接合厚度和晶片的變形等，使對各單元的按壓力(壓接力)存在著微妙的差，但是用切口部，通過彈性變形，能盡可能地使各單元上的接合按壓力均勻化。
另外，在圖1(d)中，蓋體20D雖然只有襯底部21，但是也可以具有Ge蓋部，還可以在表面上具有菲涅耳透鏡等透鏡功能。
在圖1(a)～(d)中，表示了通過Si彼此間的接合實現(xiàn)主體襯底和蓋體的接合的狀態(tài)。但是，一般，與Si彼此間的接合相比，還是使用金屬彼此間的接合的制造工藝更容易。下面，就接合部的結(jié)構(gòu)的例子加以說明。
(接合部的構(gòu)造例)圖2(a)～(d)是簡要表示本發(fā)明的電子裝置的用于保持真空的接合部的結(jié)構(gòu)例的剖視圖。
在此，就本發(fā)明中使用的利用了氫鍵的接合、利用了金屬鍵的接合以及常溫接合加以說明。
氫鍵是在從常壓到10-4Pa左右的低真空狀態(tài)的范圍中進行，氫鍵中有非加熱和加熱。金屬鍵既有加壓到1000Pa左右后進行的，也有在到比10-8還低壓的超真空狀態(tài)的范圍中進行的，還有加熱到高溫的和非加熱的。常溫接合是在非加熱、原子水平下，把被接合構(gòu)件彼此直接接合的方法，在從10-4Pa左右的比較低的真空狀態(tài)到比10-8還低壓的超真空狀態(tài)的范圍中進行的。通過常溫接合，能把金屬材料彼此間、陶瓷材料彼此間和由硅等金屬以外的材料構(gòu)成的被接合構(gòu)件彼此間接合起來。另外，在常溫接合中，也有原子水平的直接接合(在10-6～10-9Pa的范圍中進行)和利用了金屬鍵的接合。
-第一接合部的結(jié)構(gòu)例-如圖2(a)所示，在第一接合部的結(jié)構(gòu)例中，在主體襯底10之上設(shè)置有由接合用材料即金屬(例如，鋁(Al))構(gòu)成的環(huán)狀膜12，蓋體20的筒部22的的頂端上設(shè)置有由接合用材料即金屬(例如Al)構(gòu)成的環(huán)狀膜26。而且，在負(fù)壓氣氛中，通過氫鍵使各環(huán)狀膜12、26彼此結(jié)合，形成環(huán)狀接合部15，從而把單元區(qū)域11上的空洞部23密封在負(fù)壓氣氛中。
并且，在第一接合部的結(jié)構(gòu)例以及后述的第二～第四接合部的結(jié)構(gòu)例中，作為接合用材料即金屬，除了Al，還有In、Cu、Au、Ag、Ti、W、Co、Ta、Al-Cu合金等金屬或合金，能利用這些金屬彼此間或金屬和合金間或合金彼此間的金屬鍵。作為接合用材料，還能使用金屬以外的材料。例如，能利用氧化硅膜彼此間、氧化硅膜和Si之間、或Si彼此間的氫鍵。當(dāng)進行使用了這些金屬鍵或氫鍵的接合或常溫接合時，可以說在低溫并且在低真空環(huán)境下的接合容易的點上適于本發(fā)明。
并且，在第一接合部的結(jié)構(gòu)例以及后述的第二～第四接合部的結(jié)構(gòu)例中，當(dāng)利用Si彼此間的氫鍵時，沒必要設(shè)置各環(huán)狀膜12、26。
-第二接合部的結(jié)構(gòu)例-如圖2(b)所示，在第二接合部的結(jié)構(gòu)例中，在主體襯底10之上設(shè)置有由絕緣膜構(gòu)成的環(huán)狀突起部14，在單元區(qū)域11的環(huán)狀突起部14的內(nèi)側(cè)的區(qū)域上設(shè)置有環(huán)狀膜12。而在蓋體20的筒部22的頂端設(shè)置有環(huán)狀膜26。在負(fù)壓氣氛中，把筒部22嵌入環(huán)狀突起部14中，通過使各環(huán)狀膜12、26彼此結(jié)合，形成環(huán)狀接合部15，從而把單元區(qū)域11上的空洞部23密封在負(fù)壓氣氛中?？傊?，環(huán)狀突起部14作為與筒部22的配合部而起作用。但是，在主體襯底10上設(shè)置有具有與筒部22的外側(cè)面配合的內(nèi)側(cè)面的凹部，但是筒部22的內(nèi)側(cè)面也可以與主體襯底的配合部的外側(cè)面配合。
根據(jù)本接合部的結(jié)構(gòu)例，能把蓋體20準(zhǔn)確地固定在主體襯底10上，所以本接合部的結(jié)構(gòu)例是特別適于具有多個單元區(qū)域11的電子裝置的結(jié)構(gòu)。
-第三接合部的結(jié)構(gòu)例-如圖2(c)所示，在第三接合部的結(jié)構(gòu)例中，在主體襯底10之上設(shè)置有由內(nèi)側(cè)面為錐形面的絕緣體構(gòu)成的環(huán)狀突起部14，在單元區(qū)域11的環(huán)狀突起部14的內(nèi)側(cè)的區(qū)域上設(shè)置有環(huán)狀膜12。蓋體20的筒部22的外側(cè)面也是與環(huán)狀突起部14的內(nèi)側(cè)面的錐形面具有幾乎相同的傾角的錐形面，在蓋體20的筒部22的頂端設(shè)置有環(huán)狀膜26。而且，在負(fù)壓氣氛中，在把環(huán)狀突起部14的內(nèi)側(cè)面和筒部22的外側(cè)面嵌在一起的狀態(tài)下，通過使各環(huán)狀膜12、26彼此結(jié)合，形成環(huán)狀接合部15，從而把單元區(qū)域11上的空洞部23密封在負(fù)壓氣氛中。此時，環(huán)狀突起部14作為與筒部22的配合部而起作用。但是，也可以在主體襯底10上設(shè)置具有與筒部22的外側(cè)面配合的內(nèi)側(cè)面的凹部作為配合部。另外，筒部22的內(nèi)側(cè)面也可以與主體襯底的配合部的外側(cè)面配合。
根據(jù)本接合部的結(jié)構(gòu)例，把蓋體20在主體襯底10上定位變得容易，所以本接合部的結(jié)構(gòu)例是特別適于具有多個單元區(qū)域11的電子裝置的結(jié)構(gòu)。
-第四接合部的結(jié)構(gòu)例-如圖2(d)所示，在主體襯底10之上設(shè)置有由內(nèi)側(cè)面為臺階面的絕緣體構(gòu)成的環(huán)狀突起部14，在比單元區(qū)域11的環(huán)狀突起部14更靠內(nèi)側(cè)的區(qū)域上設(shè)置有環(huán)狀膜12。而蓋體20的筒部22的外側(cè)面成為與環(huán)狀突起部14的內(nèi)側(cè)面的臺階面配合的臺階面，在筒部22的頂端設(shè)置有環(huán)狀膜26。在負(fù)壓氣氛中，在把環(huán)狀突起部14的內(nèi)側(cè)面和筒部22的外側(cè)面嵌在一起的狀態(tài)下，通過使各環(huán)狀膜12、26彼此結(jié)合，形成環(huán)狀接合部15，從而把單元區(qū)域11上的空洞部23密封在負(fù)壓氣氛中。
此時，環(huán)狀突起部14也作為與筒部22的配合部而起作用。但是，也可以在筒部22上設(shè)置帶臺階的外側(cè)面，在主體襯底10上設(shè)置具有與它配合的內(nèi)側(cè)面的凹部作為配合部。另外，也可以在筒部22上設(shè)置帶臺階的內(nèi)側(cè)面，在主體襯底上設(shè)置具有帶臺階的外側(cè)面的配合部。
根據(jù)本接合部的結(jié)構(gòu)例，把蓋體20在主體襯底10上定位變得容易，所以本接合部的結(jié)構(gòu)例是特別適于具有多個單元區(qū)域11的電子裝置的結(jié)構(gòu)。
(電氣連接結(jié)構(gòu))圖3(a)、(b)是分別表示適合于本發(fā)明的電子裝置的電氣連接結(jié)構(gòu)的俯視圖和剖視圖。但是，圖3(a)表示了去除了蓋體的狀態(tài)的電子裝置的平面結(jié)構(gòu)。
如圖3(a)、(b)所示，主體襯底10和蓋體20通過環(huán)狀膜12、26彼此間的接合相互機械地連接，在兩者間形成了保持著真空狀態(tài)的空洞部23。另外，在主體襯底10之上，設(shè)置有例如用虛線表示的輻射熱計等的元件40和具有柵極31、源區(qū)域32、漏區(qū)域33的N通道型開關(guān)晶體管30。通過該開關(guān)晶體管30，控制了元件40和外部電路的電氣連接。而且，控制了在被蓋體20密封的區(qū)域上配置的元件40和外部電路的電氣連接的通/斷。該開關(guān)晶體管30的漏區(qū)域33和柵極31設(shè)置在由蓋體20包圍的區(qū)域內(nèi)。如圖3(a)所示，源區(qū)域32在主體襯底10內(nèi)橫切各環(huán)狀膜12、26。另外，在位于蓋體20的筒部的正下方的區(qū)域，設(shè)置有在主體襯底10內(nèi)橫切各環(huán)狀膜12、26而形成，并且作為布線起作用的雜質(zhì)擴散層(N+擴散層)32、35、36。
另外，在主體襯底10之上，形成了覆蓋在開關(guān)晶體管30以及主體襯底10之上的由氧化硅構(gòu)成的層間絕緣膜41、覆蓋在層間絕緣膜41之上的鈍化膜42。還設(shè)置有連接了開關(guān)晶體管30的柵極31和雜質(zhì)擴散層36的觸點31a、把開關(guān)晶體管30的源區(qū)域32和外部電路(圖中未顯示)彼此相連的第一布線51a、把雜質(zhì)擴散層36和外部電路(圖中未顯示)彼此相連的第二布線51b、把開關(guān)晶體管30的漏區(qū)域33和元件40彼此相連的第三布線51c、把元件40和雜質(zhì)擴散層35彼此相連的第四布線51d、把雜質(zhì)擴散層35和外部電路(圖中未顯示)彼此相連的第五布線51e。即元件40和開關(guān)晶體管30通過第三布線51c以及漏區(qū)域33相連。并且，元件40通過第四布線51d、雜質(zhì)擴散層35以及第五布線51e，與外部電路相連。
通過采用這樣的電氣連接結(jié)構(gòu)，因為在蓋體20的環(huán)狀膜26和主體襯底10的環(huán)狀膜12之間存在的環(huán)狀接合部15的正下方不存在金屬布線，所以能防止連接環(huán)狀膜彼此間時的按壓力(壓接力)導(dǎo)致的布線斷裂、斷線、一部分的斷裂導(dǎo)致的連接的可靠性惡化。另外，在空洞部23內(nèi)，因為用鈍化膜42覆蓋層間絕緣膜41是容易的，所以能防止從層間絕緣膜41產(chǎn)生的氣體等侵入空洞部23內(nèi)，從而能把空洞部23的真空狀態(tài)保持得良好。
并且，外部電路也可以在主體襯底10之上，蓋體20未覆蓋的區(qū)域上形成，也可以設(shè)置在與紅外線傳感器不同的部分。
并且，在圖3(a)、(b)所示電子裝置的結(jié)構(gòu)中，設(shè)置有蓋體20，使其包圍單元區(qū)域中的元件40和開關(guān)晶體管30(特別是漏區(qū)域33)。這樣，通過在蓋體20上設(shè)置具有濾光器功能的Ge層，能避免單元區(qū)域中的開關(guān)晶體管30的漏區(qū)域上激勵的載流子導(dǎo)致的問題的發(fā)生。另外，即使不在蓋體20上設(shè)置Ge層，也可以在妨礙光入射到開關(guān)晶體管30的位置設(shè)置由Ge等構(gòu)成的濾光器。如果不在蓋體20上設(shè)置Ge等的濾光器部，則沒有必要用蓋體20包圍開關(guān)晶體管30(特別是漏區(qū)域33)。
(實施例1)下面，就在分立型紅外線傳感器中使用了本發(fā)明的電子裝置的例子即實施例1加以說明。
圖4(a)、(b)是本發(fā)明實施例1中的紅外線傳感器的剖視圖和電路圖。
如圖4(a)所示，本實施例的紅外線傳感器包括厚度約300μm的Si襯底110；在Si襯底110之上設(shè)置的電阻元件(輻射熱計)120；在Si襯底110之上形成，用于通/斷到電阻元件120的電流的開關(guān)晶體管130；用于把設(shè)置有電阻元件120的區(qū)域保持在負(fù)壓氣氛中的蓋體140。該紅外線傳感器的整體的大小是數(shù)mm左右。在Si襯底110之上，設(shè)置有成形為曲折線路狀的電阻111、支撐電阻111的氮化硅膜112以及氧化硅膜113、覆蓋在電阻111之上的BPSG膜116以及鈍化膜(氮化硅膜)117。氧化硅膜113、BPSG膜116以及氮化硅膜112與電阻111一起成形為曲折線路狀，并且延伸到硅襯底110之上。曲折線路狀的電阻111、氧化硅膜113、BPSG膜116以及鈍化膜117的下方和上方分別設(shè)置有保持為真空的空洞部119、143，空洞部119、143通過氧化硅膜113、BPSG膜116以及氮化硅膜112的一體化的部分的間隙以及側(cè)面，彼此相連。而且，在空洞部119之上電阻111、氧化硅膜113、BPSG膜116、鈍化膜117以及氮化硅膜112的全體被架設(shè)為曲折線路狀。
電阻111的材料有Ti、TiO、多晶硅、Pt等，可以使用其中任意的材料。
另外，在鈍化膜117中位于蓋體140的下方的部分設(shè)置有由軟質(zhì)金屬次材料(鋁)構(gòu)成的環(huán)狀膜118，在筒部142的頂端也設(shè)置有由軟質(zhì)金屬次材料(鋁)構(gòu)成的環(huán)狀膜144，通過在兩個接合部118、142彼此間形成的環(huán)狀接合部15，在蓋體140、襯底、Si襯底110之間存在的空洞部119、143被保持在負(fù)壓氣氛(真空狀態(tài))中。即通過設(shè)置空洞部119、143電阻111與Si襯底110絕熱，維持了從紅外線向熱的高的轉(zhuǎn)換效率。
另外，蓋體140的襯底部141的結(jié)構(gòu)為在厚度約300μm的硅襯底上，外延生長厚度約3μm的Ge層和在表面上形成了菲涅耳透鏡的厚度約1μm的Si層。通過蓋體140的筒部142，形成了深度數(shù)μm以上的空洞部。并且，可以通過蝕刻使成為窗部的部分變得更薄。
另外，開關(guān)晶體管130包括源區(qū)域131、漏區(qū)域132、柵極133。而且，漏區(qū)域132在蓋體140的筒部142的下方形成，漏區(qū)域132作為連接被密封為真空狀態(tài)的電阻111和外部的構(gòu)件之間的信號的布線起作用。
并且，在圖4(a)中雖然未顯示，但是在Si襯底110的下面安裝了用于冷卻電阻元件的珀耳帖效應(yīng)元件。該珀耳帖效應(yīng)元件是使用了伴隨著通過肖特基接觸部的載流子的移動的熱吸收作用的元件，在本實施例中，能使用具有眾所周知的結(jié)構(gòu)的各種珀耳帖效應(yīng)元件。
如圖4(b)所示，電阻111的一端與提供電源電壓Vdd的布線135相連，電阻111的另一端與開關(guān)晶體管130的漏區(qū)域132相連。另外，在開關(guān)晶體管130的柵極上，通過布線136，輸入通/斷切換用信號，開關(guān)晶體管130的源極通過在另一端設(shè)置有標(biāo)準(zhǔn)電阻的布線138與用于檢測電阻111接收的紅外線量的檢測部(圖中未顯示)相連，開關(guān)晶體管130的襯底區(qū)域通過布線137與提供接地電壓的接地相連。即如果按照紅外線量電阻111的溫度變化，電阻值發(fā)生變化，則布線138的電位變化，所以從該電位變化能檢測紅外線量。
并且，在分立型紅外線傳感器中，可以在襯底上設(shè)置放大來自輻射熱計的輸出的運算放大器。此時，除了本實施例的輻射熱計、開關(guān)晶體管，在由蓋體密封的區(qū)域中還能配置運算放大器。
下面，就本是實力的紅外線傳感器的制造過程的一個例子加以說明。圖5(a)～(f)是表示本發(fā)明實施例1(參照圖4(a)、(b))的紅外線傳感器的制造過程的剖視圖。另外，圖6(a)、(b)是表示輻射熱計以及它的周邊區(qū)域的形成過程的俯視圖。而且，圖5(a)是圖6(c)所示Va-Va線上的剖視圖，圖5(b)是圖6(d)所示Vb-Vb線上的剖視圖，圖5(d)是圖6(e)所示Vd-Vd線上的剖視圖。
圖13是表示本實施例中的紅外線傳感器整體結(jié)構(gòu)的剖視圖。如同一圖所示，紅外線傳感器包括把具有輻射熱計等電阻元件和開關(guān)晶體管的單元區(qū)域配置為陣列狀的傳感器區(qū)域Rsens；配置了用于控制各單元區(qū)域的電流和動作的晶體管的周邊電路區(qū)域Rperi(控制電路)(參照圖9)。但是，在本實施例中，只說明制造過程中的傳感器區(qū)域Rsens的結(jié)構(gòu)的變化。關(guān)于制造過程中的周邊電路區(qū)域Rperi的結(jié)構(gòu)的變化，與本發(fā)明的特征無關(guān)，能使用眾所周知的CMOS過程。
首先，在圖5(a)所示過程中，在主體晶片100上，形成圖6(a)所示的具有多個孔112x的平板狀的氮化硅膜112。接著，以該氮化硅膜112為掩模，在Si襯底110上進行干蝕刻，在孔112x的正下方形成帶底孔后，通過濕蝕刻把孔在橫向和縱向擴大，形成圖6(b)所示深度約1μm的空洞部119x。此時，在圖5(a)中小的空洞部119x彼此間一定存在壁部110x，但是在接近的孔112x彼此間的下方，119x也可以彼此結(jié)合，變?yōu)楸容^大的空洞部。
而且，如果在氮化硅膜112上形成多晶硅膜113，因為多晶硅膜113沒有完全覆蓋孔112x，所以如圖6(c)所示，在多晶硅膜113上也形成小孔113x。
接著，在圖5(b)所示過程中，如果對多晶硅膜113進行熱氧化，就形成氧化硅膜113a，由于該氧化硅膜113a，孔113x被破壞。在氧化硅膜113a之上堆積了Ti等的導(dǎo)體構(gòu)成的電阻膜后，對它進行刻膜，形成圖6(d)所示具有彎曲線路狀的結(jié)構(gòu)的電阻111。
然后，在襯底上堆積了多晶硅膜后，對多晶硅膜后刻膜，形成柵極133。然后，在位于Si襯底110的柵極133的兩側(cè)的區(qū)域中注入雜質(zhì)(例如，砷，磷等n型雜質(zhì))，形成源區(qū)域131以及漏區(qū)域132。
此時，傳感器區(qū)域以外的周邊晶體管區(qū)域(圖中未顯示)的MIS晶體管也同時形成。然后，圖中雖然未顯示，但是在襯底上，形成覆蓋傳感器區(qū)域和周邊晶體管區(qū)域的已形成構(gòu)件的幾層層間絕緣膜和布線層(即多層布線層)。但是，在本實施例中，該過程中，不形成布線層，在傳感器區(qū)域上只堆積幾層的層間絕緣膜。
接著，在圖5(c)所示過程中，在傳感器區(qū)域的層間絕緣膜上，堆積覆蓋了含有柵極133以及電阻111的襯底的整個上表面的氧化硅膜116。
接著，在圖5(d)以及圖6(e)所示過程中，除去氧化硅膜116中位于電阻111的間隙部的部分。此時，剩下氧化硅膜116的一部分，覆蓋了電阻111。然后，在襯底上堆積由氮化硅膜構(gòu)成的鈍化膜117。該鈍化膜117用于防止水分和潮氣侵入電阻111和開關(guān)晶體管130中。然后，除去鈍化膜117、氧化硅膜113以及氮化硅膜112中位于電阻111的間隙部的部分。由此，電阻元件(輻射熱計)120的形成結(jié)束了。此時，在空洞部119x彼此間存在的壁部110x也被除去，形成了寬的空洞部119。然后，通過由該蝕刻形成的孔Het，空洞部119與外部空間連通。另外，電阻111處于被氧化硅膜113、氧化硅膜116以及鈍化膜117包圍的狀態(tài)。
并且，在圖中未顯示的周邊晶體管區(qū)域中，也能形成該鈍化膜117，使其覆蓋多層布線的最上層。該鈍化膜在LSI制造過程中是極一般形成的。在本實施例中，能由和覆蓋周邊晶體管區(qū)域的鈍化膜公共的氮化膜，在公共的過程中，形成傳感器區(qū)域的鈍化膜117。
接著，在圖5(e)所示過程中，在鈍化膜117中電阻111的周圍的區(qū)域上形成由把電阻111和開關(guān)晶體管130圍在環(huán)狀中的厚度約600nm的金屬(鋁(Al))構(gòu)成的環(huán)狀膜118，此時，環(huán)狀膜118的一部分位于開關(guān)晶體管130的源區(qū)域131的上方。
另外，在圖5(e)中雖然未顯示，但是形成了圖3(a)、(b)所示的布線51a～51e。即在形成了貫穿鈍化膜117和氧化硅膜116到達(dá)雜質(zhì)擴散層(包含源/漏區(qū)域)和輻射熱計的電阻111的接觸孔后，形成填上接觸孔，在鈍化膜上延伸的布線。
接著，在圖5(f)所示過程中，在硅襯底之上準(zhǔn)備具有成為使1.4μm以上波長區(qū)域的紅外線通過的窗的襯底部141、包圍凹部的筒部142、在筒部142的頂端上設(shè)置的由Al構(gòu)成的環(huán)狀膜144的蓋體140。然后，使蓋體140的環(huán)狀膜144和Si襯底110上的環(huán)狀膜118對位，使兩者彼此結(jié)合，形成環(huán)狀接合部15。此時，單元區(qū)域全體具有與圖3(a)、(b)所示幾乎相同的平面形狀和電路結(jié)構(gòu)。
在此，通過對由Al的濺射法形成的Al進行刻膜，形成了各環(huán)狀膜118、144。然后，對環(huán)狀膜118、144進行FAB(First Atom Beam)處理即照射Ar原子的處理，使Al的表面上露出懸空鏈，通過壓接把二者接合。后面將具體描述該接合過程。
并且，在本實施例中，雖然說明了利用了被稱作輻射熱計的電阻的紅外線傳感器的制造過程，但是本發(fā)明中能利用的輻射熱計的形成方法并不局限于該制造過程。另外，也能利用其他類型的紅外線傳感器。此時，進行的是完全不同的制造過程，但是，本發(fā)明的特征并不在于輻射熱計的結(jié)構(gòu)，所以省略了把本發(fā)明適用于其他類型的紅外線傳感器、壓力傳感器、加速度傳感器時的制造過程的說明。
以上，通過圖(a)～(f)所示的制造過程，得到以下兩個效果。
第一，在圖(d)和圖6(e)的過程中，因為在空洞部119x彼此間存在的壁部110x也被除去，形成寬的空洞部119，所以在空洞部119內(nèi)不存在連接上方的電阻元件120和下方的襯底區(qū)域的壁和柱，所以能盡可能減少電阻元件120的散熱，從而能提高紅外線傳感器的檢測靈敏度和檢測精度。
第二，因為通過孔Het，在電阻元件120的下方形成的空洞部119與蓋141內(nèi)的空間連通，所以空洞部119的保護氣具有與蓋141內(nèi)的保護氣相同的真空度。即當(dāng)空洞部119孤立時，空洞部119以圖5(b)所示的氧化過程中的保護氣的狀態(tài)被密封，所以不能使空洞部119維持太高的真空度。對此，在本實施例中，空洞部119的真空度是蓋體140內(nèi)的真空度即形成蓋體140的環(huán)狀接合部15時的真空度(例如，10-2Pa～10-4Pa左右的真空度)。因此，能抑制紅外線傳感器的散熱，能提高紅外線傳感器的檢測靈敏度和檢測精度。
但是，也可以不象本實施例那樣除去所有的壁部，而是留下部分的壁部和柱。此時，能發(fā)揮基于利用金屬鍵和氫鍵形成環(huán)狀接合部15的效果和在各單元區(qū)域上分別設(shè)置蓋體的效果。
并且，圖5所示空洞部119和蓋體140內(nèi)的空間也可以不連通。此時，能發(fā)揮基于利用金屬鍵和氫鍵形成環(huán)狀接合部15的效果和在各單元區(qū)域上分別設(shè)置蓋體的效果。
-蓋體的形成方法-圖7(a)～(f)是表示本實施例的紅外線傳感器中使用的蓋體的形成方法的剖視圖。
首先，在圖(a)所示過程中，在硅晶片之上按順序外延生長Ge層、Si層后得到的蓋用晶片150。當(dāng)在硅晶片之上外延生長厚度約3μm的Ge層時，如上所述，在硅晶片之上，使Ge成分x從0到1變化，外延生長Si1-xGex層后，只外延生長給定的厚度的Ge層。另外，然后在Ge層上使Ge成分比x從1到0變化，外延生長Si1-xGex層后，外延生長厚度約1μm的Si層。然后，在Si層的表面上形成成為用于把紅外線匯聚到各紅外線傳感器的凸透鏡的菲涅耳透鏡。
然后，在蓋用晶片150的形成了菲涅耳透鏡的面在下方的狀態(tài)下，如圖7(a)所示，在與蓋用晶片150的Ge層以及Si層相對的面上，通過蒸鍍法、濺射法，形成厚度約600nm的Al膜。
接著，在圖7(b)所示過程中，在Al膜151上形成保護膜，以保護膜為掩模，對Al膜151蝕刻，形成環(huán)狀膜144。
接著，在圖7(c)所示過程中，以環(huán)狀膜144為掩模(硬掩模)，或留下保護膜進行干蝕刻(RIE)，在蓋用晶片150上形成包圍了成為各紅外線傳感器的空洞的凹部。此時，蓋用晶片150由具有晶片的殘部、Ge層、Si層以及菲涅耳透鏡的襯底部141、筒部142構(gòu)成，筒部142高度即凹部的深度是數(shù)μm以上。
并且，作為蓋體的生成方法，能用具有氧化絕緣層(例如所謂的BOX層)的SOI襯底代替氧化絕緣層。此時，因為能在絕緣層和Si層底的蝕刻選擇比高的條件下，蝕刻Si襯底，所以能在絕緣層的部分，準(zhǔn)確地使凹部的形成停止。
接著，在圖7(d)所示的過程中，在使蓋用晶片150的襯底部141向上的狀態(tài)下，通過使用了ICP-RIE的干蝕刻，在蓋用晶片150的蓋體140上，形成用于分離襯底部141，分別形成各紅外線傳感器的蓋體的切口部152。而且，準(zhǔn)備具有圖5(f)和圖3(a)所示的結(jié)構(gòu)的主體晶片100，在主體晶片100之上形成具有5(f)和圖3(a)所示形狀，并且由Al構(gòu)成的環(huán)狀膜118。
接著，在圖7(e)所示過程中，例如經(jīng)過圖5(a)～圖5(e)所示過程，在形成了紅外線傳感器的主體晶片100之上，放上蓋用晶片150，通過使環(huán)狀膜118、144彼此間結(jié)合，進行基于用于形成圖5(f)所示環(huán)狀接合部的壓接的接合過程。
接著，圖7(f)所示過程中，通過在蓋用晶片150的切口部152，把蓋用晶片按各紅外線傳感器分割，并且把主體晶片100按各紅外線傳感器切割，得到由Si襯底110和蓋體140構(gòu)成的分立型紅外線傳感器(參照圖5(f))。
-基于壓接的接合過程的詳情-圖8是簡要表示壓接中使用的裝置的結(jié)構(gòu)的剖視圖。
如同一圖所示，罐160安裝了用于施加壓接用壓了的支撐構(gòu)件161、用于保持罐160內(nèi)的真空的寬帶旋轉(zhuǎn)式泵162、用于照射Ar的照射裝置163、164。而且，在把主體晶片100配置在上方，把蓋用晶片150配置在下方的狀態(tài)下，從照射裝置163、164向各環(huán)狀膜118、144(參照圖7(d))分別照射Ar原子束。通過蓋處理，除去構(gòu)成環(huán)狀膜118、144的Al表面的污染物和氧化膜。然后，在把罐160內(nèi)的真空度保持在10-4Pa的狀態(tài)下，在常溫下(例如30℃左右)，通過在兩環(huán)狀膜118、144之間外加0.5MPa～20MPa的壓力，使各環(huán)狀膜118、144彼此接合。
此時，可以通過在壓接之前，把環(huán)狀膜118、144加熱到150℃，進行表面吸附的Ar的去除。
并且，因為也可以照射氧原子或其他的中性原子，代替照射Ar原子，能使Al等的金屬的表面露出懸空鏈，所以能取得與本實施例同樣的效果。
作為壓接用金屬，能使用Al以外的其他金屬(包含合金)，特別是，熔點低的In、Cu、Au、Ag、Al-Cu合金等能在常溫或近常溫的低溫下進行接合?？梢允褂猛N的金屬，也可以使用彼此不同的金屬。
例如，通過蒸鍍In膜形成環(huán)狀膜，如果加壓，In膜的表面被破壞，In膜的表面存在的自然氧化膜被破壞，形成了In彼此間的金屬鍵。能使用這樣的壓接。
另外，在壓接方法中，不僅有熱壓接，還有使用超聲波接合的方法、在常溫下產(chǎn)生組成變形進行接合的方法等，可以使用上述任意方法。也能使用利用了Si彼此間、Si-氧化膜間、氧化膜彼此間的氫鍵的接合。
特別是通過在10-2Pa～10-4Pa左右的真空度下的接合，能使內(nèi)部空間具有高真空度，把紅外線傳感器的功能維持在某一高水平，能避免為了保持高真空狀態(tài)的困難性，所以能進行適于實用并且批量生產(chǎn)的接合。
根據(jù)本實施例，不用象所述以往的裝置那樣，把包含多個傳感器、發(fā)射元件等元件的單元陣列全體保持真空狀態(tài)，而是使用形成了多個紅外線傳感器的晶片，因為能把各紅外線傳感器分別密封為真空狀態(tài)，所以能容易地適用于分立型元件。
特別是因為本實施例能原封不動地使用CMOS用工藝，所以是適用于實用的制造方法。
領(lǐng)外，因為不用象以往的技術(shù)那樣，用焊錫接合形成密封部，而是利用Al等軟質(zhì)金屬彼此間的接合形成密封部，所以能容易地適用于紅外線傳感器等元件的小型化。
另外，根據(jù)本實施例的制造過程，當(dāng)在晶片上形成多個分立型紅外線傳感器時，也能把各紅外線傳感器與蓋體接合。如圖7(d)所示，通過在襯底部141上形成切口部152，能使各單元中對接合部施加的應(yīng)力均勻，所以在接合時能不在局部作用大的應(yīng)力，從而能提高連接部的可靠性。
(實施例2)圖9是用于說明本發(fā)明實施例2的紅外線區(qū)域傳感器的結(jié)構(gòu)的電路圖。本實施例的紅外線區(qū)域傳感器的具體結(jié)構(gòu)如圖13所示。
如同一圖所示，在主體襯底上設(shè)置有把具有輻射熱計201和開關(guān)晶體管202的多個單元A1～E5配置為行列狀的陣列。一個單元的大小例如為40μm～50μm左右，但是只要是相當(dāng)于要檢測的紅外線的波長的2倍的20μm以上就可以了。各單元的開關(guān)晶體管202的柵極與從縱向掃描電路209(V-SCAN)延伸的選擇線SEL-1～SEL-5相連。各單元的輻射熱計201的一端與電源提供線205相連，開關(guān)晶體管202的源極與從接地通過基準(zhǔn)電阻Ra～Re延伸的數(shù)據(jù)線204a～204e相連。并且，數(shù)據(jù)線204a～204e分別經(jīng)過開關(guān)晶體管SWa～SWe，與輸出放大器206相連。各開關(guān)晶體管SWa～SWe的柵極與從橫向掃描電路208(H-SCAN)延伸的信號線207a～207e相連。
圖10是表示實施例2的紅外線區(qū)域傳感器的控制方法的定時圖表。如果根據(jù)縱向掃描電路(V-SCAN)的控制，選擇線SEL-1被驅(qū)動，則各單元A1～E1的開關(guān)晶體管202導(dǎo)通，為輻射熱計201提供了經(jīng)過基準(zhǔn)電阻Ra～Re的電壓。而根據(jù)橫向掃描電路(H-SCAN)，開關(guān)晶體管SWa～SWe被按順序驅(qū)動，從各輸出放大器206輸出了各單元A1～E1的數(shù)據(jù)Da1～De1。接著，如果根據(jù)縱向掃描電路(V-SCAN)的控制，選擇線SEL-2被驅(qū)動，根據(jù)橫向掃描電路(H-SCAN)，開關(guān)晶體管SWa～SWe被按順序驅(qū)動，從各輸出放大器206輸出了各單元A2～E2的數(shù)據(jù)Da2～De2。同樣，根據(jù)縱向掃描電路(V-SCAN)、橫向掃描電路(H-SCAN)的控制，從各輸出放大器206按順序輸出了各單元A3～E3的數(shù)據(jù)Da3～De3、各單元A4～E4的數(shù)據(jù)Da4～De、各單元A5～E5的數(shù)據(jù)Da5～De5。
然后，配置了各輻射熱計201的單元的紅外線的輸入水平被合計，得到關(guān)于檢測對象的二維信息。
圖11(a)～(f)是表示實施例2的具有單元陣列的紅外線區(qū)域傳感器的制造過程的立體圖。
在圖11(a)～(e)所示過程中，進行與所述實施例1中的圖7(a)～(e)所示過程相同的處理。
而且，在圖11(f)所示過程中，通過在切口部152分割蓋用晶片150，得到在單元陣列的各單元上設(shè)置有蓋體140的紅外線傳感器。
在此，圖11(f)所示的分割可以設(shè)置切口部152的殘存部的厚度，使其在施加用于接合的壓接力的時刻自然地進行，也可以通過在基于壓接的接合結(jié)束后，在切口部152上另外地施加用于分割的按壓力而進行。
而且，在11(a)～(f)中，因為與圖7(a)～(f)所示紅外線區(qū)域傳感器的結(jié)構(gòu)基本相似，所以采用了相同的符號，但是，分立型裝置中的單元和集成型裝置中的單元一般在尺寸上有很大區(qū)別。
用以往的技術(shù)還無法實現(xiàn)具有直徑(或一邊)在數(shù)百μm以下、高度在數(shù)百μm以下的尺寸的真空室的電子裝置，但是根據(jù)本實施例，能形成有關(guān)的電子裝置。此時，蓋體的筒部的壁厚為數(shù)十μm以下，頂部的厚度在數(shù)百μm以下。特別是能把尺寸為直徑(或一邊)在數(shù)十μm以下、深度在數(shù)μm以下的真空室稱作“μ真空室”。并且，因為用于形成這樣的真空室的技術(shù)有必要把具有亞微米的厚度的環(huán)狀膜彼此間接合，所以也能稱作“納米接合真空室”。
另外，當(dāng)是具有單元陣列的紅外線區(qū)域傳感器時，在主體晶片100上設(shè)置有輻射熱計、連接各單元彼此間的布線、電路等，但是在圖11(a)～(f)中，省略了對這些的圖示。具有單元陣列的紅外線區(qū)域傳感器一般是在一個晶片上形成多個，所以在圖11(f)的過程之后，進行把主體晶片100分割為各芯片的切割。
根據(jù)本實施例，能發(fā)揮以下的效果。
第一，在以往，用一個蓋體覆蓋包含單元陣列整體的大面積的區(qū)域，在進行用于壓接的接合時，有時在局部施加了大的壓接力，有可能造成接合部的破壞和襯底的破裂。與此相比，在本實施例中，當(dāng)在各單元上分別接合蓋體時，如圖11所示，通過在蓋用晶片150上設(shè)置切口部152，能使在基于壓接的接合時施加的應(yīng)力均勻化。此時，也可以通過接合的壓接力使在切口部自然地使蓋用晶片被分割。即能防止在局部產(chǎn)生國大的引力，所以能提高接合時、之后的過程或?qū)嶋H使用時的可靠性。
第二，在以往的紅外線傳感器中，當(dāng)把單元陣列整體通過一個蓋體密封時，當(dāng)接合部的一部分產(chǎn)生接合不良時，單元陣列整體成為廢品，幾乎不可能進行補救。與此相比，根據(jù)本實施例，在把配置了傳感器等元件的多個單元配置為陣列狀的電子裝置中，因為采用了在各單元上分別安裝真空密封用蓋體的結(jié)構(gòu)，所以即使由于一部分的單元的接合部的接合不良導(dǎo)致無法維持正常的真空狀態(tài)時，也能通過采取使用與蓋單元相鄰的單元的信息等的裝置，進行補救。
第三，在以往的把包含單元陣列整體整體的大面積區(qū)域通過一個蓋體密封結(jié)構(gòu)中，當(dāng)單元陣列的面積特別大時或蓋體窗部的厚度薄時，由于外部的大氣和蓋體內(nèi)的負(fù)壓氣氛的壓力差，在窗部產(chǎn)生撓曲，又可能造成窗部的斷裂或窗部和單元的接觸。與此相比，在本實施例中，因為為每個單元設(shè)置有小面積的蓋體，所以不會產(chǎn)生這樣的問題。因此，能減小窗部的厚度，提高紅外線的檢測靈敏度，謀求裝置的小型化。
(實施例3)圖12是表示本發(fā)明實施例3中的具有真空室結(jié)構(gòu)的微小真空晶體管的例子的剖視圖。本實施例的微小真空晶體管包括藍(lán)寶石襯底201；在藍(lán)寶石襯底201之上設(shè)置的作為電子提供層起作用的n-GaN層202；在n-GaN層202之上設(shè)置，并且作為由成分幾乎連續(xù)變化的成分傾斜層構(gòu)成的電子移動層而起作用的AlxGa1-xN層203；在AlxGa1-xN層203之上設(shè)置，作為表面層而起作用的AlN層204；在n-GaN層202之上設(shè)置的下部電極205；在AlN層204之上設(shè)置，并且與AlN層204肖特基接觸的表面電極 206；在AlN層204之上形成，并且具有開口部的第一絕緣層207。而且，第一絕緣層207的開口部的底面的開口露出的AlN層204的表面經(jīng)過第一絕緣層207的的側(cè)面到第一絕緣層207的上表面的區(qū)域上形成表面電極206的薄膜部206a。表面電極206的薄膜部206a由厚度5～10nm左右的薄金屬(Cu等)構(gòu)成，在薄膜部206a中的開口部內(nèi)，與AlN層204肖特基接觸的部分成為電子發(fā)射部。而且，表面電極206的厚膜部206b由第一絕緣層207之上設(shè)置的厚度100nm以上的金屬構(gòu)成，厚膜部206b與薄膜部206a相連，作為布線的連接用小塊而起作用。
而且，在第一絕緣層207之上奢者具有包圍真空室210的源同步的蓋體208，在蓋體208的頂部的內(nèi)表面上設(shè)置有用于收集電子的上部電極209a，在蓋體208的頂部的外表面上設(shè)置有外部電極209b，上部電極209a和外部電極209b通過貫穿蓋體210的頂部的通孔彼此相連。另外，設(shè)置有覆蓋表面電極206的由氮化硅構(gòu)成的鈍化膜211、在鈍化膜211之上形成的由Al構(gòu)成的環(huán)狀膜212、在蓋體208的圓筒部的頂端形成的環(huán)狀膜213，通過壓接，各環(huán)狀膜212、213彼此間接合，形成了環(huán)狀接合部15。而且，真空室210成為內(nèi)徑約10μm、壓力為10-4Pa左右的減壓狀態(tài)。
并且，AlxGa1-xN層203在下端部對于Ga的Al的含有比幾乎為0(x＝0)，相反，在上端部，Al的含有比幾乎為1，即具有傾斜的成分。
該真空晶體管把對應(yīng)于外加在表面電極206和下部電極205之間的信號而發(fā)射的電子用減壓的電子飛越室加速，用上部電極209接收，因為電子飛越為真空的，所以可以作為絕緣性高，內(nèi)部損失小，溫度依賴性小的放大元件或開關(guān)元件。
(實施例4)在所述各實施例中，說明了為各單元區(qū)域分別設(shè)置蓋體的結(jié)構(gòu)，但是本發(fā)明并不局限于相關(guān)的實施例。
圖14是表示本發(fā)明實施例4的紅外線傳感器的整體結(jié)構(gòu)的剖視圖。如同一圖所示，在本實施例中，蓋體不是以一個單元單位覆蓋各單元區(qū)域，而是覆蓋傳感器區(qū)域Rsens的多個單元區(qū)域。而且，環(huán)狀接合部包圍多個單元區(qū)域。蓋體的材料和構(gòu)成環(huán)狀接合部的材料以及形成方法與所述實施例1同樣。
圖15是表示本發(fā)明實施例4的紅外線傳感器的整體結(jié)構(gòu)的剖視圖。如同一圖所示，在本實施例中，不是分別覆蓋各單元區(qū)域，而是覆蓋傳感器區(qū)域Rsens的所有單元區(qū)域。而且，環(huán)狀接合部包圍傳感器區(qū)域Rsens的全體。蓋體的材料和構(gòu)成環(huán)狀接合部的材料以及形成方法與所述實施例1同樣。
根據(jù)本實施例或它的變形例，環(huán)狀接合部與以往的利用焊錫的環(huán)狀接合部不同，是通過利用了金屬鍵或氫鍵的接合或常溫接合形成的，所以能使密封了電阻元件的空間保持高的真空度，從而能進一步提高密封在蓋體內(nèi)的各種傳感器的檢測靈敏度和檢測精度。
(其他的實施例)在所述各實施例中，說明了保持在負(fù)壓氣氛中的元件為輻射熱計和真空晶體管時的情況，但是本發(fā)明并不局限于相關(guān)的實施例。能適用于例如輻射熱計以外的p-n結(jié)二極管等熱電變換元件和檢測或發(fā)射波長40μm～50μm的太拉波的元件等所有需要負(fù)壓氣氛或惰性保護氣的元件。
并且，在所述各實施例中，雖然只在蓋體上設(shè)置有成為空洞部的凹部和包圍它的閉環(huán)狀的筒部，但是本發(fā)明并不局限于相關(guān)的實施例，也可以在蓋體以及主體襯底的雙方上具有成為空洞部的凹部和包圍它的閉環(huán)狀的筒部。另外，也可以只在主體襯底上具有成為空洞部的凹部和包圍它的閉環(huán)狀的筒部，此時，蓋體可以是平板狀的。
另外，作為包圍空洞部的筒部的形狀可以是圓筒狀，也可以是四角筒狀的多角筒狀的。但是，為了使空洞部維持在負(fù)壓氣氛中，應(yīng)該具有閉環(huán)的環(huán)狀結(jié)構(gòu)。
也能利用在平坦的主體襯底上只設(shè)置有凹部，而不存在筒部的。此時，蓋用襯底可以是平板狀的，也可以是具有凹部的。
也能利用在平坦的蓋用襯底上只設(shè)置有凹部，而不存在筒部的。此時，主體襯底可以是平板狀的，也可以是具有凹部的。
另外，在所述各實施例中，是假設(shè)由蓋體密封的空洞部是真空室。此時，如果考慮到基于制造過程中的壓接的環(huán)狀膜的接合的容易性，空洞部內(nèi)的壓力最好室10-2Pa～10-4Pa左右，但是在10-4Pa以下，在達(dá)到10- 7Pa的真空環(huán)境下也能進行接合。
另外，本發(fā)明也能適用于等離子體發(fā)光元件。在壓力為133Pa以下的負(fù)壓氣氛中，對于在含有某一特定的氣體(例如氦氣、氬氣、氖氣、氙氣、氪氣、氫氣、氧氣、氮氣等)特定保護氣中的元件，只要能利用基于壓接的接合，就能適用本發(fā)明。
另外，在所述等離子體發(fā)光元件中，本發(fā)明的蓋體也可以由半導(dǎo)體以外的材料構(gòu)成。例如，通過由氧化膜、氮化膜等透明性材料構(gòu)成蓋體，就能得到把發(fā)出可見光的發(fā)光元件封入負(fù)壓氣氛等中的裝置。當(dāng)采用該結(jié)構(gòu)時，在Si襯底上堆積了透明性絕緣膜等之后，在透明性絕緣膜上形成包圍未到達(dá)Si襯底的凹部的筒部(外側(cè)面也可以到達(dá)Si襯底)，利用在所述各實施例中說明的接合方法，在主體襯底上的每個單元上密封蓋體，而且，通過用干蝕刻等只把Si襯底除去的步驟，就能在各單元上設(shè)置透明性的蓋體。
根據(jù)本發(fā)明，因為設(shè)置有用于把配置了至少一個元件的至少一個單元區(qū)域保持在負(fù)壓氣氛或惰性保護氣中的蓋體，所以就能利用已經(jīng)存在的電子裝置的制造工藝，提供適用于分立型、集成型的任意結(jié)構(gòu)的可靠性高的電子裝置及其制造方法。
權(quán)利要求
1.一種電子裝置，其特征在于包括具有配置了至少一個元件的多個單元區(qū)域的主體襯底；配置在所述主體襯底上的蓋體；設(shè)置在配置了所述多個單元區(qū)域中至少一個單元區(qū)域的所述元件的部位上，并被所述主體襯底和所述蓋體所包圍，被負(fù)壓氣氛或惰性氣體氣氛維持的空洞部；設(shè)置在所述主體襯底和所述蓋體之間，用于從外部空間來遮斷所述空洞部的環(huán)狀接合部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子裝置，其特征在于還包括形成在所述主體襯底上，并包圍所述元件的第一環(huán)狀膜；形成在所述蓋體上的第二環(huán)狀膜；所述環(huán)狀接合部形成在所述第一和第二環(huán)狀膜之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電子裝置，其特征在于所述第一、第二環(huán)狀膜的材料是從Al、In、Cu、Au、Ag、Ti、W、Co、Ta、Al-Cu合金、氧化膜中的至少一種中選擇的材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電子裝置，其特征在于所述第一、第二環(huán)狀膜的材料是彼此相同的材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子裝置，其特征在于所述主體襯底由半導(dǎo)體所構(gòu)成；所述主體襯底上的所述元件和外部電路，通過在所述主體襯底內(nèi)橫貫所述環(huán)狀接合部而形成的雜質(zhì)擴散層來彼此電氣連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1～5中任意一項所述的電子裝置，其特征在于在所述蓋體上設(shè)置有形成所述空洞部的凹部和包圍該凹部的筒部；在所述主體襯底上設(shè)置有與所述筒部配合的配合部。
7.根據(jù)權(quán)利要求1～5中任意一項所述的電子裝置，其特征在于所述電子裝置是從紅外線傳感器、壓力傳感器、加速度傳感器以及真空晶體管中的任意一種中選擇的元件。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電子裝置，其特征在于所述電子裝置是紅外線傳感器；在所述主體襯底上設(shè)置的元件是熱電變換元件。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電子裝置，其特征在于所述蓋體具有Si襯底和設(shè)置在該Si襯底上的、具有小于1.1eV的帶隙的半導(dǎo)體層。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電子裝置，其特征在于所述蓋體的最上層由形成了成為菲涅耳透鏡的衍射晶格的Si層所構(gòu)成。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電子裝置，其特征在于所述電子裝置是具有熱電變換元件、用于支撐所述熱電變換元件的支撐構(gòu)件、和形成在所述支撐構(gòu)件下方的第二空洞部的紅外線檢測傳感器。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電子裝置，其特征在于所述第二空洞部內(nèi)未設(shè)置從所述支撐構(gòu)件延伸的柱或壁。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電子裝置，其特征在于所述第二空洞部與所述空洞部連通。
14.根據(jù)權(quán)利要求1～5中任意一項所述的電子裝置，其特征在于設(shè)置有多個所述環(huán)狀接合部，使其包圍所述多個單元區(qū)域。
15.一種電子裝置的制造方法，其特征在于包括準(zhǔn)備具有配置了至少一個元件的多個單元區(qū)域的主體襯底和蓋用襯底，在所述主體襯底以及所述蓋用襯底中的至少一方上形成包圍所述多個單元區(qū)域中至少一個單元區(qū)域的多個凹部的步驟(a)；通過在所述主體襯底和所述蓋用襯底之間施加按壓力，在所述主體襯底和所述蓋用襯底之間形成環(huán)狀接合部，使所述多個凹部中的至少一部分凹部作為從外部空間遮斷的空洞部而留下來的步驟(b)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的電子裝置的制造方法，其特征在于在所述步驟(a)中，在所述主體襯底、蓋用襯底上分別形成包圍所述凹部的多個第一、第二環(huán)狀膜；在所述步驟(b)中，在所述第一、第二環(huán)狀膜彼此之間形成所述環(huán)狀接合部。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的電子裝置的制造方法，其特征在于所述步驟(b)是通過利用了氫鍵或金屬鍵的接合、或常溫接合來進行的。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的電子裝置的制造方法，其特征在于所述步驟(a)是使用從In、Cu、Al、Au、Ag、Ti、W、Co、Ta、Al-Cu合金、氧化膜中的至少一種中選擇的材料，作為第一、第二環(huán)狀膜的材料來進行的。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的電子裝置的制造方法，其特征在于使用彼此相同的材料作為所述第一、第二環(huán)狀膜的材料。
20.根據(jù)權(quán)利要求15～19中任意一項所述的電子裝置的制造方法，其特征在于所述步驟(b)是在不把所述本體襯底和所述蓋襯底加熱到450℃以上的情況下來進行的。
21.根據(jù)權(quán)利要求15～19中任意一項所述的電子裝置的制造方法，其特征在于在所述步驟(a)中，在所述蓋用襯底上預(yù)先形成把所述蓋用襯底劃分為多個區(qū)域的切口。
22.根據(jù)權(quán)利要求16所述的電子裝置的制造方法，其特征在于在所述步驟(a)中，在所述蓋用襯底上形成被所述各第二環(huán)狀膜包圍的凹部和包圍該凹部的多個筒部。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的電子裝置的制造方法，其特征在于在所述步驟(a)中，在所述主體襯底上形成與所述蓋用襯底的筒部配合的配合部。
24.根據(jù)權(quán)利要求15～19中任意一項所述的電子裝置的制造方法，其特征在于所述步驟(b)是在負(fù)壓氣氛或惰性氣體氣氛中進行的。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的電子裝置的制造方法，其特征在于所述步驟(b)是在比10-4Pa還高壓的負(fù)壓氣氛中進行的。
26.根據(jù)權(quán)利要求15～19中任意一項所述的電子裝置的制造方法，其特征在于還包括在所述步驟(b)之后，把所述主體襯底分割為各單元的步驟。
27.一種電子裝置的制造方法，其特征在于包括準(zhǔn)備具有配置了至少一個元件的多個單元區(qū)域的主體襯底和蓋用襯底，在所述主體襯底和所述蓋用襯底中的至少一方上形成包圍所述多個單元區(qū)域的凹部的步驟(a)；在所述主體襯底和所述蓋用襯底之間施加按壓力，通過利用了氫鍵或金屬鍵的接合、或常溫接合，來形成環(huán)狀接合部的步驟(b)；在所述步驟(b)中，在所述多個單元區(qū)域形成所述環(huán)狀接合部，使所述凹部的至少一部分作為與外部空間遮斷的空洞部而留下來。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的電子裝置的制造方法，其特征在于在所述步驟(a)中，在所述主體襯底上形成包圍多個單元區(qū)域的第一環(huán)狀膜，在所述蓋用襯底上形成具有與所述第一環(huán)狀膜幾乎相同的結(jié)構(gòu)的第二環(huán)狀膜。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的電子裝置的制造方法，其特征在于所述步驟(a)是使用從In、Cu、Al、Au、Ag、Ti、W、Co、Ta、Al-Cu合金、氧化膜中的至少一種中選擇的材料，作為第一、第二環(huán)狀膜的材料來進行的。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的電子裝置的制造方法，其特征在于使用彼此相同的材料作為所述第一、第二環(huán)狀膜的材料。
31.根據(jù)權(quán)利要求27～30中任意一項所述的電子裝置的制造方法，其特征在于所述步驟(b)是在不把所述本體襯底和所述蓋襯底加熱到450℃以上的情況下來進行的。
32.根據(jù)權(quán)利要求27～30中任意一項所述的電子裝置的制造方法，其特征在于所述步驟(a)是利用所述第一、第二環(huán)狀膜包圍配置在一個電子裝置上的所有單元區(qū)域來進行的。
全文摘要
提供利用現(xiàn)有的電子裝置的制造工藝，在每個單元中設(shè)置真空保持用蓋體的電子裝置及其制造方法。在蓋用晶片(150)之上形成Al膜(151)，對Al膜(151)進行刻膜來形成環(huán)狀膜(144)。以環(huán)狀膜(144)為掩模進行干蝕刻，形成包圍成為真空室的凹部的筒部(142)。在蓋用晶片(150)的襯底部(141)上形成了切口部(152)之后，在形成有紅外線區(qū)域傳感器的主體晶片(100)上，載置蓋用晶片(150)。然后，通過壓接使蓋用晶片(150)的環(huán)狀膜(144)和主體晶片(100)的環(huán)狀膜(118)接合，從而形成環(huán)狀接合部(15)。
文檔編號H01L27/146GK1391280SQ0212305
公開日2003年1月15日 申請日期2002年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月11日
發(fā)明者菰渕寬仁, 久保實, 橋本雅彥, 岡嶋道生, 山本真一 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社