谐振装置和谐振装置制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供能够抑制谐振器的振动空间的真空度降低的谐振装置和谐振装置制造方法。谐振装置(1)具备：包含谐振器(10)的MEMS基板(50)，在与MEMS基板(50)对置的面包含氧化硅膜(L31)的上盖(30)，以及将MEMS基板(50)与上盖(30)接合以便密封谐振器(10)的振动空间的接合部(60)；氧化硅膜(L31)包含在俯视上盖(30)时形成于振动空间的周围的至少一部分且贯通至上盖(30)的背面的贯通孔(TH1)，贯通孔(TH1)包含第1金属层(80)。包含第1金属层(80)。包含第1金属层(80)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】谐振装置和谐振装置制造方法


本专利技术涉及谐振装置和谐振装置制造方法。

技术介绍

以往，使用MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)技术制造的谐振装置得到了普及。该装置例如在具有谐振器的下侧基板接合上侧基板而形成。例如，在专利文献1中公开了一种晶片的接合方法，包括：准备在表面形成有具有第1刚性率的第1金属层的第1晶片以及在表面形成有具有比第1刚性率高的第2刚性率的第2金属层的第2晶片的工序；不除去第1金属层的表面的氧化膜，而除去第2金属层的表面的氧化膜的工序；以及将第1晶片的表面与第2晶片的表面接合的工序。另外，专利文献1中，作为将上侧基板以其周缘部接在压电谐振器的支承框上的方法，通过由以铝(Al)为主成分的金属形成的第1金属层和由以锗(Ge)为主成分的金属形成的第2金属的共晶接合而将压电谐振器与上侧基板接合。现有技术文献专利文献专利文献1：国际公开第2016/080506号

技术实现思路

如专利文献1那样将铝(Al)与锗(Ge)进行共晶接合时，如果想要在硅基板上形成共晶层，则硅(Si)向共晶层扩散。因此，提出了在硅基板上形成二氧化硅(SiO2)等氧化膜而抑制向共晶层扩散的方法。然而，已知二氧化硅(SiO2)等氧化膜会使氦等气体透过。因此，在存在氦气的环境下时，有时氦气从氧化膜侵入，谐振器的振动空间的真空度降低。真空度降低的结果，有可能使装置内部的谐振器的Q值等振动特性劣化。本专利技术是鉴于这样的情况而作出的，其目的在于提供能够抑制谐振器的振动空间的真空度降低的谐振装置和谐振装置制造方法。本专利技术的一个方面的谐振装置具备：包含谐振器的第1基板，在与第1基板对置的面包含第1氧化膜的第2基板，以及将第1基板与第2基板接合以便密封谐振器的振动空间的接合部；第1氧化膜包含在俯视第2基板时形成于振动空间的周围的至少一部分且贯通至面的第1贯通孔，第1贯通孔包含第1金属。本专利技术的另一个方面的谐振装置制造方法包括：准备包含谐振器的第1基板的工序，准备在与第1基板对置的面包含第1氧化膜的第2基板的工序，以及将第1基板与第2基板接合以便密封谐振器的振动空间的工序；准备第2基板的工序包括：在俯视第2基板时在第1氧化膜的振动空间的周围的至少一部分形成贯通至面的第1贯通孔，以及在第1贯通孔形成第1金属。根据本专利技术，能够抑制谐振器的振动空间的真空度降低。
附图说明
图1是概略地表示本专利技术的一个实施方式的谐振装置的外观的立体图。图2是概略地表示图1所示的谐振装置的结构的分解立体图。图3是概略地表示图所示的谐振器的结构的俯视图。图4是概略地表示图1～图3所示的谐振装置的沿着IV－IV线的截面的构成的截面图。图5是表示图4所示的接合部的周边的构成的主要部分放大截面图。图6是概略地表示俯视图1～图4所示的上盖的背面时的构成的俯视图。图7是表示本专利技术的一个实施方式的谐振装置的制造方法的流程图。图8是用于说明图7所示的工序的截面图。图9是用于说明图7所示的工序的截面图。图10是用于说明图7所示的工序的截面图。图11是用于说明图7所示的工序的截面图。图12是用于说明图7所示的工序的截面图。图13是用于说明图7所示的工序的截面图。图14是表示图5所示的接合部的周边的第1变形例的主要部分放大截面图。图15是表示图5所示的接合部的周边的第2变形例的主要部分放大截面图。图16是表示图5所示的接合部的周边的第3变形例的主要部分放大截面图。图17是概略地表示俯视第3变形例的MEMS基板的表面时的构成的俯视图。
具体实施方式
以下对本专利技术的实施方式进行说明。在以下的附图的记载中，相同或类似的构成要素由相同或类似的符号表示。附图是例示的，各部的尺寸、形状是示意性的，不应该将本专利技术的技术范围限定于该实施方式而解释。＜实施方式＞首先，参照图1和图2对本专利技术的一个实施方式的谐振装置的概略构成进行说明。图1是概略地表示本专利技术的一个实施方式的谐振装置1的外观的立体图。图2是概略地表示图1所示的谐振装置1的结构的分解立体图。谐振装置1具备下盖20、谐振器10(以下，也将下盖20和谐振器10一并称为“MEMS基板50”)和上盖30。即，谐振装置1是依次层叠MEMS基板50、接合部60和上盖30而构成的。应予说明，MEMS基板50相当于本专利技术的“第1基板”的一个例子，上盖30相当于本专利技术的“第2基板”的一个例子。以下，对谐振装置1的各构成进行说明。应予说明，以下的说明中，将谐振装置1中设置有上盖30的侧作为上(或表)、将设置有下盖20的侧作为下(或背)进行说明。谐振器10为使用MEMS技术制造的MEMS振子。谐振器10和上盖30介由后述的接合部60而接合。另外，谐振器10和下盖20分别使用硅(Si)基板(以下，称为“Si基板”)而形成，Si基板彼此相互接合。应予说明，MEMS基板50(谐振器10和下盖20)也可以使用SOI基板而形成。上盖30沿着XY平面以平板状扩张，在其背面形成有例如平坦的长方体形状的凹部
31。凹部31由侧壁33包围，形成谐振器10振动的空间即振动空间的一部分。另外，在上盖30的凹部31的谐振器10侧的面形成有后述的吸气剂层34。应予说明，上盖30也可以不具有凹部31而为平板状的构成。下盖20具有：沿着XY平面设置的矩形平板状的底板22以及从底板22的周缘部沿Z轴方向即下盖20与谐振器10的层叠方向的侧壁23。在下盖20，在与谐振器10对置的面形成有由底板22的表面和侧壁23的内面形成的凹部21。凹部21形成谐振器10的振动空间的一部分。应予说明，下盖20也可以不具有凹部21而为平板状的构成。另外，也可以在下盖20的凹部21的谐振器10侧的面形成有吸气剂层。接着，参照图3对本专利技术的一个实施方式的谐振器10的概略构成进行说明。该图是概略地表示图2所示的谐振器10的结构的俯视图。如图3所示，谐振器10使用MEMS技术制造的MEMS振子，图3的正交坐标系中的XY平面内进行面外振动。应予说明，谐振器10不限定于使用面外弯曲振动模式的谐振器。谐振装置1的谐振器例如也可以使用扩展振动模式、纵向厚度振动模式、兰姆波振动模式、面内弯曲振动模式、表面波振动模式。这些振子例如应用于定时装置、RF滤波器、双工器、超声波换能器、陀螺仪传感器、加速度传感器等。另外，也可以用于具有致动器功能的压电镜、压电陀螺仪、具有压力传感器功能的压电麦克风、超声波振动传感器等。此外，也可以应用于静电MEMS元件、电磁驱动MEMS元件、压电电阻MEMS元件。谐振器10具备振动部120、保持部140和保持臂110。保持部140形成为矩形的框状以沿着XY平面包围振动部120的外侧。例如、保持部140从棱柱形状的框体一体地形成。应予说明，保持部140只要设置于振动部120的周围的至少一部分即可，并不限定于框状的形状。保持臂110设置于保持部140的内侧，将振动部120与保持部140连接。振动部120设置于保持部140的内侧，在振动部120与保持部140之间以规定的间隔形成有空间。图3所示的例子中，振动部120具有基部130和4个振动臂135A～135D(以下，也统称为“本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种谐振装置，具备：包含谐振器的第1基板，第2基板，在与所述第1基板对置的面包含第1氧化膜，以及接合部，将所述第1基板与所述第2基板接合以便密封所述谐振器的振动空间；所述第1氧化膜包含在俯视所述第2基板时形成于所述振动空间的周围的至少一部分且贯穿至所述面的第1贯通孔，所述第1贯通孔包含第1金属。2.根据权利要求1所述的谐振装置，其中，所述接合部包含以形成于所述第1基板的第2金属与形成于所述第2基板的第3金属的共晶合金为主成分的共晶层，所述第1金属的材料与所述第3金属的材料相同。3.根据权利要求2所述的谐振装置，其中，所述第2金属为以铝为主成分的金属，所述第3金属为锗。4.根据权利要求2所述的谐振装置，其中，所述第2金属为锗，所述第3金属为以铝为主成分的金属。5.根据权利要求3或4所述的谐振装置，其中，所述以铝为主成分的金属为铝、铝－铜合金或铝－硅－铜合金。6.根据权利要求2～5中任一项所述的谐振装置，其中，所述第1基板包含层叠于与所述第2基板对置的面的压电膜和第2氧化膜，所述第2氧化膜包含在俯视所述第1基板时形成于所述振动空间的周围的至少一部分且贯通至所述压电膜的第2贯通孔，所述第2贯通孔...

【专利技术属性】
技术研发人员：福光政和，樋口敬之，
申请(专利权)人：株式会社村田制作所，
类型：发明
国别省市：