微细机械装置及其制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术的微细机械装置及其制造方法可更容易地防止在各种环境下使用的微细机械装置中的粘连。微细机械装置包括可动部(103)，所述可动部(103)通过支承部(102)支承在基板(101)上，在可动区域内与基板(101)隔开配置，且能够在可动区域内朝基板(101)方向位移。该微细机械装置包括第1凸部(104)，所述第1凸部(104)形成于在可动区域内相对的基板(101)的面(101a)上，具有与可动部(103)的面(103a)相对的平坦的上表面(104a)。该微细机械装置包括：多个第2凸部(105)，它们形成于第1凸部(104)的上表面(104a)；以及多个第3凸部(106)，它们形成于可动部(103)的面(103a)的与第1凸部(104)相对的区域(122)内，大小与第2凸部(105)相同。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种配备微细可动部的微细机械装置及其制造方法。
技术介绍
近年来，在开关或传感器中，使用通过机械性动作来发挥功能的微细机械装置的MEMS(MicroElectroMechanicalSystem(微电子机械系统))受到重视。MEMS已作为压力传感器或加速度传感器而加以使用，与LSI一起逐渐成为重要零件。MEMS具有立体结构，所述立体结构通过使用薄膜形成技术、光刻技术及各种蚀刻技术的微细加工而具备微细的可动结构体。例如，在静电电容式压力传感器中，如图4A、图4B所示，利用支承部403将由于压力而发生位移的较薄的膜片401以隔开的方式支承并配置在基板402上。在基板402与膜片401之间存在空隙，在面向空隙的各部位相对配置电极(未图示)，形成电容。被测定介质的压力施加至膜片401的形成电容那一面的相反侧那一面，在该压力施加下，膜片401内对应于空隙的部分发生变形。上述电极间的距离对应于该变化而发生变化，电极间的电容对应于该变化而发生变化，成为传感器输出。若空隙为真空，则该压力传感器可测量绝对压力。这种微细机械装置存在如下情况：变形后的可动部的一部分与基板接合，而可动部没有在由弹性力产生的反弹下复原(参考专利文献1、2、3、4、5、6)。该现象称为粘连或粘着等，在微细机械装置中是一个问题。例如，就像静电电容式隔膜真空计那样测量比大气压小的压力的压力传感器而言，由于在搬送、安装时或维护时会暴露在大气中，因此会频繁发生被施加测量范围以上的过大压力的状况。当如此被施加过大压力时，受压的膜片401会像图4C所示那样超过实际使用范围而较大程度地弯曲，导致膜片401的一部分接触到基板402(触底)。因膜片401的厚度以及变形区域的大小还有膜片401的材料等设计参数的不同，上述触底的状态不一样，但大多数情况下，触底会导致粘连的发生。在压力传感器的情况下，当发生粘连时，即便去除压力，膜片也不会复原而给出犹如施加有压力一样的输出，从而导致测定的错误。尤其是在由表面粗糙度(Rz)为0.1～数nm的极为平坦的基材制作的微细机械装置中，是一个大问题。以往，为了防止上述粘连，业界有在可动部或基板中的至少一方的相对的表面形成突起等微细结构而减少接触面积来抑制接触力。具体而言，使用熟知的半导体装置的制造技术，在构成微细机械装置的硅等半导体或石英等基材上形成微小的突起。例如，通过利用公知的光刻技术及蚀刻技术的图案化，形成数μm大小的突起部。此外，作为其他技术，还有形成使表面稳定的表面覆膜来减小所产生的引力的方法、通过喷砂等使表面变得粗糙来形成突起的方法。【现有技术文献】【专利文献】【专利文献1】日本专利特表平10-512675号公报【专利文献2】日本专利特开平11-340477号公报【专利文献3】日本专利特开2000-040830号公报【专利文献4】日本专利特开2000-196106号公报【专利文献5】日本专利特开2002-299640号公报【专利文献6】日本专利特开2007-078439号公报
技术实现思路
【专利技术要解决的问题】另外，为了使装置应对使用环境而具有耐蚀性、耐压性、耐热性，蓝宝石等晶体材料或氧化铝陶瓷等材料一直被用于压力传感器。不过，这种材料具有高绝缘性，与硅或玻璃等情况相比，更容易发生粘连。尤其是当变为膜片较薄的结构时，数μm左右的大小的突起物并非有效对策。因此，必须形成亚μm以下的尺寸的微小凹凸，但蓝宝石或氧化铝陶瓷等材料在具有高机械强度、高耐蚀性、耐化学药品性的另一方面，比硅或玻璃等材料难加工，而亚μm以下的尺寸的微细加工极为困难。此外，虽然还有利用使表面稳定的表面覆膜来防止粘连的技术，但在该情况下，表面覆膜大多使用有机材料，在高温环境下使用的情况下，或者在将膜片与基板之间的空间设为真空的构成中，有机材料无法使用。如上所述，以往存在如下问题：防止在各种环境下使用的微细机械装置中的粘连这一内容无法容易地实现。本专利技术是为了消除如上问题而成，其目的在于做到可更容易地防止在各种环境下使用的微细机械装置中的粘连。【解决问题的技术手段】本专利技术的微细机械装置的制造方法为一种包括可动部的微细机械装置的制造方法，所述可动部通过支承部支承在基板上，在可动区域内与基板隔开配置，且能够在可动区域内朝基板方向位移，该微细机械装置的制造方法包括：第1工序，在可动区域内相对的基板及可动部中的一方的表面形成第1凸部，所述第1凸部具有与基板或可动部中的另一方的表面相对的平坦的上表面；第2工序，在第1凸部的上表面形成第1材料膜，所述第1材料膜含有构成基板及可动部的材料的成分；第3工序，加热并煅烧第1材料膜，由此使第1材料膜凝集及晶体化，从而在第1凸部的上表面形成多个第2凸部；第4工序，在基板或可动部中的另一方的表面的与第1凸部相对的区域内形成第2材料膜，所述第2材料膜含有构成基板及可动部的材料的成分；以及第5工序，加热并煅烧第2材料膜，由此使第2材料膜凝集及晶体化，从而在区域内形成大小与第2凸部相同的多个第3凸部。在上述微细机械装置的制造方法中，构成基板及可动部的材料为蓝宝石或氧化铝陶瓷，第1材料膜及第2材料膜由非晶氧化铝构成即可。在上述微细机械装置的制造方法中，第1材料膜及第2材料膜通过原子层沉积法、溅镀法、化学气相沉积法中的任一种而形成即可。此外，第1材料膜及第2材料膜也可通过溶胶凝胶法而形成。此外，第1材料膜及第2材料膜也可通过煅烧由金属醇盐、金属络合物、金属有机酸盐中的任一种构成的涂膜而形成。此外，本专利技术的微细机械装置包括：可动部，其通过支承部支承在基板上，在可动区域内与基板隔开配置，且能够在可动区域内朝基板方向位移；第1凸部，其形成于在可动区域内相对的基板及可动部中的一方的表面，具有与基板或可动部中的另一方的表面相对的平坦的上表面；多个第2凸部，它们形成于第1凸部的上表面；以及多个第3凸部，它们形成于基板或可动部中的另一方的表面的与第1凸部相对的区域内，大小与第2凸部相同，并且，第2凸部及第3凸部是通过将含有构成基板及可动部的材料的成分的材料膜加热并煅烧来使材料膜凝集及晶体化而形成的。【专利技术的效果】通过以上所说明的内容，根据本专利技术，获得如下优异效果：可更容易地防止在各种环境下使用的微细机械装置中的粘连。附图说明图1A为表示本专利技术的实施方式中的微细机械装置的构成例的截面图。图1B为表示本专利技术的实施方式中的微细机械装置的局部构成例的截面图。图2A为用以说明本专利技术的实施方式中的微细机械装置的制造方法的、表示中途工序的状态的截面图。图2B为用以说明本专利技术的实施方式中的微细机械装置的制造方法的、表示中途工序的状态的截面图。图2C为用以说明本专利技术的实施方式中的微细机械装置的制造方法的、表示中途工序的状态的截面图。图2D为用以说明本专利技术的实施方式中的微细机械装置的制造方法的、表示中途工序的状态的截面图。图2E为用以说明本专利技术的实施方式中的微细机械装置的制造方法的、表示中途工序的状态的截面图。图2F为用以说明本专利技术的实施方式中的微细机械装置的制造方法的、表示中途工序的状态的截面图。图2G为用以说明本专利技术的实施方式中的微细机械装置的制造方法的、表示中途工序的状态的截面图。图2H为用以说明本专利技术的实施方式中的微细机械装置的制造方法的、表示中途本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微细机械装置的制造方法，所述微细机械装置包括可动部，所述可动部通过支承部支承在基板上，在可动区域内与所述基板隔开配置，且能够在所述可动区域内朝所述基板方向位移，该微细机械装置的制造方法的特征在于，包括：第1工序，在所述可动区域内相对的所述基板及所述可动部中的其中一方的表面形成第1凸部，所述第1凸部具有与所述基板或所述可动部中的另一方的表面相对的平坦的上表面；第2工序，在所述第1凸部的所述上表面形成第1材料膜，所述第1材料膜含有构成所述基板及所述可动部的材料的成分；第3工序，加热并煅烧所述第1材料膜，由此使所述第1材料膜凝集及晶体化，从而在所述第1凸部的所述上表面形成多个第2凸部；第4工序，在所述基板或所述可动部中的另一方的表面的与所述第1凸部相对的区域内形成第2材料膜，所述第2材料膜含有构成所述基板及所述可动部的材料的成分；以及第5工序，加热并煅烧所述第2材料膜，由此使所述第2材料膜凝集及晶体化，从而在所述区域内形成大小与所述第2凸部相同的多个第3凸部。

【技术特征摘要】
2015.09.01 JP 2015-1718551.一种微细机械装置的制造方法，所述微细机械装置包括可动部，所述可动部通过支承部支承在基板上，在可动区域内与所述基板隔开配置，且能够在所述可动区域内朝所述基板方向位移，该微细机械装置的制造方法的特征在于，包括：第1工序，在所述可动区域内相对的所述基板及所述可动部中的其中一方的表面形成第1凸部，所述第1凸部具有与所述基板或所述可动部中的另一方的表面相对的平坦的上表面；第2工序，在所述第1凸部的所述上表面形成第1材料膜，所述第1材料膜含有构成所述基板及所述可动部的材料的成分；第3工序，加热并煅烧所述第1材料膜，由此使所述第1材料膜凝集及晶体化，从而在所述第1凸部的所述上表面形成多个第2凸部；第4工序，在所述基板或所述可动部中的另一方的表面的与所述第1凸部相对的区域内形成第2材料膜，所述第2材料膜含有构成所述基板及所述可动部的材料的成分；以及第5工序，加热并煅烧所述第2材料膜，由此使所述第2材料膜凝集及晶体化，从而在所述区域内形成大小与所述第2凸部相同的多个第3凸部。2.根据权利要求1所述的微细机械装置的制造方法，其特征在于，构成所述基板及所述可动部的材料为蓝宝石或...

【专利技术属性】
技术研发人员：石原卓也，添田将，关根正志，栃木伟伸，
申请(专利权)人：阿自倍尔株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP