[发明专利]电子装置及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种把传感器和晶体管等封入负压气氛或惰性气体气氛内而构成的电子装置。

背景技术

以往，一般把红外线传感器和晶体管等在真空环境(或负压气氛)中发挥高性能的电子装置封入真空密封和陶瓷等的容器内使用。在这种被真空封装的电子装置中有配置了单独的传感器的所谓分立型装置、和把多个传感器和晶体管配置为阵列状的集成型装置。

另一方面，也有以下所述的提案，即不是利用陶瓷等特别容器，而是通过利用了半导体装置的制造工艺的安装方法把已将传感器和发射元件等配置为阵列状的装置封入真空环境中，从而得到小型化、高集成化的电子装置。例如，在国际公开WO95/17014号公报中公开了以下所述方法：在第一晶片上形成了红外线等的检测器或发射元件的单元阵列之后，在第一晶片上以给定间隔配置第二晶片，使两个晶片间保持真空状态，并通过使用焊锡接合单元阵列的周围来把配置有单元阵列的区域封入真空环境中。

但是，在所述公报的技术方案中却存在着以下所述问题。

第一，如果把多个红外线检测器等元件配置为阵列状，则很难使单元阵列周围的接合部全体完全平坦化，所以自然而然地使热压接所需要的按压力变得过大，有可能引起接合中的晶片破损和由残余应力所导致的真空状态的恶化、以及装置动作的不正常等。

第二，当在用于使多个红外线检测器等的元件保持真空状态的接合部的一部分产生接合不良时，单元阵列整体的真空状态被破坏，所以整个装置变得不合格，从而使不合格率上升。

第三，在使用焊锡的接合中，由于焊锡膏中所含有机材料的脱气化，使配置有单元阵列的内部空间的真空度无法达到某一程度以上，所以，例如可能无法提高红外线传感器等的灵敏度。

发明内容

鉴于以上所述问题的存在，本发明的第一目的在于：通过使用把配置了红外线等的检测器和电子发射元件的区域单位封入负压气氛或惰性保护气中的装置，提供适于小型化、集成化的电子装置、及其制造方法。

本发明的第二目的在于：通过使用提高配置有单元阵列的内部空间的真空度的装置来提高红外线传感器等电子装置的功能。

本发明的电子装置包括：具有配置了至少一个元件的多个单元区域的主体衬底；在所述主体衬底上配置的盖体；设置在配置了所述多个单元区域中至少一个单元区域的所述元件的部位，并且被所述主体衬底和所述盖体包围，被负压气氛或惰性气体气氛维持的空洞部；设置在所述主体衬底和所述盖体之间，用于把所述空洞部从外部空间遮断的环状接合部。

据此，就能把需要由负压气氛或惰性保护气等从外部空间遮断的保护气的元件例如红外线传感器、电子发射元件等个别地配置在空洞部中，所以能得到适合于分立型电子装置和配置了多个元件的集成型电子装置的结构。

还包括：在所述主体衬底上形成，并且包围所述元件的第一环状膜；在所述盖体上形成的第二环状膜；所述环状接合部在所述第一和第二环状膜之间形成。由此，能选择构成第一、第二环状膜的材料，设置牢固的环状接合部。

所述第一、第二环状膜的材料最好是从In、Cu、Al、Au、Ag、Ti、W、Co、Ta、Al-Cu合金、氧化膜中的至少一种中选择的材料。

所述第一、第二环状膜的材料最好是彼此相同的材料。

所述主体衬底由半导体构成，所述主体衬底上的所述元件和外部电路通过在所述主体衬底内横贯所述环状接合部而形成的杂质扩散层，彼此电气连接。由此，能提高所述元件和外部电路的电气连接的可靠性。

在所述盖体上设置有形成所述空洞部的凹部和包围该凹部的筒部，在所述主体衬底上设置有与所述筒部配合的配合部。由此，得到了主体衬底和盖体位置关系稳定、接合的可靠性高的电子装置。

所述电子装置最好是从红外线传感器、压力传感器、加速度传感器以及真空晶体管中的任意一种中选择的元件。

当所述电子装置是红外线传感器时，在所述主体衬底上设置的元件是热电变换元件。

此时，所述盖体通过具有Si衬底和在该Si衬底之上设置的具有小于1.1eV的带隙的半导体层，能避免接近可见光的光导致的背景信号的重叠，所以能确保用于红外线检测的动态范围很大，结果，能得到适用于动物和人的检测的电子装置。

此时，通过使所述盖体的最上层由形成了成为菲涅耳透镜的衍射晶格的Si层构成，能在红外线传感器的热电变换元件上汇聚红外线，能提高红外线的检测效率。

所述电子装置最好是具有热电变换元件、用于支撑所述热电变换元件的支撑构件、在所述支撑构件的下方形成的第二空洞部的红外线检测用传感器。