JP2001150398A - シリコンウェハの接合方法 - Google Patents
シリコンウェハの接合方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 シリコン基板同士を接合する際に、接合面に
おけるボイドの発生を抑え、接合界面での剥離等のおそ
れがないシリコンウェハの接合方法を提供する。 【解決手段】 回路素子３が形成された第１のシリコン
基板１と、台座となる第２のシリコン基板１１とを重ね
合わせて接合する際に、第１のシリコン基板１にＡｕの
拡散を防止する拡散防止層４を形成し、その上にＡｕ層
５を形成し、第２のシリコン基板にＡｕの拡散を防止す
る拡散防止層１３を形成し、その上にＡｕ層１４を形成
し、第１及び第２のシリコン基板１，１１のＡｕ層５，
１４同士を重ね、所定の荷重及び温度を加えて両シリコ
ン基板１，１１のＡｕ層５，１４同士を接合する。拡散
防止層は、Ｔｉ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｗ，Ａｌ等の金属薄膜、
シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、又はガラス薄膜で形
成する。
おけるボイドの発生を抑え、接合界面での剥離等のおそ
れがないシリコンウェハの接合方法を提供する。 【解決手段】 回路素子３が形成された第１のシリコン
基板１と、台座となる第２のシリコン基板１１とを重ね
合わせて接合する際に、第１のシリコン基板１にＡｕの
拡散を防止する拡散防止層４を形成し、その上にＡｕ層
５を形成し、第２のシリコン基板にＡｕの拡散を防止す
る拡散防止層１３を形成し、その上にＡｕ層１４を形成
し、第１及び第２のシリコン基板１，１１のＡｕ層５，
１４同士を重ね、所定の荷重及び温度を加えて両シリコ
ン基板１，１１のＡｕ層５，１４同士を接合する。拡散
防止層は、Ｔｉ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｗ，Ａｌ等の金属薄膜、
シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、又はガラス薄膜で形
成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はシリコンウェハの接
合方法に関し、詳しくは、ピエゾ抵抗型半導体圧力セン
サ、加速度センサ、アクチュエータ等のマイクロマシン
の製造プロセスにおいて、シリコン基板同士を接合する
方法に関する。
合方法に関し、詳しくは、ピエゾ抵抗型半導体圧力セン
サ、加速度センサ、アクチュエータ等のマイクロマシン
の製造プロセスにおいて、シリコン基板同士を接合する
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】図４は、本発明が適用されるマイクロマ
シンの一例として、ピエゾ抵抗型半導体圧力センサの構
造を示している。このセンサは微小圧力によって生ずる
センサチップの歪みを電気信号として取り出す働きを有
する。センサチップ２１と台座ガラス２２からなるセン
サ本体がプラスチックパッケージ２３に低応力のシリコ
ーン又はエポキシ系接着剤２４で固定されている。プラ
スチックパッケージ２３及び台座ガラス２２には、セン
サチップ２１に流体の圧力を導入する貫通孔２５が設け
られている。センサチップ２１の肉薄部（ダイヤフラム
部）２６には流体の圧力によって生ずる歪みを電気信号
に変換するピエゾ抵抗素子（図示せず）が備えられてい
る。プラスチックパッケージ２３にはリード２７がプリ
モールドされており、金又はアルミ製のワイヤ２８によ
ってピエゾ抵抗素子とリード２７とが電気接続されてい
る。
シンの一例として、ピエゾ抵抗型半導体圧力センサの構
造を示している。このセンサは微小圧力によって生ずる
センサチップの歪みを電気信号として取り出す働きを有
する。センサチップ２１と台座ガラス２２からなるセン
サ本体がプラスチックパッケージ２３に低応力のシリコ
ーン又はエポキシ系接着剤２４で固定されている。プラ
スチックパッケージ２３及び台座ガラス２２には、セン
サチップ２１に流体の圧力を導入する貫通孔２５が設け
られている。センサチップ２１の肉薄部（ダイヤフラム
部）２６には流体の圧力によって生ずる歪みを電気信号
に変換するピエゾ抵抗素子（図示せず）が備えられてい
る。プラスチックパッケージ２３にはリード２７がプリ
モールドされており、金又はアルミ製のワイヤ２８によ
ってピエゾ抵抗素子とリード２７とが電気接続されてい
る。
【０００３】図５は、上記のようなセンサチップ２１と
台座ガラス２２からなるセンサ本体の製造プロセスの一
例を示している。ダイヤフラム部３３及びピエゾ抵抗素
子３４を含む複数のセンサチップが形成されたセンサ基
板（ウェハ）３１と貫通孔３５が形成された複数の台座
ガラスに相当するパイレックスガラス製のガラス基板３
２とが陽極接合によって接合される。その後、ダイシン
グによって個々のセンサ本体に切り分けられる。このよ
うにして、図４に示したセンサチップ２１と台座ガラス
２２からなるセンサ本体を製造することにより、プラス
チックパッケージ２３からの応力の影響を抑え、センサ
チップ２１の高精度化が可能になる。
台座ガラス２２からなるセンサ本体の製造プロセスの一
例を示している。ダイヤフラム部３３及びピエゾ抵抗素
子３４を含む複数のセンサチップが形成されたセンサ基
板（ウェハ）３１と貫通孔３５が形成された複数の台座
ガラスに相当するパイレックスガラス製のガラス基板３
２とが陽極接合によって接合される。その後、ダイシン
グによって個々のセンサ本体に切り分けられる。このよ
うにして、図４に示したセンサチップ２１と台座ガラス
２２からなるセンサ本体を製造することにより、プラス
チックパッケージ２３からの応力の影響を抑え、センサ
チップ２１の高精度化が可能になる。
【０００４】センサ基板３１とガラス基板３２との陽極
接合は、約３００〜５００℃の真空又は窒素雰囲気中
で、ガラス基板３２とセンサ基板３１との間に４００〜
１０００Ｖ程度の直流電圧を印加し、数百グラムの荷重
を印加することによって行われる。ガラス基板３２側に
下ヒータ電極３６を設け、０Ｖ電位に維持する。一方、
センサ基板３１側に陽極ピン３７を設け、４００〜１０
００Ｖ程度の直流電圧を印加する。
接合は、約３００〜５００℃の真空又は窒素雰囲気中
で、ガラス基板３２とセンサ基板３１との間に４００〜
１０００Ｖ程度の直流電圧を印加し、数百グラムの荷重
を印加することによって行われる。ガラス基板３２側に
下ヒータ電極３６を設け、０Ｖ電位に維持する。一方、
センサ基板３１側に陽極ピン３７を設け、４００〜１０
００Ｖ程度の直流電圧を印加する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記のような陽極接合
によってセンサ基板３１とガラス基板３２とを接合する
方法では、台座ガラスとなるガラス基板３２の熱膨張係
数とセンサ基板（シリコンウェハ）３１の熱膨張係数と
のわずかな相違に起因する問題があった。すなわち、接
合されたセンサ基板３１とガラス基板３２とをダイシン
グによって切り分けてできたセンサチップ２１と台座ガ
ラス２２からなるセンサ本体には、上記の熱膨張係数の
違いに起因する応力が内在しているために、センサ本体
がオフセット電圧を有する。また、出力スパンの温度特
性の変動も無視できない。
によってセンサ基板３１とガラス基板３２とを接合する
方法では、台座ガラスとなるガラス基板３２の熱膨張係
数とセンサ基板（シリコンウェハ）３１の熱膨張係数と
のわずかな相違に起因する問題があった。すなわち、接
合されたセンサ基板３１とガラス基板３２とをダイシン
グによって切り分けてできたセンサチップ２１と台座ガ
ラス２２からなるセンサ本体には、上記の熱膨張係数の
違いに起因する応力が内在しているために、センサ本体
がオフセット電圧を有する。また、出力スパンの温度特
性の変動も無視できない。
【０００６】そこで、台座ガラスに代えて、センサ基板
３１と同じ材質のシリコンウェハで台座を形成すること
が考えられる。この場合、センサ基板３１と台座となる
シリコン基板（以下、台座基板という）を接合する方法
として、Ａｕ−Ｓｉ共晶結合による方法がある。
３１と同じ材質のシリコンウェハで台座を形成すること
が考えられる。この場合、センサ基板３１と台座となる
シリコン基板（以下、台座基板という）を接合する方法
として、Ａｕ−Ｓｉ共晶結合による方法がある。
【０００７】図６は、Ａｕ−Ｓｉ共晶結合によるセンサ
基板３１と台座基板４１との接合を示している。まず、
センサ基板３１の接合面にスパッタリング又は蒸着によ
ってＡｕ層４２を数μｍの厚さに形成する。この後、Ａ
ｕ−Ｓｉ共晶温度３６３℃より高い温度（約４００℃）
の雰囲気中でセンサ基板３１のＡｕ層４２と台座基板４
１の接合面とを重ねて数ｋｇ／ｃｍ2から数十ｋｇ／ｃ
ｍ2の加重を印加することにより、Ａｕ−Ｓｉ共晶結合
を形成する。
基板３１と台座基板４１との接合を示している。まず、
センサ基板３１の接合面にスパッタリング又は蒸着によ
ってＡｕ層４２を数μｍの厚さに形成する。この後、Ａ
ｕ−Ｓｉ共晶温度３６３℃より高い温度（約４００℃）
の雰囲気中でセンサ基板３１のＡｕ層４２と台座基板４
１の接合面とを重ねて数ｋｇ／ｃｍ2から数十ｋｇ／ｃ
ｍ2の加重を印加することにより、Ａｕ−Ｓｉ共晶結合
を形成する。
【０００８】このように、センサ基板３１と同じ材質の
シリコンウェハで台座を形成すれば、従来のようにガラ
スで台座を形成する場合の熱膨張係数の違いに起因する
問題は解消される。
シリコンウェハで台座を形成すれば、従来のようにガラ
スで台座を形成する場合の熱膨張係数の違いに起因する
問題は解消される。
【０００９】しかしながら、Ａｕ−Ｓｉ共晶結合の場
合、図６中に矢印で示すように、Ａｕ層４２中のＡｕ原
子がセンサ基板３１及び台座基板４１のシリコンバルク
内部へ拡散し、その結果、接合面にボイドが発生すると
いった別の問題がある。接合面にボイドが発生すると、
接合強度が弱くなり接合界面での剥離が生ずるおそれが
ある。
合、図６中に矢印で示すように、Ａｕ層４２中のＡｕ原
子がセンサ基板３１及び台座基板４１のシリコンバルク
内部へ拡散し、その結果、接合面にボイドが発生すると
いった別の問題がある。接合面にボイドが発生すると、
接合強度が弱くなり接合界面での剥離が生ずるおそれが
ある。
【００１０】本発明は上記のような問題を解決し、圧力
センサにおいてセンサ基板と同じ材質のシリコンウェハ
で台座を形成する場合のように、シリコン基板同士を接
合する際に、接合面におけるボイドの発生を抑え、接合
界面での剥離等のおそれがないシリコンウェハの接合方
法を提供することを目的とする。
センサにおいてセンサ基板と同じ材質のシリコンウェハ
で台座を形成する場合のように、シリコン基板同士を接
合する際に、接合面におけるボイドの発生を抑え、接合
界面での剥離等のおそれがないシリコンウェハの接合方
法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明によるシリコンウ
ェハの接合方法は、回路素子が形成された第１のシリコ
ン基板と、台座となる第２のシリコン基板とを重ね合わ
せて接合する際に、第１のシリコン基板にＡｕの拡散を
防止する拡散防止層を形成し、その上にＡｕ層を形成
し、第２のシリコン基板にＡｕの拡散を防止する拡散防
止層を形成し、その上にＡｕ層を形成し、第１及び第２
のシリコン基板のＡｕ層同士を重ね、所定の荷重及び温
度を加えて両シリコン基板のＡｕ層同士を接合すること
を特徴とする。
ェハの接合方法は、回路素子が形成された第１のシリコ
ン基板と、台座となる第２のシリコン基板とを重ね合わ
せて接合する際に、第１のシリコン基板にＡｕの拡散を
防止する拡散防止層を形成し、その上にＡｕ層を形成
し、第２のシリコン基板にＡｕの拡散を防止する拡散防
止層を形成し、その上にＡｕ層を形成し、第１及び第２
のシリコン基板のＡｕ層同士を重ね、所定の荷重及び温
度を加えて両シリコン基板のＡｕ層同士を接合すること
を特徴とする。
【００１２】上記のような接合方法によれば、Ａｕ層中
のＡｕ原子の第１又は第２のシリコン基板の内部への拡
散がそれぞれのシリコン基板に形成された拡散防止層に
よって抑制される。その結果、接合面におけるボイドの
発生が抑えられ、強固な接合が実現する。
のＡｕ原子の第１又は第２のシリコン基板の内部への拡
散がそれぞれのシリコン基板に形成された拡散防止層に
よって抑制される。その結果、接合面におけるボイドの
発生が抑えられ、強固な接合が実現する。
【００１３】上記の拡散防止層は、Ｔｉ，Ｎｉ，Ｃｒ，
Ｗ，Ａｌの少なくともいずれか１つを含む金属薄膜で形
成することが好ましい。あるいは、拡散防止層をシリコ
ン酸化膜又はシリコン窒化膜で形成することも好まし
い。拡散防止層をスパッタリングによるガラス薄膜で形
成してもよい。
Ｗ，Ａｌの少なくともいずれか１つを含む金属薄膜で形
成することが好ましい。あるいは、拡散防止層をシリコ
ン酸化膜又はシリコン窒化膜で形成することも好まし
い。拡散防止層をスパッタリングによるガラス薄膜で形
成してもよい。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施形態を説明する。
の実施形態を説明する。
【００１５】図１から図３は、本発明に係るシリコンウ
ェハの接合方法をピエゾ抵抗型半導体圧力センサの製造
プロセスに適用した実施形態を示している。
ェハの接合方法をピエゾ抵抗型半導体圧力センサの製造
プロセスに適用した実施形態を示している。
【００１６】図１は本実施形態におけるセンサ基板１の
断面を示している。センサ基板１の肉薄部（ダイヤフラ
ム部）２には歪みを電気信号に変換するピエゾ抵抗素子
３が埋め込まれている。図２に示す台座基板１１との接
合面となる部分（肉厚部）には、Ａｕ原子の拡散を防止
する拡散防止層（バリア層）４が数千オングストローム
から約１μｍの厚さになるように形成され、この拡散防
止層４の上にＡｕ層５がスパッタリング又は蒸着により
数μｍの厚さになるように形成されている。メッキによ
って、Ａｕ層５の厚さをさらに増加してもよい。実際の
プロセスでは通常、センサ基板１の全体に拡散防止層４
及びＡｕ層５を形成した後、レジスト付与、ドライエッ
チング、レジスト除去等の作業を行って、これら拡散防
止層４及びＡｕ層５を部分的に除去し、その後ＫＯＨ水
溶液、ＴＭＡＨ液（tetra methylammonium hydro oxide
solution）等でセンサ基板１をケミカルエッチングし
て、ダイヤフラム部２を形成する。その他、サンドブラ
スト法、リフトオフ法等の種々の公知のプロセスを使用
することができる。
断面を示している。センサ基板１の肉薄部（ダイヤフラ
ム部）２には歪みを電気信号に変換するピエゾ抵抗素子
３が埋め込まれている。図２に示す台座基板１１との接
合面となる部分（肉厚部）には、Ａｕ原子の拡散を防止
する拡散防止層（バリア層）４が数千オングストローム
から約１μｍの厚さになるように形成され、この拡散防
止層４の上にＡｕ層５がスパッタリング又は蒸着により
数μｍの厚さになるように形成されている。メッキによ
って、Ａｕ層５の厚さをさらに増加してもよい。実際の
プロセスでは通常、センサ基板１の全体に拡散防止層４
及びＡｕ層５を形成した後、レジスト付与、ドライエッ
チング、レジスト除去等の作業を行って、これら拡散防
止層４及びＡｕ層５を部分的に除去し、その後ＫＯＨ水
溶液、ＴＭＡＨ液（tetra methylammonium hydro oxide
solution）等でセンサ基板１をケミカルエッチングし
て、ダイヤフラム部２を形成する。その他、サンドブラ
スト法、リフトオフ法等の種々の公知のプロセスを使用
することができる。
【００１７】図２は、本実施形態における台座基板１１
の断面を示している。台座基板１１には、各センサの台
座に１個ずつ対応するように、貫通孔１２が所定のピッ
チで形成されている。貫通孔１２は、図１のセンサ基板
１と接合した状態で、流体の圧力をセンサのダイヤフラ
ム部２に導入する働きを有する。貫通孔１２は、超音波
ホーン加工、サンドブラスト、ケミカルエッチング等の
方法によって形成することができる。
の断面を示している。台座基板１１には、各センサの台
座に１個ずつ対応するように、貫通孔１２が所定のピッ
チで形成されている。貫通孔１２は、図１のセンサ基板
１と接合した状態で、流体の圧力をセンサのダイヤフラ
ム部２に導入する働きを有する。貫通孔１２は、超音波
ホーン加工、サンドブラスト、ケミカルエッチング等の
方法によって形成することができる。
【００１８】台座基板１１の表面には、貫通孔１２の部
分を除いて、拡散防止層１３及びＡｕ層１４が形成され
ている。図１のセンサ基板１と同様に、まず拡散防止層
１３を数千オングストロームから約１μｍの厚さになる
ように形成し、その上にＡｕ層１４をスパッタリング又
は蒸着により数μｍの厚さになるように形成する。実際
のプロセスでは、例えば、台座基板１１の全体に拡散防
止層１３及びＡｕ層１４を形成した後、レジスト付与、
ドライエッチング、レジスト除去等の作業を行って、こ
れら拡散防止層１３及びＡｕ層１４を部分的に除去し、
その後ＫＯＨ水溶液、ＴＭＡＨ液等で台座基板１１をケ
ミカルエッチングして、貫通孔１２を形成することにな
る。また、逆に、まず台座基板１１にケミカルエッチン
グで貫通孔１２を形成した後、この貫通孔１２をワック
スや柱状ピンを用いてマスク（穴埋め）し、次いで、メ
タライズして拡散防止層１３及びＡｕ層１４を、貫通孔
１２の部分を除いた部分に形成し、次いで貫通孔１２を
マスクしていたものを取り除くようにしてもよい。
分を除いて、拡散防止層１３及びＡｕ層１４が形成され
ている。図１のセンサ基板１と同様に、まず拡散防止層
１３を数千オングストロームから約１μｍの厚さになる
ように形成し、その上にＡｕ層１４をスパッタリング又
は蒸着により数μｍの厚さになるように形成する。実際
のプロセスでは、例えば、台座基板１１の全体に拡散防
止層１３及びＡｕ層１４を形成した後、レジスト付与、
ドライエッチング、レジスト除去等の作業を行って、こ
れら拡散防止層１３及びＡｕ層１４を部分的に除去し、
その後ＫＯＨ水溶液、ＴＭＡＨ液等で台座基板１１をケ
ミカルエッチングして、貫通孔１２を形成することにな
る。また、逆に、まず台座基板１１にケミカルエッチン
グで貫通孔１２を形成した後、この貫通孔１２をワック
スや柱状ピンを用いてマスク（穴埋め）し、次いで、メ
タライズして拡散防止層１３及びＡｕ層１４を、貫通孔
１２の部分を除いた部分に形成し、次いで貫通孔１２を
マスクしていたものを取り除くようにしてもよい。
【００１９】図３は、上記のようにして作製したセンサ
基板１と台座基板１１とを重ね合わせて接合した状態を
示す断面図である。センサ基板１のＡｕ層５と台座基板
１１のＡｕ層１４とを重ねる。この際、センサ基板１の
ダイヤフラム部２の中心部と台座基板１１の貫通孔１２
とがほぼ一致するように位置合わせが行われる。そし
て、約４００〜５００℃の真空又は窒素ガス雰囲気中
で、センサ基板１と台座基板１１とが互いに押し合う方
向に数ｋｇ／ｃｍ2から数十ｋｇ／ｃｍ2の荷重を加え
る。この結果、Ａｕ−Ａｕ拡散結合によってセンサ基板
１と台座基板１１とが互いに接合される。
基板１と台座基板１１とを重ね合わせて接合した状態を
示す断面図である。センサ基板１のＡｕ層５と台座基板
１１のＡｕ層１４とを重ねる。この際、センサ基板１の
ダイヤフラム部２の中心部と台座基板１１の貫通孔１２
とがほぼ一致するように位置合わせが行われる。そし
て、約４００〜５００℃の真空又は窒素ガス雰囲気中
で、センサ基板１と台座基板１１とが互いに押し合う方
向に数ｋｇ／ｃｍ2から数十ｋｇ／ｃｍ2の荷重を加え
る。この結果、Ａｕ−Ａｕ拡散結合によってセンサ基板
１と台座基板１１とが互いに接合される。
【００２０】この際、Ａｕ層５又は１４中のＡｕ原子の
センサ基板１又は台座基板１１の内部への拡散が拡散防
止層４又は１３によって抑制される。その結果、接合面
におけるボイドの発生が抑えられ、強固な接合が実現す
る。
センサ基板１又は台座基板１１の内部への拡散が拡散防
止層４又は１３によって抑制される。その結果、接合面
におけるボイドの発生が抑えられ、強固な接合が実現す
る。
【００２１】上記の拡散防止層４，１３として、Ｔｉ，
Ｎｉ，Ｃｒ，Ｗ，Ａｌ，Ｍｏのように、Ａｕより熱拡散
速度が遅い金属の薄膜を形成する。金属の熱拡散速度
は、アレニウスの式Ｄ＝Ｄ0ｅｘｐ（−Ｕ／ＲＴ）に従
い、頻度因子Ｄ0は、Ａｕが０．０９１、Ｎｉが２．
７、Ａｇが０．４４、Ｃｕが０．６２（単位は１０-4×
ｍ2×ｓ-1）である。頻度因子Ｄ0が小さいほど、熱拡散
速度が速い。したがって、Ｎｉのように、Ａｕに比べて
頻度因数Ｄ0が十分大きい金属を選択することが好まし
い。スパッタリングにより、数千オングストロームの厚
さの金属薄膜を形成する。
Ｎｉ，Ｃｒ，Ｗ，Ａｌ，Ｍｏのように、Ａｕより熱拡散
速度が遅い金属の薄膜を形成する。金属の熱拡散速度
は、アレニウスの式Ｄ＝Ｄ0ｅｘｐ（−Ｕ／ＲＴ）に従
い、頻度因子Ｄ0は、Ａｕが０．０９１、Ｎｉが２．
７、Ａｇが０．４４、Ｃｕが０．６２（単位は１０-4×
ｍ2×ｓ-1）である。頻度因子Ｄ0が小さいほど、熱拡散
速度が速い。したがって、Ｎｉのように、Ａｕに比べて
頻度因数Ｄ0が十分大きい金属を選択することが好まし
い。スパッタリングにより、数千オングストロームの厚
さの金属薄膜を形成する。
【００２２】別の実施形態として、上記の実施形態にお
ける拡散防止層４，１３をシリコン酸化膜（ＳｉＯ2）
で形成してもよい。ＣＶＤ（化学蒸着法）により、Ｓｉ
Ｏ2薄膜を数千オングストロームから数μｍの厚さにな
るように形成する。ＣＶＤにはＳｉＣｌ4−Ｈ2−ＣＯ2
系のガスを用い、約８００℃以下の温度でＳｉＯ2を堆
積する。
ける拡散防止層４，１３をシリコン酸化膜（ＳｉＯ2）
で形成してもよい。ＣＶＤ（化学蒸着法）により、Ｓｉ
Ｏ2薄膜を数千オングストロームから数μｍの厚さにな
るように形成する。ＣＶＤにはＳｉＣｌ4−Ｈ2−ＣＯ2
系のガスを用い、約８００℃以下の温度でＳｉＯ2を堆
積する。
【００２３】更に別の実施形態として、上記の実施形態
における拡散防止層４，１３をシリコン窒化膜（Ｓｉ3
Ｎ4）で形成してもよい。プラズマＣＶＤにより、Ｓｉ3
Ｎ4薄膜を数千オングストロームの厚さになるように形
成する。
における拡散防止層４，１３をシリコン窒化膜（Ｓｉ3
Ｎ4）で形成してもよい。プラズマＣＶＤにより、Ｓｉ3
Ｎ4薄膜を数千オングストロームの厚さになるように形
成する。
【００２４】更に別の実施形態として、上記の実施形態
における拡散防止層４，１３をガラス薄膜で形成しても
よい。例えばパイレックスガラス＃７７４０をＲＦグロ
ー放電スパッタリングにより、数千オングストロームの
厚さになるように形成する。このスパッタリングの際の
真空度は１０-1から１０-2torrに設定する。
における拡散防止層４，１３をガラス薄膜で形成しても
よい。例えばパイレックスガラス＃７７４０をＲＦグロ
ー放電スパッタリングにより、数千オングストロームの
厚さになるように形成する。このスパッタリングの際の
真空度は１０-1から１０-2torrに設定する。
【００２５】なお、本発明によるシリコンウェハの接合
方法はピエゾ抵抗型半導体圧力センサの製造プロセスに
限らず、加速度センサやアクチュエータ等のマイクロマ
シンの製造プロセスにも広く適用することが可能であ
る。
方法はピエゾ抵抗型半導体圧力センサの製造プロセスに
限らず、加速度センサやアクチュエータ等のマイクロマ
シンの製造プロセスにも広く適用することが可能であ
る。
【００２６】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明のシリコ
ンウェハの接合方法によれば、それぞれのシリコン基板
に形成したＡｕ層同士を接合する際に、Ａｕ層中のＡｕ
原子の拡散がそれぞれの基板に形成された拡散防止層に
よって抑制されるので、接合面におけるボイドの発生が
抑えられ、強固な接合が実現する。また、この接合方法
を用いて半導体圧力センサの台座部分をセンサ基板と同
じ材質のシリコンウェハで形成すれば、ガラスで台座部
分を形成したときのような熱膨張係数の違いによる内部
応力の発生を防ぎ、センサの特性を向上することができ
る。
ンウェハの接合方法によれば、それぞれのシリコン基板
に形成したＡｕ層同士を接合する際に、Ａｕ層中のＡｕ
原子の拡散がそれぞれの基板に形成された拡散防止層に
よって抑制されるので、接合面におけるボイドの発生が
抑えられ、強固な接合が実現する。また、この接合方法
を用いて半導体圧力センサの台座部分をセンサ基板と同
じ材質のシリコンウェハで形成すれば、ガラスで台座部
分を形成したときのような熱膨張係数の違いによる内部
応力の発生を防ぎ、センサの特性を向上することができ
る。
【図１】本発明の接合方法を用いて製造するピエゾ抵抗
型半導体圧力センサにおけるセンサ基板の断面図であ
る。
型半導体圧力センサにおけるセンサ基板の断面図であ
る。
【図２】ピエゾ抵抗型半導体圧力センサにおける台座基
板の断面図である。
板の断面図である。
【図３】センサ基板と台座基板とを重ね合わせて接合し
た状態を示す断面図である。
た状態を示す断面図である。
【図４】従来のピエゾ抵抗型半導体圧力センサの断面図
である。
である。
【図５】従来のセンサチップと台座ガラスからなるセン
サ本体の製造プロセスの一例を示す断面図である。
サ本体の製造プロセスの一例を示す断面図である。
【図６】センサ本体の製造プロセスの別の例（比較例）
を示す断面図である。
を示す断面図である。
１ センサ基板(第１のシリコン基板) ２ 肉薄部（ダイヤフラム部） ３ ピエゾ抵抗素子 ４，１３ 拡散防止層 ５，１４ Ａｕ層 １１ 台座基板(第２のシリコン基板) １２ 貫通孔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 片岡 万士 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 Ｆターム(参考） 2F055 AA40 BB20 CC02 DD05 EE13 FF11 FF49 GG01 GG13
Claims (5)
- 【請求項１】回路素子が形成された第１のシリコン基板
と、台座となる第２のシリコン基板とを重ね合わせて接
合するシリコンウェハの接合方法であって、 前記第１のシリコン基板にＡｕの拡散を防止する拡散防
止層を形成し、その上にＡｕ層を形成し、 前記第２のシリコン基板にＡｕの拡散を防止する拡散防
止層を形成し、その上にＡｕ層を形成し、 前記第１及び第２のシリコン基板のＡｕ層同士を重ね、
所定の荷重及び温度を加えて両シリコン基板のＡｕ層同
士を接合することを特徴とするシリコンウェハの接合方
法。 - 【請求項２】前記拡散防止層をＴｉ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｗ，
Ａｌの少なくともいずれか１つを含む金属薄膜で形成す
ることを特徴とする請求項１記載のシリコンウェハの接
合方法。 - 【請求項３】前記拡散防止層をシリコン酸化膜で形成す
ることを特徴とする請求項１記載のシリコンウェハの接
合方法。 - 【請求項４】前記拡散防止層をシリコン窒化膜で形成す
ることを特徴とする請求項１記載のシリコンウェハの接
合方法。 - 【請求項５】前記拡散防止層をスパッタリングによるガ
ラス薄膜で形成することを特徴とする請求項１記載のシ
リコンウェハの接合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33548199A JP2001150398A (ja) | 1999-11-26 | 1999-11-26 | シリコンウェハの接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33548199A JP2001150398A (ja) | 1999-11-26 | 1999-11-26 | シリコンウェハの接合方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001150398A true JP2001150398A (ja) | 2001-06-05 |
Family
ID=18289063
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33548199A Pending JP2001150398A (ja) | 1999-11-26 | 1999-11-26 | シリコンウェハの接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001150398A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007069320A (ja) * | 2005-09-08 | 2007-03-22 | Sony Corp | 機能素子およびその製造方法 |
| KR100723549B1 (ko) * | 2002-06-19 | 2007-05-31 | 미라디아 인크. | 반사식 공간 광 변조기의 제조 |
| JP2008294229A (ja) * | 2007-05-24 | 2008-12-04 | Panasonic Electric Works Co Ltd | ウェハレベルパッケージ構造体およびセンサ装置 |
| US7700457B2 (en) | 2001-12-28 | 2010-04-20 | Commissariat A L'energie Atomique | Method and zone for sealing between two microstructure substrates |
-
1999
- 1999-11-26 JP JP33548199A patent/JP2001150398A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7700457B2 (en) | 2001-12-28 | 2010-04-20 | Commissariat A L'energie Atomique | Method and zone for sealing between two microstructure substrates |
| KR100723549B1 (ko) * | 2002-06-19 | 2007-05-31 | 미라디아 인크. | 반사식 공간 광 변조기의 제조 |
| JP2007069320A (ja) * | 2005-09-08 | 2007-03-22 | Sony Corp | 機能素子およびその製造方法 |
| JP2008294229A (ja) * | 2007-05-24 | 2008-12-04 | Panasonic Electric Works Co Ltd | ウェハレベルパッケージ構造体およびセンサ装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20041029 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20041124 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050510 |