DE19619921B4 - Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung mit Funktionselement und Schutzkappe - Google Patents
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Abstract
Verfahren
zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung, die einen Halbleiterwafer
(1) mit einem auf einer seiner Oberflächen ausgebildeten Funktionselement
(6) und eine Kappe (22), die das Funktionselement einschließt, aufweist,
wobei ein räumlicher
Bereich in Bezug auf dieses Funktionselement auf der Oberfläche des Halbleiterwafers
bereitgestellt ist, mit:
einem Funktionselementbildungsschritt des Ausbildens einer Vielzahl von Funktionselementen auf dem Halbleiterwafer (1) zur Bildung des Funktionselementes (6) und des Ausbildens von Kontaktierungsflecken (19) zur Durchführung einer Anschlußverdrahtung zwischen jedem Funktionselement und der Außenseite, zwischen dem Funktionselement und einer vorbestimmten Position auf dem Halbleiterwafer (1), bei der dieser Halbleiterwafer (1) geteilt werden soll;
einem Kontaktierungsrahmenbildungsschritt des Ausbildens eines Kontaktierungsrahmens (21), der jedes Funktionselement in einem Bereich um jedes Funktionselement herum auf der Oberfläche des Halbleiterwafers (1) und auf einer Seite näher zu dem Funktionselement als zu dem Kontaktierungsfleck (19) umgibt;
einem Kontaktierungsschritt des Verbindens mittels Kontaktierung eines kappenbildenden Wafers (22), der einen Fußbereich...
einem Funktionselementbildungsschritt des Ausbildens einer Vielzahl von Funktionselementen auf dem Halbleiterwafer (1) zur Bildung des Funktionselementes (6) und des Ausbildens von Kontaktierungsflecken (19) zur Durchführung einer Anschlußverdrahtung zwischen jedem Funktionselement und der Außenseite, zwischen dem Funktionselement und einer vorbestimmten Position auf dem Halbleiterwafer (1), bei der dieser Halbleiterwafer (1) geteilt werden soll;
einem Kontaktierungsrahmenbildungsschritt des Ausbildens eines Kontaktierungsrahmens (21), der jedes Funktionselement in einem Bereich um jedes Funktionselement herum auf der Oberfläche des Halbleiterwafers (1) und auf einer Seite näher zu dem Funktionselement als zu dem Kontaktierungsfleck (19) umgibt;
einem Kontaktierungsschritt des Verbindens mittels Kontaktierung eines kappenbildenden Wafers (22), der einen Fußbereich...
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung, die eine Schutzkappe aufweist, um ein Funktionselement einzuschließen.
- Herkömmlicherweise besitzt ein Halbleiterbeschleunigungssensor einen beweglichen Teilbereich auf seinem Siliziumchip, wodurch eine physikalische Größe, wie zum Beispiel eine Beschleunigung, aufgrund von Verschiebung bzw. momentaner Auslenkung des beweglichen Teilbereiches in ein elektrisches Signal umgewandelt wird, wobei das elektrische Signal dann abgegriffen wird. In solch einer Halbleitervorrichtung wird der bewegliche Teilbereich auch mittels einer Kappe überdeckt bzw. eingeschlossen, um diesen beweglichen Teilbereich zu schützen.
- In Published Unexamined Japanese Patent Application No. H-5-326702 ist ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung offenbart, bei der der bewegliche Teilbereich mittels der oben erwähnten Kappe überdeckt ist. Bei diesem Verfahren wird eine Vielzahl von Sensoren auf einem Siliziumsubstrat ausgebildet und danach werden die Kappen bzw. Abdeckungen zum Schutz der Sensoren auf dem Siliziumsubstrat aufgeklebt bzw. kontaktiert. Danach werden das Siliziumsubstrat und die Kappen geschnitten, während sie gleichzeitig einem Wasserfluß ausgesetzt sind. Und schließlich werden Leitungsdrähte über die Durchgangsöffnungen für Elektrodenzuleitungen, die vorher in dem Siliziumsubstrat ausgebildet wurden, mit der Außenseite verbunden.
- Bei dem in Published Unexamined Japanese Patent Application No. H-5-326702 offenbarten Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichung sind jedoch die Kontaktierungsflecke, die mit dem Sensor verbunden sind, innerhalb der Kappe bzw. Abdeckung angeordnet. Folglich ist es erforderlich, um eine Anschlußverdrahtung mit den Kontaktierungsflecken durchzuführen, die Durchgangsöffnungen in dem Siliziumsubstrat oder der Kappe bzw. Abdeckung wie oben erwähnt auszubilden. Als eine Folge nehmen die Verfahrensschritte für die Bildung der Durchgangsöffnungen nicht nur zu, sondern, falls der Wasserfluß während des Schneideschrittes störenderweise auch in die Kappen bzw. Abdeckungen eindringt, ergibt sich das Problem, daß die Produktivität abnimmt.
- Das Dokument
EP 02 80 905 A2 beschreibt ein Verfahren zum Herstellen von Halbleiter-Absolutdrucksensoreinheiten, bei dem ein Siliziumsensorwafer und ein Siliziumkappenwafer anodisch gebondet werden. Eine Borosilikatglasschicht ist zwischen diesen angeordnet, so daß jeweilige Sensorchips auf dem Wafer von dieser umgeben werden. Der Wafer weist auf einer Seite piezoresistive Elemente auf. Ein Umgebungsbereich, der die piezoresistiven Elemente umgibt, wird mit einem entsprechenden Bereich des Kappenwafers verbunden. Eine matrixförmige leitende Schicht aus Aluminium umgibt die jeweiligen Chipumgebungen und wird als negative Elektrode für das anodische Bonden des Siliziumwafers und des Siliziumkappenwafers verwendet. Des weiteren sind Eingangs- und Ausgangsanschlüsse26 vorgesehen, die sich nach dem Schneiden der gebondeten Sensorwafer und Kappenwafer entlang Schneidemarkierungen außerhalb der jeweiligen Kappe befinden. - Das Dokument
US 49 07 065 beschreibt eine Abdichtungsanordnung für einen Chip mit einer integrierten Schaltung (IC). Ein Wafer enthält auf seiner Oberfläche mehrere IC-Chips in einer Matrix aus Zeilen und Spalten. Eine Kappe überdeckt jeweils einen der Chips, wobei Eingangs-/Ausgangsanschlußflächenbereiche sich außerhalb der Kappe erstrecken. - Das Dokument
US 46 12 599 beschreibt einen kapazitiven Drucksensor der aus zwei Siliziumscheiben besteht, d.h. einer oberen Siliziumscheibe und einer unteren Siliziumscheibe. Die Siliziumscheiben werden nach Beendigung der Zwischenschritte mechanisch und elektrisch durch Zusammendrücken miteinander verbunden. Der Sensor weist einen Meßkondensator auf, dessen Meßelektrode isolierend an eine Siliziummembran angelegt wird, wobei die Gegenelektrode isolierend an eine der Siliziumscheiben angelegt wird. Die Meßelektrode und die Gegenelektrode sind von Abschirmelektroden umgeben. Die Abschirmelektroden und die Siliziumscheiben werden mit einer Abschirmspannung gespeist, deren elektrisches Potential das gleiche ist wie dasjenige der Meß-elektrode. - Das Dokument
GB 21 68 160 A - Das Dokument
EP 05 52 466 A2 beschreibt ein Verfahren zum Verbinden von Halbleitersubstraten. Zwei Siliziumhalbleitersubstrate, von denen zumindest eines eine Goldschicht aufweist, die zuvor auf der Verbindungsoberfläche abgeschieden wurde, werden an ihren Verbindungsflächen aufeinandergepaßt und erhitzt, um eine Legierungsverbindung aus Silizium und Gold auszubilden. Die beiden Substrate können dabei einen Hohlraum einschließen. - Das Dokument
US 42 76 533 beschreibt einen Drucksensor, der einen Membranaufbau aufweist, dessen Membranblock aus einkristallinem Silizium auf einer vorderen Oberfläche der Membran mit diffundierten Widerständen vorgesehen ist. Die andere Oberfläche der Membran ist zur Aufnahme eines Flüssigkeitsdrucks als Messobjekt freigelegt. Der Membranaufbau enthält außerdem eine Trägerplatte aus einkristallinem Silizium, die an den Membranblock gebondet ist. Die Trägerplatte weist dieselbe Länge und Breite wie der Membranblock auf. Bei der Herstellung werden der Siliziummembranblock und die Siliziumträgerplatte mittels einer eutektischen Au-Si-Legierungsschicht hermetisch gebondet. Weiterhin ist ein Flüssigkeitsdurchgang zum Durchleiten der Meßflüssigkeit in der Trägerplatte vorgesehen. - Das Dokument
US 43 14 225 beschreibt ebenfalls einen Drucksensor mit einer Halbleitermembran, die mit mindestens einem diffundierten Widerstand in einem Oberflächenbereich auf einer Seite ausgebildet ist. Ein Siliziumblock, der die Membran aufweist, ist an die Innenseite eines kästchenförmigen Gehäuses gebondet, so daß der diffundierte Widerstand in einer Vakuumkammer in dem Gehäuse freigelegt ist und ein Flüssigkeitsdruck an der Rückseite der Membran durch ein Loc in dem Gehäuse gelangen kann. - Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung bereitzustellen, welches als ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung, das einen beweglichen Teilbereich mittels Verwendung einer Kappe bzw. Abdeckung überdeckt bzw. einschließt, die Notwendigkeit des Ausbildens von Durchgangsöffnungen in dem Halbleitersubstrat oder der Kappe bzw. Abdeckung eliminiert, eine einfache Anschlußverdrahtung mit der Außenseite ermöglicht und die Produktivität nicht abnehmen läßt bzw. verringert.
- Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale der Ansprüche 1 bzw. 11.
- Da der Kontaktierungsfleck zwischen der Position auf der Oberfläche des Halbleiterwafers, wo der Kontaktierungsrahmen ausgebildet wird, und der vorbestimmten Position darauf, wo der Halbleiterwafer geteilt werden soll, ausgebildet wird, wird der Kontaktierungsfleck auf der Außenseite der Abdeckung bzw. Kappe ausgebildet, mit dem Ergebnis, daß die Anschlußverdrahtung mit der Außenseite leicht durchgeführt werden kann. Dementsprechend ist es nicht erforderlich, eine Durchgangsöffnung in dem Halbleiterwafer oder der Abdeckung bzw. Kappe auszubilden. Dies ermöglicht die Beschaffung bzw. Bereitstellung eines Verfahrens zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung, bei dem keine Abnahme in der Produktivität auftritt.
- Auch wird vorteilhafterweise eine dünne Goldschicht (Au) mit dem Fußbereich des kappenbildenden Wafers fest verbunden. Wo der Kontaktierungsrahmen unter Verwendung von Silizium (Si) ausgebildet wird, fungiert der Goldfilm, wenn in dem Kontaktierungsschritt eine Erwärmung auf eine Temperatur durchgeführt wird, die höher ist als eine eutektische Temperatur des Systems Au/Si, als eine Kontaktierungsschicht, mit dem Ergebnis, das es möglich ist, eine feste Verbindung leicht zu erhalten. Weiterhin, wenn der Goldfilm ebenfalls auf der inneren Oberfläche der Abdeckung bzw. Kappe anhaftet bzw. angebracht ist, kann der Goldfilm ebenfalls als eine elektromagnetische Abschirmsschicht fungieren.
- Ebenfalls können, wenn bei der Ausbildung einer Dünnschichtstruktur in dem Funktionselement der Kontaktierungsrahmen unter Verwendung desselben Materials ausgebildet wird, wie jenes, aus dem die Dünnschichtstruktur ausgebildet wird, die Dünnschichtstruktur des Funktionselements und der Kontaktierungsrahmen mit hochgenauer positioneller Beziehung in Bezug aufeinander gleichzeitig durch reine Musterung der Dünnschicht allein ausgebildet werden. Als eine Folge kann eine Erhöhung der Produktivität erreicht werden, ohne eine Zunahme der Verfahrensschritte.
- Die Unteransprüche beziehen sich auf vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.
- Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen, den beigefügten Ansprüchen und den beigefügten Zeichnungen. Es zeigen:
-
1 eine Draufsicht, die einen Halbleitersensorchip gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht; -
2 eine Schnittansicht, die entlang der Linie II-II von1 genommen ist; -
3 eine Schnittansicht, die entlang der Linie III-III von1 genommen ist; - die
4 bis8 Schnittansichten, die Hauptkomponenten eines sensorelementbildenden Wafers von der Seite in der Reihenfolge der Herstellungsarbeitsschritte veranschaulichen; -
9 eine Draufsicht, die einen kappenbildenden Wafer von der Seite veranschaulicht; -
10 und11 Schnittansichten, die einen kappenbildenden Wafer von der Seite in der Reihenfolge der Herstellungsarbeitsschritte veranschaulichen; -
12 eine Ansicht, die einen Kontaktierungsschritt zum Herstellen einer festen Verbindung zwischen den beiden Wafern veranschaulicht; -
13 eine Schnittansicht, die Hauptkomponenten einer weiteren Kontaktierungsschicht veranschaulicht; -
14 eine Ansicht, die einen Waferschneideschritt veranschaulicht; -
15 eine Draufsicht eines Wafers, die Waferschneidelinien veranschaulicht; -
16 und17 Draufsichten, um Waferschneidepositionen zu erklären; - die
18 und19 vergrößerte Ansichten, die Hauptkomponenten von Waferschneideschritten veranschaulichen; -
20 eine Draufsicht eines Wafers, die ein weiteres Beispiel der ersten Ausführungsform veranschaulicht; -
21 eine Schnittansicht, die einen eingegossenen Sensorchip veranschaulicht; - die
22 bis26 Schnittansichten, die Hauptkomponenten eines sensorelementbildenden Wafers gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung von der Seite in der Reihenfolge der Herstellungsarbeitsschritte veranschaulichen; - die
27 bis32 Ansichten, um ein Verfahren zum Herstellen eines Sensorschips gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu erklären; -
33 eine Schnittansicht eines Chips, die ein weiteres Beispiel der dritten Ausführungsform veranschaulicht; -
34 eine Schnittansicht eines Chips, die eine Sensorstruktur veranschaulicht, die eine SOI-Strukutr aufweist. - (Erste Ausführungsform)
- Eine erste Ausführungsform des Halbleiterbeschleunigungssensors, der die vorliegende Erfindung verkörpert, wird nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erklärt werden.
-
1 ist eine Draufsicht, die einen Beschleunigungssensor vom Typ MOS-Transistor mit beweglichem Gate gemäß dieser Ausführungsform veranschaulicht. Auch veranschau licht2 einen Querschnitt, der entlang der Linie II-II von1 genommen ist, und3 veranschaulicht einen Querschnitt, der entlang der Linie III-III von1 genommen ist. - Auf einen Siliziumsubstrat
1 vom P-Typ, das als ein Halbleitersubstrat fungiert, ist eine Feldoxidschicht2 ausgebildet, auf der eine Siliziumnitridschicht3 ausgebildet ist. Auf dem Siliziumsubstrat vom P-Typ ist ebenfalls ein rechteckiger Bereich4 ausgebildet, in dem die Feldoxidschicht2 und die Siliziumsnitridschicht3 nicht ausgebildet sind. Auf dem Siliziumsubstrat1 vom P-Typ ist ebenfalls innerhalb des Bereiches4 eine Gate-Isolierschicht5 ausgebildet. Auf der Siliziumnitridschicht3 ist eine bewegliche Gate-Elektrode6 mit einer Brückenbalkenstruktur in solch einer Weise angeordnet, daß diese Gate-Elektrode6 eine Brücke über dem Bereich4 bildet. Die bewegliche Gate-Elektrode6 besteht aus einer dünnen Schicht Polysilizium, die sich linear in der Form eines Streifens erstreckt. Auch sind das Siliziumsubstrat1 vom P-Typ und die bewegliche Gate-Elektrode6 voneinander mittels der Feldoxidschicht2 und der Siliziumnitridschicht3 isoliert. - In
3 sind eine fixierte Source-Elektrode7 und eine fixierte Drain-Elektrode8 , die jeweils aus Frematomdiffusionsschichten bestehen, auf beiden Seiten der beweglichen Gate-Elektrode6 auf dem Siliziumsubstrat1 vom P-Typ ausgebildet, und jede dieser Elektroden7 und8 ist mittels Ionenimplantation oder ähnlichem eines Fremdatoms vom N-Typ in dem Siliziumsubstrat1 vom P-Typ ausgebildet. - Wie in
2 veranschaulicht, erstreckt sich ein Fremdatomdiffusionsbereich9 vom N-Typ in dem Siliziumsubstrat1 vom P-Typ. Der Fremdatomdiffusionsbereich9 vom N-Typ ist mit der beweglichen Gate-Elektrode6 mittels Aluminium10 verbunden, und ist ebenfalls mit einer Aluminium verdrahtung11 elektrisch verbunden. Das andere Ende der Aluminiumverdrahtung11 ist von der Siliziumnitridschicht3 und der Siliziumnitridschicht16 freigelegt und fungiert als ein Aluminium-Kontaktierungsfleck (Elektroden-Kontaktierungsfleck)12 . Ebenfalls erstreckt sich, wie in3 veranschaulicht, ein Fremdatomdiffusionsbereich13 von N-Typ in dem Siliziumsubstrat1 vom P-Typ. Der Fremdatomdiffusionsbereich13 vom N-Typ ist mit der fixierten Source-Elektrode7 verbunden, und ist ebenfalls mit einem Aluminium-Kontaktierungsfleck14 elektrisch verbunden. Das andere Ende der Aluminiumverdrahtung14 ist von der Siliziumnitridschicht3 und der Siliziumoxidschicht16 freigelegt und fungiert als ein Aluminium-Kontaktierungsfleck (Elektroden-Kontaktierungsfleck)15 . Weiter erstreckt sich ein Fremdatomdiffusionsbereich17 vom N-Typ in dem Siliziumsubstrat1 vom P-Typ. Der Fremdatomdiffusionsbereich17 vom N-Typ ist mit einer fixierten Drain-Elektrode8 verbunden, und ist ebenfalls mit einem Aluminium-Kontaktierungsfleck18 elektrisch verbunden. Das andere Ende der Aluminiumverdrahtung18 ist von der Siliziumnitridschicht3 und der Siliziumoxidschicht16 freigelegt und fungiert als ein Aluminium-Kontaktierungsfleck (Elektroden-Kontaktierungsfleck)19 . - Man beachte hier, daß des weiteren, wie später beschrieben, eine Siliziumnitridschicht als eine letzte bzw. abschließende Schutzschicht auf der Siliziumoxidschicht
16 über einen Bereich davon, mit Ausnahme desjenigen, der der beweglichen Gate-Elektrode6 entspricht, ausgebildet wird. - Ebenfalls sind die Aluminium-Kontaktierungsflecken
12 ,15 und19 mit einem externen Schaltkreis mittels Kontakierungsdrähten verbunden. - Wie in
3 veranschaulicht, ist eine Inversionsschicht20 zwischen der fixierten Source-Elektrode7 und der fixierten Drain-Elektrode8 in dem Siliziumsubstrat1 von P-Typ ausgebildet. Diese Inversionsschicht20 ist eine Schicht, die durch das Anlegen einer Spannung über dem Siliziumsubstrat1 unter der beweglichen Gate-Elektrode (Brückenbalkenelektrode)6 aufgetreten ist. - Wenn bei der Detektion einer Beschleunigung eine Spannung zwischen der beweglichen Gate-Elektrode
6 und dem Siliziumsubstrat1 angelegt wird, wird die Inversionsschicht20 ausgebildet, wodurch ein elektrischer Strom zwischen der fixierten Source-Elektrode7 und der fixierten Drain-Elektrode8 fließt. Und wenn der vorliegende Beschleunigungssensor einer Beschleunigung unterworfen worden ist, wodurch sich die bewegliche Gate-Elektrode6 in einer in3 angezeigten Z-Richtung (Richtung orthogonal zu der Oberfläche des Substrates) verändert bzw. bewegt hat, nimmt die Ladungsträgerkonzentration in der Inversionsschicht20 infolge einer Änderung in der elektrischen Feldintensität zu, mit dem Ergebnis, daß der Strom (Absaugstrom bzw. Drain-Strom) zunimmt. Wie oben erwähnt, wird bei dem vorliegenden Beschleunigungssensor ein Sensorelement (MOS-Transistor mit beweglichem Gate), das als ein Funktionselement fungiert, auf der Oberfläche des Siliziumsubstrates1 ausgebildet, und es ist möglich, die Beschleunigung mittels einer Zunahme oder Abnahme in der Höhe des Stromes zu detektieren. - Auf der Siliziumoxidschicht
16 ist ein Kontaktierungsrahmen21 , der aus einer dünnen Schicht Polysilizium besteht, um einen Sensorelementbildungsbereich herum ausgebildet. Wie in1 veranschaulicht ist, ist der Kontaktierungsrahmen21 in der Form eines Ringraumes (genauer gesagt, eines rechteckigen Ringraumes) angeordnet. Aluminium-Kontaktierungsflecken (Elektroden-Kontaktierungsflecken)12 ,15 und19 sind um und nahe des Kontaktierungsrahmens21 angeordnet. - Eine Kappe bzw. Abdeckung
22 besteht aus einem rechteckigen Siliziumsubstrat, und ein ringförmiger Fußbereich23 ist auf der Unterseite dieser Kappe bzw. Abdeckung22 bereitgestellt. Der Fußbereich23 wird ausgebildet, indem man das Siliziumsubstrat lokal ätzt. Eine Kontaktierungsschicht24 ist auf einer Oberfläche am vorderen Ende (Unterseite) des Fußbereiches23 ausgebildet. Die Kontaktierungsschicht24 besteht aus einer Überzugsschicht aus Gold (Au). Die Kontaktierungsschicht (Au-Schicht)24 und der Kontaktierungsrahmen21 sind miteinander fest verbunden bzw. kontaktiert. Und zwar wird dieses Verbinden mittels Kontaktierung durch Ausbilden einer Au-Si-Legierungsschicht bewirkt. Genauer gesagt, wird diese Verbinden mittels Kontaktierung mittels einer eutektischen Reaktion bewirkt, die durch Aufheizen des Kontaktierungsrahmens (dünne Schicht Polysilizium)21 und der Kontaktierungsschicht (Au-Schicht)24 auf eine Temperatur, die höher als eine eutektische Temperatur eines Au/Si-Systems von 363°C ist, auftritt. - Wie oben erwähnt, dadurch, daß man die Kappe bzw. Abdeckung
22 mit der darauf ausgebildeten Kontaktierungsschicht24 in Bezug auf den Kontaktierungsrahmen21 kontaktiert bzw. mittels Kontaktierung verbindet, wird eine Struktur bereitgestellt, in der das Sensorelement (MOS-Transistor mit beweglichem Gate) innnerhalb einer räumlichen Zone25 in der Kappe22 auf der Oberfläche des Siliziumsubstrates1 eingeschlossen worden ist. - Als nächstes wird eine Erklärung der Arbeitsschritte zur Bildung einer versiegelten Struktur unter Verwendung der Kappe bzw. Abdeckung
22 gegeben werden. - Als erstes werden die Arbeitsschritte zur Bildung des Kontaktierungsrahmens
21 unter Bezugnahme auf die4 und8 erklärt werden. Man beachte, daß, obwohl in dem Fall dieser Ausführungsform zusätzlich zu dem Sensorteil (bewegliche Gate-Elektrode6 ) manchmal ein Steuerschaltkreis dafür, etc. gleichzeitig ausgebildet werden, die Erklärung unter Weglassung der Arbeitsschritte dafür gegeben werden wird. - Als erstes werden, wie in
4 veranschaulicht, die Feldoxidschicht2 , die Gate-Isolierschicht5 , die Fremdatomdiffusionsschichten (fixierte Source-Elektrode7 , fixierte Drain-Elektrode8 und Diffusionsbereiche9 ,13 und17 ) und die herausgezogene Aluminiumverdrahtung14 , etc., ausgebildet, woraufhin des weiteren eine Siliziumnitridschicht3 , die eine Ätzstopschicht werden wird, gemustert wird. Eine Siliziumoxidschicht26 , die eine Opferätzschicht werden wird, wird darauf ausgebildet und in einer erwünschten Konfiguration gemustert. Dann wird eine dünne Schicht Polysilizium27 , die die bewegliche Gate-Elektrode und der Kontaktierungsrahmen werden wird, darauf abgelagert, und dann wird ein Photolack28 aufgebracht. - Weiterhin wird, wie in
5 veranschaulicht, die dünne Schicht Polysilizium27 mittels gewöhnlicher Photolithographie gemustert, um dadurch eine dünne Schicht Polysilizium27a in dem Bildungsbereich für die bewegliche Gate-Elektrode und ebenfalls eine dünne Schicht Polysilizium27b in dem Kontaktierungsrahmenbildungsbereich (einem Bereich auf der Oberfläche des Wafers, der sich um dessen Sensorelementbildungsbereich herum erstreckt) anzuordnen bzw. anzubringen. Zu diesem Zeitpunkt ist die dünne Schicht Polysilizium27b in dem Kontaktierungsrahmenbildungsbereich so angebracht, daß sie von der dünnen Schicht Polysilizium27a in dem Bildungsbereich für die bewegliche Gate-Elektrode durch eine erforderliche minimale Entfernung räumlich getrennt ist. - Nachfolgend wird, wie in
6 veranschaulicht, eine Isolierschicht29 (beispielsweise ein mittels Verwendung einer Plasma-CVD-Technik präparierter Siliziumnitridfilm) der eine letzte bzw. abschließende Schutzschicht zum Schutz des IC-Chip werden wird, auf dem Siliziumwafer32 ausgebildet, und, um eine Musterung der Isolierschicht29 so durchzuführen, daß andere Bereiche als ein Bereich in der Nachbarschaft des Bildungsbereiches für die bewegliche Gate-Elektrode, des Kontaktierungsrahmenbildungsbereiches und, obwohl nicht veranschaulicht, der Aluminium-Kontaktierungsfleckbereiche des IC-Chips, geschützt werden, wird ein Photolack30 auf der Isolierschicht29 ausgebildet. Dann wird, wie in7 veranschaulicht, nur die relevante Isolierschicht29 mittels Verwendung des Photolacks30 übrig gelassen. - Als nächstes wird, wie in
8 veranschaulicht, Opferschichtätzen der Siliziumoxidschicht26 mit einer auf Fluorwasserstoffsäure basierenden Ätzlösung mittels Verwendung eines Photolacks31 durchgeführt, um dadurch nur die Siliziumoxidschicht26 allein um die dünne Schicht Polysiliziumschicht27a in dem Bildungsbereich für die bewegliche Gate-Elektrode herum wegzuätzen. Durch die Durchführung dieses Ätzens ist es möglich, die Beschaffung bzw. Bereitstellung einer räumlichen Zone um die bewegliche Gate-Elektrode6 herum sicherzustellen, und ebenfalls eine natürliche Oxidschicht auf der Oberfläche des Kontaktierungsrahmens21 so weit wie möglich zu eliminieren. Schließlich wird der Photolack31 entfernt, wodurch die Arbeitsschritte zur Bildung des Kontaktierungsrahmens21 abgeschlossen sind. In diesem Fall können diese Arbeitsschritte durchgeführt werden, ohne daß sogenannte räumliche Schritte zur Bildung des Kontaktierungsrahmens21 hinzugefügt werden. Das heißt, da der Kontaktierungsrahmen21 gleichzeitig mit der Bildung der Brücken-balkenstruktur der beweglichen Gate-Elektrode6 , die aus einer dünnen Schicht Silizium besteht, gebildet worden ist, ist es möglich, den Kontaktierungsrahmen21 auf einfache Weise herzustellen. - Der Kontaktierungsrahmen
21 kann durch das Durchführen der oben erwähnten Arbeitsschritte gebildet werden. vorteilhafterweise ist die obere Oberfläche dieses Kontaktierungsrahmens21 bei einem Niveau lokalisiert, das höher ist als jenes, das der oberen Oberfläche der beweglichen Gate-Elektrode6 entspricht. - Als nächstes werden die Arbeisschritte zur Bildung einer auf der Abdeckung
22 ausgebildeten Kontaktierungsschicht (Au-Schicht)24 erklärt werden. - Der in dieser Ausführungsform als Kappe
22 verwendete Siliziumwafer macht es möglich, die Feuchteunempfindlichkeit auf einfache Weise sicherzustellen, und ist dauerhaft zu einem Preis erhältlich, der für einen Wafer relativ niedrig ist. Zusätzlich ist es möglich, in einem Fall, wo ein Siliziumwafer als das Material verwendet wird, aus dem die Kappe gebildet wird, da das dazugehörige Substrat, das mittels Kontaktierung verbunden werden soll, aus Silizium ist, die von thermischer Expansion herrührende mechanische Spannung auf einen kleinen Wert herunterzubringen bzw. zu unterdrücken, mit dem Ergebnis, daß dessen Verwendung in Begriffen der Verläßlichkeit bzw. Zuverlässigkeit vorteilhaft wird. - Wie in den
9 und10 veranschaulicht ist, wird ein Siliziumwafer, der dieselbe Größe aufweist wie der Silziumwafer (Sensorwafer) mit einem darauf ausgebildeten Sensor, etc., als ein kappenbildender Siliziumwafer33 zur Bildung der Kontaktierungsschicht24 präpariert. Wie in11 veranschaulicht ist, wird, wenn ein Silizium-(100)-Ebenen-Wafer33 als das Kappenmaterial verwendet wird, mit einer als Musterungsmaske verwendeten Siliziumoxidschicht, der Fußbereich23 unter Verwendung anisotropen Ätzens, das eine alkalische Ätzlösung verwendet, ausgebildet. Diese Technik ist eine, die oft bei der Herstellung eines Drucksensor vom Membrantyp, etc., verwendet wird. Dieser Fußbereich23 wird ebenfalls bei einer Position ausgebildet, die dem Kontaktierungsrahmenmuster entspricht. - Als nächstes wird die Kontaktierungsschicht
24 auf der unteren Oberfläche (Oberfläche am vorderen Ende) des Fußbereichs23 ausgebildet. Genauer gesagt, nachdem man eine unterlegte Metallschicht (deren Dicke im Fall von Ti, Ni, Cr, etc., ungefähr 0,1 μm beträgt, wobei, wenn das Substrat aus Glas besteht, dieses unterlegte Metall unverzichtbar ist.) in Bezug auf den kappenbildenden Siliziumwafer33 ausgebildet hat, um eine gute Adhäsion bzw. Anhaftung davon an der Au-Schicht bereitzustellen, wird die Au-Schicht mit einer Dicke von einigen Mikrometern unter Verwendung einer Beschichtungs- bzw. Galvanisierungstechnik ausgebildet (die Dicke liegt geeigneterweise in einem Bereich von 2 bis 5 Mikrometern). Danach wird sie unter Verwendung von gewöhnlicher Photolithographie gemustert. Die Linienbreite des Musters beträgt geeigneterweise ungefähr 0,1 bis 0,3 mm. Die Linienbreite der Kontaktierungsschicht24 wird dünner gemacht als die Linienbreite des Kontaktierungsrahmens21 , das heißt, das Design wird so ausgeführt, daß eine Kontaktierungsoberfläche zwischen beiden zuverlässig sichergestellt werden kann. - Zu diesem Zeitpunkt, wenn eine gesamte Oberfläche der inneren Wandung der Kappe unter der Verwendung einer leitenden Schicht auf solch eine Weise bedeckt wird, daß das unterlegte Metall und die Au-Überzugsschicht verkleidet sind, kann die Kappe so gefertigt werden, daß sie einen EMI (Elctromagnetic Interference – elektromagnetische Beeinflußung, EMB) – Abschirmeffekt aufweist. Und zwar wird, wie in den
2 und3 durch die strichpunktierten Linien angezeigt ist, eine Au-Schicht51 auf der inneren Oberfläche der Kappe22 angebracht bzw. angeordnet und, indem man die resultierende Kappe in dem Substrat Erdungspotential annehmen läßt, kann die Kappe als eine elektromagnetische Abschirmschicht fungieren. Wie oben erwähnt, indem man die Kontaktierungsschicht unter Verwendung eines leitenden Materials (Au) ausbildet und die Au-Schicht51 auf solch eine Weise ausbildet, daß sie die gesamte innere Wandoberfläche der Kappe einschließlich dieser Au-Schicht aus leitendem Material bedeckt, und dieses Au-Schicht51 mit einem Referenzpotential auf der Seite des elementbildenden Silziumwafers über dem Kontaktierungsrahmen21 verbindet, ist es möglich, die Kappe mit dem Abschirmeffekt in Bezug auf elektromagnetische Beeinflußung (EMB) zu versehen. Genauer gesagt, da es möglich ist, die Kappe dadurch mit dem Abschirmeffekt auszustatten, daß man die gesamte Kappe unter Verwendung einer leitenden Schicht verkleidet bzw. bedeckt, ist es möglich, den Einfluß von Lärm- bzw. Rauschquellen auf die internen Funktionselemente zu verringern, oder umgekehrt, die Erzeugung bzw. Übertragung von Lärm bzw. Rauschen durch die internen Funktionelemente zu unterbinden. Dieser Effekt hängt nicht von der Art der Funktionselemente ab, und derselbe Effekt wie oben erwähnt kann in Bezug auf elektronische Schaltkreise, etc., genauso erwartet werden. Folglich besitzt diese Technik eine weite Verfügbarkeit bzw. Anwendbarkeit. - Auch genügt es, wenn es erwünscht ist, die Menge an verwendetem Au zu verringern, eine Ablagerung in Form einer Maske eines unterlegten Metalls nur auf der unteren Oberfläche des Fußbereichs
23 und der inneren Oberfläche der Kappe innerhalb davon durchzuführen, und dann eine selektive Beschichtung von Au darauf anzubringen und dadurch die Kontaktierungsschicht auszubilden. - Auch wird, wie schon früher angegeben, die Breite des Fußbereichs
23 der Kappe im voraus so entworfen, daß sie dünner als die Linienbreite des Kontaktierungsrahmens21 wird. Jedoch gibt es den Vorteil zu diesem Zeitpunkt, daß, wenn der Fußbereich23 der Kappe wie in dem Fall dieser Ausführungsform ausgebildet worden ist, da, wenn man die Kappe auf den Kontaktierungsrahmen21 preßt, es leicht wird, eine Kontaktierungsoberfläche bei dem Bereich der unteren Oberfläche des Fußbereichs23 sicherzustellen, exzellentere Versieqelungseigenschaften leicht zu erhalten sind. Ebenfalls ist es vorteilhaft, wenn es erwünscht ist, eine gute Kontaktierungsschicht ohne darin enthaltene Hohlräume aus einer durch eine Reaktion zwischen Au und Polysilizium hergestellter Legierungsschicht zu bilden, die Diffusion von Au in die Seite des Si so stark wie möglich zu unterdrücken. Zu diesem Zweck wird zuerst eine Oxidschicht (in11 mittels des Referenzzeichens53 angezeigt), die als eine Diffusionsschutzschicht fungiert, auf der Oberfläche des Siliziums, das zur Abdeckung bzw. Kappe werden wird, ausgebildet, und dann wird die unterlegte Schicht ausgebildet. Indem man danach die Au-Schicht mit dem resultierenden Fußbereich fest verbindet bzw. kontaktiert, wird die Oxidschicht eine Sperrschicht zur Verhinderung der Diffusion des Au, mit dem Ergebnis, daß eine unnötige Bewegung des Au verhindert werden kann und, als ein Ergebnis davon kann das Erzeugen bzw. Hervorbringen von Hohlräumen verhindert werden. - Als nächstes werden das Verbinden des kappenbildenden Siliziumwafers
33 auf den bzw. mit dem Siliziumwafer32 mittels Kontaktierung und das Waferschneiden erklärt werden. - Wie in
12 veranschaulicht wird der kappenbildende Siliziumwafer33 mit dem darauf ausgebildeten Fußbereich23 positionell mit dem Siliziumwafer (Halbleiterwafer)32 mit dem darauf ausgebildeten Sensor, etc., ausgerichtet, woraufhin die auf dem Fußbereich23 ausgebildete Kontaktierungsschicht24 (Au-Schicht) über dem aus der Siliziumschicht bestehenden Kontaktierungsrahmen21 aufgelegt wird. Daraufhin werden beide Schichten durch thermische Druckkontaktierung miteinander verbunden bzw. kontaktiert. Genauer gesagt, wird die Kontaktierung bzw. das Verbinden mittels Kontaktierung bei einer Behandlungstemperatur von ungefähr 400°C (die eutektische Temperatur von Au und Si beträgt 363°C) und unter einer Gewichtsbelastung von ungefähr 0,2 bis 1 kg/mm2 für einen Bearbeitungszeitabschnitt von einigen 10 Minuten durchgeführt. - Als ein Verfahren zur positionellen Ausrichtung werden im voraus Standardlinien in Bezug auf den kappenbildenden Siliziumwafer
33 ausgebildet, indem man wie in15 veranschaulicht Waferschneiden in X- und Y-Richtungen in entsprechender Beziehung zu den Positionen der Waferschneidelinien des Siliziumwafers32 durchführt. Nachdem man diese Standardlinien positionell mit den Waferschneidelinien des Siliziumwafers32 ausgerichtet hat, wird der kappenbildende Siliziumwafer33 auf dem Siliziumwafer32 angebracht und mit diesem durch Druckkontaktierung verbunden. Auch ist es möglich, falls man eine Montageeinrichtung mit einem Mustererkennungsmechanismus verwendet, auf einfache Weise eine positionelle Ausrichtung durchzuführen, indem man Markierungen in Bezug auf den kappenbildenden Siliziumwafer33 bzw. den Siliziumwafer32 bereitstellt. - Die Genauigkeit der Montage ist hinreichend, falls sie zehn und einige Mikrometer oder weniger beträgt.
- Ebenfalls kann, falls, wenn die zwei Wafer mittels Kontaktierung verbunden werden, das Verbinden mittels Kontaktierung in einer Vakuumatmosphäre oder einer Inertgasatmosphäre oder unter einem vorbestimmten Druckniveau durchgeführt wird, das Innere der Kappe ein Vakuum oder eine Inertgasatmosphäre oder einen vorbestimmten Druck aufweisen. Das heißt, da die Kappe
22 und der Kontaktierungsrahmen21 , der auf der Siliziumoberfläche mit dem darauf ausgebildeten Funktionselement ausgebildet ist, miteinander in einem Zustand hoher Luftdichtigkeit unter Verwendung der Metalllegierung mittels Kontaktierung verbunden werden, ist es möglich, den internen Druck der Kappe zu fixieren (beispielsweise kann eine Vakuumversiegelung realisiert werden). Genauer gesagt, da die feste Verbindung bzw. Kontaktierung in Form einer geschlossenen Struktur realisiert werden kann, ist es möglich, das Innere der Kappe unter Vakuum und dadurch die Empfindlichkeit des Sensors auf einem hohen Niveau zu halten. Oder es ist möglich, das Innere der Kappe mit einem Inertgas zu füllen, und dadurch eine Verschlechterung der Sensoreigenschaften und ähnliches zu verhindern, oder es ist möglich, den internen Druck der Kappe zu fixieren, und dadurch einen Referenzdruck zu erhalten, wenn das Innere der Kappe als ein Drucksensor ausgelegt bzw. ausgeführt worden ist. - Das Kappenmaterial wird wie oben erwähnt kontaktiert bzw. mittels Kontaktierung verbunden. Zu diesem Zeitpunkt ist es möglich, den räumlichen Bereich
25 genügend groß zu machen, indem man den Fußbereich23 in Bezug auf die Kappe22 bereitstellt, und folglich zu erwarten, daß auch ein die Luftdichteversiegelung verbessernder Effekt hervorgerufen wird, indem man die Kapazität des räumlichen Bereiches vergrößert. - Man beachte das Folgende. Bei diesem Kontaktierungsprozeß tritt manchmal, wenn man den Kontaktierungsrahmen
21 unter Verwendung einer dünnen Siliziumschicht ausgebildet hat, die Störung bzw. Schwierigkeit auf, daß eine natürliche Oxidschicht (die Dicke: einige Nanometer) auf der Oberfläche des Siliziums vor der Durchführung des Kontaktierungsprozesses entstanden ist, wodurch seine Haftung bzw. Bindung an die Au-Schicht verhindert bzw. blockiert wird, woraufhin die eutektische Reaktion nicht stattfindet bzw. fortschreitet. Um dies zu berücksichtigen, genügt es, wie schon früher festgestellt, den Kontaktierungsprozeß gleich nach der Durchführung der Opferschichtätzbehandluung mittels einer Fluorwasserstoffsäurenlösung durchzuführen, oder in dem Fall, daß der Kontaktierungsprozeß nicht sofort durchgeführt werden kann, die Oxidschicht von neuem mit Licht unter Verwendung eines auf CF4 basierenden Gases wegzuätzen und den Kontaktierungsprozeß gleich danach durchzuführen. - Zusätzlich zu der oben erwähnten Technik kann, als ein Verfahren, um solch eine natürliche Oxidschicht definitiv zu zerstören, um dadurch eine gute Kontaktierung bzw. feste Verbindung zu erhalten, eine dünne Schicht (die Dicke: ungefähr 0,1 μm) aus einem Material, das bei der gleichen oder einer niedrigeren Temperatur als die eutektische Temperatur (363°C) des Systems Au/Si schmilzt, ebenfalls auf der Oberfläche der Metallschicht (Au-Schicht)
24 ausgebildet werden und die die Kontaktierungsschicht auf der Seite der Kappe22 werden. Genauer gesagt, wird eine Si-Schicht, Ge-Schicht, Sn-Schicht oder ähnliches verwendet (die eutektische Temperatur des Systems Au/Ge: 356°C, und die eutektische Temperatur des Systems Au/Sn: 280°C). Diese dünne Schicht wird in11 durch das Bezugszeichen52 angezeigt. Wenn die Kontaktierung durchgeführt wird, wird die Temperatur einmal bis auf eine Temperatur, die höher ist als die eutektische Temperatur, erhöht, um dadurch ein Schmelzen der Oberflächenschicht der Au-Schicht zu bewirken. Als ein Ergebnis wird die Oxidschicht auf der Oberfläche der Siliziumschicht, die den Kontaktierungsrahmen21 bildet, zerstört, wodurch dazwischen eine Fest/Flüssig-Grenzfläche erzeugt wird. Dies ermöglicht das Auftreten bzw. die Durchführung einer guten eutektischen Reaktion. Zur Zeit der Kontaktierung wird der Kontaktierungsprozeß in einer Inertgasatmosphäre (He, Ar, N2 oder ähnlichem) oder reduzierenden Gasatmosphäre (H2) oder in Vakuum durchgeführt. - Ebenfalls kann, als ein Verfahren um auf ähnliche Weise die natürliche Oxidschicht auf der Siliziumoberfläche definitiv zu zerstören, um dadurch eine gute Kontaktierung bzw. feste Verbindung zu erhalten, Metall (beispielsweise Ti, Al, Ta, Cr, Nb, etc.), um eine Siliziumoxidschicht zu reduzieren, einige bis einige 10 Nanometer auf der Oberfläche der Metallschicht (Au-Schicht)
24 abgelagert werden und die Kontaktierungsschicht auf der Seite der Kappe22 werden, und, auf diesem abgelagerten Metall, kann eine Metallschicht (52 in13 ) wie zum Beispiel Au, das nicht-oxidierbar ist, ungefähr 10 bis 20 nm abgelagert werden, um die Oxidation des reduzierenden Metalls zu verhindern. Wenn die Kontaktierung mittels Erwärmen und Ausüben von Druck durchgeführt wird, diffundiert das reduzierende Metall (beispielsweise Ti) auf der Seite der Oberfläche in die Au-Schicht auf der äußersten Oberfläche und erreicht die Oberfläche des Siliziums auf der Seite des Sensorwafers und entzieht der natürlichen Oxidschicht des Siliziums ihren Sauerstoff, um dadurch die Oxidschicht zu zerstören. Als eine Folge findet die Reaktion zwischen Au und Silizium gleichmäßig über einen gesamten Bereich der Kontaktierungsgrenzfläche statt, mit dem Ergebnis, daß es möglich ist, die Kontaktierungsgrenzfläche mit fast keinen darin erzeugten Hohlräumen auszubilden. In diesem Fall wird der Kontaktierungsprozeß ebenfalls in einer Inertgasatmosphäre oder einer reduzierenden Gasatmosphäre oder im Vakuum durchgeführt. - Nachdem der kappenbildende Siliziumwafer
33 vor seiner Zerlegung in Chips kollektiv kontaktiert worden ist, wird er, wie in14 veranschaulicht, bei den Positionen, die jeweils mittels eines Bezugszeichens34 angezeigt sind, zerschnitten, wobei nur die von ihm notwendigen Bereiche übrig gelassen werden wie sie sind, während der Rest entfernt wird. - Die Schneidepositionen, wo der elementbildende Siliziumwafer
32 geschnitten wird, sind in16 veranschaulicht. Wenn sein Schneiden auf eine notwendige minimale Größe durchgeführt wird (wobei vorausgesetzt ist, das die Genauigkeit der Montage und die Genauigkeit des Wafer schneidens berücksichtigt werden), wird der Schneideprozeß, um die bewegliche Gate-Elektrode (beweglicher Teilbereich) des Sensorelements zu schützen, bei den in16 veranschaulichten Schneidepositionen durchgeführt. Man beachte hier, daß, wenn es erforderlich ist, die Oberfläche des elementbildenden Siliziumwafers32 vom Zerspringen nicht benötigter Chips zu schützen, das Schneiden, während man den Schneideoperationen des Kappenbereiches so weit wie möglich folgt, so nahe wie möglich zum Ritzrahmen durchgeführt wird, um so die Bereiche außer seinen benötigten Elektroden-Kontaktierungsflecken abzudecken, wie es bei den Schneidepositionen D in17 veranschaulicht ist. -
18 ist eine typische Schnittansicht zu der Zeit des Waferschneidens während des Schneideprozesses des kappenbildenden Siliziumwafers33 . Während in18 die Schneidepositionen des kappenbildenden Siliziumwafers33 jene sind, die durch die Bezugszeichen34 angezeigt werden, sollte man zu diesem Zeitpunkt sorgfältig darauf achten, daß das Blatt einer Waferschneidesäge die Oberfläche des Siliziumwafers32 nicht beschädigt. In diesem Zusammenhang bzw. für diesen Zweck spielt der Kappenbereich23 des kappenbildenden Siliziumwafers33 eine wichtige Rolle. Das heißt, wenn man die Flachheit einer Wafer-fixierenden Arbeitsbühne der Waferschneidesäge, die Variationen in der Dicke des Siliziumwafers und den Prozeßspielraum berücksichtigt, und im Fall eines Siliziumwafers, dessen Durchmesser 15,24 cm (6 inch) beträgt, wird man die Länge des Fußbereiches23 des kappenbildenden Siliziumwafers33 nicht kürzer als ungefähr 90 μm machen. Das heißt, der Abstand zwischen der unteren Oberfläche des kappenbildenden Siliziumwafers33 und der oberen Oberfläche des Siliziumwafers32 kann mittels des Fußbereiches23 vergrößert werden, um so einen Vorteil beim Durchführen des Waferschneidens in Bezug auf den kappenbildenden Siliziumwafer33 bereitzustellen. - Man beachte das Folgende. Wenn während des Waferschneideprozesses des kappenbildenden Siliziumwafers
33 die Schwierigkeit auftritt, daß der Wafer bei seinem Kantenbereich vibriert, wodurch der kontaktierte Bereich abgelöst wird oder das Blatt der Waferschneidesäge zerbrochen wird, ist es vorteilhaft, solch eine periphere fixierte Schicht36 wie in20 veranschaulicht bei dem peripheren Bereich des kappenbildenden Siliziumwafers33 bereitzustellen. Es genügt, daß diese fixierte Schicht nur bei den Positionen der Schneidelinien ausgebildet wird. Ebenfalls, zu solch einem Zeitpunkt, wenn nicht benötigte Chips, die separiert worden sind als man den kappenbildenden Siliziumwafer33 geschnitten hat, zerspringen und leicht die Chips der Kappe22 oder die unterlegte Schicht beschädigen können, ist es wirkungsvoll, jede zweite Linie anzuschneiden bzw. halb durchzuschneiden, um dadurch die nicht benötigten Chips nicht vollständig zu separieren und dadurch das Auftreten der von ihrem Zerspringen herrührenden Schwierigkeiten zu vermeiden, oder es ist ebenfalls wirkungsvoll, nachdem man entlang einer Richtung (beispielsweise der X-Richtung) geschnitten hat, ein Klebeband aufzukleben und dann den resultierenden Wafer entlang der anderen Richtung (Y-Richtung) zu schneiden, um dadurch das Zerspringen von nicht benötigten Chips zu verhindern. - Nach dem Beenden des Schneideprozesses und des Eliminationsprozesses der nicht benötigten Bereiche des kappenbildenden Siliziumwafers
33 wird als nächstes, wie in18 veranschaulicht, Waferschneiden in Bezug auf den Ritzrahmen des Siliziumwafers32 bei seinen Waferschneidepositionen35 durchgeführt. Mittels dieses Waferschneidens wird der Siliziumwafer32 , wie in den1 bis3 veranschaulicht, in individuelle Chips aufgeteilt. Wie oben erwähnt, nachdem man den kappenbildenden Wafer33 von oben bei den durch die Bezugszeichen34 angezeigten Positionen geschnitten hat, ist es möglich auf ähnliche Weise den Siliziumwafer32 bei den durch die Bezugszeichen35 angezeigten Positionen von oben zu zerschneiden. Ebenfalls kann man, wie in19 veranschaulicht, nachdem man gleichzeitig das Waferschneiden in Bezug auf die Wafer33 und32 bei den durch die Bezugszeichen35 angezeigten Positionen durchgeführt hat, den Wafer33 bei den Positionen34 zerschneiden, um dadurch die Kappe22 zu bilden. - Obwohl während dieser Waferschneideoperation ebenfalls ein Wasserfluß und Wasserdruck vorhanden bzw. angelegt sind, wird das Funktionselement (Sensorelement mit einer Brückenbalkenelektrodenstruktur, etc.), das vor äußeren Kräften geschützt werden muß, mittels der Kappe
22 geschützt. - Zuletzt wird, wie in
21 veranschaulicht, ein Kunstharzguß unter Verwendung einer Formmasse durchgeführt. Zu diesem Zeitpunkt ist es möglich, mittels der Kappe22 die bewegliche Gate-Elektrode (den beweglichen Teilbereich des Sensors) und dergleichen, welche die wichtige Struktur des Chips ausmachen, vor den äußeren Kräften zu schützen, die auftreten, wenn der Chip in Kunstharz eingeschlossen bzw. versiegelt wird. - Wie oben erwähnt wurde, wurde in dieser Ausführungsform der Kontaktierungsrahmen
21 , der aus einer dünnen Siliziumschicht besteht, um den Elementbildungsbereich auf der Oberfläche des Siliziumwafers (Halbleiterwafers)32 zur Bildung des MOS-Transistors mit beweglichen Gate (das Sensorelement: das Funktionselement) herum ausgebildet, die Kontaktierungsschicht24 , die aus einer Goldschicht besteht, wurde bei der Position des kappenbildenden Siliziumwafers33 die dem Kontaktierungsrahmenmuster entspricht, ausgebildet, ein Aufheizen auf eine Temperatur, die gleich der oder höher als die eutektische Temperatur des Systems Au/Si ist, wurde in einem Zustand des Kontakts zwischen dem Kontaktierungsrahmen21 des Siliziumwafers32 und der Kontaktierungsschicht24 des kappenbildenden Siliziumwafers33 durchgeführt, und dann wurden beide Wafer32 und33 in Chipeinheiten zerschnitten. Wie oben erwähnt wurde, kann, da der aus einer dünnen Siliziumschicht bestehende Kontaktierungsrahmen21 auf dem Siliziumwafer32 und die aus einer Goldschicht bestehende Kontaktierungsschicht24 auf dem kappenbildenden Siliziumwafer33 mittels Musterung ausgebildet wurde und beide Wafer32 und33 mittels Kontaktierung miteinander verbunden bzw. kontaktiert wurden, eine Halbleitervorrichtung mit der Schutzkappe22 zum Überdecken bzw. Einschließen des Elementes auf einfache Weise unter Verwendung einer gewöhnlichen Halbleiterherstellungstechnik hergestellt werden. Das heißt, da der Siliziumwafer33 , der zur Kappe werden wird, kollektiv auf der gesamten Oberfläche des Siliziumwafers32 kontaktiert und dann mittels Waferschneideoperationen zerschnitten worden ist, ist es möglich, die Schutzkappen22 wirkungsvoll und effizient in Bezug auf die individuellen Funktionselementbereiche auszubilden. - Ebenfalls, da die dünne Schicht Polysilizium als das Material für den Kontaktierungsrahmen verwendet wird, ist es möglich, die Kontaktierungsrahmenbildungsprozeßschritte, die dem Siliziumwaferprozeß angepaßt sind, zu benützen, mit dem Ergebnis, daß es möglich ist, die Kontaktierungsschicht (Au-Überzugsschicht) auszubilden, ohne eine Auswahl des Kappenmaterials zu machen. Folglich weist diese Technik eine breite Anwendbarkeit auf. Genauer gesagt, obwohl der Durchsatz abnimmt, wenn man die Kappe
22 individuell mit den Chips verbindet bzw. kontaktiert, wird diese Unzulänglichkeit ausgemerzt bzw. verbessert. Das heißt, dadurch, daß man kollektives Kontaktieren und kollektives Schneiden des kappenbildenden Siliziumwafers33 durchführt, wird die Bildung der Schutzkappen zu niedrigen Kosten möglich. - Weiterhin ist es möglich, da die Verwendung eines Kappenmaterials, das keine Luftdurchlässigkeit aufweist, eine luftdichte Versiegelung bereitstellen kann, eine versiegelte Struktur hoher Zuverlässigkeit bereitzustellen, ohne eine Verschlechterung des Leistungsverhaltens des schützenden Sensors zu verursachen. In diesem Fall, da es sogar bei Verwendung einer in Kunstharz eingeschlossenen Baugruppe, wie in
21 veranschaulicht, möglich ist, eine genügend hohe Zuverlässigkeit sicherzustellen, ist es möglich, beispielsweise, einen Sensor mit einem beweglichen Teilbereich zu niedrigen Kosten als Baugruppe herzustellen. - Als ein angewendetes Beispiel dieser Ausführungsform kann anstelle einer dünnen Schicht Polysilizium eine dünne Schicht amorphes Silizium als das Material des Kontaktierungsrahmens
21 verwendet werden. In diesem Fall können ebenfalls die Kontaktierungsrahmenbildungsprozeßschnitte, die mit dem Siliziumwaferprozeß zusammen passen, verwendet werden, mit dem Ergebnis, daß die Kontaktierungsschicht (Au-Überzugsschicht) ausgebildet werden kann, ohne daß man eine Auswahl des Kappenmaterials betrifft. Folglich weist diese Technik ebenfalls eine breite Anwendbarkeit auf. - (Zweite Ausführungsform)
- Als nächstes wird eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erklärt werden, hauptsächlich in Zusammenhang mit den unterschiedlichen Punkten zwischen dieser Ausführungsform und der ersten Ausführungsform.
- In dieser Ausführungsform wird das Sensorelement anstelle der in den
4 bis8 veranschaulichten Kontaktierungsrahmenbildungsprozeßschritte gemäß der ersten Ausführungsform unter Verwendung der Kontaktierungsrahmenbildungsprozeßschritte in den22 bis26 hergestellt. - Wie in
22 veranschaulicht ist, wird auf der Siliziumoxidschicht26 eine dünne Schicht Polysiliziumschicht38 zum Bilden einer beweglichen Gate-Elektrode abgelagert, auf der ein Photolack39 über einem vorbestimmten Bereich angebracht wird. Dann wird, wie in23 veranschaulicht, die dünne Schicht Polysilizium unter Verwendung des Photolacks39 ausgebildet bzw. gemustert. Danach wird, wie in24 veranschaulichtist ist, eine Isolierschicht40 (Oxidschicht) abgelagert, wonach eine letzte bzw. abschließende Schutzschicht41 (eine Siliziumnitridschicht auf der Basis der Verwendung eines Plasma-CVD-Verfahren) angebracht wird. Dann wird mittels der Durchführung einer Photolitographie unter Verwendung eines Photolacks42 , wie in25 veranschaulicht, die Schutzschicht41 über dem Bildungsbereich für die bewegliche Gate-Elektrode entfernt. Als nächstes wird eine dünne Siliziumschicht43 angebracht, die zum Kontaktierungsrahmen werden wird. Als ein Verfahren zur Herstellung der dünnen Siliziumschicht43 wird ein Plasma-CVD-Verfahren verwendet, das die Bildung der Schicht bei einer Temperatur ermöglicht, die die Aluminiumverdrahtung, etc., nicht schädigt. Als ein spezielleres Material für den Kontaktierungsrahmen verwendet man eine amorphe Si-Schicht Gemäß den Experimenten, die von den Erfindern der vorliegenden Erfindung durchgeführt wurden, ist es bestätigt, daß diese Schicht, wenn das Elementzusammensetzungsverhältnis von Si zu N 1,5 oder mehr beträgt, fast wie in dem Fall einer Siliziumschicht gehandhabt werden kann. - Diese dünne Schicht
43 aus amorphen Silizium wird mittels eines photolithographischen Prozesses, der eine Photolackschicht44 verwendet, mittels Musterung ausgebildet, und die dünne Siliziumschicht43 , die als der Kontaktierungsrahmen fungiert, wird wie in26 veranschaulicht ausgebildet. Dann wird, wobei die erforderlichen Bereiche unter Verwendung eines Photolacks geschützt werden, Opferschichtätzen durchgeführt, um die dünne Schicht Polysilizium38a , die die bewegliche Gate-Elektrode6 werden wird, so zurückzulassen, wie sie ist, um dadurch den räumlichen Bereich auszubilden. - In dieser Ausführungsform gibt es den Vorteil, daß, da der Kontaktierungsrahmen
21 auf der abschließenden Schutzschicht41 ausgebildet wird, die Anzahl der Freiheitsgrade beim Layout in Bezug auf das Design des Ic-Chips zunimmt. - (Dritte Ausführungsform)
- Als nächstes wird eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erklärt werden, hauptsächlich in Zusammenhang mit den unterschiedlichen Punkten zwischen dieser Ausführungsform und der ersten Ausführungsform.
- In dieser Ausführungsform wird das Sensorelement anstelle der in den
10 bis12 und14 veranschaulichten Prozeßschritte gemäß der ersten Ausführungsform unter Verwendung der Prozeßschritte der27 bis32 hergestellt. - Wie in
27 veranschaulicht ist, wird ein kappenbildender Siliziumwafer45 präpariert, und wie in28 veranschaulicht ist, wird ein Fußbereich23 ausgebildet. Andererseits wird, wie in29 veranschaulicht, eine Klebeschicht bzw. Haftschicht47 (beispielsweise ein Polyemidkunstharz, ein hochmolekularer thermoplastischer Klebstoff, etc.) auf einem Trägerwafer45 (beispielsweise Siliziumwafer), der als ein Waferunterstützungsteil fungiert, mittels Schleuderbeschichtung angebracht, und dann wird der kappenbildende Siliziumwafer45 mittels der Klebeschicht bzw. Haftschicht47 auf dem Trägerwafer46 kontaktiert bzw. mittels Kontaktierung verbunden. Dann wird, wie in30 veranschaulicht, Waferschneiden in Bezug auf den kappenbildenden Siliziumwafer45 bei den Positionen, die jeweils mittels des Bezugszeichens48 angezeigt sind, durchgeführt, um ihn dadurch vollständig auf eine erwünschte Kappengröße zu zerschneiden. Und zwar werden die Schnitte durchgeführt, um ihn aufzuteilen und Kappen in Chipeinheiten zu bilden, d.h. die Schnitte werden zur Aufteilung des kappenbildenden Wafers in gekapselte Chipeinheiten durchgeführt. Falls man zu diesem Zeitpunkt diese Schnitte, die mittels der Blätter der Waferschneidesäge gemacht werden, innerhalb der Klebeschicht bzw. Haftschicht47 verbleiben bzw. gehalten werden, wird eine Wiederverwendung des Trägerwafers46 möglich. Wie es oben erwähnt wurde, wird das Waferschneiden des kappenbildenden Siliziumwafers45 auf eine erwünschte Kappengröße im voraus zu einem Zeitpunkt durchgeführt, bevor er mit dem sensorbildenden Siliziumwafer kontaktiert bzw. mittels Kontaktierung verbunden wird. - Weiterhin wird, wie in
31 veranschaulicht ist, der kappenbildende Siliziumwafer45 positionell mit dem funktionselementbildenden Siliziumwafer49 ausgerichtet und darauf angebracht, auf dieselbe Weise, wie im Fall der ersten Ausführungsform, und dann thermisch mit ihn kontaktiert bzw. mittels Kontaktierung verbunden. Als nächstes wird, wie in32 veranschaulicht ist, eine Behandlung durchgeführt, um die Haftkraft der Klebeschicht bzw. Haftschicht47 zu schwächen (beispielsweise um sie mittels thermischer Zersetzung zu schwächen), um dadurch den Trägerwafer46 gemeinschaftlich mit den nicht benötigten Bereichen45a (in31 angezeigt) des kappenbildenden Siliziumwafers45 abzulösen, wobei nur die Kappen allein wie sie sind auf dem funktionselementbildenden Siliziumwafer49 verbleiben. Und zwar wird der Trägerwafer46 von dem kappenbildenden Siliziumwafer45 separiert, um dadurch die nicht benötigten Bereiche45a des kappenbildenden Siliziumwafers45 zu entfernen. Als ein Ergebnis können die nicht benötigten Bereiche45a des kappenbildenden Silizium wafers45 verläßlich entfernt werden, ohne ihr Zerspringen zu verursachen. - Schließlich wird der funktionselementbildende Siliziumwafer
49 bei den Positionen, die jede mittels eines Bezugszeichens50 angezeigt wird, zerschnitten. - Wie oben erwähnt wurde, wird in dieser Ausführungsform der kappenbildenden Siliziumwafer
45 mit dem Kontaktierungsschichtmuster mit dem Trägerwafer46 verbunden, woraufhin Schnitte zum Aufteilen und zum Bilden in Kappen in Chipeinheiten in Bezug auf den kappenbildenden Siliziumwafer45 durchgeführt werden, d.h. es werden Schnitte zur Aufteilung des kappenbildenden Wafers in gekapselte Chipeinheiten durchgeführt. Dann werden der kappenbildende Siliziumwafer45 und der funktionselementbildende Siliziumwafer49 miteinander mittels Kontaktierung verbunden, wonach der Trägerwafer46 von dem kappenbildenden Siliziumwafer45 getrennt wird, um dadurch seine nicht benötigten Bereiche45a zu entfernen. Demgemäß ist es nicht möglich, daß, wenn der kappenbildende Siliziumwafer45 zerschnitten wird, nicht benötigte Chips zerspringen können, um so die Oberfläche des funktionselementbildenden Siliziumwafer49 zu beschädigen, und demgemäß können die Schneidepositionen die Schneidepositionen C (siehe16 ) von der ersten Ausführungsform sein. - Ebenfalls ist, da keine Schneideoperation durchgeführt wird, nachdem der kappenbildende Siliziumwafer
45 kontaktiert worden ist, das Verfahren gemäß dieser Ausführungsform auch dann effektiv bzw. wirkungsvoll, wenn, wie in33 veranschaulicht, kein Fuß auf der Kappe ausgebildet ist. - Als ein angewendetes Beispiel für diese Ausführungsform ist es möglich, anstelle des Trägerwafers
46 eine Waferschneidefolie zu verwenden, die aus einer dünnen Schicht auf der Basis von Polyimid besteht und Klebefähigkeit bzw. Haftfähigkeit verliehen bekommen hat. - Obwohl bei den ersten und zweiten Ausführungsformen der Siliziumkontaktierungsrahmen auf der Sensorwaferseite unter Verwendung einer Polysiliziumschicht oder einer amorphen Siliziumschicht ausgebildet wurde, gibt es Fälle, wo ein Sensorbereich in einer zusammengesetzten Waferstruktur gebildet wird, die unter Verwendung einer Waferkontaktierungstechnik, wie in
34 veranschaulicht, hergestellt worden ist. Das heißt, ein Trägersubstrat102 und ein Substrat104 werden auf einer Seite, in der eine Sensorstruktur ausgebildet werden soll, direkt miteinander durch die Vermittlung einer Oxidschicht103 verbunden bzw. kontaktiert. Danach wird Mikrobearbeitung in Bezug auf das Substrat104 (SOI-Schicht) durchgeführt, um dadurch eine schwebende Mikrostruktur von Balken104a zu bilden. Danach werden die erforderlichen Verdrahtungsstrukturen ausgebildet, und ein Kappenwafer wird mit der resultierenden zusammengesetzten Waferstruktur verbunden bzw. kontaktiert, woraufhin Waferschneiden durchgeführt wird. Man beachte hier, daß das Bezugszeichen101 eine rückseitige Elektrode, die auf der Rückseite des Substrats ausgebildet ist, bezeichnet. In diesem Fall wird der Sensorbetrieb des Sensors dadurch durchgeführt, daß man die Fluktuationen in den elektrostatischen Kapazitäten zwischen den Balken104a über bzw. mittels einer auf dem Substrat104 ausgebildeten Diffusionsschicht105 detektiert. In diesem Fall, obwohl der Siliziumkontaktierungsrahmen auf der Sensorwaferseite aus einem Siliziumsubstrat (Einkristall) gemacht ist, ist es in diesem Fall ebenfalls möglich, den Kappenwafer damit zu verbinden bzw. zu kontaktieren, wie in dem Fall des Kontaktierungsrahmens, der aus Polysilizium oder amorphen Silizium gemacht ist. - Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben erwähnten Ausführungsformen beschränkt, sondern kann eben falls auf die folgenden Arten ausgeführt bzw. verkörpert werden.
- Als das Material des kappenbildenden Wafers kann man Glas, Keramik, Kunstharz, etc., zusätzlich zu Silizium verwenden. Weiterhin kann jedes Material verwendet werden, solange es nur der eutektischen Kontaktierungstemperatur des Systems Au-Si widerstehen kann und kein Problem mit dem Element-Kontaminations-Versiegelungseigenschaften mit sich bringt. Zu diesem Zeitpunkt besteht die Notwendigkeit, eine Auswahl zu treffen, indem man die Kosten und seine Beständigkeit gegen Umwelteinflüße in Betracht zieht. Wenn es wünschenswert ist, die Kappe durchsichtig zu machen, ist die Verwendung eines synthetischen Quarzglases angebracht bzw. geeignet.
- Die vorliegende Erfindung kann ebenfalls nicht nur als ein Halbleiterbeschleunigungssensor verkörpert bzw. ausgelegt werden, sondern ebenfalls als eine Halbleitervorrichtung wie zum Beispiel einem Mikromembransensor mit einem beweglichen Teilbereich (Vibrationsteilbereich) auf dem Siliziumchip oder als eine Vorrichtung mit einem Kontaktstück oder dergleichen.
- Wie ausführlich beschrieben worden ist, besitzt die vorliegende Erfindung den ausgezeichneten Vorteil, eine einfache Herstellung einer Halbleitervorrichtung mit einer Schutzkappe zu ermöglichen.
- Zusammenfassend sei gesagt, daß gemäß der vorliegenden Erfindung auf einem Siliziumwafer
32 ein MOS-Transistor mit beweglichem Gate ausgebildet wird (Sensorelement: Funktionselement). Ein Kontaktierungsrahmen21 , der aus einer dünnen Siliziumschicht besteht, wird um einen Elementbildungsbereich herum auf der Oberfläche des Siliziumwafers32 mittels Musterung ausgebildet. Auf einem kappenbildenden Siliziumwafer33 wird ein hervorstehender Fußbereich23 bereit gestellt, auf dessen unterer Oberfläche eine Kontaktierungsschicht24 ausgebildet wird, die aus einer Goldschicht besteht. Der kappenbildende Siliziumwafer33 wird auf dem Siliziumwafer32 angebracht, woraufhin in Bezug auf diese eine Erwärmung auf eine Temperatur, die gleich oder höher als eine eutektische Temperatur eines Gold/Silizium-Systems ist, durchgeführt wird, um dadurch eine feste Verbindung zwischen dem Kontaktierungsrahmens21 des Siliziumwafers32 und der Kontaktierungsschicht24 des kappenbildenden Siliziumwafers33 herzustellen. Danach werden beide Wafer32 und33 mittels Waferschneiden in Chipeinheiten zerlegt. - Obwohl die vorliegende Erfindung unter Bezug auf die vorhergehenden bevorzugten Ausführungsformen gezeigt und beschrieben worden ist, ist es für den Fachmann offensichtlich, daß Änderungen in Form und Detail gemacht werden können, ohne von dem Anwendungsbereich der Erfindung, wie er in den beigefügten Ansprüchen definiert ist, abzuweichen.
Claims (18)
- Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung, die einen Halbleiterwafer (
1 ) mit einem auf einer seiner Oberflächen ausgebildeten Funktionselement (6 ) und eine Kappe (22 ), die das Funktionselement einschließt, aufweist, wobei ein räumlicher Bereich in Bezug auf dieses Funktionselement auf der Oberfläche des Halbleiterwafers bereitgestellt ist, mit: einem Funktionselementbildungsschritt des Ausbildens einer Vielzahl von Funktionselementen auf dem Halbleiterwafer (1 ) zur Bildung des Funktionselementes (6 ) und des Ausbildens von Kontaktierungsflecken (19 ) zur Durchführung einer Anschlußverdrahtung zwischen jedem Funktionselement und der Außenseite, zwischen dem Funktionselement und einer vorbestimmten Position auf dem Halbleiterwafer (1 ), bei der dieser Halbleiterwafer (1 ) geteilt werden soll; einem Kontaktierungsrahmenbildungsschritt des Ausbildens eines Kontaktierungsrahmens (21 ), der jedes Funktionselement in einem Bereich um jedes Funktionselement herum auf der Oberfläche des Halbleiterwafers (1 ) und auf einer Seite näher zu dem Funktionselement als zu dem Kontaktierungsfleck (19 ) umgibt; einem Kontaktierungsschritt des Verbindens mittels Kontaktierung eines kappenbildenden Wafers (22 ), der einen Fußbereich (23 ) bei einer Position aufweist, die dem Kontaktierungsrahmen (21 ) entspricht, auf dem Halbleiterwafer (1 ), indem eine feste Verbindung zwischen dem Fußbereich (23 ) und dem Kontaktierungsrahmen (21 ) hergestellt wird; und einem Schneideschritt des Zerschneidens des Halbleiterwafers bei seiner vorbestimmten Position (35 ), bei der dieser Halbleiterwafer geteilt werden soll, und ebenfalls des Zerschneidens des kappenbildenden Wafers bei einer Schneideposition (34 ) auf einer Seite näher zu dem Kontaktierungsrahmen (21 ) als zu der Position des kappenbildenden Wafers, die dem Kontaktierungsfleck (19 ) gegenüberliegt, dadurch gekennzeichnet, dass das Funktionselement eine bewegliche Gate-Elektrode mit einer Brückenbalkenstruktur, wobei die bewegliche Gate-Elektrode aus einer dünnen Siliziumschicht besteht, und eine fixierte Source-Elektrode und fixierte Drain-Elektrode, die in dem Halbleiterwafer ausgebildet sind, aufweist; und daß die bewegliche Gate-Elektrode und der Kontaktierungsrahmen gleichzeitig ausgebildet werden. - Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schneideschritt gleichzeitig die vorbestimmte Position (
35 ) des Halbleiterwafers, bei der dieser Halbleiterwafer geteilt werden soll, und die Position (35 ) des kappenbildenden Wafers, die der vorbestimmten Position des Halbleiterwafers gegenüberliegt, zerschneiden soll; und danach die Schneideposition (34 ) des kappenbildenden Wafers zerschneiden soll. - Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schneideschritt die Schneideposition (
34 ) des kappenbildenden Wafers zerschneiden soll; und danach die vorbestimmte Position (35 ) des Halbleiterwafers, bei der dieser Halbleiterwafer geteilt werden soll, zerschneiden soll. - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Kontaktierungsrahmen (
21 ) aus einem Material besteht, das Silizium (Si) enthält; und das des weiteren dadurch gekennzeichnet ist, es einen Kontaktierungsschichtbildungsschritt des Ausbildens einer Kontaktierungsschicht, die aus einem Material besteht, das Gold (Au) enthält, auf dem Fußbereich aufweist; und dadurch gekennzeichnet, der Kontaktierungsschritt auf eine Temperatur höher als eine eutektische Temperatur eines Gold(Au)/Silizium(Si)-Systems in einem Zustand, in dem der Kontaktierungsrahmen (21 ) des Halbleiterwafers und der kappenbildende Wafer (22 ) miteinander in Kontakt sind, aufheizen soll, um dadurch den Kontaktierungsrahmen (21 ) des Halbleiterwafers und die Kontaktierungsschicht (24 ) des kappenbildenden Wafers mittels Kontaktierung zu verbinden. - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei es des weiteren einen Schritt des Anbringens einer Goldschicht (Au), die die Kontaktierungsschicht wird, auf der inneren Oberfläche der Kappe als einer elektromagnetischen Abschirmschicht aufweist.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine dünne Schicht, die in der Lage ist, ein eutektisches Material bei einer Temperatur auszubilden, die niedriger ist als eine eutektische Temperatur eines Gold(Au)/Silizium(Si)-Systems, auf der Oberfläche der Kontaktierungsschicht des kappenbildenden Wafers angebracht wird; und der Kontaktierungsschritt den Kontaktierungsrahmen (
21 ) des Halbleiterwafers und die Kontaktierungsschicht (24 ) des kappenbildenden Wafers durch die Vermittlung dieser dünnen Schicht mittels Kontaktierung verbinden soll. - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Kontaktierungsrahmenbildungsschritt einen Schritt des nacheinander Ausbildens einer Metallschicht (
53 ), die in der Lage ist, eine Siliziumoxidschicht zu reduzieren, und einer Anti-Oxidationsschicht, die in der Lage ist, eine Oxidation der Metallschicht zu verhindern, auf der Oberfläche der Kontaktierungsschicht (24 ) des kappenbildenden Wafers (22 ) aufweist; und der Kontaktierungsschritt den Kontaktierungsrahmen (21 ) des Halbleiterwafers und die Kontaktierungsschicht (24 ) des kappenbildenden Wafers mit der dazwischen befindlichen Metallschicht und Anti-Oxidationsschicht mittels Kontaktierung verbinden soll. - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei es die folgenden Schritte aufweist: Verbinden des kappenbildenden Wafers mit einem Waferunterstützungsteil; Durchführen von Schnitten zur Aufteilung des kappenbildenden Wafers in gekapselte Chipeinheiten; Verbinden des kappenbildenden Wafers und des Halbleiterwafers mittels Kontaktierung; und danach Separieren des Waferunterstütungsteils von dem kappenbildenden Wafer, um dadurch nicht-benötigte Bereiche des kappenbildenden Wafers zu entfernen.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei daß der Kontaktierungsschritt in einer Vakuumatmosphäre oder einer Inertgasatmosphäre oder unter einem vorbestimmten Druckniveau durchgeführt wird, um dadurch zu bewirken, daß das Innere der Kappe eine Vakuumatmosphäre oder eine Inertgasatmosphäre oder ein vorbestimmtes Druckniveau aufweist.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Zerschneiden des Halbleiterwafers (
1 ) bei der vorbestimmten Position (35 ), wo dieser Halbleiterwafer (1 ) geteilt werden soll, und das Zerschneiden (34 ) des kappenbildenden Wafers (22 ) beidemal mit einem Schneidwerkzeug durchgeführt wird, das von einer Seite des kappenbildenden Wafers (22 ) daran angelegt wird. - Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung, die einen Siliziumwafer (
1 ) mit einem auf einer seiner Oberflächen ausgebildeten Funktionselement (6 ) und eine Kappe (22 ), die aus einem anderen Siliziumwafer gebildet ist und das Funktionselement einschließt, aufweist, wobei ein räumlicher Bereich in Bezug auf dieses Funktionselement auf der Oberfläche des Siliziumwafers bereitgestellt ist, mit: einem ersten Schritt des Ausbildens mittels Musterung eines Kontaktierungsrahmens (21 ), der aus einer dünnen Siliziumschicht besteht, um ein Gebiet zur Ausbildung des Funktionselementes (6 ) herum auf einer Oberfläche des Siliziumwafers (1 ) zur Ausbildung des Funktionselementes und des Ausbildens mittels Musterung einer Kontaktierungsschicht (24 ), die aus einer Goldschicht (Au) besteht, bei einer Position des kappenbildenden Siliziumwafers, die dem Kontaktierungsrahmenmuster entspricht; einem zweiten Schritt des Aufheizens auf eine Temperatur höher als eine eutektische Temperatur eines Gold/Silizium-Systems in einem Zustand, in dem der Kontaktierungsrahmen des Siliziumwafers und die Kontaktierungsschicht des kappenbildenden Siliziumwafers miteinander in Kontakt sind, um dadurch den Kontaktierungsrahmen des Halbleiterwafers und die Kontaktierungsschicht des kappenbildenden Siliziumwafers mittels Kontaktierung zu verbinden; und einem dritten Schritt des Waferschneidens des Siliziumwafers in Chipeinheiten. - Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Kappe einen Fußbereich bei einer Position aufweist, die einem Bereich entspricht, der den Funktionselementbildungsbereich umgibt; und in dem zweiten Verfahrensschritt die Kontaktierungsschicht bei einer Oberfläche am vorderen Ende des Fußbereichs des kappenbildenden Siliziumwafers ausgebildet wird.
- Verfahren nach Anspruch 11, wobei es des weiteren einen Schritt des Anbringens der Goldschicht, die die Kontaktierungsschicht wird, auf einer inneren Oberfläche der Kappe als eine elektromagnetische Abschirmschicht aufweist.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 11, 12 oder 13, wobei das Funktionselement eine Brückenbalkenstruktur einer beweglichen Gate-Elektrode, die aus einer dünnen Siliziumschicht besteht, eine fixierte Source-Elektrode und eine fixierte Drain-Elektrode aufweist; und es des weiteren einen Schritt des Ausbildens des Kontaktierungsrahmens gleichzeitig mit der Ausbildung der beweglichen Gate-Elektrode aufweist.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, wobei eine dünne Schicht, die in der Lage ist, ein eutektisches Material bei einer Temperatur auszubilden, die niedriger ist als eine eutektische Temperatur eines Gold/Silizium-Systems, auf der Oberfläche der Kontaktierungsschicht des kappenbildenden Siliziumwafers angebracht wird; und der zweite Verfahrensschritt einen Schritt des Verbindens mittels Kontaktierung des Kontaktierungsrahmens des Siliziumwafers und der Kontaktierungsschicht des kappenbildenden Siliziumwafers durch die Vermittlung dieser dünnen Schicht aufweist.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, wobei der zweite Verfahrensschritt einen Schritt des Bereitstellens einer Anti-Diffusions-Metallschicht zwischen dem kappenbildenden Siliziumwafer und der Kontaktierungsschicht und danach einen Schritt des Herstellens einer festen Verbindung zwischen dem Kontaktierungsrahmens des Siliziumwafers und der Kontaktierungsschicht des kappenbildenden Siliziumwafers aufweist.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 16, wobei es des weiteren die folgenden Schritte aufweist: Verbinden des kappenbildenden Siliziumwafers mit einem Waferunterstützungsteil; Durchführen von Schnitten zur Aufteilung des kappenbildenden Siliziumwafers in gekapselte Chipeinheiten; Verbinden des kappenbildenden Siliziumwafers und des Siliziumwafers mittels Kontaktierung; und danach Separieren des Waferunterstütungsteils von dem kappenbildenden Siliziumwafer, um dadurch nicht-benötigte Bereiche des kappenbildenden Siliziumwafers zu entfernen.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 17, wobei das Verbinden der Wafer mittels Kontaktierung in dem zweiten Verfahrensschritt in einer Vakuumatmosphäre oder einer Inertgasatmosphäre oder unter einem vorbestimmten Druckniveau durchgeführt wird, um dadurch zu bewirken, daß das Innere der Kappe eine Vakuumatmosphäre oder eine Inertgasatmosphäre oder ein vorbestimmtes Druckniveau aufweist.
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