DE4428808C2 - Verfahren zur Herstellung eines Bauelementes nach dem Anodic-Bonding-Verfahren und Bauelement - Google Patents

Verfahren zur Herstellung eines Bauelementes nach dem Anodic-Bonding-Verfahren und Bauelement

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Description

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist aus der DE-OS 39 14 015 ein Verfahren zum Herstellen eines Bauelementes nach dem Anodic- Bonding-Verfahren bekannt. Dabei wird ein Silizium- Einkristall-Bauteil, das eine alkalihaltige Glasschicht aufweist, mit einem zweiten Silizium-Einkristall-Bauteil zusammengefügt und mit einem Druck von mindestens 0,05 Newton pro Quadratmillimeter zusammengepreßt. Die beiden Bauteile werden für etwa eine Stunde auf einer Temperatur von ca. 650°C gehalten, wobei gleichzeitig eine Spannung an die Silizium-Einkristall-Bauteile angelegt wird. Anschließend wird nach dem Abkühlen der Bauteile die Spannung abgeschaltet. So wird ein Bauelement erhalten, das aus zwei Bauteilen besteht, die über eine Bondverbindung miteinander verbunden sind.
Weitere Verfahren zur Herstellung von Halbleiterbauelementen sind aus den folgenden Druckschriften bekannt:
In der DE 42 23 215 A1 werden Verfahren zur Herstellung von Halbleiterbauelementen beschrieben, bei denen die Halbleiter zur Bearbeitung mittels Unterdruck fixiert werden. Damit die Halbleiter nicht beschädigt werden, werden sie auf eine Folie aufgebracht, die die Halbleiter gegenüber dem Unterdruck stabilisiert und nach der Bearbeitung wieder entfernt wird. Von der direkten Beaufschlagung der Halbleiter mit dem Unterdruck wird abgeraten.
In der Druckschrift: Sensors and Actuators A; ISSN 0924-4247; 1993, Vol. 37-38, S. 61-67; NESE, M.; HANNEBORG, A.: "Anodic bonding of silicon to silicon wafers coated with aluminium, silicon oxide, polysilicon or nitride" werden anodische Bondverfahren an Luft und im Vakuum beschrieben, bei denen zu bondende Teile mittels Unterdruck an einer Halterung fixiert werden. Es wird jedoch keine Anregung gegeben, die zu bondenden Teile derart auf der Halterung anzuordnen, dass diese zueinander fixiert oder gepresst werden.
In der Druckschrift: J. Appl. Phys., 1983, Vol 54, No. 5, S. 2419-2428, ANTHONY, T. R.: "Anodic bonding of imperfect surfaces" werden weitere Bondverfahren beschrieben, bei denen Metall mit Glas verbunden werden soll. Dabei auch Bond-Elektroden so gepolt eingesetzt, dass eine Punkt-Kathode zum Einsatz kommt. Hinsichtlich einer Fixierung mittels Unterdruck werden keine Hinweise gegeben.
In der WO 87/00298 A1 werden Verfahren beschrieben, die es erlauben, optische Fasern mittels Vakuum zu fixieren und dann eine anodische Bondung durchzuführen.
Die DE 42 19 774 C1 beschreibt, wie auf einem Ablagetisch mehrere Substrate gestapelt werden. Ein erstes Substrat wird mittels Vakuum festgesaugt. Durchgehende Öffnungen, mit denen weitere Stapel dem Vakuum ausgesetzt werden könnten, sind nicht vorgesehen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Bondverbindung zu gewährleisten.
Das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des Hauptanspruchs löst diese Aufgabe, indem eine Anpreßkraft mittels Unterdruck gleichmäßig über die gesamte Fläche der zu bondenden Bauteile erzeugt wird. Weiterhin sind keine speziellen Vorrichtungen zur Erzeugung des Anpreßdrucks erforderlich, die zudem eine Beschädigung der Bauteile verursachen könnten. Da keine Vorrichtung zum Anpressen der Bauteile notwendig ist, kann auch keine Wärmeabfuhr erfolgen, die eine über die Fläche der Bauteile nicht konstante Temperatur verursacht und damit den Bondprozeß negativ beeinflußt.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Verfahrens möglich. Besonders vorteilhaft ist es, eine Aufnahmevorrichtung zu verwenden, auf der die Bauteile beim Anodic-Bonding-Prozeß aufliegen, wobei die Aufnahmevorrichtung Absaugkanäle aufweist, über die die durchgehende Öffnung bzw. der Hohlraum zwischen den Bauteilen abgesaugt wird. Eine weitere Verbesserung des Verfahrens wird erreicht, indem die Aufnahmevorrichtung als Heizvorrichtung ausgebildet ist.
Weiterhin ist es vorteilhaft, eine Absaugvorrichtung anzuordnen, die die durchgehende Öffnung eines Bauteils bzw. die über die durchgehende Öffnung den Hohlraum zwischen den Bauteilen absaugt.
Von besonderem Vorteil ist es, die Absaugvorrichtung gleichzeitig als Kontaktelektrode zu verwenden. Dadurch ist ein einfacher Aufbau zur Durchführung des Verfahrens möglich. Das Verfahren wird in vorteilhafter Weise erweitert, indem zur Verbindung mehrerer Bauteile ein oberstes Bauteil zur Abdichtung und zur Kontaktierung verwendet wird und nicht mit dem darunter liegenden Bauteil zusammen gebondet wird.
Eine vorteilhafte Ausbildung des Hohlraumes besteht darin, um einen festgelegten Bereich, z. B. um einen einzelnen Chip, eines Siliziumwafers einen umlaufenden Graben anzuordnen, wobei alle Gräben miteinander verbunden sind. Dadurch wird jeder festgelegte Bereich des Siliziumwafers gleichmäßig angepreßt.
Durch die Einbringung von Gräben um festgelegte Bereiche, insbesondere einzelne Chips, eines Siliciumwafers wird das Bauelement in vorteilhafter Weise verbessert, da dadurch jeder festgelegte Bereich den gleichen Anpreßdruck beim Bonden erfährt und somit gewährleistet ist, daß alle festgelegten Bereiche mit hoher Zuverlässigkeit gebondet werden. Die Dichtigkeit der Bondverbindung ist somit für jeden festgelegten Bereich gewährleistet.
Zeichnung
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 eine Anodic-Bonding-Anordnung mit zwei Bauteilen, Fig. 2 eine Anodic-Bonding-Anordnung mit drei Bauteilen, wobei das obere Bauteil nicht gebondet wird, Fig. 3 eine Anodic-Bonding-Anordnung mit mehreren Bauteilen, Fig. 4 eine Anodic-Bonding-Anordnung mit einer Absaugvorrichtung und Fig. 5 einen strukturierten Siliziumwafer.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Fig. 1 zeigt schematisch eine Aufnahmevorrichtung 3, auf der ein erstes Bauteil 1 aufliegt. Das erste Bauteil 1 stellt einen strukturierten Siliziumwafer, der durchgehende Öffnungen 15 aufweist, im Querschnitt dar. Das erste Bauteil 1 weist auf der Oberfläche, die der Aufnahmevorrichtung 3 abgewandt ist, eine Glasschicht 11 auf, die sich für den Anodic-Bonding-Prozeß eignet. Auf dem ersten Bauteil 1 liegt ein zweites Bauteil 2, das einen strukturierten Siliziumwafer darstellt. Es ist auch möglich, daß das zweite Bauteil 2 die Glasschicht 11 trägt. Vorzugsweise werden alkalihaltige, leicht schmelzende Gläser verwendet. Das erste Bauteil 1 und das zweite Bauteil 2 sind so strukturiert, daß sich Hohlräume 12 zwischen dem ersten und zweiten Bauteil 1, 2 ausbilden, wobei mindestens eine durchgehende Öffnung 15 im ersten Bauteil 1 eingebracht ist, die mit dem Hohlraum 12 verbunden ist.
In einfachen Fällen reichen durchgehende Öffnungen 15 im ersten oder zweiten Bauteil aus, wobei die durchgehenden Öffnungen vom zweiten oder ersten Bauteil abgeschlossen werden und so ebenfalls Hohlräume bilden.
Die Aufnahmevorrichtung 3 weist Absaugkanäle 4 auf, die mit einer Absaugvorrichtung 5 verbunden sind. Das erste Bauteil 1 ist so auf der Aufnahmevorrichtung 3 angeordnet, daß die durchgehenden Öffnungen 15 des Bauteils 1 im Bereich der Absaugkanäle 4 liegen. Das erste Bauteil 1 und das zweite Bauteil 2 können aus beliebigen, elektrisch leitenden Materialen bestehen, die sich für das Anodic-Bonding- Verfahren eignen. Als Bondschicht kann jedes Material verwendet werden, das sich für den Anodic-Bonding-Prozeß eignet. Insbesondere werden alkalihaltige Gläser oder niedrig schmelzende Gläser wie z. B. Pyrex 7740 verwendet.
Die Aufnahmevorrichtung 3 ist mit einer Spannungsquelle 7 verbunden. Das zweite Bauteil 2 wird über eine Kontaktelektrode 6 von der Spannungsquelle 7 mit Spannung versorgt. Die Aufnahmevorrichtung 3 ist in diesem Ausführungsbeispiel als Heizvorrichtung ausgebildet. Anstelle der Heizvorrichtung können auch andere Methoden zum Aufheizen der Bauteile 1, 2 wie z. B. Heizstrahler verwendet werden.
Das Verfahren, das in Fig. 1 dargestellt ist, funktioniert wie folgt: Das erste Bauteil 1 wird auf die Heizvorrichtung 3 gelegt, wobei die alkalihaltige Glasschicht 11 oben liegt. Auf die alkalihaltige Glasschicht 11 wird das zweite Bauteil 2 gelegt. Mit Hilfe der Heizvorrichtung 3 werden das erste Bauteil 1 und das zweite Bauteil 2 auf eine Temperatur von ca. 400°C erwärmt. Anschließend wird über die Kontaktelektrode 6 und die Heizvorrichtung 3 eine Spannung an das erste Bauteil 1 und das zweite Bauteil 2 gelegt. Die Spannung liegt im Bereich von 50 bis 200 V. Mit Hilfe der Absaugvorrichtung 5 werden das erste Bauteil 1 und das zweite Bauteil 2 durch Erzeugung eines Unterdrucks in den Hohlräumen 12, die zwischen dem ersten Bauteil 1 und dem zweiten Bauteil 2 angeordnet sind, flächenhaft aneinandergepreßt. Dadurch wird der Bondprozeß in Gang gesetzt. Nach dem Abkühlen, dem Ausschalten der Spannung und dem Abschalten des Unterdrucks wird ein Bauelement erhalten, das aus dem ersten Bauteil 1 und dem zweiten Bauteil 2 besteht.
Fig. 2 zeigt das erste Bauteil 1, das auf der Heizvorrichtung 3 liegt. Das zweite Bauteil 2 liegt auf dem ersten Bauteil 1. Das erste Bauteil 1 und das zweite Bauteil 2 weisen durchgehende Öffnungen 15 auf. Das erste Bauteil 1 und das zweite Bauteil 2 liegen so aufeinander, daß die durchgehenden Öffnungen 15 übereinander angeordnet sind und im Bereich der Absaugkanäle 4 der Heizvorrichtung 3 liegen. Das erste Bauteil 1 und das zweite Bauteil 2 stellen z. B. einen strukturierten Siliziumwafer dar. Auf dem zweiten Bauteil 2 ist ein oberstes Bauteil 8 angeordnet, das keine durchgehenden Öffnungen 15 aufweist. Auf diese Weise bilden die durchgehenden Öffnungen 15 des Bauteils 1 und des weiteren Bauteils 2 Hohlräume 12. Die Kontaktelektrode 6 liegt auf dem obersten Bauteil 8. Zwischen dem ersten Bauteil 1 und dem zweiten Bauteil 2 ist eine alkalihaltige Glasschicht 11 angeordnet, die entweder auf dem ersten oder auf dem zweiten Bauteil 1, 2 aufgebracht ist. Zwischen dem zweiten Bauteil 2 und dem obersten Bauteil 8 ist keine alkalihaltige Glasschicht 11 eingebracht. Das oberste Bauteil 8 kann aus beliebigem leitenden Material hergestellt sein, das eine Abdichtung der Hohlräume 12 ermöglicht. In diesem Ausführungsbeispiel wird ein Siliziumwafer verwendet.
Die Anordnung nach Fig. 2 funktioniert wie folgt: Das Bondverfahren wird entsprechend der Fig. 1 durchgeführt, wobei an das erste Bauteil 1 und das oberste Bauteil 8 eine Spannung angelegt wird. Das oberste Bauteil 8 wird dabei zur elektrischen Kontaktierung des zweiten Bauteils 2 und zum Abdichten der Hohlräume 12 verwendet. Das oberste Bauteil 8 wird beim Bondprozeß nicht mit dem zweiten Bauteil 2 verbunden. Nach dem Bondprozeß wird das oberste Bauteil 8 entfernt und es wird ein Bauelement erhalten, das aus dem ersten Bauteil 1 und dem zweiten Bauteil 2 besteht. Somit werden zwei gebondete Siliziumwafer erhalten.
Fig. 3 zeigt eine Anordnung entsprechend Fig. 2, wobei jedoch drei Bauteile 1, 21, 2 miteinander verbunden werden. Das erste Bauteil 1 liegt auf der Heizvorrichtung 3. Ein weiteres Bauteil 21 liegt auf dem ersten Bauteil 1. Das zweite Bauteil 2 liegt auf dem weiteren Bauteil 21 und ein oberstes Bauteil 8 ist auf dem zweiten Bauteil 2 angeordnet. Das erste Bauteil 1, das weitere Bauteil 21 und das zweite Bauteil 2 weisen durchgehenden Öffnungen 15 auf. Das oberste Bauteil 8 weist keine durchgehenden Öffnungen 15 auf und dient zum Abdichten der durchgehenden Öffnungen 15 und als elektrischer Kontakt.
Das erste Bauteil 1, das weitere Bauteil 21, das zweite Bauteil 2 und das oberste Bauteil 8 sind so aufeinander gelegt, daß die durchgehenden Öffnungen 15 abgeschlossene Hohlräume 12 bilden. Auf der Oberseite des ersten Bauteils 1 oder der Unterseite des weiteren Bauteil 21 und auf der Oberseite des weiteren Bauteils 21 oder der Unterseite des zweiten Bauteils 2 ist jeweils eine alkalihaltige Glasschicht 11 angeordnet.
Das oberste Bauteil 8 ist über eine Kontaktelektrode 6 und das erste Bauteil 1 ist über die Heizvorrichtung 3 mit gleichem Potential versorgt. Eine weitere Kontaktelektrode 13 beaufschlagt das weitere Bauteil 21 mit einem entsprechenden Gegenpotential. Somit wird für den Bond- Prozeß trotz der vier übereinander angeordneten Bauteile 1, 21, 2, 8 eine hohe Potentialdifferenz zwischen dem erste Bauteil 1 und dem weiteren Bauteil 21 bzw. zwischen dem weiteren Bauteil 21 und dem zweiten Bauteil 2 erreicht. Selbstverständlich können auf diese Weise auch mehr als drei Bauteile miteinander gebondet werden.
Das Verfahren, das in Fig. 3 dargestellt ist, funktioniert wie folgt: Mit Hilfe der Absaugvorrichtung 5 wird über die Absaugkanäle 4 in den durchgehenden Öffnungen 15 bzw. den Hohlräumen 12, die zwischen dem ersten Bauteil 1, dem weiteren Bauteil 21 und dem zweiten Bauteil 2 angeordnet sind, ein Unterdruck erzeugt. Auf diese Weise wird die Anordnung bestehend aus dem ersten Bauteil 1, dem weiteren Bauteil 21 und dem zweiten Bauteil 2 von dem obersten Bauteil 8 und der Heizvorrichtung 3 zusammengepreßt. Anschließend wird entsprechend dem Verfahren nach Fig. 1 die Anordnung mittels der Heizvorrichtung 3 auf eine festgelegte Temperatur erwärmt und über die Spannungsquelle 7 eine entsprechende Spannung an das erste Bauteil 1, das weitere Bauteil 21 und an das zweite Bauteile 2 angelegt.
Das oberste Bauteil 8 wird nach dem Bondprozeß entfernt und es wird ein Bauelement aus drei gebondeten Bauteile 1, 21, 2 erhalten.
Fig. 4 zeigt eine weitere Aufnahmevorrichtung 14, die keine Absaugkanäle 4 aufweist. Auf der weiteren Aufnahmevorrichtung 14 liegt ein erstes Bauteil 1, das auf seiner Oberseite eine alkalihaltige Glasschicht 11 trägt. Das zweite Bauteil 2 liegt auf dem ersten Bauteil 1 und weist eine durchgehende Öffnung 15 auf. Auf der Oberseite des weiteren Bauteils 2 ist im Bereich der durchgehenden Öffnung 15 eine Absaugvorrichtung 10 angebracht. An dieser Absaugvorrichtung 10 ist über einen Absaugkanal 4 eine Absaugvorrichtung 5 angeschlossen. Das erste Bauteil 1 und das zweite Bauteil 2 sind so strukturiert, daß sich zwischen dem ersten Bauteil 1 und dem zweiten Bauteil 2 ein Hohlraum 12 ausbildet, der z. B. aus miteinander verbundenen Kanälen besteht.
Die Absaugvorrichtung 10 bildet gleichzeitig die elektrische Kontaktierung, mit deren Hilfe das zweite Bauteil 2 mit der Spannungsquelle 7 verbunden ist. Die Spannungsquelle 7 ist zudem mit der weiteren Aufnahmevorrichtung 14 verbunden. Das Bondverfahren funktioniert entsprechend den Fig. 1 bis 3, wobei jedoch über die Absaugvorrichtung 10 das entsprechende Potential auf das zweite Bauteil 2 geleitet wird und über die Absaugvorrichtung 10 der Hohlraum 12 zwischen dem ersten Bauteil 1 und dem zweiten Bauteil 2 über den Absaugkanal 4 mit Hilfe der Absaugvorrichtung 5 evakuiert wird. Dadurch werden das erste Bauteil 1 und das zweite Bauteil 2 zusammengepreßt. Das Verfahren unter Verwendung der Absaugvorrichtung 10 kann auch bei mehreren miteinander zu bondenden Bauteilen entsprechend den Fig. 2 oder 3 angewendet werden.
Die Bauteile 1, 2, 21 können beliebig strukturiert sein, wobei es jedoch von Vorteil ist, wenn die Hohlräume 12 gleichmäßig über das entsprechende Bauteil 1, 21, 2 verteilt sind.
Fig. 5 zeigt schematisch einen Siliciumwafer 19, der in festgelegte Bereiche, in Einzelchips 18 unterteilt ist. Die Einzelchips 18 sind jeweils mit einem geschlossenen Graben 17 umgeben und die Gräben 17 sind untereinander verbunden. In der Mitte des Siliciumwafers 19 ist eine durchgehende Öffnung 15 angeordnet.
Ist ein erstes Bauteil 1 oder ein zweites Bauteil 2 entsprechend dem Siliciumwafer 19 strukturiert und liegen die Gräben 17 beim Bonden zwischen dem ersten und dem zweiten bzw. dem weiteren Bauteil 1, 2, 21, so bilden die Gräben 17 einen Hohlraum 12 entsprechend den beschriebenen Verfahren. Über die durchgehende Öffnung 15 wird der Hohlraum 12 abgesaugt.
Durch die Anordnung der Gräben 17 ist es möglich, den Ansaugdruck zwischen dem ersten Bauteil 1 und dem zweiten Bauteil 2 gleichmäßig über die gesamte Fläche des Bauteils 1 bzw. des zweiten Bauteils 2 verteilt aufzubringen.
Zudem wird jeder festgelegte Bereich, Einzelchip 18, mit einer umlaufenden geschlossenen Fläche an das zweite Bauteil 2 oder das weitere Bauteil 21 gepreßt. Auf diese Weise ist gewährleistet, daß jeder Einzelchip 18 mit vorgegebenem Druck angepreßt wird. Dadurch wird eine umlaufende, geschlossene Bondfläche um jeden Einzelchip 18 erzeugt.
Einzelchips können z. B. elektronische Schaltungen oder mikromechanische Aktoren oder Sensoren darstellen. Entsprechend der Strukturierung des Siliziumwafers 19 können auch andere Strukturen von Gräben 17 angeordnet werden.

Claims (10)

1. Verfahren zur Herstellung eines Bauelementes nach dem Anodic-Bonding-Verfahren mit den Schritten:
  • a) Bereitstellen eines ersten Bauteils (1) mit durchgehenden Öffnungen (15)
  • b) Bereitstellen eines zweiten Bauteils (2), wobei beide Bauteile vorzugsweise aus Silizium bestehen,
  • c) Aufbringen einer Bondschicht (11) insbesondere einer Glasschicht auf dem ersten Bauteil (1),
  • d) Auflegen des zweiten Bauteils (2) auf der Bondschicht (11) auf dem ersten Bauteil (1) sodass die durchgehenden Öffnungen (15) einen vom zweiten Bauteil (2) begrenzten Hohlraum (12) ergeben,
  • e) Erhitzen der Anordnung auf eine vorgegebene Temperatur,
  • f) Anlegung einer vorgegebenen Spannung an das erste und an das zweite Bauteil (1, 2),
dadurch gekennzeichnet, dass durch Erzeugen eines Unterdrucks in dem entstandenen Hohlraum (12) die beiden Bauteile (1, 2) aneinander gepresst werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Erzeugen des Unterdrucks vor oder nach einem der Schritte e) oder f) erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Bauteil (1) auf eine Aufnahmevorrichtung (3) gelegt wird, daß die Aufnahmevorrichtung (3) einen Absaugkanal (4) mit einer angeschlossenen Absaugvorrichtung (5) aufweist, daß das erste Bauteil (1) eine vom Hohlraum (12) zur Aufnahmevorrichtung (3) durchgehende Öffnung (15) aufweist, und daß die durchgehende Öffnung (15) in den Bereich des Absaugkanals (4) gelegt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmevorrichtung (3) als Heizvorrichtung ausgebildet wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Bauteil (1) oder das zweite Bauteil (2) eine zum Hohlraum (12) durchgehende Öffnung (15) aufweist, daß im Bereich der durchgehenden Öffnung (15) eine Absaugvorrichtung (10) angebracht wird, und daß über die Absaugvorrichtung (10) ein Unterdruck im Hohlraum (12) erzeugt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Absaugvorrichtung (10) als Kontaktelektrode ausgebildet ist, und daß über die Absaugvorrichtung (10) eine Spannung an das entsprechende Bauteil (1, 2) angelegt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Bauteil (2) eine von der Oberseite zum Hohlraum (12) durchgehende Öffnung aufweist, daß ein oberstes Bauteil (8) auf dem zweiten Bauteil (2) aufgelegt wird, so daß zwischen dem obersten Bauteil (8) und der Aufnahmevorrichtung (14) ein Hohlraum (12) gebildet wird, daß ein Unterdruck im Hohlraum (12) erzeugt wird, so daß das erste und das zweite Bauteil (1, 2) vom obersten Bauteil (8) und der Aufnahmenvorrichtung (3, 14) zusammengedrückt werden.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein weiteres Bauteil (21) mit mindestens einer durchgehenden Öffnung (15) zwischen dem ersten Bauteil (1) und dem obersten Bauteil (8) angeordnet ist.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß als erstes Bauteil (1) und/oder als zweites Bauteil (2) und/oder als weiteres Bauteil (21) ein Siliziumwafer verwendet wird, der in festgelegte Bereiche (18), vorzugsweise in Einzelchips, aufgeteilt ist, daß jeder festgelegte Bereich (18) von einem umlaufenden Graben umgeben ist, daß die umlaufenden Gräben miteinander verbunden sind, und daß die umlaufenden Gräben einen zusammenhängenden Hohlraum (12) bilden.
10. Bauelement, dadurch gekennzeichnet, dass es nach einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche hergestellt wurde.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19541976A1 (de) * 1995-11-10 1997-05-15 Ego Elektro Blanc & Fischer Elektrische Schaltung
US7282104B2 (en) * 2001-11-07 2007-10-16 Axalto Sa Method of fixing a sealing object to a base object

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1987000298A1 (en) * 1985-07-10 1987-01-15 Plessey Overseas Limited Methods of positioning an optical fibre
DE4223215A1 (de) * 1992-07-15 1994-01-20 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur Bearbeitung von Siliziumwafern
DE4219774C1 (de) * 1992-06-17 1994-01-27 Mannesmann Kienzle Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Stapeln von Substraten, die durch Bonden miteinander zu verbinden sind

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3583183D1 (de) * 1984-05-09 1991-07-18 Toshiba Kawasaki Kk Verfahren zur herstellung eines halbleitersubstrates.
JPS61222146A (ja) * 1985-02-12 1986-10-02 Matsushita Electronics Corp 半導体ウエハ支持装置
JPS6285470A (ja) * 1985-10-09 1987-04-18 Hitachi Ltd 圧力センサ
US4975390A (en) * 1986-12-18 1990-12-04 Nippondenso Co. Ltd. Method of fabricating a semiconductor pressure sensor
US4818323A (en) * 1987-06-26 1989-04-04 Motorola Inc. Method of making a void free wafer via vacuum lamination
JPH0225050A (ja) * 1988-07-13 1990-01-26 Fujikura Ltd 半導体圧力のセンサの特性測定方法
DE3914015C2 (de) * 1989-04-25 1998-03-19 Siemens Ag Verfahren zum Verbinden von Silizium-Einkristall-Bauteilen
US5006487A (en) * 1989-07-27 1991-04-09 Honeywell Inc. Method of making an electrostatic silicon accelerometer
US5147821A (en) * 1990-09-28 1992-09-15 Motorola, Inc. Method for making a thermally enhanced semiconductor device by holding a leadframe against a heatsink through vacuum suction in a molding operation
JPH04144196A (ja) * 1990-10-04 1992-05-18 Mitsubishi Denki Eng Kk 半導体装置の製造方法
JP3059560B2 (ja) * 1991-12-25 2000-07-04 株式会社日立製作所 半導体装置の製造方法およびそれに使用される成形材料
US5300175A (en) * 1993-01-04 1994-04-05 Motorola, Inc. Method for mounting a wafer to a submount
EP0623824B1 (de) * 1993-05-05 1996-11-06 LITEF GmbH Mikromechanische Beschleunigungsmessvorrichtung und Verfahren zu deren Herstellung

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1987000298A1 (en) * 1985-07-10 1987-01-15 Plessey Overseas Limited Methods of positioning an optical fibre
DE4219774C1 (de) * 1992-06-17 1994-01-27 Mannesmann Kienzle Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Stapeln von Substraten, die durch Bonden miteinander zu verbinden sind
DE4223215A1 (de) * 1992-07-15 1994-01-20 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur Bearbeitung von Siliziumwafern

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ANTHONY,T.R.: Anodic bonding of imperfect sur- faces. In: J. Appl. Phys.,1983,Vol.54,No.5, S.2419-2428 *
NESE,M., HANNEBORG,A.: Anodic bonding of silicon to silicon wafers coated with aluminium, silicon oxide, polysilicon or silicon nitride. In: Sensors and Actuators A, ISSN 0924-4247,1993, Vol.37-38,S.61-67 *

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