JP2009516365A5

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Publication number: JP2009516365A5
Application number: JP2008539432A
Authority: JP
Filing date: 2006-11-08
Publication date: 2013-04-25
Anticipated expiration: 2026-11-08

Claims

ウエハー基体（３）及びカバーウエハーを含むウエハー構造部分であって、
前記ウエハー基体（３）は、その表面上に、１つ又は複数の環状外側領域（７）、及びその、又はそれぞれの環状外側領域（７）の内部に活性構造体（４）を有し、
前記カバーウエハーは、コア（１）及び内側部（７、１０、１１）を有し、この内側部は、それぞれ、１つ又は複数の環状の外側領域（７）、１つ又は複数の前記外側領域から、内方に続く１つ以上の環状領域（１０）及び１つ以上の内側領域（１１）を有し、
前記基体の表面の１つ又は複数の環状外側領域（７）と、前記カバーウエハーの内側の１つ又は複数の環状外側領域（７）とが互いに適合する構造を有し、及び２６５℃〜４５０℃の温度範囲で溶融するはんだ材料を使用して互いに密閉状態に結合されており、
少なくとも１つの、カバーウエハーの環状領域（１０）が、緩衝層を有し、該緩衝層は、前記はんだ材料に対する濡れ角度が３５°未満であり、
このはんだ材料は、金−ケイ素−共融混合物であり、
カバーウエハーの最外層は、セラミックス、ガラス、及び酸化材料から選ばれる材料から成り、及び緩衝層が、被覆層（１３）を、粘着媒介層（１５）及び／又は遮断層（１４）と組み合わせた状態で有し、且つ粘着媒介層（１５）及び／又は遮断層（１４）は、被覆層（１３）とカバーウエハーの最外層の間に配置されることを特徴とするウエハー構造部分。
基体（３）及び構造要素−カバーを含むマイクロシステム技術に使用可能な構造要素であって、
前記基体（３）は、その表面上に、環状外側領域（７）、及びこの環状外側領域の内部に活性構造体（４）を有し、
前記構造要素−カバーは、コア（１）及び内側部（７、１０、１１）を有し、この内側部は、環状外側領域（７）、前記外側領域から内方に続く環状領域（１０）及び内側領域（１１）を有し、
基体の表面の環状外側領域（７）と、構造要素−カバーの内側の環状外側領域（７）とが互いに適合する構造を有し、及び２６５℃〜４５０℃の温度範囲で溶融するはんだ材料を使用して互いに密閉状態に結合されており、
少なくとも環状領域（１０）が緩衝層を有し、該緩衝層は、前記はんだ材料に対する濡れ角度が３５°未満であり、
このはんだ材料は、金−ケイ素−共融混合物であり、
構造要素−カバーの最外層は、セラミックス、ガラス、及び酸化材料から選ばれる材料から成り、及び緩衝層が、被覆層（１３）を、粘着媒介層（１５）及び／又は遮断層（１４）と組み合わせた状態で有し、且つ粘着媒介層（１５）及び／又は遮断層（１４）は、被覆層（１３）と構造要素−カバーの最外層の間に配置されることを特徴とするマイクロシステム技術に使用可能な構造要素。
緩衝層が、連続的に周回する層であるか、又は内側に向かって半径方向に延びる板状形状に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のウエハー構造部分又はマイクロシステム技術に使用可能な構造要素。
環状領域（１０）又はそれぞれの環状領域（１０）及び、それぞれに属する内側領域（１１）が、凹み部分（１２）の部分を形成することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のウエハー構造部分又はマイクロシステム技術に使用可能な構造要素。
それぞれの環状領域（１０）及びそれぞれの内側領域（１１）が、連続的な緩衝層で覆われていることを特徴とする請求項１、２又は４に記載のウエハー構造部分又はマイクロシステム技術に使用可能な構造要素。
内側部の環状外側領域（７）が実質的に平坦であり、環状領域（１０）が、環状外側領域（７）に対して、４８〜６５°、好ましくは５４°の角度αを有する斜面として設けられていることを特徴とする請求項４に記載のウエハー構造部分又はマイクロシステム技術に使用可能な構造要素。
緩衝層が、金属の被覆層（１３）を有し、この被覆層の金属が、貴金属、特に、金、銅、及び銀、ニッケル及びニッケル合金、好ましくはニッケル／銀合金、及び酸化されていない卑金属及び半金属から選ばれることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載のウエハー構造部分又はマイクロシステム技術に使用可能な構造要素。
前記被覆層が金からなることを特徴とする請求項７に記載のウエハー構造部分又はマイクロシステム技術に使用可能な構造要素。
内側部の内側領域（１１）内又は少なくともその部分的内部に、及び／又は内側部の環状領域（１０）内又は少なくともその部分的内部において、ゲッター層が緩衝層の下側又は被覆層の下側に存在することを特徴とする上記請求１〜８の何れか１項に記載のウエハー構造部分又はマイクロシステム技術に使用可能な構造要素。
１つ以上の環状外側領域（７）が、緩衝層（２）を請求項１に定義されたようにして有し、緩衝層（２）は、好ましくは、金で構成されており、より好ましくは、少なくとも１００ｎｍの厚さを有することを特徴とする請求項１〜９の何れか１項に記載のウエハー構造部分又はマイクロシステム技術に使用可能な構造要素。
内側部（７、１０、１１）を有し、
この内側部は、それぞれ、１つ又は複数の環状の外側領域（７）、１つ又は複数の前記外側領域から、内方に続く１つ以上の環状領域（１０）及び１つ以上の内側領域（１１）を含み、
少なくとも１つの環状領域（１０）が、緩衝層を有し、該緩衝層は、２６５℃を超え及び４５０℃までの範囲で溶融する金属共融混合物に対する濡れ角度が３５°未満であるコアであるカバーウエハー（１）であって、
はんだ材料（２；５）が、一つ以上の環状外側領域の一部又は全てに連続的に存在し、このはんだ材料（２；５）は、カバーウエハーとウエハー基体（３）とを結合させる際に、金−ケイ素共融混合物を形成可能であり、
構造要素−カバーの最外層は、セラミックス、ガラス、及び酸化材料から選ばれる材料から成り、及び緩衝層が、被覆層（１３）を、粘着媒介層（１５）及び／又は遮断層（１４）と組み合わせた状態で有し、且つ粘着媒介層（１５）及び／又は遮断層（１４）は、被覆層（１３）とカバーウエハーの最外層の間に配置されることを特徴とするカバーウエハー。
内側部（７、１０、１１）を有し、
この内側部は、環状の外側領域（７）、この外側領域から内方に続く環状領域（１０）及び内側領域（１１）を含み、及び
少なくとも環状領域（１０）が、緩衝層を有し、該緩衝層は、２６５℃を超え及び４５０℃までの範囲で溶融する金属共融混合物に対する濡れ角度が３５°未満であるコアである構造要素−カバー（１）であって、
はんだ材料（２；５）が、一つ以上の環状外側領域（７）に連続的に存在し、このはんだ材料（２；５）は、構造要素−カバーと基体（３）とを結合させる際に、金−ケイ素共融混合物を形成し、
構造要素−カバーの最外層は、セラミックス、ガラス、及び酸化材料から選ばれる材料から成り、及び緩衝層が、被覆層（１３）を、粘着媒介層（１５）及び／又は遮断層（１４）と組み合わせた状態で有し、且つ粘着媒介層（１５）及び／又は遮断層（１４）は、被覆層（１３）と前記最外層の間に配置される
ことを特徴とする構造要素−カバー。
緩衝層が、連続的に周回する層であるか、又は内側に向かって半径方向に延びる板状形状に形成されていることを特徴とする請求項１１又は１２に記載のカバーウエハー又は構造要素−カバー。
環状領域（１０）又はそれぞれの環状領域（１０）及び、それぞれに属する内側領域（１１）が、凹み部分（１２）の部分を形成することを特徴とする請求項１１〜１３の何れか１項に記載のカバーウエハー又は構造要素−カバー。
それぞれの環状領域（１０）及びそれぞれの内側領域（１１）が、連続的な緩衝層で覆われていることを特徴とする請求項１１、１２又は１４に記載のカバーウエハー又は構造要素−カバー。
内側部の環状外側領域（７）が実質的に平坦であり、環状領域（１０）が、環状外側領域（７）に対して、４８〜６５°、好ましくは５４°の角度αを有する斜面として設けられていることを特徴とする請求項１４に記載のカバーウエハー又は構造要素−カバー。
緩衝層が、金属の被覆層（１３）を有し、この被覆層の金属が、貴金属、特に、金、銅、及び銀、ニッケル及びニッケル合金、好ましくはニッケル／銀合金、及び酸化されていない卑金属及び半金属から選ばれることを特徴とする請求項１１〜１６の何れか１項に記載のカバーウエハー又は構造要素−カバー。
被覆層が金からなることを特徴とする請求項１７に記載のカバーウエハー又は構造要素−カバー。
内側部の内側領域（１１）内又は少なくともその部分的内部に、及び／又は内側部の環状領域（１０）内又は少なくともその部分的内部において、ゲッター層が緩衝層の下側又は被覆層の下側に存在することを特徴とする上記請求１１〜１８の何れか１項に記載のカバーウエハー又は構造要素−カバー。
１つ以上の環状外側領域（７）が、緩衝層（２）を請求項１に定義されたようにして有し、緩衝層（２）は、好ましくは、金で構成されており、より好ましくは、少なくとも１００ｎｍの厚さを有することを特徴とする請求項１１〜１９の何れか１項に記載のカバーウエハー又は構造要素−カバー。
マイクロシステム技術に使用可能な２個のウエハー−又は構造要素−部分を結合させる方法であって、
その第１部分が、底部ウエハー又は基体（３）として形成され、その第２部分が、カバーウエハーないし構造要素−カバーとして形成され、
底部ウエハー又は基体（３）と、カバーウエハー又は構造要素−カバーとは、相互に向かい合わせに、重なって適合する環状外側領域（７）を有し、
前記両部分の少なくとも一方に、所定の処理が施されており、この処理により、融点が２６５℃〜４５０℃の範囲のはんだ材料（２；５）が片方又は全ての環状外側領域（７）に存在し、少なくともカバーウエハー又は構造要素−カバーとして作用する部分には、外側領域から内側へと続く環状領域（１０）が設けられ、且つ環状領域（１０）は、液体状態の前記はんだ材料の濡れ角度が３５°未満である緩衝層を有し、
カバーウエハー又は構造要素−カバーの最外層は、セラミックス、ガラス、及び酸化材料から選ばれる材料から成り、及び緩衝層が、被覆層（１３）を、粘着媒介層（１５）及び／又は遮断層（１４）と組み合わせた状態で有し、且つ粘着媒介層（１５）及び／又は遮断層（１４）は、被覆層（１３）とカバーウエハーの最外層の間に配置され、及び
前記両部分が、金−ケイ素共融混合物の形成下に、２６５〜４５０℃の範囲で互いに結合される、ことを特徴とする方法。
緩衝層が、連続層として、又は半径方向内方へ延びる板状形状に形成されていることを特徴とする請求項２１に記載の方法。
前記結合によって製造された構造要素の複数を別々にすることを含む請求項２１又は２２に記載の方法。
２６５℃を超え及び４５０℃までの範囲で溶融する金属共融混合物に対する濡れ角度が３５°未満である緩衝層を、
内側部（７、１０、１１）を有し、この内側部は、それぞれ、１つ又は複数の環状の外側領域（７）、１つ又は複数の前記外側領域から、内方に続く１つ以上の環状領域（１０）及び１つ以上の内側領域（１１）を含むコアであるカバーウエハー（１）に使用する方法であって、
少なくとも１つの環状領域（１０）が、カバーウエハーを対応するウエハー基体とはんだ付けする際に発生する、過剰のはんだ材料を受け入れるための前記緩衝層を有し、及び緩衝層が、被覆層（１３）を、粘着媒介層（１５）及び／又は遮断層（１４）と組み合わせた状態で有し、且つ粘着媒介層（１５）及び／又は遮断層（１４）は、被覆層（１３）とカバーウエハーの最外層の間に配置されることを特徴とする方法。
２６５℃を超え及び４５０℃までの範囲で溶融する金属共融混合物に対する濡れ角度が３５°未満である緩衝層を、
コア（１）及び内側部（７、１０、１１）を有し、この内側部は、環状の外側領域（７）、この外側領域から内方に続く環状領域（１０）及び内側領域（１１）を含む構造要素−カバーに使用する方法であって、
少なくとも環状領域（１０）が、カバーウエハーを対応するウエハー基体とはんだ付けする際に発生する、過剰のはんだ材料を受け入れるための前記緩衝層を有し、及び緩衝層が、被覆層（１３）を、粘着媒介層（１５）及び／又は遮断層（１４）と組み合わせた状態で有し、且つ粘着媒介層（１５）及び／又は遮断層（１４）は、被覆層（１３）とカバーウエハーの最外層の間に配置されることを特徴とする方法。
緩衝層が、連続的に周回する層であるか、又は内側に向かって半径方向に延びる板状形状に形成されていることを特徴とする請求項２４又は２５に記載の方法。
環状領域（１０）又はそれぞれの環状領域（１０）及び、それぞれに属する内側領域（１１）が、凹み部分（１２）の部分を形成することを特徴とする請求項２４〜２６の何れか１項に記載の方法。
それぞれの環状領域（１０）及びそれぞれの内側領域（１１）が、連続的な緩衝層で覆われていることを特徴とする請求項２４、２５又は２７に記載の方法。
内側部の環状外側領域（７）が実質的に平坦であり、環状領域（１０）が、環状外側領域（７）に対して、４５〜９０°、好ましくは５４°の角度αを有する斜面として設けられていることを特徴とする請求項２７に記載の方法。
緩衝層が、金属の被覆層（１３）を有し、この被覆層の金属が、貴金属、特に、金、銅、及び銀、ニッケル及びニッケル合金、好ましくはニッケル／銀合金、及び酸化されていない卑金属及び半金属から選ばれることを特徴とする請求項２４〜２９の何れか１項に記載の方法。
内側部の内側領域（１１）内又は少なくともその部分的内部に、及び／又は内側部の環状領域（１０）内又は少なくともその部分的内部において、ゲッター層が緩衝層の下側又は被覆層の下側に存在することを特徴とする請求項２４〜３０の何れか１項に記載の方法。
１つ以上の環状外側領域（７）が、緩衝層（２）を請求項１に定義されたようにして有し、緩衝層（２）は、好ましくは、金で構成されており、より好ましくは、少なくとも１００ｎｍの厚さを有することを特徴とする請求項２４〜３１の何れか１項に記載のカバーウエハー又は構造要素−カバーを使用する方法。