JP2569946B2 - 陽極接合方法 - Google Patents
陽極接合方法Info
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- JP2569946B2 JP2569946B2 JP2290477A JP29047790A JP2569946B2 JP 2569946 B2 JP2569946 B2 JP 2569946B2 JP 2290477 A JP2290477 A JP 2290477A JP 29047790 A JP29047790 A JP 29047790A JP 2569946 B2 JP2569946 B2 JP 2569946B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pyrex glass
- bonding
- metallized layer
- silicon wafer
- anodic bonding
- Prior art date
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- Joining Of Glass To Other Materials (AREA)
- Pressure Sensors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、パイレックスガラスとシリコンウエハを、
熱と電気エネルギーでイオン拡散を生じさせ、接合境界
部にSiO2を形成させることで接合させる陽極接合に関す
るものである。
熱と電気エネルギーでイオン拡散を生じさせ、接合境界
部にSiO2を形成させることで接合させる陽極接合に関す
るものである。
現在、陽極接合技術を使うのは、半導体分野において
は主に、圧力センサーを製作する工程においてである。
従来の技術の説明の前に圧力センサーの構造、動作のし
くみについて簡単に述べる。
は主に、圧力センサーを製作する工程においてである。
従来の技術の説明の前に圧力センサーの構造、動作のし
くみについて簡単に述べる。
第７図は、圧力センサーの断面図である。図におい
て、（２）はパイレックスガラス、（４）はセンサーチ
ップ、（５）はダイヤフラム、（７）はキャップ、
（８）はベース、（９）は金線、（10）はリードフレー
ム、（11）は接合材であって、センサーチップ（４）と
パイレックスガラス（２）は密封されており、ダイヤフ
ラム（５）内は真空である。
て、（２）はパイレックスガラス、（４）はセンサーチ
ップ、（５）はダイヤフラム、（７）はキャップ、
（８）はベース、（９）は金線、（10）はリードフレー
ム、（11）は接合材であって、センサーチップ（４）と
パイレックスガラス（２）は密封されており、ダイヤフ
ラム（５）内は真空である。
外部の圧力とダイヤフラム（５）内の圧力差を、セン
サーチップ（４）が検知して、その圧力信号は金線
（９）、リードフレーム（10）を伝わる。
サーチップ（４）が検知して、その圧力信号は金線
（９）、リードフレーム（10）を伝わる。
圧力センサーの働きは上記のような仕組みであるの
で、パイレックスガラス（２）とセンサーチップ（４）
の作成されたシリコンウエハ（３）は、１チップごとに
ダイヤフラム（５）を設け、密着させる必要がある。
で、パイレックスガラス（２）とセンサーチップ（４）
の作成されたシリコンウエハ（３）は、１チップごとに
ダイヤフラム（５）を設け、密着させる必要がある。
パイレックスガラス（２）とシリコンウエハ（３）
を、気密性を保持して接合させる方法として、以下に示
す陽極接合が、従来用いられていた。
を、気密性を保持して接合させる方法として、以下に示
す陽極接合が、従来用いられていた。
第５図は従来の接合方法におけるパイレックスガラス
の裏面を示す平面図であり、第６図は第５図のVI−VI方
向に見た断面図である。図において、（１）はメタライ
ズ層、（２）は裏面にメタライズ層（１）を設けたパイ
レックスガラス、（３）はパイレックスガラス（２）を
接合させるシリコンウエハである。第６図からわかるよ
うに、メタライズ層（１）は３層構造で、パイレックス
ガラス（２）上にスパッタ法で堆積せれており、その下
にはダイヤフラム（５）を設けたセンサーチップ（４）
の作成されたシリコンウエハ（３）が重ねられている。
の裏面を示す平面図であり、第６図は第５図のVI−VI方
向に見た断面図である。図において、（１）はメタライ
ズ層、（２）は裏面にメタライズ層（１）を設けたパイ
レックスガラス、（３）はパイレックスガラス（２）を
接合させるシリコンウエハである。第６図からわかるよ
うに、メタライズ層（１）は３層構造で、パイレックス
ガラス（２）上にスパッタ法で堆積せれており、その下
にはダイヤフラム（５）を設けたセンサーチップ（４）
の作成されたシリコンウエハ（３）が重ねられている。
そうして、シリコンウエハ（３）とパイレックスガラ
ス（２）を重ねてそれらをシリコンウエハ（３）を下側
に真空チャンバー内に収納し、真空チャンバー内を真空
にした後400℃前後に加熱し、シリコンウエハ（３）を
正、パイレックスガラス（２）上のメタライズ層（１）
を負として500V前後の直流電圧を印加する。
ス（２）を重ねてそれらをシリコンウエハ（３）を下側
に真空チャンバー内に収納し、真空チャンバー内を真空
にした後400℃前後に加熱し、シリコンウエハ（３）を
正、パイレックスガラス（２）上のメタライズ層（１）
を負として500V前後の直流電圧を印加する。
この際にパイレックスガラス（２）のアルカリ成分で
NaOが分極されてパイレックスガラス（２）の接合境界
面から酸素イオンが放出され、陽極側であるシリコンウ
エハ（３）側へ移動する。またシリコンウエハ（３）の
Siもイオン化されSi4+となり、陰極側であるパイレック
スガラス（２）側へ移動する。これらのイオン拡散によ
って接合境界部にSiO2の接合層が形成され、この層によ
ってシリコンウエハ（３）とパイレックスガラス（２）
とが接合される。
NaOが分極されてパイレックスガラス（２）の接合境界
面から酸素イオンが放出され、陽極側であるシリコンウ
エハ（３）側へ移動する。またシリコンウエハ（３）の
Siもイオン化されSi4+となり、陰極側であるパイレック
スガラス（２）側へ移動する。これらのイオン拡散によ
って接合境界部にSiO2の接合層が形成され、この層によ
ってシリコンウエハ（３）とパイレックスガラス（２）
とが接合される。
なお、メタライズ層（１）は３層構造になっており、
パイレックスガラス（２）側からTi層、Ni層、Au層とな
っている。
パイレックスガラス（２）側からTi層、Ni層、Au層とな
っている。
従来の陽極接合方法は、パイレックスガラス裏面全面
にメタライズ層が形成されているので接合進行状況を観
察できない。
にメタライズ層が形成されているので接合進行状況を観
察できない。
したがって、接合完了は、接合時に流れる接合電流の
プロファイルあるいは電圧印加時間で管理する方法など
があるが、いずれも接合進行状況を間接的にチェックす
る方法にすぎなかった。
プロファイルあるいは電圧印加時間で管理する方法など
があるが、いずれも接合進行状況を間接的にチェックす
る方法にすぎなかった。
したがって、未接合部が存在しているにもかかわらず
設定した電圧印加時間が過ぎたため完了させることもあ
り、結果的には歩留りを低下させていた。
設定した電圧印加時間が過ぎたため完了させることもあ
り、結果的には歩留りを低下させていた。
この発明は上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、接合進行状況を確認しながら陽極接合を行
ない高い歩留りを得ることを目的とする。
れたもので、接合進行状況を確認しながら陽極接合を行
ない高い歩留りを得ることを目的とする。
本発明にかかる陽極接合方法は、パイレックスガラス
とシリコンウエハを陽極接合する際に、パイレックスガ
ラス裏面に形成するメタライズ層に、パイレックスガラ
ス周辺でメタライズ層を設けない領域を作ったものであ
る。
とシリコンウエハを陽極接合する際に、パイレックスガ
ラス裏面に形成するメタライズ層に、パイレックスガラ
ス周辺でメタライズ層を設けない領域を作ったものであ
る。
この発明における陽極接合方法では、パイレックスガ
ラス周辺にメタライズ層を設けない領域を作ったので、
その領域を真空チャンバーの外側から、接合部と未接合
部の色彩が異なることを利用して作業者の目視あるいは
ITVカメラを用いた画像処理などにより観察することに
よって接合進行状況をチェックすることが出来る。
ラス周辺にメタライズ層を設けない領域を作ったので、
その領域を真空チャンバーの外側から、接合部と未接合
部の色彩が異なることを利用して作業者の目視あるいは
ITVカメラを用いた画像処理などにより観察することに
よって接合進行状況をチェックすることが出来る。
この方法であれば接合完了が確実に判定できる。また
何らかの異常で通常の接合時間以上に加熱および電圧印
加しても接合が完了しない異常品を陽極接合完了時に除
去できる。さらに陽極接合装置の加熱、電圧印加のユニ
ットに何らかの異常がある場合でも、この方法であれば
早期に発見することが可能である。
何らかの異常で通常の接合時間以上に加熱および電圧印
加しても接合が完了しない異常品を陽極接合完了時に除
去できる。さらに陽極接合装置の加熱、電圧印加のユニ
ットに何らかの異常がある場合でも、この方法であれば
早期に発見することが可能である。
以下本発明の一実施例を図について説明する。
第１図は、本発明の一実施例を表わすパイレックスガ
ラスの裏面（接合面の反対側の面）の図であり、第２図
は第１図のII−II方向に見た断面図である。
ラスの裏面（接合面の反対側の面）の図であり、第２図
は第１図のII−II方向に見た断面図である。
図において、（１）〜（３）は従来例と全く同一のも
のである。ただし、本発明においては、メタライズ層
（１）（図中の斜線を施した部分）は従来例のようにパ
イレックスガラス（２）の裏面全面に設けられてはおら
ず、周辺部は設けられていない領域（６）がある。
のである。ただし、本発明においては、メタライズ層
（１）（図中の斜線を施した部分）は従来例のようにパ
イレックスガラス（２）の裏面全面に設けられてはおら
ず、周辺部は設けられていない領域（６）がある。
このメタライズ層（１）を設けていない部分（６）
は、パイレックスガラス（２）を通して、シリコンウエ
ハ（３）の色彩が観察出来るので、陽極接合時には、接
合進行状況を確認出来る。
は、パイレックスガラス（２）を通して、シリコンウエ
ハ（３）の色彩が観察出来るので、陽極接合時には、接
合進行状況を確認出来る。
第１図において、シリコンウエハ（３）上の個々のセ
ンサーチップ（４）は、まだダイシング工程前なので、
分割されておらず、一点鎖線（仮想線）で示した。ま
た、各々のセンサーチップ（４）ごとに設けられたダイ
ヤフラム（５）は、パイレックスガラス（２）の裏側に
あるので、破線で示したが、メタライズ層（１）におお
われていない領域のパイレックスガラス（２）の裏側に
あるダイヤフラム（５）は、ガラスを通して目視出来
る。メタライズ層（１）におおわれた部分（図中の斜線
部分）は、実際はメタライズ層しか見えないが、参考の
ために、一部その下の様子（ダイヤフラム（５）、セン
サーチップ（４））を示した。
ンサーチップ（４）は、まだダイシング工程前なので、
分割されておらず、一点鎖線（仮想線）で示した。ま
た、各々のセンサーチップ（４）ごとに設けられたダイ
ヤフラム（５）は、パイレックスガラス（２）の裏側に
あるので、破線で示したが、メタライズ層（１）におお
われていない領域のパイレックスガラス（２）の裏側に
あるダイヤフラム（５）は、ガラスを通して目視出来
る。メタライズ層（１）におおわれた部分（図中の斜線
部分）は、実際はメタライズ層しか見えないが、参考の
ために、一部その下の様子（ダイヤフラム（５）、セン
サーチップ（４））を示した。
なお、上記実施例では、メタライズ層（１）をパイレ
ックスガラス（２）外周に全て設けない場合を示した
が、第３図に示すように、パイレックスガラス（２）の
外周の４角に円形のメタライズ層（１）のない部分
（６）を設けてもよい。
ックスガラス（２）外周に全て設けない場合を示した
が、第３図に示すように、パイレックスガラス（２）の
外周の４角に円形のメタライズ層（１）のない部分
（６）を設けてもよい。
第４図は、第３図のIV−IV方向に見た断面図である。
また、第３図ではメタライズ層（１）のない部分
（６）の形状を円形としたが、円形でなくてもよく形状
にはこだわらない。また、個数も４個でなくても構わな
い。
（６）の形状を円形としたが、円形でなくてもよく形状
にはこだわらない。また、個数も４個でなくても構わな
い。
以上のように、本発明によれば陽極接合の接合進行状
況を確認できるので、接合完了が確実に判定でき、した
がって、歩留りがよく、効率のよい生産が可能となる。
また、直材の異常による不具合あるいは装置異常による
不具合も早期発見でき、生産管理も効率よく実施でき
る。
況を確認できるので、接合完了が確実に判定でき、した
がって、歩留りがよく、効率のよい生産が可能となる。
また、直材の異常による不具合あるいは装置異常による
不具合も早期発見でき、生産管理も効率よく実施でき
る。
第１図は本発明の一実施例によるパイレックスガラスの
裏面を示す図、第２図は第１図のII−II方向に見た断面
図、第３図は本発明の他の実施例のパイレックスガラス
の裏面を示す図、第４図は第３図のIV−IV方向に見た断
面図、第５図は従来のパイレックスガラスの裏面を示す
図、第６図は第５図のVI−VI方向に見た断面図、第７図
は圧力センサーの断面図である。 図において、（１）：メタライズ層、（２）：パイレッ
クスガラス、（３）：シリコンウエハ、（４）：センサ
ーチップ、（５）：ダイヤフラム、（６）：メタライズ
除去部である。 なお、各図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
裏面を示す図、第２図は第１図のII−II方向に見た断面
図、第３図は本発明の他の実施例のパイレックスガラス
の裏面を示す図、第４図は第３図のIV−IV方向に見た断
面図、第５図は従来のパイレックスガラスの裏面を示す
図、第６図は第５図のVI−VI方向に見た断面図、第７図
は圧力センサーの断面図である。 図において、（１）：メタライズ層、（２）：パイレッ
クスガラス、（３）：シリコンウエハ、（４）：センサ
ーチップ、（５）：ダイヤフラム、（６）：メタライズ
除去部である。 なお、各図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
Claims (1)
- 【請求項１】パイレックスガラスとシリコンウエハを接
着する陽極接合において、パイレックスガラス裏面に形
成するメタライズ層に、パイレックスガラス周辺でメタ
ライズ層を設けない領域を作ったことを特徴とする陽極
接合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2290477A JP2569946B2 (ja) | 1990-10-25 | 1990-10-25 | 陽極接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2290477A JP2569946B2 (ja) | 1990-10-25 | 1990-10-25 | 陽極接合方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04164841A JPH04164841A (ja) | 1992-06-10 |
| JP2569946B2 true JP2569946B2 (ja) | 1997-01-08 |
Family
ID=17756523
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2290477A Expired - Lifetime JP2569946B2 (ja) | 1990-10-25 | 1990-10-25 | 陽極接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2569946B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19525388B4 (de) * | 1994-07-12 | 2005-06-02 | Mitsubishi Denki K.K. | Elektronikbauteil mit anodisch gebondetem Leiterrahmen |
| DE19549563B4 (de) * | 1994-07-12 | 2004-03-25 | Mitsubishi Denki K.K. | Mehrschichtsubstrat und Verfahren zu dessen Herstellung |
| JP3383081B2 (ja) * | 1994-07-12 | 2003-03-04 | 三菱電機株式会社 | 陽極接合法を用いて製造した電子部品及び電子部品の製造方法 |
| ES2141008B1 (es) * | 1996-12-19 | 2000-10-16 | Consejo Superior Investigacion | Metodo no destructivo para la determinacion de la calidad de la soldadura anodica y mejora de contactos. |
| JP4125889B2 (ja) | 2000-12-04 | 2008-07-30 | 日本板硝子株式会社 | 光学素子、成形型及びそれらの製造方法 |
| US8529724B2 (en) | 2003-10-01 | 2013-09-10 | The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. | Anodic bonding of silicon carbide to glass |
| JP5191927B2 (ja) * | 2009-02-26 | 2013-05-08 | アルプス電気株式会社 | Ｍｅｍｓセンサ及びその製造方法 |
-
1990
- 1990-10-25 JP JP2290477A patent/JP2569946B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04164841A (ja) | 1992-06-10 |
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