JP3328194B2 - 気密封止構造およびその製造方法 - Google Patents
気密封止構造およびその製造方法Info
- Publication number
- JP3328194B2 JP3328194B2 JP19559998A JP19559998A JP3328194B2 JP 3328194 B2 JP3328194 B2 JP 3328194B2 JP 19559998 A JP19559998 A JP 19559998A JP 19559998 A JP19559998 A JP 19559998A JP 3328194 B2 JP3328194 B2 JP 3328194B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- silicon
- electrode plate
- substrate
- glass substrate
- hole
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
- Pressure Sensors (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、気密を維持しな
がら気密室から信号を取り出すことができる気密封止構
造およびその製造方法に関する。
がら気密室から信号を取り出すことができる気密封止構
造およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、静電容量型圧力センサ等におい
ては、気密室内に設置された電極から信号を取り出すよ
うにしているが、前述の電極が気密室内に設けられてい
るため、信号取出し用の電気配線によって気密が破られ
ることがないよう配慮しなければならない。
ては、気密室内に設置された電極から信号を取り出すよ
うにしているが、前述の電極が気密室内に設けられてい
るため、信号取出し用の電気配線によって気密が破られ
ることがないよう配慮しなければならない。
【０００３】このため、従来においては図２〜６に示す
ような構造を用いて信号の取出しを行うようにしてい
た。まず、図２に示すものは、陽極接合されたガラス基
板11とシリコン基板12の間に電極14が配置された気密室
15を形成するとともに、前記電極14からガラス基板11と
シリコン基板12との接合面まで延びる引出し用金属薄膜
16を設け、さらに、内端が前記金属薄膜16において開口
する孔17を前記ガラス基板11にドリル、サンドブラス
ト、レーザー加工等により形成するとともに、この孔17
の内周にスパッタ、蒸着等により前記金属薄膜16および
信号線の双方に接続される導電性薄膜18を付着したもの
である。また、図３に示すものは、図２における導電性
薄膜18の代わりに、孔17内に信号線が接続される導電性
材料21、例えば導電性ペースト、半田等を埋め込んで金
属薄膜16に接続したものである。なお、このものにおい
ては、金属薄膜16をガラス基板11に覆われていないシリ
コン基板12の表面までさらに延長させているので、外部
に露出している部位の金属薄膜16に信号線を接続するこ
とで、信号を金属薄膜16から直接取り出すようにするこ
ともできる。次に、図４に示すものは、前述のガラス基
板11のシリコン基板12に対向する対向面に金属薄膜24を
付着するとともに、シリコン基板12のガラス基板11との
接合面に電極14に接続されている金属薄膜25を付着し、
前記ガラス基板11、シリコン基板12同士を陽極接合する
ときにこれら金属薄膜24、25を合金化するようにしたも
ので、外部に露出している金属薄膜25に信号線を接続し
て信号を取り出すようにしている。また、図５に示すも
のは、シリコン基板12のガラス基板11に対向する対向面
に電極14に接続されている拡散層27を形成するととも
に、外部に露出している拡散層27に信号線が接続される
引出し用金属薄膜28を付着したものである。さらに、図
６に示すものは、シリコン基板12の薄肉底壁の一部に拡
散層30を設けるとともに、該拡散層30の内端を電極14
に、外端をシリコン基板12に付着されている引出し用金
属薄膜31にそれぞれ接続するようにしたものである。
ような構造を用いて信号の取出しを行うようにしてい
た。まず、図２に示すものは、陽極接合されたガラス基
板11とシリコン基板12の間に電極14が配置された気密室
15を形成するとともに、前記電極14からガラス基板11と
シリコン基板12との接合面まで延びる引出し用金属薄膜
16を設け、さらに、内端が前記金属薄膜16において開口
する孔17を前記ガラス基板11にドリル、サンドブラス
ト、レーザー加工等により形成するとともに、この孔17
の内周にスパッタ、蒸着等により前記金属薄膜16および
信号線の双方に接続される導電性薄膜18を付着したもの
である。また、図３に示すものは、図２における導電性
薄膜18の代わりに、孔17内に信号線が接続される導電性
材料21、例えば導電性ペースト、半田等を埋め込んで金
属薄膜16に接続したものである。なお、このものにおい
ては、金属薄膜16をガラス基板11に覆われていないシリ
コン基板12の表面までさらに延長させているので、外部
に露出している部位の金属薄膜16に信号線を接続するこ
とで、信号を金属薄膜16から直接取り出すようにするこ
ともできる。次に、図４に示すものは、前述のガラス基
板11のシリコン基板12に対向する対向面に金属薄膜24を
付着するとともに、シリコン基板12のガラス基板11との
接合面に電極14に接続されている金属薄膜25を付着し、
前記ガラス基板11、シリコン基板12同士を陽極接合する
ときにこれら金属薄膜24、25を合金化するようにしたも
ので、外部に露出している金属薄膜25に信号線を接続し
て信号を取り出すようにしている。また、図５に示すも
のは、シリコン基板12のガラス基板11に対向する対向面
に電極14に接続されている拡散層27を形成するととも
に、外部に露出している拡散層27に信号線が接続される
引出し用金属薄膜28を付着したものである。さらに、図
６に示すものは、シリコン基板12の薄肉底壁の一部に拡
散層30を設けるとともに、該拡散層30の内端を電極14
に、外端をシリコン基板12に付着されている引出し用金
属薄膜31にそれぞれ接続するようにしたものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
ような従来の気密封止構造にあっては、以下に説明する
ような問題点がある。まず、図２に示すものにおいて
は、電極14と導電性薄膜18とを接続するために引出し用
の金属薄膜16が必要となるとともに、この金属薄膜16を
収納するためにシリコン基板12に浅溝19を形成する必要
があり、この結果、成形作業が面倒となってしまうとい
う問題点がある。また、図３に示すものにおいては、電
極14とのオーミック接続の調整が面倒となるとともに、
導電性材料21の埋め込みの際に加熱処理を行う必要があ
るため、気密室15内にアウトガスが発生してしまうとい
う問題点がある。さらに、金属薄膜16から信号を直接取
り出す場合には、該金属薄膜16の面積が広くなってしま
うが、このように金属薄膜16の面積が広くなると、陽極
接合によってガラス基板11とシリコン基板12とを接合す
る際、イオンの移動が該金属薄膜16に阻害されて陽極接
合が不完全となり、この結果、充分な気密を保持するこ
とができなくなってしまうという問題点がある。さら
に、図４に示すものにおいては、陽極接合時に金属薄膜
24、25がイオンの移動を阻害するため、前述と同様に陽
極接合が不完全となってしまうことがあり、しかも、電
極14のオーミック接続の調整が面倒となってしまうとい
う問題点がある。また、図５、６に示すものにおいて
は、ｐｎ接合表面部でリーク電流が増大することが多い
ため、その対策としてプロセス工程を多くしなければな
らず、しかも、拡散層27、30の形成のために高価な拡散
炉、イオン注入装置が必要となってしまうという問題点
がある。
ような従来の気密封止構造にあっては、以下に説明する
ような問題点がある。まず、図２に示すものにおいて
は、電極14と導電性薄膜18とを接続するために引出し用
の金属薄膜16が必要となるとともに、この金属薄膜16を
収納するためにシリコン基板12に浅溝19を形成する必要
があり、この結果、成形作業が面倒となってしまうとい
う問題点がある。また、図３に示すものにおいては、電
極14とのオーミック接続の調整が面倒となるとともに、
導電性材料21の埋め込みの際に加熱処理を行う必要があ
るため、気密室15内にアウトガスが発生してしまうとい
う問題点がある。さらに、金属薄膜16から信号を直接取
り出す場合には、該金属薄膜16の面積が広くなってしま
うが、このように金属薄膜16の面積が広くなると、陽極
接合によってガラス基板11とシリコン基板12とを接合す
る際、イオンの移動が該金属薄膜16に阻害されて陽極接
合が不完全となり、この結果、充分な気密を保持するこ
とができなくなってしまうという問題点がある。さら
に、図４に示すものにおいては、陽極接合時に金属薄膜
24、25がイオンの移動を阻害するため、前述と同様に陽
極接合が不完全となってしまうことがあり、しかも、電
極14のオーミック接続の調整が面倒となってしまうとい
う問題点がある。また、図５、６に示すものにおいて
は、ｐｎ接合表面部でリーク電流が増大することが多い
ため、その対策としてプロセス工程を多くしなければな
らず、しかも、拡散層27、30の形成のために高価な拡散
炉、イオン注入装置が必要となってしまうという問題点
がある。
【０００５】この発明は、構造簡単でかつ安価でありな
がら、気密を確実に維持することができる気密封止構造
およびその製造方法を提供することを目的とする。
がら、気密を確実に維持することができる気密封止構造
およびその製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】このような目的は、第１
に、凹みを上面にのみ設けることにより該凹みの底面に
ダイアフラムを形成したシリコン基板と、シリコン基板
に陽極接合され、前記ダイアフラムに面する凹みを上面
に設けることでシリコン基板との間に気密室を形成する
とともに、該気密室に連通する貫通孔を設けたガラス基
板と、前記ガラス基板の凹みの底面に陽極接合により固
定され、前記貫通孔の内端開口を気密状態で閉止するシ
リコン電極板と、前記貫通孔に配置され、シリコン電極
板からの信号を外部に導く導電体とを備えた気密封止構
造により、第２に、シリコン基板の上面に凹みを設ける
ことにより該凹みの底面にダイアフラムを形成する一
方、ガラス基板の上面に凹みを形成するとともに、該凹
みに連通する貫通孔をガラス基板に形成する工程と、該
ガラス基板にシリコン電極板を陽極接合により固定し、
前記貫通孔の内端開口をシリコン電極板により気密状態
で閉止する工程と、前記ガラス基板とシリコン基板とを
陽極接合し、これらの間にガラス基板の凹みにより構成
され、シリコン電極板が配置されるとともに、前記ダイ
アフラムに面する気密室を形成する工程と、貫通孔に前
記シリコン電極板からの信号を外部に導く導電体を配置
する工程とを備えた気密封止構造の製造方法により達成
することができる。
に、凹みを上面にのみ設けることにより該凹みの底面に
ダイアフラムを形成したシリコン基板と、シリコン基板
に陽極接合され、前記ダイアフラムに面する凹みを上面
に設けることでシリコン基板との間に気密室を形成する
とともに、該気密室に連通する貫通孔を設けたガラス基
板と、前記ガラス基板の凹みの底面に陽極接合により固
定され、前記貫通孔の内端開口を気密状態で閉止するシ
リコン電極板と、前記貫通孔に配置され、シリコン電極
板からの信号を外部に導く導電体とを備えた気密封止構
造により、第２に、シリコン基板の上面に凹みを設ける
ことにより該凹みの底面にダイアフラムを形成する一
方、ガラス基板の上面に凹みを形成するとともに、該凹
みに連通する貫通孔をガラス基板に形成する工程と、該
ガラス基板にシリコン電極板を陽極接合により固定し、
前記貫通孔の内端開口をシリコン電極板により気密状態
で閉止する工程と、前記ガラス基板とシリコン基板とを
陽極接合し、これらの間にガラス基板の凹みにより構成
され、シリコン電極板が配置されるとともに、前記ダイ
アフラムに面する気密室を形成する工程と、貫通孔に前
記シリコン電極板からの信号を外部に導く導電体を配置
する工程とを備えた気密封止構造の製造方法により達成
することができる。
【０００７】請求項１に係る発明においては、前記導電
体をシリコン基板とガラス基板との間ではなく、ガラス
基板に形成された貫通孔に配置しているため、シリコン
基板とガラス基板との陽極接合時に該導電体がイオンの
移動を阻害するようなことはなく、この結果、気密封止
を確実なものとすることができる。また、シリコン電極
板をガラス基板に陽極接合によって固定したので、特別
な装置、例えば拡散炉等が不要となり、これにより、簡
単かつ安価に製造することができる。そして、前述した
気密封止構造は請求項２に係る発明を用いて製造するこ
とができるが、ガラス基板とシリコン基板とを陽極接合
する際、シリコン電極板はガラス基板に接着剤を使用し
ない陽極接合によって既に固定されているため、温度が
上昇しても気密室内にアウトガスが発生するようなこと
はなく、この結果、気密の維持が確実となる。
体をシリコン基板とガラス基板との間ではなく、ガラス
基板に形成された貫通孔に配置しているため、シリコン
基板とガラス基板との陽極接合時に該導電体がイオンの
移動を阻害するようなことはなく、この結果、気密封止
を確実なものとすることができる。また、シリコン電極
板をガラス基板に陽極接合によって固定したので、特別
な装置、例えば拡散炉等が不要となり、これにより、簡
単かつ安価に製造することができる。そして、前述した
気密封止構造は請求項２に係る発明を用いて製造するこ
とができるが、ガラス基板とシリコン基板とを陽極接合
する際、シリコン電極板はガラス基板に接着剤を使用し
ない陽極接合によって既に固定されているため、温度が
上昇しても気密室内にアウトガスが発生するようなこと
はなく、この結果、気密の維持が確実となる。
【０００８】また、請求項３に記載のように構成すれ
ば、信号を外部に導く導電性ピンとシリコン電極板とを
途中に何も介在させることなく直接接続しているので、
構造が簡単となるとともに、特別な作業、例えば浅溝形
成、オーミック接続の調整が不要となって簡単、安価に
製造することができる。
ば、信号を外部に導く導電性ピンとシリコン電極板とを
途中に何も介在させることなく直接接続しているので、
構造が簡単となるとともに、特別な作業、例えば浅溝形
成、オーミック接続の調整が不要となって簡単、安価に
製造することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施形態を図
面に基づいて説明する。図１において、35は低〜中真空
の圧力を静電容量を用いて測定する静電容量型真空圧力
センサであり、この圧力センサ35はｎ型シリコンからな
るシリコン基板36を有し、このシリコン基板36の上面の
みに横断面が四角形である凹み37を形成している。ここ
で、この凹み37はシリコン基板36の下面までは貫通して
おらず、この結果、凹み37の底面にはシリコンからなる
略四角形のダイアフラム38が形成される。このようにシ
リコン基板36にはダイアフラム38が設けられているが、
このダイアフラム38は薄肉、例えば20μｍ程度であるた
め、変形が容易である。また、前記シリコン基板36の下
面には導電性を有する厚さが約１μｍ程度の電極層39が
形成されている。
面に基づいて説明する。図１において、35は低〜中真空
の圧力を静電容量を用いて測定する静電容量型真空圧力
センサであり、この圧力センサ35はｎ型シリコンからな
るシリコン基板36を有し、このシリコン基板36の上面の
みに横断面が四角形である凹み37を形成している。ここ
で、この凹み37はシリコン基板36の下面までは貫通して
おらず、この結果、凹み37の底面にはシリコンからなる
略四角形のダイアフラム38が形成される。このようにシ
リコン基板36にはダイアフラム38が設けられているが、
このダイアフラム38は薄肉、例えば20μｍ程度であるた
め、変形が容易である。また、前記シリコン基板36の下
面には導電性を有する厚さが約１μｍ程度の電極層39が
形成されている。
【００１０】前記シリコン基板36の直下には熱膨張率が
シリコンとほぼ同一のガラスから構成されたガラス基板
41が配置され、このガラス基板41の上面には前記ダイア
フラム38に面している所定深さの凹み42が形成されてい
る。そして、このガラス基板41は前記シリコン基板36に
陽極接合により固定され、この結果、これらガラス基板
41とシリコン基板36との間には前記凹み42から構成され
た高真空（10−２Pa以下）の気密室43が形成される。ま
た、前記ガラス基板41の下部には上下方向に延びる貫通
孔44が形成され、この貫通孔44の内端（上端）開口は前
記気密室43にダイアフラム38に対向した位置で連通し、
また、その外端（下端）はガラス基板41の下面において
開口している。46はガラス基板41の凹み42の底面に陽極
接合により固定された厚さが 100〜 300μｍ程度のシリ
コン電極板であり、このシリコン電極板46は前記貫通孔
44の内端開口を閉止し、気密室43を気密状態に保持す
る。また、前記貫通孔44の側方のガラス基板41には該貫
通孔44と同様の貫通孔47が形成され、この貫通孔47の内
端（上端）開口はシリコン基板36の厚肉部に対向すると
ともに、ガラス基板41に陽極接合された参照シリコン電
極板48により閉止されている。
シリコンとほぼ同一のガラスから構成されたガラス基板
41が配置され、このガラス基板41の上面には前記ダイア
フラム38に面している所定深さの凹み42が形成されてい
る。そして、このガラス基板41は前記シリコン基板36に
陽極接合により固定され、この結果、これらガラス基板
41とシリコン基板36との間には前記凹み42から構成され
た高真空（10−２Pa以下）の気密室43が形成される。ま
た、前記ガラス基板41の下部には上下方向に延びる貫通
孔44が形成され、この貫通孔44の内端（上端）開口は前
記気密室43にダイアフラム38に対向した位置で連通し、
また、その外端（下端）はガラス基板41の下面において
開口している。46はガラス基板41の凹み42の底面に陽極
接合により固定された厚さが 100〜 300μｍ程度のシリ
コン電極板であり、このシリコン電極板46は前記貫通孔
44の内端開口を閉止し、気密室43を気密状態に保持す
る。また、前記貫通孔44の側方のガラス基板41には該貫
通孔44と同様の貫通孔47が形成され、この貫通孔47の内
端（上端）開口はシリコン基板36の厚肉部に対向すると
ともに、ガラス基板41に陽極接合された参照シリコン電
極板48により閉止されている。
【００１１】50、51は前記貫通孔44、47にそれぞれ挿入
配置された導電体としての導電性ピンであり、これら導
電性ピン50、51の内端（先端）はシリコン電極板46、参
照シリコン電極板48の下面に直接接触し電気的に接続さ
れている。そして、これら導電性ピン50、51のガラス基
板41から突出した外端には図示していない信号線が接続
されており、これにより、シリコン電極板46、参照シリ
コン電極板48からの信号は導電性ピン50、51から信号線
を通じて外部に導かれる。なお、52、53は貫通孔44、47
の内周と導電性ピン50、51との間に充填された接着剤で
ある。また、54は外部に露出している電極層39に接続さ
れた導電性ピンであり、この導電性ピン54および前記導
電性ピン50、51は信号線を介して図示していないダイオ
ードブリッジ回路に接続されている。そして、これらダ
イオードブリッジ回路は、参照シリコン電極板48と電極
層39との間の静電容量値を基準として、シリコン電極板
46とダイアフラムに追従変形した電極層39との間の静電
容量値を測定し、これを基に外部の絶対圧力を検出する
ようにしている。
配置された導電体としての導電性ピンであり、これら導
電性ピン50、51の内端（先端）はシリコン電極板46、参
照シリコン電極板48の下面に直接接触し電気的に接続さ
れている。そして、これら導電性ピン50、51のガラス基
板41から突出した外端には図示していない信号線が接続
されており、これにより、シリコン電極板46、参照シリ
コン電極板48からの信号は導電性ピン50、51から信号線
を通じて外部に導かれる。なお、52、53は貫通孔44、47
の内周と導電性ピン50、51との間に充填された接着剤で
ある。また、54は外部に露出している電極層39に接続さ
れた導電性ピンであり、この導電性ピン54および前記導
電性ピン50、51は信号線を介して図示していないダイオ
ードブリッジ回路に接続されている。そして、これらダ
イオードブリッジ回路は、参照シリコン電極板48と電極
層39との間の静電容量値を基準として、シリコン電極板
46とダイアフラムに追従変形した電極層39との間の静電
容量値を測定し、これを基に外部の絶対圧力を検出する
ようにしている。
【００１２】このように前述の実施形態においては、信
号を外部に導く導電性ピン50とシリコン電極板46とを、
途中に引出し用金属薄膜等を介在させることなく、直接
接続しているので、構造が簡単となるとともに、特別な
作業、例えば浅溝形成、オーミック接続の調整が不要と
なって簡単、安価に製造することができる。また、前記
導電性ピン50をシリコン基板36とガラス基板41との間で
はなく、ガラス基板41に形成された貫通孔44に配置した
ので、シリコン基板36とガラス基板41との陽極接合時に
該導電性ピン50がイオンの移動を阻害するようなことは
なく、この結果、気密封止を確実なものとすることがで
きる。さらに、シリコン電極板46をガラス基板41に陽極
接合によって固定するようにしたので、特別な装置、例
えば拡散炉等は不要となり、これにより、簡単かつ安価
に製造することができる。
号を外部に導く導電性ピン50とシリコン電極板46とを、
途中に引出し用金属薄膜等を介在させることなく、直接
接続しているので、構造が簡単となるとともに、特別な
作業、例えば浅溝形成、オーミック接続の調整が不要と
なって簡単、安価に製造することができる。また、前記
導電性ピン50をシリコン基板36とガラス基板41との間で
はなく、ガラス基板41に形成された貫通孔44に配置した
ので、シリコン基板36とガラス基板41との陽極接合時に
該導電性ピン50がイオンの移動を阻害するようなことは
なく、この結果、気密封止を確実なものとすることがで
きる。さらに、シリコン電極板46をガラス基板41に陽極
接合によって固定するようにしたので、特別な装置、例
えば拡散炉等は不要となり、これにより、簡単かつ安価
に製造することができる。
【００１３】次に、前述のような気密封止構造を有する
圧力センサ35を製造する場合には、まず、シリコン基板
36の上面にホトリソグラフィー技術でパターンを描いた
後、水酸化カリウム（ KOH）水溶液を用いた異方性エッ
チングにより凹み37を形成し、薄肉のダイアフラム38を
成形する。その後、前記シリコン基板36の下面にボロン
拡散処理により電極層39を形成する。
圧力センサ35を製造する場合には、まず、シリコン基板
36の上面にホトリソグラフィー技術でパターンを描いた
後、水酸化カリウム（ KOH）水溶液を用いた異方性エッ
チングにより凹み37を形成し、薄肉のダイアフラム38を
成形する。その後、前記シリコン基板36の下面にボロン
拡散処理により電極層39を形成する。
【００１４】一方、ガラス基板41においては、その上面
にスパッタリングにより 4〜 7μｍのクロム（Cr）膜、
40〜70μｍの金（Au）膜を付着してマスクを施した後、
ホトリソグラフィー技術でエッチング部分をパターニン
グし、その後、フッ酸、フッ化アンモニウム、水（ H
F、NH３F、H２O）を約１：２：２の割合で混合したエッ
チング溶液に12時間以上浸漬し、ガラス基板41の上面に
所定深さの凹み42を形成する。この際、エッチング面が
粗面となると、後工程においてシリコン電極板46、参照
シリコン電極板48の陽極接合が困難となるので、エッチ
ング面を可能な限り平滑な面とする。次に、ガラス基板
41の所定位置にドリル加工によって直径が1mm程度の貫
通孔44、47を形成した後、シリコン電極板46、参照シリ
コン電極板48を凹み42の底面上に前記貫通孔44、47の内
端開口を閉止するよう載置するとともに、陽極接合によ
りこれらシリコン電極板46、参照シリコン電極板48をガ
ラス基板41に固定し、貫通孔44、47の内端（上端）開口
を閉止する。ここで、陽極接合とは、前述のガラス基板
41、シリコン電極板46、参照シリコン電極板48を約 400
度Ｃの高温に加熱しながら約 1kVの高電圧を印加するこ
とにより、ガラスの陽イオンとシリコンの陰イオンとを
化学結合させる、接着剤を使用しない接合方法で、強固
な接合と高度の気密性を与えることができる。
にスパッタリングにより 4〜 7μｍのクロム（Cr）膜、
40〜70μｍの金（Au）膜を付着してマスクを施した後、
ホトリソグラフィー技術でエッチング部分をパターニン
グし、その後、フッ酸、フッ化アンモニウム、水（ H
F、NH３F、H２O）を約１：２：２の割合で混合したエッ
チング溶液に12時間以上浸漬し、ガラス基板41の上面に
所定深さの凹み42を形成する。この際、エッチング面が
粗面となると、後工程においてシリコン電極板46、参照
シリコン電極板48の陽極接合が困難となるので、エッチ
ング面を可能な限り平滑な面とする。次に、ガラス基板
41の所定位置にドリル加工によって直径が1mm程度の貫
通孔44、47を形成した後、シリコン電極板46、参照シリ
コン電極板48を凹み42の底面上に前記貫通孔44、47の内
端開口を閉止するよう載置するとともに、陽極接合によ
りこれらシリコン電極板46、参照シリコン電極板48をガ
ラス基板41に固定し、貫通孔44、47の内端（上端）開口
を閉止する。ここで、陽極接合とは、前述のガラス基板
41、シリコン電極板46、参照シリコン電極板48を約 400
度Ｃの高温に加熱しながら約 1kVの高電圧を印加するこ
とにより、ガラスの陽イオンとシリコンの陰イオンとを
化学結合させる、接着剤を使用しない接合方法で、強固
な接合と高度の気密性を与えることができる。
【００１５】次に、これらガラス基板41、シリコン基板
36を互いに重ね合わせた後、前述と同様にしてこれらを
陽極接合し、シリコン電極板46、参照シリコン電極板48
が配置されている気密室43をこれらガラス基板41、シリ
コン基板36間に形成する。ここで、この陽極接合を真空
室内で行えば気密室43を容易に該真空室の圧力と等圧、
例えば、10−２Pa以下の高真空とすることができる。な
お、この陽極接合する際の雰囲気の圧力を変えることに
より、気密室43の内圧を適宜調節することができる。こ
のようにガラス基板41とシリコン基板36とを陽極接合す
る際、シリコン電極板46、参照シリコン電極板48はガラ
ス基板41に接着剤を使用しない陽極接合によって既に固
定されているため、前述のように 400度Ｃ程度まで温度
を上昇させても気密室43内にアウトガスが発生するよう
なことはなく、この結果、気密の維持を確実とすること
ができる。次に、導電性ピン50、51を貫通孔44、47にそ
れぞれ挿入して、その内端をシリコン電極板46、参照シ
リコン電極板48の下面に直接接触させるとともに、貫通
孔44、47の内周と導電性ピン50、51との間に接着剤52、
53を充填して、これら導電性ピン50、51を貫通孔44、47
に固定する。
36を互いに重ね合わせた後、前述と同様にしてこれらを
陽極接合し、シリコン電極板46、参照シリコン電極板48
が配置されている気密室43をこれらガラス基板41、シリ
コン基板36間に形成する。ここで、この陽極接合を真空
室内で行えば気密室43を容易に該真空室の圧力と等圧、
例えば、10−２Pa以下の高真空とすることができる。な
お、この陽極接合する際の雰囲気の圧力を変えることに
より、気密室43の内圧を適宜調節することができる。こ
のようにガラス基板41とシリコン基板36とを陽極接合す
る際、シリコン電極板46、参照シリコン電極板48はガラ
ス基板41に接着剤を使用しない陽極接合によって既に固
定されているため、前述のように 400度Ｃ程度まで温度
を上昇させても気密室43内にアウトガスが発生するよう
なことはなく、この結果、気密の維持を確実とすること
ができる。次に、導電性ピン50、51を貫通孔44、47にそ
れぞれ挿入して、その内端をシリコン電極板46、参照シ
リコン電極板48の下面に直接接触させるとともに、貫通
孔44、47の内周と導電性ピン50、51との間に接着剤52、
53を充填して、これら導電性ピン50、51を貫通孔44、47
に固定する。
【００１６】なお、前述の実施形態においては、貫通孔
44、47に導電性ピン50、51を挿入固定したが、この発明
においては、貫通孔44、47の内面にスパッタリング、蒸
着により導電体としての導電薄膜を付着し、この導電薄
膜から信号線を引き出すようにしてもよい。また、前述
の実施形態においては、気密封止構造を圧力センサ35に
適用した場合について説明したが、抵抗素子を用いた温
度測定センサに適用してもよく、このようにすれば、空
気への熱の放散を低減させることができるので、大気中
での測定に比較して数桁感度の良好な温度測定センサを
得ることができる。
44、47に導電性ピン50、51を挿入固定したが、この発明
においては、貫通孔44、47の内面にスパッタリング、蒸
着により導電体としての導電薄膜を付着し、この導電薄
膜から信号線を引き出すようにしてもよい。また、前述
の実施形態においては、気密封止構造を圧力センサ35に
適用した場合について説明したが、抵抗素子を用いた温
度測定センサに適用してもよく、このようにすれば、空
気への熱の放散を低減させることができるので、大気中
での測定に比較して数桁感度の良好な温度測定センサを
得ることができる。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、構造簡単でかつ安価でありながら、気密を確実に維
持することができる。
ば、構造簡単でかつ安価でありながら、気密を確実に維
持することができる。
【図１】この発明の一実施形態を示す正面断面図であ
る。
る。
【図２】従来の気密封止構造の第１例を示す正面断面図
である。
である。
【図３】従来の気密封止構造の第２例を示す正面断面図
である。
である。
【図４】従来の気密封止構造の第３例を示す正面断面図
である。
である。
【図５】従来の気密封止構造の第４例を示す正面断面図
である。
である。
【図６】従来の気密封止構造の第５例を示す正面断面図
である。
である。
36…シリコン基板 41…ガラス基板 43…気密室 44…貫通孔 46…シリコン電極板 50…導電体（導電性ピ
ン）
ン）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 盛男 神奈川県横浜市港北区新羽町1189番地 帝人製機株式会社 横浜開発センター内 (56)参考文献 特開 平４−9727（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−49277（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−134805（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−221631（ＪＰ，Ａ) 実開 昭56−110330（ＪＰ，Ｕ) 特表 昭62−500545（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01L 9/12 H01L 29/84
Claims (3)
- 【請求項１】凹みを上面にのみ設けることにより該凹み
の底面にダイアフラムを形成したシリコン基板と、シリ
コン基板に陽極接合され、前記ダイアフラムに面する凹
みを上面に設けることでシリコン基板との間に気密室を
形成するとともに、該気密室に連通する貫通孔を設けた
ガラス基板と、前記ガラス基板の凹みの底面に陽極接合
により固定され、前記貫通孔の内端開口を気密状態で閉
止するシリコン電極板と、前記貫通孔に配置され、シリ
コン電極板からの信号を外部に導く導電体とを備えたこ
とを特徴とする気密封止構造。 - 【請求項２】シリコン基板の上面に凹みを設けることに
より該凹みの底面にダイアフラムを形成する一方、ガラ
ス基板の上面に凹みを形成するとともに、該凹みに連通
する貫通孔をガラス基板に形成する工程と、該ガラス基
板にシリコン電極板を陽極接合により固定し、前記貫通
孔の内端開口をシリコン電極板により気密状態で閉止す
る工程と、前記ガラス基板とシリコン基板とを陽極接合
し、これらの間にガラス基板の凹みにより構成され、シ
リコン電極板が配置されるとともに、前記ダイアフラム
に面する気密室を形成する工程と、貫通孔に前記シリコ
ン電極板からの信号を外部に導く導電体を配置する工程
とを備えたことを特徴とする気密封止構造の製造方法。 - 【請求項３】前記導電体を、内端がシリコン電極板に接
続された導電性ピンから構成するとともに、該導電性ピ
ンを貫通孔に挿入し接着剤で固定することにより配置す
るようにした請求項２記載の気密封止構造の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19559998A JP3328194B2 (ja) | 1998-07-10 | 1998-07-10 | 気密封止構造およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19559998A JP3328194B2 (ja) | 1998-07-10 | 1998-07-10 | 気密封止構造およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000028463A JP2000028463A (ja) | 2000-01-28 |
| JP3328194B2 true JP3328194B2 (ja) | 2002-09-24 |
Family
ID=16343841
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19559998A Expired - Lifetime JP3328194B2 (ja) | 1998-07-10 | 1998-07-10 | 気密封止構造およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3328194B2 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001215160A (ja) * | 2000-02-01 | 2001-08-10 | Nagano Keiki Co Ltd | 力学的物理量の変換器 |
| JP2002350266A (ja) * | 2001-05-24 | 2002-12-04 | Kyocera Corp | 圧力検出装置用パッケージ |
| JP2005241457A (ja) | 2004-02-26 | 2005-09-08 | Hamamatsu Photonics Kk | 赤外線センサ及びその製造方法 |
| JP4502125B2 (ja) * | 2005-02-07 | 2010-07-14 | セイコーインスツル株式会社 | 力学量センサ及び電子機器並びに力学量センサの製造方法 |
| JP2007085837A (ja) * | 2005-09-21 | 2007-04-05 | Alps Electric Co Ltd | 静電容量型圧力センサ |
| EP1798196B1 (en) * | 2005-12-15 | 2017-08-09 | Infineon Technologies AG | Multi-layer device with reduced UV radiations during encapsulation |
| JP2010210423A (ja) * | 2009-03-10 | 2010-09-24 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 加速度センサ |
| JP5588243B2 (ja) * | 2009-07-01 | 2014-09-10 | ブルックス・インストルメント・エルエルシー | 検出手段として静電気干渉を使用するモノリシック真空マノメータ |
| JP5493691B2 (ja) * | 2009-10-21 | 2014-05-14 | 大日本印刷株式会社 | ストッパの形成方法、力学量センサの製造方法及び力学量センサ |
-
1998
- 1998-07-10 JP JP19559998A patent/JP3328194B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000028463A (ja) | 2000-01-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1860417B1 (en) | A pressure sensor having a chamber and a method for fabricating the same | |
| JP3881409B2 (ja) | 垂直一体化センサ構造および方法 | |
| US4530029A (en) | Capacitive pressure sensor with low parasitic capacitance | |
| US7080560B2 (en) | Semiconductor pressure sensor | |
| KR100372340B1 (ko) | 압력 센서 및 그 제조방법 | |
| US7191661B2 (en) | Capacitive pressure sensor | |
| JP4420538B2 (ja) | ウェーハパッケージの製造方法 | |
| US6338284B1 (en) | Electrical feedthrough structures for micromachined devices and methods of fabricating the same | |
| US4814856A (en) | Integral transducer structures employing high conductivity surface features | |
| US6686642B2 (en) | Multi-level integrated circuit for wide-gap substrate bonding | |
| US20070275495A1 (en) | Method for fabricating a pressure sensor using SOI wafers | |
| US4617606A (en) | Capacitive pressure transducer | |
| JP4159895B2 (ja) | 静電容量型圧力センサ及びその製造方法 | |
| US6392158B1 (en) | Structure equipped with electric contacts formed through said structure substrate and method for obtaining said structure | |
| JPH0750789B2 (ja) | 半導体圧力変換装置の製造方法 | |
| JPS61221631A (ja) | 容量式絶対圧力変換器 | |
| JP3328194B2 (ja) | 気密封止構造およびその製造方法 | |
| JP2772111B2 (ja) | 容量型圧力センサ | |
| JPH10510048A (ja) | 圧力センサ | |
| JP4168497B2 (ja) | 半導体力学量センサの製造方法 | |
| JPH0797643B2 (ja) | 圧力変換装置の製造方法 | |
| JP3328710B2 (ja) | 半導体静電容量型センサ | |
| JPH11201845A (ja) | 半導体式圧力センサ | |
| JP2003050173A (ja) | 圧力センサ及びその製造方法 | |
| JPS63175482A (ja) | 圧力センサ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20020702 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080712 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090712 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100712 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100712 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110712 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120712 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120712 Year of fee payment: 10 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120712 Year of fee payment: 10 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120712 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130712 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130712 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140712 Year of fee payment: 12 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |