JP3387345B2 - 半導体圧力センサの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は特に耐熱性および耐
久性等の接合信頼性を向上させた半導体圧力センサの製
造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の半導体圧力センサとしては、たと
えば、図７に示すような、特公平６−７６９３８に記載
されている製造方法によって得られている。

【０００３】この半導体圧力センサは、この図の（Ｄ）
に示すように、ダイヤフラム1aを有するシリコンチップ
１に接合され、このシリコンチップ１のダイヤフラム1a
に検出圧力を導入する貫通孔2aを有するガラス台座２
と、このガラス台座２に接合される、金属台座４を具備
するベース台座６とからなるものである。上記シリコン
チップ１は、ガラス台座２の貫通孔2aの一端に蓋をする
ような状態で、ダイヤフラム1aが陽極接合によって気密
に接合されている。そして、このガラス台座２とシリコ
ンチップ１とが接合される面と反対の面が、接着剤また
は低融点ガラス、ハンダなどによって、ガラス台座２の
貫通孔2aへ検出圧力を導入する圧力導入孔4aを有するベ
ース台座６における金属台座４に気密接合されている。

【０００４】この半導体圧力センサ製造方法は（Ａ）〜
（Ｄ）の工程を行っている。（Ａ）複数の貫通孔2aを有
するガラスウエハ12の一方の面に、チタン、白金、金の
３層の金属膜５を順次形成する第一の工程。

【０００５】（Ｂ）第一の工程が終了したガラスウエハ
12の他方の面に、ダイヤフラム1aが形成されたシリコン
ウエハ11を陽極接合によって接合する第二の工程。

【０００６】（Ｃ）第二の工程によって形成された複合
ウエハ13を切断して感圧チップ３を形成する第三の工
程。

【０００７】（Ｄ）第三の工程によって形成された感圧
チップ３をハンダ21によってベース台座６における金属
台座４に接合する第四の工程。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の
半導体圧力センサとしては、ガラスウエハの一方の面に
チタン、白金、金３層の金属膜を順次形成した後、シリ
コンウエハを陽極接合して得られる。このため、陽極接
合の際の加熱により、白金と金が相互拡散した状態で感
圧チップが形成されることになる。このような感圧チッ
プでは感圧チップにおけるガラス台座の金属膜へのハン
ダのぬれ性が劣化し、ハンダと金属膜との接合部での気
密性が劣化する。つまり、感圧チップにおけるガラス台
座と金属台座との接合信頼性が悪いという問題点があ
る。

【０００９】また、チタンと白金との密着力が低いた
め、ガラス台座の表面に形成されたチタン膜と、その隣
接する白金膜との接合部での気密性が劣化する。つまり
感圧チップにおけるガラス台座に形成された金属膜部で
の接合信頼性にも問題がある。

【００１０】さらに、金属膜として白金を使用している
ため、製造コストがアップするという問題点もある。

【００１１】本発明は、以上のような問題点を解決する
ためになされたものであり、その目的は、接合信頼性、
特に耐熱性および耐久性に優れ、容易に製造される半導
体圧力センサの製造方法の提供にある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する請求
項１記載の発明は、ダイヤフラムを有するシリコンチッ
プと、このシリコンチップのダイヤフラムに検出圧力を
導入する貫通孔を有するガラス台座とを接合して感圧チ
ップを形成し、前記貫通孔に検出圧力を連通して導入す
る圧力導入孔を有する金属台座と前記感圧チップにおけ
るガラス台座とを接合してなる半導体圧力センサの製造
方法において、以下の（ａ）〜（ｄ）の各工程を有して
いることを特徴とする半導体圧力センサの製造方法。 （ａ）ガラスウエハに、複数の貫通孔を形成する工程
と、ガラスウエハ側にチタンと、中間層側にクロムとの
２層としたガラス側層を形成し、このガラス側層の上に
ニッケルと白金とパラジウムとのうち少なくとも１種類
の金属を用いて中間層を形成し、この中間層の上に金と
パラジウムとのうち少なくとも１種類の金属を用いて金
属台座側層を形成する工程とを有する第１の工程。 （ｂ）前記ガラスウエハの他方の面に、ダイヤフラムが
形成されたシリコンウエハを陽極接合する第２の工程。 （ｃ）前記工程によって形成された、ガラスウエハとシ
リコンウエハとを接合してなる複合ウエハを切断して感
圧チップを形成する第３の工程。 （ｄ）前記感圧チップにおけるガラス台座の３層の金属
膜を有する面を、圧力導入孔が形成された金属台座にハ
ンダによって接合する第４の工程。

【００１３】このような半導体圧力センサの製造方法で
は、ガラス台座に形成される３層の金属膜が、ガラスウ
エハ側にチタンとクロムとのうち少なくとも１種類の金
属を用いて形成されたガラス側層と、金属台座側に金と
パラジウムとのうち少なくとも１種類の金属を用いて形
成された金属台座側層と、前記両層の間にニッケルと白
金とパラジウムとのうち少なくとも１種類の金属を用い
て形成された中間層とからなり、中間層と金属台座側層
の組み合わせが白金と金以外の上記金属で構成できるた
め、中間層と金属台座側層での相互拡散の度合が小さく
なり、陽極接合の際の加熱による金属台座側層へのハン
ダのぬれ性が向上し、ハンダと金属膜との接合部での気
密性が良好に保たれる。つまり、感圧チップにおけるガ
ラス台座と金属台座との接合信頼性が向上している。

【００１４】また、ガラス側層と中間層の組み合わせが
チタンと白金以外の上記金属で構成できるため、ガラス
側層と中間層との密着力が向上し、ガラス側層と中間層
との接合部での気密性が向上する。つまり感圧チップに
おけるガラス台座に形成された金属膜での接合信頼性が
向上する。

【００１５】さらに、中間層として白金を使用しない構
成が可能であるため、容易に製造することができる。

【００１６】さらに、上記（ａ）〜（ｄ）に示した工程
の中で下記の（１）〜（４）に示す部分がウエハ一括処
理によって行われるため、製造工程が簡単なものとな
る。

【００１７】（１）感圧チップを構成するシリコンチッ
プのダイヤフラムの形成。 （２）感圧チップを構成するガラス台座の貫通孔の形
成。

【００１８】（３）ガラス台座の金属膜の形成。 （４）ガラス台座とシリコンチップとの接合。

【００１９】請求項１記載の発明は、半導体圧力センサ
の製造方法において、ガラス側層を、ガラスウエハ側に
チタンと、中間層側にクロムとの２層としたことを特徴
としている。

【００２０】このようにして得られた半導体圧力センサ
では、ガラスウエハとチタンとの密着力が高いため、ガ
ラスウエハ側にチタン膜を形成したガラス側層とガラス
ウエハとの密着力が高くなり、またクロムとチタンとの
密着力が高いため、チタンとクロムから形成されるガラ
ス側層内部で密着力が高くなり、さらに、クロムとニッ
ケル、パラジウムまたは白金との密着力が高いため、ニ
ッケル、パラジウムまたは白金から形成される中間層
と、中間層側にクロム膜を形成したガラス側層との密着
力が高くなる。従って感圧チップにおけるガラス台座に
形成された金属膜での接合信頼性が向上している。

【００２１】請求項２記載の発明は、半導体圧力センサ
の製造方法において、ガラスウエハ表面に接近するほど
チタン成分が増加するチタンとクロムとの傾斜混合物層
としてガラス側層を形成することを特徴としている。

【００２２】このようにして得られた半導体圧力センサ
では、ガラス側層がチタンとクロムとの傾斜混合によっ
て１層となっているため、ガラス側層を２層に分割する
よりもガラス側層内部での密着力が高くなり、従って感
圧チップにおけるガラス台座に形成された金属膜での接
合信頼性がより向上している。

【００２３】

【００２４】

【００２５】

【００２６】

【００２７】

【００２８】

【００２９】請求項３記載の発明は、半導体圧力センサ
の製造方法において、ガラス側層表面に接近するほどニ
ッケル成分が増加するニッケルとパラジウムとの傾斜混
合物層として中間層を形成することを特徴としている。

【００３０】 このようにして得られた半導体圧力センサ
では、中間層がニッケルとパラジウムとの傾斜混合によ
って１層となっているため、中間層を２層に分割したも
のより中間層内部での密着力が向上している。

【００３１】本 発明は、ダイヤフラムを有するシリコン
チップと、このシリコンチップのダイヤフラムに検出圧
力を導入する貫通孔を有し、なおかつ一方の表面に金属
膜が形成されたガラス台座の金属膜を有する面と反対の
面とが接合された感圧チップにおけるガラス台座の金属
膜を有する面と、前記貫通孔に検出圧力を連通して導入
する圧力導入孔を有する金属台座とを接合してなる半導
体圧力センサにおいて、ガラス台座の一方の表面に形成
される金属膜をガラス側層、中間層及び金属台座側層と
の３層とする半導体圧力センサが得られる。

【００３２】 このような半導体圧力センサでは、ガラス
台座に形成される３層の金属膜が、ガラスウエハ側にチ
タンとクロムとのうち少なくとも１種類の金属を用いて
形成されたガラス側層と、金属台座側に金とパラジウム
とのうち少なくとも１種類の金属を用いて形成された金
属台座側層と、前記両層の間にニッケルと白金とパラジ
ウムとのうち少なくとも１種類の金属を用いて形成され
た中間層とからなり、中間層と金属台座側層の組み合わ
せが白金と金以外の上記金属で構成できるため、中間層
と金属台座側層での相互拡散の度合が小さくなり、陽極
接合の際の加熱による金属台座側層へのハンダのぬれ性
が向上し、ハンダと金属膜の接合部での気密性が良好に
保たれる。つまり、感圧チップにおけるガラス台座と金
属台座との接合信頼性が向上している。

【００３３】 また、ガラス側層と中間層の組み合わせが
チタンと白金以外の上記金属で構成できるため、ガラス
側層と中間層との密着力が向上し、ガラス側層と中間層
との接合部での気密性が良好に保たれる。つまり感圧チ
ップにおけるガラス台座に形成された金属膜での接合信
頼性が向上する。

【００３４】 さらに、中間層として白金を使用しない構
成が可能であるため、容易に製造することができる。

【００３５】 さらに、上記（ａ）〜（ｄ）に示した工程
の中で下記の（１）〜（４）に示す部分がウエハ一括処
理によって行われるため、製造工程が簡単なものとな
る。

【００３６】 （１）感圧チップを構成するシリコンチッ
プのダイヤフラムの形成。 （２）感圧チップを構成するガラス台座の貫通孔の形
成。

【００３７】 （３）ガラス台座の金属膜の形成。 （４）ガラス台座とシリコンチップとの接合。

【００３８】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を添付図を参
照して説明する。

【００３９】 図１〜図３を参照して、この実施の形態の
半導体圧力センサを説明する。図１、図２は異なる形状
を有する前記半導体圧力センサを示す断面図である。

【００４０】 図３は図１に示す半導体圧力センサにおい
て、感圧チップ３とその周辺部分を示す拡大断面図であ
る。

【００４１】 図１、図２に示す半導体圧力センサは、検
出する圧力に反応するダイヤフラム1aを有するシリコン
チップ１と、ガラス台座２とを接合してなる感圧チップ
３のガラス台座２に金属台座４を接合してなるものであ
る。

【００４２】 感圧チップ３はダイヤフラム1aを形成した
シリコンチップ１と、それと近似の線膨張係数を有する
ガラス台座２とを接合して形成される。ガラス台座２は
例えばほう珪酸ガラスなどから形成され、金属台座４は
コバールまたは42アロイなどから形成されている。ガラ
ス台座２と金属台座４との接合に際して、ガラス台座２
の表面には３層の金属膜５が形成され、ハンダ21によっ
て接合されることを特徴としている。この３層の金属膜
５はガラス側層と中間層と金属台座側層とから成り、ガ
ラス側層はチタンとクロムとのうち少なくとも１種類の
金属から形成され、中間層はニッケルと白金とパラジウ
ムとのうち少なくとも１種類の金属から形成され、金属
台座側層は金とパラジウムとのうち少なくとも１種類の
金属から形成されている。

【００４３】 なお上記おいて形成される各層の膜厚は、
金においては500〜5000Å、それ以外の金属においては2
000Åである。

【００４４】 この半導体圧力センサでは、ガラス台座２
と金属台座４とに、互いに連通する貫通孔2aと圧力導入
孔4aを有している。つまり、これらの貫通孔2aと圧力導
入孔4aとを通して、シリコンチップ１のダイヤフラム1a
に検出圧力が導入される構成になっているのである。

【００４５】 図１に示す半導体圧力センサでは、金属台
座４の下端に延設され、なおかつ圧力導入孔4a有する圧
力導入パイプ23と、信号引き出しピン14と、金属ケース
８とが封止材７によって一体に固着され、これをベース
台座６としている。また、圧力導入パイプ23はベース台
座６の中央部に、その上端部をわずかに、下端部を大き
く突出させて配され、信号引き出しピン14はこの圧力導
入パイプ23の周囲に立設状態に配されている。そして、
感圧チップ３は、このような圧力導入パイプ23の上端部
に該当する金属台座４の上面に、ハンダ21によって固着
されている。さらに、シリコンチップ１と信号引き出し
ピン14とがワイヤーボンディングによって接続され、そ
の上方からカバー22がベース台座６に嵌着されて、この
ようなワイヤーボンディングによる接続部などを封止保
護している。

【００４６】 図２に示す半導体圧力センサでは、樹脂材
料で形成されたハウジング15の中央部に、金属台座４を
上端部に有する圧力導入パイプ23が、その上端部をわず
かに、下端部を大きく突出させて配され、信号引き出し
ピン14はハウジング15の周囲に略水平に延出されてい
る。さらに、シリコンチップ１と信号引き出しピン14と
はワイヤーボンディングによって接続されている。ま
た、ハウジング15は周壁を有する容器の形状に形成さ
れ、その開口部に平板状のフタ板24が嵌着されて、この
ようなワイヤーボンディングによる接続部などを封止保
護している。

【００４７】 以下に、上述したような半導体圧力センサ
の製造方法の実施の形態について、図４ないし図５を参
照して説明する。

【００４８】 これらの図に示すように、この実施の形態
の半導体圧力センサの製造方法は、それぞれ（Ａ）〜
（Ｆ）の各工程を有しているものである。

【００４９】 図４に示す製造方法によって、図２に示す
半導体圧力センサが製造される。図４において、（Ａ）
に示すような最初の工程では、シリコンウエハ11に複数
のダイヤフラム1aを形成し、ガラスウエハ12に貫通孔2a
をダイヤフラム1aに対応する位置に形成している。

【００５０】 このようなダイヤフラム1aの形成は、ま
ず、半導体単結晶ウエハであるシリコンウエハ11に、エ
ッチングなどによって有底孔を形成することによって行
われる。そして、この有底孔と反対側の面に拡散歪ゲー
ジを設けるが、この拡散歪ゲージは、シリコンウエハ11
全面を熱処理して酸化形成した絶縁層を選択マスクと
し、フォトエッチングによって所望個所にのみ開口させ
た窓から、部分的に例えばボロン等の不純物を熱拡散し
て形成される。また、ガラスウエハ12としては、上記シ
リコンウエハ11と線膨張係数が類似した材料、例えば、
ほう珪酸ガラスなどが好ましく用いられ、貫通孔2aは超
音波加工等によって形成される。

【００５１】 そして、（Ｂ）に示すように、ガラスウエ
ハ12の一方の面に、チタンとクロムとのうち少なくとも
１種類の金属を用いてガラス側層を形成し、このガラス
側層の上にニッケルと白金とパラジウムとのうち少なく
とも１種類の金属を用いて中間層を形成し、この中間層
の上に金とパラジウムとのうち少なくとも１種類の金属
を用いて金属台座側層を形成する。なお、このような金
属膜５の形成には蒸着やスパッタリングが用いられる。

【００５２】 なお上記おいて形成される各層の膜厚は、
金においては500〜5000Å、それ以外の金属においては2
000Åである。

【００５３】 さらに、（Ｃ）に示すように、上述したシ
リコンウエハ11の有底孔とガラスウエハ12の貫通孔2aの
両方の孔の中心が一致するように、シリコンウエハ11の
ダイヤフラム1a側と、ガラスウエハ12の金属膜５を形成
した面と反対側の面とを陽極接合によって接合形成す
る。

【００５４】 この陽極接合の条件は、温度400〜500℃、
電圧800〜900V程度が好ましい。さらに、（Ｄ）に示す
ように、このシリコンウエハ11とガラスウエハ12とを接
合してなる複合ウエハ13をダイシングソーによって切断
して、ダイヤフラム1aを有する個々の感圧チップ３に分
断する。

【００５５】 さらに、（Ｅ）に示すように、この感圧チ
ップ３のガラス台座２側の面と、ベース台座６における
金属台座４とをハンダ21によって接合する。

【００５６】 このような接合に使用されるハンダとして
は、例えば、すず−なまりハンダ、すず系ハンダ、また
は金系ハンダ等のハンダが挙げられる。すず系ハンダと
しては100Sn-0Sb〜89.5Sn-10.5Sbまたは100Sn-0Ag〜95S
n-5Agなどがある。また金系ハンダとしては80Au-20Snな
どがある。これらのハンダはフラックスを含有せず、窒
素あるいは無酸素雰囲気中で加熱接合される。

【００５７】 また、ベース台座６としては、以下に示す
方法により製造されたものが、上記（Ｅ）に示した工程
において使用されている。

【００５８】 金属台座４の下端に延設され、なおかつ圧
力導入孔4a有する圧力導入パイプ23と、信号引き出しピ
ン14と、金属ケース８とを、封止材７によって一体に固
着してベース台座６としている。またこの固着に際し
て、圧力導入パイプ23を、金属ケース８の中央部に、そ
の上端部に位置する金属台座４の上端部をわずかに、下
端部を大きく突出して配し、また信号引き出しピン14
を、この圧力導入パイプ23の周囲に立設状態に配する。
また金属台座４としては、感圧チップ３との接合面に、
金属台座４側から、ニッケル、金の２層のめっき、また
はニッケル、パラジウム、金の３層のめっきを形成され
たものなどが用いられている。

【００５９】 さらに、（Ｆ）に示すように、シリコンチ
ップ１と信号引き出しピン14とをワイヤボンディングに
て電気的に接合する。そして、ワイヤボンディングの配
線部にカバー22を嵌着することによって半導体圧力セン
サを製造する。

【００６０】 また、図５においても、図４に示すものと
略同様の製造方法によって、図２に示す半導体圧力セン
サが製造される。図４と工程の異なる（Ｅ）、（Ｆ）の
工程について以下に説明する。

【００６１】 図５（Ｅ）に示すように、感圧チップ３の
ガラス台座２側の面と、ベース台座６における金属台座
４とをハンダ21によって接合する。

【００６２】 また、ベース台座６としては、以下に示す
方法により製造されたものが、上記（Ｅ）に示した工程
において使用されている。

【００６３】 金属台座４の下端に延設され、なおかつ圧
力導入孔4a有する圧力導入パイプ23と、信号引き出しピ
ン14と、樹脂材料で形成されたハウジング15とを、一体
成形などにより固着してベース台座６としている。また
この固着に際して、圧力導入パイプ23を、ハウジング15
の中央部に、その上端部に位置する金属台座４の上端部
をわずかに、下端部を大きく突出して配し、信号引き出
しピン14を、ハウジング15の周囲に略水平に延出させ
る。また、ハウジング15を周壁を有する容器の形状に形
成する。

【００６４】 さらに、（Ｆ）に示すように、シリコンチ
ップ１と信号引き出しピン14とをワイヤーボンディング
によって電気的に接合する。また、ハウジング15は周壁
を有する容器の形状に形成されており、その開口部に平
板状のフタ板24を嵌着させて、このようなワイヤーボン
ディングによる接続部などを封止保護する。

【００６５】 なお、図４（Ａ）または図５（Ａ）に示す
ガラスウエハ12に貫通孔2aを設ける工程を、図４（Ｂ）
または図５（Ｂ）に示すガラスウエハ12に３層の金属膜
５を形成する工程の後に行うこともできる。

【００６６】 図６には、図４の（Ｂ）の工程、または図
５の（Ｂ）の工程における３層の金属膜５を形成したガ
ラスウエハ12の断面図を示す。

【００６７】 このガラスウエハ12には、複数の貫通孔2a
が設けられ、シリコンウエハ11が陽極接合される面と反
対の面に、３層の金属膜５を形成している。このような
金属膜５は蒸着またはスパッタリングによって形成され
る。この３層の金属膜５をガラスウエハ12側から、ガラ
ス側層5a、中間層5b、金属台座側層5cとして、以下の
（１）〜（17）に各層の構成を具体的に例示する。

【００６８】 （１）ガラス側層5aを、ガラスウエハ12と
密着する層としてチタンを用い、中間層5bと密着する層
としてクロムを用いて２層に分割し、中間層5bとしてニ
ッケルを用い、金属台座側層5cとして金を用いたもの。

【００６９】 （２）ガラス側層5aを、ガラスウエハ12と
密着する層としてチタンを用い、中間層5bと密着する層
としてクロムを用いて２層に分割し、中間層5bとしてパ
ラジウムを用い、金属台座側層5cとして金を用いたも
の。

【００７０】 （３）ガラス側層5aを、ガラスウエハ12と
密着する層としてチタンを用い、中間層5bと密着する層
としてクロムを用いて２層に分割し、中間層5bとして白
金を用い、金属台座側層5cとして金を用いたもの。

【００７１】 （４）ガラス側層5aを、ガラス面に接近す
るほどチタン成分が増加するチタンとクロムの傾斜混合
物層として形成し、中間層5bとしてニッケルを用い、金
属台座側層5cとして金を用いたもの。

【００７２】 （５）ガラス側層5aを、ガラス面に接近す
るほどチタン成分が増加するチタンとクロムの傾斜混合
物層として形成し、中間層5bとしてパラジウムを用い、
金属台座側層5cとして金を用いたもの。

【００７３】 （６）ガラス側層5aを、ガラス面に接近す
るほどチタン成分が増加するチタンとクロムの傾斜混合
物層として形成し、中間層5bとして白金を用い、金属台
座側層5cとして金を用いたもの。

【００７４】

【００７５】

【００７６】

【００７７】 （10）ガラス側層5aとしてチタンを用い、
中間層5bを、ガラス面に接近するほどニッケル成分が増
加するニッケルとパラジウムとの傾斜混合物層として形
成し、金属台座側層5cとして金を用いたもの。

【００７８】

【００７９】

【００８０】 （13）ガラス側層5aとしてクロムを用い、
中間層5bを、ガラス面に接近するほどニッケル成分が増
加するニッケルとパラジウムとの傾斜混合物層として形
成し、金属台座側層5cとして金を用いたもの。

【００８１】

【００８２】

【００８３】

【００８４】

【００８５】 なお上記おいて形成される各層の膜厚は、
金においては500〜5000Å、それ以外の金属においては2
000Åである。

【００８６】

【発明の効果】請求項１記載の発明では、ガラス台座に
形成される３層の金属膜が、ガラスウエハ側にチタンと
クロムとのうち少なくとも１種類の金属を用いて形成さ
れたガラス側層と、金属台座側に金とパラジウムとのう
ち少なくとも１種類の金属を用いて形成された金属台座
側層と、前記両層の間にニッケルと白金とパラジウムと
のうち少なくとも１種類の金属を用いて形成された中間
層とからなり、中間層と金属台座側層の組み合わせが白
金と金以外の上記金属で構成できるため、中間層と金属
台座側層での相互拡散の度合が小さくなり、陽極接合の
際の加熱による金属属台座側層へのハンダのぬれ性が向
上し、ハンダと金属膜の接合部での気密性が良好に保た
れる。つまり、感圧チップにおけるガラス台座と金属台
座との接合信頼性が向上している。

【００８７】 また、ガラス側層と中間層の組み合わせが
チタンと白金以外の上記金属で構成できるため、ガラス
側層と中間層との密着力が向上し、ガラス側層と中間層
との接合部での気密性が良好に保たれる。つまり感圧チ
ップにおけるガラス台座に形成された金属膜での接合信
頼性が向上する。

【００８８】 さらに、中間層として白金を使用しない構
成が可能であるため、容易に製造することができる。

【００８９】 さらに、上記（ａ）〜（ｄ）に示した工程
の中で下記の（１）〜（４）に示す部分がウエハ一括処
理によって行われるため、製造工程が簡単なものとな
る。

【００９０】 （１）感圧チップを構成するシリコンチッ
プのダイヤフラムの形成。 （２）感圧チップを構成するガラス台座の貫通孔の形
成。

【００９１】 （３）ガラス台座の金属膜の形成。 （４）ガラス台座とシリコンチップとの接合。

【００９２】請求項１ 記載の発明では、ガラスウエハと
チタンとの密着力が高いため、ガラスウエハ側にチタン
膜を形成したガラス側層とガラスウエハとの密着力が高
くなり、またクロムとチタンとの密着力が高いため、チ
タンとクロムから形成されるガラス側層内部で密着力が
高くなり、さらに、クロムとニッケル、パラジウムまた
は白金との密着力が高いため、ニッケル、パラジウムま
たは白金から形成される中間層と、中間層側にクロム膜
を形成したガラス側層との密着力が高くなる。従って感
圧チップにおけるガラス台座に形成された金属膜での接
合信頼性が向上している。

【００９３】請求項２ 記載の発明では、ニッケルまたは
パラジウムと金との相互拡散の度合が、金と白金との場
合よりも小さいため、ニッケルまたはパラジウムから形
成された中間層と、金から形成された金属台座側層と
の、陽極接合時の加熱による相互拡散の度合いが小さく
なる。従って金属台座側層へのハンダのぬれ性が向上
し、金属台座側層とハンダとの気密性が保たれるので、
金属台座側層とハンダとの接合信頼性が向上している。

【００９４】

【００９５】

【００９６】

【００９７】請求項３記載の発明では、中間層がニッケ
ルとパラジウムとの傾斜混合によって１層となっている
ため、中間層を２層に分割したものより中間層内部での
密着力が向上している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態における一つの半導体圧力
センサを概略示す断面図である。

【図２】同上実施の形態における異なる半導体圧力セン
サを概略示す断面図である。

【図３】図１に示す半導体圧力センサにおいて、感圧チ
ップとその周辺部分とを示す拡大断面図である。

【図４】図１に示す半導体圧力センサの製造方法を示す
斜視図および断面図であって、（Ａ）〜（Ｆ）に各工程
を示している。

【図５】図２に示す半導体圧力センサの製造方法を示す
斜視図および断面図であって、（Ａ）〜（Ｆ）に各工程
を示している。

【図６】本発明の実施の形態における半導体圧力センサ
を構成する、金属膜を形成されたガラスウエハを示す断
面図である。

【図７】従来の半導体圧力センサの製造方法を示す断面
図であって、（Ａ）〜（Ｄ）に各工程を示している。

【符号の説明】

１ シリコンチップ 1a ダイヤフラム ２ ガラス台座 2a 貫通孔 ３ 感圧チップ ４ 金属台座 4a 圧力導入孔 ５ 金属膜 5a ガラス側層 5b 中間層 5c 金属台座側層 ６ ベース台座 ７ 封止材 ８ 金属ケース 11 シリコンウエハ 12 ガラスウエハ 13 複合ウエハ 14 信号引き出しピン 15 ハウジング 21 ハンダ 22 カバー 23 圧力導入パイプ 24 フタ板

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01L 9/00 303 H01L 29/84

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ダイヤフラムを有するシリコンチップ
   と、このシリコンチップのダイヤフラムに検出圧力を導
   入する貫通孔を有するガラス台座とを接合して感圧チッ
   プを形成し、前記貫通孔に検出圧力を連通して導入する
   圧力導入孔を有する金属台座と前記感圧チップにおける
   ガラス台座とを接合してなる半導体圧力センサの製造方
   法において、以下の（ａ）〜（ｄ）の各工程を有してい
   ることを特徴とする半導体圧力センサの製造方法。 （ａ）ガラスウエハに、複数の貫通孔を形成する工程
   と、ガラスウエハ側にチタンと、中間層側にクロムとの
   ２層としたガラス側層を形成し、このガラス側層の上に
   ニッケルと白金とパラジウムとのうち少なくとも１種類
   の金属を用いて中間層を形成し、この中間層の上に金と
   パラジウムとのうち少なくとも１種類の金属を用いて金
   属台座側層を形成する工程とを有する第１の工程。 （ｂ）前記ガラスウエハの他方の面に、ダイヤフラムが
   形成されたシリコンウエハを陽極接合する第２の工程。 （ｃ）前記工程によって形成された、ガラスウエハとシ
   リコンウエハとを接合してなる複合ウエハを切断して感
   圧チップを形成する第３の工程。 （ｄ）前記感圧チップにおけるガラス台座の３層の金属
   膜を有する面を、圧力導入孔が形成された金属台座にハ
   ンダによって接合する第４の工程。
2. 【請求項２】 ダイヤフラムを有するシリコンチップ
   と、このシリコンチップのダイヤフラムに検出圧力を導
   入する貫通孔を有するガラス台座とを接合して感圧チッ
   プを形成し、前記貫通孔に検出圧力を連通して導入する
   圧力導入孔を有する金属台座と前記感圧チップにおける
   ガラス台座とを接合してなる半導体圧力センサの製造方
   法において、以下の（ａ）〜（ｄ）の各工程を有してい
   ることを特徴とする半導体圧力センサの製造方法。 （ａ）ガラスウエハに、複数の貫通孔を形成する工程
   と、ガラスウエハ表面に接近するほどチタン成分が増加
   するチタンとクロムとの傾斜混合物層としてガラス側層
   を形成し、このガラス側層の上にニッケルと白金とパラ
   ジウムとのうち少なくとも１種類の金属を用いて中間層
   を形成し、この中間層の上に金とパラジウムとのうち少
   なくとも１種類の金属を用いて金属台座側層を形成する
   工程とを有する第１の工程。 （ｂ）前記ガラスウエハの他方の面に、ダイヤフラムが
   形成されたシリコンウエハを陽極接合する第２の工程。 （ｃ）前記工程によって形成された、ガラスウエハとシ
   リコンウエハとを接合してなる複合ウエハを切断して感
   圧チップを形成する第３の工程。 （ｄ）前記感圧チップにおけるガラス台座の３層の金属
   膜を有する面を、圧力導入孔が形成された金属台座にハ
   ンダによって接合する第４の工程。
3. 【請求項３】 ダイヤフラムを有するシリコンチップ
   と、このシリコンチップのダイヤフラムに検出圧力を導
   入する貫通孔を有するガラス台座とを接合して感圧チッ
   プを形成し、前記貫通孔に検出圧力を連通して導入する
   圧力導入孔を有する金属台座と前記感圧チップにおける
   ガラス台座とを接合してなる半導体圧力センサの製造方
   法において、以下の（ａ）〜（ｄ）の各工程を有してい
   ることを特徴とする半導体圧力センサの製造方法。 （ａ）ガラスウエハに、複数の貫通孔を形成する工程
   と、一方の表面にチタンとクロムとのうち少なくとも１
   種類の金属を用いてガラス側層を形成し、このガラス側
   層の上にガラス側層表面に接近するほどニッケル成分が
   増加するニッケルとパラジウムとの傾斜混合物層として
   中間層を形成し、この中間層の上に金とパラジウムとの
   うち少なくとも１種類の金属を用いて金属台座側層を形
   成する工程とを有する第１の工程。 （ｂ）前記ガラスウエハの他方の面に、ダイヤフラムが
   形成されたシリコンウエハを陽極接合する第２の工程。 （ｃ）前記工程によって形成された、ガラスウエハとシ
   リコンウエハとを接合してなる複合ウエハを切断して感
   圧チップを形成する第３の工程。 （ｄ）前記感圧チップにおけるガラス台座の３層の金属
   膜を有する面を、圧力導入孔が形成された金属台座にハ
   ンダによって接合する第４の工程。