JP5021098B2 - 半導体基板の接合方法およびmemsデバイス - Google Patents
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Description
本実施形態に係るMEMSデバイスは、このような共晶接合により製造されたものであり、例えば、加速度センサ、角速度センサ、赤外線センサ、圧力センサ、磁気センサおよび音響センサが考えられる。
図示のように、MEMSチップ10は、シリコン(Si)から成る基板11と、基板11の中央に微細加工技術により形成されたセンシング部12と、を有している。センシング部12は、基板11の中央に掘り込むように形成され、上述のように加速度センサ、角速度センサ、赤外線センサ、圧力センサ、磁気センサおよび音響センサ等の素子で構成されている。また、基板11には、センシング部12を囲繞するように、平面視方形環状の接合部30aが配設されている。実施形態のMEMSチップ10では、センシング部12および接合部30aが後述するCMOSチップ20と対面するように表裏反転させて、CMOSチップ20と接合される。そして、MEMSチップ10の接合部30aが、CMOSチップ20に形成した接合部30bに突き合わされ、接合部30bに成膜された金属層により、両者が共晶接合される。なお、基板11は、請求項でいう第1半導体基板に相当し、センシング部12は、請求項でいうMEMS構造体に相当する。
12 センシング部 11,21 基板
20 CMOSチップ 22 集積回路
31 含アルミニウム層 31a,32a 外端
32 ゲルマニウム層 35 筋状層部
36 枝状層部 41 ピット
Claims (8)
- 第1半導体基板の接合面と第2半導体基板の接合面との間に、アルミニウムを主成分とする含アルミニウム層とゲルマニウム層とを重合状態で介在させ、加圧・加熱して、前記第1半導体基板と前記第2半導体基板とを共晶接合する半導体基板の接合方法であって、
重合状態の前記含アルミニウム層と前記ゲルマニウム層とは、前記含アルミニウム層の外端に対し前記ゲルマニウム層の外端が内側にセットバックしていることを特徴とする半導体基板の接合方法。 - 前記含アルミニウム層の外端部を残して、前記ゲルマニウム層と前記含アルミニウム層とが共晶合金化するように、前記加圧・加熱における加熱温度および加熱時間を制御することを特徴とする請求項1に記載の半導体基板の接合方法。
- 前記含アルミニウム層および前記ゲルマニウム層が、前記第1半導体基板および前記第2半導体基板のいずれか一方に成膜されていることを特徴とする請求項1または2に記載の半導体基板の接合方法。
- 前記含アルミニウム層は、所定の幅を有して平面視環状に成膜され、
前記ゲルマニウム層は、前記含アルミニウム層上に平面視環状に成膜された1以上の筋状層部を有していることを特徴とする請求項3に記載の半導体基板の接合方法。 - 前記含アルミニウム層は、所定の幅を有して平面視環状に成膜され、
前記ゲルマニウム層は、前記含アルミニウム層上に平面視環状に成膜された筋状層部と、前記筋状層部から分岐した複数の枝状層部と、を有していることを特徴とする請求項3に記載の半導体基板の接合方法。 - 前記含アルミニウム層および前記ゲルマニウム層が、前記第2半導体基板に成膜され、
前記第1半導体基板の接合面には、前記加圧・加熱により生じた共晶合金が浸入するピットが形成されていることを特徴とする請求項3ないし5のいずれかに記載の半導体基板の接合方法。 - 請求項1ないし6のいずれかに記載の半導体基板の接合方法によって、接合して成るMEMSデバイスであって、
前記第1半導体基板は、接合面側に掘り込むようにして作りこんだMEMS構造体を有し、
前記第2半導体基板は、接合面側に形成した前記MEMS構造体を制御する集積回路を有していることを特徴とするMEMSデバイス。 - 加速度センサ、角速度センサ、赤外線センサ、圧力センサ、磁気センサおよび音響センサのいずれかであることを特徴とする請求項7に記載のMEMSデバイス。
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