JPH05235375A - Ｓｉ基体に形成した穴の封止方法 - Google Patents
Ｓｉ基体に形成した穴の封止方法Info
- Publication number
- JPH05235375A JPH05235375A JP3665592A JP3665592A JPH05235375A JP H05235375 A JPH05235375 A JP H05235375A JP 3665592 A JP3665592 A JP 3665592A JP 3665592 A JP3665592 A JP 3665592A JP H05235375 A JPH05235375 A JP H05235375A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 基板に形成した微細穴を比較的安価に封止す
る穴の封止方法を提供する。 【構成】 内部に酸化シリコンを有するＳｉ基体の表面
に，その酸化シリコンに達する穴を形成する工程，その
穴を介して前記酸化シリコンを除去する工程，前記穴の
上部にメタル成長用のガスを流しながらイオンビームを
照射してその穴を閉塞する工程を含んでいる。
る穴の封止方法を提供する。 【構成】 内部に酸化シリコンを有するＳｉ基体の表面
に，その酸化シリコンに達する穴を形成する工程，その
穴を介して前記酸化シリコンを除去する工程，前記穴の
上部にメタル成長用のガスを流しながらイオンビームを
照射してその穴を閉塞する工程を含んでいる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は例えばＳｉ基板にシリコ
ンオイルを封入する際にＳｉ基板に形成する穴の封止方
法に関するものである。
ンオイルを封入する際にＳｉ基板に形成する穴の封止方
法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図１５は本出願人が平成３年９月２日に
出願した特願平０３ー２２１４８８号に記載された過大
圧防止機構を有するシリコン圧力センサの断面図であ
る。図において２１は導通穴２３を有する支持台であ
り，１１はこの支持台上に陽極接合により接合されたシ
リコン基板である。シリコン基板１１には表面付近に第
１間隙１３が設けられ，基板表面との間に測定ダイアフ
ラム１２が形成されている。３１はダイアフラム１２上
に形成された歪センサである。１４は異方性エッチング
により算盤玉状に形成された開口部１５を有する凹部
で，この凹部に沿う基板の内面には過大圧保護膜１７を
介して第２間隙１８が形成されており，この第２間隙１
８の先端は連通穴１９を介して第１間隙１３と連通して
いる。２４は第１間隙１３，第２間隙１８に封入穴３２
を介して封入された例えばシリコンオイル等の封入液，
２５は封入穴３２を封止するために圧入された例えばＡ
ｕ等のボールである。
出願した特願平０３ー２２１４８８号に記載された過大
圧防止機構を有するシリコン圧力センサの断面図であ
る。図において２１は導通穴２３を有する支持台であ
り，１１はこの支持台上に陽極接合により接合されたシ
リコン基板である。シリコン基板１１には表面付近に第
１間隙１３が設けられ，基板表面との間に測定ダイアフ
ラム１２が形成されている。３１はダイアフラム１２上
に形成された歪センサである。１４は異方性エッチング
により算盤玉状に形成された開口部１５を有する凹部
で，この凹部に沿う基板の内面には過大圧保護膜１７を
介して第２間隙１８が形成されており，この第２間隙１
８の先端は連通穴１９を介して第１間隙１３と連通して
いる。２４は第１間隙１３，第２間隙１８に封入穴３２
を介して封入された例えばシリコンオイル等の封入液，
２５は封入穴３２を封止するために圧入された例えばＡ
ｕ等のボールである。
【０００３】上記の構成によれば矢印Ａ側から過大圧が
印加された場合，測定ダイアフラム１２は第１隙間１３
側に変位してシリコン基板１１に着座する。また，導圧
孔２３のＢ側から過大圧が印加された場合は過大圧保護
膜１６が変位して第２間隙側に着座する。上記の動作に
より過大圧によるダイアフラム１２の破壊が防止され
る。
印加された場合，測定ダイアフラム１２は第１隙間１３
側に変位してシリコン基板１１に着座する。また，導圧
孔２３のＢ側から過大圧が印加された場合は過大圧保護
膜１６が変位して第２間隙側に着座する。上記の動作に
より過大圧によるダイアフラム１２の破壊が防止され
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで，上記の様な
装置はフォトリソグラフィとエッチングの技術を用いた
半導体製造技術により形成可能である。しかしながら，
上記従来の構成においては封入穴３２を封止するために
Ａｕボールを圧入している。そして上記ダイアフラムの
面積は一辺が０．５ｍｍ，厚さ２０〜１００μｍ程度で
あり，封入穴３２の直径は５μｍ程度なので，この封入
穴にＡｕボールを圧入する作業は熟練を要するとともに
作業時間も長くなりコスト高になるという問題があっ
た。
装置はフォトリソグラフィとエッチングの技術を用いた
半導体製造技術により形成可能である。しかしながら，
上記従来の構成においては封入穴３２を封止するために
Ａｕボールを圧入している。そして上記ダイアフラムの
面積は一辺が０．５ｍｍ，厚さ２０〜１００μｍ程度で
あり，封入穴３２の直径は５μｍ程度なので，この封入
穴にＡｕボールを圧入する作業は熟練を要するとともに
作業時間も長くなりコスト高になるという問題があっ
た。
【０００５】本発明は上記従来技術の問題点を解決する
為になされたもので，メタル成長用のガスを流しながら
イオンビームを照射することにより比較的安価に穴を封
止する方法を提供することを目的とする。
為になされたもので，メタル成長用のガスを流しながら
イオンビームを照射することにより比較的安価に穴を封
止する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】この目的を達成するため
に、本発明のＳｉ基体に形成した穴の封止方法は、内部
に酸化シリコンを有するＳｉ基体の表面に，前記酸化シ
リコンに達する穴を形成する工程と，その穴を介して前
記酸化シリコンを除去する工程と，その穴の上部にメタ
ル成長用のガスを流しながらイオンビームを照射して前
記穴を閉塞する工程を含むことを特徴とするものであ
る。
に、本発明のＳｉ基体に形成した穴の封止方法は、内部
に酸化シリコンを有するＳｉ基体の表面に，前記酸化シ
リコンに達する穴を形成する工程と，その穴を介して前
記酸化シリコンを除去する工程と，その穴の上部にメタ
ル成長用のガスを流しながらイオンビームを照射して前
記穴を閉塞する工程を含むことを特徴とするものであ
る。
【０００７】
【作用】メタル成長用のガスを流しながらイオンビーム
を照射するとイオンが穴の底部や側面に付着して穴を閉
塞する。
を照射するとイオンが穴の底部や側面に付着して穴を閉
塞する。
【０００８】
【実施例】図１は本発明を半導体ダイアフラムを用いた
圧力計に応用して穴を封止した一実施例を示す要部断面
図（ａ）及び（ａ）図のＡ部拡大図（ｂ）である。図に
おいて、図１５と同一要素には同一符号を付して重複す
る説明は省略するが，図１５との相違点はＡ部の封止方
法が異なっている。
圧力計に応用して穴を封止した一実施例を示す要部断面
図（ａ）及び（ａ）図のＡ部拡大図（ｂ）である。図に
おいて、図１５と同一要素には同一符号を付して重複す
る説明は省略するが，図１５との相違点はＡ部の封止方
法が異なっている。
【０００９】以下、シリコン基板の加工手順について説
明する。 （ａ）図２に示す様な表面付近に酸化物層１３ａが埋設
されたＳＯＩ基板１１の裏面（酸化膜層１３ａから遠い
面）に塗布拡散等でＢ（ボロン）を高濃度に拡散して高
濃度不純物層（以下Ｂ+層という）４０を形成する。
明する。 （ａ）図２に示す様な表面付近に酸化物層１３ａが埋設
されたＳＯＩ基板１１の裏面（酸化膜層１３ａから遠い
面）に塗布拡散等でＢ（ボロン）を高濃度に拡散して高
濃度不純物層（以下Ｂ+層という）４０を形成する。
【００１０】（ｂ）図３に示すように様に、Ｂ+層４０
上に酸化物層１３ｂを形成し，その酸化物層１３ｂを部
分的にエッチングしてＢ+層４０を露出させ，続いて酸
化物層１３ｂをマスクとしてＢ+層を除去して窓４１を
形成する。 （ｃ）図４に示す様に、窓４１から水酸化カリウムによ
り異方性エッチングを行って逆四角柱状の凹部１４を形
成する。この凹部の先端は酸化物層１３ａに達する程度
とする。 （ｄ）図５に示す様に、異方性エッチングにより形成し
た凹部１４を含んで熱酸化を行い凹部１４に酸化物層１
３ｃを形成する。続いて酸化物層１３ｃの表面に過大圧
保護膜となるポリシリコン１７を形成する。
上に酸化物層１３ｂを形成し，その酸化物層１３ｂを部
分的にエッチングしてＢ+層４０を露出させ，続いて酸
化物層１３ｂをマスクとしてＢ+層を除去して窓４１を
形成する。 （ｃ）図４に示す様に、窓４１から水酸化カリウムによ
り異方性エッチングを行って逆四角柱状の凹部１４を形
成する。この凹部の先端は酸化物層１３ａに達する程度
とする。 （ｄ）図５に示す様に、異方性エッチングにより形成し
た凹部１４を含んで熱酸化を行い凹部１４に酸化物層１
３ｃを形成する。続いて酸化物層１３ｃの表面に過大圧
保護膜となるポリシリコン１７を形成する。
【００１１】（ｅ）図６に示す様に、ＳＯＩ基板表面
（酸化膜層１３ａに近い面）に穴４２を形成する。この
穴は直径５μｍ，深さ２０〜１００μｍ程度であり，集
束イオンビーム（以下ＦＩＢという）装置を用いてＧａ
イオンを照射しながらＣｌ2ガスを流して形成する。 （ｆ）図７に示す様に、基板１１をフッ酸に浸漬して酸
化膜層１３ａ及び１３ｃを除去して第１，第２隙間１
３，１８を形成する。その結果第１隙間によりダイアフ
ラム１２が形成される。 （ｇ）図８に示す様に、ＦＩＢを用いて穴４２を封止す
る。この封止は例えば以下の条件により行う。
（酸化膜層１３ａに近い面）に穴４２を形成する。この
穴は直径５μｍ，深さ２０〜１００μｍ程度であり，集
束イオンビーム（以下ＦＩＢという）装置を用いてＧａ
イオンを照射しながらＣｌ2ガスを流して形成する。 （ｆ）図７に示す様に、基板１１をフッ酸に浸漬して酸
化膜層１３ａ及び１３ｃを除去して第１，第２隙間１
３，１８を形成する。その結果第１隙間によりダイアフ
ラム１２が形成される。 （ｇ）図８に示す様に、ＦＩＢを用いて穴４２を封止す
る。この封止は例えば以下の条件により行う。
【００１２】 ガス；｛（ＣＨ3）3（ＣＨ3Ｃ5Ｈ4）Ｐｔ｝ ガス温度；３８℃ 真空度 ；１０-4〜１０-6ｔｏｒｒ 集束イオン ；Ｇａ ビーム径 ；４０００オングストローム ビーム電流 ；４ｎＡ なお、本出願人の実験によれば穴４２の直径を５μｍ，
深さを２０μｍとし，上記の条件でメタル（Ｐｔ）４４
を成長させた場合，３分程度で穴４２を封止することが
できた。
深さを２０μｍとし，上記の条件でメタル（Ｐｔ）４４
を成長させた場合，３分程度で穴４２を封止することが
できた。
【００１３】（ｈ）図９に示す様に、基板上に蒸着など
によりＡｌ薄膜を形成しパターニングを行ってダイアフ
ラム１２上の所定の位置にＡｌ膜４５を形成する。 （ｉ）図１０に示す様に、（ｅ）の工程（図６）に示す
方法と同様な方法でＡｌ膜４５及びダイアフラム１２を
貫通する穴４６を形成する。 （ｊ）図１１に示す様に、第１，第２間隙１３，１８に
シリコンオイル等の封液２４を導入する。このシリコン
オイル２４の導入は真空中にシリコンを配置した後に同
じく真空中でシリコンオイルにシリコン基板を浸漬する
ことにより行う。 （ｋ）図１２に示す様に、Ａｌ薄膜４５上にＡｕ４６を
用いてワイヤボンディングで封止する。続いて歪センサ
４７を形成して検出部を完成する。
によりＡｌ薄膜を形成しパターニングを行ってダイアフ
ラム１２上の所定の位置にＡｌ膜４５を形成する。 （ｉ）図１０に示す様に、（ｅ）の工程（図６）に示す
方法と同様な方法でＡｌ膜４５及びダイアフラム１２を
貫通する穴４６を形成する。 （ｊ）図１１に示す様に、第１，第２間隙１３，１８に
シリコンオイル等の封液２４を導入する。このシリコン
オイル２４の導入は真空中にシリコンを配置した後に同
じく真空中でシリコンオイルにシリコン基板を浸漬する
ことにより行う。 （ｋ）図１２に示す様に、Ａｌ薄膜４５上にＡｕ４６を
用いてワイヤボンディングで封止する。続いて歪センサ
４７を形成して検出部を完成する。
【００１４】図１３，１４は上記により作製した検出部
に過大圧力を印加した状態を示すもので，矢印Ａ側から
過大圧が印加された場合，測定ダイアフラム１２は第１
隙間１３側に変位してシリコン基板１１に着座する。ま
た，矢印Ｂ側から過大圧が印加された場合は薄膜１６が
変位して第２間隙１８側に変位してシリコン基板１１に
着座する。上記の動作により過大圧によるダイアフラム
１２の破壊が防止される。
に過大圧力を印加した状態を示すもので，矢印Ａ側から
過大圧が印加された場合，測定ダイアフラム１２は第１
隙間１３側に変位してシリコン基板１１に着座する。ま
た，矢印Ｂ側から過大圧が印加された場合は薄膜１６が
変位して第２間隙１８側に変位してシリコン基板１１に
着座する。上記の動作により過大圧によるダイアフラム
１２の破壊が防止される。
【００１５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、内部に
酸化シリコンを有するＳｉ基体の表面に，前記酸化シリ
コンに達する穴を形成する工程，その穴を介して前記酸
化シリコンを除去する工程，穴の上部にメタル成長用の
ガスを流しながらイオンビームを照射して前記穴を閉塞
する工程により穴を封止した。従って、本発明によれ
ば、基板に形成した微細穴を比較的安価に封止すること
ができる。
酸化シリコンを有するＳｉ基体の表面に，前記酸化シリ
コンに達する穴を形成する工程，その穴を介して前記酸
化シリコンを除去する工程，穴の上部にメタル成長用の
ガスを流しながらイオンビームを照射して前記穴を閉塞
する工程により穴を封止した。従って、本発明によれ
ば、基板に形成した微細穴を比較的安価に封止すること
ができる。
【図１】本発明の一実施例を示す要部断面図（ａ）及び
（ａ）図のＡ部拡大図（ｂ）である。
（ａ）図のＡ部拡大図（ｂ）である。
【図２】図１の基板に高濃度不純物層を形成する工程説
明図である。
明図である。
【図３】図１の基板に酸化物層をマスクとしてＢ+層を
除去して窓を形成する工程説明図である。
除去して窓を形成する工程説明図である。
【図４】図１の基板に凹部を形成する工程説明図であ
る。
る。
【図５】図１の基板の凹部に酸化物層を形成し，その酸
化物層にポリシリコンを形成する工程説明図である。
化物層にポリシリコンを形成する工程説明図である。
【図６】図１の基板表面に穴４２を形成する工程説明図
である。
である。
【図７】図１の基板にダイアフラムを形成する工程説明
図である。
図である。
【図８】図１の基板に穴４２を封止する工程説明図であ
る。
る。
【図９】図１の基板上にＡｌ膜を形成する工程説明図で
ある。
ある。
【図１０】図１の基板に穴４６を形成する工程説明図で
ある。
ある。
【図１１】図１の基板の第１，第２間隙１３，１８に封
液２４を導入する工程説明図である。
液２４を導入する工程説明図である。
【図１２】図１の基板のＡｌ薄膜上にＡｕを用いてワイ
ヤボンディングで封止する工程説明図である。
ヤボンディングで封止する工程説明図である。
【図１３】図１の基板に過大圧力を印加した状態を示す
動作説明図である。
動作説明図である。
【図１４】図１の基板に過大圧力を印加した状態を示す
動作説明図である。
動作説明図である。
【図１５】従来例の構成説明図である。
１１…シリコン基板 １２…測定ダイアフラム １３…第１隙間 １４…凹部 １５…開口部 １７…過大圧保護膜 １８…第２隙間 １９…連通孔 ２１…支持台 ２３…導通孔 ２４…封入液 ２５…ボ―ル ３１…歪みセンサ ４２…穴 ５０…メタル
Claims (1)
- 【請求項１】１） 内部に酸化シリコンを有するＳｉ基
体の表面に，前記酸化シリコンに達する穴を形成する工
程。 ２） 前記穴を介して前記酸化シリコンを除去する工
程。 ３） 前記穴の上部にメタル成長用のガスを流しながら
イオンビームを照射して前記穴を閉塞する工程。 を含むことを特徴とするＳｉ基体に形成した穴の封止入
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3665592A JPH05235375A (ja) | 1992-02-24 | 1992-02-24 | Ｓｉ基体に形成した穴の封止方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3665592A JPH05235375A (ja) | 1992-02-24 | 1992-02-24 | Ｓｉ基体に形成した穴の封止方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05235375A true JPH05235375A (ja) | 1993-09-10 |
Family
ID=12475877
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3665592A Pending JPH05235375A (ja) | 1992-02-24 | 1992-02-24 | Ｓｉ基体に形成した穴の封止方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05235375A (ja) |
-
1992
- 1992-02-24 JP JP3665592A patent/JPH05235375A/ja active Pending
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