JPH0676938B2 - Method for manufacturing semiconductor pressure sensor - Google Patents
Method for manufacturing semiconductor pressure sensorInfo
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- JPH0676938B2 JPH0676938B2 JP29523586A JP29523586A JPH0676938B2 JP H0676938 B2 JPH0676938 B2 JP H0676938B2 JP 29523586 A JP29523586 A JP 29523586A JP 29523586 A JP29523586 A JP 29523586A JP H0676938 B2 JPH0676938 B2 JP H0676938B2
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Description
【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、性能，信頼性，生産性の向上を図った半導
体圧力センサの製造方法に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor pressure sensor which has improved performance, reliability and productivity.
「従来の技術」 第４図は半導体圧力センサの構成例を示す断面図であ
る。この図において、１はシリコン単結晶によって形成
された圧力センサチップであり、ダイヤフラム1aが形成
されており、このダイヤフラム1aにゲージ抵抗が拡散に
よって形成されている。２は中央部に被測定圧力を導入
する圧力導入孔2aが形成されたパイレックス製のガラス
台座、3,4,5は各々ガラス台座２の下面に順次形成され
たクロム膜，ニッケル膜，金膜である。６は円筒状のニ
ッケル−鉄製基台であり、その上端にガラス台座２を受
ける環状の受部6aが形成され、また、下端が被測定圧力
の導入口6bとなっている。７はステム、８は接続ピン、
９はリードワイヤである。"Prior Art" FIG. 4 is a cross-sectional view showing a configuration example of a semiconductor pressure sensor. In the figure, reference numeral 1 is a pressure sensor chip made of a silicon single crystal, a diaphragm 1a is formed, and a gauge resistance is formed in the diaphragm 1a by diffusion. Reference numeral 2 is a glass pedestal made of Pyrex in which a pressure introducing hole 2a for introducing the measured pressure is formed in the central portion, and 3,4,5 are a chromium film, a nickel film, and a gold film which are sequentially formed on the lower surface of the glass pedestal 2, respectively. Is. Reference numeral 6 is a cylindrical nickel-iron base, and an annular receiving portion 6a for receiving the glass pedestal 2 is formed at the upper end thereof, and the lower end serves as an inlet 6b for the measured pressure. 7 is a stem, 8 is a connecting pin,
9 is a lead wire.
この半導体圧力センサは、次の製造工程によって製造さ
れる。This semiconductor pressure sensor is manufactured by the following manufacturing process.
ガラス台座２の下面にクロム膜3,ニッケル膜4,金膜５
を順次形成する。Chromium film 3, nickel film 4, gold film 5 on the bottom surface of the glass pedestal 2.
Are sequentially formed.
上述した金属膜３〜５が形成されたガラス台座２、ス
ズ系の半田を用いて基台６に接着する。The glass pedestal 2 on which the metal films 3 to 5 described above are bonded to the base 6 using tin solder.
圧力センサチップ１をガラス台座２の上面に樹脂接着
剤を用いて接着する。The pressure sensor chip 1 is bonded to the upper surface of the glass pedestal 2 using a resin adhesive.
なお、上記の製造過程は、特公昭58−49504号公報に開
示されている。The above manufacturing process is disclosed in Japanese Patent Publication No. 58-49504.
「発明が解決しようとする問題点」 ところで、上述した従来の圧力センサは、圧力センサチ
ップ１とガラス台座２との間の接着に樹脂性の接着剤を
用いているので、気密性が悪く、また、溶剤ガス等に弱
い欠点があった。このガラス台座２と圧力センサチップ
１との接着は、周知のアノーディックボンディング法
（静電封着法）によって行うことが、気密性の点や溶剤
ガス等に侵されない点で望ましい。しかしながら、アノ
ーディックボンディング法においては、400℃以上の温
度に１時間以上さらされるため、上述した構造のもの
は、金属膜３〜５が劣化してしまう問題があり、このた
め、圧力センサチップ１の接着にアノーディックボンデ
ィング法を使用することができなかった。“Problems to be Solved by the Invention” In the conventional pressure sensor described above, since the resin adhesive is used for bonding the pressure sensor chip 1 and the glass pedestal 2, the airtightness is poor, In addition, it has a weak point that it is weak against solvent gas. It is desirable that the glass pedestal 2 and the pressure sensor chip 1 are bonded to each other by a known anodic bonding method (electrostatic sealing method) in terms of airtightness and not being attacked by solvent gas or the like. However, in the anodic bonding method, since it is exposed to a temperature of 400 ° C. or higher for 1 hour or longer, there is a problem that the metal films 3 to 5 deteriorate in the structure described above. Therefore, the pressure sensor chip 1 The anodic bonding method could not be used to bond the
また、金属膜３〜５として、上記のもの以外に種々のも
のが試みられたが、いずれもアノーディックボンディン
グ時の熱ストレスやボンディング時にガラス台座２の表
面に偏析してくるNa+イオンのために、金属膜の強度の
低下やガラス台座２および基台６間の半田付けの劣化が
生じ、採用できなかった。そこで、金属膜が形成されて
いないガラス台座の上面にアノーディックボンディング
法によって圧力センサチップを取り付け、次いで、その
ガラス台座を樹脂性の接着剤によって基台に接着する方
法も考えられたが、この場合、ガラス台座と基台との間
の気密性に問題が生じてしまう。Various metal films 3 to 5 have been tried in addition to the above, but all of them are due to heat stress during anodic bonding and Na + ions segregated on the surface of the glass pedestal 2 during bonding. In addition, the strength of the metal film is deteriorated and the soldering between the glass pedestal 2 and the base 6 is deteriorated, which cannot be adopted. Therefore, a method of attaching a pressure sensor chip to the upper surface of the glass pedestal on which the metal film is not formed by the anodic bonding method and then adhering the glass pedestal to the base with a resin adhesive was also considered, In this case, there is a problem in the airtightness between the glass pedestal and the base.
また、圧力センサチップとガラス台座とをアノーディッ
クボンディングによって接着した後、ガラス台座と基台
とを低融点ガラスによって接着する方法、あるいは、圧
力センサチップ−ガラス台座間およびガラス台座−基台
間を各々半田を用いて接着する方法等も行なわれたが、
いずれも量産性および歩留まりの点に問題があった。Further, after the pressure sensor chip and the glass pedestal are bonded by anodic bonding, a method of bonding the glass pedestal and the base with a low-melting glass, or between the pressure sensor chip and the glass pedestal and between the glass pedestal and the base. Although methods such as bonding with solder were also used,
Both have problems in terms of mass productivity and yield.
この発明は、上記の事情鑑みてなされたもので、その目
的は、気密性，対薬品性に優れた圧力センサを製造する
ことができ、しかも、量産性および歩留まりの点におい
て優れた半導体圧力センサの製造方法を提供することに
ある。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to manufacture a pressure sensor excellent in airtightness and chemical resistance, and moreover, a semiconductor pressure sensor excellent in mass productivity and yield. It is to provide a manufacturing method of.
「問題点を解決するための手段」 この発明は、次の各工程を有することを特徴としてい
る。"Means for Solving Problems" The present invention is characterized by having the following steps.
（ａ）ガラス台座の一方の面にチタン膜，白金膜，金膜
を順次形成する第１の工程。(A) A first step of sequentially forming a titanium film, a platinum film, and a gold film on one surface of the glass pedestal.
（ｂ）前記第１の工程が終了したガラス台座の他方の面
に、ダイヤフラムが形成された圧力センサウエハをアノ
ーディックボンディング法によって接着する第２の工
程。(B) A second step of adhering a pressure sensor wafer having a diaphragm formed thereon to the other surface of the glass pedestal after the first step by the anodic bonding method.
（ｃ）前記第２の工程によって形成された接合体を切断
してチップ化する第３の工程。(C) A third step of cutting the joined body formed by the second step into chips.
（ｄ）前記第３の工程によってチップ化された接合体を
半田によって基台に接着する第４の工程。(D) A fourth step of bonding the joined body formed into chips in the third step to the base by soldering.
「作用」 この発明によれば、ガラス台座に積層する金属膜をチタ
ン，白金，金の３層としたので、アノーディックボンデ
ィングを行っても金属膜が劣化することがない。そこ
で、この発明による製造方法においては、圧力センサチ
ップとガラス台座との間をアノーディックボンディング
によって接着し、そして、ガラス台座と基台との間を半
田付けによって接着する。[Operation] According to the present invention, the metal film laminated on the glass pedestal has three layers of titanium, platinum, and gold, so that the metal film does not deteriorate even if anodic bonding is performed. Therefore, in the manufacturing method according to the present invention, the pressure sensor chip and the glass pedestal are bonded by anodic bonding, and the glass pedestal and the base are bonded by soldering.
「実施例」 以下、図面を参照し、この発明の一実施例による製造方
法を順次説明する。"Embodiment" Hereinafter, a manufacturing method according to an embodiment of the present invention will be sequentially described with reference to the drawings.
第１図において、符号11は、パイレックス等のホウケ
イ酸ガラスによって形成されたガラス板であり、圧力導
入孔2a,2a,…が上面から下面に貫通して形成され、さら
に、上面11aが光学研磨されている。このガラス板11の
下面に、チタン膜12,白金膜13,金膜14を各々500Å,500
Å,3000Åの厚さで順次積層する。この積層には、蒸
着，スパッタ，あるいはメッキ等が用いられ、あるいは
併用される。なお、各膜の厚さは種々の値をとり得る。In FIG. 1, reference numeral 11 is a glass plate made of borosilicate glass such as Pyrex, and pressure introducing holes 2a, 2a, ... Are formed penetrating from the upper surface to the lower surface, and the upper surface 11a is optically polished. Has been done. On the lower surface of this glass plate 11, a titanium film 12, a platinum film 13, and a gold film 14 are respectively placed at 500Å and 500
Laminate sequentially with a thickness of Å, 3000Å. For this lamination, vapor deposition, sputtering, plating or the like is used or used together. The thickness of each film can take various values.
第２図に示すように、多数の圧力センサチップが形成
された圧力センサウエハ16を、アノーディックボンディ
ング法により、温度400〜450℃，電圧約800Vの条件でガ
ラス板11の上面に接着する。As shown in FIG. 2, the pressure sensor wafer 16 on which a large number of pressure sensor chips are formed is bonded to the upper surface of the glass plate 11 by the anodic bonding method under the conditions of a temperature of 400 to 450 ° C. and a voltage of about 800V.
上記の工程が終了した接合体をダイシングソー等に
よって切断してチップ化する（第３図参照）。The joined body that has undergone the above steps is cut into chips by a dicing saw or the like (see FIG. 3).
チップ化した上記接合体を、金−シリコン，スズ，鉛
−スズ等の半田によって、鉄，コバルト等によって形成
された基台６（第４図参照）の上面に気密接着する。The above-mentioned joined body formed into a chip is airtightly adhered to the upper surface of the base 6 (see FIG. 4) made of iron, cobalt or the like by soldering gold-silicon, tin, lead-tin or the like.
「発明の効果」 以上説明したように、この発明によれば、樹脂性の接着
剤を用いていないので、気密性がよく、かつ、油，溶剤
等の薬品にも強い圧力センサを得ることができる。ま
た、この発明によれば、圧力センサチップとガラス台座
との接着を、半田接着の場合はチップ単位で行う必要が
あるのに対し、アノーディックボンディング法を用いて
いるのでウエハ単位で行うことができ、これにより、量
産性および歩留まりが向上する利点がある。さらに、こ
の発明によれば、ガラス台座と基台との間の接着を、半
田樹脂するようになっているので、低融点ガラスによっ
て接着する場合に比較し、過熱時間が大幅に少なくて済
み、この点からも量産性および歩留まりが向上する利点
が得られる。[Advantages of the Invention] As described above, according to the present invention, since a resin adhesive is not used, it is possible to obtain a pressure sensor having good airtightness and strong against chemicals such as oil and solvent. it can. Further, according to the present invention, the pressure sensor chip and the glass pedestal need to be bonded on a chip basis in the case of solder bonding, whereas they can be bonded on a wafer basis because the anodic bonding method is used. Therefore, there is an advantage that mass productivity and yield are improved. Furthermore, according to the present invention, since the bonding between the glass pedestal and the base is designed to be solder resin, compared with the case of bonding with a low melting point glass, the overheating time can be significantly reduced, From this point as well, there is an advantage that mass productivity and yield are improved.
第１図は〜第３図は各々この発明の一実施例による製造
方法を説明するための断面図、第４図は半導体圧力セン
サの構成例を示す断面図である。 １……圧力センサチップ、２……ガラス台座、６……基
台、11……ガラス板、12……チタン膜、13……白金膜、
14……金膜。1 to 3 are cross-sectional views for explaining a manufacturing method according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a cross-sectional view showing a configuration example of a semiconductor pressure sensor. 1 ... Pressure sensor chip, 2 ... Glass pedestal, 6 ... Base, 11 ... Glass plate, 12 ... Titanium film, 13 ... Platinum film,
14 …… Gold film.
Claims (1)
白金膜，金膜を順次形成する第１の工程と、 （ｂ）前記第１の工程が終了したガラス台座の他方の面
に、ダイヤフラムが形成された圧力センサウエハをアノ
ーディックボンディング法によって接着する第２の工程
と、 （ｃ）前記第２の工程によって形成された接合体を切断
してチップ化する第３の工程と、 （ｄ）前記第３の工程によってチップ化された接合体を
半田によって基台に接着する第４の工程と、 を有することを特徴とする半導体圧力センサの製造方
法。1. A titanium film on one surface of a glass pedestal,
A first step of sequentially forming a platinum film and a gold film, and (b) a pressure sensor wafer having a diaphragm formed thereon is bonded to the other surface of the glass pedestal after the first step by an anodic bonding method. 2), (c) a third step of cutting the joined body formed by the second step into chips, and (d) soldering the joined body formed by the third step. A fourth step of adhering to a base, and a method of manufacturing a semiconductor pressure sensor, comprising:
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP29523586A JPH0676938B2 (en) | 1986-12-11 | 1986-12-11 | Method for manufacturing semiconductor pressure sensor |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP29523586A JPH0676938B2 (en) | 1986-12-11 | 1986-12-11 | Method for manufacturing semiconductor pressure sensor |
Publications (2)
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|---|---|
| JPS63148136A JPS63148136A (en) | 1988-06-21 |
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Families Citing this family (2)
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|---|---|---|---|---|
| JP2656566B2 (en) * | 1988-08-31 | 1997-09-24 | 株式会社日立製作所 | Semiconductor pressure transducer |
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-
1986
- 1986-12-11 JP JP29523586A patent/JPH0676938B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
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| JPS63148136A (en) | 1988-06-21 |
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