JPS60121776A - シリコン結晶体の接合方法 - Google Patents
シリコン結晶体の接合方法Info
- Publication number
- JPS60121776A JPS60121776A JP22916783A JP22916783A JPS60121776A JP S60121776 A JPS60121776 A JP S60121776A JP 22916783 A JP22916783 A JP 22916783A JP 22916783 A JP22916783 A JP 22916783A JP S60121776 A JPS60121776 A JP S60121776A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- silicon
- clean
- silicon crystal
- approximately
- silicon crystals
- 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.)
- Granted
Links
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 58
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 56
- 239000010703 silicon Substances 0.000 title claims abstract description 56
- 239000013078 crystal Substances 0.000 title claims abstract description 39
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 13
- 238000005304 joining Methods 0.000 title claims description 4
- 239000000428 dust Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 abstract description 13
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 abstract description 13
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 10
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 abstract description 3
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 abstract description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 13
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 9
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 6
- 230000002940 repellent Effects 0.000 description 6
- 239000005871 repellent Substances 0.000 description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005388 borosilicate glass Substances 0.000 description 2
- 230000003749 cleanliness Effects 0.000 description 2
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 2
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000002352 surface water Substances 0.000 description 2
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- 229910008051 Si-OH Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910006358 Si—OH Inorganic materials 0.000 description 1
- OFLYIWITHZJFLS-UHFFFAOYSA-N [Si].[Au] Chemical compound [Si].[Au] OFLYIWITHZJFLS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 1
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- SCPYDCQAZCOKTP-UHFFFAOYSA-N silanol Chemical compound [SiH3]O SCPYDCQAZCOKTP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000005372 silanol group Chemical group 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 238000010301 surface-oxidation reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/84—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by variation of applied mechanical force, e.g. of pressure
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Pressure Sensors (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は2つのシリコン結晶体を接着剤等を用いること
なしに強固に接合することのできる新規で実用性の高い
シリコン結晶体の接合方法に関する。
なしに強固に接合することのできる新規で実用性の高い
シリコン結晶体の接合方法に関する。
半導体圧力変換器は第1図に示すように、中央部に肉薄
ダイヤフラムを形成したシリコン単結晶板1の上記肉薄
ダイヤフラム部に拡散抵抗層からなる起歪抵抗ゲージ2
を形成し、その肉厚周辺部をガラス基板3上に接着剤4
を介して接着固定した構造を有し、上記ガラス基板3の
中央部に設けられた孔部5から導入される圧力Pによっ
て変形する前記ダイヤフラムの起歪抵抗ゲージ2の抵抗
値変化から上記圧力Pを検出するものとなっている。し
かして、この圧力変換器では、前記起歪抵抗ゲージ2は
前記導入圧力Pに対してのみ高感度に感応する。ことが
必要である。しかるに、前記シリコン単結晶板1とガラ
ス基板3の熱膨張率の異なりから、前記接着固定部に熱
膨張差が生じ、これによって発生する応力が前記肉薄ダ
イヤフラムに加わると云う不具合がある。そとで従来よ
りダイヤプラムを形成したシリコン単結晶板1と同じシ
リコン結晶を基板3として用いることによシ。
ダイヤフラムを形成したシリコン単結晶板1の上記肉薄
ダイヤフラム部に拡散抵抗層からなる起歪抵抗ゲージ2
を形成し、その肉厚周辺部をガラス基板3上に接着剤4
を介して接着固定した構造を有し、上記ガラス基板3の
中央部に設けられた孔部5から導入される圧力Pによっ
て変形する前記ダイヤフラムの起歪抵抗ゲージ2の抵抗
値変化から上記圧力Pを検出するものとなっている。し
かして、この圧力変換器では、前記起歪抵抗ゲージ2は
前記導入圧力Pに対してのみ高感度に感応する。ことが
必要である。しかるに、前記シリコン単結晶板1とガラ
ス基板3の熱膨張率の異なりから、前記接着固定部に熱
膨張差が生じ、これによって発生する応力が前記肉薄ダ
イヤフラムに加わると云う不具合がある。そとで従来よ
りダイヤプラムを形成したシリコン単結晶板1と同じシ
リコン結晶を基板3として用いることによシ。
上記熱膨張率差の問題を回避することが考えられている
。
。
然し乍ら、このようなシリコン結晶基板3を用いると
ども、シリコン単結晶板1との接着固定に金・シリコン
の共晶や低融点ハングガラス等の接着剤4が用いられる
ので、その接着固定部における残留応力の問題を本質的
に解決することができなかった。
ども、シリコン単結晶板1との接着固定に金・シリコン
の共晶や低融点ハングガラス等の接着剤4が用いられる
ので、その接着固定部における残留応力の問題を本質的
に解決することができなかった。
一方、接着剤4を用いることなしに前記シリコン単結晶
板1を基板3に接合する方法として、シリコンと熱膨張
率が略々等しいホウケイ酸ガラスを基板3として用い、
その接合部をガラス転移温度以上に加熱したり、電界を
加え乍ら加熱して上記両者を接合することが考えられて
いる。然し、半導体圧力変換器は静水圧の下で使用され
ることが多く、この場合には圧縮率の異なりによって歪
や応力が生じると云う新たな問題が生じた。
板1を基板3に接合する方法として、シリコンと熱膨張
率が略々等しいホウケイ酸ガラスを基板3として用い、
その接合部をガラス転移温度以上に加熱したり、電界を
加え乍ら加熱して上記両者を接合することが考えられて
いる。然し、半導体圧力変換器は静水圧の下で使用され
ることが多く、この場合には圧縮率の異なりによって歪
や応力が生じると云う新たな問題が生じた。
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、そ
の目的とするところは、接着剤を用いることなしに2つ
のシリコン結晶体を相互に強固に接合することができ、
例えば半導体圧力変換機の製造に効果的に応用すること
のできる実用性の高いシリコン結晶体の接合方法を提供
することにある。
の目的とするところは、接着剤を用いることなしに2つ
のシリコン結晶体を相互に強固に接合することができ、
例えば半導体圧力変換機の製造に効果的に応用すること
のできる実用性の高いシリコン結晶体の接合方法を提供
することにある。
本発明は2つのシリコン結晶体の各接合面を例えば表面
粗さ500X以下にそれぞれ鏡面研磨したのち、これら
をゴミ浮遊量200℃以上のクリーンルーム中で、空気
中にさらす事によシ表面を親水性にし、さらに同じくク
リーンルーム中で、上記各研磨接合面間に実質的に異物
が介入しない条件下で相互に密着させて、200℃以上
の温度で加熱する事によって強固の接合を得ようとした
ものである。
粗さ500X以下にそれぞれ鏡面研磨したのち、これら
をゴミ浮遊量200℃以上のクリーンルーム中で、空気
中にさらす事によシ表面を親水性にし、さらに同じくク
リーンルーム中で、上記各研磨接合面間に実質的に異物
が介入しない条件下で相互に密着させて、200℃以上
の温度で加熱する事によって強固の接合を得ようとした
ものである。
従来、ガラス板の平滑な面を極めて清浄に保ち、この上
うな2板のガラス板を直接密着させると、その間の摩擦
係数が増大して接合状態が得られることが知られている
。そして、これに逆らって上記ガラス板の面同志を滑べ
らすと、その接合面のむしり取りによるクラックが発生
することが知られている。これに対して従来、シリコン
結晶体同志の上記ガラスの如き接合法が知られていない
ことは、シリコン結晶体の接合すべき面の平滑性とその
清浄性を厳密に保つことが離かしかったことが最大の原
因であったと云える。
うな2板のガラス板を直接密着させると、その間の摩擦
係数が増大して接合状態が得られることが知られている
。そして、これに逆らって上記ガラス板の面同志を滑べ
らすと、その接合面のむしり取りによるクラックが発生
することが知られている。これに対して従来、シリコン
結晶体同志の上記ガラスの如き接合法が知られていない
ことは、シリコン結晶体の接合すべき面の平滑性とその
清浄性を厳密に保つことが離かしかったことが最大の原
因であったと云える。
この点本発明は次のような処理を施すことによって、ガ
ラス同志の接合のようにシリコン結晶体同志の接合も可
能なことを見出した。即ち、2つのシリコン結晶体の接
合すべき面を表面粗さ500A以下に鏡面研磨して平滑
化し、しかるのちこれをトリクレン等によって脱脂した
。その後、フッ酸、硝酸、酢酸の混液に浸して表面変質
屑を除き。
ラス同志の接合のようにシリコン結晶体同志の接合も可
能なことを見出した。即ち、2つのシリコン結晶体の接
合すべき面を表面粗さ500A以下に鏡面研磨して平滑
化し、しかるのちこれをトリクレン等によって脱脂した
。その後、フッ酸、硝酸、酢酸の混液に浸して表面変質
屑を除き。
表面を撥水性にした。これを手早く洗浄、乾燥し。
撥水性を保たせたままのシリコンを、ゴミ浮遊量200
℃以上のクリーンな雰囲気下で1時間放置した後、同じ
くクリーン々条件下で密着させ、200℃以上の温度で
熱処理し、要所、良好な接着体が得られた。そこで空気
中で保持する時間や温度などを変え、良好な接着体が得
られる条件を調べた結果、空気中保持によりシリコン表
面が撥水性から親水性に変り、そして親水性になった時
点で接着性が良好になる事がわかった。
℃以上のクリーンな雰囲気下で1時間放置した後、同じ
くクリーン々条件下で密着させ、200℃以上の温度で
熱処理し、要所、良好な接着体が得られた。そこで空気
中で保持する時間や温度などを変え、良好な接着体が得
られる条件を調べた結果、空気中保持によりシリコン表
面が撥水性から親水性に変り、そして親水性になった時
点で接着性が良好になる事がわかった。
ところで、シリコン結晶体の表面が親水性を呈すること
は、その表面に極く薄い酸化層が生成されていると考え
られ、この酸化層の存在が接合力の増加に貢献している
ものと推定される。また。
は、その表面に極く薄い酸化層が生成されていると考え
られ、この酸化層の存在が接合力の増加に貢献している
ものと推定される。また。
酸化層を除去して撥水性化し7たシリコン結晶体であっ
ても、空気中に僅かな時間放置することによって自然酸
化膜が形成されることは良く知られている。従って前述
したように一度撥水性としたシリコン結晶体であっても
、その空気中放置後には再びこの酸化膜のために親水性
を取りもどし、接着できるようになるのであろう。もち
ろんこの親水性化の過程でゴミなどの異物が表面に付着
すれはまったく接着できなくなる。従がって雰囲気の清
浄性が極めて重要である。
ても、空気中に僅かな時間放置することによって自然酸
化膜が形成されることは良く知られている。従って前述
したように一度撥水性としたシリコン結晶体であっても
、その空気中放置後には再びこの酸化膜のために親水性
を取りもどし、接着できるようになるのであろう。もち
ろんこの親水性化の過程でゴミなどの異物が表面に付着
すれはまったく接着できなくなる。従がって雰囲気の清
浄性が極めて重要である。
しかして、このよう表酸化層がその接合に大きく関連し
ていることは、次の熱処理の効果を調べることによって
よシ明らかとなる。第2図は。
ていることは、次の熱処理の効果を調べることによって
よシ明らかとなる。第2図は。
10−φ厚さ3鱈の第一のシリコン板と、中央に5wφ
の穴の開いた110X10厚さ3IIllの第2のシリ
コン結晶板とを前述した方法によ沙接合して、種々の温
度で加熱処理した複数のサンプルを作り、これを油圧系
に接続して前記孔から内圧を与え、その接合体の引きは
がし強度(破壊応力)を調べたものである。第2図にお
いて200℃以上で熱処理した試料は高い引きはがし強
度を有する事がわかる。
の穴の開いた110X10厚さ3IIllの第2のシリ
コン結晶板とを前述した方法によ沙接合して、種々の温
度で加熱処理した複数のサンプルを作り、これを油圧系
に接続して前記孔から内圧を与え、その接合体の引きは
がし強度(破壊応力)を調べたものである。第2図にお
いて200℃以上で熱処理した試料は高い引きはがし強
度を有する事がわかる。
一方、200℃程度の加熱温度では、シリコン原子につ
いてはもとより、最も拡散し易い一価イオンでも、シリ
コン結晶中における拡散速度は通常無視できる程度に小
さいことは公知である。またこの200℃付近の温度で
は、酸化膜の表面に吸着された水分子が殆んど離脱し、
化学吸着により形成されたシラノール(Si−OH)の
脱水縮合が起こシ始めることも知られている。これらの
ことを考え合せれば、前記シリコン結晶体相互の結合は
、金属同志の接合として知られている相互拡散によるも
のではなく、シリコン結晶体の表面酸化膜の水和層間の
相互作用や、シラノール基の脱水重合によって8f−0
−8+なる強固な接合構造を為しているものと考えられ
る。
いてはもとより、最も拡散し易い一価イオンでも、シリ
コン結晶中における拡散速度は通常無視できる程度に小
さいことは公知である。またこの200℃付近の温度で
は、酸化膜の表面に吸着された水分子が殆んど離脱し、
化学吸着により形成されたシラノール(Si−OH)の
脱水縮合が起こシ始めることも知られている。これらの
ことを考え合せれば、前記シリコン結晶体相互の結合は
、金属同志の接合として知られている相互拡散によるも
のではなく、シリコン結晶体の表面酸化膜の水和層間の
相互作用や、シラノール基の脱水重合によって8f−0
−8+なる強固な接合構造を為しているものと考えられ
る。
そしてこのような事実は、シリコン結晶体の表面を親水
性化処理し、その密着接合後に200℃以上の加熱処理
を施せば、高い接着強度が得られることを意味している
。
性化処理し、その密着接合後に200℃以上の加熱処理
を施せば、高い接着強度が得られることを意味している
。
伺このようにして得られたシリコン接合体は、良好な機
械的特性を持つだけでなく、電気的接合性もきわめて良
好な事がわかった。SiO!などの膜が接着に関与して
いるとすればこの現象は予想外であるが、恐らく膜が充
分薄いため、電気的な障害にならないためと考えられる
。
械的特性を持つだけでなく、電気的接合性もきわめて良
好な事がわかった。SiO!などの膜が接着に関与して
いるとすればこの現象は予想外であるが、恐らく膜が充
分薄いため、電気的な障害にならないためと考えられる
。
かくして本発明によれば、鏡面研磨し、親水性となるよ
うにクリーンな空気中にさらした2つのシリコン結晶体
をクリーンルーム中で密着させ、200℃以上の温度で
処理するだけで、シリコン結晶体の破壊を招くことなし
にその引離しを困難とする程度に上記シリコン結晶体を
強固に接合することか可能となる。これ放液着剤は全く
不要と々る。従って1本方法を半導体圧力変換器の製造
に適用すれば、ダイヤフラムを形成したシリコン単結晶
板と、これと物理的性質を同じくするシリコン基板とを
接着剤を用いることなしに直接接合することが可能とな
り、膨張率差、圧縮率差に関する問題は勿論のこと、接
着剤を介した接合部における残留応力の問題も効果的に
解消することが可能となる。故に、導入圧力Pに対して
のみ効果的に感応する半導体圧力変換器を実現すること
が可能となる等の実用上絶大なる効果が奏せられる。
うにクリーンな空気中にさらした2つのシリコン結晶体
をクリーンルーム中で密着させ、200℃以上の温度で
処理するだけで、シリコン結晶体の破壊を招くことなし
にその引離しを困難とする程度に上記シリコン結晶体を
強固に接合することか可能となる。これ放液着剤は全く
不要と々る。従って1本方法を半導体圧力変換器の製造
に適用すれば、ダイヤフラムを形成したシリコン単結晶
板と、これと物理的性質を同じくするシリコン基板とを
接着剤を用いることなしに直接接合することが可能とな
り、膨張率差、圧縮率差に関する問題は勿論のこと、接
着剤を介した接合部における残留応力の問題も効果的に
解消することが可能となる。故に、導入圧力Pに対して
のみ効果的に感応する半導体圧力変換器を実現すること
が可能となる等の実用上絶大なる効果が奏せられる。
さらに拳法をたとえばシリコンウェハー同志の接着に応
用すれば、たとえばn型シリコンにp型シリコンを張り
合せる事で従来必須であった拡散工程を経る事なくpn
接合の素子を作る牢ができ、また高不純物濃度の基板と
低不純物濃度の基板を張り合せれば、従来メサ型トラン
ジスタなどで必須であった深く高濃度のコレクタ形成用
拡散工程が省略でき、工程短縮、汚染の確率の減少、拡
散に伴う欠陥の導入やウエノ・−の変形の防止などその
利点は数多い。
用すれば、たとえばn型シリコンにp型シリコンを張り
合せる事で従来必須であった拡散工程を経る事なくpn
接合の素子を作る牢ができ、また高不純物濃度の基板と
低不純物濃度の基板を張り合せれば、従来メサ型トラン
ジスタなどで必須であった深く高濃度のコレクタ形成用
拡散工程が省略でき、工程短縮、汚染の確率の減少、拡
散に伴う欠陥の導入やウエノ・−の変形の防止などその
利点は数多い。
両面研磨されたn型の[111:]シリコン基板を用意
し、これにp型拡散抵抗層を形成した。しかるのちこの
基板にアルミニウムを蒸着し、これをフォトリソグラフ
ィ技術を用いてノくターニングして前記p型拡散抵抗層
を起歪抵抗ゲージとするブリッジ回路を形成し、その表
面をP8G保護膜にて保護した。その後、ダイヤフラム
面をエツチング形成し、直径8網、厚さ150μmの肉
薄ダイヤフラムを有する10m+角、厚さ400μmの
感圧ペレットを製作した。岡、この感圧ペレットの感度
は。
し、これにp型拡散抵抗層を形成した。しかるのちこの
基板にアルミニウムを蒸着し、これをフォトリソグラフ
ィ技術を用いてノくターニングして前記p型拡散抵抗層
を起歪抵抗ゲージとするブリッジ回路を形成し、その表
面をP8G保護膜にて保護した。その後、ダイヤフラム
面をエツチング形成し、直径8網、厚さ150μmの肉
薄ダイヤフラムを有する10m+角、厚さ400μmの
感圧ペレットを製作した。岡、この感圧ペレットの感度
は。
虻大圧力4 H/aAに設定した。
一方、基台として、上記感圧ペレットと同じ材質のシリ
コンを直径16鰭、厚さ3鰭に切出し、その中央部に直
径4−の圧力導入孔を設けた。その後、この基台の一面
を鏡面研磨し、前記感圧ペレットと共に洗浄後濃フッ酸
中と30秒浸し、表面を撥水性にした後乾燥し、実質的
にゴミのないタリフペンチ中で1時間保持した。これら
のシリコン表面が再び親水性となった事を確認した後。
コンを直径16鰭、厚さ3鰭に切出し、その中央部に直
径4−の圧力導入孔を設けた。その後、この基台の一面
を鏡面研磨し、前記感圧ペレットと共に洗浄後濃フッ酸
中と30秒浸し、表面を撥水性にした後乾燥し、実質的
にゴミのないタリフペンチ中で1時間保持した。これら
のシリコン表面が再び親水性となった事を確認した後。
接合面間にゴミが介入し力いように注意して接触・密着
させた。これらの一連の処理は勿論クリーンルームで行
われる。この後この接合体を炉、或いはオープンに入れ
、200℃で1時間加熱処理した。
させた。これらの一連の処理は勿論クリーンルームで行
われる。この後この接合体を炉、或いはオープンに入れ
、200℃で1時間加熱処理した。
このようにして得られた半導体圧力変換器について、先
ずアルミニウム電極配線を調べたところ、その変質等の
異常は極められなかった。次に圧力零の条件下で残留抵
抗の温度変化、真空漏れの有無、素子破壊圧力等を2礪
べたところ、いずれもその目的とする仕様を満足してい
ることが確認された。即ち、残留抵抗の温度変化は一3
0℃〜+100℃の範囲で2%以内であり、真空v1.
o ’1.’orr以下でもそのリークがなく、破壊圧
力はi QA”/Cj以上であった。しかるのち常圧か
ら140A9/cnの静水圧壕で圧力Pを変化させて、
前記起歪抵抗ゲージを含むブリッジ回路の平衡点変動に
ついて調べたが、事実上変化しなかった。このことは、
前記感圧ペレットと基台との接合部が、ダイヤフラムに
対して悪影響を与えていないことを裏付けている。
ずアルミニウム電極配線を調べたところ、その変質等の
異常は極められなかった。次に圧力零の条件下で残留抵
抗の温度変化、真空漏れの有無、素子破壊圧力等を2礪
べたところ、いずれもその目的とする仕様を満足してい
ることが確認された。即ち、残留抵抗の温度変化は一3
0℃〜+100℃の範囲で2%以内であり、真空v1.
o ’1.’orr以下でもそのリークがなく、破壊圧
力はi QA”/Cj以上であった。しかるのち常圧か
ら140A9/cnの静水圧壕で圧力Pを変化させて、
前記起歪抵抗ゲージを含むブリッジ回路の平衡点変動に
ついて調べたが、事実上変化しなかった。このことは、
前記感圧ペレットと基台との接合部が、ダイヤフラムに
対して悪影響を与えていないことを裏付けている。
このような効果の比較として、ホウケイ酸ガラスを基台
とする同じ仕様の半導体圧力変換器を製作した。この場
合、感圧ペレットと基台との接合は、上述したシリコン
を基台としたものと同様に強固であることが確認された
が、静圧テストにおいてブリッジ回路の平衡点が10チ
以上も変動した。つまり、接合部がダイヤフラムに悪影
響を及ぼしており、本発明の如き効果は得られなかった
。
とする同じ仕様の半導体圧力変換器を製作した。この場
合、感圧ペレットと基台との接合は、上述したシリコン
を基台としたものと同様に強固であることが確認された
が、静圧テストにおいてブリッジ回路の平衡点が10チ
以上も変動した。つまり、接合部がダイヤフラムに悪影
響を及ぼしており、本発明の如き効果は得られなかった
。
本発明の他の実施例として、1Ω傭のn型シリコン(1
00)と10Ωdのn型シリコン(111)のウエノ・
−(20側φ)を用意し、接着すべき面を鏡面研巧し、
水洗後沸酸−硝酸−酢酸=1:3:2のエツチング液で
表面をエツチングし清浄化すると共に撥水性とした。手
早く水洗、乾燥した後。
00)と10Ωdのn型シリコン(111)のウエノ・
−(20側φ)を用意し、接着すべき面を鏡面研巧し、
水洗後沸酸−硝酸−酢酸=1:3:2のエツチング液で
表面をエツチングし清浄化すると共に撥水性とした。手
早く水洗、乾燥した後。
クリーンベンチ中で30分放置し、表面が親水性となっ
た事を確認後、両面をクリーンルーム中で接合し、得ら
れた接合体を窒素中で500℃まで加熱した。得られた
接着体の導通を調べた所良好なオーミック特性を示し、
障壁のない事が確認された。
た事を確認後、両面をクリーンルーム中で接合し、得ら
れた接合体を窒素中で500℃まで加熱した。得られた
接着体の導通を調べた所良好なオーミック特性を示し、
障壁のない事が確認された。
ff1本発明は上述した実施例にのみ限定されるもので
は々い。その要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施
することができる。
は々い。その要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施
することができる。
第1図は半導体圧力変換器の構成を示す図、第2図は本
発明方法によるシリコン結晶接合体の熱処理温度に対す
る破壊応力の関係を示す図である。 1・・・シリコン単結晶板、2・・・起歪抵抗ゲージ。 3・・・基板、4・・・接着剤、5・・・孔。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑(f牙か1名)@1図 第2図 剥明璧Cc)−+−
発明方法によるシリコン結晶接合体の熱処理温度に対す
る破壊応力の関係を示す図である。 1・・・シリコン単結晶板、2・・・起歪抵抗ゲージ。 3・・・基板、4・・・接着剤、5・・・孔。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑(f牙か1名)@1図 第2図 剥明璧Cc)−+−
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (す2つのシリコン結晶体の各接合面をそれぞれ鏡面研
磨し、各研磨面を実質的に異物が介入してない空気中に
晒して親水性にし、その後これらの接合面間に実質的に
異物が介入しない条件下で上記接合面を直接密着させて
、200℃以上の温度で熱処理する事を特徴とするシリ
コン結晶体の接合方法。 (2)実質的に異物が介入しない条件下は、ゴミ浮遊量
が20個/−以下のクリーンルームにより実現されるも
のである特許請求の範囲第1項記載のシリコン結晶体の
接合方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58229167A JPH0831403B2 (ja) | 1983-12-06 | 1983-12-06 | シリコン結晶体の接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58229167A JPH0831403B2 (ja) | 1983-12-06 | 1983-12-06 | シリコン結晶体の接合方法 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6316099A Division JP2602003B2 (ja) | 1994-11-28 | 1994-11-28 | シリコン結晶体の接合方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60121776A true JPS60121776A (ja) | 1985-06-29 |
JPH0831403B2 JPH0831403B2 (ja) | 1996-03-27 |
Family
ID=16887833
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58229167A Expired - Lifetime JPH0831403B2 (ja) | 1983-12-06 | 1983-12-06 | シリコン結晶体の接合方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0831403B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02106052A (ja) * | 1988-10-14 | 1990-04-18 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 接合ウエーハ検査方法 |
US5451547A (en) * | 1991-08-26 | 1995-09-19 | Nippondenso Co., Ltd. | Method of manufacturing semiconductor substrate |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4840372A (ja) * | 1971-09-17 | 1973-06-13 |
-
1983
- 1983-12-06 JP JP58229167A patent/JPH0831403B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4840372A (ja) * | 1971-09-17 | 1973-06-13 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02106052A (ja) * | 1988-10-14 | 1990-04-18 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 接合ウエーハ検査方法 |
US5451547A (en) * | 1991-08-26 | 1995-09-19 | Nippondenso Co., Ltd. | Method of manufacturing semiconductor substrate |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0831403B2 (ja) | 1996-03-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPS6051700A (ja) | シリコン結晶体の接合方法 | |
JPH05509445A (ja) | 直接基板結合方法 | |
CN111192822B (zh) | 硅片和化合物半导体晶片的低温键合方法 | |
JPS6050970A (ja) | 半導体圧力変換器 | |
JPS60121776A (ja) | シリコン結晶体の接合方法 | |
JPS62122148A (ja) | 半導体基板 | |
JP3806151B2 (ja) | 第1物体の第2物体への結合方法 | |
JPH07283382A (ja) | シリコン基板のはり合わせ方法 | |
JP2602003B2 (ja) | シリコン結晶体の接合方法 | |
JPS60121777A (ja) | シリコン結晶体の接合方法 | |
JPH05109678A (ja) | Soi基板の製造方法 | |
JP2801672B2 (ja) | 半導体ウェハの製造方法 | |
JPH0595122A (ja) | 半導体圧力変換器の製造方法 | |
JPS60236210A (ja) | 半導体ウエハの接合方法 | |
JPS6271214A (ja) | 半導体基板の接合方法 | |
JPH02170514A (ja) | 半導体装置製造のためのシリコンウェーハ相互接着方法 | |
JP2621851B2 (ja) | 半導体基板の接合方法 | |
JPS61182216A (ja) | 半導体基板の接合方法 | |
JPH0479209A (ja) | Soi基板の製造方法 | |
JP2796666B2 (ja) | Copを低減した張り合わせ半導体基板およびその製造方法 | |
JPS641932B2 (ja) | ||
JP3795150B2 (ja) | 酸化膜接着基板及びその製造方法 | |
JPH071791B2 (ja) | 半導体基板の製造方法 | |
JPH01137652A (ja) | 平板接着法 | |
JPH02130911A (ja) | 半導体基板の製造方法 |