JPS6222537B2 - - Google Patents
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- JPS6222537B2 JPS6222537B2 JP55161105A JP16110580A JPS6222537B2 JP S6222537 B2 JPS6222537 B2 JP S6222537B2 JP 55161105 A JP55161105 A JP 55161105A JP 16110580 A JP16110580 A JP 16110580A JP S6222537 B2 JPS6222537 B2 JP S6222537B2
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- Japan
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- wafer
- airtight chamber
- forming
- pedestal
- diaphragm
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- Expired
Links
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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
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
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- Measuring Fluid Pressure (AREA)
- Pressure Sensors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は半導体圧力センサのダイヤフラム部
の気密室形成方法に関するものである。
の気密室形成方法に関するものである。
従来、半導体圧力センサのダイヤフラム部の気
密室形成は、次のような方法によつていた。すな
わち、シリコンウエーハの片面に抵抗成分を拡散
形成し、該抵抗成分形成部の裏面をエツチング等
により凹面加工して複数のダイヤフラムを形成
後、上記抵抗成分拡散面側に電極メタライズを行
い、次いで各ダイヤフラムをチツプ分割する。一
方、これとは別に、ダイヤフラム部の気密室の台
座となるシリコンウエーハの片面をAu、Al等で
メタライズし、ダイヤフラムチツプと同サイズに
チツプ分割して台座チツプを用意し、ダイヤフラ
ムチツプと台座チツプとを台座チツプのメタライ
ズ面を挾んで重ね合せ、真空中でメタライズ金属
とシリコンの合金化温度に加熱して、ダイヤフラ
ムチツプと台座チツプとを合金接合することによ
り、気密室を形成していた。
密室形成は、次のような方法によつていた。すな
わち、シリコンウエーハの片面に抵抗成分を拡散
形成し、該抵抗成分形成部の裏面をエツチング等
により凹面加工して複数のダイヤフラムを形成
後、上記抵抗成分拡散面側に電極メタライズを行
い、次いで各ダイヤフラムをチツプ分割する。一
方、これとは別に、ダイヤフラム部の気密室の台
座となるシリコンウエーハの片面をAu、Al等で
メタライズし、ダイヤフラムチツプと同サイズに
チツプ分割して台座チツプを用意し、ダイヤフラ
ムチツプと台座チツプとを台座チツプのメタライ
ズ面を挾んで重ね合せ、真空中でメタライズ金属
とシリコンの合金化温度に加熱して、ダイヤフラ
ムチツプと台座チツプとを合金接合することによ
り、気密室を形成していた。
しかし、上記のような従来の半導体圧力センサ
の気密室形成法では、ダイヤフラムウエーハと台
座ウエーハをそれぞれ個別のチツプに分割後に各
チツプ毎に気密封止を行つていたので、量産性が
乏しく、また合金化気密封止法の歩留が悪い等の
欠点があつた。
の気密室形成法では、ダイヤフラムウエーハと台
座ウエーハをそれぞれ個別のチツプに分割後に各
チツプ毎に気密封止を行つていたので、量産性が
乏しく、また合金化気密封止法の歩留が悪い等の
欠点があつた。
この発明はこのような点に鑑みてなされたもの
で、複数のダイヤフラムを形成した半導体ウエー
ハと台座ウエーハとをウエーハ状態でガラスによ
り溶着することにより、上記従来の欠点を解消し
た半導体圧力センサの気密形成方法を提供するも
のである。
で、複数のダイヤフラムを形成した半導体ウエー
ハと台座ウエーハとをウエーハ状態でガラスによ
り溶着することにより、上記従来の欠点を解消し
た半導体圧力センサの気密形成方法を提供するも
のである。
以下、この発明の一実施例を図面に基ずいて説
明する。
明する。
この発明による半導体圧力センサの気密室形成
方法は、第１図に示すように、片面に抵抗成分を
拡散し、その裏面をエツチングして気密室となる
くぼみを多数有するダイヤフラムを形成したシリ
コンウエーハ１と、片面の全面に粉末沈降法と呼
ばれるよく知られた膜形成法でシリコンと熱膨張
係数が極めて近いホウケイ酸ガラス又は鉛ガラス
のフイルム４を形成した台座ウエーハ３をくぼみ
をフイルム４側として重ね合せ、ガラス軟化点以
上に加熱して両ウエー１，３をガラス溶着し、気
密室５をウエーハ状態で形成する。その後、ダイ
ヤフラム表面上に電極２を蒸着、写真製版、エツ
チングの工程を経て形成し、分割線６に沿つてチ
ツプ状に分割する。
方法は、第１図に示すように、片面に抵抗成分を
拡散し、その裏面をエツチングして気密室となる
くぼみを多数有するダイヤフラムを形成したシリ
コンウエーハ１と、片面の全面に粉末沈降法と呼
ばれるよく知られた膜形成法でシリコンと熱膨張
係数が極めて近いホウケイ酸ガラス又は鉛ガラス
のフイルム４を形成した台座ウエーハ３をくぼみ
をフイルム４側として重ね合せ、ガラス軟化点以
上に加熱して両ウエー１，３をガラス溶着し、気
密室５をウエーハ状態で形成する。その後、ダイ
ヤフラム表面上に電極２を蒸着、写真製版、エツ
チングの工程を経て形成し、分割線６に沿つてチ
ツプ状に分割する。
このような気密室形成方法によれば、個々のチ
ツプに分割後、合金法により気密室を形成する従
来方法と比較して量産性は著しく改善され、また
気密封止部の信頼性も極めて高くなる。しかし、
ウエーハ状態で接合を行うため、接合面積が大き
く、かつガラス溶着時の加熱は一般に外部熱源を
利用するため、ウエーハの中央部にくらべて周辺
部の温度が早く上昇するので、周辺部が最初に溶
着し、加熱により膨張したくぼみ内の気体が内部
空間に閉じ込められ、その内部空間の気体の逃げ
場が失われ、ウエーハ全面における完全な溶着が
達成されないおそれがある。
ツプに分割後、合金法により気密室を形成する従
来方法と比較して量産性は著しく改善され、また
気密封止部の信頼性も極めて高くなる。しかし、
ウエーハ状態で接合を行うため、接合面積が大き
く、かつガラス溶着時の加熱は一般に外部熱源を
利用するため、ウエーハの中央部にくらべて周辺
部の温度が早く上昇するので、周辺部が最初に溶
着し、加熱により膨張したくぼみ内の気体が内部
空間に閉じ込められ、その内部空間の気体の逃げ
場が失われ、ウエーハ全面における完全な溶着が
達成されないおそれがある。
そこで、この発明の気密室形成法においてウエ
ーハ全域における完全なガラス溶着を達成するた
めには、溶着時にウエーハの温度上昇の均一化を
はかるか、又はウエーハ中央部が周辺部より早く
温度上昇するようにすることが望ましいが、これ
は被着体のシリコンウエーハより十分熱容量の大
きな第２図ａ〜ｃの治具を用いることにより達成
される。すなわち、第２図ａに示すごとく、径が
ウエーハの径以上で、片面が平担であり、かつ他
方の面は中央部肉厚が薄く、周辺にいくに従つて
厚くなるように製作された治具７で被着ウエーハ
を挾んで加熱することにより、熱容量的に小さな
中央部の温度上昇が相対的に早くなり、ウエーハ
全域における完全なガラス溶着が達成される。ま
た、ウエーハ中央部と周辺部の温度差を余り大き
くする必要がない場合には、第２図ｂのように、
片側治具のみを凹面加工治具７にし、他方は平板
治具８にすればよい。温度差が大きくなるとウエ
ーハ変形が起るので、この方法は有効である。さ
らに第２図ｃに示すごとく、曲面治具７でなく
て、単なる堀込み治具９でも有効である。
ーハ全域における完全なガラス溶着を達成するた
めには、溶着時にウエーハの温度上昇の均一化を
はかるか、又はウエーハ中央部が周辺部より早く
温度上昇するようにすることが望ましいが、これ
は被着体のシリコンウエーハより十分熱容量の大
きな第２図ａ〜ｃの治具を用いることにより達成
される。すなわち、第２図ａに示すごとく、径が
ウエーハの径以上で、片面が平担であり、かつ他
方の面は中央部肉厚が薄く、周辺にいくに従つて
厚くなるように製作された治具７で被着ウエーハ
を挾んで加熱することにより、熱容量的に小さな
中央部の温度上昇が相対的に早くなり、ウエーハ
全域における完全なガラス溶着が達成される。ま
た、ウエーハ中央部と周辺部の温度差を余り大き
くする必要がない場合には、第２図ｂのように、
片側治具のみを凹面加工治具７にし、他方は平板
治具８にすればよい。温度差が大きくなるとウエ
ーハ変形が起るので、この方法は有効である。さ
らに第２図ｃに示すごとく、曲面治具７でなく
て、単なる堀込み治具９でも有効である。
以上のごとく、この発明の気密室形成法によれ
ば、ダイヤフラムウエーハと台座ウエーハをガラ
スフイルムを挾んで加熱溶着し、ウエーハ状態で
圧力センサのダイヤフラム部気密室を容意に形成
できるため、従来のチツプ分割後に合金封止する
方法に比較し、量産性を顕著に改善できる。ま
た、ガラス溶着時にウエーハ温度上昇を周辺部よ
り中央部を早く昇温させるよう制御できる治具を
用いることにより、気密室となるくぼみ内の膨張
した気体が周辺部を介して外部に逃がされ、この
ため、高い歩留で、気密信頼性の優れた半導体圧
力センサを提供でき、コスト低減をはかり得る。
ば、ダイヤフラムウエーハと台座ウエーハをガラ
スフイルムを挾んで加熱溶着し、ウエーハ状態で
圧力センサのダイヤフラム部気密室を容意に形成
できるため、従来のチツプ分割後に合金封止する
方法に比較し、量産性を顕著に改善できる。ま
た、ガラス溶着時にウエーハ温度上昇を周辺部よ
り中央部を早く昇温させるよう制御できる治具を
用いることにより、気密室となるくぼみ内の膨張
した気体が周辺部を介して外部に逃がされ、この
ため、高い歩留で、気密信頼性の優れた半導体圧
力センサを提供でき、コスト低減をはかり得る。
第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２
図は本発明の実施に用いる溶着治具を示す断面図
である。 図において、１は半導体ウエーハ、２は電極、
３は台座ウエーハ、４はガラスフイルム、５は気
密室、７〜９は溶着治具である。なお、図中同一
符号はそれぞれ同一または相当部分を示す。
図は本発明の実施に用いる溶着治具を示す断面図
である。 図において、１は半導体ウエーハ、２は電極、
３は台座ウエーハ、４はガラスフイルム、５は気
密室、７〜９は溶着治具である。なお、図中同一
符号はそれぞれ同一または相当部分を示す。
Claims (1)
- １ 気密室となるくぼみを有する複数個のダイヤ
フラムを形成した半導体ウエーハと、片面にガラ
スフイルムを形成した台座ウエーハをくぼみがガ
ラスフイルム側となる向きにして重ね合せ、加熱
は中心部が周辺部より早く昇温するように上記ガ
ラスフイルムの軟化温度以上で行ない、くぼみが
気密封止されるように両ウエーハを溶着すること
を特徴とする半導体圧力センサの気密室形成方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16110580A JPS5784181A (en) | 1980-11-14 | 1980-11-14 | Formation of sealed chamber of semiconductor pressure sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16110580A JPS5784181A (en) | 1980-11-14 | 1980-11-14 | Formation of sealed chamber of semiconductor pressure sensor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5784181A JPS5784181A (en) | 1982-05-26 |
| JPS6222537B2 true JPS6222537B2 (ja) | 1987-05-19 |
Family
ID=15728694
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16110580A Granted JPS5784181A (en) | 1980-11-14 | 1980-11-14 | Formation of sealed chamber of semiconductor pressure sensor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5784181A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2671190B2 (ja) * | 1993-12-24 | 1997-10-29 | 株式会社フクハラ | コンプレッサーに於ける除臭除菌装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5519864A (en) * | 1978-07-28 | 1980-02-12 | Hitachi Ltd | Semiconductor distortion gauge type pressure sensor and manufacture thereof |
| JPS5544717A (en) * | 1978-09-25 | 1980-03-29 | Hitachi Ltd | Manufacturing semiconductor strain-gage type pressure sensor |
-
1980
- 1980-11-14 JP JP16110580A patent/JPS5784181A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5519864A (en) * | 1978-07-28 | 1980-02-12 | Hitachi Ltd | Semiconductor distortion gauge type pressure sensor and manufacture thereof |
| JPS5544717A (en) * | 1978-09-25 | 1980-03-29 | Hitachi Ltd | Manufacturing semiconductor strain-gage type pressure sensor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5784181A (en) | 1982-05-26 |
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