JPH0350141A - シリコンとガラスとの接合方法 - Google Patents
シリコンとガラスとの接合方法Info
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- JPH0350141A JPH0350141A JP18524289A JP18524289A JPH0350141A JP H0350141 A JPH0350141 A JP H0350141A JP 18524289 A JP18524289 A JP 18524289A JP 18524289 A JP18524289 A JP 18524289A JP H0350141 A JPH0350141 A JP H0350141A
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- Japan
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- glass
- silicon
- glass substrate
- bonding
- electrode
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- Joining Of Glass To Other Materials (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】
〔産業上の利用分野〕
シリコンとガラスとをガラスの軟化温度以下で接合する
シリコンとガラスとの接合方法に関するものである。
シリコンとガラスとの接合方法に関するものである。
例えば半導体デバイスの製造工程において、シリコンウ
ェハとガラス基板とを接合する場合、接合体に残る応力
歪みを少なくするために、ガラスの軟化温度以下で接合
することが望ましい。例えば特公昭５３−２８７４’ｉ
’号公報に示された陽極接合方法が一般に行われている
。
ェハとガラス基板とを接合する場合、接合体に残る応力
歪みを少なくするために、ガラスの軟化温度以下で接合
することが望ましい。例えば特公昭５３−２８７４’ｉ
’号公報に示された陽極接合方法が一般に行われている
。
７１３図は従来のシリコンとガラスとの陽極接合を説明
するための断面図である０図において、（１）はシリコ
ンウェハ、（２）はシリコンウェハ（１）に重ネたガラ
ス基板で、一般にパイレックスガラスが用いられる。（
３）はシリコンウェハに付けた第１の電極、（４）はガ
ラス基板（２）に付けた第２の電極、（５）はシリコン
ウェハ（１）とガラス基板（２）とを加熱するためのヒ
ータである。
するための断面図である０図において、（１）はシリコ
ンウェハ、（２）はシリコンウェハ（１）に重ネたガラ
ス基板で、一般にパイレックスガラスが用いられる。（
３）はシリコンウェハに付けた第１の電極、（４）はガ
ラス基板（２）に付けた第２の電極、（５）はシリコン
ウェハ（１）とガラス基板（２）とを加熱するためのヒ
ータである。
次に、接合方法について説明する。先ず、ガラス基板（
２）の電気伝導度を上げるために、ヒータ（５）でシリ
コンウェハ（１）とガラス基板（２）とをガラス基板（
２）の軟化温度以下の適当な温度まで加熱する。
２）の電気伝導度を上げるために、ヒータ（５）でシリ
コンウェハ（１）とガラス基板（２）とをガラス基板（
２）の軟化温度以下の適当な温度まで加熱する。
次に、第１の電ＦＭ （３）を正にＭ２の電極（４）を
負にして、電流を流してシリコンウェハ（１）とガラス
基板（２）とを接合する。例えばガラス基板（２）がパ
イレックスガラスの場合、４００℃に加熱し、ユ０ＩＪ
Ａ／正２の電流を１分間通じて接合を行う。
負にして、電流を流してシリコンウェハ（１）とガラス
基板（２）とを接合する。例えばガラス基板（２）がパ
イレックスガラスの場合、４００℃に加熱し、ユ０ＩＪ
Ａ／正２の電流を１分間通じて接合を行う。
パイレックスガラスから成るガラス基板（２）の熱膨張
係数は、シリコンウェー・（１）よシ僅かに小さいので
、接合後温度が常温に戻った時、シリコンウェハ（１）
の方がガラス基板（２）よシ体積の収縮量が少し大きい
。従って、シリコンウェハ（１）とガラス基板（２）と
の接合体には、捩合部のガラス基板（２）界面に僅かに
圧縮応力が残留する。
係数は、シリコンウェー・（１）よシ僅かに小さいので
、接合後温度が常温に戻った時、シリコンウェハ（１）
の方がガラス基板（２）よシ体積の収縮量が少し大きい
。従って、シリコンウェハ（１）とガラス基板（２）と
の接合体には、捩合部のガラス基板（２）界面に僅かに
圧縮応力が残留する。
また、シリコンウェハ（１）からガラス基板（２）へ電
流が流れると、ガラス中のアルカリ金属イオンが負極で
ある第２の電極（４）の方へ移動するので、ガラス基板
（２）表面の第２の電極（４）近傍にアルカリ金属が集
中する。アルカリ金属はガラス構造中の空隙（自由体積
）に入シ込むので、温度が下がってもガラス基板（２〕
表面の第２の電極（４）近傍は、他の部分よシ体積の収
縮量が小さい。従って、接合体の接合部には第２の電極
（４）直下のガラス基板（２）界面に圧縮応力が集中し
て残留する。
流が流れると、ガラス中のアルカリ金属イオンが負極で
ある第２の電極（４）の方へ移動するので、ガラス基板
（２）表面の第２の電極（４）近傍にアルカリ金属が集
中する。アルカリ金属はガラス構造中の空隙（自由体積
）に入シ込むので、温度が下がってもガラス基板（２〕
表面の第２の電極（４）近傍は、他の部分よシ体積の収
縮量が小さい。従って、接合体の接合部には第２の電極
（４）直下のガラス基板（２）界面に圧縮応力が集中し
て残留する。
上記で説明した２種類の圧縮応力が本なって、接合体の
接合部のパイレックスから成るカラス基板（２）表面に
は第４図に示すような分布の圧縮応力が残留する。この
残留応力により、シリコンウェハ（１）とパイレックス
ガラス基板（２）との接合体は第５図のように変形する
。
接合部のパイレックスから成るカラス基板（２）表面に
は第４図に示すような分布の圧縮応力が残留する。この
残留応力により、シリコンウェハ（１）とパイレックス
ガラス基板（２）との接合体は第５図のように変形する
。
従来のシリコンとガラスの接合は以上のように行われて
いるので、シリコンとガラスの接合体に応力が残留して
、接合体に変形や亀裂が発生する等の問題点があった。
いるので、シリコンとガラスの接合体に応力が残留して
、接合体に変形や亀裂が発生する等の問題点があった。
この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、シリコンとガラスとの接合体に変形や亀裂が
発生しないシリコンとガラスとの接合方法を得ることを
目的とする。
たもので、シリコンとガラスとの接合体に変形や亀裂が
発生しないシリコンとガラスとの接合方法を得ることを
目的とする。
この発明に係るシリコンとガラスとの接合方法は、シリ
コンとシリコンよシ少なくとも大きい熱膨張係数を有す
るガラスとを接触させる工程と、上記シリコンとガラス
とを上記ガラスの軟化温度以下の温度に加熱する工程と
、上記シリコンとガラスとの接触部を通じてシリコンか
らガラスへ平等電界により正の電流を流して上記シリコ
ンとガラスとを接合する工程とを備えるようにしたもの
である。
コンとシリコンよシ少なくとも大きい熱膨張係数を有す
るガラスとを接触させる工程と、上記シリコンとガラス
とを上記ガラスの軟化温度以下の温度に加熱する工程と
、上記シリコンとガラスとの接触部を通じてシリコンか
らガラスへ平等電界により正の電流を流して上記シリコ
ンとガラスとを接合する工程とを備えるようにしたもの
である。
この発明におけるシリコンとガラスとの接合方法は、シ
リコンとシリコンよシ少なくとも大きい熱膨張係数を有
するガラスを接合して、接合部のガラス界面に発生する
圧縮応力と引つ張シ応力とを相殺する。
リコンとシリコンよシ少なくとも大きい熱膨張係数を有
するガラスを接合して、接合部のガラス界面に発生する
圧縮応力と引つ張シ応力とを相殺する。
以下、この発明の一実施例を第１図について説明する。
図において、（１）は直径１００ｍｍ、厚み０．４ｍｍ
。
。
熱膨張係＆ ３４，５ ＸユＯ−７／℃のシリコンウェ
ハ、（２）は直径１００ｍｍ ｓ Ｒ−み３ｍｍ 、熱
＃張係数３８．５ Ｘ Ｎｏ−７７’Ｃのガラス基板、
（３）及び（４）はそれぞれ表面を平滑にしたシリコン
板を用いた第１及び第２の電極、（５）はヒータでろる
。
ハ、（２）は直径１００ｍｍ ｓ Ｒ−み３ｍｍ 、熱
＃張係数３８．５ Ｘ Ｎｏ−７７’Ｃのガラス基板、
（３）及び（４）はそれぞれ表面を平滑にしたシリコン
板を用いた第１及び第２の電極、（５）はヒータでろる
。
次に接合方法について説明する。先ず、ヒータ（５）で
シリコンクエバ（１）とカラス基板（２１（ｉ−４２０
”Ｃに加熱する。次にシリコンクエバ（１）側の第１の
電極（３）を正に、ガラス基板（２）側の第２の電極（
４）を負にして、直流電圧フＯＯＶを１５分間加えて、
シリコンクエバ（１）とガラス基板（２）とを接合する
。この接合体のガラス基板（２）に残留する応力は、第
２図に示すようにゼロになった。これは、ガラス基板（
２）の熱膨張係数がシリコンクエバ（１）よシ僅かに大
きいので、接合後温度が常温に戻った時、ガラス基板（
２）の方がシリコンクエバ（１）よシ体積の収縮量が大
きくなる。その接合体の接合部においてガラス基板（２
）の界面に引つ５Ｍシ応力が発生して、陽Ｗｉ接合時に
アルカリ金属イオンが第２の電極（４）付近へ集中する
ことにより接合部のガラス基板（２）界面に発生する圧
縮応力を相殺するので、接合体のガラス基板（２）に残
留する応力がゼロになったのである。
シリコンクエバ（１）とカラス基板（２１（ｉ−４２０
”Ｃに加熱する。次にシリコンクエバ（１）側の第１の
電極（３）を正に、ガラス基板（２）側の第２の電極（
４）を負にして、直流電圧フＯＯＶを１５分間加えて、
シリコンクエバ（１）とガラス基板（２）とを接合する
。この接合体のガラス基板（２）に残留する応力は、第
２図に示すようにゼロになった。これは、ガラス基板（
２）の熱膨張係数がシリコンクエバ（１）よシ僅かに大
きいので、接合後温度が常温に戻った時、ガラス基板（
２）の方がシリコンクエバ（１）よシ体積の収縮量が大
きくなる。その接合体の接合部においてガラス基板（２
）の界面に引つ５Ｍシ応力が発生して、陽Ｗｉ接合時に
アルカリ金属イオンが第２の電極（４）付近へ集中する
ことにより接合部のガラス基板（２）界面に発生する圧
縮応力を相殺するので、接合体のガラス基板（２）に残
留する応力がゼロになったのである。
また、上記一実施例と同じで、ただガラス基板（２）の
厚みが１ｍｍ、熱膨張係数が３（５，５Ｘ １０イ／℃
であることのみ異なる場合も、接合体の残留応力はゼロ
であった。
厚みが１ｍｍ、熱膨張係数が３（５，５Ｘ １０イ／℃
であることのみ異なる場合も、接合体の残留応力はゼロ
であった。
ここで、シリコンウェハ（１）とガラス基板（２）の加
熱症度は、ガラスの軟化点以下でめればよいが、あま夛
加熱湿度が低いとガラスの電気伝尋度が小さくなシ捩合
時間が長くな９、あま）加＃！温度が高いと少しの外部
応力で変形し易くなるので、４００℃〜４５０℃が好適
である。
熱症度は、ガラスの軟化点以下でめればよいが、あま夛
加熱湿度が低いとガラスの電気伝尋度が小さくなシ捩合
時間が長くな９、あま）加＃！温度が高いと少しの外部
応力で変形し易くなるので、４００℃〜４５０℃が好適
である。
以上のように、この発明によれば、シリコンとシリコン
より少なくとも大きい熱膨張係数を有するガラスとを接
触させる工程と、上記シリコンとガラスとの接触部を通
じてシリコンからガラスへ平等電界によ）正の電流を流
して上記シリコンとガラスとを接合する工程とを備える
ようにしたので、接合体に変形や亀裂が発生しないシリ
コンとガラスとの嵌合方法が得られる効果がある。
より少なくとも大きい熱膨張係数を有するガラスとを接
触させる工程と、上記シリコンとガラスとの接触部を通
じてシリコンからガラスへ平等電界によ）正の電流を流
して上記シリコンとガラスとを接合する工程とを備える
ようにしたので、接合体に変形や亀裂が発生しないシリ
コンとガラスとの嵌合方法が得られる効果がある。
第１図はこの発明の一実施例による接合方法を示す断面
図、第２図はこの発明の一実施例による接合体のガラス
基板に残留する応力の分布を示す図、第３図は従来の方
法による接合方法を示す断面図、第４図は従来の接合方
法による欲合体の接合部のガラス基板界面に残留する応
力の分布を示す図、第５図は従来の接合方法による接合
体の変形の一例を示す断面図である。 図において、（１）はシリコンクエバ、（２Ｈｄガラス
基板、（３）及び（４）はそれぞれ第１及び第２の電極
、（５）はヒータである。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
図、第２図はこの発明の一実施例による接合体のガラス
基板に残留する応力の分布を示す図、第３図は従来の方
法による接合方法を示す断面図、第４図は従来の接合方
法による欲合体の接合部のガラス基板界面に残留する応
力の分布を示す図、第５図は従来の接合方法による接合
体の変形の一例を示す断面図である。 図において、（１）はシリコンクエバ、（２Ｈｄガラス
基板、（３）及び（４）はそれぞれ第１及び第２の電極
、（５）はヒータである。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
Claims (1)
- シリコンとシリコンより少なくとも大きい熱膨張係数を
有するガラスとを接触させる工程と、上記シリコンとガ
ラスとを上記ガラスの軟化温度以下の温度に加熱する工
程と、上記シリコンとガラスとの接触部を通じてシリコ
ンからガラスへ平等電界により正の電流を流して上記シ
リコンとガラスとを接合する工程とを備えたことを特徴
とするシリコンとガラスとの接合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18524289A JP2870822B2 (ja) | 1989-07-17 | 1989-07-17 | シリコンとガラスとの接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18524289A JP2870822B2 (ja) | 1989-07-17 | 1989-07-17 | シリコンとガラスとの接合方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0350141A true JPH0350141A (ja) | 1991-03-04 |
| JP2870822B2 JP2870822B2 (ja) | 1999-03-17 |
Family
ID=16167377
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18524289A Expired - Lifetime JP2870822B2 (ja) | 1989-07-17 | 1989-07-17 | シリコンとガラスとの接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2870822B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996011806A1 (de) * | 1994-10-13 | 1996-04-25 | Michael Harz | Verfahren zur veränderung der durchbiegung von anodisch gebondeten flächigen verbundkörpern aus glas und metall oder halbleitermaterialien |
| US5900671A (en) * | 1994-07-12 | 1999-05-04 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Electronic component including conductor connected to electrode and anodically bonded to insulating coating |
| DE19525388B4 (de) * | 1994-07-12 | 2005-06-02 | Mitsubishi Denki K.K. | Elektronikbauteil mit anodisch gebondetem Leiterrahmen |
| DE19549750B4 (de) * | 1994-07-12 | 2005-07-14 | Mitsubishi Denki K.K. | Elektronikbauteil mit anodisch gebontetem Leiterrahmen |
| DE112011104798T5 (de) | 2011-01-31 | 2013-12-19 | Suzuki Motor Corporation | Antriebssteuervorrichtung für Hybridfahrzeug |
| CN110246769A (zh) * | 2019-05-10 | 2019-09-17 | 太原理工大学 | 基于阳离子导电金属与玻璃表面原位金属化共晶键合方法 |
-
1989
- 1989-07-17 JP JP18524289A patent/JP2870822B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6181009B1 (en) | 1994-07-12 | 2001-01-30 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Electronic component with a lead frame and insulating coating |
| US5900671A (en) * | 1994-07-12 | 1999-05-04 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Electronic component including conductor connected to electrode and anodically bonded to insulating coating |
| US6087201A (en) * | 1994-07-12 | 2000-07-11 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method of manufacturing ball grid array electronic component |
| US6133069A (en) * | 1994-07-12 | 2000-10-17 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method of manufacturing the electronic using the anode junction method |
| US6268647B1 (en) | 1994-07-12 | 2001-07-31 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Electronic component with an insulating coating |
| US6310395B1 (en) | 1994-07-12 | 2001-10-30 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Electronic component with anodically bonded contact |
| DE19525388B4 (de) * | 1994-07-12 | 2005-06-02 | Mitsubishi Denki K.K. | Elektronikbauteil mit anodisch gebondetem Leiterrahmen |
| DE19549750B4 (de) * | 1994-07-12 | 2005-07-14 | Mitsubishi Denki K.K. | Elektronikbauteil mit anodisch gebontetem Leiterrahmen |
| JPH10507415A (ja) * | 1994-10-13 | 1998-07-21 | ハルツ，ミカエル | ガラスと金属あるいは半導体材料との陽極ボンディングされた２次元合成物の湾曲を変化させる方法 |
| US5827343A (en) * | 1994-10-13 | 1998-10-27 | Engelke; Heinrich | Process for changing the bend of anodically bonded flat composite bodies made of glass and metal or semiconductor materials |
| WO1996011806A1 (de) * | 1994-10-13 | 1996-04-25 | Michael Harz | Verfahren zur veränderung der durchbiegung von anodisch gebondeten flächigen verbundkörpern aus glas und metall oder halbleitermaterialien |
| DE112011104798T5 (de) | 2011-01-31 | 2013-12-19 | Suzuki Motor Corporation | Antriebssteuervorrichtung für Hybridfahrzeug |
| CN110246769A (zh) * | 2019-05-10 | 2019-09-17 | 太原理工大学 | 基于阳离子导电金属与玻璃表面原位金属化共晶键合方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2870822B2 (ja) | 1999-03-17 |
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