JPH035346A

JPH035346A - 陽極接合装置

Info

Publication number: JPH035346A
Application number: JP13998489A
Authority: JP
Inventors: Satoru Ohata; 覚大畠
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1989-06-01
Filing date: 1989-06-01
Publication date: 1991-01-11
Anticipated expiration: 2012-06-25
Also published as: JP2624832B2

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。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、接合装置に係り、特に金属とガラスを気密性
良く接合する陽極接合装置に関する。

（従来の技術）従来技術で知られている陽極接合装置は、温度６００℃
付近まで昇温できる電気炉の中に絶縁板を置き、その上
部に、貴金属（金等）をめっきした板とか白金板ででき
た負電極板を置き、その上に、接合するガラスを置き、
さらにこのガラスに接合させる金属板を置いた後に、接
合すべき金属板とオーミック接続できる電極板（多くは
白金）あるいはプローブを用いて接合すべき金属板に正
電位を与える構成であった。

しかしながら、この従来技術の構成では用いる電極材料
が高価であるばかりでなく、例えば接続すべき金属板が
半導体基板の場合、上部正電極とオーミック接続が期待
でき、さらにガラスと接合する半導体基板の界面に均一
な電位を印加することが可能で均一な接合が期待できる
というメリットを得るため、接合用の拡散層を設ける必
要があった・（発明が解決しようとする課題）上記従来技術の構成では、広範囲にガラスと接合すべき
半導体基板との界面に−様な電界は印加されず、均一な
接合が必ずしも得られるとは限らなかった。すなわち、
約２０ｍｍφ以内の接合面積に限られていた。また、接
合を均一に行なうため半導体基板に低抵抗拡散層を用い
ると、チップ面積の拡大を招き１価格が上昇するだけで
なく、均一に接合できる確率が低下する。さらに、用い
る電極を酸化雰囲気で高温に晒すので酸化され、接合す
べき半導体基板とのオーミック接続を確保するため、し
ばしば酸化膜を除去する作業が必要であった。また、従
来の金属電極では高電位を印加すると金属電極に付着し
た汚染物が接合界面に集中し接合を不可能にしてしまう
こともあった。そこで１本発明は、上記のような諸欠点
を解消できる陽極接合装置を実現することを課題とし、
本発明の目的もそこにある。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）本発明の陽極接合装置は、電界を形成する正電極および
負電極に半導体基板ウェハーを用い、これら２枚の半導
体基板間に接合時の高温状態で均一な一様電界を形成さ
せるとともに、基板材料が持つ純度の高さと平坦性から
、安定した構成配置が可能となる。

（作　用）本発明の陽極接合装置においては、接合温度状態では半
導体基板ウェハー（多くはシリコンウェハー）は、常温
で高抵抗なものでも電子が熱的に励起して伝導体と化し
、極めてクリーンな良法導率の電極となる。したがって
、高電圧電源によって与えられた電位は半導体基板ウェ
ハー全体で一様となる。さらに、たとえば高温時にウェ
ハー表面に酸化膜が形成されようとも、高電圧、高温度
では、形成された酸化膜で絶縁されたりして不安定な電
位分布となることはない。そして、たとえ形成された酸
化膜が厚くなって除去が必要となっても、シリコン酸化
膜はふっ化アンモニウム等でクリーンな状態で除去でき
る。

（実施例）以下、図面に示した実施例に基いて本発明の詳細な説明
する。

第１図に本発明一実施例の陽極接合装置を示す。

第１図に示すように、本実施例の陽極接合装置は。

真空チャンバー（１）の底面の下にヒーター（２）を設
け、真空チャンバー（１）の上面にハーメチックを介し
て負電極端子（３ａ）、正電極端子（３ｂ）を具備して
いる。また、真空チャンバー（１）には真空に引くため
のノズル（４）が設けられている。

真空チャンバー（１）内の底面に、絶縁用ガラス板（５
）が置かれ、その上に、正電位（アース電位が安全）を
印加するための５インチシリコンウェハーから成る正電
極（６）が置かれている。この正電極（６）の上に被接
合金属（７）が接合する面を上にして設置され、その上
に、被接合ガラス（８）、例えばパイレックスガラスが
ミラー面に加工したうえ、接合場所をアライメント装置
（拡大１）で決定して設置される。被接合ガラス（８）
の上に、４インチシリコンウェハーから成る負電極（９
）が置かれ、負電極（９）の上に前記負電極端子（３ａ
）と接続されている負電極の重り（１０ａ）が載せられ
ている。同様に、正電極（６）の上に、前記正電極端子
（３ｂ）に接続されている正電極の重り（１０ｂ）が載
せられている。上記のような構成の陽極接合装置は、簡
易ではあるが高電位を印加するための絶縁性。

クリーンネスが容易に達成できる。

上記のように構成された本発明一実施例の陽極接合装置
においては、シリコンウェハーから成る正電極（６）と
シリコンウェハーから成る負電極（９）で挟まれた領域
は、均一な電界が広範囲に形成されるとともに、絶縁用
に用いた絶縁用ガラス板（５）が接合面積より小さいた
め、ヒータ（２）による熱が中央から伝わるので接合も
中央から進行し、全体に行き渡る。そして、正電極（６
）および負電極（９）をシリコンウェハーで作ったこと
により、シリコンウェハーの高純度性、平坦性２機械的
強度。

高温時での良電導性などから被接合界面に均一な電界を
長時間安定に印加できるので、信頼性の高い接合が広い
面積で達成される。また、用いる材料が半導体材料とし
てのクリーン度を満たしているので、接合時に混入しや
すい不純物を極力低減でき、気密性の高い接合が得られ
る。さらに真空にした後、酸素でチャンバー（１）内を
置換してやることにより、−漕信頼性のある接合が得ら
れる。

また、チャンバー（１）内を適当な雰囲気ガスで満たし
て陽極接合すれば、接合界面内に設けた空洞内を意図し
たガスにより意図した分圧で満たすようにしたアプリケ
ーションデバイスも製造できる。

［発明の効果コ以上詳述したように本発明によれば、金属とガラスを重
ね合せ、それらの融点より低い温度で前記金属を陽極、
前記ガラスを陰極として直流電圧を印加することで金属
とガラスを接合させる装置において、正電極および負電
極に半導体基板を用いた陽極接合装置を実現したことに
より、半導体基板の高純度性、平坦性９機械的強度、高
温時での良電導性などから、被接合界面に均一な電界を
長時間安定に印加できるので、信頼性の高い接合が広い
面積で達成される。また、用いる材料が半導体材料とし
てのクリーン度を満たしているので、接合時に混入しや
すい不純物を極力低減でき。

気密性の高い良質な接合が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明一実施例の陽極接合装置を示す概略図で
ある。・・・真空チャンバー、２・・・ヒーター・・・絶縁用
ガラス板、６・・・正電極、・・・被接合金属、８・・
・被接合ガラス、・・・負電極

Claims

【特許請求の範囲】

金属とガラスを重ね合せ、それらの融点より低い温度で
前記金属を陽極、前記ガラスを陰極として直流電圧を印
加することで金属とガラスを接合させる装置において、
前記金属に当接して正電位を印加する正電極および前記
ガラスに当接して負電位を印加する負電極に半導体基板
を用いたことを特徴とする陽極接合装置。