JPH06163935A - 半導体デバイス及びその製造方法 - Google Patents
半導体デバイス及びその製造方法Info
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- JPH06163935A JPH06163935A JP4307156A JP30715692A JPH06163935A JP H06163935 A JPH06163935 A JP H06163935A JP 4307156 A JP4307156 A JP 4307156A JP 30715692 A JP30715692 A JP 30715692A JP H06163935 A JPH06163935 A JP H06163935A
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- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
- G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
- G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
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- G01P2015/0805—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration
- G01P2015/0822—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass
- G01P2015/0825—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass for one single degree of freedom of movement of the mass
- G01P2015/0828—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass for one single degree of freedom of movement of the mass the mass being of the paddle type being suspended at one of its longitudinal ends
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Pressure Sensors (AREA)
- Micromachines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 シリコン層の両面にガラス層が陽極接合され
た半導体デバイスにおいて、ガラス層に貫通孔を設ける
ことなく、ガラス層の内側の電極から配線を外部に引き
出せるようにすることを目的とする。 【構成】 電極（１６，１７，１３）から配線を引き出
すための配線パッド（１８，１９，２０）を第１のガラ
ス層（１２）の内側面の縁部に配置すると共に、これら
の配線パッドに対向する位置におけるシリコン層（１
０）及び第２のガラス層（１１）を部分的に除去した。
第２のガラス層の一部を除去する場合、ガラス層のその
部分とシリコン層との間にアルミニウムの陽極接合抑止
層（３６）を介在させる。その結果、陽極接合を行って
も、当該部分のガラス層はシリコン層に接合せず、切断
により除去できる。第２のガラス層側の電極（１６）
は、シリコン層に形成された導通部分（２４）を介して
配線パッド（２０）に接続することができる。
た半導体デバイスにおいて、ガラス層に貫通孔を設ける
ことなく、ガラス層の内側の電極から配線を外部に引き
出せるようにすることを目的とする。 【構成】 電極（１６，１７，１３）から配線を引き出
すための配線パッド（１８，１９，２０）を第１のガラ
ス層（１２）の内側面の縁部に配置すると共に、これら
の配線パッドに対向する位置におけるシリコン層（１
０）及び第２のガラス層（１１）を部分的に除去した。
第２のガラス層の一部を除去する場合、ガラス層のその
部分とシリコン層との間にアルミニウムの陽極接合抑止
層（３６）を介在させる。その結果、陽極接合を行って
も、当該部分のガラス層はシリコン層に接合せず、切断
により除去できる。第２のガラス層側の電極（１６）
は、シリコン層に形成された導通部分（２４）を介して
配線パッド（２０）に接続することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、シリコン層にガラス層
が接合された構造の半導体デバイス、例えば容量型半導
体加速度センサ等に関し、特に、ガラス層とシリコン層
との間に配置された電極から配線を引き出すための手段
に関するものである。
が接合された構造の半導体デバイス、例えば容量型半導
体加速度センサ等に関し、特に、ガラス層とシリコン層
との間に配置された電極から配線を引き出すための手段
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図７は従来一般の容量型半導体加速度セ
ンサを示している。この加速度センサは、半導体集積回
路製作技術を利用して形成されたマイクロマシンと呼ば
れる半導体デバイスであり、先端に重り部１を有するカ
ンチレバー（片持ち梁）２が形成されたシリコン層３
と、このシリコン層３の両面に接合されたガラス層４，
５と、各ガラス層４，５の内側面に、カンチレバー２の
重り部１に対向して設けられた電極６，７とを備えてい
る。
ンサを示している。この加速度センサは、半導体集積回
路製作技術を利用して形成されたマイクロマシンと呼ば
れる半導体デバイスであり、先端に重り部１を有するカ
ンチレバー（片持ち梁）２が形成されたシリコン層３
と、このシリコン層３の両面に接合されたガラス層４，
５と、各ガラス層４，５の内側面に、カンチレバー２の
重り部１に対向して設けられた電極６，７とを備えてい
る。
【０００３】このような構成の加速度センサに加速度が
加わると、カンチレバー２の重り部１が加速度に応じて
変位し、その変位量を電極６，７間の静電容量変化とし
て検出することができる。
加わると、カンチレバー２の重り部１が加速度に応じて
変位し、その変位量を電極６，７間の静電容量変化とし
て検出することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記構成の加速度セン
サにおいては、シリコン層３の厚さが数百ミクロンのオ
ーダーであるため、従来のＩＣ実装技術を用いてガラス
層４，５の間から配線を引き出すことは困難であった。
サにおいては、シリコン層３の厚さが数百ミクロンのオ
ーダーであるため、従来のＩＣ実装技術を用いてガラス
層４，５の間から配線を引き出すことは困難であった。
【０００５】そこで、従来においては、ガラス層４，５
に配線引出し用の貫通孔８を設け、その貫通孔８を介し
て電極６，７及びシリコン層３から配線を引き出すこと
としていた。
に配線引出し用の貫通孔８を設け、その貫通孔８を介し
て電極６，７及びシリコン層３から配線を引き出すこと
としていた。
【０００６】しかしながら、ウェハサイズで加速度セン
サの製造を行う場合には、ガラス層４，５となるガラス
ウェハに局所的な貫通孔８を形成すると、ガラスウェハ
の強度低下を生ずるという問題点があった。
サの製造を行う場合には、ガラス層４，５となるガラス
ウェハに局所的な貫通孔８を形成すると、ガラスウェハ
の強度低下を生ずるという問題点があった。
【０００７】また、貫通孔８の形成には、水酸化ナトリ
ウムの液中で金属の針先で放電させ、その熱でガラス層
４，５を高速にエッチングする電解放電加工が利用され
る（応用物理第６０巻第３号（１９９１）、第２２７頁
〜第２３８頁参照）が、電極数だけ貫通孔８を設ける必
要があるので、手間が相当にかかる。
ウムの液中で金属の針先で放電させ、その熱でガラス層
４，５を高速にエッチングする電解放電加工が利用され
る（応用物理第６０巻第３号（１９９１）、第２２７頁
〜第２３８頁参照）が、電極数だけ貫通孔８を設ける必
要があるので、手間が相当にかかる。
【０００８】更に、貫通孔８はＣｒ−Ｃｕ−Ａｕ合金９
の埋込みにより閉じられるが、この埋込みのためにワイ
ヤボンディングが困難となり、量産性に欠けるという問
題もあった。
の埋込みにより閉じられるが、この埋込みのためにワイ
ヤボンディングが困難となり、量産性に欠けるという問
題もあった。
【０００９】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
ので、容量型半導体加速度センサのような半導体デバイ
スにおいて、ガラス層に貫通孔を開けることなく、ガラ
ス層とシリコン層の間から配線を容易に引き出すための
手段を提供することを目的としている。
ので、容量型半導体加速度センサのような半導体デバイ
スにおいて、ガラス層に貫通孔を開けることなく、ガラ
ス層とシリコン層の間から配線を容易に引き出すための
手段を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明によれば、シリコン層の両面にそれぞれ第１
及び第２のガラス層が接合され、前記ガラス層の少なく
とも一方とシリコン層との間に電極が配置されている半
導体デバイスにおいて、電極から配線を引き出すための
配線パッドを第１のガラス層の内側面の縁部に配置する
と共に、配線パッドに対向する位置におけるシリコン層
及び第２のガラス層を除去したことを特徴としている。
に、本発明によれば、シリコン層の両面にそれぞれ第１
及び第２のガラス層が接合され、前記ガラス層の少なく
とも一方とシリコン層との間に電極が配置されている半
導体デバイスにおいて、電極から配線を引き出すための
配線パッドを第１のガラス層の内側面の縁部に配置する
と共に、配線パッドに対向する位置におけるシリコン層
及び第２のガラス層を除去したことを特徴としている。
【００１１】また、第２のガラス層とシリコン層との間
に電極が配置されている場合、この電極と、第１のガラ
ス層の内側面上に配置された関連の配線パッドとを、シ
リコン層に周囲から絶縁状態で形成された導通部分を介
して接続したことを特徴とする。
に電極が配置されている場合、この電極と、第１のガラ
ス層の内側面上に配置された関連の配線パッドとを、シ
リコン層に周囲から絶縁状態で形成された導通部分を介
して接続したことを特徴とする。
【００１２】更に、ガラス層とシリコン層とは陽極接合
されるが、ガラス層に除去すべき部分がある場合、本発
明による製造方法によれば、ガラス層の除去部分とシリ
コン層との間にアルミニウムの陽極接合抑止層を介在さ
せ、陽極接合の後にガラス層の除去部分を切断し陽極接
合抑止層と共に除去することを特徴とする。
されるが、ガラス層に除去すべき部分がある場合、本発
明による製造方法によれば、ガラス層の除去部分とシリ
コン層との間にアルミニウムの陽極接合抑止層を介在さ
せ、陽極接合の後にガラス層の除去部分を切断し陽極接
合抑止層と共に除去することを特徴とする。
【００１３】
【作用】本発明による半導体デバイスでは、第１のガラ
ス層の内側面に配線パッドを設け、かつ、そこに対面す
るシリコン層及び第２のガラス層を部分的に除去してい
るので、配線パッドから容易に配線を引き出すことが可
能となる。
ス層の内側面に配線パッドを設け、かつ、そこに対面す
るシリコン層及び第２のガラス層を部分的に除去してい
るので、配線パッドから容易に配線を引き出すことが可
能となる。
【００１４】また、第１のガラス層に配線パッドが配置
され、その反対側の第２のガラス層に電極が配置されて
いる場合、シリコン層に島状に形成した導通部分を介在
させることで、両者間の電気的接続が行われる。
され、その反対側の第２のガラス層に電極が配置されて
いる場合、シリコン層に島状に形成した導通部分を介在
させることで、両者間の電気的接続が行われる。
【００１５】かかる構成においては、ガラス層に配線引
出し用の貫通孔を形成する必要がなく、ガラス層の強度
劣化が防止される。
出し用の貫通孔を形成する必要がなく、ガラス層の強度
劣化が防止される。
【００１６】シリコン層に陽極接合されたガラス層から
所望の部分を除去するには、上記の如く、陽極接合に先
立ち、ガラス層の除去部分とシリコン層との間にアルミ
ニウム層を介在させれば良い。これは、アルミニウム層
がガラス層とシリコン層の間に配置された場合に、アル
ミニウムが陽極接合時のガラスとシリコンの結合を妨げ
るからである。
所望の部分を除去するには、上記の如く、陽極接合に先
立ち、ガラス層の除去部分とシリコン層との間にアルミ
ニウム層を介在させれば良い。これは、アルミニウム層
がガラス層とシリコン層の間に配置された場合に、アル
ミニウムが陽極接合時のガラスとシリコンの結合を妨げ
るからである。
【００１７】
【実施例】以下、図面と共に本発明の好適な実施例につ
いて詳細に説明する。
いて詳細に説明する。
【００１８】図１及び図２は、本発明により構成された
容量型半導体加速度センサを示している。この加速度セ
ンサは先に説明した従来構成と同様に、シリコン層１０
と、このシリコン層１０の両面に接合されたガラス層１
１，１２とを備えている。このガラス層１１，１２はパ
イレックスガラスから成り、図では透明なものとして示
している。シリコン層１０は、先端に重り部１３が形成
されたカンチレバー部分１４と、ガラス層１１，１２を
支持するためにカンチレバー部分１４の周囲に一定の間
隔を置いて形成された支持部分１５とから構成されてい
る。また、各ガラス層１１，１２の内側面（シリコン層
１０の側の面）にはそれぞれ、カンチレバー部分１４の
重り部１３に対向する位置に、アルミニウム等から成る
電極１６，１７が形成されている。尚、便宜上、図１
（ｂ）の状態を基準としてガラス層１１を上部ガラス層
（第２のガラス層）、ガラス層１２を下部ガラス層（第
１のガラス層）と称する。
容量型半導体加速度センサを示している。この加速度セ
ンサは先に説明した従来構成と同様に、シリコン層１０
と、このシリコン層１０の両面に接合されたガラス層１
１，１２とを備えている。このガラス層１１，１２はパ
イレックスガラスから成り、図では透明なものとして示
している。シリコン層１０は、先端に重り部１３が形成
されたカンチレバー部分１４と、ガラス層１１，１２を
支持するためにカンチレバー部分１４の周囲に一定の間
隔を置いて形成された支持部分１５とから構成されてい
る。また、各ガラス層１１，１２の内側面（シリコン層
１０の側の面）にはそれぞれ、カンチレバー部分１４の
重り部１３に対向する位置に、アルミニウム等から成る
電極１６，１７が形成されている。尚、便宜上、図１
（ｂ）の状態を基準としてガラス層１１を上部ガラス層
（第２のガラス層）、ガラス層１２を下部ガラス層（第
１のガラス層）と称する。
【００１９】このような構成の加速度センサにおいて、
カンチレバー部分１４の重り部１３は可動電極として機
能するため、上下のガラス層１１，１２の電極１６，１
７及びカンチレバー部分１４の重り部１３から配線を引
き出す必要がある。本発明では、これらの電極１３，１
６，１７から配線を外部に引き出すための配線パッド１
８，１９，２０を設け、それらを全て下部ガラス層１２
の内側面の一縁部に集中させている。
カンチレバー部分１４の重り部１３は可動電極として機
能するため、上下のガラス層１１，１２の電極１６，１
７及びカンチレバー部分１４の重り部１３から配線を引
き出す必要がある。本発明では、これらの電極１３，１
６，１７から配線を外部に引き出すための配線パッド１
８，１９，２０を設け、それらを全て下部ガラス層１２
の内側面の一縁部に集中させている。
【００２０】下部ガラス層１２の電極１７と、対応の第
１の配線パッド１８とは、下部ガラス層１２の内側面に
形成された配線２１により接続されている。これらの電
極１７、配線パッド１８及び配線２１はアルミニウム等
から一体的に形成される。配線２１及び第１の配線パッ
ド１８は、シリコン層１０のカンチレバー部分１４と支
持部分１５との間の間隙に沿う位置に形成され、シリコ
ン層１０とは接しないようになっている。
１の配線パッド１８とは、下部ガラス層１２の内側面に
形成された配線２１により接続されている。これらの電
極１７、配線パッド１８及び配線２１はアルミニウム等
から一体的に形成される。配線２１及び第１の配線パッ
ド１８は、シリコン層１０のカンチレバー部分１４と支
持部分１５との間の間隙に沿う位置に形成され、シリコ
ン層１０とは接しないようになっている。
【００２１】また、カンチレバー部分１４の重り部（可
動電極）１３と、対応の第２の配線パッド１９との間
も、下部ガラス層１２の内側面に形成された配線２２に
より接続されている。即ち、第２の配線パッド１９の反
対側に位置する配線２２の端部が、カンチレバー部分１
４の基部２３と下部ガラス層１２との間で挟まれ、それ
によりカンチレバー部分１４の重り部１３と第２の配線
パッド１９とが導通状態となる。
動電極）１３と、対応の第２の配線パッド１９との間
も、下部ガラス層１２の内側面に形成された配線２２に
より接続されている。即ち、第２の配線パッド１９の反
対側に位置する配線２２の端部が、カンチレバー部分１
４の基部２３と下部ガラス層１２との間で挟まれ、それ
によりカンチレバー部分１４の重り部１３と第２の配線
パッド１９とが導通状態となる。
【００２２】上部ガラス層１１の電極１６は、シリコン
層１０に島状に形成された導通部分２４を介して、第３
の配線パッド２０に接続されている。より詳細には、カ
ンチレバー部分１４の重り部１３に隣接する部位に、周
囲がシリコン層１０のカンチレバー部分１４及び支持部
分１５から離隔された四角柱の導通部分２４が形成さ
れ、その導通部分２４の上端面と上部ガラス層１１の内
側面との間で、電極１６から延びる配線２５の端部が挟
まれている。また、導通部分２４の下端面と下部ガラス
層１０の内側面との間には、第３の配線パッド２０から
延びる配線２６の端部が挟まれている。第３の配線パッ
ド２０及びそこから延びる配線２６は、シリコン層１０
のカンチレバー部分１４と支持部分１５との間の間隙に
沿って配置され、シリコン層１０とは絶縁されている。
層１０に島状に形成された導通部分２４を介して、第３
の配線パッド２０に接続されている。より詳細には、カ
ンチレバー部分１４の重り部１３に隣接する部位に、周
囲がシリコン層１０のカンチレバー部分１４及び支持部
分１５から離隔された四角柱の導通部分２４が形成さ
れ、その導通部分２４の上端面と上部ガラス層１１の内
側面との間で、電極１６から延びる配線２５の端部が挟
まれている。また、導通部分２４の下端面と下部ガラス
層１０の内側面との間には、第３の配線パッド２０から
延びる配線２６の端部が挟まれている。第３の配線パッ
ド２０及びそこから延びる配線２６は、シリコン層１０
のカンチレバー部分１４と支持部分１５との間の間隙に
沿って配置され、シリコン層１０とは絶縁されている。
【００２３】配線パッド１８，１９，２０の上部にシリ
コン層１０及び上部ガラス層１１が存在するとワイヤボ
ンディングの妨げとなるので、本発明においては、各配
線パッド１８，１９，２０の上方に位置するシリコン層
１０は切り欠かれる。図示実施例では、第１及び第３の
配線パッド１８，２０は、シリコン層１０のカンチレバ
ー部分１４と支持部分１５との間に配置されているの
で、第２の配線パッド１９の上方位置に相当する部分２
７のシリコン層１０が切り欠かれている。一方、上部ガ
ラス層１１は、配線パッド１８，１９，２０の上方に位
置する縁部全体が除去されている。
コン層１０及び上部ガラス層１１が存在するとワイヤボ
ンディングの妨げとなるので、本発明においては、各配
線パッド１８，１９，２０の上方に位置するシリコン層
１０は切り欠かれる。図示実施例では、第１及び第３の
配線パッド１８，２０は、シリコン層１０のカンチレバ
ー部分１４と支持部分１５との間に配置されているの
で、第２の配線パッド１９の上方位置に相当する部分２
７のシリコン層１０が切り欠かれている。一方、上部ガ
ラス層１１は、配線パッド１８，１９，２０の上方に位
置する縁部全体が除去されている。
【００２４】このような構成においては、各配線パッド
１８，１９，２０から配線を外部に容易に引き出すこと
ができ、加速度が加わった際の可動電極、即ちカンチレ
バー部分１４の重り部１３の変位量を電極１６，１７間
の静電容量変化として取り出すことができる。
１８，１９，２０から配線を外部に容易に引き出すこと
ができ、加速度が加わった際の可動電極、即ちカンチレ
バー部分１４の重り部１３の変位量を電極１６，１７間
の静電容量変化として取り出すことができる。
【００２５】次に、上記構成の容量型半導体加速度セン
サの製造方法について、図３〜図６も参照して説明す
る。
サの製造方法について、図３〜図６も参照して説明す
る。
【００２６】この加速度センサは半導体集積回路製作技
術を利用して製造するのが容易である。この場合はシリ
コンウェハ３０及びガラスウェハ３１，３２から複数個
の加速度センサを同時に作ることとする。
術を利用して製造するのが容易である。この場合はシリ
コンウェハ３０及びガラスウェハ３１，３２から複数個
の加速度センサを同時に作ることとする。
【００２７】図３は、加速度センサのシリコン層１０の
パターンが複数形成されたシリコンウェハ３０の一部を
示している。図３において、符号３３は後に導通部分２
４となる部分である。図示のパターンは次のようにして
形成される。
パターンが複数形成されたシリコンウェハ３０の一部を
示している。図３において、符号３３は後に導通部分２
４となる部分である。図示のパターンは次のようにして
形成される。
【００２８】加速度センサのカンチレバー部分１４は凹
凸形状となるので、シリコンウェハ３０は２段階に分け
て加工処理する必要がある。
凸形状となるので、シリコンウェハ３０は２段階に分け
て加工処理する必要がある。
【００２９】第１段階のプロセスにおいて、まず、シリ
コンウェハ３０の両面を酸化し、ＳｉＯ2 膜を形成す
る。次に、フォトリソグラフィー法に従って、各ＳｉＯ
2 膜の表面にフォトレジストを塗布し、カンチレバー部
分１４のパターンを形成し、その部分のＳｉＯ2 膜をバ
ッファードフッ酸によりエッチング除去する。次いで、
フォトレジストを除去した後、ＳｉＯ2 膜をマスクとし
て水酸化カリウム液（５０％，８０℃）中で異方性エッ
チングを行い、最終的にＳｉＯ2 膜を除去する。これに
より、シリコンウェハ３０の処理の第１段階が完了し、
カンチレバー部分１４の一部が形成される。
コンウェハ３０の両面を酸化し、ＳｉＯ2 膜を形成す
る。次に、フォトリソグラフィー法に従って、各ＳｉＯ
2 膜の表面にフォトレジストを塗布し、カンチレバー部
分１４のパターンを形成し、その部分のＳｉＯ2 膜をバ
ッファードフッ酸によりエッチング除去する。次いで、
フォトレジストを除去した後、ＳｉＯ2 膜をマスクとし
て水酸化カリウム液（５０％，８０℃）中で異方性エッ
チングを行い、最終的にＳｉＯ2 膜を除去する。これに
より、シリコンウェハ３０の処理の第１段階が完了し、
カンチレバー部分１４の一部が形成される。
【００３０】シリコンウェハ３０の処理の第２段階で
は、カンチレバー部分１４及び部分３３の周囲、及び、
切欠き部分２７に相当する部分に貫通部分３４，３５を
形成すると共に、カンチレバー部分１４を完全な形状と
する。この第２段階のプロセスも、フォトレジストのパ
ターンが相違するだけで、上記第１段階のプロセスと全
く同様である。
は、カンチレバー部分１４及び部分３３の周囲、及び、
切欠き部分２７に相当する部分に貫通部分３４，３５を
形成すると共に、カンチレバー部分１４を完全な形状と
する。この第２段階のプロセスも、フォトレジストのパ
ターンが相違するだけで、上記第１段階のプロセスと全
く同様である。
【００３１】図４は、加速度センサの上部ガラス層１１
のパターンが複数形成されたガラスウェハ３１の一部を
示している。この図はガラスウェハ３１の上面から見た
平面図であり、下面側に位置する電極等のパターンを透
視した状態で示している。
のパターンが複数形成されたガラスウェハ３１の一部を
示している。この図はガラスウェハ３１の上面から見た
平面図であり、下面側に位置する電極等のパターンを透
視した状態で示している。
【００３２】このガラスウェハ３１については、まず、
その一方の面全面にスパッタリングによりアルミニウム
の薄膜を形成する。次いで、フォトレジストをアルミニ
ウム薄膜上に塗布して、そこに電極１６及び配線２５の
パターンを形成する。同時に、フォトレジストに、符号
３６で示す陽極接合抑止層のパターンを形成する。アル
ミニウムの陽極接合抑止層３６は、シリコンウェハ３０
とガラスウェハ３１を陽極接合する際に、両ウェハ３
０，３１間の接合を防止することができる。この後、フ
ォトレジストをマスクとしてアルミニウム薄膜をエッチ
ング除去し、最後にフォトレジストを除去すると、図４
に示すパターンを有するガラスウェハ３１が完成する。
その一方の面全面にスパッタリングによりアルミニウム
の薄膜を形成する。次いで、フォトレジストをアルミニ
ウム薄膜上に塗布して、そこに電極１６及び配線２５の
パターンを形成する。同時に、フォトレジストに、符号
３６で示す陽極接合抑止層のパターンを形成する。アル
ミニウムの陽極接合抑止層３６は、シリコンウェハ３０
とガラスウェハ３１を陽極接合する際に、両ウェハ３
０，３１間の接合を防止することができる。この後、フ
ォトレジストをマスクとしてアルミニウム薄膜をエッチ
ング除去し、最後にフォトレジストを除去すると、図４
に示すパターンを有するガラスウェハ３１が完成する。
【００３３】図５は、加速度センサの下部ガラス層１２
のパターンが形成されたガラスウェハ３２の一部を示し
ている。このガラスウェハ３２も、図４のガラスウェハ
３１と同様なプロセスで処理され、その上面に電極１
７、配線パッド１８，１９，２０及び配線２６がアルミ
ニウム薄膜から形成される。
のパターンが形成されたガラスウェハ３２の一部を示し
ている。このガラスウェハ３２も、図４のガラスウェハ
３１と同様なプロセスで処理され、その上面に電極１
７、配線パッド１８，１９，２０及び配線２６がアルミ
ニウム薄膜から形成される。
【００３４】以上のプロセスを経て得られたシリコンウ
ェハ３０及びガラスウェハ３１，３２は、下方から、ガ
ラスウェハ３２、シリコンウェハ３０、ガラスウェハ３
１の順で重ねられる。ウェハ３０，３１，３２を重ね合
わせる際、図３〜図５に示す各点Ａ，Ｂが揃うように位
置決めすると図６に示す形となる。
ェハ３０及びガラスウェハ３１，３２は、下方から、ガ
ラスウェハ３２、シリコンウェハ３０、ガラスウェハ３
１の順で重ねられる。ウェハ３０，３１，３２を重ね合
わせる際、図３〜図５に示す各点Ａ，Ｂが揃うように位
置決めすると図６に示す形となる。
【００３５】この後、陽極接合によりウェハ３０，３
１，３２を一体化させる。即ち、ウェハ３０，３１，３
２を４００℃ほどに加熱し、シリコンウェハ３０とガラ
スウェハ３１，３２との間に数百ボルトの電圧を印加す
ると、シリコンウェハ３０とガラスウェハ３１，３２と
の間で大きな静電引力が生じ、接触面が化学結合で接合
されるのである。
１，３２を一体化させる。即ち、ウェハ３０，３１，３
２を４００℃ほどに加熱し、シリコンウェハ３０とガラ
スウェハ３１，３２との間に数百ボルトの電圧を印加す
ると、シリコンウェハ３０とガラスウェハ３１，３２と
の間で大きな静電引力が生じ、接触面が化学結合で接合
されるのである。
【００３６】陽極接合によりシリコンウェハ３０とガラ
スウェハ３１，３２とは接合するが、間にアルミニウム
薄膜が介在すると、その部分の接合が妨げられる。従っ
て、ガラスウェハ３１に形成されたアルミニウムの陽極
接合抑止層３６の部分は接合しない。
スウェハ３１，３２とは接合するが、間にアルミニウム
薄膜が介在すると、その部分の接合が妨げられる。従っ
て、ガラスウェハ３１に形成されたアルミニウムの陽極
接合抑止層３６の部分は接合しない。
【００３７】陽極接合処理が終了した後、図６の一点鎖
線に沿ってダイシング法によりチップ分割を行う。この
際、ａ−ｂ線、ｃ−ｄ線、ｅ−ｆ線及びｇ−ｈ線につい
ては３層全てを切断し、ｉ−ｊ線は上層のガラスウェハ
３１のみを切断する。前述したように、陽極接合抑止層
３６はシリコンウェハ３０に接合していないので、ダイ
シングによりａ−ｂ線、ｃ−ｄ線、ｇ−ｈ線及びｉ−ｊ
線で囲まれた部分のガラスウェハ３１は陽極接合抑止層
３６と共にシリコンウェハ３０から除去される。
線に沿ってダイシング法によりチップ分割を行う。この
際、ａ−ｂ線、ｃ−ｄ線、ｅ−ｆ線及びｇ−ｈ線につい
ては３層全てを切断し、ｉ−ｊ線は上層のガラスウェハ
３１のみを切断する。前述したように、陽極接合抑止層
３６はシリコンウェハ３０に接合していないので、ダイ
シングによりａ−ｂ線、ｃ−ｄ線、ｇ−ｈ線及びｉ−ｊ
線で囲まれた部分のガラスウェハ３１は陽極接合抑止層
３６と共にシリコンウェハ３０から除去される。
【００３８】また、ａ−ｂ線に沿って切断することによ
り、シリコンウェハ３０の部分３３はその周囲の部分か
ら離隔状態、即ち絶縁状態となる。
り、シリコンウェハ３０の部分３３はその周囲の部分か
ら離隔状態、即ち絶縁状態となる。
【００３９】以上のプロセスにより、図１に示す加速度
センサが複数個製造される。
センサが複数個製造される。
【００４０】上記の容量型半導体センサはカンチレバー
部分１４の重り部（可動電極）１３の両側に２枚の固定
電極１６，１７が配置された差動容量型であるが、固定
電極が１枚しかないもの、例えば上部ガラス層１２にの
み固定電極が設けられた型式の加速度センサにも本発明
は適用可能なことは容易に理解されよう。また、本発明
は、シリコン層の両面にガラス層が接合された構造の半
導体デバイスならば、加速度センサに限られることはな
い。
部分１４の重り部（可動電極）１３の両側に２枚の固定
電極１６，１７が配置された差動容量型であるが、固定
電極が１枚しかないもの、例えば上部ガラス層１２にの
み固定電極が設けられた型式の加速度センサにも本発明
は適用可能なことは容易に理解されよう。また、本発明
は、シリコン層の両面にガラス層が接合された構造の半
導体デバイスならば、加速度センサに限られることはな
い。
【００４１】更に、加速度センサ以外の他の半導体デバ
イスの製造においても、ガラス層とシリコン層とを陽極
接合した後にガラス層の一部を除去する場合に、本発明
によるアルミニウムの陽極接合抑止層を用いることは有
効である。
イスの製造においても、ガラス層とシリコン層とを陽極
接合した後にガラス層の一部を除去する場合に、本発明
によるアルミニウムの陽極接合抑止層を用いることは有
効である。
【００４２】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、第１の
ガラス層の内側面に配線パッドを設け、そこに対面する
シリコン層及び第２のガラス層を部分的に除去している
ので、２枚のガラス層間に位置する配線パッドに対する
ワイヤボンディングが可能となり、配線の引き出しが容
易化される。
ガラス層の内側面に配線パッドを設け、そこに対面する
シリコン層及び第２のガラス層を部分的に除去している
ので、２枚のガラス層間に位置する配線パッドに対する
ワイヤボンディングが可能となり、配線の引き出しが容
易化される。
【００４３】また、本発明によれば、ガラス層に配線引
出し用の貫通孔を形成する必要がないため、ガラス層の
強度劣化が防止される。
出し用の貫通孔を形成する必要がないため、ガラス層の
強度劣化が防止される。
【００４４】更に、貫通孔が不要であるので、貫通孔を
形成する手間、及び、その貫通孔を埋め込む手間がいら
ず、半導体デバイス全体の製造も容易化される。
形成する手間、及び、その貫通孔を埋め込む手間がいら
ず、半導体デバイス全体の製造も容易化される。
【００４５】本発明による半導体デバイスのように、シ
リコン層に陽極接合されたガラス層から所望の部分を除
去する場合、アルミニウムの陽極接合抑止層をガラス層
とシリコン層との間に介在させ、陽極接合後に当該部分
を切断するだけで良い。従って、この陽極接合抑止層を
利用することで、種々の形態の半導体デバイスの製造が
可能となり、特にマイクロマシンの製造において有効と
なる。
リコン層に陽極接合されたガラス層から所望の部分を除
去する場合、アルミニウムの陽極接合抑止層をガラス層
とシリコン層との間に介在させ、陽極接合後に当該部分
を切断するだけで良い。従って、この陽極接合抑止層を
利用することで、種々の形態の半導体デバイスの製造が
可能となり、特にマイクロマシンの製造において有効と
なる。
【図１】本発明に従って製造された容量型半導体加速度
センサを示す図であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）は
（ａ）のＩ−Ｉ線に沿っての切断部端面図、（ｃ）は
（ａ）のII−II線に沿っての切断部端面図、（ｄ）は
（ａ）のIII −III 線に沿っての切断部端面図、（ｅ）
は（ａ）のIV−IV線に沿っての切断部端面図である。
センサを示す図であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）は
（ａ）のＩ−Ｉ線に沿っての切断部端面図、（ｃ）は
（ａ）のII−II線に沿っての切断部端面図、（ｄ）は
（ａ）のIII −III 線に沿っての切断部端面図、（ｅ）
は（ａ）のIV−IV線に沿っての切断部端面図である。
【図２】図１に示す容量型半導体加速度センサの分解斜
視図である。
視図である。
【図３】図１に示す容量型半導体加速度センサのシリコ
ン層となるシリコンウェハの一部を示す平面図である。
ン層となるシリコンウェハの一部を示す平面図である。
【図４】図１に示す容量型半導体加速度センサの上部ガ
ラス層となるガラスウェハの一部を示す平面図である。
ラス層となるガラスウェハの一部を示す平面図である。
【図５】図１に示す容量型半導体加速度センサの下部ガ
ラス層となるガラスウェハの一部を示す平面図である。
ラス層となるガラスウェハの一部を示す平面図である。
【図６】図３〜図５に示すウェハを重ね合わせた状態を
示す平面図である。
示す平面図である。
【図７】従来一般の容量型半導体加速度センサを概略的
に示す断面図である。
に示す断面図である。
１０…シリコン層、１１…上部ガラス層（第２のガラス
層）、１２…下部ガラス層（第１のガラス層）、１３…
重り部、１４…カンチレバー部分、１５…支持部分、１
６，１７…電極、１８，１９，２０…配線パッド、２４
…導通部分、２７…切欠き部分、３０…シリコンウェ
ハ、３１，３２…ガラスウェハ、３６…陽極接合抑止
層。
層）、１２…下部ガラス層（第１のガラス層）、１３…
重り部、１４…カンチレバー部分、１５…支持部分、１
６，１７…電極、１８，１９，２０…配線パッド、２４
…導通部分、２７…切欠き部分、３０…シリコンウェ
ハ、３１，３２…ガラスウェハ、３６…陽極接合抑止
層。
Claims (3)
- 【請求項１】 シリコン層の両面にそれぞれ第１及び第
２のガラス層が接合され、前記ガラス層の少なくとも一
方と前記シリコン層との間に電極が配置されている半導
体デバイスにおいて、前記電極から配線を引き出すため
の配線パッドを前記第１のガラス層の内側面の縁部に配
置すると共に、前記配線パッドに対向する位置における
前記シリコン層及び前記第２のガラス層を除去したこと
を特徴とする半導体デバイス。 - 【請求項２】 前記第２のガラス層と前記シリコン層と
の間に前記電極が配置されている請求項１記載の半導体
デバイスにおいて、前記電極と前記配線パッドとが、前
記シリコン層に周囲から絶縁状態で形成された導通部分
を介して接続されていることを特徴とする半導体デバイ
ス。 - 【請求項３】 ガラス層とシリコン層とを陽極接合して
構成される半導体デバイスの製造方法において、前記ガ
ラス層に除去すべき部分と前記シリコン層との間にアル
ミニウムの陽極接合抑止層を介在させ、陽極接合の後に
前記ガラス層の除去すべき部分を切断し前記陽極接合抑
止層と共に除去することを特徴とする半導体デバイスの
製造方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4307156A JP2533272B2 (ja) | 1992-11-17 | 1992-11-17 | 半導体デバイスの製造方法 |
| US08/123,267 US5406108A (en) | 1992-11-17 | 1993-09-20 | Interconnection construction of semiconductor device |
| EP93307429A EP0598477A1 (en) | 1992-11-17 | 1993-09-20 | Semiconductor device and method of manufacturing the same |
| CA002103174A CA2103174A1 (en) | 1992-11-17 | 1993-11-16 | Semiconductor device and method of manufacturing the same |
| US08/293,300 US5411919A (en) | 1992-11-17 | 1994-08-22 | Semiconductor device and method of manufacturing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4307156A JP2533272B2 (ja) | 1992-11-17 | 1992-11-17 | 半導体デバイスの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06163935A true JPH06163935A (ja) | 1994-06-10 |
| JP2533272B2 JP2533272B2 (ja) | 1996-09-11 |
Family
ID=17965707
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4307156A Expired - Lifetime JP2533272B2 (ja) | 1992-11-17 | 1992-11-17 | 半導体デバイスの製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5406108A (ja) |
| EP (1) | EP0598477A1 (ja) |
| JP (1) | JP2533272B2 (ja) |
| CA (1) | CA2103174A1 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO1999046570A1 (fr) * | 1998-03-12 | 1999-09-16 | Yamatake Corporation | Capteur et son procede de production |
| JP2011255435A (ja) * | 2010-06-07 | 2011-12-22 | Dainippon Printing Co Ltd | センサデバイス及びその製造方法 |
| JP2015146020A (ja) * | 2015-02-24 | 2015-08-13 | セイコーエプソン株式会社 | 波長可変干渉フィルター、測色センサー、および測色モジュール |
| JP2023079907A (ja) * | 2021-11-29 | 2023-06-08 | 三星ダイヤモンド工業株式会社 | 基板の切断方法、及び、基板小片の製造方法 |
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| DE19541299C1 (de) * | 1995-11-06 | 1997-03-13 | Siemens Ag | Verfahren zum Auflösen eines ausgehärteten Glaslotes |
| SG68630A1 (en) * | 1996-10-18 | 1999-11-16 | Eg & G Int | Isolation process for surface micromachined sensors and actuators |
| MY119304A (en) * | 1997-12-11 | 2005-04-30 | Shinetsu Handotai Kk | Silicon wafer etching method and silicon wafer etchant |
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-
1992
- 1992-11-17 JP JP4307156A patent/JP2533272B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1993
- 1993-09-20 EP EP93307429A patent/EP0598477A1/en not_active Withdrawn
- 1993-09-20 US US08/123,267 patent/US5406108A/en not_active Expired - Fee Related
- 1993-11-16 CA CA002103174A patent/CA2103174A1/en not_active Abandoned
-
1994
- 1994-08-22 US US08/293,300 patent/US5411919A/en not_active Expired - Fee Related
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| US5406108A (en) | 1995-04-11 |
| CA2103174A1 (en) | 1994-05-18 |
| US5411919A (en) | 1995-05-02 |
| EP0598477A1 (en) | 1994-05-25 |
| JP2533272B2 (ja) | 1996-09-11 |
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