JPH061752B2 - 半導体ウエハの接合方法 - Google Patents
半導体ウエハの接合方法Info
- Publication number
- JPH061752B2 JPH061752B2 JP58230336A JP23033683A JPH061752B2 JP H061752 B2 JPH061752 B2 JP H061752B2 JP 58230336 A JP58230336 A JP 58230336A JP 23033683 A JP23033683 A JP 23033683A JP H061752 B2 JPH061752 B2 JP H061752B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor wafers
- semiconductor
- polished
- bonding
- wafer
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P95/00—Generic processes or apparatus for manufacture or treatments not covered by the other groups of this subclass
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- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
- Recrystallisation Techniques (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、シリコンなどの半導体ウエハの接合方法に関
する。
する。
半導体ウエハの面上に、同種のまたは組成や不純物濃度
の異なる他の半導体層を形成する技術は、種々の方法が
知られている。例えば、化学蒸着法や物理蒸着法を応用
した気相成長法、液相エピタキシヤル成長法、合金接合
法、半田などの接着層を利用した接着法、などである。
しかしながら、従来の各種蒸着法では堆積速度が遅く、
例えば数１００μｍといつた半導体層を形成しようとす
ると極めて長い時間を要するという問題がある。また異
種材料の接着層で半導体ウエハを接合する方法では、昇
温すると接着層材料が半導体中に拡散したり、化合物を
生成して変質をおこすという不都合がある。半導体ウエ
ハ同志が異物の介在なしに直接接合できれば、これらの
問題は解決される。
の異なる他の半導体層を形成する技術は、種々の方法が
知られている。例えば、化学蒸着法や物理蒸着法を応用
した気相成長法、液相エピタキシヤル成長法、合金接合
法、半田などの接着層を利用した接着法、などである。
しかしながら、従来の各種蒸着法では堆積速度が遅く、
例えば数１００μｍといつた半導体層を形成しようとす
ると極めて長い時間を要するという問題がある。また異
種材料の接着層で半導体ウエハを接合する方法では、昇
温すると接着層材料が半導体中に拡散したり、化合物を
生成して変質をおこすという不都合がある。半導体ウエ
ハ同志が異物の介在なしに直接接合できれば、これらの
問題は解決される。
本発明者らは、鏡面研磨した半導体ウエハの研磨面同志
を親水性処理した後、清浄な雰囲気下で圧接することに
より、半導体ウエハ同志がきわめて強固に接合すること
を見出し、これを先に提案している（特公昭６２−２７
０４０号公報）。この方法によれば、事実上異物の介在
なしに半導体ウエハの接合体が得られる。
を親水性処理した後、清浄な雰囲気下で圧接することに
より、半導体ウエハ同志がきわめて強固に接合すること
を見出し、これを先に提案している（特公昭６２−２７
０４０号公報）。この方法によれば、事実上異物の介在
なしに半導体ウエハの接合体が得られる。
ところが、数インチという大きい径の半導体ウエハの接
合にこの方法を用いた場合、ウエハの反りなどの影響で
全面接着が非常に難しいことがわかつた。これは、接着
面の一部に残留ガスがとり残されることが主要な原因と
考えられる。
合にこの方法を用いた場合、ウエハの反りなどの影響で
全面接着が非常に難しいことがわかつた。これは、接着
面の一部に残留ガスがとり残されることが主要な原因と
考えられる。
本発明は、大面積の半導体ウエハ同志であつてもこれを
簡単かつ強固に接合することができる半導体ウエハの接
合方法を提供することを目的とする。
簡単かつ強固に接合することができる半導体ウエハの接
合方法を提供することを目的とする。
本発明は、２枚の半導体ウェハの表面を鏡面研磨し、少
なくとも一方の半導体ウェハの研磨面に、少なくとも一
端が半導体ウェハ周縁で開口し、接着面にガスが閉じ込
められないように通気道としての機能を有する溝を設け
て、これらの２枚の半導体ウェハの各研磨面同士を清浄
な条件下で密着させて直接接合することを特徴とする半
導体ウェハの接合方法である。なお、各研磨面は好まし
くは表面粗さ５００Å以下とする。またこれらの研磨面
は接着させる前に水洗などの親水性処理、すなわち表面
状態をより親水性にするための処理をすることが好まし
い。
なくとも一方の半導体ウェハの研磨面に、少なくとも一
端が半導体ウェハ周縁で開口し、接着面にガスが閉じ込
められないように通気道としての機能を有する溝を設け
て、これらの２枚の半導体ウェハの各研磨面同士を清浄
な条件下で密着させて直接接合することを特徴とする半
導体ウェハの接合方法である。なお、各研磨面は好まし
くは表面粗さ５００Å以下とする。またこれらの研磨面
は接着させる前に水洗などの親水性処理、すなわち表面
状態をより親水性にするための処理をすることが好まし
い。
このように、半導体ウエハの接着すべき面に溝を設けて
おけば、接着時に空気などのガスが面内に閉じ込められ
て接着を妨げることがなく、大口径の半導体ウエハでも
確実に全面接着することができる。形成される溝の形や
本数、方向などは必要に応じて選択されるべきである。
比較的小口径の半導体ウエハであれば、例えば面内中央
で交差する十字線状の溝が使われるであろう。多数のペ
レツトを得る大口径のウエハに応用する場合には、将来
のスクライブラインに合わせて溝を形成するものも一方
法である。溝のピツチを細かくすると、接着は容易にな
るが、実質的な接着面積は当然小さくなる。溝の形成に
は、ダイヤモンドブレード，化学エツチングなどが使わ
れる。溝の深さには特に制限はないが、ウエハの厚みと
関係で余り深くするとこわれ易くなる。要するにこの溝
は、接着面にガスが閉じ込められないように通気道とし
ての機能を有すればよく、少くとも一端がウエハ周縁で
外部に開口していればよい。ガスが接着面内に閉じ込め
られると、一時的に強固に接着されたとしても、昇温に
よる内部のガス膨張により容易にはがれることになるか
らである。
おけば、接着時に空気などのガスが面内に閉じ込められ
て接着を妨げることがなく、大口径の半導体ウエハでも
確実に全面接着することができる。形成される溝の形や
本数、方向などは必要に応じて選択されるべきである。
比較的小口径の半導体ウエハであれば、例えば面内中央
で交差する十字線状の溝が使われるであろう。多数のペ
レツトを得る大口径のウエハに応用する場合には、将来
のスクライブラインに合わせて溝を形成するものも一方
法である。溝のピツチを細かくすると、接着は容易にな
るが、実質的な接着面積は当然小さくなる。溝の形成に
は、ダイヤモンドブレード，化学エツチングなどが使わ
れる。溝の深さには特に制限はないが、ウエハの厚みと
関係で余り深くするとこわれ易くなる。要するにこの溝
は、接着面にガスが閉じ込められないように通気道とし
ての機能を有すればよく、少くとも一端がウエハ周縁で
外部に開口していればよい。ガスが接着面内に閉じ込め
られると、一時的に強固に接着されたとしても、昇温に
よる内部のガス膨張により容易にはがれることになるか
らである。
本発明によれば、広い面積の半導体ウエハ同志を実質的
に異物の介在なしに強固に接合することができる。得ら
れた半導体接合体は、異物が介在しないため例えば半導
体自体の耐熱温度まで加熱することができ、各種半導体
デバイスの製造に広く応用することができる。
に異物の介在なしに強固に接合することができる。得ら
れた半導体接合体は、異物が介在しないため例えば半導
体自体の耐熱温度まで加熱することができ、各種半導体
デバイスの製造に広く応用することができる。
(1)表面粗さ５００Å以下に鏡面研磨された２インチ径
のｎ型（１００）シリコンウエハ（厚さ６００μｍ、比
抵抗１Ω−cm）を用意し、酸素中１１００℃で３０分処
理して、表面に６０００Åの熱酸化膜を形成した。この
ウエハ表面にダイヤモンドブレードにより、深さ１００
μｍ，幅４０μｍの溝を５mmピツチで格子状に形成し
た。次いで、フツ酸−硝酸−酢酸の混液で処理して破砕
層を除去した。次に４０％フツ化アンモニウム液に浸漬
して酸化膜層を除去し、王水中で煮沸した後水洗した
（親水性化処理）した。
のｎ型（１００）シリコンウエハ（厚さ６００μｍ、比
抵抗１Ω−cm）を用意し、酸素中１１００℃で３０分処
理して、表面に６０００Åの熱酸化膜を形成した。この
ウエハ表面にダイヤモンドブレードにより、深さ１００
μｍ，幅４０μｍの溝を５mmピツチで格子状に形成し
た。次いで、フツ酸−硝酸−酢酸の混液で処理して破砕
層を除去した。次に４０％フツ化アンモニウム液に浸漬
して酸化膜層を除去し、王水中で煮沸した後水洗した
（親水性化処理）した。
別に表面粗さ５００Å以下に鏡面研磨された２インチ径
のｎ型（１００）シリコンウエハ（厚さ３００μｍ，比
抵抗６０Ω−cm）を用意し、これを硫酸ー過酸化水素混
液で洗浄処理した。
のｎ型（１００）シリコンウエハ（厚さ３００μｍ，比
抵抗６０Ω−cm）を用意し、これを硫酸ー過酸化水素混
液で洗浄処理した。
この二枚のウエハを更に純水中で充分に洗浄した後、フ
レオン乾燥し、ゴミ浮遊量２０個／cm3以下のクリーン
ルーム内で両者の研磨面（一方は溝が形成されている）
を直接接触させて圧迫した。この結果、強固なウエハ接
合体が得られた。
レオン乾燥し、ゴミ浮遊量２０個／cm3以下のクリーン
ルーム内で両者の研磨面（一方は溝が形成されている）
を直接接触させて圧迫した。この結果、強固なウエハ接
合体が得られた。
この接合体を窒素中で１２００℃まで加熱したが何の変
化も認められなかつた。また赤外顕微鏡で接合面を観察
した結果、溝部以外はボイドなしに接合されていること
が確認された。
化も認められなかつた。また赤外顕微鏡で接合面を観察
した結果、溝部以外はボイドなしに接合されていること
が確認された。
(2)２インチ径で比抵抗５Ω−cmのｐ型シリコンウエハ
とこれと同径で比抵抗１Ω−cmのｎ型シリコンウエハを
用意した。両者とも、一方の面が表面粗さ５００Å以下
に鏡面研磨されており、厚さは４００μｍである。両ウ
エハの研磨面に３mmピツチで深さ４０μｍ，幅１００μ
ｍのすだれ状溝を化学エツチングにより形成した。この
エツチングのマスクにはホトレジストを用い、エツチン
グ液にはフツ酸−硝酸−酢酸の混液を用いた。これらの
ウエハを硝酸中で煮沸した後、水洗，乾燥し、クリーン
ルーム内で両者の研磨面を溝が互いに直交するように接
触させ、圧迫して接着した。
とこれと同径で比抵抗１Ω−cmのｎ型シリコンウエハを
用意した。両者とも、一方の面が表面粗さ５００Å以下
に鏡面研磨されており、厚さは４００μｍである。両ウ
エハの研磨面に３mmピツチで深さ４０μｍ，幅１００μ
ｍのすだれ状溝を化学エツチングにより形成した。この
エツチングのマスクにはホトレジストを用い、エツチン
グ液にはフツ酸−硝酸−酢酸の混液を用いた。これらの
ウエハを硝酸中で煮沸した後、水洗，乾燥し、クリーン
ルーム内で両者の研磨面を溝が互いに直交するように接
触させ、圧迫して接着した。
得られたウエハ接合体を窒素中で１１００℃まで加熱し
た後、溝に沿つてダイヤモンドブレードで分割し、３mm
口のダイオードペレツトとした。いずれのダイオードペ
レツトも十分な整流特性を示した。
た後、溝に沿つてダイヤモンドブレードで分割し、３mm
口のダイオードペレツトとした。いずれのダイオードペ
レツトも十分な整流特性を示した。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−13773（ＪＰ，Ａ) 特公 昭37−114（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭49−26455（ＪＰ，Ｂ１)
Claims (3)
- 【請求項１】２枚の半導体ウェハの表面を鏡面研磨し、
少なくとも一方の半導体ウェハの研磨面に、少なくとも
一端が半導体ウェハ周縁で開口し、接着面にガスが閉じ
込められないように通気道としての機能を有する溝を設
けて、これらの２枚の半導体ウェハの各研磨面同士を清
浄な条件下で密着させて直接接合することを特徴とする
半導体ウェハの接合方法。 - 【請求項２】鏡面研磨面の表面粗さが５００Ａ以下であ
る特許請求の範囲第１項記載の半導体ウェハの接合方
法。 - 【請求項３】前記２枚の半導体ウェハを密着させる前に
各研磨面に親水性処理を施すようにした特許請求の範囲
第１項記載の半導体ウェハの接合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58230336A JPH061752B2 (ja) | 1983-12-06 | 1983-12-06 | 半導体ウエハの接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58230336A JPH061752B2 (ja) | 1983-12-06 | 1983-12-06 | 半導体ウエハの接合方法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28395494A Division JPH07169659A (ja) | 1994-10-25 | 1994-10-25 | 半導体ウエハの接合方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60121715A JPS60121715A (ja) | 1985-06-29 |
| JPH061752B2 true JPH061752B2 (ja) | 1994-01-05 |
Family
ID=16906240
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58230336A Expired - Lifetime JPH061752B2 (ja) | 1983-12-06 | 1983-12-06 | 半導体ウエハの接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH061752B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7116164B1 (en) | 2004-03-31 | 2006-10-03 | Marvell International Ltd. | Variable-gain constant-bandwidth transimpedance amplifier |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6271214A (ja) * | 1985-09-25 | 1987-04-01 | Toshiba Corp | 半導体基板の接合方法 |
| US4837177A (en) * | 1987-12-28 | 1989-06-06 | Motorola Inc. | Method of making bipolar semiconductor device having a conductive recombination layer |
| JP2685244B2 (ja) * | 1988-09-30 | 1997-12-03 | 株式会社日本自動車部品総合研究所 | 半導体装置の製造方法 |
| US5164218A (en) * | 1989-05-12 | 1992-11-17 | Nippon Soken, Inc. | Semiconductor device and a method for producing the same |
| JPH0361331U (ja) * | 1989-10-19 | 1991-06-17 | ||
| JPH03283636A (ja) * | 1990-03-30 | 1991-12-13 | Nippon Soken Inc | 半導体基板の製造方法 |
| JPH05152263A (ja) * | 1991-11-25 | 1993-06-18 | Mitsubishi Materials Corp | 両面研磨機によるシリコンウエーハの片面研磨方法 |
| WO1994023444A2 (en) * | 1993-04-02 | 1994-10-13 | Harris Corporation | Bonded wafer processing with oxidative bonding |
| JPH07169659A (ja) * | 1994-10-25 | 1995-07-04 | Toshiba Corp | 半導体ウエハの接合方法 |
| JP2976929B2 (ja) * | 1997-05-30 | 1999-11-10 | 日本電気株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
| KR20070071965A (ko) * | 2005-12-30 | 2007-07-04 | 삼성전자주식회사 | 실리콘 직접 접합 방법 |
| JP5434056B2 (ja) * | 2008-12-02 | 2014-03-05 | 株式会社Ｓｕｍｃｏ | 半導体基板の金属汚染評価方法 |
| US11491737B2 (en) * | 2018-09-25 | 2022-11-08 | Raytheon Company | Robust method for bonding optical materials |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2926741C2 (de) * | 1979-07-03 | 1982-09-09 | Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt | Feldeffekt-Transistor und Verfahren zu seiner Herstellung |
-
1983
- 1983-12-06 JP JP58230336A patent/JPH061752B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7116164B1 (en) | 2004-03-31 | 2006-10-03 | Marvell International Ltd. | Variable-gain constant-bandwidth transimpedance amplifier |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60121715A (ja) | 1985-06-29 |
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