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Hintergrund
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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Halbleitervorrichtung wie etwa einen Sensor und ein Verfahren zum Herstellen der Halbleitervorrichtung.
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Stand der Technik
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Die
CN 105 236 345 A offenbart eine Art von MEMS, Halbleiterbauelementen und ein Herstellungsverfahren davon. Das MEMS hat einen luftdichten Hohlraum, welcher eine in einer ersten Ebene verlängerte Innenwand aufweist, wobei die beschriebene Wand einen Dünnfilmabscheidungsbereich für die Abscheidung von Fe Getter-Filmen umfasst.
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Die
DE 10 2004 042 784 A1 offenbart einen Beschleunigungssensor aufweisend ein Halbleitersubstrat, ein auf dem Halbleitersubstrat ausgebildetes Fühlerelement, einen aus Polysilizium bestehenden Binderahmen, der auf dem Halbleitersubstrat ausgebildet ist und das Fühlerelement umgibt, und eine Glaskappe, die mit einer oberen Oberfläche des aus Polysilizium bestehenden Binderahmens verbunden ist, sodass das Fühlerelement oberhalb des Fühlerelements bedeckt ist, wobei sie um einen vorbestimmten Abstand von dem Fühlerelement beabstandet ist. Der aus Polysilizium bestehende Binderahmen ist mit keiner Dotierung dotiert.
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Die
US 2009/0 053 855 A1 offenbart ein Verfahren zum Bereitstellen einer Getterung in einer vakuumverkapselten Vorrichtung wird beschrieben. Das Verfahren umfasst das Bilden mehrerer kleiner Eindrückmerkmale in einem Vorrichtungshohlraum, der in einem Deckelwafer ausgebildet ist. Das Gettermaterial wird dann über den Eindrückmerkmalen abgelagert.
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Die US 2009/ 0 179 287 A1 offenbart eine Funktionsvorrichtung umfassend: ein Substrat; eine auf dem Substrat gebildete funktionelle Struktur; einen Hohlraum, in dem die Funktionsstruktur angeordnet ist; und eine Abdeckung, die den Hohlraum bedeckt, wobei die Abdeckung eine Struktur mit rippenförmigen Abschnitten oder rillenförmigen Abschnitten umfasst, die einen Abdeckungsbereich kreuzen, der mindestens den Hohlraum bedeckt.
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Die
DE 196 19 921 A1 offenbart ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung, wobei auf einem Siliziumwafer ein MOS-Transistor mit beweglichem Gate ausgebildet wird. Ein Kontaktierungsrahmen, der aus einer dünnen Siliziumschicht besteht, wird um einen Elementbildungsbereich herum auf der Oberfläche des Siliziumwafers mittels Musterung ausgebildet. Auf einem kappenbildenden Siliziumwafer wird ein hervorstehender Fußbereich bereitgestellt, auf dessen unterer Oberfläche eine Kontaktierungsschicht ausgebildet wird, die aus einer Goldschicht besteht.
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Die
DE 10 2006 025 373 A1 offenbart einen Beschleunigungssensor vom elektrostatischen Kapazitätstyp, in welchem verhindert wird, dass Wasser usw. in einen abgedichteten Raum eindringt, der einen Beschleunigungsdetektor mit einer beweglichen Elektrode enthält, und dass die bewegliche Elektrode aufgrund statischer Ladung, die während des Durchführens eines anodischen Bondens auf einer Kappe angesammelt wird, an der Kappe hängen bleibt.
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Die
DE 10 2004 028 927 A1 offenbart einen Beschleunigungssensor welcher beinhaltet: ein Beschleunigungssensorelement und einen diesen umgebenden Rahmenbereich. Das Sensorelement und der Rahmenbereich befinden sich auf einer Hauptfläche eines Substrats. Eine Zwischenschicht ist auf dem Rahmenbereich gebildet. Ein Abdeckungsbereich ist mit der Zwischenschicht verbunden, so daß hierdurch das Beschleunigungssensorelement gekapselt ist. Nuten in Form eines Rahmens sind in dem Rahmenbereich bzw. der Zwischenschicht gebildet und befinden sich in Positionen, die in Bezug auf die Hauptflächenrichtung des Substrats im Wesentlichen miteinander identisch sind.
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Die
CN 106 115 615 A offenbart einen MEMS-(mikroelektromechanisches System)-Chip mit Gettern und ein Wafer-Level-Packaging-Verfahren dafür. Der MEMS-Chip umfasst eine Deckplatte, eine MEMS-Strukturschicht und eine Bodenplatte, wobei Deckplattenhohlräume in der unteren Oberfläche der Deckplatte ausgebildet sind; Bodenplattenhohlräume sind in der oberen Oberfläche der Bodenplatte ausgebildet; die Deckplattenhohlräume und die Bodenplattenhohlräume bilden gemeinsam Dichtungshohlräume; MEMS-Strukturen sind in den Dichtungshohlräumen angeordnet; Abdeckplatten-Isolierschichten sind zwischen der Abdeckplatte und der MEMS-Strukturschicht angeordnet; die Bodenplatte ist durch Bodenplatten-Bondschichten mit der MEMS-Strukturschicht verbunden; Pyramiden oder Prismenstümpfe werden in den Hohlräumen der Deckplatte oder den Hohlräumen der Bodenplatte hergestellt und mit Gettern bedeckt. Die Pyramiden oder Prismenstümpfe werden gebildet, während die Hohlräume der Bodenplatte oder die Hohlräume der Deckplatte geätzt werden.
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Die
JP 2007 085 747 A offenbart ein Verfahren, in welchem eine Kappe an einem Verbindungsstellenrahmen, welcher auf einem Halbleitersubstrat vorgesehen ist, gebondet wird, wobei eine Aussparung der Kappe zum Halbleitersubstrat zeigt, um einen eingeschlossenen Raum bereitzustellen. Der eingeschlossene Raum enthält einen beweglichen Teil. Ferner ist ein duktiler, leitfähiger Schirmfilm auf der gesamten Innenoberfläche der Kappe vorgesehen.
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Der bewegliche Teil ist in dem von dem Halbleitersubstrat und der Kappe bereitgestellten eingeschlossenen Raum vorgesehen. Der bewegliche Teil ist zum Beispiel ein Teil eines Beschleunigungssensors oder eines Winkelgeschwindigkeitssensors. Elektrische Eigenschaften und Vibrationseigenschaften des beweglichen Teils verändern sich entsprechend dem Druck in dem eingeschlossenen Raum. Dementsprechend muss, um eine zu erfassende physikalische Größe genau zu erfassen, der Druck in dem eingeschlossenen
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Raum auf einem vorbestimmten Druck gehalten werden. Um den eingeschlossenen Raum auf einem angemessenen Druck zu halten, wird ein Inertgas wie etwa Argon oder Stickstoff als Sperrgas verwendet, oder ein Vakuum wird in dem eingeschlossenen Raum erzeugt.
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Allerdings gibt es Fälle, in denen der Druck in dem eingeschlossenen Raum aufgrund von Gasemission von der Kappe und Gasabsorption durch die Kappe nicht auf dem vorbestimmten Druck gehalten werden kann. Beispielsweise in dem Fall, in welchem die Kappe durch anodisches Bonden, bei welchem Bonden in einer Hochtemperatur-, Hochspannungsumgebung durchgeführt wird, an das Substrat gebondet wird, wird Sauerstoff von der Kappe emittiert und Stickstoff von der Kappe absorbiert.
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Mit dem auf der gesamten Innenoberfläche der Kappe vorgesehenen duktilen, leitfähigen Schirmfilm kann der in der
JP 2007 085 747 A offenbarte kapazitive Beschleunigungssensor den Druck in dem eingeschlossenen Raum auf einem vorbestimmten Druck halten. Allerdings wird die Innenwand der Kappe in der
JP 2007 085 747 A durch eine planare Oberfläche gebildet. In dem Fall, in welchem die Innenwand der Kappe planar ist, tendiert der in dem eingeschlossenen Raum vorgesehene bewegliche Teil dazu, an der Innenwand der Kappe zu haften. Insbesondere gab es ein Problem, bei dem der bewegliche Teil aufgrund von elektrostatischen Kräften, welche wirken, wenn ein Verbindungsstellenrahmen und die Kappe anodisch gebondet werden, oder von äußeren Kräften oder von elektrostatischen Kräften, welche nach der Fertigstellung der Halbleitervorrichtung wirken, an der Innenwand der Kappe haftet.
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Kurzbeschreibung der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung wurde zum Lösen der vorstehend beschriebenen Probleme konzipiert und es ist eine Aufgabe der vorstehenden Erfindung, eine Halbleitervorrichtung, welche den Druck in einem eingeschlossenen Raum zum Unterbringen eines beweglichen Teils auf einem vorbestimmten Druck halten kann und verhindern kann, dass der bewegliche Teil an einer Innenwand einer Kappe haftet, und ein Verfahren zum Herstellen der Halbleitervorrichtung bereitzustellen.
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Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Die Unteransprüche haben vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung zum Inhalt.
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Andere und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden durch die folgende Beschreibung ersichtlicher.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Querschnittsansicht einer Halbleitervorrichtung gemäß Ausführungsform 1;
- 2 ist eine Draufsicht der Halbleitervorrichtung;
- 3 ist eine Querschnittsansicht der Kappe;
- 4 ist eine Querschnittsansicht einer Halbleitervorrichtung gemäß Ausführungsform 2;
- 5 ist ein Flussdiagramm, welches ein Herstellungsverfahren für eine Halbleitervorrichtung gemäß Ausführungsform 2 darstellt;
- 6 ist eine Querschnittsansicht einer Halbleitervorrichtung gemäß Ausführungsform 3; und
- 7 ist ein Flussdiagramm, welches ein Herstellungsverfahren für eine Halbleitervorrichtung gemäß Ausführungsform 3 darstellt.
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Detaillierte Beschreibung
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Halbleitervorrichtungen und Herstellungsverfahren für Halbleitervorrichtungen gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Die gleichen oder entsprechenden Komponenten werden mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und die Wiederholung einer Erklärung dieser kann weggelassen worden sein.
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Ausführungsform 1.
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1 ist eine Querschnittsansicht einer Halbleitervorrichtung gemäß Ausführungsform 1. Diese Halbleitervorrichtung weist einen Vorrichtungsaufbau 10 auf, welcher als ein Beschleunigungssensor fungiert. Der Vorrichtungsaufbau 10 wird zum Beispiel durch Wiederholen von Ablagern und Ätzen von Isolierfilmen und Metallen auf einer Oberfläche eines Substrats 12, welches aus einem Halbleiter besteht, gebildet. Der Isolierfilm kann zum Beispiel Polysilizium, ein Oxidfilm oder ein Nitridfilm sein. Der Vorrichtungsaufbau 10 umfasst Elektroden 14, einen Verbindungsstellenrahmen 16 und einen beweglichen Teil 18, welche auf dem Substrat 12 gebildet sind.
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Die Elektroden 14 bestehen aus Metall. Der Verbindungsstellenrahmen 16 wird zum Beispiel durch Ablagern von dotiertem Polysilizium auf einem Isolierfilm gebildet. Der bewegliche Teil 18 besteht zum Beispiel aus dotiertem Polysilizium. Eine Kappe 20 wird an dem Verbindungsstellenrahmen 16 gebondet. Die Kappe 20 besteht zum Beispiel aus Glas. Da die Kappe 20 einen ausgesparten Teil 20a aufweist, wird ein eingeschlossener Raum 24 zwischen der Kappe 20 und dem Substrat 12 gebildet.
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2 ist eine Draufsicht der Halbleitervorrichtung. In 2 ist die Kappe 20 wegen der Einfachheit der Erklärung weggelassen worden. Der Verbindungsstellenrahmen 16 ist so gebildet, dass er bei einer Draufsicht ringförmig ist. Der Verbindungsstellenrahmen 16 ist so vorgesehen, dass er den beweglichen Teil 18 umschließt. Fixierte Teile 32, welche von dem Verbindungsstellenrahmen 16 umschlossen sind, sind an Seiten des beweglichen Teils 18 vorgesehen. Die fixierten Teile 32 bestehen, so wie der bewegliche Teil 18, aus dotiertem Polysilizium. Der bewegliche Teil 18 und die fixierten Teile 32 fungieren als ein Kondensator. Um die Beschleunigung als ein elektrisches Signal basierend auf einer Veränderung der elektrostatischen Kapazität zwischen dem beweglichen Teil 18 und den fixierten Teilen 32 zu extrahieren, sind der bewegliche Teil 18 und die Elektrode 14 mit einem Verbindungselement 30 verbunden und die fixierten Teile 32 und die Elektroden 14 sind mit Verbindungselementen 34 verbunden. Die Verbindungselemente 30 und 34 bestehen zum Beispiel aus Polysilizium oder aus einem Metallfilm. Die Verbindungselemente 30 und 34 befinden sich teilweise unter dem Verbindungsstellenrahmen 16.
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Zurückverweisend auf 1 ist der ausgesparte Teil 20a der Kappe 20 so vorgesehen, dass er zum beweglichen Teil 18 zeigt. Daher bedeckt die Kappe 20 einen Raum über dem beweglichen Teil 18. Die Innenwand der Kappe 20 ist mit Unregelmäßigkeiten versehen. Genauer ausgedrückt weist die Innenwand der Kappe 20 viele Höcker und Beulen auf und ist nicht planar. Ein Verhinderungsfilm 22 ist auf einer solchen Innenwand der Kappe 20 gebildet. Der Verhinderungsfilm 22 ist ein Film, welcher entlang der Unregelmäßigkeiten der Kappe 20 gebildet ist. Dementsprechend weist der Verhinderungsfilm 22 Unregelmäßigkeiten auf seiner Oberfläche auf. Der Verhinderungsfilm 22 ist ein Film zum Verhindern, dass Gas von der Kappe 20 in den Raum 24 emittiert wird und dass Gas in dem Raum 24 von der Kappe 20 absorbiert wird. Der Verhinderungsfilm 22 besteht bevorzugt aus Metall. Die Oberflächenrauheit der Innenwand der Kappe 20 und die Oberflächenrauheit des Verhinderungsfilms 22 sind bevorzugt gleich.
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Ein Herstellungsverfahren für eine Halbleitervorrichtung gemäß Ausführungsform 1 wird beschrieben. Zuerst werden die Elektrode 14, der Verbindungsstellenrahmen 16, der bewegliche Teil 18, die Verbindungselemente 30 und 34 und die fixierten Teile 32 auf dem Halbleitersubstrat 1 gebildet, wodurch der Vorrichtungsaufbau 10 fertiggestellt wird. 2 ist eine Draufsicht des fertiggestellten Vorrichtungsaufbaus 10. Der Schritt des Bildens eines Vorrichtungsaufbaus wird als ein Vorrichtungsaufbau-Bildungsschritt bezeichnet. Der durch den Vorrichtungsaufbau-Bildungsschritt gebildete Vorrichtungsaufbau 10 ist nicht auf einen Beschleunigungssensor beschränkt. Der Vorrichtungsaufbau kann jede Vorrichtung sein, in welcher der bewegliche Teil 18 in dem eingeschlossenen Raum 24 vorgesehen ist. Es können zum Beispiele verschiedene Arten von Sensoren wie etwa Winkelgeschwindigkeitssensoren, Aktoren und dergleichen als der Vorrichtungsaufbau verwendet werden.
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Die Kappe 20 wird vor oder nach dem Vorrichtungsaufbau-Bildungsschritt gebildet. Die Kappe 20 wird durch Zerspanen eines Glassubstrats gebildet. Genauer ausgedrückt wird ein Glassubstrat geätzt oder sandgestrahlt, um die Kappe 20, welche den ausgesparten Teil 20a aufweist, herzustellen. In dem oberen Teil der 3 ist die Kappe 20, welche den durch Sandstrahlen gebildeten ausgesparten Teil 20a aufweist, dargestellt. Um auf der Innenwand der Kappe 20 Unregelmäßigkeiten zu bilden, wird der ausgesparte Teil 20a bevorzugt durch Sandstrahlen gebildet. Der Schritt des Bildens der Kappe 20 wird als ein Kappenbildungsschritt bezeichnet.
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Daraufhin wird der Verhinderungsfilm 22 in dem ausgesparten Teil 20a der Kappe 20 gebildet. Der Verhinderungsfilm 22 wird relativ dünn gebildet, um nicht die Unregelmäßigkeiten der Innenwand der Kappe 20 zu glätten. Durch Bilden des Verhinderungsfilms 22 entlang der Unregelmäßigkeiten der Innenwand der Kappe 20, kann die Oberfläche des Verhinderungsfilms 22 mit Unregelmäßigkeiten versehen werden. Der Schritt des Bildens des Verhinderungsfilms 22 wird als ein Verhinderungsfilm-Bildungsschritt bezeichnet.
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Nachdem der Vorrichtungsaufbau-Bildungsschritt und der Verhinderungsfilm-Bildungsschritt abgeschlossen sind, wird ein Schritt des anodischen Bondens durchgeführt. In dem Schritt des anodischen Bondens werden die Kappe 20 und der Verbindungsstellenrahmen 16 anodisch gebondet, sodass der ausgesparte Teil 20a der Kappe 20 und der Verhinderungsfilm 22 zum beweglichen Teil 18 zeigen. Die Kappe 20 und der Verhinderungsfilm 22 werden von dem beweglichen Teil 18 ferngehalten. Eine Kappe kann an einem Verbindungsstellenrahmen gebondet sein, oder Kappen können jeweils an einer Mehrzahl von Verbindungsstellenrahmen, welche auf einem Wafer gleichzeitig gebildet werden, gebondet werden. Anodisches Bonden ist ein Verfahren zum Bonden eines Isoliermaterials wie etwa Glas mit einem Halbleiter wie etwa Silizium oder einem Leiter wie etwa Metall. In der vorliegenden Ausführungsform werden die aus Glas gebildete Kappe 20 und das dotierte Polysilizium auf dem Verbindungsstellenrahmen 16 aufeinander angeordnet und Wärme und Spannung werden darauf angewandt, wodurch die Kappe 20 und der Verbindungsstellenrahmen 16 zusammengebondet werden. Genauer ausgedrückt wird eine Spannung von beispielsweise mehreren hundert Volt zwischen der Seite des Substrats 12 als eine Anode und der Seite der Kappe 20 als eine Kathode angelegt. Die Erwärmungstemperatur ist bevorzugt etwa 400°C. Die Bearbeitungszeit ist in dem Bereich von mehreren zehn Minuten bis mehrere Stunden.
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Der Schritt des anodischen Bondens wird in einer Inertgasatmosphäre aus Argon, Stickstoff oder dergleichen, oder einer Vakuumatmosphäre durchgeführt. Wenn Inertgas verwendet wird, kann der Druck in dem Raum 24 durch Steuern des Druckes des Inertgases gesteuert werden. Ein Schritt des anodischen Bondens, welcher in einer Inertgasatmosphäre unter Atmosphärendruck durchgeführt wird, verursacht, dass Gas von der Kappe 20 absorbiert wird und weist ein Risiko auf, dass der Druck in dem Raum 24 nicht auf einem vorbestimmten Druck gehalten werden kann. Des Weiteren verursacht ein Schritt des anodischen Bondens, welcher in einer Vakuumatmosphäre durchgeführt wird, dass Sauerstoff von der Kappe 20 emittiert wird und weist ein Risiko auf, dass der Druck in dem Raum 24 höher als der Vakuumdruck werden kann.
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Allerdings kann in der Halbleitervorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung, da der Verhinderungsfilm 22 auf der Innenwand der Kappe 20 gebildet ist, verhindert werden, dass Gas von der Innenwand der Kappe 20 absorbiert wird und dass Gas von der Kappe 20 emittiert wird. Dementsprechend, wenn der Schritt des anodischen Bondens in einer Inertgasatmosphäre durchgeführt wird, enthält der Raum 24, welcher von dem ausgesparten Teil 20a und dem Substrat 12 umschlossen wird, Inertgas auf einem vorbestimmten Druck. Des Weiteren, wenn der Schritt des anodischen Bondens in einer Vakuumatmosphäre durchgeführt wird, wird ein Vakuum in dem Raum 24 erzeugt. Daher kann der Druck in dem eingeschlossenen Raum 24 nur durch Bereitstellen des Verhinderungsfilms 22 leicht auf einem vorbestimmten Druck gehalten werden. Diese Auswirkung kann Variationen im Druck in dem Raum 24 unter Produkten verringern.
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Wenn die Oberfläche des Verhinderungsfilms 22 planar ist, tendiert der bewegliche Teil 18 dazu, an dem Verhinderungsfilm 22 zu haften. Genauer ausgedrückt würde der bewegliche Teil 18 wahrscheinlich aufgrund von elektrostatischen Kräften während des anodischen Bondens oder durch statische Elektrizität oder durch externe Kräfte nach der Herstellung der Vorrichtung an dem Verhinderungsfilm haften. Mit anderen Worten würde der bewegliche Teil 18 wahrscheinlich an der Kappe haften, wobei der Verhinderungsfilm zwischen diesen angeordnet ist. Dementsprechend ist in Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung die Oberfläche des Verhinderungsfilms 22 mit Unregelmäßigkeiten, wie in dem unteren Teil der 3 dargestellt, versehen. Dies kann die Kontaktfläche verringern, wenn der bewegliche Teil 18 mit dem Verhinderungsfilm 22 in Kontakt kommt. Dementsprechend kann verhindert werden, dass der bewegliche Teil 18 an der Innenwand der Kappe 20 haftet, wobei der Verhinderungsfilm 22 zwischen diesen angeordnet ist.
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Es ist wichtig, die Kontaktfläche zwischen dem Verhinderungsfilm 22 und dem beweglichen Teil 18 kleiner als die Kontaktfläche zwischen einem Verhinderungsfilm, der als planar gebildet wurde, und einem beweglichen Teil durch Bilden wesentlicher Unregelmäßigkeiten auf der Oberfläche des Verhinderungsfilms 22 zu machen. Um zuverlässig zu verhindern, dass der bewegliche Teil 18 haftet, sollte die Oberflächenrauheit des Verhinderungsfilms 22 groß sein. Eine ausreichende Oberflächenrauheit kann durch Bereitstellen von Unregelmäßigkeiten, welche durch Sandstrahlen verursacht werden, auf der Innenwand der Kappe 20 und durch Bilden des Verhinderungsfilms 22 entlang der Unregelmäßigkeiten leicht erreicht werden. In dem Fall ist die Oberflächenrauheit des Verhinderungsfilms 22 bevorzugt gleich der Oberflächenrauheit des ausgesparten Teils 20a. Allerdings ist ein Verfahren, bei welchem dem Verhinderungsfilm 22 eine ausreichende Oberflächenrauheit gegeben wird, nicht besonders beschränkt. Beispielsweise kann ein Verhinderungsfilm, welcher eine angeraute Oberfläche aufweist, durch Bilden eines planaren Verhinderungsfilms und dann Bearbeiten des planaren Verhinderungsfilms durch Sandstrahlen oder dergleichen erhalten werden. Es sei angemerkt, dass erwartet wird, dass das „unplanar“ Machen der Oberfläche des Verhinderungsfilms die Auswirkung hat, dass bis zu einem gewissen Maße verhindert wird, dass der bewegliche Teil 18 haftet.
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Durchführen des Schritts des anodischen Bondens verursacht, dass die Kappe 20 und der Verbindungsstellenrahmen 16 durch Kovalenzbindung stark gebondet werden. Daher kann die Halbleitervorrichtung mit dem luftdichten Raum 24 hergestellt werden. In der Halbleitervorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung gibt es, da der Verhinderungsfilm 22 den Druck in dem Raum 24 auf einem vorbestimmten Druck hält, keine Notwendigkeit, einen Getter wie etwa einen Sauerstoffabsorber in dem Raum 24 bereitzustellen oder den Druck anzupassen, wenn eine Bondingspannung angelegt wird. Dementsprechend ist die Halbleitervorrichtung gemäß Ausführungsform 1 für Miniaturisierung geeignet und kann durch ein einfaches Verfahren ohne komplizierter Druckanpassung hergestellt werden.
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Die Halbleitervorrichtung und das Herstellungsverfahren für eine Halbleitervorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung können innerhalb eines Bereiches modifiziert werden, in welchem Merkmale dieser nicht verloren gehen. Zum Beispiel kann der Verhinderungsfilm 22 aus einem anderen Material als Metall bestehen. Der Verhinderungsfilm besteht aus einem Material, welches gegen Wärme von ungefähr 400°C, welcher der Verhinderungsfilm während des anodischen Bondens ausgesetzt wird, beständig ist. Während verschiedene Modifikationen in der Ausführungsform 1 erwähnt wurden, können diese Modifikationen an Halbleitervorrichtungen und Herstellungsverfahren für Halbleitervorrichtungen entsprechend den nachstehenden Ausführungsformen angewandt werden. Es sei angemerkt, dass die Halbleitervorrichtungen und die Herstellungsverfahren für Halbleitervorrichtungen gemäß den nachstehenden Ausführungsformen viele Gemeinsamkeiten mit denen aus Ausführungsform 1 aufweisen und daher werden hauptsächlich Unterschiede zur Ausführungsform 1 beschrieben.
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Ausführungsform 2.
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4 ist eine Querschnittsansicht einer Halbleitervorrichtung gemäß Ausführungsform 2. Die Kappe 20 weist einen ausgesparten Teil 20b auf. Der ausgesparte Teil 20b wird durch Nassätzen nach dem Sandstrahlen gebildet. Dementsprechend weist die Innenwand des ausgesparten Teils 20b eine höhere Planheit als die Innenwand der Kappe 20 in 1 auf. Die Lochtiefe y, welche durch den ausgesparten Teil 20b gebildet wird, ist beispielsweise 10µm oder mehr.
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5 ist ein Flussdiagramm, welches ein Herstellungsverfahren für eine Halbleitervorrichtung gemäß Ausführungsform 2 darstellt. Zuerst wird der gleiche Vorrichtungsaufbau-Bildungsschritt S1 wie in Ausführungsform 1 durchgeführt. Daraufhin wird ein Schritt S2 durchgeführt. In dem Schritt S2 wird ein ausgesparter Teil in der Kappe durch Sandstrahlen gebildet. Die Lochtiefe, welche durch den ausgesparten Teil gebildet wird, ist bevorzugt 10µm oder mehr. In dem Fall, in welchem erwünscht ist, dass die Lochtiefe des ausgesparten Teils 10µm oder mehr ist, kann das Bilden des ausgesparten Teils durch Sandstrahlen im Vergleich zum Nassätzen in einer kürzeren Bearbeitungszeit durchgeführt werden und eine höhere Bearbeitungsgenauigkeit erhalten. Allerdings werden beim Bearbeiten durch Sandstrahlen wesentliche Unregelmäßigkeiten auf der Innenwand der Kappe gebildet und die Oberfläche der Innenwand der Kappe nimmt zu.
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Daraufhin wird ein Schritt S3 durchgeführt. In dem Schritt S3 wird Nassätzen an dem durch Sandstrahlen gebildeten ausgesparten Teil durchgeführt, um den ausgesparten Teil 20b zu bilden, welcher eine Tiefe von 10 µm oder mehr aufweist. Beispielsweise wird Nassätzen an dem ausgesparten Teil unter Verwendung einer flüssigen Chemikalie wie etwa Fluorwasserstoff (HF) durchgeführt. Nassätzen unter Verwendung einer flüssigen Chemikalie ist nicht für das Erhöhen der Lochtiefe geeignet, kann aber die bearbeitete Oberfläche abflachen und die Oberfläche minimieren. Dementsprechend ist die Innenwand der Kappe 20 nach dem Schritt S3 planarer, als es die Innenwand der Kappe 20 nach Abschluss des Schritts S2 ist. Die Schritte S2 und S3 werden kollektiv als ein Kappenbildungsschritt bezeichnet. Die Reihenfolge des Kappenbildungsschritts und des Vorrichtungsaufbau-Bildungsschritts kann umgekehrt sein.
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Daraufhin wird ein Schritt S4 durchgeführt. Der Schritt S4 ist der gleiche wie der in der Ausführungsform 1 beschriebene Schritt des anodischen Bondens. Genauer ausgedrückt werden die Kappe 20 und der Verbindungsstellenrahmen 16 anodisch gebondet, sodass der ausgesparte Teil 20b zum beweglichen Teil 18 zeigt. Eine während des anodischen Bondens angelegte Spannung verursacht, dass der bewegliche Teil 18 elektrostatischen Kräften ausgesetzt wird. Wenn der bewegliche Teil 18 aufgrund der elektrostatischen Kräfte an der Kappe 20 haftet und festklebt, kann eine durch eine Beschleunigung verursachte Verschiebung des beweglichen Teils 18 nicht erfasst werden. Dementsprechend wird in der Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung der tiefe ausgesparte Teil 20b, welcher eine Tiefe von 10 µm oder mehr aufweist, gebildet, um die auf den beweglichen Teil 18 wirkenden elektrostatischen Kräfte zu verringern.
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Wie vorstehend beschrieben wird der tiefe ausgesparte Teil 20b durch Sandstrahlen gebildet. Da die Innenwand der durch Sandstrahlen gebildeten Kappe große Unregelmäßigkeiten aufweist, nimmt die Oberfläche dieser zu. Mit der Zunahme der Oberfläche der Innenwand der Kappe nimmt die Menge von Gas zu, welche während des Schritts des anodischen Bondens emittiert oder absorbiert wird. Dementsprechend wird in der Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung, nachdem ein tiefer ausgesparter Teil durch Sandstrahlen gebildet wird, Nassätzen an dem ausgesparten Teil durchgeführt, wodurch eine flache bearbeitete Oberfläche gebildet wird. Dies verringert die Oberfläche der Innenwand der Kappe 20 und kann die Emission oder Absorption von Gas während des Schritts des anodischen Bondens verringern.
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Ausführungsform 3.
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6 ist eine Querschnittsansicht einer Halbleitervorrichtung gemäß Ausführungsform 3. Der ausgesparte Teil 20a liegt in dem Raum 24 frei. 7 ist ein Flussdiagramm, welches ein Herstellungsverfahren für eine Halbleitervorrichtung gemäß Ausführungsform 3 darstellt. In der Ausführungsform 3 wird zuerst der gleiche Vorrichtungsaufbau-Bildungsschritt S1 wie der in Ausführungsform 1 durchgeführt. Dann wird ein Schritt S2 durchgeführt. In dem Schritt S2 wird eine Kappe gebildet, welche den ausgesparten Teil 20a aufweist. Dieser Schritt ist ein Kappenbildungsschritt. Im Gegensatz zur Ausführungsform 2 sind die Mittel zum Bilden des ausgesparten Teils 20a in der Kappe 20 nicht besonders beschränkt. Der ausgesparte Teil 20a wird durch Sandstrahlen oder Nassätzen oder eine Kombination dieser gebildet. In 6 ist der durch Sandstrahlen gebildete ausgesparte Teil 20a als ein Beispiel dargestellt.
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Daraufhin wird ein Schritt S3 durchgeführt. In dem Schritt S3 wird die Kappe 20 erwärmt. Dieser Schritt wird als ein Erwärmungsschritt bezeichnet. Diese Erwärmung wird in der gleichen Atmosphäre und bei der gleichen Temperatur wie der darauffolgende Schritt des anodischen Bondens durchgeführt. Genauer ausgedrückt, wenn die Halbleitervorrichtung in dem Schritt des anodischen Bondens auf 400°C erwärmt und Inertgas in den Raum 24 eingeführt wird, wird die Kappe auf 400°C in einer Inertgasatmosphäre erwärmt. Wenn die Halbleitervorrichtung auf 400°C erwärmt und der Schritt des anodischen Bondens in einer Vakuumatmosphäre durchgeführt wird, wird die Kappe auf 400°C in einer Vakuumatmosphäre erwärmt.
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Daraufhin wird ein Schritt S4 durchgeführt. Der Schritt S4 ist der Schritt des anodischen Bondens. In dem Schritt S4 werden die Kappe 20 und der Verbindungsstellenrahmen 16 in der gleichen Atmosphäre und bei der gleichen Temperatur wie in dem Erwärmungsschritt anodisch gebondet, sodass der ausgesparte Teil 20a zum beweglichen Teil 18 zeigt.
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Wenn der Erwärmungsschritt in einer Inertgasatmosphäre durchgeführt wurde, ist das Glas auf und nahe der Oberfläche der Kappe 20 in einer gesättigten Kondition mit Inertgas gefüllt. Dementsprechend wird gas nicht durch die Kappe 20 in dem Schritt des anodischen Bondens, welcher bei der gleichen Temperatur wie in dem Erwärmungsschritt durchgeführt wird, absorbiert. Daher benötigt der Schritt des anodischen Bondens keine Gasabsorption berücksichtigende Druckregulierung und eine komplizierte Druckregulierung kann vermieden werden.
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Wenn der Erwärmungsschritt in einer Vakuumatmosphäre durchgeführt wurde, enthält das Glas auf und nahe der Oberfläche der Kappe 20 kein Gas. Dementsprechend wird Gas nicht von der Kappe 20 in dem Schritt des anodischen Bondens, welcher bei der gleichen Temperatur wie in dem Erwärmungsschritt durchgeführt wird, emittiert. Daher benötigt der Schritt des anodischen Bondens keine Gasemission berücksichtigende Druckregulierung und eine komplizierte Druckregulierung kann vermieden werden.
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Es sei angemerkt, dass Merkmale der Halbleitervorrichtungen und der Herstellungsverfahren für Halbleitervorrichtungen gemäß den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen kombiniert verwendet werden können.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Verhinderungsfilm, welcher eine Innenwand einer Kappe bedeckt, mit Unregelmäßigkeiten versehen. Dementsprechend kann der Druck in einem eingeschlossenen Raum zum Unterbringen eines beweglichen Teils auf einem vorbestimmten Druck gehalten werden und es kann verhindert werden, dass der bewegliche Teil an der Innenwand der Kappe haftet.
