(57)【要約】【課題】安定的に電気的導通が保たれる基板間配線電極接合の方法、及びそうした接合が行われた構造体である。【解決手段】基板間配線電極接合の方法ないし構造体において、一方の基板１の片面に基板１と線膨張係数の異なる絶縁膜３を成膜し、絶縁膜３の上に配線１０及び電極１３を設ける。そして、他方の基板２の両面に基板２と線膨張係数の異なる絶縁膜６、８を成膜し、基板２の片面の絶縁膜８の上に配線１１及び電極１２を設け、両基板１、２を相対向させて両基板１、２の対応する電極１２、１３同士を接合する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の基板の片面に該基板と線膨張係数の異なる絶縁膜を成膜し、該絶縁膜の上に配線及び電極を設け、かつ他方の基板の両面に該他方の基板と線膨張係数の異なる絶縁膜を成膜し、該他方の基板の片面の絶縁膜の上に配線及び電極を設け、該一方の基板と該他方の基板を相対向させて両基板の対応する電極同士を接合することを特徴とする基板間配線電極接合方法。
【請求項２】
一方の基板の両面に該基板と線膨張係数の異なる絶縁膜を成膜し、該一方の基板の片面の絶縁膜の上に配線及び電極を設け、かつ他方の基板の両面に該他方の基板と線膨張係数の異なる絶縁膜を成膜し、該他方の基板の片面の絶縁膜の上に配線及び電極を設け、両基板のうちの少なくとも一方の基板の配線及び電極の設けられていない絶縁層を除去し、該一方の基板と該他方の基板を相対向させて両基板の対応する電極同士を接合することを特徴とする基板間配線電極接合方法。
【請求項３】
一方の基板の片面に該基板と線膨張係数の異なる絶縁膜を成膜し、該絶縁膜の上に配線及び電極を設け、かつ他方の基板の片面に該他方の基板と線膨張係数の異なる絶縁膜を成膜し、該他方の基板の片面の絶縁膜の上に配線及び電極を設け、該一方の基板と該他方の基板を相対向させて両基板の対応する電極同士を接合することを特徴とする基板間配線電極接合方法。
【請求項４】
前記基板はＳｉ基板であり、前記絶縁膜はＳｉ酸化膜あるいは窒化シリコン膜であることを特徴とする請求項１、２または３記載の基板間配線電極接合方法。
【請求項５】
一方の基板の面に溝を設け、該基板面及び溝の上に薄い層を形成し、該薄い層の上に該薄い層と線膨張係数の異なる絶縁膜を成膜し、さらに該絶縁膜の上に配線及び電極を形成した後に該溝の上の該絶縁膜と該薄い層の一部をカットすることによって該溝の上の該薄い層と該絶縁膜に両持梁ないしその類似構造としての機能を持たせるか或いは該溝の上の該絶縁膜と該薄い層の一部をカットすることによって該溝の上の該薄い層と該絶縁膜に両持梁ないしその類似構造としての機能を持たせた後に該絶縁膜の上に配線及び電極を形成し、そして他方の基板の片面または両面に絶縁膜を成膜し、該他方の基板の片面の該絶縁膜の上に配線及び電極を設け、該一方の基板と該他方の基板を相対向させて両基板の対応する電極同士を接合することを特徴とする基板間配線電極接合方法。
【請求項６】
一方の基板の面に溝を設け、該基板面及び溝の上に薄い層を形成し、該薄い層の上に該薄い層と線膨張係数の異なる絶縁膜を成膜し、さらに該絶縁膜の上に該薄い層と線膨張係数の異なる配線及び電極を形成した後に該溝の上の該絶縁膜と該薄い層の一部をカットすることによって該溝の上の該薄い層と該絶縁膜に片持ち梁ないしその類似構造としての機能を持たせ、そして他方の基板の片面または両面に絶縁膜を成膜し、該他方の基板の片面の該絶縁膜の上に配線及び電極を設け、該一方の基板と該他方の基板を相対向させて両基板の対応する電極同士を接合することを特徴とする基板間配線電極接合方法。
【請求項７】
前記薄い層を形成する前に前記一方の基板の溝を設けた面上に接合介在層としての絶縁膜を形成することを特徴とする請求項５または６記載の基板間配線電極接合方法。
【請求項８】
前記基板はＳｉ基板であり、前記薄い層はＳｉ層であり、前記絶縁膜はＳｉ酸化膜、窒化シリコン膜あるいはＰＺＴなどの圧電体膜であることを特徴とする請求項５、６または７記載の基板間配線電極接合方法。
【請求項９】
前記一方の基板上の配線及び電極の線膨張係数は該一方の基板上の前記絶縁層の線膨張係数よりも大きいことを特徴とする請求項６、７または８記載の基板間配線電極接合方法。
【請求項１０】
両基板の対応する電極同士を接合することにより基板間配線電極接合を達成した構造体であって、一方の基板の片面に該一方の基板と線膨張係数の異なる絶縁膜が成膜され、該絶縁膜の上に配線及び電極が設けられており、かつ他方の基板の両面または片面に該他方の基板と線膨張係数の異なる絶縁膜が成膜され、該他方の基板の片面の該絶縁膜の上に配線及び電極が設けられ、該一方の基板と該他方の基板が相対向されて両基板の対応する電極同士が接合されていることを特徴とする構造体。
【請求項１１】
前記基板はＳｉ基板であり、前記絶縁膜はＳｉ酸化膜あるいは窒化シリコン膜であることを特徴とする請求項１０記載の構造体。
【請求項１２】
両基板の対応する電極同士を接合することにより基板間配線電極接合を達成した構造体であって、一方の基板の面に溝が設けられ、該溝の上に薄い層が形成され、該薄い層の上に該薄い層と線膨張係数の異なる絶縁膜が成膜され、さらに該絶縁膜の上に配線及び電極が形成され且つ該溝の上の該絶縁膜と該薄い層の一部がカットされて該溝の上の該薄い層と該絶縁膜に両持梁ないしその類似構造、または片持ち梁ないしその類似構造としての機能が持たされ、かつ他方の基板の両面または片面に該他方の基板と線膨張係数の異なる絶縁膜が成膜され、該他方の基板の片面の該絶縁膜の上に配線及び電極が設けられ、該一方の基板と該他方の基板が相対向されて両基板の対応する電極同士が接合されていることを特徴とする構造体。
【請求項１３】
前記一方の基板の溝を設けた面上の前記薄い層の下に、接合介在層としての絶縁膜が形成されていることを特徴とする請求項１２記載の構造体。
【請求項１４】
前記基板はＳｉ基板であり、前記薄い層はＳｉ層であり、前記絶縁膜はＳｉ酸化膜、窒化シリコン膜あるいはＰＺＴなどの圧電体膜であることを特徴とする請求項１２または１３記載の構造体。
【請求項１５】
前記一方の基板上の配線及び電極の線膨張係数は該一方の基板上の前記絶縁層の線膨張係数よりも大きいことを特徴とする請求項１２、１３または１４記載の構造体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板同士の接合と同時に両基板に設けた配線電極間接合を行う方法、及びそうした接合が行われた構造体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ−Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ−Ｓｙｓｔｅｍ）の多機能化と小型軽量化に伴って素子自体が複雑化しており、その製作が困難になってきている。このため、電子回路及びＭＥＭＳをそれぞれ異なる基板に作製し、この後、両基板を一体化接合し、同時に本接合により配線電極同士を電気的に接合する必要性が高まっている。
【０００３】
しかしながら、基板間の接合において、両基板に形成した微小な多数の電極同士を全て同時に接合し、さらに経時変化及び応力変化による接合個所の剥離を防止したり、そして何らかの理由で一旦剥離して非導通となった電気的接合個所において再び電気的導通を復元することは困難であった。
【０００４】
こうした状況において、１つの例では、面実装型半導体パッケージングとして半田ボールを利用したＢＧＡ（ボール・グリッド・アレイ）を用いている（例えば、特許文献１参照）。この半田ボールを介して両基板間の電極同士を接合し、同時に基板間が剥離しないように一体化接合している。
【０００５】
さらに、他と例では、両基板を接合する手法として、金属バンプを形成してなる異方導電コネクターを用いており、この異方導電コネクターを用いて配線電極間の電気的接合を得る方法を採っている（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平９−３０７０２２号公報
【０００７】
【特許文献２】
特開平６−２３１８１８号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の特許文献１に開示している半田ボールを用いた場合、該半田ボールの塑性変形を利用して両基板の配線電極同士を接合することから、一旦剥離してしまった電極を再び復元して電気的導通を得ることは困難である。さらに、今後進展するであろう高密度に配置した微小な電極同士を上記方法で接合するためには、半田ボール電極の体積を更に一層微小にする必要性が生じ、該半田ボール電極同士の接合強度を低下させる。
【０００９】
また、特許文献２に開示されている異方導電コネクターを用いた場合、ＭＥＭＳ基板に設ける微小な配線電極、及び電気的制御系を有する配線基板の微小な配線電極を作成することはプロセス上困難であり、かつ接合する場合、両基板間の配線電極間のアライメント精度を確保することが困難である。
【００１０】
本発明の目的は、上記の課題に鑑み、安定的に電気的導通が保たれる基板間配線電極接合の方法、及びそうした接合が行われた構造体を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するための本発明の基板間配線電極接合の方法は、一方の基板の片面に該基板と線膨張係数の異なる絶縁膜を成膜し、該絶縁膜の上に配線及び電極を設け、かつ他方の基板の両面に該他方の基板と線膨張係数の異なる絶縁膜を成膜し、該他方の基板の片面の絶縁膜の上に配線及び電極を設け、該一方の基板と該他方の基板を相対向させて両基板の対応する電極同士を接合することを特徴とする（この方法では、片面に絶縁膜が成膜されて冷却過程で基板と絶縁膜の熱収縮が生じて湾曲した一方の基板の該絶縁膜上に配線及び電極を設ける）。或いは、一方の基板の両面に該基板と線膨張係数の異なる絶縁膜を成膜し、該一方の基板の片面の絶縁膜の上に配線及び電極を設け、かつ他方の基板の両面に該他方の基板と線膨張係数の異なる絶縁膜を成膜し、該他方の基板の片面の絶縁膜の上に配線及び電極を設け、両基板のうちの少なくとも一方の基板の配線及び電極の設けられていない絶縁層を除去し（一方の基板の絶縁層を除去する例は、後述の第１の実施の形態に説明され、両方の基板の絶縁層を除去する例は、後述の第２の実施の形態に説明されている）、該一方の基板と該他方の基板を相対向させて両基板の対応する電極同士を接合することを特徴とする。或いは、一方の基板の片面に該基板と線膨張係数の異なる絶縁膜を成膜し、該絶縁膜の上に配線及び電極を設け、かつ他方の基板の片面に該他方の基板と線膨張係数の異なる絶縁膜を成膜し、該他方の基板の片面の絶縁膜の上に配線及び電極を設け、該一方の基板と該他方の基板を相対向させて両基板の対応する電極同士を接合することを特徴とする（この方法では、片面に絶縁膜が成膜されて湾曲した一方の基板の該絶縁膜上に配線及び電極を設け、同じく片面に絶縁膜が成膜されて湾曲した他方の基板の該絶縁膜上に配線及び電極を設ける）。
【００１２】
これらの基板間配線電極接合の方法では、両基板同士を相対向させて所定の対応する電極同士を接合するようにアライメントし、両基板への荷重印加による接合によって湾曲状態にあった一方または両方の基板を平板状にするので、それによって両基板の間に、復元力による圧縮応力が発生する。従って、接合された電極間は常に圧縮応力を受けている状態にあり、該電極間の電気的導通が保持される。
【００１３】
上記方法において、前記基板はＳｉ基板、ＧａＡｓ基板などの基板であり得るが、典型的にはＳｉ基板であり、前記絶縁膜はＳｉ酸化膜あるいは窒化シリコン膜である。
【００１４】
また、上述した目的を達成するための本発明の基板間配線電極接合の方法は、一方の基板の面に溝を設け、該基板面及び溝の上に薄い層を形成し、該薄い層の上に該薄い層と線膨張係数の異なる絶縁膜を成膜し、さらに該絶縁膜の上に配線及び電極を形成した後に該溝の上の該絶縁膜と該薄い層の一部をカットすることによって該溝の上の該薄い層と該絶縁膜に両持梁ないしその類似構造（両持梁と同様な湾曲状態になる構造）としての機能を持たせるか或いは該溝の上の該絶縁膜と該薄い層の一部をカットすることによって該溝の上の該薄い層と該絶縁膜に両持梁ないしその類似構造としての機能を持たせた後に該絶縁膜の上に配線及び電極を形成し（後述の第３の実施の形態は後者の方法を採っている）、そして他方の基板の片面または両面に絶縁膜を成膜し（後述の第３の実施の形態では両面に絶縁膜を成膜している）、該他方の基板の片面の該絶縁膜の上に配線及び電極を設け、該一方の基板と該他方の基板を相対向させて荷重印加し、両基板の対応する電極同士を接合することを特徴とする。或いは、一方の基板の面に溝を設け、該基板面及び溝の上に薄い層を形成し、該薄い層の上に該薄い層と線膨張係数の異なる絶縁膜を成膜し、さらに該絶縁膜の上に該薄い層と線膨張係数の異なる配線及び電極を形成した後に該溝の上の該絶縁膜と該薄い層の一部をカットすることによって該溝の上の該薄い層と該絶縁膜に片持ち梁ないしその類似構造（片持ち梁と同様な湾曲状態になる構造）としての機能を持たせ、そして他方の基板の片面または両面に絶縁膜を成膜し（後述の第４の実施の形態では片面に絶縁膜を成膜している）、該他方の基板の片面の該絶縁膜の上に配線及び電極を設け、該一方の基板と該他方の基板を相対向させて荷重印加し、両基板の対応する電極同士を接合することを特徴とする。
【００１５】
これらの基板間配線電極接合の方法でも、両基板同士を相対向させて所定の対応する電極同士を接合するようにアライメントし、両基板への荷重印加による接合によって湾曲状態にあった配線及び電極を平板状に変移するので、それによって両基板の電極間に、該変移に相当する復元力が、すなわち圧縮応力が発生する。従って、接合された電極間は常に圧縮応力を受けている状態にあり、このため該電極間の電気的導通が保持される。
【００１６】
上記基板間配線電極接合方法において、前記薄い層と基板の接合性を良くする為に該薄い層を形成する前に前記一方の基板の溝を設けた面上に接合介在層としての絶縁膜を形成してもよい（後述の第３、第４の実施の形態ではそうしている）。これらの方法において、前記基板はＳｉ基板、ＧａＡｓ基板などの基板であり得るが、典型的にはＳｉ基板であり、前記薄い層はＳｉ層であり、前記絶縁膜はＳｉ酸化膜、窒化シリコン膜あるいはＰＺＴなどの圧電体膜である。上記片持ち梁ないしその類似構造を形成する方法において、所望の湾曲状態を実現する為に前記一方の基板上の配線及び電極の線膨張係数は該一方の基板上の前記絶縁層の線膨張係数よりも大きいことが望ましい。
【００１７】
更に、上述した目的を達成するための本発明の基板間配線電極接合の構造体は、両基板の対応する電極同士を接合することにより基板間配線電極接合を達成した構造体であって、一方の基板の片面に該一方の基板と線膨張係数の異なる絶縁膜が成膜され、該絶縁膜の上に配線及び電極が設けられており、かつ他方の基板の両面または片面に該他方の基板と線膨張係数の異なる絶縁膜が成膜され、該他方の基板の片面の該絶縁膜の上に配線及び電極が設けられ、該一方の基板と該他方の基板が相対向されて両基板の対応する電極同士が接合されていることを特徴とする。或いは、両基板の対応する電極同士を接合することにより基板間配線電極接合を達成した構造体であって、一方の基板の面に溝が設けられ、該溝の上に薄い層が形成され、該薄い層の上に該薄い層と線膨張係数の異なる絶縁膜が成膜され、さらに該絶縁膜の上に配線及び電極が形成され且つ該溝の上の該絶縁膜と該薄い層の一部がカットされて該溝の上の該薄い層と該絶縁膜に両持梁ないしその類似構造、または片持ち梁ないしその類似構造としての機能が持たされ、かつ他方の基板の両面または片面に該他方の基板と線膨張係数の異なる絶縁膜が成膜され、該他方の基板の片面の該絶縁膜の上に配線及び電極が設けられ、該一方の基板と該他方の基板が相対向されて両基板の対応する電極同士が接合されていることを特徴とする。これらの構造体にも、上記基板間配線電極接合の方法で説明したことが適用される。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の具体的な実施の形態を説明する。
【００１９】
（第１の実施の形態）
図１、図２、図３、図４は本発明の第１の実施の形態を説明する断面図である。同図において、１は一方のＳｉ基板、２は他方のＳｉ基板、３は一方のＳｉ基板１に形成したＳｉ酸化膜からなる絶縁膜、６はＳｉ基板２のＳｉ酸化膜からなる絶縁膜、８はＳｉ基板２に形成したＳｉ酸化膜からなる絶縁膜、１０は絶縁膜３の上に形成された配線（配線層）、１１は絶縁層８の上に形成された配線（配線層）、１２は配線１１の上に形成されたＡｕ（金）からなる電極パッド、１３は配線１０の上に形成されたＡｕからなる電極パッド、１４は電極パッド１２の上に形成されたＡｕからなるバンプ、１５は絶縁層３の上に形成されたストッパー、１６は絶縁層１６の上に形成されたストッパーである。
【００２０】
上記構成の作製方法を説明する。Ｓｉ基板１において、その両面にＳｉ熱酸化膜から成る絶縁層を形成し、この後、フォト・リソ・プロセスを用いて、片面のＳｉ酸化膜３の上に所定のパターンのＡｌからなる配線層１０を形成し、さらに該配線層１０の上にＡｕからなる電極パッド１３及びストッパー１５を形成する。さらに、上記一連のプロセス終了後、配線１０及び電極パッド１３を形成したＳｉ基板１の面に対して反対側の面のＳｉ酸化膜を除去する（図１ではこのＳｉ酸化膜が既に除去されている）。
【００２１】
上記プロセス後、Ｓｉ基板１は電極パッド１３のある面側に凸状に湾曲変形する。すなわち、Ｓｉ基板１の線膨張係数は３×１０−６（１／度）であり、一方Ｓｉ酸化膜３の線膨張係数は０．５×１０−６（１／度）であることから、熱酸化膜形成後、室温までの冷却過程において、線膨張係数の違いによる熱歪がＳｉ基板１に生じる。そして、Ｓｉ基板１の片面の熱酸化膜を除去した時、一部の熱歪は解放され、図１に見るようにＳｉ基板１は電極パッド１３側に凸状に湾曲変形する。ここにおいて、Ｓｉ基板１の片面の熱酸化膜を除去した後に、Ｓｉ酸化膜３の上に配線層１０等を形成することも可能である。
【００２２】
他方のＳｉ基板２についても、その両面に熱酸化膜６、８を成膜し、この後、上記と同様なフォト・リソ・プロセスを用いて該Ｓｉ酸化膜８の上にＡｌからなる他の所定のパターンの配線１１を形成する。この配線１１は、両Ｓｉ基板１、２がアライメントされて接合されるとき、Ｓｉ基板１上の配線１０とは電極パッド１２、１３の部分においてのみ交差するパターンになっている。さらに、該Ａｌ配線１１の上にＡｕからなる電極パッド１２を形成し、この後、Ａｕからなるバンプ１４を電極パッド１２上に、そしてＡｕからなる凸状のストッパー１６を図１に見るように形成する。この場合、Ｓｉ基板２内では熱的な内部応力は生じているが、両面に熱酸化膜６、８が存在するため、湾曲変形は生じない。すなわち、図１に見るようにＳｉ基板２は平面性を保っている。
【００２３】
次に、上記プロセスを経た後、室温において、Ｓｉ基板１及びＳｉ基板２にそれぞれ形成した電極パッド１２、１３及び電極バンプ１４を、図２に見るように互いに相対向させてアライメントし、この後、Ｓｉ両基板１、２を近接させ、図３に見るように両Ｓｉ基板１、２に両側から荷重Ｆを印加する。この荷重印加過程により、電極パッド１３及び電極バンプ１４は、互いに塑性変形を生じながら原子間距離まで接近し、強固に接合する（図４）。そして、この荷重印加過程において、ストッパー１５、１６も、互いに塑性変形を生じながら原子間距離まで接近し、上記同様に強固に接合する（図４）。ストッパー１５、１６の存在により、電極パッド１３及び電極バンプ１４に過度な荷重がかかってこの部分が潰れてしまうのが確実に防止される。
【００２４】
上記接合過程で一体化した両Ｓｉ基板１、２は、図４に見るように、一方のＳｉ基板１の湾曲の曲率は小さくなり、平板状の形態に近くなる。従って、両基板１、２の一体化接合後、電極パッド１３および電極パンプ１４は、バネ性を有するＳｉ基板１の復元力で、常に互いに押し付け合う状態を保持する。従って、電極パッド１２、１３間では安定的に電気的導通が保たれる。また、電気的接合部で半田バンプなどを用いないので、微小な配線電極を作成して、両基板間の配線電極間のアライメント精度を確保することも可能である。
【００２５】
本実施形態において、配線基板とした一方のＳｉ基板１に配線１０、電極パッド１３及びストッパー１５をそれぞれ形成し、ＭＥＭＳを形成してあるＭＥＭＳ基板とした他方のＳｉ基板２に配線１１、電極バンプ１４及びストッパー１６をそれぞれ形成し、この後、両Ｓｉ基板１、２を上記と同様にして一体化接合した。そして、該配線基板の配線１０、１１を介して電気信号（図示なし）を送ったところ、ＭＥＭＳ基板２に作製した駆動系が作動するのを確認できた。
【００２６】
本実施形態において、絶縁膜３、絶縁膜６、絶縁膜８にＳｉ酸化膜を用いたが、この他にも、例えば窒化シリコンでもよい。この他にも、該絶縁膜はＳｉ基板と線膨張係数の異なる絶縁体材料であればよい。また、図示の配線、ストッパーなどの形態、配置は例示であり、他の形態、配置も可能である。さらに、基板として、ＧａＡｓなどの基板を用いることもできる。
【００２７】
（第２の実施の形態）
図５、図６、図７は本発明の第２の実施の形態を説明する断面図である。本実施形態では、ＭＥＭＳを形成してあるＭＥＭＳ基板とした他方のＳｉ基板２の片面のＳｉ酸化膜からなる絶縁膜６を除去した。この場合でも、配線基板とした一方の該Ｓｉ基板１と他方のＭＥＭＳ基板とした該Ｓｉ基板２の一体化接合は強固であり、パッド電極１３とパンプ電極１４の電極同士の電気的接合が可能であった。その他の点は、第１の実施の形態と同様である。
【００２８】
（第３の実施の形態）
図８、図９、図１０、図１１は本発明の第３の実施の形態の特徴を良く表す断面図である。同図において、図１の符号と同じ符号で示すものは同様な部分であることを示し、そして、４はＳｉ基板２に形成したＳｉ酸化膜、５はＳｉ基板１に形成したＳｉ酸化膜からなる絶縁膜、７はＳｉ酸化膜４の上に形成したＳｉ層、９はＳｉ基板２に設けた溝である。
【００２９】
上記構成の作製方法を説明する。Ｓｉ基板１において、図８に見るように、その両面にＳｉ熱酸化膜から成る絶縁層３、５を形成し、この後、フォト・リソ・プロセスを用いて、片面のＳｉ酸化膜３の上にＡｌからなる配線層１０を形成し、さらに該配線層１０の上にＡｕからなる電極パッド１３を形成する。そして、さらに他方のＳｉ基板２に溝９を設け、Ｓｉ基板２の両面にＳｉ酸化膜４、６を形成し、Ｓｉ酸化膜４の上にＳｉ基板７を拡散接合（Ｆｕｓｉｏｎ  Ｂｏｎｄｉｎｇ）で直接接合し、該接合後にＳｉ基板７を研磨により薄片化する。Ｓｉ酸化膜４は、Ｓｉ基板７をＳｉ基板２上に接合するのに必要とされる。さらに、該Ｓｉ基板７の上にＳｉ酸化膜８を形成し、図８のＡ矢視図である図９に見るように、溝９の側壁の外周部の一部に溝開放部９−▲１▼を形成し、配線１１を形成し、パッド１２を形成し、そして該パッド１２の上にバンプ１４を形成する。上記プロセスから、溝９の直上に形成したＳｉ層７及び絶縁層８は複合材料からなる両持梁としての機能を有する。この場合、複合材料からなる該両持梁は、線膨張係数の差により、図８に見るように該Ｓｉ酸化膜８側に湾曲変形する。ここにおいて、配線１１、パッド１２、バンプ１４を形成した後に、溝９の側壁の外周部の一部に溝開放部９−▲１▼を形成してもよい。
【００３０】
上記線膨張係数の差について、Ｓｉ層７の線膨張係数は３×１０−６（１／度）であり、一方Ｓｉ酸化膜８の線膨張係数は０．５×１０−６（１／度）であることから、熱酸化膜８の形成後、室温までの冷却過程において、線膨張係数の違いによる熱歪がＳｉ層７に生じる。そして、図９に見るように、該溝９の直上の且つ該溝９の壁面に沿った周囲の一部をカットすることによって溝開放部９−▲１▼を形成して、一部の熱歪は解放され、図８に見るように絶縁層８側に、すなわちバンプ１４側に凸状にＳｉ層７が湾曲変形する。
【００３１】
次に、上記プロセスを経た後、室温において、Ｓｉ基板１（この上面を図８のＢ矢視図である図１０に示す）及びＳｉ基板２（この上面を図８のＡ矢視図である図９に示す）にそれぞれ形成した電極パッド１２、１３及び電極バンプ１４を、図８に見るように互いに相対向させてアライメントし、この後、両Ｓｉ基板１、２を近接させ、図１１に見るように両Ｓｉ基板１、２に両側から荷重を印加する。この荷重印加過程により、電極パッド１３及び電極バンプ１４は互いに接近して電気的接合を得る。そして、この荷重印加過程において、ストッパー１５、１６（図１に記載したものと同等なもの）は、互いに塑性変形を生じながら原子間距離まで接近し、基板１及び基板２を強固に接合する。上記接合過程で一体化した両Ｓｉ基板１、２は、本発明の第１の実施形態で説明した場合と同様に、上記Ｓｉ層７の湾曲の曲率は小さくなり、平板状の形態に近くなる。従って、両基板１、２の一体化接合後、電極パッド１３および電極パンプ１４は、バネ性を有する該両持梁の復元力で常に互いに押し付け合う状態を保持する。本実施形態では、上記荷重印加過程において、両持梁の作用により過度な荷重が吸収されて電極パッド１３および電極パンプ１４が潰される恐れが余りないので、ストッパー１５、１６は省くこともできる。その他の点は、上記実施形態と同様である。
【００３２】
本実施例においても、配線基板とした一方のＳｉ基板１に配線１０、電極パッド１３及びストッパー（図示なし）をそれぞれ形成し、ＭＥＭＳを形成してあるＭＥＭＳ基板とした他方のＳｉ基板２に配線１１、電極バンプ１４及びストッパー（図示なし）をそれぞれ形成し、この後、両Ｓｉ基板１、２を上記と同様に一体化接合した。そして、配線基板１の配線を介して電気信号（図示なし）を送ったところ、ＭＥＭＳ基板２に作製した駆動系が作動した。
【００３３】
（第４の実施の形態）
図１２、図１３、図１４は本発明の第４の実施の形態の特徴を良く表す断面図である。同図において、図８の符号と同じ符号で示すものは同様な部分であることを示す。ここでは、溝９の直上のＳｉ層７と絶縁膜８の面上に配線１１、電極パッド１２、バンプ１４を形成し、該溝９の壁面に沿った外周部の三方に溝開放部９−▲１▼を図１３の上面図に示す様に形成し、Ｓｉ層７、絶縁膜８及び配線層１１の複合材料に片持梁としてのバネの機能を付加した。この場合においても、Ｓｉ基板１とＳｉ基板２を図１４に示す様に互いに密着接合した時、電極パッド１３とバンプ１４の電気的接合を得ることができた。この場合、図１２に示す様にＳｉ層７を湾曲させる為に、配線層１１の線膨張係数はＳｉ層７及び絶縁膜８よりも大きいことが必要である。図１２、図１４において、基板１は一方の面のみに絶縁層３が形成されているので、図１に示す如く湾曲させることもできる。こうしても、同様に電極パッド１３とバンプ１４の電気的接合を得られる。その他の点は、第３の実施形態と同様である。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、湾曲状態にあってバネ性を持たされた基板、両持梁、片持ち梁或いはその類似構造は、荷重印加によって平板状になり、接合された電極間に、復元力から引き起こされる圧縮応力が常に作用している状態が実現される。このため該電極間において、安定的に電気的導通が保持される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に関わる基板間配線電極接合の方法及び構造を説明する断面図である。
【図２】第１の実施の形態におけるアライメント状態を示す断面図である。
【図３】第１の実施の形態における荷重印加状態を示す断面図である。
【図４】第１の実施の形態における接合状態を示す断面図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に関わる基板間配線電極接合の方法及び構造を説明する断面図である。
【図６】第２の実施の形態におけるアライメント状態を示す断面図である。
【図７】第２の実施の形態における接合状態を示す断面図である。
【図８】本発明の第３の実施の形態に関わる基板間配線電極接合の方法及び構造を説明する断面図である。
【図９】図８のＡ矢視図である。
【図１０】図８のＢ矢視図である。
【図１１】第３の実施の形態におけるアライメント状態を示す断面図である。
【図１２】本発明の第４の実施の形態に関わる基板間配線電極接合の方法及び構造を説明する断面図である。
【図１３】第４の実施の形態における基板２の上面図である。
【図１４】第４の実施の形態におけるアライメント状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１、２：Ｓｉ基板
３、４、５、６、８：絶縁膜
７：Ｓｉ層
９：溝
９−▲１▼：溝開放部
１０、１１：配線
１２、１３：パッド電極
１４：バンプ電極
１５、１６：ストッパー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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