(57)【要約】それぞれが接合面（３，４）を有する第１および第２の層（１，２）を提供し、層（１，２）の少なくとも一方はくぼみ（６）を有し、２つの層（１，２）のうち１つの接合面（３，４）は少なくとも部分的に酸化ケイ素フィルム（５）で形成されるステップ（ａ）と、直接接合界面（７）を作り出すために、接合面（３，４）を互いに接触させるステップ（ｂ）と、少なくとも１つのくぼみ（６）を、水節を含む流体で満たすステップ（ｃ）と、接合処理を生み出すようにサーマルバジェットを適用するステップ（ｄ）とを含む方法。本発明は、また、２つの層（１，２）の２つの接合面（３，４）の間の直接接合界面（７）を有し、層（１，２）の少なくとも一方の接合面（３，４）は、少なくとも部分的に酸化ケイ素フィルム（５）で形成され、直接接合界面（７）は、水分子を含む流体で満たされたくぼみ（６）を有する構造体（８）に関する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
材料の第１の層（１）と材料の第２の層（２）との間の直接接合による構造体（８）の製造方法であって、
それぞれが接合面（３，４）を有する上記第１および第２の層（１，２）を提供するステップ（ａ）を含み、上記第１および第２の層（１，２）の少なくとも一方は、その層の上記接合面（３，４）に開口するくぼみ（６）を有し、上記第１および第２の層（１，２）の少なくとも一方の上記接合面（３，４）は、少なくとも部分的に酸化ケイ素フィルム（５）で形成されており、
上記構造体（８）を提供して上記第１および第２の層（１，２）の間の直接接合界面（７）を作り出すために、上記第１および第２の層（１，２）の上記接合面（３，４）を接触させるステップ（ｂ）と、
少なくとも１つの上記くぼみ（６）を、水分子を含む流体で少なくとも部分的に満たすステップ（ｃ）と、
接合処理を実行可能とする２０〜４００℃の温度でサーマルバジェットを適用するステップ（ｄ）とを含んでいる
ことを特徴とする直接接合による構造体の製造方法。
【請求項２】
請求項１において、
上記ステップ（ａ）は、上記直接接合界面（７）の全ての箇所が該直接接合界面（７）の端部（９）から基準距離以下の距離に位置するように、上記第１および第２の層（１，２）の少なくとも一方に上記くぼみ（６）を形成して配置するステップを含み、上記直接接合界面（７）の上記端部（９）は、一方で上記くぼみ（６）により区切られ、他方で上記構造体（８）の周縁部により区切られている
ことを特徴とする直接接合による構造体の製造方法。
【請求項３】
請求項１または２において、
上記ステップ（ｂ）の後に実行され、水分子を含む流体を含む筐体（１１）内に上記構造体（８）を設置するステップ（ｉ）を含んでいる
ことを特徴とする直接接合による構造体の製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項において、
少なくとも１つの上記くぼみ（６）は、上記直接接合界面（７）の平面に隣接する、上記構造体（８）の外側縁（１２）に開口するように、上記直接接合界面（７）の平面内を実質的に延びている
ことを特徴とする直接接合による構造体の製造方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項において、
少なくとも１つの上記くぼみ（６）は、上記構造体（８）内において気密状である
ことを特徴とする直接接合による構造体の製造方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項において、
上記少なくとも１つの層（１，２）における少なくとも１つの上記くぼみ（６）が、上記少なくとも１つの層（１，２）の上記接合面（３，４）の反対側の面に接続するように、上記第１および第２の層（１，２）の少なくとも一方を厚さ方向に通る少なくとも１つのオリフィス（１４）を設けるステップを含んでいる
ことを特徴とする直接接合による構造体の製造方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項において、
上記ステップ（ｄ）の前に、１時間〜３０日間にわたって２０〜９９℃の温度環境下に上記構造体（８）を置いておくステップ（ｊ）を含んでいる
ことを特徴とする直接接合による構造体の製造方法。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項において、
上記ステップ（ｄ）におけるサーマルバジェットの適用は、数分間から数十時間にわたって、好ましくは数十分から数時間にわたって実行される
ことを特徴とする直接接合による構造体の製造方法。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項において、
上記水分子を含む流体は、少なくとも部分的に、１０％よりも高い相対湿度を含む空気により、または液相の水により構成されている
ことを特徴とする直接接合による構造体の製造方法。
【請求項１０】
請求項２において、
上記基準距離は、１．５〜２．５ｃｍであり、好ましくは約２ｃｍである
ことを特徴とする直接接合による構造体の製造方法。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項において、
上記第１の層（１）および上記第２の層（２）の少なくとも一方の材質は、酸化ケイ素、半導体材料、窒化ケイ素、アルミナ、ＳｉＯＣおよびダイヤモンドから選択される
ことを特徴とする直接接合による構造体の製造方法。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１項において、
上記第１および第２の層（１，２）の上記接合面（３，４）を接触させるステップ（ｂ）の前に、上記第１および第２の層（１，２）の上記接合面（３，４）にプラズマ処理を適用するステップを含んでいる
ことを特徴とする直接接合による構造体の製造方法。
【請求項１３】
物体の第１の層（１）および第２の層（２）の各々の２つの接合面（３，４）の間の直接接合界面（７）を有し、上記第１および第２の層（１，２）の少なくとも一方の上記接合面（３，４）は、少なくとも部分的に酸化ケイ素フィルム（５）で形成され、上記直接接合界面（７）は、くぼみ（６）を有し、該くぼみ（６）の少なくとも１つは、水分子を含む流体で少なくとも部分的に満たされている
ことを特徴とする構造体。
【請求項１４】
請求項１３において、
上記くぼみ（６）は、上記直接接合界面（７）の全ての箇所が該直接接合界面（７）の端部（９）から１．５〜２．５ｃｍの基準距離以下の距離に位置するように設けられ、上記直接接合界面（７）の上記端部（９）は、一方で上記くぼみ（６）により区切られ、他方で上記構造体（８）の周縁部により区切られている
ことを特徴とする構造体。
【請求項１５】
請求項１３または１４において、
少なくとも１つの上記くぼみ（６）は、上記直接接合界面（７）の平面に隣接する、上記構造体（８）の外側縁（１２）に開口するように、上記直接接合界面（７）の平面に実質的に沿って延びている
ことを特徴とする構造体。
【請求項１６】
請求項１３〜１５のいずれか１項において、
少なくとも１つの上記第１および第２の層（１，２）は、上記少なくとも１つの層における少なくとも１つの上記くぼみ（６）が、上記少なくとも１つの層（１，２）の上記接合面（３，４）の反対側の面に接続するように、上記第１および第２の層（１，２）の少なくとも一方を厚さ方向に通る少なくとも１つのオリフィス（１４）を有している
ことを特徴とする構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高い結合エネルギーを呈する２層の物質の直接接合による構造体の製造方法に関するものである。他の側面によると、本発明は、接触させられて高い結合エネルギーでの直接接合に適応させられた２層の物質を有する構造体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
直接接合は、特にＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｏｎ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板の生産のために、長年にわたって産業的に使用されている接合技術である。この技術の本質は、例えば接着剤のような接着性の物質を加えることなく、２つの物質を接着させることにある。平坦度、微粒子汚染、炭化水素汚染に関して十分な２つの表面を用意することにより、その２つの表面を常温常圧下で直接に接合することが可能である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、２つの表面を接触させた直後における常温での接合は、しばしば約５００ｍＪ／ｍ２よりも低いという、比較的低い結合エネルギーの原因となる。結合エネルギーを高めるために、接触した２つの表面に２００℃以上の温度で１〜数時間にわたって熱処理を行う必要がしばしばある。そうして得られた結合エネルギーは、例えばシリコン表面を酸化ケイ素表面と接合した場合、４Ｊ／ｍ２に達することがある。よって、結合される表面をプラズマで処理すること、例えば酸化ケイ素表面を窒素プラズマで処理することが可能であり、それによって同じサーマルバジェットに対してより早く高い結合エネルギーに達することができる。
【０００４】
高温でのサーマルバジェットの適用がなく、特にプラズマ処理を行うことが不可能な場合には、高い結合エネルギーを得ることは難しいかも知れない。例えば、２つの熱酸化表面を接合する場合、接触後に２００℃で熱処理を行ったら、その結合エネルギーは約１．５Ｊ／ｍ２にとどまる。
【０００５】
本発明の目的の１つは、これらの欠点の１つまたは複数を克服することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的を達成するために、第１の側面によると、本発明は、材料の第１の層と材料の第２の層との間の直接接合による構造体の製造方法に関する。この製造方法は、それぞれが接合面を有する上記第１および第２の層を提供するステップ（ａ）を含み、上記第１および第２の層の少なくとも一方は、その層の上記接合面に開口するくぼみを有し、上記第１および第２の層の少なくとも一方の上記接合面は、少なくとも部分的に酸化ケイ素フィルムで形成されており、上記構造体を提供して上記第１および第２の層の間の直接接合界面を作り出すために、上記第１および第２の層の上記接合面を接触させるステップ（ｂ）と、少なくとも１つの上記くぼみを、水分子を含む流体で少なくとも部分的に満たすステップ（ｃ）と、接合処理を実行可能とする２０〜４００℃の温度でサーマルバジェットを適用するステップ（ｄ）とを含んでいる。
【０００７】
この方法では、直接接合界面における酸化ケイ素フィルムの存在と、直接接合界面の近傍における水分子の存在とにより、接合される表面に前もってプラズマ処理を行う必要がない一方、接合処理のためのサーマルバジェットの温度を低く制限しつつ、高い結合エネルギーを伴った物体の２つの層の直接接合が実現される。実際に、酸化ケイ素を含む直接接合界面の近傍における水分子の存在は、低い処理温度においても界面の結合エネルギーを高める。「サーマルバジェット」という表現は、本明細書において、確定した継続時間にわたって確定した温度を適用することを意味している。「低い温度」という表現は、本明細書において、常温である約２０℃から４００℃程度を意味し、好ましくは３５０℃以下を意味し、さらに好ましくは２５０℃よりも低い温度を意味し、例えば２０〜２５０℃あるいは５０〜２００℃を意味する。
【０００８】
本明細書では、ステップ（ａ）、（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）は、系統立って実行されるのではなく、連続的に定まった順番で実行されることを理解されたい。方法の変形例によると、ステップ（ｃ）は特にステップ（ｂ）の前に実行されてもよい。それは特に、流体が湿気を帯びた空気である場合である。
【０００９】
酸化ケイ素フィルムは、二酸化ケイ素フィルムＳｉＯ２または例えばＳｉＯｘのような不定比の酸化物フィルムであってもよい。
【００１０】
酸化ケイ素フィルムは、シリコン物質層の酸化によって形成される熱酸化物フィルムであってもよい。
【００１１】
酸化ケイ素フィルムは、例えばＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）のような、一般に使用される蒸着技術により蒸着された酸化物フィルムであってもよい。
【００１２】
１つの可能性によると、物体の第１および第２の層の各々は、それぞれの接合面に開口するくぼみを有している。
【００１３】
第１および第２の層の少なくとも一方における少なくとも１つのくぼみは、本方法のステップ（ｂ）に係る接触の瞬間に２つの層が重ね合わせられたときに、第１および第２の層の他方における少なくとも１つのくぼみと共に、少なくとも部分的にくぼみを形成し得る。
【００１４】
補足的な構成によると、第１および第２の層の各々は、表面に酸化ケイ素フィルムを有している。
【００１５】
有利なことに、方法のステップ（ａ）は、上記直接接合界面の全ての箇所が該直接接合界面の端部から基準距離以下の距離に位置するように、上記第１および第２の層の少なくとも一方に上記くぼみを形成して配置するステップを含み、上記直接接合界面の上記端部は、一方で上記くぼみにより区切られ、他方で上記構造体の周縁部により区切られている。
【００１６】
よって、くぼみの大きさ、配置および数は、くぼみおよび構造体の周縁部により区切られた直接接合界面の端部が所定の基準距離以下の距離だけ離れるように決定される。これにより、直接接合界面の全ての箇所が、酸化ケイ素を含みかつ直接接合界面の端部に近接することとなり、適切な場合には、水分子の源に近接することとなる。したがって、直接接合界面の全ての箇所は、直接接合が行われる全ての界面が高い結合エネルギーを呈するように、低温下で接合処理が行われた場合であっても、高い結合エネルギーを呈する。
【００１７】
好ましくは、くぼみの形成は、提示寸法が０，１μｍ〜１ｃｍ、好ましくは１〜１００μｍであるくぼみを形成するために、フォトリソグラフィまたは例えばのこ引きのような機械加工技術により実現される。これらの寸法は、接合を強めるために必要とされる十分な量の水分を蓄積することを許容する。
【００１８】
有利なことに、方法は、上記ステップ（ｂ）の後に実行され、水分子を含む流体を含む筐体内に上記構造体を設置するステップ（ｉ）を含んでいる。よって、構造体の周縁部により形成される直接接合界面の端部は、湿潤雰囲気の近傍に存在している。この変形例では、構造体の周縁部に近接するくぼみは、先の実施形態の場合よりも構造体の周縁部から遠いかも知れない一方、直接接合界面の各箇所が水分子から同様の基準距離以下の距離に位置することを許容する。
【００１９】
１つの構成によると、少なくとも１つのくぼみは構造体の外側面に開口しており、それによって直接接合界面に必要とされる量の水分を供給することができる。
【００２０】
１つの可能性によると、少なくとも１つの上記くぼみは、上記直接接合界面の平面に隣接する、上記構造体の外側縁に開口するように、上記直接接合界面の平面内を実質的に延びている。よって、この場合、上記の少なくとも１つのくぼみは、上記の筐体の中間部と連通する。この変形例では、方法のステップ（ｃ）は、水分子を含む媒体でくぼみを満たすものであって、方法のステップ（ｉ）により実行されてもよい。
【００２１】
１つの可能性によると、構造体は、直接接合界面の平面に隣接する、構造体の外側縁に開口するように、直接接合界面の平面内を実質的に延びる第１の一連のくぼみを有している。
【００２２】
本発明の１つの構成によると、少なくとも１つの上記くぼみは、上記構造体内において気密状である。上記の少なくとも１つの気密状のくぼみは、構造体の外部と連通することなく、直接接合界面においてシールされて埋設されている。上記の少なくとも１つの気密状のくぼみは、例えばＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ−Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）のような電子デバイスを収容するのに使用されてもよい。
【００２３】
１つの可能性によると、構造体は、第２の一連の気密状のくぼみを有している。
【００２４】
別の変形例によると、方法は、上記少なくとも１つの層における少なくとも１つの上記くぼみが、上記少なくとも１つの層の上記接合面の反対側の面に接続するように、上記第１および第２の層の少なくとも一方を厚さ方向に通る少なくとも１つのオリフィスを設けるステップを含んでいる。
【００２５】
有利なことに、方法は、上記ステップ（ｄ）の前に、１時間〜３０日間にわたって２０〜９９℃の温度環境下に上記構造体を置いておくステップ（ｊ）を含んでいる。この熱処理は、接合処理のステップ（ｄ）におけるサーマルバジェットの適用後に、直接接合界面において高い結合エネルギーを得ることを許容するプロセスを促進することを可能とする。実際、この継続時間は、結合エネルギーを高める酸化反応での接合処理の後に消費されるために、水分子が直接接合界面に十分に入り込むことを可能とする。
【００２６】
特定の構成によると、ステップ（ｃ）は、ステップ（ｊ）を含んでいる。
【００２７】
好ましくは、ステップ（ｄ）におけるサーマルバジェットの適用は、３５０℃以下の温度で、さらに好ましくは２００℃以下の温度で、例えば２０〜２００℃さらには５０〜１５０℃の温度で実行される。
【００２８】
サーマルバジェットの適用は、数分間から数十時間にわたって、好ましくは数十分から数時間にわたって実行される。
【００２９】
適用されるサーマルバジェットの低い温度は、製造コストを低減することを可能とする。さらには、低い温度を用いることは、熱膨張係数が大きく異なる物体の層を接合することを可能とする。加えて、物体の層がデバイスを含んでいる場合、そのデバイスは用いられる温度によりダメージを受けない。
【００３０】
有利なことに、方法は、上記接合面を接触させるステップ（ｂ）の前に、上記第１および第２の層の上記接合面にプラズマ処理を適用するステップを含んでいる。よって、高い結合エネルギーを保持する一方で、サーマルバジェットの温度を大幅に低下させることが可能となる。特に、約２時間から数日間の期間にわたって常温（約２０℃）でサーマルバジェットを適用することが可能である。
【００３１】
１つの構成によると、上記水分子を含む流体は、１０％よりも高い相対湿度を含む空気または液相の水を含んでいる。これらの条件は、結合エネルギーを高めるのを許容するバランスで、直接接合界面における酸化ケイ素層と十分な水分子を恒久的に接触させることを可能とする。例えば窒素のような空気以外の他のガス状の流体は、その流体が同比率の水分子を含む範囲内で使用されてもよい。実際、水分子が直接接合界面と接触することが必要であり、水分子は酸化ケイ素で消費され得るし、流体は界面と接触する水分子を入れ替えるために水分子を十分に含んでいる。
【００３２】
好ましくは、上記基準距離は、１．５〜２．５ｃｍであり、好ましくは約２ｃｍである。よって、直接接合界面の各箇所が、上記の湿った流体と接触している界面の端部から約２ｃｍ離れているとき、結合エネルギーは十分に高められる。
【００３３】
具体的に、上記第１の層および上記第２の層の少なくとも一方の材質は、酸化ケイ素、半導体材料、窒化ケイ素、アルミナ、ＳｉＯＣおよびダイヤモンドから選択される。
【００３４】
第２の側面によると、本発明は、物体の第１の層および第２の層の各々の２つの接合面の間の直接接合界面を有し、上記第１および第２の層の少なくとも一方の上記接合面は、少なくとも部分的に酸化ケイ素フィルムで形成され、上記直接接合界面は、くぼみを有し、該くぼみの少なくとも１つは、水分子を含む流体で少なくとも部分的に満たされている構造体に関する。
【００３５】
この構造体は、接合処理の後に、直接接合界面の端部を区切るくぼみにおける水分子の存在のために、直接接合界面の端部に近接して配置された直接接合界面の各箇所で高い結合エネルギーを得ることを可能とする。
【００３６】
好ましくは、上記くぼみは、上記直接接合界面の全ての箇所が該直接接合界面の端部から１．５〜２．５ｃｍの基準距離以下の距離に位置するように設けられ、上記直接接合界面の上記端部は、一方で上記くぼみにより区切られ、他方で上記構造体の周縁部により区切られている。
【００３７】
よって、水分子を含む流体で満たされたくぼみから基準距離以下の距離をもって配置された直接接合界面の全ての箇所において結合エネルギーが高められる。
【００３８】
１つの構成によると、少なくとも１つのくぼみは構造体の外側面に開口し、それにより必要とされる量の水分を直接接合界面に供給することができる。
【００３９】
有利なことに、少なくとも１つの上記くぼみは、上記直接接合界面の平面に隣接する、上記構造体の外側縁に開口するように、上記直接接合界面の平面に実質的に沿って延びている。よって、水分子を含む中間部を有する筐体内に構造体を配置することにより、水分子を含む流体でくぼみを満たすことが容易になる。実際、そのように設けられたくぼみは、構造体の外部雰囲気と連通していてもよい。
【００４０】
別の構成によると、少なくとも１つの上記第１および第２の層は、上記少なくとも１つの層における少なくとも１つの上記くぼみが、上記少なくとも１つの層の上記接合面の反対側の面に接続するように、上記第１および第２の層の少なくとも一方を厚さ方向に通る少なくとも１つのオリフィスを有している。よって、くぼみは、上記の水分子を含む中間部を有する構造体の外部雰囲気と連通する。
【００４１】
好ましくは、くぼみは、十分な量の水分を蓄えるために０．１μｍ〜１ｃｍ、好ましくは１〜１００μｍの寸法である。
【００４２】
具体的に、第１の層および第２の層の材質は、酸化ケイ素、半導体材料、窒化ケイ素、アルミナ、ＳｉＯＣおよびダイヤモンドに含まれている。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】図１は、本発明に係る方法の実施形態の直接接合により接合される物体の層の断面図である。
【図２】図２は、本発明に係る方法の実施形態の直接接合により接合される物体の層の断面図である。
【図３】図３は、本発明に係る方法の実施形態の直接接合により接合される物体の層の断面図である。
【図４】図４は、本発明に係る方法の実施形態の直接接合により接合される物体の層の断面図である。
【図５】図５は、本発明に係る方法の変形例を示す図である。
【図６】図６は、本発明に係る方法の変形例を示す図である。
【図７】図７は、本発明に係る方法の変形例を示す図である。
【図８】図８は、本発明の実施形態に係る方法により得られた構造体の水平断面図である。
【図９】図９は、本発明に係る別の変形例の方法により得られた構造体の断面図である。
【図１０】図１０は、本発明に係るさらに別の変形例の方法により得られた構造体の水平断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものでは全くない。図面は、その見やすさを向上させるために、必ずしも表示された要素の全てが同じ縮尺ではない。下記の説明では、分かりやすさのために、異なる実施形態において同一であるか似ているかあるいは同等である要素には同じ参照番号を付してある。
【００４５】
図１は、本発明に係る直接接合により接合されようとしている物体の第１の層１および第２の層２の断面図である。第１および第２の層１，２は、接触ステップ（ｂ）に備えるために互いに反対向きに配置された接合面３，４を有している。第１および第２の層１，２の物質は、酸化物、窒化物または半導体で構成されていてもよい。酸化ケイ素フィルム５は、平坦な第１の層１の接合面３に存在しており、第２の層２には、その接合面４に開口するくぼみ６が存在している。
【００４６】
図示しない１つの構成によると、酸化ケイ素フィルム５は、図１に示す第２の層２の表面４のようにあらかじめくぼんだ接合面３，４を覆うように形成されていてもよい。図示しないさらに別の構成によると、酸化ケイ素フィルム５は、くぼみを作った後にフィルム５が層２の横向きの壁部を覆わないように、あるいはくぼみ６の底を除いて接合面４のみを覆うように、くぼみ６を作る前に第２の層２の接合面４に形成されていてもよい。後に図５で見るように、酸化ケイ素フィルム５は、また、物質の第１および第２の層１，２の接合面３，４を覆っていてもよい。
【００４７】
図２は、接合界面７と方法のステップ（ｂ）に係る所望の構造体８とを形成するために接触させられた２つの接合面３，４を示している。そして、くぼみ６は、接合界面７に開口するくぼみ６を少なくとも部分的に区切っている。これらのくぼみ６は、接合界面７における全ての箇所が、接合界面７の端部９から１．５〜２．５ｃｍの間にある基準距離以下の距離に位置するように配置されている。
【００４８】
図３は、接合界面７の高さを覆う水分子を含む流体を含む筐体１１内に、上に述べたように形成された構造体８を配置する、方法のステップ（ｉ）を示している。図８に示すように、くぼみ６が接合界面７の平面内を実質的に延びている場合、くぼみ６は、接合界面７の平面に隣接する、構造体８の外側縁１２に開口している。よって、くぼみ６は、筐体１１に収容された湿った中間部と連通しており、方法のステップ（ｃ）に係る水流体でくぼみ６は満たされている。よって、接合界面７の端部９は構造体８の周縁部において水分子と接触しており、くぼみ６は接合界面７の内側端９を区切っている。
【００４９】
その後、構造体は、方法のステップ（ｂ）に係る熱処理を果たす約２００℃の低温でのサーマルバジェットを加える前に、１５日間にわたって約４５℃に置かれる。サーマルバジェットは筐体１１内で直接的に実行されるが、図示しない変形例では、サーマルバジェットは筐体１１とは別の炉で適用されてもよい。これらの実施により高められた結合エネルギーを得ることができ、例えば接合界面７の全ての箇所においてほぼ４Ｊ／ｍ２程度となる。
【００５０】
図示しない別の可能性によると、２つの接合面３，４は、方法のステップ（ｂ）に係る接触の前にプラズマ処理されて、ステップ（ｄ）に係るサーマルバジェットは約２０〜２５０℃に含まれる温度、例えば５０℃で、数時間から数日にわたって適用される。さらには、このサーマルバジェットは、２０℃よりも高いかまたは等しい温度の自由空気で適用されてもよい。
【００５１】
図５〜図７は、本発明に係る方法の変形例を示している。くぼみ６は、第１および第２の層１，２の両方の接合面３，４に配置されている。酸化ケイ素フィルム５は、くぼみ６の配置を再現するために、このように構成された表面３，４の各々を覆うように蒸着されている。くぼみ６同士の距離は、次のステップで形成される接合界面７の全ての箇所が接合界面７の端部９から２ｃｍ以下の距離に配置されることを許容する。物体の１つの層のくぼみ６は、方法のステップ（ｃ）に係る水分子を含む流体で満たされており、いったん表面３，４が例えば常圧下で接触すると、形成されたくぼみ６は水分子を含む流体を含む。
【００５２】
そして、このように形成された構造体８は、方法のステップ（ｉ）に係る接合界面７の高さを覆う流体を含む筐体１１内に配置される。熱処理は、接合界面７全体における筐体１１内およびくぼみ６内の水分に、１時間にわたって約９０℃となるように適用される。
【００５３】
その後、図７に示すように、ステップ（ｄ）に係る熱処理が数時間にわたって２５０℃で行われ、接合界面７の全ての箇所において構造体８の結合エネルギーが高められる。
【００５４】
図９は、その接合面３，４がそれぞれ酸化ケイ素フィルム５で覆われた物体の第１および第２の層１，２が接触したところを示している。気密状のくぼみ６は、接合界面７において前もって形成されていて、少なくとも１つの物体の層１，２の厚さ方向を横切るオリフィス１４が配置されることで構造体８の外部と連通している。よって、くぼみ６は、数分にわたって３００℃で接合処理が行われた後に結合エネルギーが高くなるように、水分子を含む流体、例えば１０％以上の湿気を含んだ空気で満たされていてもよい。
【００５５】
図１０に構造体８の接合界面７における水平断面で示すように、くぼみ６は、接合界面７の全ての箇所が接合界面７の端部９から、くぼみ６内または内部に構造体８が配置された筐体１１内に存在する水分子を含む流体と連通できる基準距離以下に配置されるように設けられている。
【００５６】
よって、本発明は、高温での接合処理の使用を避け、かつ接合面３，４をプラズマ処理で活性化するステップを避ける、高い結合エネルギーが存在する２つの層１，２の間の直接接合を含む構造体８の製造方法を提供する。よって、当該方法は、安価で、サイクル時間を低減し、多くの物質に適用され得る。
【００５７】
本発明が例として上述した変形例に限定されないことは言うまでもなく、記載された全ての技術的な同等物および変形例やそれらの組合せを含んでいる。
【図１】
2016509372.tif 000003
【図２】
2016509372.tif 000004
【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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【国際調査報告】
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