(57)【要約】第１の半導体基板に形成されたＭＥＭＳデバイスは、第２の半導体基板を使用して封止される。これを達成するために、アルミニウムゲルマニウム構造が第1の半導体基板の上に形成され、ポリシリコン層が第２の半導体基板の上に形成される。第１の半導体基板は、ポリシリコン層がアルミニウムゲルマニウム構造に接触するように第２の半導体基板で覆われる。その後、アルミニウムゲルマニウム構造を溶融させてＡｌＧｅＳｉシーラントを形成させ、それによりＭＥＭＳデバイスを封止するように、第１および第２の半導体基板間で共晶接合が実行される。必要に応じて、ゲルマニウムアルミニウム構造には、アルミニウムの層を覆うゲルマニウムの層が部分的に含まれる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第２の半導体基板を使用して、第１の半導体基板に形成されたＭＥＭＳデバイスを封止する方法であって、
前記第１の半導体基板上にアルミニウムゲルマニウム構造を形成するステップと、
前記第２の半導体基板上にポリシリコン層を形成するステップと、
前記ポリシリコン層が前記アルミニウムゲルマニウム構造に接触するように、前記第１の基板を前記第２の半導体基板で覆うステップと、
前記アルミニウムゲルマニウム構造を溶融させてＡｌＧｅＳｉシーラントを形成し、それにより前記ＭＥＭＳデバイスを封止するように、前記第１の半導体基板および前記第２の半導体基板間で共晶接合を実行するステップと
を含む、方法。
【請求項２】
前記ゲルマニウムアルミニウム構造が、アルミニウム層を覆うゲルマニウム層を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１の半導体基板の前記アルミニウムゲルマニウム構造の下に接着層を形成するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記アルミニウムゲルマニウム構造と前記接着層の間にアルミナ層を形成するステップをさらに含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記接着層が窒化チタン層である、請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記第２の半導体基板の前記ポリシリコン層の下にアルミナ層を形成するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記第２の半導体基板の前記ポリシリコン層の下にポリサイド層を形成するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記第２の半導体基板の前記アルミナ層の下に接着層を形成するステップをさらに含む、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
第２の半導体基板を使用して、第１の半導体基板に形成されたＭＥＭＳデバイスを封止する方法であって、
前記第１の半導体基板内または上にシリサイド層を形成するステップと、
前記第１の半導体基板の前記シリサイド層の上にアルミニウムゲルマニウム構造を形成するステップと、
前記第２の半導体基板の基板内または基板上にシリサイド層を形成するステップと、
前記第１の半導体基板の前記アルミニウムゲルマニウム構造が前記第２の半導体基板の前記シリサイド層に接触するように、前記第１の半導体基板を前記第２の半導体基板で覆うステップと、
前記アルミニウムゲルマニウム構造を溶融させてＡｌＧｅＳｉシーラントを形成し、それにより前記ＭＥＭＳデバイスを封止するように、前記第１および前記第２の半導体基板間で共晶接合を実行するステップとを含む、方法。
【請求項１０】
前記アルミニウムゲルマニウム構造体は、アルミニウム層を覆うゲルマニウム層を含み、前記アルミニウム層は銅原子を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記アルミニウムゲルマニウム構造は、共堆積されたアルミニウムおよびゲルマニウムの層を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
第２の半導体基板を使用して、第１の半導体基板に形成されたＭＥＭＳデバイスを封止する方法であって、
前記第１の半導体基板内または上にシリサイド層を形成するステップと、
前記第２の半導体基板内または上にシリサイド層を形成するステップと、
前記第２の半導体基板の前記シリサイド層の上にアルミニウムゲルマニウム構造を形成するステップと、
前記第２の半導体基板の前記アルミニウムゲルマニウム構造が前記第１の半導体基板の前記シリサイド層に接触するように、前記第１の半導体基板を前記第２の半導体基板で覆うステップと、
前記アルミニウムゲルマニウム構造を溶融させてＡｌＧｅＳｉシーラントを形成し、それにより前記ＭＥＭＳデバイスを封止するように、前記第１および前記第２の半導体基板間で共晶接合を実行するステップとを含む、方法。
【請求項１３】
第２の半導体基板を使用して、第１の半導体基板に形成されたＭＥＭＳデバイスを封止する方法であって、
前記第１の半導体基板の基板内または基板上にシリサイド層を形成するステップと、
前記第１の半導体基板の前記シリサイド層の上にアルミニウムゲルマニウム構造を形成するステップと、
前記第２の半導体基板の基板内または基板上にシリサイド層を形成するステップと、
前記第２の半導体基板の前記シリサイド層の上にアルミニウムゲルマニウム構造を形成するステップと、
前記第１の半導体基板の前記アルミニウムゲルマニウム構造が前記第２の半導体基板の前記アルミニウムゲルマニウム構造と接触するように、前記第１の半導体基板を前記第２の半導体基板で覆うステップと、
前記アルミニウムゲルマニウム構造を溶融させてＡｌＧｅＳｉシーラントを形成し、それにより前記ＭＥＭＳデバイスを封止するように、前記第１および前記第２の半導体基板間で共晶接合を実行するステップとを含む、方法。
【請求項１４】
第２の半導体基板を使用して、第１の半導体基板に形成されたＭＥＭＳデバイスを封止する方法であって、
前記第１の半導体基板の基板内または基板上にシリサイド層を形成するステップと、
前記第１の半導体基板の前記シリサイド層の上にアルミニウムゲルマニウム構造を形成するステップと、
前記第２の半導体基板の基板内または基板上にシリサイド層を形成するステップと、
前記第２の半導体基板の前記シリサイド層の上にアルミニウム構造を形成するステップと、
前記第１の半導体基板の前記アルミニウムゲルマニウム構造が前記第２の半導体基板の前記アルミニウム構造と接触するように、前記第１の半導体基板を前記第２の半導体基板で覆うステップと、
前記アルミニウムゲルマニウム構造を溶融させてＡｌＧｅＳｉシーラントを形成し、それにより前記ＭＥＭＳデバイスを封止するように、前記第１および前記第２の半導体基板間で共晶接合を実行するステップとを含む、方法。
【請求項１５】
第２の半導体基板を使用して、第１の半導体基板に形成されたＭＥＭＳデバイスを封止する方法であって、
前記第１の半導体基板の基板内または基板上にシリサイド層を形成するステップと、
前記第１の半導体基板の前記シリサイド層の上にゲルマニウム構造を形成するステップ十と、
前記第２の半導体基板の基板内または基板上にシリサイド層を形成するステップと、
前記第２の半導体基板の前記シリサイド層の上にアルミニウムゲルマニウム構造を形成するステップと、
前記第２の半導体基板の前記アルミニウムゲルマニウム構造が前記第１の半導体基板の前記ゲルマニウム構造に接触するように、前記第１の半導体基板を前記第２の半導体基板で覆うステップと、
前記アルミニウムゲルマニウム構造を溶融させてＡｌＧｅＳｉシーラントを形成し、それにより前記ＭＥＭＳデバイスを封止するように、前記第１および前記第２の半導体基板間で共晶接合を実行するステップとを含む、方法。
【請求項１６】
第１の半導体基板の空洞に形成されたＭＥＭＳデバイスを含むＭＥＭＳ構造であって、前記ＭＥＭＳデバイスは、前記第１の半導体基板に形成されたアルミニウムゲルマニウム構造と第２の半導体基板に形成されたポリシリコン層との共晶接合に応じて形成されたＡｌＧｅＳｉシーラントで封止されるＭＥＭＳ構造。
【請求項１７】
前記アルミニウムゲルマニウム構造は、アルミニウム層を覆うゲルマニウム層を含む、請求項１６に記載のＭＥＭＳ構造。
【請求項１８】
前記ＭＥＭＳ構造は、前記アルミニウムゲルマニウム構造の下に接着層をさらに含む、請求項１６に記載のＭＥＭＳ構造。
【請求項１９】
前記ＭＥＭＳ構造は、前記アルミニウムゲルマニウム構造と前記接着層との間に配置されたアルミナ層をさらに含む、請求項１８に記載のＭＥＭＳ構造。
【請求項２０】
前記接着剤層が窒化チタン層である、請求項１９に記載のＭＥＭＳ構造
【請求項２１】
前記ＭＥＭＳ構造は、前記第２の半導体基板内の前記ポリシリコン層の下にアルミナ層をさらに含む、請求項１６に記載のＭＥＭＳ構造。
【請求項２２】
前記ＭＥＭＳ構造は、前記第２の半導体基板内の前記ポリシリコン層の下にポリサイド層をさらに含む、請求項１６に記載のＭＥＭＳ構造。
【請求項２３】
前記ＭＥＭＳ構造は、前記第２の半導体基板内の前記アルミナ層の下に接着層をさらに含む、請求項２１に記載のＭＥＭＳ構造。
【請求項２４】
第１の半導体基板のキャビティ内に形成されたＭＥＭＳデバイスを含むＭＥＭＳ構造であって、前記ＭＥＭＳデバイスがＡｌＧｅＳｉシーラントでシールされ、前記ＡｌＧｅＳｉシーラントは、前記第１の半導体基板に形成されたアルミニウムゲルマニウム構造と第２の半導体基板の中または上に形成されたシリサイド層の共晶接合に応じて形成された、ＭＥＭＳ構造。
【請求項２５】
第１の半導体基板のキャビティに形成されたＭＥＭＳデバイスを含むＭＥＭＳ構造であって、前記ＭＥＭＳデバイスがＡｌＧｅＳｉシーラントでシールされ、前記ＡｌＧｅＳｉシーラントは、第２の半導体基板に形成されたアルミニウムゲルマニウム構造と前記第１の半導体基板の中または上に形成されたシリサイド層の共晶接合に応じて形成された、ＭＥＭＳ構造。
【請求項２６】
第１の半導体基板のキャビティに形成されたＭＥＭＳデバイスを含むＭＥＭＳ構造であって、前記ＭＥＭＳデバイスがＡｌＧｅＳｉシーラントでシールされ、前記ＡｌＧｅＳｉシーラントは、前記第１の半導体基板に形成された第１のアルミニウムゲルマニウム構造と第２の半導体基板に形成された第２のアルミニウムゲルマニウム構造と前記第１の半導体基板の中または上に形成されたシリサイド層の共晶接合に応じて形成された、ＭＥＭＳ構造。
【請求項２７】
第１の半導体基板のキャビティに形成されたＭＥＭＳデバイスを含むＭＥＭＳ構造であって、前記ＭＥＭＳデバイスがＡｌＧｅＳｉシーラントでシールされ、前記ＡｌＧｅＳｉシーラントは、前記第１の半導体基板に形成された第１のアルミニウムゲルマニウム構造と第２の半導体基板に形成された第２のアルミニウムゲルマニウム構造と前記第２の半導体基板の中または上に形成されたシリサイド層の共晶接合に応じて形成された、ＭＥＭＳ構造。
【請求項２８】
第１の半導体基板のキャビティに形成されたＭＥＭＳデバイスを含むＭＥＭＳ構造であって、前記ＭＥＭＳデバイスがＡｌＧｅＳｉシーラントでシールされ、前記ＡｌＧｅＳｉシーラントは、前記第１の半導体基板に形成された第１のアルミニウムゲルマニウム構造と第２の半導体基板に形成されたアルミニウム構造と前記第１の半導体基板の中または上に形成されたシリサイド層の共晶接合に応じて形成された、ＭＥＭＳ構造。
【請求項２９】
第１の半導体基板のキャビティに形成されたＭＥＭＳデバイスを含むＭＥＭＳ構造であって、前記ＭＥＭＳデバイスがＡｌＧｅＳｉシーラントでシールされ、前記ＡｌＧｅＳｉシーラントは、前記第１の半導体基板に形成された第１のアルミニウムゲルマニウム構造と第２の半導体基板に形成されたアルミニウム構造と前記第２の半導体基板の中または上に形成されたシリサイド層の共晶接合に応じて形成された、ＭＥＭＳ構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願への相互参照）
本出願は、2017年4月4日に出願された出願シリアル番号62/481,634号の米国特許法第１１９条（ｅ）に基づく利益を主張し、その内容全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本発明は、基板接合に関し、より詳細には、ＭＥＭＳデバイスを封止するための共晶接合に関する。
【背景技術】
【０００３】
モーションセンサーや可動ミラーなどの微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）が広く使用されている。周知のように、ＭＥＭＳ運動センサは、例えば、直線運動を検出するための加速度計、または回転および角速度を検出するためのジャイロスコープであり得る。
【０００４】
先進の平面シリコンプロセスは、ＭＥＭＳデバイスを製造するためにますます使用されている。ガラスフリット接合は、加速度計などのＭＥＭＳデバイスのウエハレベルのパッケージングに使用されている。ただし、達成可能な最小シール幅、コスト、および鉛含有量の制限により、現在の世代のジャイロスコープの多くは、共晶はんだ接合などの他のウエハレベルのパッケージングソリューションを使用して作られている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
効果的であるために、共晶基板接合プロセスは、きれいな表面を必要とする。表面の過剰な量の自然酸化物およびその他の有機汚染物質は、表面結合の形成、強度、および完全性を損なう可能性がある。シール層スタックの材料とデバイスの構成によっては、結合している表面から自然酸化物層やその他の汚染物質を除去することが困難になる場合がある。共晶基板接合プロセスを使用したＭＥＭＳデバイスの堅牢な基板接合および封止は、現在も課題を提起している。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一実施形態による、第２の半導体基板を使用して第１の半導体基板に形成されたＭＥＭＳデバイスを封止する方法は、部分的に、第１の基板の上にアルミニウムゲルマニウム構造を形成する。第２の基板の上にポリシリコン層を形成する。ポリシリコン層がアルミニウムゲルマニウム構造に接触するように、第１の基板を第２の基板で覆う。そして、アルミニウムゲルマニウム構造を融解させてＡｌＧｅＳｉシーラントを形成させ、それによりＭＥＭＳデバイスを封止するように、第１および第２の基板間で共晶接合を実行する。一実施形態では、ゲルマニウムアルミニウム構造は、アルミニウム層を覆うゲルマニウム層を含む。
【０００７】
一実施形態では、この方法は、さらに、第１の基板のアルミニウムゲルマニウム構造の下に接着層を形成することを部分的に含む。一実施形態では、この方法は、部分的に、アルミニウムゲルマニウム構造と接着層との間にアルミナ層を形成することをさらに含む。一実施形態では、接着剤層は窒化チタン層である。一実施形態では、この方法は、部分的に、第２の基板のポリシリコン層の下にアルミナ層を形成することをさらに含む。一実施形態では、この方法は、部分的に、第２の基板のポリシリコン層の下にポリサイド層を形成することをさらに含む。一実施形態では、この方法は、部分的に、第２の基板のアルミナ層の下に接着層を形成することをさらに含む。
【０００８】
本発明の一実施形態による、第２の半導体基板を使用して第１の半導体基板に形成されたＭＥＭＳデバイスを封止する方法は、部分的に、第１の基板内または上にシリサイド層を形成することを含む。第１の基板のシリサイド層の上にアルミニウムゲルマニウム構造を形成する。第２の基板の基板内または基板上にシリサイド層を形成する。第１の基板のアルミニウムゲルマニウム構造が第２の基板のシリサイド層に接触するように、第１の基板を第２の基板で覆う。そして、アルミニウムゲルマニウム構造を融解させてＡｌＧｅＳｉシーラントを形成させ、それによりＭＥＭＳデバイスを封止するように、第１および第２の基板間で共晶接合を実行する。
【０００９】
本発明の一実施形態による、第２の半導体基板を使用して第１の半導体基板に形成されたＭＥＭＳデバイスを封止する方法は、部分的に、第２の基板内または上にシリサイド層を形成することを含む。第２の基板のケイ化物層の上にアルミニウムゲルマニウム構造を形成する。第２基板のアルミニウムゲルマニウム構造が第１の基板のシリサイド層に接触するように、第１の基板を第２の基板で覆う。そして、アルミニウムゲルマニウム構造を融解させてＡｌＧｅＳｉシーラントを形成させ、それによりＭＥＭＳデバイスを封止するように、第１および第２の基板間で共晶接合を実行する。
【００１０】
本発明の一実施形態による、第２の半導体基板を使用して第１の半導体基板に形成されたＭＥＭＳデバイスを封止する方法は、部分的に、第１の基板内または上にシリサイド層を形成することを含む。第１の基板のシリサイド層の上にアルミニウムゲルマニウム構造を形成する。第２の基板の基板内または基板上にシリサイド層を形成する。第２の基板のケイ化物層の上にアルミニウムゲルマニウム構造を形成する。第１の基板のアルミニウムゲルマニウム構造が第１基板のアルミニウムゲルマニウム構造と接触するように、第１の基板を第２の基板で覆う。そして、アルミニウムゲルマニウム構造を融解させてＡｌＧｅＳｉシーラントを形成させ、それによりＭＥＭＳデバイスを封止するように、第１および第２の基板間で共晶接合を実行する。
【００１１】
本発明の一実施形態による、第２の半導体基板を使用して第１の半導体基板に形成されたＭＥＭＳデバイスを封止する方法は、部分的に、第１の基板内または上にシリサイド層を形成することを含む。第１の基板のシリサイド層の上にアルミニウムゲルマニウム構造を形成する。第２の基板の基板内または基板上にシリサイド層を形成する。第２の基板のシリサイド層の上にアルミニウム構造を形成する。第１の基板のアルミニウムゲルマニウム構造が第２の基板のアルミニウム構造と接触するように、第１の基板を第２の基板で覆う。そして、アルミニウムゲルマニウム構造を溶融させてＡｌＧｅＳｉシーラントを形成させ、それによりＭＥＭＳデバイスを封止するように、第１および第２の基板間で共晶接合を実行する。
【００１２】
本発明の一実施形態による、第２の半導体基板を使用して第１の半導体基板に形成されたＭＥＭＳデバイスを封止する方法は、部分的に、第１の基板内または上にシリサイド層を形成することを含む。第１の基板のシリサイド層の上にゲルマニウム構造を形成する。第２の基板の基板内または基板上にシリサイド層を形成する。第２の基板のケイ化物層の上にアルミニウムゲルマニウム構造を形成する。第２基板のアルミニウムゲルマニウム構造が第１基板のゲルマニウム構造に接触するように、第１の基板を第２の基板で覆う。そして、アルミニウムゲルマニウム構造を溶融させてＡｌＧｅＳｉシーラントを形成させ、それによりＭＥＭＳデバイスを封止するように、第１および第２の基板間で共晶接合を実行する。
【００１３】
本発明の一実施形態によるＭＥＭＳ構造は、第１の半導体基板のキャビティ内に形成され、ＡｌＧｅＳｉシーラントで封止されたＭＥＭＳデバイスを部分的に含む。 ＡｌＧｅＳｉシーラントは、第１の基板に形成されたアルミニウムゲルマニウム構造と第２の半導体基板に形成されたポリシリコン層との間の共晶接合に応答して形成される。
【００１４】
一実施形態では、ゲルマニウムアルミニウム構造は、部分的に、アルミニウム層を覆うゲルマニウム層をさらに含む。一実施形態では、ＭＥＭＳ構造体は、アルミニウムゲルマニウム構造体の下に部分的に接着層をさらに含む。一実施形態では、ＭＥＭＳ構造体は、アルミニウムゲルマニウム構造体と接着層との間に配置されたアルミナ層を部分的にさらに含む。一実施形態では、接着剤層は窒化チタン層である。一実施形態では、ＭＥＭＳ構造は、第２の基板のポリシリコン層の下にアルミナ層を部分的にさらに含む。一実施形態では、ＭＥＭＳ構造体は、第２の基板のポリシリコン層の下にポリサイド層を部分的にさらに含む。一実施形態では、ＭＥＭＳ構造は、部分的に、第２の基板のアルミナ層の下に接着層をさらに含む。
【００１５】
本発明の一実施形態によるＭＥＭＳ構造は、部分的に、第１の半導体基板のキャビティ内に形成され、ＡｌＧｅＳｉシーラントで封止されたＭＥＭＳデバイスを含む。 ＡｌＧｅＳｉシーラントは、第１の基板に形成されたアルミニウムゲルマニウム構造と第２の半導体基板内または上に形成されたシリサイド層との間の共晶結合に応答して形成される。
【００１６】
本発明の一実施形態によるＭＥＭＳ構造は、部分的に、第１の半導体基板のキャビティ内に形成され、ＡｌＧｅＳｉシーラントで封止されたＭＥＭＳデバイスを含む。 ＡｌＧｅＳｉシーラントは、第２の半導体基板に形成されたアルミニウムゲルマニウム構造と第１の半導体基板内または上に形成されたシリサイド層との間の共晶結合に応答して形成される。
【００１７】
本発明の一実施形態によるＭＥＭＳ構造は、部分的に、第１の半導体基板のキャビティ内に形成され、ＡｌＧｅＳｉシーラントで封止されたＭＥＭＳデバイスを含む。ＡｌＧｅＳｉシーラントは、第１半導体基板に形成された第１アルミニウムゲルマニウム構造、第２半導体基板に形成された第２アルミニウムゲルマニウム構造、および第１半導体基板内または上に形成されたシリサイド層の間の共晶接合に応答して形成される。
【００１８】
本発明の一実施形態によるＭＥＭＳ構造は、部分的に、第１の半導体基板のキャビティ内に形成され、ＡｌＧｅＳｉシーラントで封止されたＭＥＭＳデバイスを含む。ＡｌＧｅＳｉシーラントは、第１半導体基板に形成された第１アルミニウムゲルマニウム構造、第２半導体基板に形成された第２アルミニウムゲルマニウム構造、および第２半導体基板内または上に形成されたシリサイド層の間の共晶接合に応答して形成される。
【００１９】
本発明の一実施形態によるＭＥＭＳ構造は、部分的に、第１の半導体基板のキャビティ内に形成され、ＡｌＧｅＳｉシーラントで封止されたＭＥＭＳデバイスを含む。ＡｌＧｅＳｉシーラントは、第１半導体基板に形成された第１アルミニウムゲルマニウム構造、第２半導体基板に形成されたアルミニウム構造、および第１半導体基板内または上に形成されたシリサイド層の間の共晶接合に応答して形成される。
【００２０】
本発明の一実施形態によるＭＥＭＳ構造は、部分的に、第１の半導体基板のキャビティ内に形成され、ＡｌＧｅＳｉシーラントで封止されたＭＥＭＳデバイスを含む。ＡｌＧｅＳｉシーラントは、第１半導体基板に形成された第１アルミニウムゲルマニウム構造、第２半導体基板に形成されたアルミニウム構造、および第２半導体基板内または上に形成されたシリサイド層の間の共晶接合に応答して形成される。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、本発明の例示的な一実施形態による、その上に複数の層を形成した後のデバイスウエハの断面図である。
【図２】図２Ａは、本発明の例示的な一実施形態による、多数のパターニングおよびエッチングステップ後の図１のデバイスウエハの断面図であり、図２Ｂは、本発明の例示的な一実施形態に係る、多数のパターニングおよびエッチングステップ後の図１のデバイスウエハの断面図である。
【図３】図３Ａおよび３Ｂは、それぞれ、本発明の例示的な一実施形態による、デバイスウエハのキャビティ内にＭＥＭＳデバイスを形成した後の図２Ａのデバイスウエハの断面図および上面図である。
【図４】図４Ａおよび４Ｂは、それぞれ、本発明の例示的な一実施形態による、その上にＡｌＧｅ構造を形成するためのいくつかのパターニングおよびエッチングステップ後の図３Ａ及び３Ｂのデバイスウエハの断面図および上面図である。
【図５】図５は、本発明の例示的な一実施形態による、その上に複数の層を形成した後の図４Ａ及び４Ｂのデバイスウエハを覆う蓋ウエハの断面図である。
【図６】図６Ａおよび６Ｂは、それぞれ、本発明の例示的な一実施形態による、多数のパターニングおよびエッチングステップ後の図５の蓋ウエハの断面図および上面図である。
【図７】図７Ａは、本発明の例示的な一実施形態による、図４Ａのデバイスウエハを覆う図６Ａの蓋ウエハの断面図であり、図７Ｂは、本発明の別の例示的な実施形態による、図４Ａのデバイスウエハを覆う図６Ａの蓋ウエハの断面図である。
【図８】図８Ａおよび８Ｂは、本発明の例示的な一実施形態による、ＭＥＭＳデバイスおよびシリサイド構造を含むように処理された後のデバイスウエハの簡略化された断面図および上面図である。
【図９】図９Ａおよび９Ｂは、本発明の例示的な一実施形態による、多数の堆積、パターニングおよびエッチングステップ後の、図８Ａ及び８Ｂのデバイスウエハの断面図および上面図である。
【図１０】図１０Ａおよび１０Ｂは、本発明の例示的な一実施形態による、堆積およびエッチングステップ後の図９Ａ及び９Ｂのデバイスウエハを覆う蓋ウエハの断面図および上面図である。
【図１１】図１１は、本発明の例示的な一実施形態による、図９Ａのデバイスウエハを覆う図１０Ａの蓋ウエハの断面図である。
【図１２】図１２は、本発明の例示的な一実施形態による、ＭＥＭＳデバイスおよびシリサイド領域を含むように処理された後のデバイスウエハの簡略化された断面図である。
【図１３】図１３Ａおよび１３Ｂは、本発明の例示的な一実施形態による、その上にアルミニウムおよびゲルマニウム構造を形成するためにいくつかの処理ステップを実行した後の図１２のデバイスウエハの断面および上面図である。
【図１４】図１４は、本発明の例示的な一実施形態による、図１３Ａのデバイスウエハを覆う蓋ウエハの断面図である。
【図１５】図１５は、本発明の例示的な一実施形態による、図１３Ａのデバイスウエハを覆う図１４の蓋ウエハの断面図である。
【図１６】図１６は、本発明の別の例示的な実施形態による、蓋ウエハで覆われた上面を有するデバイスウエハの断面図である。
【図１７】図１７は、本発明の別の例示的な実施形態による、蓋ウエハで覆われた上面を有するデバイスウエハの断面図である。
【図１８】図１８は、本発明の別の例示的な実施形態による、蓋ウエハで覆われた上面を有するデバイスウエハの断面図である。
【図１９】図１９は、本発明の別の例示的な実施形態による、蓋ウエハで覆われた上面を有するデバイスウエハの断面図である。
【図２０】図２０は、本発明の例示的な一実施形態による、ＭＥＭＳデバイスの簡略化された上面レイアウト図である。
【図２１】図２１は、本発明の例示的な一実施形態による、図２０のＭＥＭＳデバイスの領域のより詳細な図である。
【図２２】図２２Ａおよび図２２Ｂは、本発明の例示的な一実施形態による、図２１で特定される領域内のいくつかの層のより詳細な図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の一実施形態によれば、ＭＥＭＳデバイス（本明細書ではセンサと呼ぶ）は、ＭＥＭＳデバイスが形成される（以下、デバイスウエハと呼ぶ）第１のシリコンウエハと、デバイスウエハの上面を覆う第２のシリコンウエハ（以下、蓋ウエハと呼ぶ）との間に、アルミニウム−ゲルマニウム−シリコン（ＡｌＧｅＳｉ）共晶基板接合を適用することにより空洞内に密閉される。これを実現するために、デバイスウエハ、蓋ウエハ、またはその両方の上に形成されたアルミニウムおよび/またはゲルマニウムを含む構造と、デバイスウエハ、蓋ウエハ、またはその両方いずれかの構造/領域に存在するシリコン原子とが結合してＭＥＭＳデバイスを封止/包む強力なＡｌＧｅＳｉシーラントを形成できるように共晶基板接合が適用される。本発明のいくつかの例示的な実施形態による、デバイスウエハおよび蓋ウエハを形成するための処理ステップを以下に説明する。
【００２３】
図１は、本発明の例示的な一実施形態による、その上に複数の層を形成した後のデバイスウエハ１００（本明細書では基板とも呼ばれる）の断面図である。デバイスウエハ１００は、例えば、１００ｎｍから２００ｎｍの範囲の厚さを有する窒化チタンＴｉＮ層であり得る接着層２３０を部分的に含むものとして示されている。デバイスウエハ１００は、例えば、１００ｎｍから２００ｎｍの範囲の厚さを有するアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）の層２４０を含み、接着層２３０の上に形成されるものとして示されている。ＴｉＮ層２３０およびアルミナ層２４０の両方がＡＬＤ、ＣＶＤ、ＰＶＤプロセスなどのよく知られた手法を使用して堆積され得る。
【００２４】
デバイスウエハ１００は、アルミナ層２４０を覆うアルミニウム層２５０、およびアルミニウム層２５０を覆うゲルマニウム層２６０を含むものとしても示されている。アルミニウム層２５０およびゲルマニウム層２６０の厚さは、必要な温度と圧力が適用されるときに共晶接合が生じることを可能にするように選択される。例えば、アルミニウム層２５０およびゲルマニウム層２６０は、それぞれ９８０ｎｍおよび５３０ｎｍの厚さを有するように選択され得る。
【００２５】
その後、従来のパターニングおよびエッチング処理ステップを使用して、層２３０、層２４０、層２５０、および層２６０を除去して、図２Ａに示すように、側壁２９２を有する開口部２８５を形成する。
【００２６】
図２Ｂに示されるデバイス構造は、図２Ｂにおいて、アルミナ層２４０の下の窒化チタン層２３０と、アルミナ層２４０の上のアルミニウム層２５０およびゲルマニウム層２６０との間の電気接続を強化するためにアルミナ層２４０に開口部２５５が形成されることを除いて、図２Ａに示されるデバイス構造に類似している。
【００２７】
次に、図３Ａに示すように、キャビティ１１０が、多数の従来の半導体処理技術のいずれか１つを使用してＭＥＭＳデバイス１２０が形成されるシリコン基板の開口部２８５に形成される。図３Ｂは、図３Ａに示されるデバイスウエハ１００の上面図である。図３Ｂの斜線領域３００は、図３Ａの層２３０、層２４０、層２５０および層２６０に対応することが理解される。
【００２８】
その後、従来のパターニングおよびエッチングプロセスを使用して、アルミニウム（Ａｌ）層２５０およびゲルマニウム（Ｇｅ）層２６０をエッチングして、キャビティ１１０の周囲にＡｌＧｅ構造２８０を形成する。図４Ａおよび４Ｂはそれぞれパターニングおよびエッチングプロセスが実行されてＡｌＧｅ構造２８０が形成された後のデバイスウエハ１００の断面図と上面図である。
【００２９】
図５は、本発明の例示的な一実施形態による、デバイスウエハ１００を覆ってキャビティ１１０およびデバイス１２０を気密封止するように適合された蓋ウエハ５００の断面図である。蓋ウエハ５００は、接着層５１０、アルミナ層５２０、およびポリシリコン層５３０を含むものとして示されている。接着層５１０は、例えば、１００ｎｍから２００ｎｍの範囲の厚さを有する窒化チタンＴｉＮを含むことができる。アルミナ層５２０は、例えば、２０ｎｍから１００ｎｍの範囲の厚さを有し得る。ポリシリコン層５３０は、例えば、１００ｎｍから１５０ｎｍの範囲の厚さを有し得る。一実施形態では、層５２０は、アルミナ層の代わりにポリサイド層であってもよい。ポリサイド層は、ＷＳｉ層、ＭｏＳｉ層、ＣｏＳｉ層、ＮｉＳｉ層などであってもよい。
【００３０】
従来のパターニングおよびエッチングプロセスを使用して、デバイスウエハ１００のカバーとして蓋ウエハ５００を準備するために、図６Ａに示すように、層５１０、５２０および５３０がエッチングされて構造５８０を形成する。ステップ構造５８０の幅Ｗ２は、図４Ａに示されるステップ構造２８０の幅Ｗ１より大きくてもよい。図６Ｂは、図６Ａに示される蓋ウエハ５００の上面図である。
【００３１】
図７Ａから分かるように、ＭＥＭＳデバイス１２０を密閉するために、図４Ａ、４Ｂに示すデバイスウエハ１００の上面は、図６Ａおよび６Ｂに示す蓋ウエハ５００の上面と接触させられる。これは、ステップ構造２８０および５８０を位置合わせするために、デバイスウエハ１００の上に蓋ウエハ５００を配置することにより達成される。あるいは、ＭＥＭＳデバイス１２０を気密封止するために、デバイスウエハ１００を蓋ウエハ５００上に配置してもよい。
【００３２】
その後、必要な熱および圧力が加えられる共晶接合中に、構造２８０に配置されたアルミニウムおよびゲルマニウムは、それらの相を固体から液体に変化させてＡｌＧｅ共晶融液を形成し、その後ポリシリコン層５３０に存在するシリコン原子と反応して三元ＡｌＧｅＳｉを形成する。そのように形成されたＡｌＧｅＳｉは、下のポリサイドまたはアルミナ層を濡らす。
【００３３】
本発明の実施形態によれば、ＡｌＧｅ共晶融液にシリコン原子を組み込むと、共融点温度が上昇し、したがって、その流れを制御および制限しながら融液を凝固させる。アルミナ層２４０は、ガス透過および反応性の高い共晶融液に対する障壁を提供する。アルミナは、共晶融液に適した接着層も提供します。層２４０がポリサイドを含む実施形態では、ポリサイドは、伝導拡散および高反応性共晶融液に対する障壁としてさらに機能する。シリサイド層は、ＡｌＧｅ共晶融液とシリサイド層に含まれるシリコンとの反応速度を低下させる。言い換えれば、液体ＡｌＧｅ共晶融液へのシリコンの取り込み速度を遅くして、ＡｌＧｅ共晶融液から三次ＡｌＧｅＳｉへのより制御された変態を提供する。シリコンへの過剰なSiの取り込みと、結果として生じるシリコンへのＡｌまたはＧｅのスパイクを回避または大幅に削減できる。シリサイド層の上部にあるシリコン層（アモルファス、ポリシリコン、またはその他のタイプ）は、ＡｌＧｅ共晶融液の初期の容易にアクセス可能なシリコンソースとして使用して、ＡｌＧｅ共晶融液へのシリコンを高速で取り込み、層が完全に溶解した後に速度を遅くすることができる。ケイ化物は拡散バリアとして機能し、ＡｌおよびＧｅ原子が液体共晶融液から下の層に拡散するのを防ぐ。シリサイド層は、ＡｌＧｅ共晶融液の接着層としてさらに機能する。本発明の実施形態による、ＭＥＭＳデバイスを封止する蓋基板と一緒のデバイス基板は、本明細書では代替的にＭＥＭＳ構造体と呼ばれる。
【００３４】
図７Ｂに示されるデバイス構造は、図７Ｂにおいて、例えば、上記の窒化チタンＴｉＮ層または以下にさらに説明するシリサイド層である接着層２３０と、アルミナ層２４０を覆うアルミニウム層２５０およびゲルマニウム層２６０との間の電気的接続を強化するためにアルミナ２４０に開口部２５５が形成されることを除いて、図７Ａに示されるデバイス構造と同様である。
【００３５】
本発明の一実施形態によれば、デバイスウエハ、蓋ウエハ、またはその両方に形成およびパターニングされたシリサイド層は、以下でさらに説明するように、ＡｌＧｅ共晶融液にシリコン原子を提供する。図８Ａは、シリサイドステップ構造６１０と関連するキャビティ１１０内のＭＥＭＳデバイス１２０とを含むように処理された後の例示的なデバイスウエハ１００の簡略化された断面図である。図８Ｂはシリサイドステップ構造６１０、キャビティ１１０、およびＭＥＭＳデバイス１２０を示すデバイスウエハ１００の上面図である。
【００３６】
封止のためのデバイスウエハ１００を準備するために、アルミニウム層２５０、続いてゲルマニウム層２６０がシリサイドステップ構造６１０上に堆積される。アルミニウムおよびゲルマニウム層２５０、２６０は続いてパターン化およびエッチングされて構造２８０を形成する。図９Ａ及び図９Ｂは、構造２８０を形成するためにパターニングおよびエッチングプロセスが実行された後のデバイスウエハ１００の断面図および上面図である。
【００３７】
図１０Ａは、本発明の例示的な一実施形態による、図９Ｂのデバイスウエハ１００を覆い、キャビティ１１０およびデバイス１２０を気密封止するように適合された蓋ウエハ７００の断面図である。蓋ウエハ７００をデバイスウエハ１００のカバーとして準備するために、従来のパターニングおよびエッチングプロセスを使用して、シリサイド構造７１０が蓋ウエハの表面上に形成される。図１０Ｂは、デバイスウエハ７００の対応する上面図であり、その上面にシリサイド構造７１０を示している。
【００３８】
図１１から分かるように、ＭＥＭＳデバイス１２０を気密封止するために、図９Ａ、９Ｂに示すデバイスウエハ１００の上面は、図１０Ａおよび１０Ｂに示す蓋ウエハ７００の上面と接触させられる。これは、ケイ化物構造６１０および７１０を整列させるために、デバイスウエハ１００上に蓋ウエハ７００を配置することにより達成される。あるいは、ＭＥＭＳデバイス１２０を気密封止するために、デバイスウエハ１００を蓋ウエハ７００上に配置してもよい。
【００３９】
ＭＥＭＳデバイス１００を封止するために、必要な熱および圧力が加えられる共晶接合中に、構造２８０のアルミニウムおよびゲルマニウムは、固体から液体に変化し、ＡｌＧｅ共晶融液を形成して、シリサイド構造６１０および／または７１０に存在するシリコン原子と反応し、三元ＡｌＧｅＳｉを形成する。本発明の実施形態に従って、シリコン原子をＡｌＧｅ共晶融液に組み込むと、共晶点温度が上昇し、したがって融液が凝固し、融液の流れを制御／制限する。
【００４０】
図９Ａ及び９Ｂのデバイスウエハ１００は、その基板の表面とアルミニウム層２５０との間に配置されたシリサイド層６１０のみを含むものとして示されているが、他の実施形態では、シリコン基板１００の表面とシリサイド構造６１０との間に、他の材料を含む１つ以上の層が含まれてもよいことが理解される。さらに、図９Ａ及び図９Ｂのデバイスウエハ１００は、アルミニウムおよびゲルマニウムの単一層のみを含むものとして示されているが、他の実施形態では別の方法で堆積したアルミニウムおよびゲルマニウムの複数の層をフックんでもよいことが理解される。図に示されているように、デバイスウエハ１００は、交互に堆積されたアルミニウムとゲルマニウムの複数の層を含むことができる。さらに、図１０Ａ〜１０Ｂのカバーウエハ７００は、その基板表面上にシリサイド構造７１０のみを含むように示されているが、他の実施形態では、他の材料（図示せず）を含む１つ以上の層をシリコン基板７００およびシリサイド構造７１０の表面間に配置できることが理解される。
【００４１】
本発明の別の実施形態によれば、デバイスウエハ、蓋ウエハ、またはその両方の基板内に形成およびパターン化されたシリサイド領域は、以下でさらに説明するように、ＡｌＧｅ共晶融液のシリコン原子を提供する。図１２は、シリサイド領域６１０を含むように処理された後のデバイスウエハ１００の単純化された断面図であり、ＭＥＭＳデバイス１２０もその関連するキャビティ１１０に含まれている。
【００４２】
封止のためにデバイスウエハ１００を準備するために、アルミニウムおよびゲルマニウムの層がケイ化物領域６１０上に堆積される。続いて、アルミニウムおよびゲルマニウム層がパターン化およびエッチングされて構造を形成する。上述の工程の後に、図１３Ａおよび１３Ｂはそれぞれ、キャビティ１１０、ＭＥＭＳデバイス１２０、シリサイド領域６１０、およびアルミニウム層２５０およびゲルマニウム層２６０を含む構造２８０を含む、デバイスウエハ１００の断面図および上面図である。
【００４３】
図１４は、本発明の例示的な一実施形態による、図１３Ａ及び図１３Ｂのデバイスウエハ１００を覆い、空洞１１０およびデバイス１２０を気密封止するように適合された蓋ウエハ７００の例示的な実施形態の断面図である。蓋ウエハ７００は、その基板に形成されたシリサイド領域７１０を含むものとして示されている。
【００４４】
図１５から分かるように、ＭＥＭＳデバイス１２０を密閉するために、図１３Ａ、１３Ｂに示されるデバイスウエハ１００の上面は、図１４に示される蓋ウエハ７００の上面と接触させられる。これは、シリサイド領域６１０および７１０を整列させるためにデバイスウエハ１００の上に蓋ウエハ７００を配置することにより、達成される。あるいは、ＭＥＭＳデバイス１２０を気密封止するために、デバイスウエハ１００を蓋ウエハ７００上に配置してもよい。
【００４５】
ＭＥＭＳデバイス１００を封止するために、必要な熱および圧力が加えられる共晶接合中に、構造２８０に存在するアルミニウムおよびゲルマニウムは、それらの相を固体から液体に変化させ、ＡｌＧｅ共晶融液を形成し、シリサイド領域６１０および／または７１０に存在するシリコン原子と反応して、三元ＡｌＧｅＳｉを形成する。本発明の実施形態に従って、シリコン原子をＡｌＧｅ共晶融液に組み込むと、共晶点温度が上昇し、したがって融液が凝固し、融液の流れを制御／制限する。
【００４６】
図１３Ａ、１３Ｂのデバイスウエハ１００は、シリサイド領域６１０の上にアルミニウム層２５０を含むように示されているが、他の実施形態では、アルミニウム層２５０とシリサイド領域６１０の間に他の材料（図示せず）を含む１つ以上の層が存在し得ることが理解される。さらに、図１３Ａおよび１３Ｂのデバイスウエハ１００は、各アルミニウムおよびゲルマニウムの単一の層のみを含むように示されているが、他の実施形態（図示せず）では、デバイスウエハ１００は交互に堆積されたアルミニウムとゲルマニウムの層を含み得ることが理解される。さらに、図１４に示す実施形態では、蓋ウエハ７００は、その基板に形成されたシリサイド領域７１０のみを含むものとして示されているが、蓋ウエハ７００の他の実施形態は、シリサイド領域７１０の上に配置された1つ以上の層を含むことができることが理解される。
【００４７】
図１６は、本発明の別の例示的な実施形態による、蓋ウエハ７００で覆われた上面を有するデバイスウエハ１００の断面図である。図１６に示される実施形態は、図１６の実施形態において、アルミニウム層７５０およびゲルマニウム層７６０を含む構造７８０が、蓋ウエハ７００のシリサイド領域７１０上に形成されており、デバイスウエハ１００は、シリサイド領域６１０と、キャビティ１１０に形成されたＭＥＭＳデバイス１２０とを含むものとして示されている。
【００４８】
ＭＥＭＳデバイス１００を封止するために、必要な熱および圧力が加えられる共晶接合中に、構造２８０に存在するアルミニウムおよびゲルマニウムは、それらの相を固体から液体に変化させ、その後にＡｌＧｅ共晶融液を形成し、シリサイド領域６１０および／または７１０において存在するシリコン原子と三元ＡｌＧｅＳｉを形成する。本発明の実施形態に従って、シリコン原子をＡｌＧｅ共晶融液に組み込むと、共晶点温度が上昇し、したがって融液が凝固し、その流れを制御／制限する。
【００４９】
図１６の蓋ウエハ７００は、シリサイド領域７１０の上にアルミニウム層７５０およびゲルマニウム層７６０を含むように示されているが、他の実施形態では、アルミニウム層７５０とシリサイド領域７１０との間に、他の材料（図示せず）を含む１つ以上の層があり得ることが理解される。さらに、図１６の蓋ウエハ７００は、各アルミニウムおよびゲルマニウムの単一層のみを含むように示されているが、他の実施形態（図示せず）では、蓋ウエハ７００がその上に交互に堆積されたアルミニウムとゲルマニウムの複数の層を含むことができることが理解される。さらに、図１６に示す実施形態では、デバイスウエハ１００は、その基板に形成されたシリサイド領域６１０のみを含むものとして示されているが、デバイスウエハ１００の他の実施形態は、シリサイド領域６１０の上に配置された1つまたは複数の層を含むことができることが理解される。
【００５０】
図１７は、本発明の別の例示的な実施形態による、蓋ウエハ７００で覆われた上面を有するデバイスウエハ１００の断面図である。デバイスウエハ１００は、デバイスウエハ１００のシリサイド領域６１０上に配置されたＡｌＧｅ構造２８０を集合的に形成するアルミニウム層２５０およびゲルマニウム層２６０を含むものとして示されている。デバイスウエハ１００は、部分的にキャビティ１１０に形成されたＭＥＭＳデバイス１２０を含むものとしても示されている。蓋ウエハ７００は、蓋ウエハ７００のシリサイド領域７１０の上に配置されたＡｌＧｅ構造７８０を集合的に形成するアルミニウム層７５０およびゲルマニウム層７６０を含むものとして示されている。
【００５１】
ＭＥＭＳデバイス１００を封止するために、必要な熱および圧力が加えられる共晶接合中に、アルミニウムおよびゲルマニウムは固体から液体に変化し、ＡｌＧｅ共晶融液を形成する。 ＡｌＧｅ共晶融液は、シリサイド領域６１０および／またはシリサイド領域７１０に存在するシリコン原子と反応して、三元ＡｌＧｅＳｉを形成する。本発明の実施形態によれば、Ｓｉ原子をＡｌＧｅ共晶融液に組み込むと、共融点温度が上昇し、したがって、融液の流れを制御および制限しながら融液を凝固させる。
【００５２】
図１７には示されていないが、例えば図１１に示されるように、シリサイド領域６１０および７１０がそれぞれの基板表面上に形成され得ることが理解される。さらに、示されないが、他の材料の１つ以上の層が、デバイスウエハ１００のシリサイド領域６１０とアルミニウム層２５０の間、および／または蓋ウエハ７００のシリサイド領域７１０とアルミニウム層７５０の間に配置することができる。さらに、図１７には、デバイスと蓋ウエハのそれぞれの上のアルミニウム及びゲルマニウムのそれぞれの層のみを含むことが示されているが、他の実施形態（図示せず）では、デバイスおよび蓋ウエハの両方が、交互に堆積されたアルミニウムおよびゲルマニウムの複数の層を含み得ることが理解される。
【００５３】
図１８は、本発明のさらに別の例示的な実施形態による、蓋ウエハ７００で覆われた上面を有するデバイスウエハ１００の断面図である。デバイスウエハ１００は、デバイスウエハ１００のシリサイド領域６１０の上に配置されたＡｌＧｅステップ構造２８０を集合的に形成するためにパターニングおよびエッチングされるアルミニウム層２５０とゲルマニウム層２６０とを含むものとして示されている。デバイスウエハ１００は、部分的にキャビティ１１０に形成されたＭＥＭＳデバイス１２０を含むものとしても示されている。蓋ウエハ７００は、蓋ウエハ７００のシリサイド領域７１０の上に配置されたゲルマニウム層７５０を含むものとして示されている。
【００５４】
ＭＥＭＳデバイス１００を封止するために、必要な熱および圧力が加えられる共晶接合中に、アルミニウムおよびゲルマニウムは、固体から液体に変化してＡｌＧｅ共晶融液を形成し、シリサイド領域６１０および/または７１０に存在するシリコン原子と反応して三元ＡｌＧｅＳｉを形成する。本発明の実施形態によれば、Ｓｉ原子をＡｌＧｅ共晶融液に組み込むと、共融点温度が上昇し、したがって、融液の流れを制御および制限しながら融液を凝固させる。
【００５５】
図１７には示されていないが、例えば図１１に示されるように、シリサイド領域６１０および７１０はそれぞれの基板表面上に形成され得ることが理解される。さらに、示されていないが、他の材料の１つ以上の層を、デバイスウエハ１００のシリサイド領域６１０とアルミニウム層２５０の間、および／または蓋ウエハ７００のシリサイド領域７１０とゲルマニウム層７５０の間に配置することができる。さらに、図１７の実施形態は各デバイスおよび蓋ウエハ上のアルミニウムおよびゲルマニウムのそれぞれ単一層のみを含むように示されているが、他の実施形態（図示せず）では、デバイスおよび蓋ウエハの両方が交互に堆積されたアルミニウムおよびゲルマニウムの複数の層を含み得ることが理解される。
【００５６】
図１９は、本発明の別の例示的な実施形態による、蓋ウエハ７００で覆われた上面を有するデバイスウエハ１００の断面図である。デバイスウエハ１００は、そのシリサイド領域６１０の上に形成されたゲルマニウム層２６０を含むものとして示されている。デバイスウエハ１００は、キャビティ１１０内に形成されたＭＥＭＳデバイス１２０を部分的に含むものとしても示されている。蓋ウエハ７００は、パターン化およびエッチングされて蓋ウエハ７００のシリサイド領域７１０の上に配置されたＡｌＧｅ構造７８０を集合的に形成するアルミニウム層７５０及びゲルマニウム層７６０を含むものとして示されている。
【００５７】
ＭＥＭＳデバイス１００を封止するために、必要な熱および圧力が加えられる共晶接合中に、アルミニウムおよびゲルマニウムは、固体から液体に変化してＡｌＧｅ共晶融液を形成し、その後、シリサイド領域６１０および/または７１０に存在するシリコン原子と反応して三元ＡｌＧｅＳｉを形成する。本発明の実施形態によれば、Ｓｉ原子をＡｌＧｅ共晶融液に組み込むと、共融点温度が上昇し、したがって、融液の流れを制御および制限しながら融液を凝固させる。
【００５８】
図１９には示されていないが、例えば図１１に示されるように、シリサイド領域６１０および７１０はそれぞれの基板表面上に形成され得ることが理解される。さらに、示されていないが、他の材料の１つ以上の層を、デバイスウエハ１００のシリサイド領域６１０とゲルマニウム構造２６０の間、および／または蓋ウエハ７００のシリサイド領域７１０とアルミニウム層７５０の間に配置することができる。さらに、図１９の実施形態は、蓋ウエハ７００上のアルミニウムとゲルマニウムのそれぞれ単一の層のみを含むものとして示されているが、他の実施形態（図示せず）では、蓋ウエハは、その上に交互に堆積されたアルミニウムおよびゲルマニウムの複数の層を含み得ることが理解される。
【００５９】
図２０は、本発明の例示的な一実施形態によるＭＥＭＳデバイス８００の簡略化された上面レイアウト図である。 ＭＥＭＳ８００の中心近くに配置されているのは、駆動質量８１０である。デバイスの周辺に沿って形成されるのは、シリサイド層８１０である。シリサイド層の上には、アルミニウムゲルマニウムスタック層８３０が位置する。また、例えば、ＴｉＮ／Ａｌ／ＴｉＮスタック層８４０から形成された多数のルーティング相互接続８３０も示されている。図２０には、２つの領域、すなわちＴｉＮ／Ａｌ／ＴｉＮの領域８５０および領域８７０が識別される領域８７０も示されている。これら２つの領域のアルミナ層（これらの図には示されていない）は、シリサイド層２３０の下に、かつアルミニウムゲルマニウムスタック層８３０の上に電気的接続を提供する開口部を有する。
【００６０】
図２１は、図２０の領域８６０に示される構造のより詳細な図を提供する。領域８６０は、シリサイド層８２０、アルミニウムゲルマニウムスタック層８３０、およびＴｉＮ／Ａｌ／ＴｉＮスタックルーティング層８４０を含むものとして示される。領域８７０は、円形ＴｉＮ／Ａｌ／ＴｉＮスタック層８４０を含むものとして示されている。図２２Ａは、アルミナ層に形成された開口部８４５を示す領域８６０のより詳細な図を提供する。簡単にするために、アルミニウムゲルマニウムスタック層８３０およびアルミナ層は図２２Ａには示されていない。図２２Ａには、ＴｉＮライナーを備えたプラグ経由のタングステン８５５も示されている。図２２Ｂは、アルミナ層に形成された開口部８４５を示す領域８７０のより詳細な図を提供する。簡単にするために、アルミニウムゲルマニウムスタック層８３０およびアルミナ層は図２２Ｂには示されていない。図２２Ｂには、ＴｉＮライナーを備えたプラグ経由のタングステン８５５も示されている。
【００６１】
本発明の上記の実施形態は例示的なものであり、限定的なものではない。本発明の実施形態は、ＭＥＭＳデバイスのタイプによって限定されない。本発明の実施形態は、本明細書に記載の様々な層および構造を形成するのに必要な堆積、パターニング、エッチング、および他の半導体処理ステップのタイプによって制限されない。本発明の実施形態は、本明細書に記載の層の特定の厚さに限定されない。本発明の実施形態は、上述の材料／層に限定されない。したがって、上記のさまざまな層の間に他の半導体材料が存在し得ることが理解される。他の追加、減算、または修正は、本開示を考慮すると明らかであり、添付の特許請求の範囲内に含まれることが意図されている。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２Ａ】
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【図２２Ｂ】
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【国際調査報告】
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