硅片低溫直接鍵合方法研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、硅片直接鍵合技術(shù)在微機(jī)電系統(tǒng),絕緣體上硅材料的制造和三維集成領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用。跟中介層鍵合技術(shù)和陽極鍵合技術(shù)相比,直接鍵合技術(shù)避免了中介層引起的污染也無需外部電場的作用。傳統(tǒng)的直接鍵合方法需要在800℃~1000℃的高溫下進(jìn)行,而高溫會引起諸多問題,如熱膨脹系數(shù)不同所產(chǎn)生的殘余應(yīng)力。同時,傳統(tǒng)直接鍵合方法對操作的環(huán)境也有限制,一般需要萬級超潔凈間。這些問題嚴(yán)重阻礙了硅片鍵合技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展。因此,尋找一種在常規(guī)實驗室環(huán)境下的低溫直接鍵

2、合方法是目前亟需解決的問題。
  本課題通過變化鍵合過程中的工藝參數(shù),對鍵合后的樣品進(jìn)行微觀形貌、鍵合率和抗拉強度等分析測試,摸索出了一套適合在常規(guī)實驗室環(huán)境中進(jìn)行的硅片低溫直接鍵合方法,并分析了各個參數(shù)對鍵合性能的影響。對多層堆疊硅片進(jìn)行堆疊,得到了較為良好的鍵合。通過直接鍵合硅片法成功制備p-n結(jié),所制得異質(zhì)結(jié)表現(xiàn)出良好的I-V特性。
  系統(tǒng)研究了不同鍵合參數(shù)對硅片在鍵合率和鍵合強度的影響,結(jié)果表明鍵合溫度對鍵合性能的

3、影響最大。鍵合溫度達(dá)到200℃時,硅片能夠?qū)崿F(xiàn)良好鍵合,且鍵合強度較高。熱處理溫度對鍵合性能有較大的影響,熱處理溫度較高時,在相同鍵合率的情況下,會獲得較高的鍵合強度。鍵合壓力對鍵合性能影響較小,隨著鍵合壓力的增加,鍵合率和鍵合強度有著小幅度的增長。預(yù)鍵合和真空環(huán)境在鍵合過程中非常重要,經(jīng)過預(yù)鍵合過程,在真空中鍵合的硅片其鍵合強度都會有所提高。對比不同表面氧化層厚度硅片的鍵合結(jié)果,發(fā)現(xiàn)表面熱氧化硅片的鍵合率普遍高于相同鍵合參數(shù)下表面自然

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