紫外光輔助低溫硅片直接鍵合研究
Lead author：馬滄海
Publishing agency：華中科技大學(xué)
publication date：2008-6-30
location：華中科技大學(xué)
SBN：http://cdmd.cnki.com.cn/Article/CDMD-10487-2009227485.htm年
brief introduction：低溫直接鍵合技術(shù)由于鍵合溫度低,鍵合質(zhì)量好,鍵合材料限制少等優(yōu)點(diǎn),在絕緣體上硅(SOI)制備、微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)器件封裝等眾多領(lǐng)域逐步得到應(yīng)用,并日益受到重視。本論文在已有的低溫硅片直接鍵合研究基礎(chǔ)上,引入了UV光照,開(kāi)展UV輔助的低溫硅片直接鍵合試驗(yàn)研究,討論了UV輔助活化硅片表面的機(jī)理,并對(duì)鍵合質(zhì)量及鍵合可靠性進(jìn)行了多方面的研究。主要工作如下: 1、研究了UV光的特點(diǎn)及其在清洗與活化中的物理、化學(xué)作用,討論了短波長(zhǎng)UV光清洗及光活化改質(zhì)的機(jī)理,為硅片直接鍵合工藝研究提供了理論基礎(chǔ); 2、從粗糙度及承載率出發(fā),研究了不同UV光照時(shí)間對(duì)硅片表面質(zhì)量及硅硅直接鍵合強(qiáng)度的影響,獲得了不同UV光照對(duì)硅片表面粗糙度與鍵合強(qiáng)度的影響,結(jié)果表明,采用合適的UV光照時(shí)間如3分鐘輔助活化,可以得到最高的硅硅鍵合強(qiáng)度; 3、系統(tǒng)地研究了退火溫度與退火時(shí)間對(duì)鍵合強(qiáng)度的影響,結(jié)果表明,在不超過(guò)350℃的退火溫度范圍內(nèi),退火溫度越高,鍵合強(qiáng)度越大;在一定的退火時(shí)間范圍內(nèi)(≤20小時(shí)),退火時(shí)間越長(zhǎng),鍵合強(qiáng)度越大; 4、從高低溫循環(huán)、恒溫恒濕、振動(dòng)和沖擊環(huán)境應(yīng)力試驗(yàn)出發(fā),研究了UV輔助低溫硅片直接鍵合的質(zhì)量及可靠性。結(jié)果表明,經(jīng)歷環(huán)境試驗(yàn)后,硅片鍵合強(qiáng)度有所下降,但仍保持有較高的鍵合強(qiáng)度,具有較高的可靠性。