硅片发生室温键合所需的平整度条件

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1、Seediscussions,stats,andauthorprofilesforthispublicationat:https://www.researchgate.net/publication/252399483CriterionofGapClosingforSiliconWaferBondabilityArticleinJournalofSemiconductors·December2001CITATIONSREADS2472authors:WeihuaHanJinzhongYuChineseAcademyofSciencesInstituteofSemicon

2、ductors,ChineseAcademyofSciences,Beijing,China102PUBLICATIONS258CITATIONS253PUBLICATIONS2,017CITATIONSSEEPROFILESEEPROFILESomeoftheauthorsofthispublicationarealsoworkingontheserelatedprojects:nanoelectronicsViewprojectfragmentvelocityViewprojectAllcontentfollowingthispagewasuploadedbyWei

3、huaHanon20May2014.Theuserhasrequestedenhancementofthedownloadedfile.维普资讯http://www.cqvip.com第22卷第12期半导体学报Vo】．22．No．122001年12月CHINESEJOURNALoFSEMICONDUCTORSDee．，2001硅片发生室温键合所需的平整度条件韩伟华余金中中国科学院半导体研究所集成光电子学国家重点联台实验室．北京100083)摘要：根据薄板弹性力学推导了室温键台过程中硅片接触表面缝隙封闭的临界条件硅片的表面起伏幅度、趋伏的空间波长、表面张力、材料弹性和硅片

4、厚度都是影响接触表面缝隙封闭的重要固索越薄的硅片越容易室温键合．美键词：室温键合界面缝隙粗糙度；薄板弹性形变EEACC：2520c；2530B中图分类号：T304．12文献标识码：A文章编号：02534177(2001)121516—03硅片接触前的表面张力+。是接触后的界面张力+1引言那么两个表面的张力必然比接触界面张力大，即r一I+一>0(1)晶片键台技术可将两个表面平整洁净的硅片不所以室温的键台使得表面自由能得以降低．硅片表加任何牯合剂就牯合在一起．两个接触的硅片表面面的相互接触引起表面弹性形变，直到整个表面的必须有足够的平整度才能发生室温键合．硅片表面形变增加与

5、表面自由能的降低达到平衡．表面的弹越平整+硅片相互接触的面积越大．表面的起伏、表性形变不仅与表面起伏的幅度有关，而且也与表面面吸附力和弹性形变是影响硅片发生室温键合的重的起伏频率相关．要因素．那么接触硅片表面的缝隙必需满足什么条硅片的表面形貌可以由周期性的傅里叶级数表件才能封闭呢?许多文献已经对室温键合晶片表面示，为了简单起见我们将表面形貌近似为正弦函数形貌及其接触机理进行了研究．Maszara考虑了表h)一h。sJn~x，其中h。是初始起伏幅度，是表面面形貌对接触点局域应力的影响．Tong口给出了室空间波动频率．空间波动频率可表示为一2u／,t，其温下晶片接触界面缝隙

6、封闭的条件．Yu13J分析了接中是表面波动的典型空间波长(如图1所示)．因触表面的三维弹性应力场，给出了发生室温键合的此两个接触硅片的表面形变形成的弹性应力场应与平整度条件．Guin-假设表面起伏具有高斯分布几^相关．如果表面波动的空间波长远小于硅片的率+给出了估计实际接触面积和发生室温键合所需厚度．垂直于界面方向的形变范围可以认为在一个平整度条件的理论模型．本文根据薄板弹性力学，给表面波动的空间周期大小内．于是每个周期单元体出了推导接触硅片表面缝隙封闭临界条件的简单过h程．2理论模型我们可以用表面能的降低来解释室温接触合硅图l硅片表面形貌的正弦线形近似示意图片表面的相

7、互吸附作用．假设y和y!分别是两个FIG．1DiagramofIdealSinuousSiliconSurfaee*国家自爨科学基金(批准号：69990540及6989626006)，科技部973(台同号：G20000366)责助项日韩伟华男1973年出生，博士生．研究方向为硅基键台材料2000121j收到·2001040402OOl中国电子学会维普资讯http://www.cqvip.com12期韩伟华等：硅片发生室温键台所需的平整度条件l517积的弹性能可表示为温键合能力，即0越小两个硅片越易吸附．『，T。cE(^m)tl=；(2)0