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时间:2020-02-04
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1、1几种主要的键合方法1)低温直接键合方法(1993)硅片直接键合技术(SiliconDirectBonding)(简称SDB)就是把一片抛光硅片经表面清洁处理,在室温下预键合,再经高温键合而成为一个整体的技术。 低温键合对环境要求较高,要求键合片的表面非常平整光滑,在键合前要对键合片表面进行活化处理。2)二步直接键合法(1986)通常,键合前先对硅片表面进行亲水性预处理,接着在室温下对硅片进行键合,然后对键合硅片经1000℃左右高温退火,以达到最终的键合强度。3)阳极键合技术(AnodicBonding)阳极键合技术是由美国等人提出,又
2、称静电键合Wallis或场助键合。是一种将硅芯片或圆片与玻璃衬底相封接的封装方法键合时,将对准好的样品放在加热板上,硅芯片或圆片与阳极相接,玻璃与阴极相接。当温度升高后,玻璃中Na离子的迁移率提高,在电场作用下,Na向阴极迁移,并在阴极被中性化,然而,在玻璃中固定的束缚负离子O2-保持不动,并在硅的表面感应形成一层空间正电荷层,使得硅片和玻璃之间产生静电力完成键合。4)外延Liftoff方法(ELO)(1987)其基本原理是器件层结构先生长在晶格匹配的衬底上,中间有牺牲层(lift-off),用选择性湿法刻蚀技术除掉牺牲层,这样器件层就可
3、以剥离、键合、转移到另一个衬底上,2键合的基本原理第一阶段,从室温到110℃,Si-O-Si键逐渐被界面水分解Si-O-Si+HOHSi-OH+OH-Si增大界面区-OH基团,在键合片间形成更多的氢键第二阶段,温度在110~150℃,界面处Si-OH基团合成化形成氢键的两硅片的硅醇键之间发生聚合反应,产生水及硅氧键,即Si-OH+HO-SiSi-O-Si+H2O第三阶段,150~800℃,由于受键合面积的限制,键合强度不再增强。150℃时,几乎所有的硅醇键都变为硅氧键,从而达到键合。温度大于800℃时,由于氧化层的粘滞流动和界面处物质的扩
4、散,可消除所有非键合区,达到完全键合。3低温直接键合方法机理硅片直接键合技术(SiliconDirectBonding)(简称SDB)就是把一片抛光硅片经表面清洁处理,在室温下预键合,再经高温键合而成为一个整体的技术。4静电键合的基本原理抛光的硅片表面与抛光的玻璃表面相接触,这个结构被放在一块加热板上,两端接有静电电压,负极接玻璃,正极接硅片。负极采用点电极以便透过玻璃表面观察键合过程。玻璃是绝缘体,在常温下不导电,然而在给玻璃加热(键合时温度在370~420℃),加高直流电压(键合时直流电压控制在1000~1500V)时玻璃中的正离子(
5、如钠、钾、钙离子)就会在强电场的作用下向负极运动,同时玻璃中的偶极子在强电场作用下,产生极化取向(如图).在界面形成电子的积聚过程中,玻璃也显现导电性
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