微传感器制造中的硅-玻璃静电键合技术

介绍了硅－玻璃静电键合的基本原理,阐述了在自建静电键合设备上实现静电键合的过程,结合其在微机械传感器中的应用,讨论了粗糙表面键合技术。     

硅玻静电键合工艺研究

硅玻静电键合工艺是通过在较高温度和静电场作用下硅玻界面发生电化学反应,产生共价键O-Si-O的原理来完成键合过程的。目前,该工艺在制作微传感器和微机械系统中得到广泛应用。通过键合试验与结果分析,总结了键合温度、键合电压、压力、金属台阶对键合结果的影响,优化了硅玻静电键合的工艺参数及对金属台阶的要求。     

硅／硅直接键合制备p^＋／n^—和n^—／n^—结构

本文采用Si/Si直接键合制备p~+/n~-、n~-/n~-结构的工艺原理及方法。通过实验,摸索出了一种有效的表面清洗-高温处理Si/Si键合工艺;采用该工艺制出了p~+/n~-、n~-/n~-样片;对键合的微观结构、键合强度、杂质分布及电接触特性进行了检测。     

硅／硅直接键合SDB硅片的减薄研究

研究了硅／硅直接键合ＳＤＢ硅片的精密机械／化学抛光减薄方法，进行了实验，分析了减薄后工作硅膜的平整性和膜厚的均匀性等重要技术指标，讨论了影响这些技术指标的因素。     

Si-玻璃阳极键合失效机理研究

在采用Si-玻璃阳极键合技术制备微惯性传感器的过程中,实验发现键合圆片中心区域键合失效。通过对键合机理和工艺过程进行分析,认为湿法腐蚀工艺引入钾离子(K+)污染是造成键合失效的主要原因,也可以对键合失效现象给出合理的解释。改变工艺参数进行了键合对比实验,结果表明,未受K+污染的键合圆片没有发生键合失效现象。提出了解决键合失效问题的两种方案,并首次提出在Si片表面生长氧化层提高失效区键合强度的方法;从理论上分析了增加SiO2介质层的可行性。强度测试结果表明,在SiO2厚度为150nm时,键合剪切强度达到14MPa,验证了方案的可靠性。利用上述方法制备出微加速度传感器敏感结构。     

硅／硅直接键合界面的AES分析

本文应用AES分析的方法,对硅/硅直接键合界面进行了研究,给出了实验结果,并对实验结果进行了分析论证。     

玻璃中介硅圆片键合研究

研究了玻璃中介圆片键合的方法.当采用低转化温度的玻璃粉末为中介玻璃层时,可在410℃实现强度较好的硅圆片键合,而如果将温度提高到430℃,键合强度可以达到4MPa.     

硅／硅直接键合制造双极型静电感应晶体管

用硅/硅直接键合片(SDB)代替了高阻外延片成功地制造了新型电力器件双极型静电感应晶体管(BSIT),正向阻断电压800V以上,漏极输出电流2A,展示了SDB片广阔的应用前景。     

SiO_2钝化腹对硅／玻璃静电键合的影响

本文分析了硅／玻璃静电键合过程中硅表面ＳｉＯ２钝化膜的作用．ＳｉＯ２膜的存在使键合过程中的静电力减弱，键合工艺所选择的电压上限受ＳｉＯ２膜击穿电压的控制，对于商用抛光硅片与玻璃，要完成良好的键合，一般ＳｉＯ２厚度要小于０．５μｍ．     

硅直接键合工艺对晶片平整度的要求

本文用弹性力学近似，给出了键合工艺对硅片表面平整度的定量要求以及沾污粒子与孔洞大小洞的关系，并用Ｘ射线双晶衍射技术和红外透射图象对键合硅片进行了实验研究。     

硅—硅直接键合技术的研究

自五十年代第一只硅功率可控硅整流器问市以来,功率器件不断得到发展,它的应用不仅迅速扩大到工业装备中,而且已渗透到人们的日常生活中去.随着应用范围的扩大,对功率器件的性能要求也愈来愈高,应运而生的出现了许多新型结构的器件,随器件结构的发展对制造器件的材料提出了新的要求.如硅的功率器件广泛应用于高压直流输电系统中,这要求提高器件的最高工作电压和最大电流控制容量,而这受到获得高质量硅片的限制.所以要     

硅／硅直接键合（SDB）平面型高反压大功率晶体管研究

本文介绍了近年新发展起来的硅片直接键合(SDB)技术,并利用该技术制造了性能良好的平面型高反压大功率晶体管,SDB技术比起常规的三重扩散和厚外延两种技术具有更吸引人的长处:①温度低、时间短;②高阻区厚度任意选择;③高阻区掺杂浓度也可以任意选择(由任意选择晶片电阻率而定)。     

硅/玻璃键合技术在RF-MEMS开关制作中的应用

介绍了一种新的RF-MEMS开关制作工艺,利用静电键合技术将表面微加工工艺与体硅加工工艺结合在一起完成开关上下电极的组合;说明了如何在普通环境下进行图形对准;通过静电力的理论计算和键合试验,分析了铝台阶对硅/玻璃静电键合的影响,得出铝台阶厚度低于100nm时键合效果较好;对有无铝台阶时的静电键合电流特性进行比较,分析了硅/玻璃界面电荷分布及其运动情况,为RF-MEMS开关的设计与制作提供了有意义的参考。     

大功率硅-硅直接键合静电感应晶闸管的研制

文章提出了用硅-硅直接键合（SDB）工艺替代静电感应晶闸管（SITH）中的二次外延，有效地提高了栅阴极击穿电压，增强了通过栅极正向阻断阳极电压的能力。对键合过程中硅-硅界面进行了研究，提出了提高界面质量的工艺措施；同时，给出了控制栅阴极击穿电压一致性的方法。对采用此方法制成的SITH的I-V特性进行了测量，并给出了实际测试结果。     

硅基键合激光器的研究进展

硅基的光电子集成以及光集成将满足未来信息传输处理的要求。目前制作硅基激光器的方法主要分为两类,异质结外延生长和异质材料键合。键事方法克服了异质结外 可避免的晶格失配和材料热膨胀系数非共容性的缺点,它可以将具有直接带隙结构的半导体材料键合到硅片上,从而制作出硅基键合激光器件。特别是年来来发展起来的低落曙直接合技术,使发光器件与微电子器件的硅基混合光电集成成为可能。     

用于高压器件的实用硅－硅键合技术

本文对硅－硅键合中的关键因素进行了讨论，指出有效的键合必须以良好的原始片平整度、有效的清洗和预键合以及充分的退火处理为基础。在应用方面，对于电阻率为１７Ω·ｃｍ的有源层，得到了耐压大于４００Ｖ的ＶＤＭＯＳ器件。     

硅-硅键合晶片在减薄过程中产生的应力及影响

硅-硅键合晶片在机械减薄过程中产生的应力使硅片产生弯曲变形,这种变形在其后的加工过程中会使图形发生扭曲或位移,导致硅片加工中途报废.经过应力消除处理后可以顺利完成加工.     

硅—硅键合界面的TEM观察

本文主要利用电子透射显微镜观察硅片直接键合界面,在界面处存在一无定型过渡区,证实了依靠硅片表面吸附的羟基作用完成键合时,在界面会留下极薄的硅氧化物无定形区.