硅片的直接键合

本文叙述有关硅片的直接键合技术工艺过程,键合特性及其应用.它是将已知的玻璃封接技术应用到硅片上,键合强度和键合电特性都很好,可适用于功率器件和传感器.但是这技术出现不久,基本特性不十分清楚有待今后进一步发展.一、引言硅片直接键合是不须要粘接剂及其他材料介入而由同样两片硅片直接键合的技术.基本上是将两片相同的经过镜面处理的硅片洗净,直接接触,键合的方法只须经过热处理就能     

硅片直接键合工艺中的热过程

本文介绍了一种利用硅片直接键合(SDB)技术制作Si/Si衬底的方法。从理论上研究了键合过程中的热过程,如键合界面区中氧的扩散和杂质的再分布。利用SDB方法制成了p-n~+二极管,其击穿电压为500V,正向压降略小于0.7V,测得的少子寿命约为7.5μs。     

硅片直接键合技术及其应用

本文简要介绍硅片直接键合和它的减薄技术以及该技术在微电子学中的应用。     

用氧等离子体激活处理的低温硅片直接键合技术

针对在ＭＥＭＳ加工中所要求的低温键合,提出了一种用氧等离子体激活处理来降低退火温度的低温硅片直接键合技术。研究了低温ＳＤＢ的特性并得出了经过氧等离子体处理的硅片界面能比常规同条件的ＳＤＢ提高近１０倍的结论。最后详细探讨了其键合机理。     

红外热像法无损分析硅片直接键合界面的键合强度

提出了用红外热像无损检测ＳＤＢ界面空洞和定量检测界面键合强度的方法，并与破坏性粒拉力实验和喷砂造型法对照，证明了该方法的可行性。     

硅片直接键合技术及应用

本文介绍了硅片键合技术和键合界面性能及其在高压功率器件、介质隔离器件等方面的应用。     

硅片键合界面对功率管饱和压降的影响

本文讨论了键合工艺及键合界面的存在对功率晶体管饱和压降的影响，指出严格的控制各种沾污，适当的选择衬底材料可降低界面垫垒。实验证明，用键合材料制作的功率管比深结扩散材料制作的功率管饱和压降略有下降。     

硅片直接键合界面的存在对器件性能的影响

利用电子透射显微镜(TEM)和俄歇分析仪(AES)观察硅片直接键合界面结构,在界面存在一个小于2nm厚的非晶区-硅氧化物。此界面具有良好的吸杂效应,在同一退火温度下,退火时间愈长,吸杂现象愈明显。因此键合界面的存在改善了晶体管的性能。     

硅片直接键合的微观动力学研究

基于直接键合硅片表面能与退火温度的关系曲线,定量讨论了键合时键合界面上的微观动力学变化过程。首次提出五阶段键合模型计算值与实测表面能曲线相一致,初步确定了键合过程中界面发生的微观反应机理。     

直接键合硅片的亲水处理及其表征

硅片直接键合技术的关键在于硅片表面的亲水处理,本文分析了亲水处理之微观机理,从界（表）面物理化学角度讨论了接触角对硅片表面亲水性的表征及其准确测量方法,并测量了常用清洗液的接触角大小。     

适合于VDMOSFET的硅片直接键合技术

采用硅片直接键合(SDB)工艺代替传统的外延工艺制备出材料片，并将其应用于VDMOSFET器件的研制。实验结果表明，采用SDB硅片制造出的器件，其电学特性优于采用外延片制作出的器件。     

硅片键合界面的吸杂效应

本文对硅片直接键合界面的吸杂效应进行了研究，根据键合界面存在晶格缺陷、氧沉积物和微缺陷等事实，提出了键盒介面的吸杂试验，分析了其吸杂效应的机理，给出了吸杂方程。理论计算和实验结果得到了较好的吻合。     

硅片直接键合机理及快速热键合工艺

本文的理论与实验结果说明,硅片表面吸附的OH团是室温下硅片相互吸引的主要根源。采用SIMS和红外透射谱定量测量了OH吸附量。开发了表面活化技术。发现键合强度随温度而增大是键合面积增加所致。SiO_2/SiO_2键合之界面中各种物质的扩散及氧化层粘滞流动可以消除界面微观间隙。经表面活化的两硅片经室温贴合,150℃预键合,800℃,2小时退火后经1200℃,2分钟快速热键合可实现完善的键合且原有杂质分布改变很小,为减薄工艺提供了一个技术基础。     

直接键合硅片在双极功率器件中的应用

介绍了利用硅片直接键合技术代替三重扩散，生产ＤＫ５５双极功率器件，实验说明ＳＤＢ片代替三重扩散无需长时间高温扩散，由于衬底材料质量好，器件特性得到提高，工艺过程中碎片率减少，生产效率提高。     

硅片直接键合技术在双极功率器件中的应用

本文介绍了利用硅片直接键合（ＳＤＢ）技术代替三重扩散，生产ＤＫ５５双极功率器件。实验说明，ＳＤＢ片代替三重扩散无需高温长时间的扩散，由于衬底质量好，器件特性得到提高，工艺过程中碎片率减少，生产效率提高。     

硅片直接键合过程中的界面控制

本文研究了键合片Si/Si界面SiO_2层与材料、化学处理、键合条件及高温处理的关系,并研究了键合片中Si/SiO_2界面态与工艺的关系。     

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。     

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.     

硅片直接键合中表面活化的研究

本文提出在直接键合前用等离子体活化硅片表面的方法。经活化后表面硅悬挂键明显增加,从而对羟基进行有效的化学吸附。低压气体放电等离子体主要通过离子轰击对硅表面赋能与活化,其活化效果与气体种类无关。温度通过热能对氧化硅表面有赋能与钝化作用,表面活化处理时温度不能超过临界点。850℃等离子体处理6分钟可得满意结果。已成功实现3英寸直径硅片之直接键合。所制成的高压MOS器件及0.8—3μm CMOS器件证实键合质量良好,未引入沾污及附加应力。     

硅片键合制备SOI衬底

硅片键合制备ＳＯＩ衬底童勤义（东南大学微电子中心，南京２１００９６）一、引言硅片直接键合ＳＤＢ的研究与开发，从８０年代中期以来，在国际上迅速开展起来，它的最主要特点是与硅超大规模集成技术（ＶＬＳＩ）的兼容性及其自身的灵活性。相同的或不相同的，抛光的半...