阳极键合强度及其评价方法

阳极键合作为一种在微机电系统(MEMS)中运用的关键技术,具有工艺简单、键合强度高、密封性好等优点。经过几十年的发展,该技术在键合机理和提高与评价键合强度等诸多方面都得到了很大的发展,并应用于越来越多的领域。对阳极键合技术的机理、键合基片材料的发展以及键合强度的评价方法等方面进行了综述和评价,并对阳极键合技术在MEMS中的发展趋势作出展望。     

阳极键合工艺进展及其在微传感器中的应用

分析了阳极键合技术的原理和当前阳极键合技术的研究进展，综述了微传感器对阳极键合的新需求，展望了阳极键合技术在传感器领域的应用前景。     

低温阳极键合技术研究

通过键合温度220~250℃、键合电压400~600 V的硅玻璃低温阳极键合实验,分析了温度和电场分别对键合强度和键合效率的影响,并讨论了键合机理。     

硅片键合技术的研究进展

硅片键合技术是指通过化学和物理作用将硅片与硅片，硅片与玻璃或其它材料紧密地结合起来的方法，硅片键合往往与表面硅加工和体硅加工相结合，用在MEMS的加工工艺中，常见的硅片键合技术包括金硅共熔键合，硅／玻璃静电键合，硅／硅直接键合以及玻璃焊料烧结等，文中将讨论这些键合技术的原理，工艺及优缺点。     

MEMS硅玻璃阳极键合工艺评价方法

为了得到微机电系统(MEMS)加速度计硅-玻璃阳极键合的键合强度,进行了剪切破坏测试,并结合材料力学相关理论,得到键合强度表征方法.通过对实验数据的分析,制定键合强度的失效判据,提出了一种评价硅玻璃键合工艺质量的有效方法,在工程实际中具有一定的参考价值.     

两电极多层阳极键合实验研究

介绍了用2个电极通过一次电极反接的方式实现多层样片之间阳极键合的操作工艺和键合机理,并以玻璃-硅-玻璃三层结构为例对其进行了实验研究。结果显示：多余的玻璃对第一次键合过程的电流特性影响不大,而第一次键合的玻璃对第二次键合电流产生显著的影响,电流出现不规则的突变。而且,在第二次键合过程中,第一次键合的玻璃在键合面上会出现由于钠元素积聚而产生的黄褐色斑点。拉伸强度实验的结果表明：第二次键合过程中在第一次键合面形成的反向电压会减弱键合的强度;通过合理选择键合参数可以得到满足MEMS封装要求的键合强度。     

硅片键合界面的应力研究

本文主要研究硅片直接键合界面结构与应力大小.当抛光硅片直接键合时,界面出现极薄的过渡区,并存在微小的晶向差,但不引起多余应力.当热生长了二氧化硅层的硅片相键合时,界面存在二氧化硅层,并引起张应力,其大小与硅二氧化硅系统应力大小相当.     

硅牌键合技术的研究进展

硅片键合技术是指通过化学和物理作用将硅片与硅片、硅片与玻璃或其它材料紧密地结合起来的方法.硅片键合往往与表面硅加工和体硅加工相结合,用在MEMS的加工工艺中.常见的硅片键合技术包括金硅共熔键合、硅/玻璃静电键合、硅/硅直接键合以及玻璃焊料烧结等.文中将讨论这些键合技术的原理、工艺及优缺点.     

阳极键合在MEMS封装中的研究进展

在微电子机械系统(Micro Electro Mechanical Systems,MEMS)领域,阳极键合是应用最为广泛的一项技术,有着广阔的发展前景。表面预处理和键合工艺是阳极键合中最为重要的两个因素。介绍了近年来在表面预处理和键合工艺方面的研究进展,分析总结了该技术的研制情况,指明了现阶段表面预处理和阳极键合存在的问题以及未来的研究方向。     

IGBT模块键合线故障与门极杂散阻抗的关系研究

键合线脱落是IGBT芯片一种普遍的失效形式,铝键合线故障在一定程度上会影响门极杂散阻抗。杂散阻抗的改变又会引起门极电信号的变化,因此通过门极测量信号的变化来表征其杂散阻抗的改变,进而判断IGBT芯片是否发生铝键合线脱落故障。对门极杂散阻抗与键合线故障之间的关系进行了研究,为识别IGBT模块铝键合线故障提供了依据。     

硅-玻璃静电键合中的电流-时间特性分析

在微传感器和微机械结构的静电键合实验中 ,当加电压到键合片对上时 ,外电路的电流迅速上升到一定值后 ,不是逐渐减小 ,而是较缓慢的继续上升 ,或在某一值停留一段时间再逐渐减小到最小值。通过对实验现象的分析 ,认为键合的电流 -时间特性主要是下述两个过程的综合反映 ,键合过程中接触电阻的减小引起的电流增大和空间电荷区形成引起的电流减小 ,正是由于这两个主要因素导致了上述现象的存在     

Bond-quality characterization of silicon-glass anodic bonding

A simple testing method is presented that allows the comparison of the bond quality for anodically bonded wafers. An array of parallel metal lines of predetermined thickness is formed on a glass wafer. The estimation of the bond quality can be performed by visual inspection after the bonding. This method enables comparison of the anodic-bonding process performance for different glasses, for intermediate layers and various bonding conditions. The optimization of silicon-glass anodic bonding with an intermediate phosphosilicate glass (PSG) layer is shown using this technique.     

Non-destructive in situ test for anodic bonding

New test structures have been designed, fabricated and tested to monitor the quality of the anodic bonding between silicon and glass. The main advantage of the described test is that it is not destructive and allows the bond quality to be monitored in processed wafers. This test is very easy to implement in a chip or in a wafer because of its simplicity. Test structures consist of a matrix of circular and rectangular cavities defined by reactive ion etching (RIE) on the silicon wafer, with different sizes and depths. The bonding process and quality can be monitorized by the measurement of the size of the smallest bonded cavity and the distance between the bonded area and the cavity border. These structures give information about the level of electrostatic pressure that has been applied to pull together into intimate contact the surfaces of the two wafers. The higher the electrostatic pressure, the better the bond. We have applied these test structures to study the influence of the voltage and the temperature on the anodic bonding process. Results are in good agreement with finite-element method (FEM) simulations.     

复合量程加速度计阳极键合残余应力研究

复合量程加速度计阳极键合过程中产生的残余热应力会引起加速度计的零位失调,也是导致加速度计失效的原因之一。对键合过程中产生的残余热应力进行了研究,仿真并分析了残余热应力与键合温度、玻璃基底厚度和框架键合宽度的影响,确定了适合复合量程加速度计的最佳键合宽度和玻璃基底厚度。     

一种圆片级硅三层键合的三明治加速度传感器

提出了一种利用体微机械加工技术制作的硅三层键合电容式加速度传感器.采用硅各向异性腐蚀和深反应离子刻蚀技术实现中间梁一质量块结构的制作,通过玻璃软化键合方法完成上、下电极的键合.在完成整体结构圆片级真空封装的同时通过引线腔结构方便地实现了中间电极的引线.传感器芯片大小为6.8 mm×5.6 mm×l.26 ITUTI,其中敏感质量块尺寸为3.2 mm×3.2 mm×0.42 mm.对封装的传感器性能进行了初步测试,结果表明制作的传感器灵敏度约4.15 pF/g,品质因子为56,谐振频率为774 Hz.