GaN/metal/Si heterostructure fabricated by metal bonding and laser lift-off

A process methodology has been adopted to transfer GaN thin films grown on sapphire substrates to Si substrates using metal bonding and laser lift-off techniques. After bonding, a single KrF (248 nm) excimer laser pulse was directed through the transparent sapphire substrates followed by low-temperature heat treatment to remove the substrates. The influence of bonding temperature and energy density of the excimer laser on the structure and optical properties of GaN films were investigated systemically. Atomic force microscopy, X-ray diffraction and photolumi-nescence measurements showed that (1) the quality of the GaN film was higher at a lower bonding temperature and lower energy density; (2) the threshold of the energy density of the excimer laser lift-off GaN was 300 mJ/cm~2. The root-mean-square roughness of the transferred GaN surface was about 50 nm at a bonding temperature of 400 ℃.     

铜丝键合工艺研究

键合铜丝作为微电子工业的新型研发材料,已经成功替代键合金丝应用于IC后道封装中。随着IC封装键合工艺技术及设备的改进,铜丝应用从低端产品如DIP、SOP向中高端QFP、QFN、多层线、小间距焊盘产品领域扩展。因封装制程对键合铜丝的性能要求逐步提高,促进了铜丝生产商对铜丝工艺性能向趋近于金丝工艺性能发展,成为替代金丝封装的新型材料。文章首先讲述了铜丝键合的优点,指出铜丝在键合工艺中制约制程的瓶颈因素有两个方面：一是铜丝储存条件对环境要求高,使用过程保护措施不当易氧化;二是铜丝材料特性选择、制具选择、设备键合参数设置不当在生产制造中易造成芯片焊盘铝挤出、破裂、弹坑等现象发生,最终导致产品电性能及可靠性问题而失效。文章通过对铜丝键合机理分析,提出解决、预防及管控措施,制定了具体的生产管控工艺方案,对实现铜丝键合工艺有很好的指导意义。     

硅基1.55μm共振腔增强型探测器

报道了一种利用硅乳胶作为键合介质的新型键合技术.高反射率的SiO2/Si反射镜预先用PECVD系统生长在硅片上,然后键合到InGaAs有源区上,键合温度为350℃,无需特殊表面处理,反射镜的反射率可以高达99.9%以上,制作工艺简单,价格便宜.并获得硅基峰值响应波长为1.54μm,量子效率达22.6%的窄带响应,峰值半高宽为27nm.本方法有望用于工业生产.     

Cu引线超声键合FAB工艺及影响研究

通过对50μm直径铜引线超声键合过程中烧球工艺参数的优化,分析了各参数对烧球质量的影响及原因,并通过键合试验重点讨论了铜球表面质量、形球尺寸等对键合质量的影响.     

棱边倒角面抽运热键合平板波导固体激光器

采用晶体热键合方法加工制作了YAG/Nd:YAG/YAG单包层平板波导,波导晶体几何尺寸为12 mm×5 mm×1 mm,其中中心掺杂层Nd:YAG厚度约为0.2 mm,对称外包层YAG厚度约为0.4 mm。采用一种新的抽运方法—棱边倒角面抽运方法对晶体进行抽运:波导晶体的一条12 mm长棱边加工成大小为12 mm×0.3 mm的倒角面,快轴准直抽运激光二极管(LD)发出的抽运光经聚焦后从倒角面入射进入晶体,抽运吸收效率约为82%。激光器谐振腔采用平-平腔,其中全反镜直接在波导晶体端面镀高反膜实现,输出镜尽可能靠近晶体另一端面,腔长约12mm。当输出镜透射率为6.6%,激光二极管抽运光功率约为49.5 W时,得到输出激光功率13.6 W,光-光转换效率约27.5%,导波方向光束质量M2因子1.9。激光器实现了较高的光-光转换效率和较好的导波方向光束质量。     

Ka波段Si基微机械宽带垂直过渡

介绍了一种适用于三维毫米波集成电路的Si基微机械垂直过渡,该垂直过渡是两层0.1mm厚的共面波导传输线通过0.3mm厚中间层,在中间层采用了同轴结构,该同轴结构通过金属化通孔来实现。这一设计原理简单,结构简洁,便于优化设计,具有很宽的带宽和平坦的幅度响应。运用三维电磁场仿真软件对该垂直过渡结构进行了建模,并作了优化设计与仿真计算,运用微机械金属化通孔工艺和多层键合工艺研制了样品。在片测试结果表明该样品性能良好,在26.5～34.0GHz该过渡插入损耗小于3.5dB,带内起伏小于2dB。     

基于UV光照的圆片直接键合技术

研究了UV辅助活化与湿化学清洗活化相结合的圆片直接键合技术,并利用红外测试系统、单轴拉伸测试仪和场发射扫描电子显微镜,结合恒温恒湿实验、高低温循环实验对键合质量进行了测试.结果表明,采用该技术可以实现较好的圆片直接键合,提高键合强度,控制合适的UV光照时间可以获得更高的强度,对键合硅片进行恒温恒湿和高低温交变循环处理后,硅片仍能保持较高的键合强度.因此,该工艺对于改进圆片直接键合技术是行之有效的,具有很大的应用潜力.     

氮化铝陶瓷金属化技术的探讨

本文对目前常用的电子陶瓷(例如,氮化铝陶瓷、氧化铍陶瓷、氧化铝陶瓷)的性能和金属化技术进行了初步的比较,提出了氮化铝陶瓷要加强其应用研究,特别是要进一步提高其Mo-Mn法封接强度,论述了氧化铍陶瓷比氮化铝陶瓷DBC技术上的某些优势。     

多层圆片级堆叠THz硅微波导结构的制作

基于微电子机械系统(MEMS)工艺,提出一种多层圆片堆叠的THz硅微波导结构及其制作方法。为了验证该结构在制作THz无源器件中的优势,基于6层圆片堆叠的硅微波导结构,设计了一种中心频率365 GHz、带宽80 GHz的功率分配/合成结构,并对其进行了仿真。研究了制作该结构的工艺流程,攻克了工艺过程中的关键技术,包括硅深槽刻蚀技术和多层热压键合技术,并给出了工艺结果。最终实现了多层圆片堆叠功率分配/合成结构的工艺制作和测试。测试结果表明,尽管样品的插入损耗较仿真值增加3 dB左右,考虑到加工误差和夹具损耗等情况,样品主要技术指标与设计值较为一致。     

银键合丝力学性能对键合质量的影响

通过调节微合金元素的含量获得3种具有不同力学性能的银键合丝.利用拉伸试验、键合试验、焊线挑断力、焊球推力测试等手段,研究了银键合丝力学性能对键合质量的影响.结果表明,在延伸率相同的条件下,随着微合金元素含量的降低,3种键合丝的断裂负荷降低,初始模量先减小后增大,键合后焊线挑断力和焊球推力均降低,电极金挤出率先减小后增大.银键合丝初始模量较低时在超声和压力的作用下易于变形,焊线内残余应力较低且第二焊点与引线框架结合较好,因此挑断测试时第二焊点与框架材料界面处不易发生脱离,有利于获得更高的键合成功率.