本文選題：硅片 + 直接鍵合�。� 參考：《哈爾濱工業(yè)大學》2015年碩士論文

【摘要】：硅片直接鍵合技術在微機電系統(tǒng),絕緣體上硅材料的制造和三維集成領域有著重要的應用。跟中介層鍵合技術和陽極鍵合技術相比,直接鍵合技術避免了中介層引起的污染也無需外部電場的作用。傳統(tǒng)的直接鍵合方法需要在800℃~1000℃的高溫下進行,而高溫會引起諸多問題,如熱膨脹系數(shù)不同所產生的殘余應力。同時,傳統(tǒng)直接鍵合方法對操作的環(huán)境也有限制,一般需要萬級超潔凈間。這些問題嚴重阻礙了硅片鍵合技術產業(yè)化的發(fā)展。因此,尋找一種在常規(guī)實驗室環(huán)境下的低溫直接鍵合方法是目前亟需解決的問題。本課題通過變化鍵合過程中的工藝參數(shù),對鍵合后的樣品進行微觀形貌、鍵合率和抗拉強度等分析測試,摸索出了一套適合在常規(guī)實驗室環(huán)境中進行的硅片低溫直接鍵合方法,并分析了各個參數(shù)對鍵合性能的影響。對多層堆疊硅片進行堆疊,得到了較為良好的鍵合。通過直接鍵合硅片法成功制備p-n結,所制得異質結表現(xiàn)出良好的I-V特性。系統(tǒng)研究了不同鍵合參數(shù)對硅片在鍵合率和鍵合強度的影響,結果表明鍵合溫度對鍵合性能的影響最大。鍵合溫度達到200℃時,硅片能夠實現(xiàn)良好鍵合,且鍵合強度較高。熱處理溫度對鍵合性能有較大的影響,熱處理溫度較高時,在相同鍵合率的情況下,會獲得較高的鍵合強度。鍵合壓力對鍵合性能影響較小,隨著鍵合壓力的增加,鍵合率和鍵合強度有著小幅度的增長。預鍵合和真空環(huán)境在鍵合過程中非常重要,經過預鍵合過程,在真空中鍵合的硅片其鍵合強度都會有所提高。對比不同表面氧化層厚度硅片的鍵合結果,發(fā)現(xiàn)表面熱氧化硅片的鍵合率普遍高于相同鍵合參數(shù)下表面自然氧化硅片的鍵合率。課題初步探討了硅片鍵合的機理,實驗結果表明活化過程對硅片表面粗糙度和表面氧化層厚度幾乎沒有影響,硅片活化后表面硅氧網絡的斷開和Si-OH濃度增加,是實現(xiàn)鍵合的關鍵
[Abstract]:Silicon wafer direct bonding technology has important applications in the fields of MEMS, fabrication of silicon material on insulator and 3D integration. Compared with the intermediate layer bonding technology and the anode bonding technology, the direct bonding technology avoids the contamination caused by the intermediate layer and does not require the effect of external electric field. The traditional direct bonding method needs to be carried out at a high temperature of 800 鈩，

本文編號：1995328