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

【摘要】：硅片直接鍵合技術(shù)在微機(jī)電系統(tǒng),絕緣體上硅材料的制造和三維集成領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用。跟中介層鍵合技術(shù)和陽(yáng)極鍵合技術(shù)相比,直接鍵合技術(shù)避免了中介層引起的污染也無(wú)需外部電場(chǎng)的作用。傳統(tǒng)的直接鍵合方法需要在800℃~1000℃的高溫下進(jìn)行,而高溫會(huì)引起諸多問(wèn)題,如熱膨脹系數(shù)不同所產(chǎn)生的殘余應(yīng)力。同時(shí),傳統(tǒng)直接鍵合方法對(duì)操作的環(huán)境也有限制,一般需要萬(wàn)級(jí)超潔凈間。這些問(wèn)題嚴(yán)重阻礙了硅片鍵合技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展。因此,尋找一種在常規(guī)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下的低溫直接鍵合方法是目前亟需解決的問(wèn)題。本課題通過(guò)變化鍵合過(guò)程中的工藝參數(shù),對(duì)鍵合后的樣品進(jìn)行微觀形貌、鍵合率和抗拉強(qiáng)度等分析測(cè)試,摸索出了一套適合在常規(guī)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中進(jìn)行的硅片低溫直接鍵合方法,并分析了各個(gè)參數(shù)對(duì)鍵合性能的影響。對(duì)多層堆疊硅片進(jìn)行堆疊,得到了較為良好的鍵合。通過(guò)直接鍵合硅片法成功制備p-n結(jié),所制得異質(zhì)結(jié)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(duì)硅片在鍵合率和鍵合強(qiáng)度的影響,結(jié)果表明鍵合溫度對(duì)鍵合性能的影響最大。鍵合溫度達(dá)到200℃時(shí),硅片能夠?qū)崿F(xiàn)良好鍵合,且鍵合強(qiáng)度較高。熱處理溫度對(duì)鍵合性能有較大的影響,熱處理溫度較高時(shí),在相同鍵合率的情況下,會(huì)獲得較高的鍵合強(qiáng)度。鍵合壓力對(duì)鍵合性能影響較小,隨著鍵合壓力的增加,鍵合率和鍵合強(qiáng)度有著小幅度的增長(zhǎng)。預(yù)鍵合和真空環(huán)境在鍵合過(guò)程中非常重要,經(jīng)過(guò)預(yù)鍵合過(guò)程,在真空中鍵合的硅片其鍵合強(qiáng)度都會(huì)有所提高。對(duì)比不同表面氧化層厚度硅片的鍵合結(jié)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(jī)理,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明活化過(guò)程對(duì)硅片表面粗糙度和表面氧化層厚度幾乎沒(méi)有影響,硅片活化后表面硅氧網(wǎng)絡(luò)的斷開(kāi)和Si-OH濃度增加,是實(shí)現(xiàn)鍵合的關(guān)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(hào)：1995328