瞬態(tài)電子器件,是指所制備的電子器件的物理形態(tài)可以在接收外界命令信號后短時間內(nèi)按一定速率部分或全部降解的新型電子器件,作為一種新興的電子技術(shù),近年來在信息安全、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域發(fā)展迅速�；诃h(huán)境保護方面的考慮,目前,瞬態(tài)電子器件大部分是采用水解的方式使器件降解。由于傳統(tǒng)的電子材料并不完全適用,瞬態(tài)電子器件方面的研究主要是采用一些可降解的新型襯底材料和可降解的金屬電極。因為硅、鍺、氮化鎵、碳化硅等半導(dǎo)體材料的晶體結(jié)構(gòu)是共價鍵結(jié)合而成的,因此化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定,需要幾天甚至一個多月的時間器件才能全部降解完。針對瞬態(tài)器件中半導(dǎo)體材料降解時間過長的問題,本文提出增大芯片與溶液的接觸面積來加快器件的降解速率。根據(jù)單晶硅是脆性材料且易斷裂的性質(zhì),實施措施是在器件中引入應(yīng)力使芯片發(fā)生應(yīng)變甚至斷裂,從而加速硅基瞬態(tài)器件的降解速率。傳統(tǒng)器件引入應(yīng)力的方式是通過工藝外延生長不同的材料從而使晶格不匹配引起應(yīng)變,但這種方式產(chǎn)生的應(yīng)力不足以達到芯片的斷裂強度,必須采用其他的方式引入大應(yīng)力,具體方法是填充可膨脹的材料。由于吸水樹脂充分吸水后形成的水凝膠可以膨脹為自身體積的幾百甚至上千倍,本文將吸水樹脂引入到器件中。基于... 

【文章來源】：電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

熱觸發(fā)瞬態(tài)電子器件自毀過程和原理

NiladriBanerjee 等人采用 BHF 溶液腐蝕二氧化硅鈍化層和 Ti 電阻實現(xiàn)芯片自[3]。2014 年，Chi Hwan Lee 等[4]人用 KOH 溶液腐蝕 Si，KHF 溶液腐蝕 SiO2，OH 溶液腐蝕鋁金屬實現(xiàn)芯片自毀。2015 年，Chan Woo Park 等[5]人提出以甲磺腐蝕襯底材料和金屬電極，如圖 1-1 所示，以對酸敏感的 CPPA 作為襯底材料，鎂金屬作為電極，用熔點比較低的樹脂蠟包裹甲磺酸微滴，熱觸發(fā)后樹脂蠟融化放酸滴腐蝕襯底材料和鎂電極。圖 1-1 熱觸發(fā)瞬態(tài)電子器件自毀過程和原理[5]

他們是將鋁和氧化鉍納米顆粒沉積在硅襯底表面，通過控制鋁和氧化鉍粒的混合成分比例，達到控制硅襯底自毀效果的目的。引入應(yīng)力的方法主要是在器件中填充可膨脹的材料，觸發(fā)后材料膨脹使芯。2014 年，美國猶他大學(xué)的 N Banerjee, Y Xie 等人提出在芯片背面刻蝕凹充熱膨脹微球?qū)崿F(xiàn)芯片自毀[7]。如圖 1-3 所示，他們在 500μm 厚的硅片背面00μm 深的正交深槽陣列，然后將阿克蘇熱膨脹微球填充到深槽中，當(dāng)加熱的觸發(fā)溫度時，微球內(nèi)的烴類液體汽化使微球體積迅速膨脹幾十倍，從而使碎。2017 年，Abdurrahman Gumus, Arsalan Alam 等人也提出引入熱膨脹微觸發(fā)劑實現(xiàn)芯片自毀的方法[8]。該方法是在柔性聚酰亞胺襯底上濺射一層有金電阻作為熱電極，將熱膨脹微球與道康寧 AB 膠混合固化制成薄膜，然后膠將含有熱膨脹微球的薄膜粘在熱電極上面，最后用雙面膠將硅片粘在薄。在給定觸發(fā)信號后，熱電極上加載電流產(chǎn)生焦耳熱，在幾十秒內(nèi)使熱電極部區(qū)域達到熱膨脹微球的臨界觸發(fā)溫度，熱膨脹微球迅速膨脹幾十倍產(chǎn)生應(yīng)力使芯片局部區(qū)域破碎。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]紅外探測器封裝陶瓷襯底材料特性及其應(yīng)用研究[J]. 王玉龍,張磊,趙秀峰,張懿,范博文.  激光與紅外. 2018(05)
[2]溫度試驗對電子元器件的性能影響分析[J]. 周雄兵.  信息通信. 2016(11)
[3]美研發(fā)“自動銷毀芯片”保護涉密信息[J]. 柳琰,楊碧瑤.  保密科學(xué)技術(shù). 2015(09)



本文編號：3128219