發(fā)布時(shí)間：2024-04-16 05:34

　　硅基材料是MEMS器件制造的重要材料,為了避免封裝過(guò)程中高溫工藝對(duì)器件的不利影響,該類(lèi)材料的低溫連接方法受到科研工作者的廣泛關(guān)注。硅基玻璃材料的連接,特別是高純度光學(xué)紫外石英玻璃的低溫連接在微流控芯片制造上的應(yīng)用是業(yè)界的重大難題。此外,隨著MEMS技術(shù)及電子元器件3D封裝技術(shù)的發(fā)展,為了進(jìn)一步提高器件封裝密度,單晶硅基片的低溫直接鍵合技術(shù)更是備受矚目。本文以石英玻璃和單晶硅兩種氧化硅表面材料為對(duì)象,在控制玻璃材料基體和表面網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,分別研究無(wú)鉛低熔點(diǎn)玻璃漿料和濕化學(xué)表面活化低溫鍵合硅基材料基片的連接機(jī)理。通過(guò)設(shè)計(jì)鉍系鉍硼硅三元體系的無(wú)鉛低熔點(diǎn)玻璃漿料,論文研究了氧化鉍和氧化硼兩種氧化物含量對(duì)玻璃網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及其熱性能的影響規(guī)律。通過(guò)調(diào)整氧化物含量配比控制玻璃網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及其熱性能,制備了一種玻璃化轉(zhuǎn)變溫度較低的鉍硼硅無(wú)鉛低熔點(diǎn)玻璃。然而,該鉍硼硅玻璃雖能達(dá)到較低的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度,但軟化溫度仍較含鉛玻璃高。為進(jìn)一步降低無(wú)鉛玻璃漿料的燒結(jié)溫度,論文以鉍硼鋅三元玻璃為主體,微量添加氧化硅和氧化鈦兩種氧化物對(duì)玻璃基體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行控制,進(jìn)而調(diào)整玻璃漿料的化學(xué)穩(wěn)定性及熱膨脹系數(shù)�；阢G鋅硼體系開(kāi)發(fā)...

【文章頁(yè)數(shù)】：147 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖1-1晶圓鍵合方法與鍵合溫度、CMOS兼容、鍵合強(qiáng)度及密封性的關(guān)系

第1章緒論片的連接。由圖1-1可知，相比其他CMOS兼容鍵合方法法和低溫直接鍵合法在鍵合溫度和鍵合強(qiáng)度方面有一定的鍵合溫度下實(shí)現(xiàn)較高的鍵合強(qiáng)度，僅次于陽(yáng)極鍵合。而另一是否使用中間層材料進(jìn)行分類(lèi)，可分為直接鍵合和中間層的中間層鍵合方法中有膠粘法、釬焊、低熔點(diǎn)玻璃漿料....

圖1-2硅/玻璃陽(yáng)極鍵合原理圖

強(qiáng)度（約10MPa），但考慮到粘接接頭的熱穩(wěn)定性、對(duì)較差，本論文不予采用。陽(yáng)極鍵合法合法自1969年G.Wallis和D.I.Pomerantz[18]發(fā)明以來(lái)來(lái)越廣泛。從一開(kāi)始只能實(shí)現(xiàn)金屬與玻璃鍵合，到如（如硅片與玻璃、硅片與石英晶片、石英晶片之間以合層數(shù)也從單層到....

圖1-3硅片親水和疏水表面鍵合溫度和表面結(jié)合能的關(guān)系

過(guò)的硅片先在室溫下直接貼合，在氫鍵或范德華力[34經(jīng)高溫退火處理形成可靠的硅直接鍵合接頭，這就是性表面的鍵合在后續(xù)升溫過(guò)程中遵循反應(yīng)式（1-1），反排出界面或者滲進(jìn)硅基體使得硅基體進(jìn)一步氧化。氧化反應(yīng)生成的H2將緩慢擴(kuò)散排出界面。222HO+SiSiOH于....

圖1-4HF鍵合7740玻璃芯片的光學(xué)性能[38]

23Si–NH+HO–SiSi–O–SiNH222Si–NH+NH–SiSi–N–N–Si2H如果將硅片換成石英玻璃，上述反應(yīng)也會(huì)發(fā)生，所合。關(guān)鍵的技術(shù)難題是如何提高玻璃表面活化鍵的溫度。B.Renberg等....

本文編號(hào)：3956527