硅直接键合工艺对晶片平整度的要求

本文用弹性力学近似,给出了键合工艺对硅片表面平整度的定量要求以及沾污粒子与孔洞大小之间的关系,并用X射线双晶衍射技术和红外透射图象对键合硅片进行了实验研究。     

晶片键合基础介绍

选择键合技术的程序通常依赖于一系列要求,如温度限制、密闭性要求和需要的键合后对准精度。键合的选择包括标准工业工艺,如阳极键合、玻璃浆料键合和黏着键合,以及新发展的低温共晶键合,金属扩散(共熔晶)键合和特定应用中的硅熔融键合。     

硅—硅直接键合技术的研究

自五十年代第一只硅功率可控硅整流器问市以来,功率器件不断得到发展,它的应用不仅迅速扩大到工业装备中,而且已渗透到人们的日常生活中去.随着应用范围的扩大,对功率器件的性能要求也愈来愈高,应运而生的出现了许多新型结构的器件,随器件结构的发展对制造器件的材料提出了新的要求.如硅的功率器件广泛应用于高压直流输电系统中,这要求提高器件的最高工作电压和最大电流控制容量,而这受到获得高质量硅片的限制.所以要     

化合物半导体晶片和器件键合技术进展

半导体晶片直接键合技术已成为半导体工艺的一门重要技术 ,它对实现不同材料器件的准单片集成、光电子器件的性能改善和新型半导体器件的发展起了极大的推动作用。文中详细叙述了近十年来 - 族化合物半导体键合技术的主要实验方法 ,并对各种键合方法的优缺点进行了比较 ,结合自己的工作对化合物半导体的键合机理和界面特性做了总结 ,针对目前的研究工作和应用做了展望     

硅／硅直接键合SDB硅片的减薄研究

研究了硅／硅直接键合ＳＤＢ硅片的精密机械／化学抛光减薄方法，进行了实验，分析了减薄后工作硅膜的平整性和膜厚的均匀性等重要技术指标，讨论了影响这些技术指标的因素。     

晶片键合质量的红外检测系统设计

基于晶片的红外透射原理,设计并搭建了晶片直接键合质量红外检测装置,并利用图像处理技术开发了相应的软件模块,可以快速获取键合界面的特性参数,如空洞分布、大小及键合率等,从而实现晶片直接键合质量的快速评估.同时,将该红外检测装置与硅片键合装置结合一体,可以实时监测硅片直接键合工艺.通过分析不同工艺条件下所获得的键合片质量,包括键合率、缺陷分布以及键合强度等参数的比较,可以有助于理解晶片键合的机理,实现键合工艺的优化.     

硅／硅直接键合界面的AES分析

本文应用AES分析的方法,对硅/硅直接键合界面进行了研究,给出了实验结果,并对实验结果进行了分析论证。     

应用晶片键合技术制作激光器

针对于普通外延生长GaAs衬底激光器材料中存在的位错严重、热胀系数不匹配等问题,总结了国外键合工艺,将其应用于发光波长为850nm的AlGaAs脊波导量子阱激光器的制造,并提出了键合过程中各项关键步骤应注意的问题和解决方法.     

基于激光干涉测量的硅键合工艺分析

利用激光干涉测量法,对键合后的硅片表面翘曲进行了检测,统计了表面质量分布,对键合工艺进行筛选,优化工艺参数,表面质量得到很好的保证.     

大功率硅-硅直接键合静电感应晶闸管的研制

文章提出了用硅-硅直接键合（SDB）工艺替代静电感应晶闸管（SITH）中的二次外延，有效地提高了栅阴极击穿电压，增强了通过栅极正向阻断阳极电压的能力。对键合过程中硅-硅界面进行了研究，提出了提高界面质量的工艺措施；同时，给出了控制栅阴极击穿电压一致性的方法。对采用此方法制成的SITH的I-V特性进行了测量，并给出了实际测试结果。     

基于亲水表面处理的GaAs/GaN晶片直接键合

对晶片进行亲水表面处理,在氮气保护下500℃热处理10min,成功实现GaAs与GaN晶片的直接键合,键合质量较好.扫描电子显微镜观测结果表明,键合界面没有空洞.光致发光谱观测结果表明,键合工艺对晶体内部结构的影响很小.可见光透射谱测试结果表明,键合界面具有良好的透光特性.GaAs与GaN晶片直接键合的成功,为实现GaAs和GaN材料的集成提供了实验依据.     

硅／硅直接键合制造双极型静电感应晶体管

用硅/硅直接键合片(SDB)代替了高阻外延片成功地制造了新型电力器件双极型静电感应晶体管(BSIT),正向阻断电压800V以上,漏极输出电流2A,展示了SDB片广阔的应用前景。     

硅-硅键合晶片在减薄过程中产生的应力及影响

硅-硅键合晶片在机械减薄过程中产生的应力使硅片产生弯曲变形,这种变形在其后的加工过程中会使图形发生扭曲或位移,导致硅片加工中途报废.经过应力消除处理后可以顺利完成加工.     

硅-硅直接键合后硅片的机械减薄过程北大核心

硅-硅直接键合硅片的机械减薄工艺对器件的性能有很大的影响。采用磨削、化学腐蚀和机械/化学抛光的方法对硅-硅直接键合硅片进行减薄加工,分析了减薄过程中各个工序键合片的平整度、弯曲度和翘曲度变化,并对减薄后硅片的厚度均匀性进行了考察。本次实验最终获得了几何参数良好、厚度满足要求且均匀的晶片。磨削过程会使弯曲度和翘曲度升高,可以通过化学腐蚀的方法降低弯曲度和翘曲度,化学腐蚀过程虽然使平整度升高,但可以通过机械/化学抛光的方法降低平整度。采用该减薄技术对直接键合硅片进行机械减薄具有可行性。     

基于湿法表面活化处理的InP/SOI晶片键合技术

为了实现集成硅基光源,研究了基于湿法表面处理的InP/SOI直接键合技术。采用稀释的HF溶液对InP晶片进行表面活化处理,同时采用Piranha溶液对SOI晶片进行表面活化处理,实现了二者的低温直接键合。分别采用刀片嵌入法和划痕测试仪对样品的键合强度进行了定性及定量分析。同时,采用超声波扫描显微镜及扫描电子显微镜对键合界面的缺陷信息及键合截面的微观特性进行了评估。分析结果表明:提出的键合工艺可以获得较好的键合效果。     

冷光源检测晶片键合质量的实现

利用红外透射原理,即根据键合晶片中键合部分可以透光而未键合部分几乎不能透光的原理,同时采用冷光源的独特方法构建了键合质量测试平台以用于初步筛选符合下一步工艺探索的高质量键合晶片.     

硅/硅直接键合的界面应力

硅/硅直接键合技术广泛应用于SOI,MEMS和电力电子器件等领域,键合应力对键合的成功和器件的性能产生很大的影响。键合过程引入的应力主要是室温下两硅片面贴合时表面的起伏引起的弹性应力;高温退火阶段由于两个硅片的热膨胀系数不同引起的热应力和由于界面的本征氧化层或与二氧化硅键合时二氧化硅发生粘滞流动引起的粘滞应力。另外,键合界面的气泡、微粒和带图形的硅片键合都会引入附加的应力。     

硅片直接键合机理及快速热键合工艺

本文的理论与实验结果说明,硅片表面吸附的OH团是室温下硅片相互吸引的主要根源。采用SIMS和红外透射谱定量测量了OH吸附量。开发了表面活化技术。发现键合强度随温度而增大是键合面积增加所致。SiO_2/SiO_2键合之界面中各种物质的扩散及氧化层粘滞流动可以消除界面微观间隙。经表面活化的两硅片经室温贴合,150℃预键合,800℃,2小时退火后经1200℃,2分钟快速热键合可实现完善的键合且原有杂质分布改变很小,为减薄工艺提供了一个技术基础。     

晶片表面几何特性对键合的影响

由最小能量原理导出的键合条件出发,利用线性薄板理论,在同一理论模型框架下,通过量度键合过程能否进行的弹性应变能累积率,分析了晶片表面的宏观尺度的弯曲和微观尺度的起伏对晶片键合的影响,并对所得结果进行了详细讨论．     

晶片表面几何特性对键合的影响

由最小能量原理导出的键合条件出发,利用线性薄板理论,在同一理论模型框架下,通过量度键合过程能否进行的弹性应变能累积率,分析了晶片表面的宏观尺度的弯曲和微观尺度的起伏对晶片键合的影响,并对所得结果进行了详细讨论.