硅片低温直接键合方法技术

硅片低温直接键合方法，属半导体直接键合领域。现有技术处理过的硅片仍需４５０℃以上的热处理，而高温会改变硅片的杂质分布，热膨胀会带来应力，损伤硅片上的微细结构，有ＩＣ存在并有铝引线时，温度超过铝硅共晶点引起器件失效。本发明专利技术表面处理过程为：先将系统抽成真空，然后充入等离子体对硅片进行处理：等离子体为纯ＣＦ↓［４］气体或体积比为１００∶１～１∶２０的ＣＦ↓［４］与Ｏ↓［２］的混合气体，处理时间为５～２０分钟，温度为２０～３００℃，电源功率密度控制在２．５～１０Ｗ／Ｃｍ↑［２］。可使表面层原子处于高能量状态，提高表面层吸附的ＯＨ↑［－］的能力，对硅片进行抛光，提高硅片的表面质量，从而提高贴合的效果。在１００～３００℃的热处理温度下，获得较高的键合质量，减轻了对硅片上杂质分布及微细结构的影响。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是一种用于硅片低温直接键合的方法，属于半导体直接键合

技术介绍
硅直接键合工艺不仅是MEMS(Micro-electro-mechanical Systems，微电子机械系统)的基本技术之一，也是制备SOI(Silicon on Insulator，绝缘体上的硅)的普遍方法之一。该工艺是指两硅片通过高温处理可直接键合在一起，中间不需任何粘结剂，也不需外加电场，工艺简单。其基本的工艺步骤为(1)清洗硅片表面，去除表面氧化物；(2)对硅片表面进行处理，使其表面吸附OH-；(3)在室温下将两硅片面对面贴合在一起；(4)将贴合好的硅片，在烘箱内烘数小时；(5)在O2或N2环境中经数小时的高温热处理后形成键合。其中，对硅片表面的处理在键合过程中是十分重要的。目前，已提出了几种表面处理方法，例如用NH4OH溶液或H2SO4，以及等离子体处理的方法。在CN87105937中，介绍了使用O2、H2、N2、NH3、H2O等几种等离子体对硅片表面进行处理的方法。这种方法不但可以增加硅片表面的OH-浓度，还可以增加表面层原子活性，从而显著增大键合强度。但是，经这种方法处理过的硅片仍本文档来自技高网...

【技术保护点】
硅片低温直接键合方法，由以下步骤组成：１）、清洗硅片表面，并去除表面氧化物；２）、将上述清洗干净的硅片置于等离子体处理系统中进行表面处理；３）、将表面处理过的硅片在去离子水中浸泡后，在室温下干燥并贴合；４）、 将贴合好的硅片在温度为８０～１８０℃的环境中干燥３～５小时；５）、将硅片在Ｏ↓［２］或Ｎ↓［２］环境中进行热处理；其特征在于，步骤２）中的表面处理过程为：先将系统抽成真空，然后充入等离子体对硅片进行处理：等离子体为纯ＣＦ↓［ ４］气体或体积比为１００∶１～１∶２０的ＣＦ↓［４］与Ｏ↓［２］的混合气...

【技术特征摘要】
1.硅片低温直接键合方法，由以下步骤组成1)、清洗硅片表面，并去除表面氧化物；2)、将上述清洗干净的硅片置于等离子体处理系统中进行表面处理；3)、将表面处理过的硅片在去离子水中浸泡后，在室温下干燥并贴合；4)、将贴合好的硅片在温度为80～180℃的环境中干燥3～5小时；5)、将硅片在O2或N2环境中进行热处理；其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈光地，徐晨，杨道虹，霍文晓，赵林林，赵慧，高国，陈建新，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]