硅圓片等離子表面清洗活化提高鍵合強度

文章出處：等離子清洗機廠家 | 深圳納恩科技有限公司| 發(fā)表時間：2022-05-26

利用等離子轟擊清洗硅圓片表面，可提高其表面能，實現(xiàn)直接鍵合。在嚴(yán)格控制好工藝參數(shù)的情況下，用等離子體對硅圓片表面進(jìn)行活化，能大大的提高鍵合強度，產(chǎn)生極少的空洞或空隙，得到一個較好的鍵合效果。

硅圓片的鍵合技術(shù)已很廣泛的用于傳感器和執(zhí)行器。但硅圓片的預(yù)鍵合通常要在1000℃以上的高溫條件下進(jìn)行退火才能達(dá)到較高的粘接強度，而高溫容易引起多方面的問題，如基板結(jié)構(gòu)的不良變化和反應(yīng)，各材料熱膨脹系數(shù)不同引起的鍵合部分應(yīng)力的增加等等[1]。尤其是已經(jīng)用于制造器件的硅圓片，高溫條件下硅與其他部分材料的熱不匹配導(dǎo)致較大的熱應(yīng)力而使器件遭到破壞，或者發(fā)生一系列的化學(xué)反應(yīng)而出現(xiàn)缺陷或污染使器件失效。為了解決這些不利的影響，低溫圓片鍵合技術(shù)成為了研究重點。

低溫鍵合中鍵合強度的大幅度提高主要由于鍵合前等離子體的表面預(yù)處理，并且在低溫鍵合過程中通過調(diào)整合適的工藝參數(shù)，如表面的預(yù)處理時間、偏置電壓的大小、射頻功率、氣體的流動速率等，能避免間隙或空洞的形成。

等離子表面清洗活化原理
等離子表面活化即通常所說的干法表面活化，它主要是利用等離子體的能量與材料表面進(jìn)行撞擊產(chǎn)生的物理或化學(xué)反應(yīng)過程來實現(xiàn)清洗、蝕刻及表面活化等。如圖1所示為等離子對硅圓片表面活化的結(jié)構(gòu)示意圖，硅圓片在活性等離子的轟擊作用下其表面會產(chǎn)生物理與化學(xué)的雙重反應(yīng)，使被清洗物表面物質(zhì)變成粒子和氣態(tài)物質(zhì)，經(jīng)過抽真空排出，而達(dá)到清洗污染、活化表面的目的。